JP2543721B2 - 接着促進剤 - Google Patents

接着促進剤

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JP2543721B2
JP2543721B2 JP62240338A JP24033887A JP2543721B2 JP 2543721 B2 JP2543721 B2 JP 2543721B2 JP 62240338 A JP62240338 A JP 62240338A JP 24033887 A JP24033887 A JP 24033887A JP 2543721 B2 JP2543721 B2 JP 2543721B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、硬化性オルガノポリシロキサン組成物の接
着性を促進させる接着促進剤に関するものである。詳し
くは、硬化性オルガノポリシロキサン組成物に添加また
は基材に下塗りする事により接着性を促進させる接着促
進剤に関するものである。
[従来の技術] 従来、硬化性オルガノポリシロキサンの接着性を促進
させる化合物は数多く提案されている(特公昭52−4814
6号公報、特公昭55−21782号公報、特公昭55−39258号
公報、特開昭54−91159号公報等参照)。中でも、特公
昭52−48146号公報あるいは特公昭55−21782号公報に記
載されるようなエポキシ基、アルコキシ基およびアルケ
ニル基を有するオルガノポリシロキサンは良好な接着性
を促進させるものとして当業者に知られている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、これらの従来技術には種々の問題点が
あった。特公昭52−48146号公報に記載されたアルケニ
ル基およびシラノール基を有するオルガノポリシロキサ
ンと、エポキシ基含有トリアルコキシシランとの単なる
脱アルコール反応物、または特公昭55−21782号公報に
記載されたアルケニル基およびシラノール基を有するオ
ルガノポリシロキサンとエポキシ基含有トリアルコキシ
シランとの低温での反応物は、得られたオルガノポリシ
ロキサンの安定性が不充分であり、再現性よく生産する
ことができないという欠点があった。また、エポキシ基
含有トリアルコキシシランのアルコキシ基をシラノール
基との縮合反応でつぶしてしまうため、接着に重要な働
きをすると思われるアルコキシ基の量が減少してしまう
という欠点があった。
本発明は、上記した従来技術の欠点を解消することを
目的とし、接着特性の再現性に優れた接着促進剤を提供
するものである。
[問題点を解決するための手段とその作用] 上記した目的は 式 R1SiO3/2 で示される単位、式 R1R2aSiO(3−a)/2 で示される単位、式 R2bR3cR4dSiO(4−b−c−d)/2 で示される単位および式 R3eR4fSiO(4−e−f)/2 で示される単位から成るオルガノポリシロキサンを主剤
とする接着促進剤(式中、R1はエポキシ基を有する一価
有機基、R2はアルコキシ基、R3はアルケニル基を除く一
価炭化水素基、R4はアルケニル基であり、aおよびbは
1または2であり、c,d,eおよびfは2以下の数であ
り、e+fは1以上の数であり、全有機基に対するR1
割合は2モルパーセント以上であり、全有機基に対する
R2の割合は5モルパーセント以上であり、また全有機基
に対するR4の割合は2モルパーセント以上である)によ
り達成される。
これを説明するに、本発明の接着促進剤に使用される
オルガノポリシロキサンは、エポキシ基、アルコキシ基
およびアルケニル基を同時に有するものであり、式 R1SiO3/2 で示される単位、式 R1R2aSiO(3−a)/2 で示される単位、式 R2bR3cR4aSiO(4−b−c−d)/2 で示される単位および式 R3eR4fSiO(4−e−f)/2 で示される単位から成るものである。
前記した式中、R1はエポキシ基を有する一価有機基で
あり、これには3−グリシドキシプロピル基、グリシド
キシメチル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)
エチル基が例示される。R2はアルコキシ基であり、これ
にはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、メトキシ
エトキシ基が例示され、接着性の点からより好ましくは
メトキシ基である。R3はアルケニル基を除く一価炭化水
素基であり、これにはメチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、ヘキシル基のようなアルキル基;フェニ
ル基、トリル基、キシル基のようなアリール基;ベンジ
ル基、フェネチル基のようなアラルキル基が例示され、
経済的観点および本発明の接着促進剤を適用する硬化性
オルガノポリシロキサン組成物との相溶性の観点からよ
り好ましくは、メチル基またはフェニル基である。R4
アルケニル基であり、これにはビニル基、アリル基、プ
ロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル
基、デセニル基が例示される。
また、該オルガノポリシロキサン中の全有機基に対す
るR1の割合は、2モルパーセント以上であり、これは2
モルパーセント未満であると再現性の良好な接着力が得
られないためである。全有機基に対するR2の割合は5モ
ルパーセント以上であり、これは5モルパーセント未満
であると良好な接着力が得られないためである。全有機
基に対するR4の割合は2モルパーセント以上であり、こ
れは2モルパーセント未満であると良好な接着力が得ら
れないためである。オルガノポリシロキサン中、R1SiO
3/2単位は接着特性の再現性を良好にする作用がある。
本発明の接着促進剤の主剤となるオルガノポリシロキ
サンは、例えば、アルコキシ基およびエポキシ基とを有
するオルガノシランと、アルケニル基を有するオルガノ
ポリシロキサンとを、水酸化カリウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化リチウム、水酸化セシウムのようなアルカリ
金属水酸化物;アルカリ金属アルコラート、ジメチルポ
リシロキサンやメチルフェニルポリシロキサンのアルカ
リ金属シラノレート、アミン類、テトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシドのような水酸化アンモニウム等の塩基
性触媒の存在下で、平衡化反応させることにより得られ
る。ここで、エポキシ基とアルコキシ基を含有するオル
ガノシランとしては、3−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン、3,4−エポキシシクロヘキシルトリメトキシシ
ラン、3,4−エポキシシクロヘキシルトリエトキシシラ
ン、グリシドキシメチルトリメトキシシランなどがあ
る。
また、アルケニル基を有するポリシロキサンとして
は、両末端水酸基封鎖のメチルアルケニルポリシロキサ
ン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖のメチルアルケニ
ルポリシロキサン、両末端水酸基封鎖のメチルアルケニ
ルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体、両末端ト
リメチルシロキシ基封鎖のメチルアルケニルシロキサン
−ジメチルシロキサン共重合体、両末端水酸基封鎖のメ
チルアルケニルシロキサン−ジフェニルシロキサン共重
合体、環状メチルアルケニルポリシロキサン、環状メチ
ルアルケニルシロキサン−ジメチルシロキサン共重合体
などがある。
かくして得られた接着促進剤は、あらゆる種類の硬化
性オルガノポリシロキサン組成物に添加して該組成物の
接着性を促進することができる。このような硬化性オル
ガノポリシロキサン組成物は、例えば、付加反応型硬化
性オルガノポリシロキサン組成物、脱アルコール反応型
硬化性オルガノポリシロキサン組成物、脱オキシム反応
型硬化性オルガノポリシロキサン組成物、脱酢酸反応型
硬化性オルガノポリシロキサン組成物、脱アセトン反応
型硬化性オルガノポリシロキサン組成物、脱アミン反応
型硬化性オルガノポリシロキサン組成物、過酸化物硬化
型オルガノポリシロキサン組成物、高エネルギー線硬化
型オルガノポリシロキサン組成物があり、特に効果が顕
著なのは付加反応型硬化性オルガノポリシロキサン組成
物である。また、本発明の接着促進剤は接着用下塗剤
(プライマー)として使用してよい。
また、他の成分を併用してよく、他の成分としてはオ
ルガノアルコキシシラン類、シランカップリング剤、チ
タン、スズ、アルミニウムなどの金属のアルコキシ化合
物あるいはキレート化合物、ジオルガノポリシロキサ
ン、有機溶剤がある。
[実施例] 以下に実施例をあげて本発明を説明する。実施中、
「部」とあるのは「重量部」を意味し、「パーセント」
または「%」とあるのは「重量パーセント」を意味す
る。特性は特に断わらない限り25℃で測定したものであ
る。また、式中Meはメチル基、Viはビニル基を示す。
実施例1 撹拌装置、温度計および還流冷却器を備えた4つ口フ
ラスコに、テトラメチルテトラビニルシクロテトラシロ
キサン107部、3−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン91部および水酸化カリウム0.15部を投入し、撹拌
しながら加熱した。120℃の温度で3時間反応させたの
ち、ジメチルジクロロシランで中和し、120℃、5mmHgの
減圧蒸留により低沸点物を留去した。得られたオルガノ
ポリシロキサンを赤外分光分析(IR)、フーリエ変換核
磁気共鳴分析(FTNMR)、ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー(GPC)で分析したところ、次の平均式を
有することが判明した。
[RSiO3/20.09(但しRは3−グリシドキシプロピル
基)このオルガノポリシロキサンをA−1とした。
またテトラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサ
ンおよび3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
の別ロットを使用した以外は全く同様にオルガノポリシ
ロキサンA−2およびA−3を製造した(なお得られた
オルガノポリシロキサンの平均式は分析の結果、A−1
と全く同一であった)。
両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖の平均分子量11
000であるジメチルポリシロキサン100部、表面をヘキサ
メチルジシラザンで処理した乾式シリカ(比表面積200m
2/g)20部、塩化白金酸の2%イソプロピルアルコール
溶液0.15部、3−メチル−1−ブチン−3−オール0.01
部および両末端トリメチルシロキシ基封鎖の平均分子量
700であるジメチルシロキサンメチルハイドロジェン共
重合体(ジメチルシロキサンとメチルハイドロジェンシ
ロキサンとのモル比が3/5)3部をよく混合し、この組
成物をB−1とした。
次にB−1と、A−1、A−2またはA−3を100/1
の重量比で混合し、これらの接着性の結果を第1表に示
した。なお、接着性はせん断接着力をASTM D−1002に従
って測定した。接着剤の硬化条件は120℃/1時間とし
た。
実施例2 撹拌装置、温度計およびジーンスターク冷却器を備え
た4つ口フラスコに、両末端水酸基封鎖ジメチルシロキ
サン−メチルビニルシロキサン共重合体(ジメチルシロ
キサン単位とメチルビニルシロキサン単位のモル比3/
1、平均分子量450)100部、3−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン42部およびα,ω−ジメチルシロキ
サンジオールのカリウム塩(アルカリ当量1200g/eq)0.
2部を投入し、撹拌しながら加熱した。130℃の温度で反
応させながら低沸点物(おもにメタノール)を留去し
た。2時間反応後酢酸により中和し、130℃,5mmHgの減
圧蒸留により低沸点物を除去した。得られたポリシロキ
サンをIR、FTNMR、GPCで分析したところ、下記の平均式
を有することが判明した。
[RSiO3/20.09 (但しRは3−グリシドキシプロピル基)このポリシロ
キサンをA−4とした。
またジメチルシロキサン−メチルビニルシロキサン共
重合体および3−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ランの別ロットを使用した以外は全く同様にオルガノポ
リシロキサンA−5およびA−6を製造した(なお得ら
れたオルガノポリシロキサンの平均式は分析の結果A−
4と全く同一であった)。
また、同様に、上記のジメチルシロキサン−メチルビ
ニルシロキサン共重合体のかわりに、ジメチルシロキサ
ン−メチルヘキセニルシロキサン共重合体(ジメチルシ
ロキサン単位とメチルヘキセニルシロキサン単位のモル
比3/1、平均分子量520)を110部用いた他はA−2と全
く同様にして製造したオルガノポリシロキサンをA−7
とした。
次に両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖の平均分子
量5500であるジメチルポリシロキサン100部、表面をヘ
キサメチルジシラザンで処理した乾式シリカ(比表面積
200m2/g)20部、塩化白金酸の2%イソプロピルアルコ
ール溶液0.15部、3−メチル−1−ブチン−3−オール
0.01部および両末端トリメチルシロキシ基封鎖の平均分
子量1200、ジメチルシロキサンメチルハイドロジェンシ
ロキサンである(ジメチルシロキサンとメチルハイドロ
ジェンシロキサンとのモル比が5/5)共重合体5部をよ
く混合し、この組成物をB−2とした。
次にB−2にA−2またはA−3を各々100/1.5の重
量比で混合し、これらの接着性の結果を第2表に示し
た。なお、接着性は、実施例1と同様に測定した。接着
剤の硬化条件は130℃/30分とした。
実施例3 実施例1で製造した「A−1」2部、エチルシリケー
ト2部、テトラブチルチタネート1部およびヘキサン10
0部を均一に混合して下塗剤(プライマー)を調製し
た。
これを鉄板に塗布後、室温で1時間乾燥させて、実施
例1で製造した「B−1」を塗布し、100℃で2時間加
熱硬化させた。
また下塗剤を使用しないで、同様に鉄板にB−1を塗
布し、加熱硬化させた。
これらのオルガノポリシロキサン硬化物と鉄板との接
着部分をナイフで引きはがし試験を行なった結果、下塗
剤を塗付したものははがれず、また下塗剤を塗付しなか
ったものは容易にはがれた。
[発明の効果] 本発明の接着促進剤は、エポキシ基、アルコキシ基お
よびアルケニル基を有する特定のオルガノポリシロキサ
ン単位から構成されたオルガノポリシロキサンを主剤と
しているので、接着特性の再現性が優れているという特
徴がある。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式 R1SiO3/2 で示される単位、式 R1R2aSiO(3−a)/2 で示される単位、式 R2bR3cR4dSiO(4−b−c−d)/2 で示される単位および式 R3eR4fSiO(4−e−f)/2 で示される単位から成るオルガノポリシロキサンを主剤
    とする接着促進剤(式中、R1はエポキシ基を有する一価
    有機基、R2はアルコキシ基、R3はアルケニル基を除く一
    価炭化水素基、R4はアルケニル基であり、aおよびbは
    1または2であり、c,d,eおよびfは2以下の数であ
    り、e+fは1以上の数であり、全有機基に対するR1
    割合は2モルパーセント以上であり、全有機基に対する
    R2の割合は5モルパーセント以上であり、また全有機基
    に対するR4の割合は2モルパーセント以上である)。
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