JP2574157B2 - 常温硬化性樹脂組成物 - Google Patents

常温硬化性樹脂組成物

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JP2574157B2 JP62184924A JP18492487A JP2574157B2 JP 2574157 B2 JP2574157 B2 JP 2574157B2 JP 62184924 A JP62184924 A JP 62184924A JP 18492487 A JP18492487 A JP 18492487A JP 2574157 B2 JP2574157 B2 JP 2574157B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は常温硬化性樹脂組成物に関し、更に詳しくは
高硬度の硬化物を与える塗料として特に有用な常温硬化
性樹脂組成物に関する。
[従来の技術] 従来、常温硬化型の塗料は主に木工用、プラスチック
用などに用いられていて、例えば木工用ではアクリルポ
リオールを主剤とし、ポリイソシアネートプレポリマー
を硬化剤とする2液反応型のアクリルウレタン塗料があ
る。
また、常温硬化型で珪素化合物を含む組成物として末
端又は側鎖に加水分解シリル基を含有するビニル系樹脂
と硬化触媒とからなる組成物(特開昭57−172950号、
特開昭58−157810号)とが知られている。
更に、塩基性窒素原子を有するビニル系重合体に、硬
化剤として1分子中にエポキシ基と加水分解性シリル基
とを有する化合物とエポキシ基を含有せずに加水分解性
シリル基を必須の基として含有する化合物及び/または
シラノール基を含有する化合物とを配合する組成物(
特開昭61−225244号)も知られている。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、近年、高級家具の表面の傷付きを防止する
ため、高硬度の木工用塗料の開発が望まれている。又、
プラスチック用の分野においてもより高い硬度の得られ
る常温硬化型塗料が必要とされている。
しかし、前記の従来型組成物を用いて得られる硬化物
にあっては硬度が不十分(特に低温硬化が不十分)であ
り、また硬度が湿度の影響を受け易く特に高湿下で著し
く硬度が低下するという問題があった。
本発明者等は前述のごとき従来技術における欠点を解
決するべく鋭意研究に努めた結果、側鎖または鎖状分子
末端に加水分解性基と結合した珪素原子を有する重合体
とエポキシ基を含有する加水分解性シラン化合物とから
なる混合物に硬化剤としてアミノ基を含有する加水分解
性シラン化合物を配合することによって硬度が著しく向
上し、高湿下にあっても高硬度の硬化物が得られること
を見いだすに及んで、本発明を完成するに至った。
[問題点を解決するための手段] (1)(A)側鎖または鎖状分子末端に加水分解性基と
結合した珪素原子を有する線状重合体とエポキシ基を含
有する加水分解性シラン化合物とを主成分とする重合体
組成物および (B)アミノ基を含有する加水分解性シラン化合物を主
成分とする硬化剤混合物 からなる硬化剤組成物。
(2)(A)側鎖または鎖状分子末端に加水分解性基と
結合した珪素原子を有する線状重合体とエポキシ基を含
有する加水分解性シラン化合物とを主成分とする重合体
組成物および (B)アミノ基を含有する加水分解性シラン化合物を主
成分とする硬化剤混合物 上記(A)重合体組成物、(B)硬化剤混合物のいず
れかもしくは双方にアルコキシシラン架橋剤としての加
水分解性シラン化合物を混合してなる常温硬化性樹脂組
成物。
(3)(A)側鎖または鎖状分子末端に加水分解性基と
結合した珪素原子を有する線状重合体とエポキシ基を含
有する加水分解性シラン化合物とを主成分とする重合体
組成物および (B)アミノ基を含有する加水分解性シラン化合物を主
成分とする硬化剤混合物 からなる常温硬化性樹脂組成物に、前記加水分解性シラ
ン化合物の加水分解・縮合を促進させるための触媒を混
合してなる常温硬化性樹脂組成物。
本発明の組成物を構成する主要な要素である側鎖また
は鎖状分子末端に加水分解性基と結合した珪素原子を有
する重合体は、遊離の炭素一炭素二重結合を有する重合
体を合成し、これと珪素に結合した水素原子と加水分解
性基とを有するシラン化合物とのヒドロシリル化反応に
よって加水分解性基を有する珪素原子を該重合体に導入
することによっても調整することができるが、重合性の
二重結合を有し珪素原子を有しない化合物と重合性の二
重結合及び加水分解性基を有するシラン化合物との共重
合により調整するのが簡便であり好ましい。
この重合性の二重結合を有し珪素原子を有しない化合
物の代表的なものとしてはグリシジルメタクリレート、
グリシジルアクリレート、メチルメタクリレート、メチ
ルアクリレート、エチルメタクリレート、エチルアクリ
レート、n−ブチルメタクリレート、n−ブチルアクリ
レート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−エチ
ルヘキシルアクリレート、ラウリルメタクリレート、ラ
ウリルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、
シクロヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート等の
ごときメタクリル酸エステル類やアクリル酸エステル類
の他、メタクリル酸、アクリル酸、アクリロニトリル、
無水フマル酸や、スチレン、ビニルトルエンのごとき芳
香族ビニルモノマーなどを挙げることができる。
また、重合性の二重結合及び加水分解性基を有するシ
ラン化合物の代表例としてはビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メ
トキシエトキシ)シラン、3−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン等を挙げることができる。
また、エポキシ基を含有する加水分解性シラン化合物
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メチルジメトキシシラ
ン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリ
メトキシシラン等が代表的なものとして挙げられるが、
硬化性等の点からすれば3−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシランが特に望ましい。そしてアミノ基を含有
する加水分解性シラン化合物としては、N−(2−アミ
ノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルト
リメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン等が挙げられる。
本発明の常温硬化性樹脂組成物には、また、アルコキ
シシラン架橋剤としての加水分解性シラン化合物を適量
配合できる。
該シラン化合物は、上述(A)の重合体組成物また
は、上述(B)の硬化剤混合物のいずれにも混合でき
る。アルコキシシラン架橋剤としての加水分解性シラン
化合物の例としては、珪酸エチル、珪酸メチル等のアル
キルシリケート類、及び該アルキルシリケート類の部分
加水分解縮合物、或はメチルトリメトキシシランを代表
例とするアルキルトリアルコキシシラン、ビニルトリメ
トキシシランを代表例とするアルケニルトリアルコキシ
シラン、フェニルトリメトキシシランを代表例とするフ
ェニルトリアルコキシシラン等、及び該トリアルコキシ
シラン類の部分加水分解縮合物等が挙げられる。
次に本発明の常温硬化性樹脂組成物を製造する方法に
ついて説明する。
まず、重合体組成物(A)は好ましくは重合性の二重
結合を有し珪素原子を有しない化合物(以降「ビニル系
単量体」と記す)と重合性の二重結合及び加水分解性基
を有するシラン化合物(以降「重合性シラン化合物」と
記す)とを共重合させることによって側鎖または鎖状分
子末端に加水分解性基と結合した珪素原子を有する鎖状
の共重合体を取得し、該共重合体にエポキシ基を含有す
る加水分解性シラン化合物を混合することによって得ら
れる。共重合にあたっては重合性シラン化合物の全単量
体(即ちビニル系単量体と重合性シラン化合物との合計
量)中に占める割合を1〜30重量%、好ましくは5〜20
重量%とするのが良く、またエポキシ基を含有する加水
分解性シラン化合物の該共重合体に対する混合割合は重
量比で0.1〜1.0、好ましくは0.3〜0.5とするのが良い。
これらの範囲を外れた条件では、下限未満の範囲もしく
は上限を越えた範囲のいずれであっても、本発明の樹脂
組成物の安定性の低下もしくは該組成物の硬化物の硬度
の低下、または白化等の塗膜外観の悪化が認められる傾
向があるため好ましくない。
前記のビニル系単量体と重合性シラン化合物との共重
合に当たっては従来公知のいずれの重合方法も適用でき
るが、有機溶媒中でのラジカル重合法によるのが最も簡
便かつ容易である。この際用いる有機溶媒としては本発
明に於て用いる各化合物の安定性もしくは本発明の組成
物を製造する際の各反応に影響を与えない限りに於て不
活性の有機溶媒が、共重合反応をコントロールし容易か
つ円滑ならしめる点で有利である。この様な溶媒として
は例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−
ヘキサン、もしくは高沸点の芳香族炭化水素系溶剤等の
各種炭化水素類例えば丸善石油(株)製商品名“スワゾ
ール”、メタノール、エタノール、イソプロパノール、
n−プロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、
s−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n
−ブチル、エチルセロソルブアセテート等のエステル類
が挙げられ、これらは単独で、或は混合して用いること
ができる。
次に硬化剤混合物(B)はアミノ基を含有する加水分
解性シラン化合物を必須の成分として、場合によってこ
れに前記の有機溶媒類を添加混合して調整する。この時
珪酸エチル、珪酸メチル等のアルキルシリケート類、も
しくは該アルキルシリケート類の部分加水分解縮合物、
或はメチルトリメトキシシランを代表例とするアルキル
トリアルコキシシラン、ビニルトリメトキシシランを代
表例とするアルケニルトリアルコキシシラン、フェニル
トリメトキシシランを代表例とするフェニルトリアルコ
キシシラン等、もしくは該トリアルコキシシラン類の部
分加水分解縮合物等の加水分解性アルコキシシラン類を
アルコキシシラン架橋剤として添加することもできる。
その時の使用量は限定されないが好ましくは、アミノ基
を含有する加水分解性シラン化合物に対して重量比で1/
10〜1/2とするのが実施し易い。
そしてこのアルコキシシラン架橋剤としての加水分解
性アルコキシシラン類は硬化剤混合物(B)ではなく、
ビニル系単量体と重合性シラン化合物との共重合の際或
は共重合後のエポキシ基を含有する加水分解性シラン化
合物との混合の際に添加することによって重合体組成物
(A)中に存在させて使用することもできるし、或はま
た重合体組成物(A)と硬化剤混合物(B)の両者に添
加して使用しても良い。
なお、本発明の常温硬化性樹脂組成物は硬化触媒を添
加しなくとも良好な硬化性を有するのであるが、前記の
各加水分解性シラン化合物を加水分解縮合させるための
触媒を用いることにより、硬化反応を促進させ、低温硬
化性を更に向上させることが可能である。そしてこの様
な加水分解縮合触媒(C)として代表的なものには、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラー
トもしくはテトラメチルアンモニウムハイドライドの如
き塩基性化合物類、テトライソプロピルチタネート、ア
ルミニウムアセチルアセトン、オクチル酸錫、オクチル
酸亜鉛、オクチル酸カルシウム、ナフテン酸鉛、ジブチ
ル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、もしくは
ジブチル錫ジマレートの如き有機酸の金属塩類、或はp
−トルエンスルホン酸、トリクロル酢酸、燐酸の如き酸
性化合物等がある。
本発明の常温硬化性樹脂組成物は、上記に説明の如く
調製した重合体組成物(A)と硬化剤混合物(B)とを
両成分中に含まれるアミノ基とエポキシ基の割合がエポ
キシ基に対するアミノ基のモル比で0.5〜3となるよう
に混合し、更に必要に応じて(C)成分としての加水分
解縮合触媒を、前記重合体組成物(A)と硬化剤混合物
(B)との溶媒を含む総合計量に対して0.001〜1重量
%程度添加することによって製造する。
本発明の常温硬化性樹脂組成物にはまた、更に有機系
もしくは無機系の染料域は顔料をはじめ、つや消し剤、
紫外線吸収剤、充填剤、流動調整剤などの各種の添加剤
を配合することも可能であり、これらの添加剤が本発明
の常温硬化性樹脂組成物の硬化反応を阻害するようなも
のでない限り何ら問題はない。
なお、本発明の常温硬化性樹脂組成物は各種の基材に
塗布され、次いで常温で乾燥されることにより高硬度の
硬化物を与えるものであるが、硬化速度を更に速める必
要がある場合に加温することを妨げるものではなく、そ
うしたからと言って得られる効果が減少するものではな
い。
以上のようにして得られる本発明の常温硬化性樹脂組
成物は、木工製品、各種プラスチック製品等の塗料や表
面改質剤、充填剤等として広範囲に利用することができ
る。
[実施例] 以下、実施例及び比較例により本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定される
ものではない。
なお、以下の実施例においては部及び%は、特に断り
のない限り、全て重量基準である。
(重合体組成物(A)の調整) 調整例1 攪拌装置、温度計、還流冷却器及びチッソ導入管を備
えた反応器にキシレン100部、n−ブタノール50部を仕
込、チッソ雰囲気下で90℃に昇温してからメチルメタク
リレート30部、n−ブチルメタクリレート10部、グリシ
ジルメタクリレート40部、シクロヘキシルメタクリレー
ト15部、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン(以下MPOS-Mと略称する)5部及び過酸化物触媒(日
本油脂株式会社製品、商品名「ナイパーBMT」(パー
オキサイド20%))2.5部からなる混合液を3時間かけ
て滴下した。滴下終了後も3時間同温度に保持して樹脂
成分が40%である重合体組成物(A−1)の溶液を得
た。この重合物(A−1)の溶液100部に3−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン(以下、GPS-Mと略称
する)12部を混合して重合体組成物(A)の溶液を得
た。この溶液を重合体組成物(1A)とする。
調整例2〜6 ビニル系単量体及び重合性シラン化合物の使用量
(部)を第1表に示す如く変更した以外は調整例1と同
様にして重合物(A-2)〜(A-6)を得た。この重量物
(A-2)〜(A-6)の溶液それぞれ100部にGPS-Mを第2表
に示す如く混合して重合体組成物(2A)〜(6A)を得
た。
実施例1〜4、比較例1,2 調整例1〜6で得られた重合体組成物(1A)〜(6A)
の溶液をトルエンと酢酸ブチルとの1:1混合溶剤を加え
て有効成分濃度35%に希釈した後、この希釈溶液100部
に対して3−アミノプロピルトリエトキシシラン(APS-
E)60%、エチルシリケート部分加水分解物(日本コル
コート社製ES-40)20%及びエチルセロソルブ20%よ
りなる硬化剤混合物(B)を第3表に示す量添加し、更
に触媒(C)としてジブチル錫ジアセテート1部を添加
混合して硬化性樹脂組成物を調製した。
次いでこの硬化性樹脂組成物を乾燥膜厚が約10μmと
なるようにバーコーターでガラス板に塗布し、常温常湿
下及び高湿下条件としてNH4Clの飽和溶液で相対湿度79
%に調湿した25℃のデシケーター内において硬化させ、
それぞれの硬化塗膜を得た。この様にして得られた各塗
膜の表面傷つき性を評価するため鉛筆硬度を測定した。
結果を第3表に示す。
ここで、比較例1は重合体組成物(A)においてエポ
キシ基を含有する加水分解性シラン化合物を欠く例であ
り、また比較例2は同じく重合体組成物(A)の構成要
素の内共重合体が加水分解性基と結合した珪素原子を欠
く例であって、それぞれ塗膜の硬度が低いか塗膜外観が
不良であるかの欠点を有している。
[発明の効果] 上記実施例によって明らかな如く、本発明によって常
温で、しかも高湿度下であっても高硬度の硬化物を得る
ことが可能となった。これは木工用或はプラスチック用
の高硬度塗料の開発を可能とするものであり、産業上の
利益は計り知れないものがある。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)側鎖または鎖状分子末端に加水分解
    性基と結合した珪素原子を有する線状重合体とエポキシ
    基を含有する加水分解性シラン化合物とを主成分とする
    重合体組成物および (B)アミノ基を含有する加水分解性シラン化合物を主
    成分とする硬化剤混合物 からなる常温硬化性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】側鎖または鎖状分子末端に加水分解性基と
    結合した珪素原子を有する線状重合体が、重合性の二重
    結合を有し珪素原子を有しない化合物と重合性の二重結
    合および加水分解性基を有するシラン化合物との共重合
    により得られるものである特許請求の範囲第(1)項に
    記載の常温硬化性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】(A)側鎖または鎖状分子末端に加水分解
    性基と結合した珪素原子を有する線状重合体とエポキシ
    基を含有する加水分解性シラン化合物とを主成分とする
    重合体組成物および (B)アミノ基を含有する加水分解性シラン化合物を主
    成分とする硬化剤混合物 上記(A)重合体組成物、(B)硬化剤混合物のいずれ
    かもしくは双方にアルコキシシラン架橋剤としての加水
    分解性シラン化合物を混合してなる常温硬化性樹脂組成
    物。
  4. 【請求項4】側鎖または鎖状分子末端に加水分解性基と
    結合した珪素原子を有する線状重合体が、重合性の二重
    結合を有し珪素原子を有しない化合物と重合性の二重結
    合および加水分解性基を有するシラン化合物との共重合
    により得られるものである特許請求の範囲第(3)項に
    記載の常温硬化性樹脂組成物。
  5. 【請求項5】アルコキシシラン架橋剤としての加水分解
    性シラン化合物が珪酸エチル又はその部分加水分解縮合
    物である特許請求の範囲第(3)項に記載の常温硬化性
    樹脂組成物。
  6. 【請求項6】(A)側鎖または鎖状分子末端に加水分解
    性基と結合した珪素原子を有する線状重合体とエポキシ
    基を含有する加水分解性シラン化合物とを主成分とする
    重合体組成物および (B)アミノ基を含有する加水分解性シラン化合物を主
    成分とする硬化剤混合物 からなる常温硬化性樹脂混合物に、前記加水分解性シラ
    ン化合物の加水分解・縮合を促進させるための触媒を混
    合してなる常温硬化性樹脂組成物。
  7. 【請求項7】側鎖または鎖状分子末端に加水分解性基と
    結合した珪素原子を有する線状重合体が、重合性の二重
    結合を有し珪素原子を有さない化合物と重合性の二重結
    合および加水分解性基を有するシラン化合物との共重合
    により得られるものである特許請求の範囲第(6)項に
    記載の常温硬化性樹脂組成物。
  8. 【請求項8】アルコキシシラン架橋剤としての加水分解
    性シラン化合物が珪酸エチル又はその部分加水分解縮合
    物である特許請求の範囲第(6)項に記載の常温硬化性
    樹脂組成物。
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JPS57105446A (en) * 1980-12-19 1982-06-30 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Curable composition

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