JP6585045B2 - アルコキシシラン官能化ポリアクリレート組成物およびその調製方法。 - Google Patents

アルコキシシラン官能化ポリアクリレート組成物およびその調製方法。 Download PDF

Info

Publication number
JP6585045B2
JP6585045B2 JP2016534584A JP2016534584A JP6585045B2 JP 6585045 B2 JP6585045 B2 JP 6585045B2 JP 2016534584 A JP2016534584 A JP 2016534584A JP 2016534584 A JP2016534584 A JP 2016534584A JP 6585045 B2 JP6585045 B2 JP 6585045B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aminoalkylalkoxysilane
alkyl
carbon atoms
hydrocarbon compound
functionalized hydrocarbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016534584A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016532754A (ja
Inventor
フィリップ ティー. クレマシク、
フィリップ ティー. クレマシク、
デイビッド ピー. ドボラク、
デイビッド ピー. ドボラク、
Original Assignee
ヘンケル アイピー アンド ホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
ヘンケル アイピー アンド ホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヘンケル アイピー アンド ホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング, ヘンケル アイピー アンド ホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング filed Critical ヘンケル アイピー アンド ホールディング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
Publication of JP2016532754A publication Critical patent/JP2016532754A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6585045B2 publication Critical patent/JP6585045B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1804C4-(meth)acrylate, e.g. butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate or tert-butyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/14Esterification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/26Removing halogen atoms or halogen-containing groups from the molecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/42Introducing metal atoms or metal-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/36Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/41Compounds containing sulfur bound to oxygen
    • C08K5/42Sulfonic acids; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/541Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5425Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one C=C bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/544Silicon-containing compounds containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/56Organo-metallic compounds, i.e. organic compounds containing a metal-to-carbon bond
    • C08K5/57Organo-tin compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J133/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09J133/14Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J143/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J143/04Homopolymers or copolymers of monomers containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F230/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
    • C08F230/04Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal
    • C08F230/08Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon
    • C08F230/085Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon the monomer being a polymerisable silane, e.g. (meth)acryloyloxy trialkoxy silanes or vinyl trialkoxysilanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2438/00Living radical polymerisation
    • C08F2438/01Atom Transfer Radical Polymerization [ATRP] or reverse ATRP
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2800/00Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed
    • C08F2800/10Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed as molar percentages
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2810/00Chemical modification of a polymer
    • C08F2810/30Chemical modification of a polymer leading to the formation or introduction of aliphatic or alicyclic unsaturated groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2810/00Chemical modification of a polymer
    • C08F2810/40Chemical modification of a polymer taking place solely at one end or both ends of the polymer backbone, i.e. not in the side or lateral chains

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

湿気硬化性化合物の調製方法およびその方法の生成物から調製される湿気硬化性組成物を提供する。
湿気硬化性モノマー、オリゴマーおよびポリマーおよびそれらから作製された組成物は、よく知られており、広範囲に記載され、しばらく前から商業的にも用いられている。
そのようなポリマーの一つが、アルコキシシラン末端ポリアクリレートである。市販の湿気硬化性アルコキシシラン末端ポリアクリレート(例えば株式会社カネカ、日本から入手可能なもの)は、現在、2段階法で調製される。米国特許第5,986,014号、同第6,274,688号および同第6,420,492号もまた参照されたい。開示された方法では、不飽和カルボン酸との臭素の置換の後に、アルコキシシランのヒドロシリル化を行う。この2段階法は、製造業者にとっては費用がかかり、多大な時間が必要になり得る。また、工程が追加されることにより、オペレーター操作が増え、それによってたとえば、架橋または不純物混入の可能性が大きくなり、より純度の低い生成物になる場合がある。後者の例では、生成物を精製するためのさらなる工程が必要とされることがある。合成の理想の形態を図1に示す。
このようなポリマーを作る代替の合成スキームを発見することは、原料反応物の入手可能性および合成が複雑となることの低減を含む様々な理由から望ましいであろう。例えば、合成工程の数を減らすことによって労力および時間又は作業を省くことができ、それによって、これらのまたは他のポリマーを得るためのより効率的な方法を作り出すことになる。
本発明は、そのような要望に対する解決策を提供するものである。
一態様では、アルコキシシラン官能化炭化水素化合物の調製方法を提供する。この方法は、
(a)
Figure 0006585045
(式中、Lは、アルキルまたはポリ(アルキル)、アルキレンまたはポリ(アルキレン)、アルケニルまたはポリ(アルケニル)、アルケニレンまたはポリ(アルケニレン)、芳香族または芳香環系であり、Rは、アルキルであり、nは1〜4である。)および(b)アミノアルキルアルコキシシラン、および任意に(c)有機溶媒を容器内に供給することおよび
アルコキシシラン官能化炭化水素化合物を形成するのに十分な時間、混合することを含む。
本発明は、「詳細な説明」およびその後に続く例示的な例を読むことによって、より完全に理解されるであろう。
図1は、商業的規模で湿気硬化性アルコキシシラン末端ポリアクリレートの調製に用いられる2段階法の理想の形態を示し、臭素置換ポリマーと不飽和カルボン酸が反応した後に、アルコキシシランを用いたヒドロシリル化を行う。
図2は、APTESおよびアクリレート末端ポリマーとの間の反応を示す。示されているように、所望の生成物を得るために、ポリマーを、周囲温度で酢酸エチル中の過剰のAPTESを用いて処理した。(実施例1も参照されたい。)
図3は、表Aに示されるように、MW27,000のターポリマー(ブチルアクリレート/エチルアクリレート/アクリロニトリル)とMW27,000のターポリマー/APTESのキャップされた生成物のGPC分析を示す。
図4は、表Aに示されるようにRC100およびRC100/APTESのキャップされたポリマー生成物のGPC分析を示す。
図5は、表Aに示されるように、MW30,000のターポリマーとMW30,000のターポリマー/APTESのキャップされた生成物のGPC分析を示す。
図6は、表1に示されるように、RC100/APTESのキャップされたポリマーを用いて作製された配合物(サンプル番号1)およびOR110S対照を用いて作製された配合物(サンプル番号4)の経時的な複素せん断弾性率に関するレオメトリック分析を示す。
図7は、表1に示されるように、MW27,000のターポリマー/APTESのキャップされた生成物を用いて作製された配合物(サンプル番号2)およびOR110S対照を用いて作製された配合物(サンプル番号4)の経時的な複素せん断弾性率に関するレオメトリック分析を示す。
図8は、表1に示されるように、MW30,000のターポリマー/APTESのキャップされた生成物を用いて作製された配合物(サンプル番号3)およびOR110S対照を用いて作製された配合物(サンプル番号4)の経時的な複素せん断弾性率に関するレオメトリック分析を示す。
図9は、表2に示されるように、RC100/APTESのキャップされたポリマーを用いて作製された配合物(サンプル番号5)およびOR110S対照を用いて作製された配合物(サンプル番号4)の経時的な複素せん断弾性率に関するレオメトリック分析を示す。
図10は、表2に示されるように、MW30,000のターポリマー/APTESのキャップされた生成物を用いて作製された配合物(サンプル番号6)およびOR110S対照を用いて作製された配合物(サンプル番号4)の経時的な複素せん断弾性率に関するレオメトリック分析を示す。
図11は、表2に示されるように、MW30,000のターポリマー/BESAのキャップされた生成物を用いて作製された配合物(サンプル番号7)およびOR110S対照を用いて作製された配合物(サンプル番号4)の経時的な複素せん断弾性率に関するレオメトリック分析を示す。
図12は、一連の湿気硬化性配合物(それぞれサンプル番号4、5、1、6および2)の鋼、アルミニウムまたはそれぞれから作られた重ねせん断(lapshears)のアセンブリ上の引張強度を示す。
本発明は、一態様では、容器内の
(a)
Figure 0006585045
(式中、Lは、アルキルまたはポリ(アルキル)、アルキレンまたはポリ(アルキレン)、アルケニルまたはポリ(アルケニル)、アルケニレンまたはポリ(アルケニレン)、芳香族または芳香環系であり、Rは、アルキルであり、たとえば、1から10個までの炭素原子であり、任意選択により1個または複数の酸素原子が挿入されてもよく、nは1〜4である。)および(b)アミノアルキルアルコキシシランおよび
任意に(c)有機溶媒から作製されるアルコキシシラン官能化炭化水素化合物を調製し、アルコキシシラン官能化炭化水素化合物を形成するのに十分な時間、混合する方法を提供する。
Lまたはリンカーもしくは連結基は、アルキル又はポリ(アルキル)、アルキレンまたはポリ(アルキレン)、アルケニル又はポリ(アルケニル)、アルケニレンまたはポリ(アルケニレン)、芳香族または芳香環系から選択することができる。アルキルリンカーは、nが1である場合、炭素数1〜20の脂肪族基であってもよい。アルキルのリンカーは、直鎖、分枝鎖であってもよく、あるいは一つまたは複数の脂環式基を含有してもまたは該基から作製されてもよい。アルケニルのリンカーは、nが1である場合、炭素原子2から20個の不飽和脂肪族基であってもよい。アルケニルのリンカーは、直鎖、分枝鎖であってもよく、あるいは一つまたは複数の脂環式基を含有してもまたは該基から作製されてもよい。芳香族のリンカーは、nが1である場合には、6から20個の炭素原子を有してもよい。
nが2〜4である場合、アルキレンのリンカーは、必要に応じて、直鎖、分枝鎖であってもよくあるいは炭素原子1から20個の1つまたは複数の脂環式基を含有してもまたは該基から作製されてもよく、アルケニレンのリンカーは、必要に応じて、直鎖、分枝鎖であってもよく、あるいは炭素原子2から20個の1つまたは複数の脂環式基を含有してもまたは該基から作製されてもよく。芳香族のリンカーは、6から20個の炭素原子を有してもよい。
アルキル、アルキレン、アルケニルおよびアルケニレン基のポリマーの形態は、それぞれが、ブロック、グラフトまたはランダムな順序で繰り返し側鎖を構成することを除いては、同様に定義される。ポリマー形態は通常、それらが目的とする商業的な最終用途に適切に合わせられた分子量(ここではMn約1,000からMn約500,000の間である)によって定義される。特に望ましいポリマーの形態は、1種または複数の(メタ)アクリレート又はアクリロニトリルモノマーから作製されるポリ(アクリレート)である。
Rは、上記のようなアルキル基(1から10個までの炭素原子であり、任意選択により1個または複数の酸素原子が挿入されてもよい)から選択されてもよい。特に好ましいR基は、エチル、プロピル、ブチルおよびヘキシル、メトキシエチルである。
構造1で示される化合物は、中央ポリアクリレートセグメントを有してもよい(制御ラジカル重合(「CRP」)技術によって作られた場合、中央イニシエータセグメントのようなセグメントを持つことになる)。開始剤は、一つ以上の置換可能なハロゲンを有していれば、任意の様々な材料でもよい。例えば、米国特許第5,763,548号参照。一つの望ましい開始剤、および実施例でポリマーを作るために使用されるものは下式の化合物である。
Figure 0006585045
構造1で示される化合物の例は、下式の化合物である。次のような、アクリレート末端ポリブチルアクリレート
Figure 0006585045
(式中、Iは、1つまたはそれ以上の置換可能なハロゲンを有する有機化合物由来の残基であり、Rは、Cであり、xは、78であり、化合物は、約20,000の分子量を有する。);
以下に示すアクリレート末端ブチルアクリレート−エチルアクリレート−メトキシエチルアクリレートターポリマー:

Figure 0006585045

(式中、IおよびRは、上で定義された通りであり、xは、92であり、yは、25であり、Zは、6であり、ターポリマーは、Mn約30,000の分子量を有する。)または
以下に示すアクリレート末端ブチルアクリレート−エチルアクリレート−アクリロニトリルターポリマー:
Figure 0006585045
(式中、IおよびRは、上で定義された通りであり、xは、82であり、yは、22であり、Zは、6であり、ターポリマーは、Mn約27,000の分子量を有する。)
構造1で示される化合物は、例えば以下のアクリレート末端ポリオクチルアクリレートのように、中央ポリオクチルセグメントを有することができる(CRP技術によって作られている場合、中央のイニシエータ・セグメントについて、このようなセグメントを持つ。)。
Figure 0006585045
(式中、Iは、上で定義された通りであり、Rは、C17であり、xは、55であり、化合物は、Mn約20,000の分子量を有する。)
一態様では、構造1で示される化合物は、ジ−(2−カルボン酸アルカノエート、ポリアクリレート)である。その代表的な構造については、以下の例3を参照されたい。ここで、ジ−(2−カルボン酸アルカノエート、ポリアクリレート)は、Mn約1,000からMn約50,000の範囲の分子量、例えば、Mn約3,000を有さなければならない。
アミノアルキルアルコキシシランは、多数のありうる選択肢から選択することができる。例えば、いくつか例を挙げると、アルコキシシランのアミノアルキル部分は、アルキル(またはアルキレン)残基として、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチルおよびヘキシルを含む種々の結合基を有してもよい。アルコキシシランのアルコキシ部分は、シランのケイ素原子に1回、2回または3回存在してもよく、メトキシ、エトキシ、およびプロポキシを含む種々の基から選択することができる。
アミノアルキルアルコキシシランの一般的な構造は、下式に見ることができる。
Figure 0006585045
(式中、RおよびRは、炭素原子を1から4個有するアルキル基から選択され、ここで、Rは、アルキレンおよびアリーレン残基から選択され、Rは、水素及び炭素原子を1から4個有するアルキル基から選択され、xが、3である場合、yは0であり、xが2である場合、yは1である。あるいは、Rは、アミノアルキルアルコキシシラン自体を含むことができる(つまり、上記の定義を満たす)。)
アミノアルキルアルコキシシランの例として、アミノプロピルトリエトキシシラン(「APTES」)、アミノプロピルトリメトキシシラン(「APTMS」)、N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン(「MAPTMS」)、N−メチルアミノプロピルトリエトキシシラン(「MAPTES」)、ビス(トリエトキシシリルプロピル)アミン(「BESA」)およびアミノプロピルジエトキシメチルシラン(「APDEMS」)が挙げられる。
アミノアルキルアルコキシシランは、構造1で示される化合物に対して、モル過剰で用いられるべきである。例えば、2から10モル過剰、例えば4から8モル過剰が望ましい。
任意に、本方法は、適する非プロトン性有機溶媒中で実施することができる。望ましくは、使用される場合、有機溶媒は、酢酸エチルなどの酢酸アルキル、またはアセトニトリルである。
本方法を実施するにあたり、望ましくは、アルコキシシラン官能化炭化水素化合物の約90%より多い収率を達成するために、約2から約48時間の間、周囲温度で(溶剤の有無にかかわらず)混合する。
下式化合物からアルコキシシラン官能化炭化水素化合物を調製するための方法は、上述のように、Lにポリマー、オリゴマーまたはエラストマーの中心部分を有する化合物を用いてもよい。
Figure 0006585045
(式中、Lは、アルキルまたはポリ(アルキル)、アルキレンまたはポリ(アルキレン)、アルケニルまたはポリ(アルケニル)、アルケニレンまたはポリ(アルケニレン)、芳香族または芳香環系であり、Rは、アルキルであり、nは1〜4である。)
このような状況では、ポリマー上の所定の位置、たとえば、末端に所定の官能基を導入することが可能であるCRP技術を用いることがとくに有用であり得る。CRPは、重合速度が遅く、ラジカル−ラジカルカップリングによる停止の傾向が低いため、停止反応は容易には起こらず、そのため、狭い分子量分布(Mn/Mn=約1.1から1.5)を有するポリマーが得られ、モノマー/開始剤供給比を調節することによって、分子量を自由に制御することができるため、優位性がある。
様々なCRP技術を、構造1に含まれる化合物を製造するために使用してもよく、いくつかの例を挙げると、原子移動ラジカル重合(「ATRP」)、単一電子移動リビングラジカル重合(「SET−LRP」)」および可逆的付加フラグメント移動(「RAFT」)が挙げられるがこれに限定されない。ATRPにおいて、ビニルモノマーは、開始剤として有機ハロゲン化合物またはスルホニルハライド化合物を用い、触媒として遷移金属錯体を用いて重合する。本発明との関係において特に魅力的であるCRPの方法では、上記の利点に加えて、末端にハロゲン原子を有するポリマーが形成され得る。ポリマーの末端にあるハロゲン原子は、メタ(アクリレート)官能基を形成するために置換されるのが容易であるため、特に興味深い。
別の態様では、本発明の方法によって作製される生成物は、硬化可能なマトリックスと共に配合してもよい。望ましくは、硬化可能なマトリックスは、湿気硬化性シリコーン、たとえばアルコキシ官能性を有するシリコーンを含む。
湿気硬化性組成物は、硬化可能なマトリックスと共に配合されるか、単に本明細書において開示されている方法により作製されるアミノアルキルアルコキシシラン官能化炭化水素化合物のみに基づくかによらず、湿気硬化触媒を含むべきである。
湿気硬化触媒としては、カルボン酸のスズIV塩、例えばジラウリン酸ジブチルスズ、有機チタン化合物、例えばチタン酸テトラブチル、ならびにキレート剤(例えばアセチルアセト酢酸エステルおよびβ−ジケトン)およびアミンで部分的にキレート化されたこれらの塩の誘導体が挙げられる。望ましくは、チタン酸テトライソプロピル、ジラウリン酸ジブチルスズおよびテトラメチルグアニジンが、約0.05〜約0.5%の濃度で用いられる。
当業者が望ましいと思う場合には、他の添加剤、例えば増粘剤、非反応性可塑剤、充填剤、強化剤(例えば、エラストマーおよびゴムなど)および他の周知の添加剤がその中に組み込まれてもよい。さらに、架橋剤もまたここでは、用いてもよく、その例は、置換トリアルコキシラン、例えばAPTMS、APTES、APDEMSおよびビニルトリメトキシシランが挙げられる。
また、本発明は、湿気硬化性組成物から反応生成物を調製する方法を提供し、その工程は、所望の基材表面に組成物を塗布し、組成物を硬化させるのに十分な時間、適当な条件に組成物を曝す工程を含む。
本発明の上記説明を考慮すれば、広範囲にわたる実践的な機会が提供されることは明らかである。以下の例は例示の目的のみのために設けられ、いかなる形であれ本明細書の教示を限定するように解釈すべきではない。
レオメトリック分析は、間隙1.0mmで8mmの直径平行板を有するTAインスツルメンツAR2000EXレオメーターで行った。無溶媒の混合は、FlackTec スピードミキサを使用して行った。無水酢酸エチル、APTMS、APTES、MAPTMS、およびBMSAは、Sigma−Aldrich Chemical社から購入し、さらに精製することなく使用した。BESAは、ゲレスト社から購入し、さらに精製することなく使用した。XMAP OR110S、メチルジメトキシシリル末端ポリアクリレート、およびXMAP RCIOO、アクリレート末端ポリアクリレートは、カネカ社から購入し、さらに精製することなく使用した。
A.<合成>
<例1>
攪拌棒、磁気撹拌機、及び窒素導入口を備えた250mLの1口丸底フラスコに、制御ラジカル重合により調製した、MW27,000のアクリレート末端ブチルアクリレート/エチルアクリレート/アクリロニトリル(70/20/10)ターポリマー(27グラム、1モル)を添加し、次の反応で、ジアクリレートに変換した。ターポリマーに窒素下でアミノプロピルトリエトキシシラン(1.9g、8.8mmol)および酢酸エチル(100mL)を添加し、そして反応を、図2中の反応スキームに示される方針に沿って進行する。溶液を周囲温度で一晩撹拌し、その後、溶媒を減圧下で除去し、生成物を真空乾燥させた。収量=28.99g(定量)。
得られた生成物は、分子量および多分散性を決定するために、ゲル相クロマトグラフィー(「GPC」)によって分析し、出発原料および生成物のGPC曲線をGPCデータとともに、図3に示す。
<例2>
2オンスポリプロピレンスピードミキサーカップにMW30,000のターポリマー(15g)およびアミノプロピルトリエトキシシラン(0.9g)を添加した。カップはしっかりと蓋をし、スピードミキサに入れた。二つの成分を、3000rpmで3分間混合した。次いで、混合物を周囲温度で一晩熟成させた。プロトンNMR分析は、アクリレート二重結合上のプロトンに対応するピークがないため、反応が、完全であることを示した。収率=15.9g(定量)。
<例3>
以下のアミノアルキルアルコキシシラン官能化炭化水素化合物を、RおよびR’が記載されているとおりの本明細書に記載の方法の方針に沿って調製した。
Figure 0006585045
得られたポリマーは、その分子量および多分散性を決定するために、ゲル相クロマトグラフィー(「GPC」)によって分析した。出発原料およびAPTESのキャップされた生成物のGPCの曲線を図3〜5に示す。出発ポリマーおよびそれらの組成物を対照である、株式会社カネカ、日本から市販されているXMAP RCIOOと共に、以下の表Aに示す。
Figure 0006585045
本明細書に記載された方法を用いると、装置やエネルギーを節約する室温で反応が起こり、任意に、原料、装置とプロセスを節約する溶剤なしでの反応を可能にする。
多数の市販のアミノアルキルアルコキシシランのため、記載された方法は、基礎となるポリマーおよび所望の特性の変更に対して優れた柔軟性を提供する。アミノアルキルアルコキシシランは、一般に高沸点の液体のため、記載の方法は、通常の反応器で行うことができ、機器、実験室および製造工場設計図、および処理時間のさらなる節約となる。
B.<湿気硬化性接着剤配合物>
上記の例2の生成物(表中、「湿分硬化性ポリアクリレート」と称する)、MESAMOLL(商標)可塑剤、およびCAB−O−SIL TS530(商標)シリカの各々を、混合カップに加え、DAC150スピードミキサ内で混合した。その後、2つの架橋剤および触媒を加え、配合物の2回目の混合を行った(両方とも2750rpmで3分間)。サンプル番号1〜3をこのようにして形成した。また、例2の生成物の代わりに、KANEKA ORllOS(商標)ポリアクリレートを同量で用いて、同様にして対照サンプル(表1及び表2中のサンプル番号4)を形成した。様々な成分の表示および相対量を、下記表1(APTESキャップポリマーのための配向物)に示す。表2はサンプル番号5〜7を示し、APTMSまたはBESAはポリマーをキャップするために使用され、APTMSまたはBESAキャップポリマーは、APTESキャップポリマーと同じ量で使用した。
Figure 0006585045
Figure 0006585045
間隙1.0mmで直径8mmの平行板のレオメーターにサンプルを直接載せた。振動レオメーター実験では、圧力は、30マイクロニュートンメートル(30microN*m)の最小トルク仕様である、0.04%に設定した。周波数は、30ラジアン/秒に設定した。6または7日間の全実験時にわたって10分毎に一つの測定点を集めた。異なる湿気硬化配合物の相対的な硬化速度および最終的な硬化度を決定するために、複素せん断弾性率を時間の関数としてプロットした。図6〜11を参照すると、これらの結果が示される。
得られた軟鋼とアルミニウムの重ねせん断(lapshears)をアセトンに浸漬して洗浄し、拭いて乾燥した。試験的な接着剤を1つの重ねせん断に塗布した。第2の重ねせん断は1/2インチ重ねて手で押し付けた後、サンプルは、二つ重ねせん断間に20ミルのギャップを作成するように設計されたテフロンジグに入れた。5つの鋼−鋼、鋼−アルミニウムおよびアルミニウム−アルミニウム重ねせん断試験片が、各接着剤配合物のために作成された。サンプルは、50%の湿度に制御された部屋で、周囲温度で1週間熟成させた。そして、それらは、ASTM D−1002に従ってインストロン引張試験機で試験した。接着強度は、5試験片の引張強度測定値の平均から得られた。表3は、この評価の結果を示し、図12は棒グラフのグラフを使ってそれらの結果を記録する。
Figure 0006585045
APTES、APTMSおよびBESAキャップポリマーを含むサンプルは、基本的に対照サンプルの湿気硬化より上の弾性率を与える。

Claims (10)

  1. アミノアルキルアルコキシシラン官能化炭化水素化合物の調製方法であって、
    (a)
    Figure 0006585045
    (式中、
    Lは、1種または2種以上の(メタ)アクリレートモノマーおよび/またはアクリロニトリルモノマーを用いて作製されるポリアクリレートセグメントであり、Rは、アルキルであり、nは、2である。)
    (b)アミノアルキルアルコキシシランおよび(c)有機溶媒を容器内に供給することおよびアミノアルキルアルコキシシラン官能化炭化水素化合物を形成するのに十分な時間、(a)〜(c)を混合することを含み、構造1で示される化合物が制御ラジカル重合技術によって作製される方法。
  2. ポリアクリレートセグメントは、2つの置換可能なハロゲンを有する重合開始剤を用いて重合したものである、請求項1に記載の方法。
  3. アミノアルキルアルコキシシランが以下の構造を有する、請求項1または2記載の方法。
    Figure 0006585045
    (式中、RおよびRは、炭素原子を1から4個有するアルキル基から選択され、R は、アルキレンおよびアリーレン残基から選択され、Rは、水素及び炭素原子を1から4個有するアルキル基から選択され、xおよびyは、x+y=3を満たす整数であり、は、
    Figure 0006585045
    自体であってもよい。)
  4. 有機溶媒が、酢酸エチルである、請求項1に記載の方法。
  5. 混合を室温で行う、請求項1に記載の方法。
  6. 室温での混合を2から24時間の間行う、請求項に記載の方法。
  7. 室温での混合を2から24時間の間行い、90%よりも多いアミノアルキルアルコキシシラン官能化炭化水素化合物の収率を達成する、請求項に記載の方法。
  8. 構造1
    Figure 0006585045
    (式中、
    Lは、1種または2種以上の(メタ)アクリレートモノマーおよび/またはアクリロニトリルモノマーを用いて作製されるポリアクリレートセグメントであり、Rは、アルキルであり、nは、2である。)の末端アクリロイル基が
    以下の構造を有するアミノアルキルアルコキシシランによってアミノアルキルアルコキシシラン末端官能化されたアミノアルキルアルコキシシラン末端官能化炭化水素化合物。
    Figure 0006585045
    (式中、R およびR は、炭素原子を1から4個有するアルキル基から選択され、R は、アルキレンおよびアリーレン残基から選択され、R は、水素及び炭素原子を1から4個有するアルキル基から選択され、xおよびyは、x+y=3を満たす整数であり、R は、
    Figure 0006585045
    自体であってもよい。)
  9. (a)請求項に記載のアミノアルキルアルコキシシラン末端官能化炭化水素化合物、および
    (b)湿気硬化触媒
    を含む、湿気硬化性組成物。
  10. 充填剤成分、強化剤成分、可塑剤成分および架橋剤成分の1種または複数をさらに含む、請求項9に記載の組成物。
JP2016534584A 2013-08-12 2014-07-08 アルコキシシラン官能化ポリアクリレート組成物およびその調製方法。 Expired - Fee Related JP6585045B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361864924P 2013-08-12 2013-08-12
US61/864,924 2013-08-12
PCT/US2014/045754 WO2015023372A1 (en) 2013-08-12 2014-07-08 Alkoxysilane-functionalized polyacrylate compositions and methods of preparation thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016532754A JP2016532754A (ja) 2016-10-20
JP6585045B2 true JP6585045B2 (ja) 2019-10-02

Family

ID=52468570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016534584A Expired - Fee Related JP6585045B2 (ja) 2013-08-12 2014-07-08 アルコキシシラン官能化ポリアクリレート組成物およびその調製方法。

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20160152752A1 (ja)
EP (1) EP3033361A4 (ja)
JP (1) JP6585045B2 (ja)
WO (1) WO2015023372A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3059467A1 (en) 2017-04-26 2018-11-01 Henkel IP & Holding GmbH Silane modified polymers with improved properties
CA3061730A1 (en) 2017-05-03 2018-11-08 Henkel IP & Holding GmbH Silane modified polymers with improved characteristics for adhesive compositions
JP7067229B2 (ja) * 2018-04-17 2022-05-16 信越化学工業株式会社 反応性ケイ素含有基を有するポリマーおよびその製造方法
CA3122282A1 (en) 2018-12-21 2020-06-25 Dow Silicones Corporation Silicone-organic copolymer, sealants comprising same, and related methods
US11760841B2 (en) 2018-12-21 2023-09-19 Dow Silicones Corporation Silicone-polycarbonate copolymer, sealants comprising same, and related methods
CN113045697B (zh) * 2021-02-04 2021-10-12 东莞市德聚胶接技术有限公司 一种改性丙烯酸酯低聚物及一种uv、湿气双重固化压敏胶

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60197733A (ja) * 1984-03-21 1985-10-07 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd アミノシラン変性樹脂の製造法
US5648173A (en) * 1996-01-25 1997-07-15 Dow Corning Corporation Room temperature, moisture-curable abrasion-resistant coating composition having enhancable weatherability
IT1290179B1 (it) * 1996-12-31 1998-10-19 N P T New Polyurethane Technol Polimero di poliaddizione di michael silano terminato
JP2000072815A (ja) * 1998-02-27 2000-03-07 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 重合体及び硬化性組成物
US6964999B1 (en) * 1998-02-27 2005-11-15 Kaneka Corporation Polymer and curable composition
JP4176900B2 (ja) * 1998-02-27 2008-11-05 株式会社カネカ 硬化性組成物
JP4405619B2 (ja) * 1998-07-23 2010-01-27 株式会社カネカ 硬化性組成物
JP4215898B2 (ja) * 1998-08-27 2009-01-28 株式会社カネカ 粘着剤組成物
JP2000136211A (ja) * 1998-08-27 2000-05-16 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 水性エマルジョン
AU2001237275A1 (en) * 2000-01-11 2001-07-24 Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. Comb polymers from atrp macromonomers
US6287737B1 (en) * 2000-05-30 2001-09-11 Xerox Corporation Photoconductive imaging members
JP2002021790A (ja) * 2000-07-06 2002-01-23 Denso Corp 遠心式送風機
US6631935B1 (en) * 2000-08-04 2003-10-14 Tru-Si Technologies, Inc. Detection and handling of semiconductor wafer and wafer-like objects
US8389630B2 (en) * 2005-12-28 2013-03-05 Kaneka Corporation Curable composition
US20080103261A1 (en) * 2006-10-25 2008-05-01 Bridgestone Corporation Process for producing modified conjugated diene based polymer, modified conjugated diene based polymer produced by the process, rubber composition, and tire
JP5569720B2 (ja) * 2009-10-01 2014-08-13 東亞合成株式会社 湿気硬化性組成物の製造方法
EP2495286B1 (en) * 2009-10-30 2016-03-23 Kaneka Corporation Curable composition
US8729179B1 (en) * 2012-08-20 2014-05-20 Henkel US IP LLC Moisture curable polyacrylates

Also Published As

Publication number Publication date
US20190071528A1 (en) 2019-03-07
US20160152752A1 (en) 2016-06-02
EP3033361A1 (en) 2016-06-22
WO2015023372A1 (en) 2015-02-19
JP2016532754A (ja) 2016-10-20
EP3033361A4 (en) 2017-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6585045B2 (ja) アルコキシシラン官能化ポリアクリレート組成物およびその調製方法。
JP2022075628A (ja) 硬化性組成物の製造方法
CN107698766B (zh) 支链聚有机硅氧烷及相关的可固化组合物、方法、用途和器件
JP6426628B2 (ja) 官能基密集型ポリオルガノシロキサン及びシリコーン反応性希釈剤を含む硬化性シリコーン組成物
KR102206708B1 (ko) 안정한 열 라디칼 경화성 실리콘 접착제 조성물
JP6323838B2 (ja) アルコキシ官能性オルガノポリシロキサン樹脂及びポリマー並びにそれを形成する関連する方法
JP6930917B2 (ja) 硬化性シロキサン組成物
JP6284938B2 (ja) 湿気硬化性ポリアクリレート
US20160009865A1 (en) Clustered Functional Polyorganosiloxanes, Processes For Forming Same And Methods For Their Use
US10287368B2 (en) Alkoxysilane-functionalized hydrocarbon compounds, intermediates thereof and methods of preparation thereof
JPH0649711B2 (ja) ビスマレイミド化合物及びこれを用いたフリーラジカル硬化性配合組成物
JP6477473B2 (ja) 湿気硬化性組成物
JPH04185687A (ja) 接着剤組成物
JPH03294320A (ja) 貯蔵安定性の優れた硬化性組成物
JP2016132763A (ja) 硬化性樹脂組成物
JP2003128907A (ja) 一液湿気硬化型可撓性樹脂組成物
JPH0493364A (ja) 貯蔵安定性の優れた硬化性組成物
WO2017191455A1 (en) Adhesion promoters
JP2018100322A (ja) 反応性ホットメルト接着剤組成物
JP2017149868A (ja) オルガノポリシロキサン及びその製造方法
JP2015048426A (ja) 硬化性樹脂組成物
JP2010202547A (ja) シラン化合物、並びに該シラン化合物から誘導される硬化性シリコーン系樹脂、硬化性シリコーン系樹脂組成物、及び、室温硬化性接着剤組成物
JP2010018661A (ja) 硬化性樹脂組成物及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170707

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180423

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180425

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180515

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180815

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20181015

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190416

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190904

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6585045

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees