(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022176924
(43)【公開日】2022-11-30
(54)【発明の名称】硬化性組成物
(51)【国際特許分類】
C08L 101/10 20060101AFI20221122BHJP
C08K 3/34 20060101ALI20221122BHJP
C08L 33/04 20060101ALI20221122BHJP
【FI】
C08L101/10
C08K3/34
C08L33/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022080589
(22)【出願日】2022-05-17
(31)【優先権主張番号】P 2021082894
(32)【優先日】2021-05-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】305044143
【氏名又は名称】積水フーラー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103975
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 拓也
(72)【発明者】
【氏名】村山 之彦
【テーマコード(参考)】
4J002
【Fターム(参考)】
4J002AA00W
4J002BB20W
4J002BG02W
4J002BG02Y
4J002BG07X
4J002BQ00X
4J002CH05W
4J002CK02W
4J002CP05W
4J002DJ036
4J002FD206
4J002GJ02
4J002GL00
(57)【要約】
【課題】 本発明は、雰囲気(空気)又は外壁部材などの部材中の湿気により硬化して、防汚性に優れていると共に、高温雰囲気下においても優れたゴム弾性を長期間に亘って維持することができる硬化物を生成する硬化性組成物を提供する。
【解決手段】 本発明の硬化性組成物は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)と、珪酸アルミニウムを含有する鉱物(B)と、ポリエチレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)とを含有することを特徴とする。
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)と、
珪酸アルミニウムを含有する鉱物(B)と、
ポリエチレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)とを含有することを特徴とする硬化性組成物。
【請求項2】
鉱物(B)は、長石類を含有することを特徴とする請求項1に記載の硬化性組成物。
【請求項3】
加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(D)を含有することを特徴とする請求項1に記載の硬化性組成物。
【請求項4】
加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(D)の数平均分子量は、10000以下であることを特徴とする請求項3に記載の硬化性組成物。
【請求項5】
加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)は、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)と、数平均分子量が10000を超え且つ加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)とを含むことを特徴とする請求項4に記載の硬化性組成物。
【請求項6】
加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)は、その数平均分子量(Mn)が15000以上であり且つ分子量分布(Mw/Mn)が1.4以下であることを特徴とする請求項5に記載の硬化性組成物。
【請求項7】
数平均分子量が10000を超え且つ加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)は、ポリアルキレンオキサイド鎖を有していないことを特徴とする請求項5に記載の硬化性組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、湿気により硬化して、防汚性及び耐熱ゴム弾性の双方に優れた硬化物を生成する硬化性組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、架橋可能な加水分解性シリル基を有するポリオキシアルキレン系重合体を含有する硬化性組成物が知られている。硬化性組成物は、雰囲気又は建築部材などの部材中に含まれる湿気により架橋可能な加水分解性シリル基が加水分解した後に脱水縮合することによって、接着性に優れた硬化物を生じる。
【0003】
このような硬化性組成物は、例えば、建築構造物の外壁などにおいて、モルタル板、コンクリート板、ALC(Autoclaved Light-weight Concrete)板、金属板などの外壁部材間の接合部(いわゆる「目地」)に充填することによって、外壁部材同士を接合するために用いられている。このように硬化性組成物を使用することによって、外壁部材間の接合部から建築構造物内部へ雨水が浸入することを抑制している。
【0004】
建築構造物の外壁では、温度変化に伴って外壁部材が膨張又は収縮したり、地震や強風による振動や外力によって外壁部材が移動したりするために、目地幅は僅かであるが変化を生じる。そのため、硬化性組成物には、硬化後に優れたゴム弾性を有し、伸縮可能とすることによって、外壁としっかり密着し目地幅の変化に追随できることが必要とされている。
【0005】
特許文献1には、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A)と、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(B)と、アルキルアルコキシシランとアミノアルコキシシランとの加水分解縮合物であり且つ窒素原子の含有量が1重量%以上であるアルコキシシランオリゴマー(C)とを含む硬化性組成物が開示されている。
【0006】
特許文献2には、反応性ケイ素基を有するビニル系重合体と、特定の構造式を有するアミン化合物とを含む硬化性組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】WO2014/175358
【特許文献2】特開2009-120730号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献1及び2の硬化性組成物の硬化物は、耐熱性が低いという問題がある。集合住宅の中高層階では、日照による温度上昇も大きく、硬化性組成物の硬化物の耐熱性が低い場合、硬化性組成物の硬化物のゴム弾性が経時的に低下し、外壁部材間の目地幅の変化に追随して硬化物が伸縮することが困難となる。このように硬化性組成物の硬化物のゴム弾性が低下すると、硬化性組成物の硬化物が外壁部材との接着界面から剥離したり、外壁部材が損傷したりして、結果として雨水が建築構造物内へ浸入し、漏水を引き起こすといった問題が生じる。
【0009】
又、特許文献1及び2の硬化性組成物の硬化物は、防汚性が低いという問題がある。防汚性が低い場合、硬化性組成物の硬化物表面に経時的に雨筋汚れが発生する。雨筋汚れは、雨が降った後に、硬化性組成物の硬化物表面に雨水が流れ落ちた箇所が筋状の跡となって残ることで発生する。雨筋汚れは、黒色又は白色などの筋状の跡となって残ることが多い。雨筋汚れが発生すると、硬化性組成物の硬化物表面において雨筋汚れが発生した部分と雨筋汚れが発生していない部分との差が生じて、外観が損なわれる。従って、硬化性組成物には、硬化後に雨筋汚れの発生を低減して美麗な外観を維持できるように、優れた防汚性を有することが求められている。
【0010】
本発明は、雰囲気(空気)又は外壁部材などの部材中の湿気により硬化して、防汚性(耐汚染性)に優れていると共に、高温雰囲気下においても優れたゴム弾性を長期間に亘って維持する(耐熱ゴム弾性)ことができる硬化物を生成する硬化性組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の硬化性組成物は、
加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)と、
珪酸アルミニウムを含有する鉱物(B)と、
ポリエチレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)とを含有する
【0012】
[加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)]
硬化性組成物は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)を含む。加水分解性シリル基を含有する有機重合体(A)は、水の存在下にて、加水分解性シリル基の加水分解性基が加水分解してシラノール基(-SiOH)を生成する。そして、シラノール基同士が脱水縮合して架橋構造が形成される。なお、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)を単に「有機重合体(A)」ということがある。
【0013】
加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)としては、特に限定されず、例えば、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体、加水分解性シリル基を有するシリコーン樹脂、加水分解性シリル基を有するウレタン樹脂、加水分解性シリル基を有するポリオレフィン系樹脂などが挙げられ、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体が好ましい。加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)は、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイドを含有していることが好ましい。加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイドによれば、硬化性組成物の硬化物の耐久性が向上し、これにより上記硬化物がより長期間に亘って優れた耐熱ゴム弾性を維持することができる。加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)は、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)、及び、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)を含有することが好ましい。加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)が、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)、及び、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)を含有していると、硬化性組成物の硬化物の耐久性がより向上し、これにより上記硬化物がより長期間に亘って優れた耐熱ゴム弾性を維持することができる。なお、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0014】
加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)中において、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)、及び、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の総含有量は、60質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がより好ましく、99質量%以上がより好ましく、100質量%がより好ましい。
【0015】
本発明において、加水分解性シリル基とは、珪素原子に1~3個の加水分解性基が結合してなる基である。加水分解性シリル基の加水分解性基としては、特に限定されず、例えば、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。
【0016】
なかでも、有機重合体(A)の加水分解性シリル基としては、加水分解反応が穏やかであることから、アルコキシシリル基が好ましい。アルコキシシリル基としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、及びトリフェノキシシリル基などのトリアルコキシシリル基;メチルジメトキシリル基、及びメチルジエトキシシリル基などのジアルコキシシリル基;並びに、ジメチルメトキシシリル基、及びジメチルエトキシシリル基などのモノアルコキシシリル基が挙げられる。なかでも、ジアルコキシシリル基がより好ましく、メチルジメトキシシリル基が特に好ましい。
【0017】
加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)は、1分子中に平均して、1~2個の加水分解性シリル基を有していることが好ましい。加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)における加水分解性シリル基の数が1個以上であると、硬化性組成物の硬化性が向上する。また、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)における加水分解性シリル基の数が2個以下であると、硬化性組成物の硬化物の機械的強度又は耐熱ゴム弾性が向上する。また、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)は、その分子鎖の両末端のうち少なくとも一方に加水分解性シリル基を有していることが好ましい。
【0018】
なお、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)中における、1分子当たりの加水分解性シリル基の平均個数は、1H-NMRにより求められる有機重合体(A)中の加水分解性シリル基の濃度、及びGPC法により求められる有機重合体(A)の数平均分子量に基づいて算出することができる。
【0019】
加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)を構成しているポリアルキレンオキサイドとしては、主鎖が、一般式:-(R1-O)n-(式中、R1は炭素数が1~14のアルキレン基を表し、nは、繰り返し単位の数であって正の整数である。)で表される繰り返し単位を含有する重合体が好ましく挙げられる。ポリアルキレンオキサイドの主鎖骨格は一種のみの繰り返し単位からなっていてもよいし、二種以上の繰り返し単位からなっていてもよい。なお、本発明において、主鎖とは、分子中において最も長い鎖をいう。鎖の長さは、鎖を構成している原子数によって判断され、原子数が多いほど、鎖の長さが長いと判断される。
【0020】
アルキレン基とは、脂肪族飽和炭化水素中の異なる2個の炭素原子に結合する2個の水素原子を除いて生じる2価の原子団であり、直鎖状及び分岐状の双方の原子団を含む。なお、分岐状とは、1個の炭素(メチル基)が側鎖として結合している場合が含まれる。
【0021】
アルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基[-CH2-CH2-CH2-(トリメチレン基)、-CH(CH3)-CH2-]、ブチレン基、アミレン基、ヘキシレン基などが挙げられる。
【0022】
ポリアルキレンオキサイドの主鎖骨格としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリブチレンオキサイド、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド-ポリプロピレンオキサイド共重合体、及びポリプロピレンオキサイド-ポリブチレンオキサイド共重合体などが挙げられる。なかでも、ポリプロピレンオキサイドが好ましい。ポリプロピレンオキサイドを用いることにより、硬化性組成物の硬化物の耐久性が向上し、これにより上記硬化物がより長期間に亘って優れた耐熱ゴム弾性を維持することができる。
【0023】
加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)の数平均分子量(Mn)は、15000以上が好ましく、20000以上がより好ましい。一方、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)の数平均分子量(Mn)は、50000以下が好ましく、40000以下がより好ましい。加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)の数平均分子量が15000以上であると、硬化性組成物の硬化物の耐久性及び防汚性が向上する。加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)の数平均分子量が50000以下であると、硬化性組成物の硬化物の表面タックが減少して防汚性が向上すると共に、硬化性組成物の塗工性が向上する。
【0024】
加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)の分子量分布[重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)]は、1.4以下が好ましく、1.3以下がより好ましく、1.25以下が特に好ましい。一方、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)の分子量分布[重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)]は、1.05以上が好ましく、1.1以上がより好ましい。加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)の分子量分布が1.4以下であると、硬化性組成物の硬化物の耐久性及び防汚性が向上する。加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)の分子量分布が1.05以上であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上し、硬化物の被着体に対する密着性が高温雰囲気下においても維持することができ、硬化性組成物の施工部分の耐久性が向上する。
【0025】
加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の数平均分子量(Mn)は、15000以上が好ましく、20000以上がより好ましい。一方、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の数平均分子量(Mn)は、50000以下が好ましく、40000以下がより好ましい。加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の数平均分子量が15000以上であると、硬化性組成物の硬化物の耐久性及び防汚性が向上する。加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の数平均分子量が50000以下であると、硬化性組成物の硬化物の表面タックが減少して防汚性が向上すると共に、硬化性組成物の塗工性が向上する。
【0026】
加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の分子量分布[重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)]は、1.4以下が好ましく、1.3以下がより好ましく、1.25以下が特に好ましい。一方、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の分子量分布[重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)]は、1.05以上が好ましく、1.1以上がより好ましい。加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の分子量分布が1.4以下であると、硬化性組成物の硬化物の耐久性及び防汚性が向上する。加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の分子量分布が1.05以上であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上し、硬化物の被着体に対する密着性が高温雰囲気下においても維持することができ、硬化性組成物の施工部分の耐久性が向上する。
【0027】
なお、本発明において、有機重合体の数平均分子量及び重量平均分子量とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法によって測定されたポリスチレン換算した値を意味する。
【0028】
具体的には、有機重合体6~7mgを採取し、採取した有機重合体を試験管に供給する。0.05質量%のジブチルヒドロキシトルエン(BHT)を含むオルトジクロロベンゼン(o-DCB)溶液を容易し、この溶液を試験管に加えて、有機重合体の濃度が1mg/mLとなるように希釈して希釈液を作製する。溶解濾過装置を用いて145℃にて回転速度25rpmにて1時間に亘って上記希釈液を振とうさせて有機重合体を溶液中に溶解させて測定試料とする。この測定試料を用いて、GPC法によって有機重合体の数平均分子量及び重量平均分子量を測定することができる。
【0029】
有機重合体の数平均分子量及び重量平均分子量は、例えば、下記測定装置及び測定条件にて測定することができる。
測定装置 TOSOH社製 商品名「HLC-8121GPC/HT」
測定条件 カラム:TSKgelGMHHR-H(20)HT×3本
TSKguardcolumn-HHR(30)HT×1本
移動相:o-DCB 1.0mL/分
サンプル濃度:1mg/mL
検出器:ブライス型屈折計
標準物質:ポリスチレン(TOSOH社製 分子量:500~8420000)
溶出条件:145℃
SEC温度:145℃
【0030】
加水分解性シリル基を含有しているポリアルキレンオキサイド(A)は、市販されているものを用いることができる。例えば、主鎖骨格がポリプロピレンオキサイドであり、主鎖骨格の末端にメチルジメトキシシリル基を有しているポリアルキレンオキサイドとしては、AGC社製 製品名「エクセスター S4530」などが挙げられる。
【0031】
加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)中における加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の含有量は、40質量%以上が好ましく、45質量%以上がより好ましい。加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)中における加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の含有量は、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下がより好ましい。加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の含有量が40質量%以上であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)の含有量が80質量%以下であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。
【0032】
加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)は、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上するので、ポリアルキレンオキサイド鎖を含む鎖を含有していないことが好ましい。ポリアルキレンオキサイドを含む鎖は、一般式:-(R6-O)y-(式中、R6はアルキレン基を表し、yは、繰り返し単位の数であって正の整数である。)で表される繰り返し単位を含む鎖である。ポリアルキレンオキサイドを含む鎖は一種のみの繰り返し単位からなっていてもよいし、二種以上の繰り返し単位からなっていてもよい。なお、アルキレン基は、上記で説明したアルキレン基と同様であるので説明を省略する。
【0033】
加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)は、その主鎖骨格がアクリル系単量体の重合体から構成されている。
【0034】
加水分解性シリル基としては、硬化性組成物の硬化物が長期間に亘って優れた耐熱ゴム弾性を維持することができるので、アルコキシシリル基が好ましい。アルコキシシリル基としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、及びトリフェノキシシリル基などのトリアルコキシシリル基;メチルジメトキシシリル基、及びメチルジエトキシシリル基などのジメトキシシリル基;並びに、ジメチルメトキシシリル基、及びジメチルエトキシシリル基などのモノアルコキシシリル基が挙げられる。なかでも、ジアルコキシシリル基及びトリアルコキシリル基がより好ましく、ジアルコキシシリル基がより好ましい。
【0035】
加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)は、1分子中に平均して、1~3個の加水分解性シリル基を有しているのが好ましい。加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)における加水分解性シリル基の数が1個以上であると、硬化性組成物の硬化性が向上する。加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)における加水分解性シリル基の数が3個以下であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。
【0036】
なお、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)中における、1分子当たりの加水分解性シリル基の平均個数は、上記の測定要領と同様であるので説明を省略する。
【0037】
加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の主鎖骨格は、アクリル系単量体の重合体から構成されている。このアクリル系単量体としては、特に限定されないが、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むことが好ましい。アクリル系単量体が、(メタ)アクリル酸エステルを含有していることにより、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、ポリアルキレンオキサイドを含む鎖を含有していないことが好ましい。
【0038】
アクリル系単量体中において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量は、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がより好ましく、99質量%以上がより好ましく、100質量%がより好ましい。
【0039】
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、及び(メタ)アクリル酸ステアリルなどが挙げられる。なかでも、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ステアリルが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0040】
(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数は、2以上が好ましく、3以上がより好ましく、4以上がより好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数は、25以下が好ましく、22以下がより好ましく、20以下がより好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数が2以上であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素数が25以下であると、硬化性組成物の粘度を抑えて塗工性が向上すると共に、硬化性組成物の接着性が向上する。
【0041】
アクリル系重合体に加水分解性シリル基を導入する方法としては、特に限定されず、例えば、(1)分子中に不飽和基を導入したアクリル系重合体に、加水分解性シリル基を有するヒドロシランを作用させてヒドロシリル化する方法、(2)分子中に不飽和基を導入したアクリル系重合体に、メルカプト基及び加水分解性シリル基を有する化合物を反応させる方法、(3)分子中に官能基を有するアクリル系重合体に、この官能基に対して反応性を示す官能基と加水分解性シリル基とを有する化合物を反応させる方法、(4)加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを含むアクリル系単量体を重合させる方法などが挙げられる。
【0042】
加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(トリエトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(メチルジメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸2-(トリメトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸2-(トリエトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸2-(メチルジメトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルメチル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルメチル、(メタ)アクリル酸(メチルジメトキシシリル)メチル、(メタ)アクリル酸4-(トリメトキシシリル)ブチル、(メタ)アクリル酸4-(トリエトキシシリル)ブチル、(メタ)アクリル酸4-(メチルジメトキシシリル)ブチル、(メタ)アクリル酸8-(トリメトキシシリル)オクチル、(メタ)アクリル酸8-(メチルジメトキシシリル)オクチルなどが挙げられ、(メタ)アクリル酸3-(メチルジメトキシシリル)プロピルが好ましく、メタクリル酸3-(メチルジメトキシシリル)プロピルがより好ましい。なお、加水分解性シリル基を含有する(メタ)アクリル酸エステルは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0043】
加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の数平均分子量は、10000を超えることが好ましく、12000以上がより好ましく、14000以上がより好ましく、15000以上がより好ましい。加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の数平均分子量は、40000以下が好ましく、35000以下がより好ましく、30000以下がより好ましく、25000以下がより好ましい。加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の数平均分子量が10000を超えると、硬化性組成物の硬化物の耐久性及び防汚性が向上する。加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の数平均分子量が40000以下であると、硬化性組成物の硬化物の表面タックが減少して防汚性が向上すると共に、硬化性組成物の塗工性が向上する。
【0044】
加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の分子量分布[重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)]は、3.0以下が好ましく、2.8以下がより好ましく、2.5以下がより好ましく、2.2以下がより好ましい。一方、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の分子量分布[重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)]は、1.05以上が好ましく、1.1以上がより好ましい。加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の分子量分布が3.0以下であると、硬化性組成物の硬化物の耐久性及び防汚性が向上する。加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の分子量分布が1.05以上であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上し、硬化物の被着体に対する密着性が高温雰囲気下においても維持することができ、硬化性組成物の施工部分の耐久性が向上する。
【0045】
加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)中における加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の含有量は、40質量%以上が好ましく、45質量%以上がより好ましい。加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)中における加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の含有量は、80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましく、60質量%以下がより好ましい。加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の含有量が40質量%以上であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)の含有量が80質量%以下であると、硬化性組成物の硬化物の最大荷重時伸び率が向上する。
【0046】
[鉱物(B)]
硬化性組成物は、珪酸アルミニウムを含有する鉱物(B)を含有している。珪酸アルミニウムを含有する鉱物(B)としては、アルミノ珪酸塩が好ましい。アルミノ珪酸塩としては、ムライト、カオリナイト、イライト、長石類、ゼオライトが挙げられる。なお、珪酸アルミニウムを含有する鉱物(B)を単に「鉱物(B)」ということがある。
【0047】
鉱物(B)中におけるアルミノ珪酸塩の含有量は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がより好ましく、99質量%以上がより好ましく、100質量%がより好ましい。
【0048】
長石類は、長石及び準長石を含有しており、準長石が好ましい。なお、長石類は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0049】
長石としては、例えば、正長石、サニディン、微斜長石、アノーソクレースなどのアルカリ長石;曹長石、灰曹長石、中性長石、曹灰長石、亜灰長石、灰長石などの斜長石などが挙げられる。
【0050】
準長石としては、例えば、カリ霞石(カルシライト)、灰霞石(カンクリナイト)などの霞石(ネフェリン)、霞石閃長石(ネフェリンサイアナイト)、白榴石(リューサイト)、方ソーダ石(ソーダライト)、藍方石(アウイン)、青金石(ラズライト)、黝方石(ノゼアン)、黄長石(メリライト)などが挙げられ、霞石閃長石(ネフェリンサイアナイト)が好ましい。なお、霞石閃長石は、閃長石と記載されることもある。
【0051】
長石類の平均粒子径は、0.01~100μmであり、0.1~50μmが好ましく、1~25μmがより好ましく、2~15μmがより好ましく、3~10μmがより好ましい。長石類の平均粒子径が0.01μm以上であると、硬化性組成物の硬化物中における長石類の分散性が向上して、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上し、硬化物の被着体に対する密着性が高温雰囲気下においても維持することができ、硬化性組成物の施工部分の耐久性が向上する。長石類の平均粒子径が100μm以下であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。
【0052】
なお、長石類の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡による画像解析によって測定された値をいう。具体的には、長石類を透過型電子顕微鏡を用いて倍率100倍の拡大写真を撮影し、任意の50個の長石類を抽出し、各長石類の直径を測定し、各長石類の直径の相加平均値を長石類の平均粒子径とする。なお、長石類の直径は、長石類を包囲し得る最小径の真円の直径をいう。
【0053】
硬化性組成物において、珪酸アルミニウムを含有する鉱物(B)の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、15質量部以上がより好ましく、18質量部以上がより好ましい。珪酸アルミニウムを含有する鉱物(B)の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して200質量部以下が好ましく、150質量部以下がより好ましく、100質量部以下がより好ましく、80質量部以下がより好ましく、60質量部以下がより好ましく、50質量部以下がより好ましい。鉱物(B)の含有量が上記範囲内であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性及び防汚性が向上する。
【0054】
[(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)]
硬化性組成物は、ポリエチレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)を含有する。なお、ポリエチレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)を単に「(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)」ということがある。本発明において、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。
【0055】
硬化性組成物は、ポリエチレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)を含有していることによって、特に無機物から形成された部材に対する接着性が向上する。
【0056】
更に、ポリエチレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)を含有していることによって、硬化性組成物の硬化物表面を適度な親水性にすることができる。これにより、硬化性組成物の硬化物表面に降雨などにより水が接触した場合に、上記硬化物表面において水が水滴とならずに薄く広がって容易に流れ落ちることができる。従って、硬化性組成物の硬化物表面に雨筋汚れが発生するのを低減することができ、硬化性組成物の硬化物は優れた防汚性を有している。
【0057】
又、ポリエチレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)を含有することによって、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)と鉱物(B)との混合性が向上し、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上すると共に、硬化性組成物の硬化性も向上する。
【0058】
このように、硬化性組成物は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)、珪酸アルミニウムを含有する鉱物(B)及びポリエチレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)を含有していることによって、硬化性組成物の硬化物は、優れた防汚性及び耐熱ゴム弾性を有する。
【0059】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)は、ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含む。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)は、側鎖にポリエチレンオキサイド鎖を有している。
【0060】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の主鎖骨格は、ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステルを含むアクリル系単量体の重合体であることが好ましい。アクリル系単量体はエチレン性不飽和二重結合を有しており、アクリル系単量体を、エチレン性不飽和二重結合において付加重合させることによりアクリル系単量体の重合体が得られる。
【0061】
ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、下記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
CH2=C(R2)C(O)-(OCH2CH2)m-O-R3 (1)
(式中、R2は水素原子又はメチル基であり、R3は、水素原子、炭素数が1~24である置換あるいは非置換のアルキル基、炭素数が6~20である置換あるいは非置換のアリール基、又は炭素数が7~20である置換あるいは非置換のアラルキル基であり、mは2~100の整数である。)
【0062】
式(1)におけるR2は、メチル基が好ましい。
【0063】
式(1)におけるmは、繰り返し単位の数であって、2以上の整数が好ましく、3以上の整数がより好ましく、4以上の整数が特に好ましい。一方、式(1)におけるmは、100以下の整数が好ましく、40以下の整数がより好ましく、30以下の整数がより好ましい。
【0064】
式(1)のR3における炭素数が1~24である置換あるいは非置換のアルキル基は、直鎖または分岐鎖状のどちらであってもよく、特に制限されない。非置換のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、アミル基、イソアミル基、tert-アミル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基などが挙げられる。これらのアルキル基が有している水素原子が、ヒドロキシ基、及びアルコキシ基などの有機基によって置換されていてもよい。なお、前記有機基から好ましくはアリール基を除く。置換のアルキル基として、例えば、ヒロドキシアルキル基、アルコキシアルキル基などが挙げられる。なお、置換のアルキル基から、好ましくはベンジル基などの、水素原子が芳香環を含む置換基によって置換されたアルキル基を除く。
【0065】
式(1)のR3における炭素数が6~20である置換あるいは非置換のアリール基において、アリール基を構成する芳香環は、単環であっても縮合環であってもよい。非置換のアリール基としては、例えば、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントラセニル基、2-アントラセニル基、9-アントラセニル基が挙げられる。これらのアリール基が有している水素原子が、ヒドロキシ基、アルキル基、及びアルコキシ基などの有機基によって置換されていてもよい。置換のアリール基としては、例えば、アルコキシフェニル基、及びアルキルフェニル基などが挙げられる。
【0066】
式(1)のR3における炭素数が7~20である置換あるいは非置換のアラルキル基としては、ベンジル基、α,α-フェニルメチルベンジル基、α,α-ジメチルベンジル基、α,α-メチルフェニルベンジル基、α-ナフチルメチル基、1-α-ナフチルエチル基、2-α-ナフチルエチル基、1-α-ナフチルイソプロピル基、2-α-ナフチルイソプロピル基、β-ナフチルメチル基、1-β-ナフチルエチル基、2-β-ナフチルエチル基、1-β-ナフチルイソプロピル基、及び2-β-ナフチルイソプロピル基などが挙げられる。
【0067】
式(1)のR3としては、水素原子、及び炭素数が1~24である置換あるいは非置換のアルキル基が好ましく、炭素数が1~10である非置換のアルキル基がより好ましく、炭素数が1~3である非置換のアルキル基がより好ましい。
【0068】
ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステルを形成するアルコール残基は、末端が炭素数1~24のアルキル基で封鎖されたポリエチレングリコール残基であることが好ましい。
【0069】
ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステルとして、具体的には、(メタ)アクリル酸メトキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸エトキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸プロポキシポリエチレングリコールなどが挙げられ、(メタ)アクリル酸メトキシポリエチレングリコールが好ましく、メタクリル酸メトキシポリエチレングリコールがより好ましい。ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステルは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0070】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)において、ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステル単位の含有量は、5質量%以上が好ましく、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、25質量%以上がより好ましく、40質量%以上がより好ましく、50質量%以上がより好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がより好ましく、99質量%以上がより好ましく、100質量%がより好ましい。ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステル単位の含有量が5質量%以上であると、硬化性組成物の硬化物の表面を適度な親水性にすることができ、これにより硬化物の防汚性及び耐熱ゴム弾性の双方を向上させることができる。硬化性組成物の硬化物表面の親水性が高過ぎると、上記硬化物が空気中の湿気や雨水などの水と接触することによって、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性の低下を促進させることがある。
【0071】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含んでいることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の主鎖骨格が、ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステルと、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを含むアクリル系単量体の重合体であることがより好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルを用いることにより、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、ポリエチレンオキサイド鎖及び/又は加水分解性シリル基を含有していないことが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の水素は置換されていないことが好ましい。
【0072】
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、及び(メタ)アクリル酸ステアリルなどが挙げられる。なかでも、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、及び(メタ)アクリル酸n-ヘキシルが好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、及び(メタ)アクリル酸n-ブチルがより好ましく、(メタ)アクリル酸n-ブチルがより好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0073】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)は、加水分解性シリル基を有していてもよい。加水分解性シリル基は、有機重合体(A)で説明した加水分解性シリル基と同様であるので説明を省略する。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の加水分解性シリル基と、有機重合体(A)の加水分解性シリル基は同一であっても相違してもよい。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の加水分解性シリル基としては、硬化性組成物の硬化物が長期間に亘って優れた耐熱ゴム弾性を維持することができるので、アルコキシシリル基が好ましい。アルコキシシリル基としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、及びトリフェノキシシリル基などのトリアルコキシシリル基;メチルジメトキシシリル基、及びメチルジエトキシシリル基などのジメトキシシリル基;並びに、ジメチルメトキシシリル基、及びジメチルエトキシシリル基などのモノアルコキシシリル基が挙げられる。なかでも、ジアルコキシシリル基及びトリアルコキシリル基がより好ましく、トリアルコキシシリル基がより好ましく、トリメトキシシリル基がより好ましい。
【0074】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)は、1分子中に平均して、0.1~3個の加水分解性シリル基を有しているのが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)における加水分解性シリル基の数が0.1個以上であると、硬化性組成物の硬化性が向上する。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)における加水分解性シリル基の数が3個以下であると、硬化性組成物の硬化物の機械的強度又は耐熱ゴム弾性が向上する。
【0075】
なお、(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)中における、1分子当たりの加水分解性シリル基の平均個数は、1H-NMRにより求められる(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)中の加水分解性シリル基の濃度、及びGPC法により求められる(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の数平均分子量に基づいて算出することができる。
【0076】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)は、加水分解性シリル基を含有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含んでいることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の主鎖骨格が、ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステル単位と、加水分解性シリル基を含有する(メタ)アクリル酸エステル単位とを含むアクリル系単量体の重合体であることがより好ましく、ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステル単位と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位と、加水分解性シリル基を含有する(メタ)アクリル酸エステル単位とを含むアクリル系単量体の重合体であることがより好ましい。
【0077】
加水分解性シリル基を含有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(トリエトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(メチルジメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸2-(トリメトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸2-(トリエトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸2-(メチルジメトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルメチル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルメチル、(メタ)アクリル酸(メチルジメトキシシリル)メチルなどが挙げられる。なかでも、(メタ)アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(メチルジメトキシ)プロピルが好ましく、(メタ)アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピルがより好ましく、メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピルがより好ましい。加水分解性シリル基を含有する(メタ)アクリル酸エステルは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0078】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)は、(メタ)アクリル酸置換アルキルエステル単位を含んでいてもよい。(メタ)アクリル酸置換アルキルエステルとは、(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基が有している水素原子が、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子など)、フルオロアルキル基、アミノ基などの有機基によって置換された化合物を意味する。
【0079】
(メタ)アクリル酸置換アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシブチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2,2,2-トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸3,3,3-トリフルオロプロピル、(メタ)アクリル酸3,3,4,4,4-ペンタフルオロブチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル-2-パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸ビス(トリフルオロメチル)メチル、(メタ)アクリル酸2-トリフルオロメチル-2-パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロデシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキサデシルエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸2-クロロエチル、(メタ)アクリル酸2-アミノエチルなどが挙げられる。(メタ)アクリル酸置換アルキルエステルは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0080】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)は、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルなどの他のアクリル系単量体単位を含んでいてもよい。
【0081】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の合成法としては、特に限定されず、公知の方法が挙げられる。例えば、フリーラジカル重合法、アニオン重合法、カチオン重合法、UVラジカル重合法、リビングアニオン重合法、リビングカチオン重合法、リビングラジカル重合法などの各種重合法が挙げられる。
【0082】
例えば、フリーラジカル重合法としては、ポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステルと、必要に応じて(メタ)アクリル酸アルキルエステル又は加水分解性シリル基を含有する(メタ)アクリル酸エステルとを含むアクリル系単量体に、重合開始剤、連鎖移動剤、及び溶媒などを加え、50~150℃で上記アクリル系単量体の重合を行う溶液重合法、上記アクリル単量体を特開2001-207157号公報に記載されている高温、高圧で重合する連続塊状重合法などが挙げられる。
【0083】
重合開始剤としては、通常、油溶性のラジカル開始剤を用いて反応を開始する。油溶性のラジカル開始剤としては、例えば、アゾ系重合開始剤及び有機過酸化物などが挙げられる。
【0084】
アゾ系重合開始剤としては特に限定されず、例えば、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス[N-(2-プロペニル)-2-メチルプロピオンアミド]、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)などが挙げられる。
【0085】
有機過酸化物としては特に限定されず、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、イソノナノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ジ(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキシドなどのジアシルパーオキサイド;ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-sec-ブチルパーオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ-1-メチルヘプチルパーオキシジカーボネート、ジ-3-メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルパーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート;tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシアセテート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルへキサノエート、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、tert-ブチルパーオキシピバレート、tert-ブチルジパーオキシアジペート、クミルパーオキシネオデカノエートなどのパーオキシエステル;メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド;ジ-tert-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、tert-ブチルクミルパーオキサイド、1,1-ジ(tert-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサンなどのジアルキルパーオキサイド;クメンヒドロキシパーオキサイド、tert-ブチルハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド;1,1-ジ(tert-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサンなどが挙げられる。上記ラジカル重合開始剤として過酸化物を使用する場合には、これと還元剤とを組み合わせてレドックス型重合開始剤として使用してもよい。重合開始剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0086】
連鎖移動剤としては、例えば、n-ドデシルメルカプタン、tert-ドデシルメルカプタン、ラウリルメルカプタンなどのメルカプト基含有化合物が挙げられる。また、(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の分子鎖末端に加水分解性シリル基を導入したい場合には、連鎖移動剤としては、例えば、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルクロロメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメトキシメチルジメトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、(メルカプトメチル)ジメトキシメチルシランなどが挙げられる。連鎖移動剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。連鎖移動剤は、耐久性に悪影響を与えることがあるため、使用量は単量体全量の2%以下であることが好ましく、使用しないのが特に好ましい。
【0087】
溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、スチレン、エチルベンゼン、パラジクロルベンゼン、フタル酸ジ-2-エチルヘキシル、フタル酸ジ-n-ブチルなどの芳香族化合物;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの炭化水素化合物;酢酸ブチル、酢酸n-プロプル、酢酸イソプロピルなどのカルボン酸エステル化合物;メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンなどのケトン化合物;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどのジアルキルカーボネート化合物;1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブタノール、tert-ブチルアルコール、アミルアルコールなどのアルコール化合物などを挙げることができる。なかでも、ジメチルカーボネート、1-プロパノ-ル、2-プロパノール、1-ブタノ-ル、2-ブタノール、イソブタノール、tert-ブチルアルコールがより好ましく、特に、2-プロパノ-ル、イソブタノールが好ましい。
【0088】
(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の数平均分子量(Mn)は、1000以上が好ましく、1500以上がより好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の数平均分子量(Mn)は、20000以下が好ましく、10000以下がより好ましく、8000以下がより好ましく、6000以下がより好ましく、4000以下がより好ましく、3000以下がより好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の数平均分子量が1000以上であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の数平均分子量が20000以下であると、硬化性組成物の塗工性が向上する。
【0089】
硬化性組成物中における(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、15質量部以上がより好ましい。硬化性組成物中における(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して200質量部以下が好ましく、100質量部以下がより好ましく、75質量部以下がより好ましい。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の含有量が5質量部以上であると、硬化性組成物の硬化物の防汚性及び耐熱ゴム弾性が向上する。(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)の含有量が200質量部以下であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上し、硬化物の被着体に対する密着性が高温雰囲気下においても維持することができ、硬化性組成物の施工部分の耐久性が向上すると共に、硬化性組成物の塗工性が向上する。
【0090】
[可塑剤]
硬化性組成物は、可塑剤を含有していることが好ましい。可塑剤としては、重合体及びオリゴマー以外の場合、分子量が300~10000の化合物が用いられる。重合体及びオリゴマーである場合、可塑剤としては、数平均分子量が400~9000の重合体が好ましく用いられる。具体的には、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ブチルベンジルフタレートなどのフタル酸エステル類、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレンオキサイド類、及びアクリル系重合体などが挙げられ、アクリル系重合体が好ましい。
【0091】
可塑剤として用いられるアクリル系重合体は、加水分解性シリル基を含有した(メタ)アクリル系重合体(D)が好ましい。(メタ)アクリル系重合体(D)は、ポリアルキレンオキサイドを含む鎖を有していない。なお、加水分解性シリル基を含有した(メタ)アクリル系重合体(D)を単に「(メタ)アクリル系重合体(D)」ということがある。
【0092】
ポリアルキレンオキサイドを含む鎖は、一般式:-(R5-O)x-(式中、R5はアルキレン基を表し、xは、繰り返し単位の数であって正の整数である。)で表される繰り返し単位を含む鎖である。ポリアルキレンオキサイドを含む鎖は一種のみの繰り返し単位からなっていてもよいし、二種以上の繰り返し単位からなっていてもよい。なお、アルキレン基は、有機重合体(A)において説明したアルキレン基と同様であるので説明を省略する。
【0093】
(メタ)アクリル系重合体(D)は、その主鎖骨格がアクリル系単量体の重合体から構成されている。(メタ)アクリル系重合体(D)の主鎖骨格を構成しているアクリル系単量体単位は、加水分解性シリル基を含有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有している。加水分解性シリル基を含有する(メタ)アクリル酸エステルは、ポリアルキレンオキサイドを含む鎖を有していない。
【0094】
加水分解性シリル基としては、硬化性組成物の硬化物が長期間に亘って優れた耐熱ゴム弾性を維持することができるので、アルコキシシリル基が好ましい。アルコキシシリル基としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、及びトリフェノキシシリル基などのトリアルコキシシリル基;メチルジメトキシシリル基、及びメチルジエトキシシリル基などのジメトキシシリル基;並びに、ジメチルメトキシシリル基、及びジメチルエトキシシリル基などのモノアルコキシシリル基が挙げられる。なかでも、ジアルコキシシリル基及びトリアルコキシリル基がより好ましく、トリアルコキシシリル基がより好ましく、トリメトキシシリル基がより好ましい。
【0095】
(メタ)アクリル系重合体(D)は、1分子中に平均して、1~3個の加水分解性シリル基を有しているのが好ましい。(メタ)アクリル系重合体(D)における加水分解性シリル基の数が1個以上であると、硬化性組成物の硬化性が向上する。(メタ)(メタ)アクリル系重合体(D)における加水分解性シリル基の数が3個以下であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。
【0096】
なお、(メタ)アクリル系重合体(D)中における、1分子当たりの加水分解性シリル基の平均個数は、有機重合体(A)の測定要領と同様であるので説明を省略する。
【0097】
加水分解性シリル基を含有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、特に制限されないが、例えば、(メタ)アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(トリエトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(メチルジメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸2-(トリメトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸2-(トリエトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸2-(メチルジメトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルメチル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルメチル、(メタ)アクリル酸(メチルジメトキシシリル)メチルなどが挙げられる。なかでも、(メタ)アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(メチルジメトキシ)プロピルが好ましく、(メタ)アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピルがより好ましく、メタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピルがより好ましい。加水分解性シリル基を含有する(メタ)アクリル酸エステルは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0098】
(メタ)アクリル系重合体(D)の主鎖骨格は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位を含んでいることが好ましい。(メタ)アクリル系重合体(D)は、加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを含むアクリル系単量体の重合体であることがより好ましく、加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸アルキルエステルの重合体であることがより好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルを用いることにより、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。なお、加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、ポリアルキレンオキサイドを含む鎖を含有していない。(メタ)アクリル系重合体(D)中において、加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単位と(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位の総含有量は、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がより好ましく、99質量%以上がより好ましく、100質量%がより好ましい。
【0099】
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、及び(メタ)アクリル酸ステアリルなどが挙げられる。なかでも、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルが好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルがより好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル及び(メタ)アクリル酸n-ブチルがより好ましく、(メタ)アクリル酸メチル及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルがより好ましく、メタクリル酸メチル及びアクリル酸2-エチルヘキシルがより好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、(メタ)アクリル酸メチル及び(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルを含むことが好ましい。なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0100】
(メタ)アクリル系重合体(D)の数平均分子量(Mn)は、500以上が好ましく、1000以上がより好ましい。(メタ)アクリル系重合体(D)の数平均分子量は、10000以下が好ましく、5000以下がより好ましく、4000以下がより好ましく、3000以下がより好ましく、2000以下がより好ましい。アクリル系重合体(D)の数平均分子量が500以上であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上し、硬化物の被着体に対する密着性が高温雰囲気下においても維持することができ、硬化性組成物の施工部分の耐久性が向上する。(メタ)アクリル系重合体(D)の数平均分子量が10000以下であると、硬化性組成物の硬化物の耐熱ゴム弾性が向上する。
【0101】
可塑剤中における(メタ)アクリル系重合体(D)の含有量は、1質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、100質量%がより好ましい。即ち、可塑剤は、(メタ)アクリル系重合体(D)のみを含むことが好ましい。(メタ)アクリル系重合体(D)の含有量が1質量%以上であると、硬化性組成物の硬化物が優れた耐熱ゴム弾性を有する。
【0102】
硬化性組成物中における可塑剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して1質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましい。硬化性組成物中における可塑剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して80質量部以下が好ましく、60質量部以下がより好ましい。
【0103】
[シラノール縮合触媒]
硬化性組成物は、シラノール縮合触媒を含有することが好ましい。シラノール縮合触媒とは、有機重合体(A)などが含有する加水分解性シリル基が加水分解することにより形成されたシラノール基同士の脱水縮合反応を促進させるための触媒である。
【0104】
シラノール縮合触媒としては、特に限定されず、例えば、ジオクチル錫モノデカネート、1,1,3,3-テトラブチル-1,3-ジラウリルオキシカルボニル-ジスタノキサン、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫フタレート、ビス(ジブチル錫ラウリン酸)オキサイド、ジブチル錫ビス(アセチルアセトナート)、ジブチル錫ビス(モノエステルマレート)、オクチル酸錫、ジブチル錫オクトエート、ジオクチル錫オキサイド、ジブチル錫ビス(トリエトキシシリケート)、ビス(ジブチル錫ビストリエトキシシリケート)オキサイド、及びジブチル錫オキシビスエトキシシリケートなどの有機錫系化合物;テトラ-n-ブトキシチタネート、及びテトライソプロポキシチタネートなどの有機チタン系化合物などが挙げられる。なかでも、有機錫系化合物が好ましく、ジオクチル錫オキサイドがより好ましい。これらのシラノール縮合触媒は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0105】
硬化性組成物中におけるシラノール縮合触媒の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、0.2質量部以上がより好ましく、0.3質量部以上がより好ましい。硬化性組成物中におけるシラノール縮合触媒の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して10質量部以下が好ましく、8質量部以下がより好ましく、6質量部以下がより好ましく、5質量部以下がより好ましい。硬化性組成物中におけるシラノール縮合触媒の含有量が0.1質量部以上であると、硬化性組成物の硬化速度を速くして、硬化性組成物の硬化に要する時間の短縮化を図ることができる。硬化性組成物中におけるシラノール縮合触媒の含有量が10質量部以下であると、硬化性組成物が適度な硬化速度を有し、硬化性組成物の貯蔵安定性及び取扱性を向上させることができる。
【0106】
[アミノシラン化合物]
硬化性組成物は、アミノシラン化合物を含むことが好ましい。アミノシラン化合物は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。アミノシラン化合物としては、アミノアルコキシシランが好ましく挙げられる。アミノアルコキシシランとは、1分子中に、アミノ基含有官能基を少なくとも1個有し、且つ少なくとも2個のアルコキシ基がケイ素原子に直接結合している化合物を意味する。アミノ基含有官能基は、ケイ素原子に直接結合していることが好ましい。アミノアルコキシシランは、一分子中に、アミノ基含有官能基を1個有し、且つ3個のアルコキシ基がケイ素原子に直接結合している化合物が好ましい。アミノシラン化合物は、ポリアルキレンオキサイドを含む鎖を含有していないことが好ましい。なお、ポリアルキレンオキサイドを含む鎖は、(メタ)アクリル系重合体(D)において説明した鎖と同様であるので説明を省略する。
【0107】
アミノ基含有官能基としては、硬化性組成物の接着性が向上することから、アミノプロピル官能基が好ましい。アミノプロピル官能基としては、-(CH2)3-NH2、-(CH2)3-NHR8、-(CH2)3-NH(CH2)2-NH2(3-[N-(2-アミノエチル)アミノ]プロピル基)、及び、-(CH2)3-NH(CH2)2-NH(CH2)2-NH2(3-[[2-(2-アミノエチルアミノ)エチル]アミノ]プロピル基)からなる群から選ばれた少なくとも一種のアミノプロピル官能基が好ましい。アミノプロピル官能基としては、-(CH2)3-NH2、-(CH2)3-NH(CH2)2-NH2がより好ましい。
【0108】
-(CH2)3-NHR8において、R8は、炭素数が1~18個のアルキル基、炭素数が3~18個の一価の飽和脂環式炭化水素基、又は、炭素数が6~12個のアリール基である。
【0109】
R8における、炭素数が1~18のアルキル基としては、直鎖状のアルキル基及び分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。直鎖状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基などが挙げられる。直鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基及びn-ブチル基が好ましい。分岐鎖状のアルキル基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基などが挙げられる。
【0110】
R8における、炭素数が3~18個の一価の飽和脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロペンチル基,シクロヘプチル基、シクロヘキシル基、4-メチルシクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられ、シクロヘキシル基が好ましい。
【0111】
R8における、炭素数が6~12個のアリール基としては、例えば、フェニル基などが挙げられる。
【0112】
アミノアルコキシシランとしては、具体的には、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、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、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N’-ビス-〔3-(トリメトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン、N,N’-ビス-〔3-(トリエトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン、N,N’-ビス-〔3-(メチルジメトキシシリル)プロピル〕エチレンジアミン、N,N’-ビス-〔3-(トリメトキシシリル)プロピル〕ヘキサメチレンジアミン、N,N’-ビス-〔3-(トリエトキシシリル)プロピル〕ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられ、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が好ましい。アミノアルコキシシランは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0113】
アミノシラン化合物は、上記に示したアミノアルコキシシランであっても、アミノアルコキシシランの加水分解縮合物であってもよい。アミノシラン化合物としては、アミノアルコキシシランの加水分解縮合物であるアルコキシシランオリゴマーや、アミノアルコキシシランとアルキルアルコキシシランとの加水分解縮合物であるアルコキシシランオリゴマーが挙げられる。即ち、アミノシラン化合物としては、アミノアルコキシシランを加水分解させた後に縮合させてなるアルコキシシランオリゴマー、及びアミノアルコキシシランとアルキルアルコキシシランとを加水分解させた後に縮合させてなるアルコキシシランオリゴマーが挙げられる。
【0114】
アルキルアルコキシシランとは、少なくとも1個のアルキル基と、少なくとも2個のアルコキシ基とがケイ素原子に直接結合している化合物を意味する。アルキルアルコキシシランとしては、1個のアルキル基と、3個のアルコキシ基とがケイ素原子に直接結合しているモノアルキルトリアルコキシシラン、及び2個のアルキル基と、2個のアルコキシ基とがケイ素原子に直接結合しているジアルキルジアルコキシシランが挙げられる。モノアルキルトリアルコキシシランとして、具体的には、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、及びヘキシルトリメトキシシランなどが挙げられる。ジアルキルジアルコキシシランとして、具体的には、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、及びジエチルジエトキシシランなどが挙げられる。なかでも、モノアルキルトリアルコキシシランが好ましく、エチルトリエトキシシランがより好ましい。なお、アルキルアルコキシシランは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0115】
硬化性組成物中におけるアミノシラン化合物の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、0.5質量部以上がより好ましく、1質量部以上がより好ましい。硬化性組成物中におけるアミノシラン化合物の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましく、3質量部以下がより好ましい。アミノシラン化合物の含有量が0.1質量部以上であると、硬化性組成物の接着性が向上する。アミノシラン化合物の含有量が10質量部以下であると、硬化性組成物の硬化性が向上する。
【0116】
[充填剤]
硬化性組成物は充填剤を含んでいるのが好ましい。充填剤によれば、機械的強度に優れている硬化物を得ることが可能な硬化性組成物を提供することができる。
【0117】
充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化カルシウム、含水ケイ酸、無水ケイ酸、微粉末シリカ、ケイ酸カルシウム、二酸化チタン、クレー、タルク、カーボンブラック、及びガラスバルーンなどを挙げることができ、炭酸カルシウムが好ましく、コロイダル炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウムが好ましい。これらの充填剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0118】
充填剤の平均粒子径は、0.01~5μmが好ましく、0.05~2.5μmがより好ましい。このような平均粒子径を有している充填剤によれば、機械的強度及び耐熱ゴム弾性に優れている硬化物を得ることができ、且つ優れた接着性を有している硬化性組成物を提供することができる。
【0119】
なお、充填剤の平均粒子径は、SEMによる観察でスケール測定し10個の粒子直径の算術平均によって算出された値をいう。粒子直径は、SEM(電子走査顕微鏡)によって得られた顕微鏡写真において、粒子を包囲し得る最小径の真円の直径とする。
【0120】
又、炭酸カルシウムは、脂肪酸や脂肪酸エステルなどにより表面処理されているのが好ましい。脂肪酸や脂肪酸エステルなどにより表面処理されている炭酸カルシウムによれば、硬化性組成物にチキソトロピー性を付与できると共に炭酸カルシウムが凝集することを抑制することができる。
【0121】
硬化性組成物中における充填剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して1質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、50質量部以上がより好ましく、100質量部以上が特に好ましい。硬化性組成物中における充填剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して700質量部以下が好ましく、250質量部以下がより好ましく、200質量部以下が特に好ましい。硬化性組成物中における充填剤の含有量が1質量部以上であると、充填剤の添加による効果が十分に得られる。また、硬化性組成物中における充填剤の含有量が700質量部以下であると、硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物が優れた耐熱ゴム弾性を有する。
【0122】
[脱水剤]
硬化性組成物は、脱水剤をさらに含んでいるのが好ましい。脱水剤によれば、硬化性組成物を保存している際に、空気中などに含まれている水分によって硬化性組成物が硬化することを抑制することができる。
【0123】
脱水剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、及びジフェニルジメトキシシランなどのシラン化合物;並びにオルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、オルト酢酸メチル、及びオルト酢酸エチル等のエステル化合物などを挙げることができる。これらの脱水剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。なかでも、ビニルトリメトキシシランが好ましい。
【0124】
硬化性組成物中における脱水剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して0.5質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましい。一方、硬化性組成物中における脱水剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましい。硬化性組成物中における脱水剤の含有量が0.5質量部以上であると、脱水剤により得られる効果が十分に得られる。また、硬化性組成物中における脱水剤の含有量が20質量部以下であると、硬化性組成物が優れた硬化性を有する。
【0125】
(光安定剤)
硬化性組成物は、光安定剤をさらに含んでいてもよい。光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤が挙げられる。ヒンダードアミン系光安定剤によれば、硬化後に優れたゴム弾性をより長期間に亘って維持することができる硬化性組成物を提供することができる。
【0126】
ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート及びメチル1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルセバケートの混合物、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ジブチルアミン・1,3,5-トリアジン・N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル-1,6-ヘキサメチレンジアミンとN-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブチルアミンとの重縮合物、ポリ[{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}]、コハク酸ジメチルと4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジンエタノールとの重縮合物などが挙げられる。ヒンダードアミン系光安定剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【0127】
硬化性組成物中におけるヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して0.01質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましい。硬化性組成物中におけるヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して20質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましい。
【0128】
[他の添加剤]
硬化性組成物は、チキソ性付与剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、沈降防止剤、及び溶剤など他の添加剤を含んでいてもよい。なかでも、チキソ性付与剤、紫外線吸収剤、及び酸化防止剤が好ましく挙げられる。
【0129】
チキソ性付与剤は、硬化性組成物にチキソトロピー性を発現せることができるものであればよい。チキソ性付与剤としては、水添ひまし油、脂肪酸ビスアマイド、ヒュームドシリカなどが好ましく挙げられる。
【0130】
硬化性組成物中におけるチキソ性付与剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、1質量部以上がより好ましい。硬化性組成物中におけるチキソ性付与剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して200質量部以下が好ましく、150質量部以下がより好ましい。硬化性組成物中におけるチキソ性付与剤の含有量が0.1質量部以上であると、硬化性組成物にチキソトロピー性を効果的に付与することができる。また、硬化性組成物中におけるチキソ性付与剤の含有量が200質量部以下であると、硬化性組成物が適度な粘度を有し、硬化性組成物の取扱性が向上する。
【0131】
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤などが挙げられ、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が好ましい。硬化性組成物中における紫外線吸収剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、0.5質量部以上がより好ましい。硬化性組成物中における紫外線吸収剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して20質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましい。
【0132】
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、モノフェノール系酸化防止剤、ビスフェノール系酸化防止剤、及びポリフェノール系酸化防止剤などが挙げられる。硬化性組成物中における酸化防止剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、0.3質量部以上がより好ましい。硬化性組成物中における酸化防止剤の含有量は、加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)100質量部に対して20質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましい。
【0133】
硬化性組成物は、優れたゴム弾性を長期間に亘って維持することができる硬化物を形成することができることから、シーリング材、コーティング材、接着剤、及び塗料など各種用途に使用することができる。なかでも、シーリング材として用いられることが好ましく、目地構造用シーリング材として用いられることがより好ましい。
【0134】
更に、本発明の硬化性組成物の硬化物は、防汚性に優れていることから、雨筋汚れの発生を低減し、特に屋外での使用にあっても、長期間に亘って美麗な外観を保持することができる。
【0135】
硬化性組成物を目地部に施工して目地構造を得る方法としては、硬化性組成物を目地部に充填した後に養生させて硬化させる方法が用いられる。得られる目地構造は、建築構造物の壁部を構成している壁部材と、互いに隣接する壁部材間に形成された目地部に充填された、硬化性組成物の硬化物とを有している。建築構造物の壁部としては、例えば、外壁、内壁、天井部などが挙げられ、なかでも外壁が好ましい。壁部材としては、例えば、外壁部材、内壁部材、天井部材などが挙げられ、外壁部材が好ましい。
【0136】
目地部は、特に制限されないが、建築構造物の外壁、内壁、及び天井における目地部などが挙げられる。硬化性組成物は、硬化後に優れた防汚性を発揮することができる。更に、硬化性組成物は、硬化後に、気温や日照などによって高温となっても優れたゴム弾性を長期間に亘って維持することができる。そして、硬化性組成物は、硬化後に優れた耐熱ゴム弾性を長期間に亘って維持できることから、気温や日照などの温度変化による部材の膨張や収縮による、或いは振動や風圧などの作用による目地部の幅の変化に対して優れた追随性を呈し、部材の損傷や建築構造物内への漏水を防止することができる。従って、硬化性組成物は、建築構造物の外壁における目地部など、所謂、「ワーキングジョイント」とも呼ばれる汚染物質の付着や雨筋汚れの発生し易い目地部をシーリングするために好適に用いられる。
【0137】
建築構造物の外壁における目地部としては、例えば、モルタル板、コンクリート板、窯業系サイディングボード、金属系サイディングボード、ALC板、及び金属板などの外壁部材間の接合部にできる目地部が挙げられる。
【発明の効果】
【0138】
本発明の硬化性組成物は、上述の如き構成を有しているので、雰囲気(空気)又は部材中の湿気により硬化して、防汚性及び耐熱ゴム弾性の双方に優れた硬化物を生成することができる。
【発明を実施するための形態】
【0139】
以下に、本発明を実施例を用いてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
【実施例0140】
実施例及び比較例において、下記の化合物を使用した。
[加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)]
[加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド(A1)]
・メチルジメトキシシリル基を含有し且つ主鎖骨格がポリプロピレンオキサイドからなるポリアルキレンオキサイド[ポリアルキレンオキサイド(A11)、AGC株式会社製 製品名「エクセスター S4530」、数平均分子量(Mn):25000、分子量分布(Mw/Mn):1.16、1分子当たりのメチルジメトキシシリル基の平均個数:1.6個]
・メチルジメトキシシリル基を含有し且つ主鎖骨格がポリプロピレンオキサイドからなるポリアルキレンオキサイド[ポリアルキレンオキサイド(A12)、株式会社カネカ製 製品名「MS-203H」、数平均分子量(Mn):17000、分子量分布(Mw/Mn):1.18、1分子当たりのメチルジメトキシシリル基の平均個数:1.3個]
・メチルジメトキシシリル基を含有し且つ主鎖骨格がポリプロピレンオキサイドからなるポリアルキレンオキサイド[ポリアルキレンオキサイド(A13)、AGC株式会社製 製品名「エクセスター S2420」、数平均分子量(Mn):17000、分子量分布(Mw/Mn):1.41、1分子当たりのメチルジメトキシシリル基の平均個数:1.6個]
また、ポリアルキレンオキサイド(A11)~(A13)は、何れもポリエチレンオキサイド鎖を含有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有していなかった。
【0141】
[加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体(A2)]
・ジメトキシシリル基を含有し且つ主鎖骨格がアクリル系単量体の重合体であるアクリル系重合体[アクリル系重合体(A21)、株式会社カネカ製 商品名「SA420S」、数平均分子量:20000、分子量分布(Mw/Mn):1.2、主鎖の両末端にジメトキシシリル基を有する、1分子当たりのジメトキシシリル基の平均個数:1.6個、アクリル酸ブチル単位及びアクリル酸ステアリル単位を含む、アクリル酸ブチル単位及びアクリル酸ステアリル単位の総含有量:90質量%以上]
・ジメトキシシリル基を含有し且つ主鎖骨格がアクリル系単量体の重合体であるアクリル系重合体[アクリル系重合体(A22)、総研化学株式会社製 商品名「NE-4003B」、数平均分子量:17500、分子量分布(Mw/Mn):2.3、1分子当たりのメチルジメトキシシリル基の平均個数:1.6個、アクリル酸ブチル単位、アクリル酸2-エチルヘキシル単位及びメタクリル酸3-(メチルジメトキシシリル)プロピル単位を含む、アクリル酸ブチル単位及びアクリル酸2-エチルヘキシル単位の総含有量:95質量%以上]
また、アクリル系重合体(A21)及び(A22)は、何れも分子中にポリアルキレンオキサイドを含む鎖を有していなかった。
【0142】
[鉱物(B)]
・長石(平均粒子径:5μm、ネフェリンサイアナイト 白石カルシウム社製 商品名「ネスパー」、珪酸アルミニウムを含有する)
・カオリナイト(珪酸アルミニウムを含有する)
・ゼオライト(珪酸アルミニウムを含有する)
【0143】
[(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)]
・ポリエチレンオキサイド鎖を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を含有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(東亞合成社製 商品名「HAS-6」、メトキシポリエチレングリコールメタクリレートと3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの共重合体[メタクリル酸メトキシポリエチレングリコールとメタクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピルの共重合体]、1分子中における加水分解性シリル基の平均個数:0.14個、数平均分子量(Mn):2000)
【0144】
[可塑剤]
・加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(D)(東亞合成株式会社製 製品名「アルフォン US6100」、アクリル酸2-エチルヘキシルとメタクリル酸メチルとメタクリル酸3-(トリメトキシ)プロピルの共重合体[2-エチルヘキシルアクリレートとメチルメタクリレートと3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの共重合体]、加水分解性シリル基としてトリメトキシシリル基を含有する、ポリエチレンオキサイドを含む鎖を含有しない、数平均分子量(Mn):1500)
【0145】
[シラノール縮合触媒]
・ジオクチル錫オキサイド
【0146】
[アミノシラン化合物]
・アミノシラン化合物(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、信越化学工業株式会社製 製品名「KBM-603」)
【0147】
[充填剤]
・コロイダル炭酸カルシウム(神島化学工業社製 製品名「PLS-505」、平均粒子径:0.1μm)
・重質炭酸カルシウム(白石カルシウム社製 製品名「ホワイトンSB」、平均粒子径:2.0μm)
【0148】
[脱水剤]
脱水剤(ビニルトリメトシシラン、信越化学工業株式会社製 製品名「KBM-1003」)
【0149】
[酸化防止剤]
・ヒンダードフェノール系酸化防止剤(BASFジャパン社製 製品名「イルガノックス1010」)
【0150】
〔紫外線吸収剤〕
・ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(BASFジャパン社製 製品名「チヌビン326」)
【0151】
(実施例1~6及び比較例1)
加水分解性シリル基を有する有機重合体(A)、鉱物(B)、(メタ)アクリル酸エステル系重合体(C)、加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体(D)、シラノール縮合触媒、アミノシラン化合物、充填剤、脱水剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、及びベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤をそれぞれ、表1に示した配合量となるようにして密封した攪拌機中で減圧しながら均一になるまで混合することにより硬化性組成物を得た。
【0152】
得られた硬化性組成物について、平面引っ張り強度及び防汚性を下記の要領で測定し、その結果を表1に示した。
【0153】
[圧縮強度]
硬化性組成物を用いてスレート同士を接着させた。スレート板は、縦12mm、横50mm、厚み1.0mmのものを使用した。接着後の接着幅が12mm、接着高さが10mm、接着厚さが0.3mmとなるようにスレートの表面に硬化性組成物を塗布した後、別のスレート板を重ね合わせて、温度23℃及び相対湿度50%の環境下で硬化性組成物を7日間養生させることにより、二枚のスレート板が硬化性組成物の硬化物によって接着一体化されてなる試験体を得た。この試験体を用いて、万能引張試験機(インストロン社製)を用いて、3mm/分の速度で引っ張り試験を行って、試験体を構成している硬化物が破断した時の圧縮強度を測定した。
【0154】
[最大荷重時伸び率(初期)]
硬化性組成物を用いて、JIS A1439 5.17(2010年)に準拠して、H型試験体を作製した。具体的には、アルマイト処理アルミニウム板(縦50mm×横50mm、厚み5mm)2枚を用い、これらのアルミニウム板の間にスペーサーを挟むことによって板間の中央部に直方体状の空間(縦12mm×横50mm×高さ12mm)を形成した。この空間に硬化性組成物を空気が入らないように充填した。硬化性組成物の充填後、23℃及び相対湿度50%の雰囲気下で硬化性組成物を14日間放置した。しかる後、硬化性組成物を更に30℃及び相対湿度50%の雰囲気下で14日間放置した。硬化性組成物を養生させて硬化させることにより、2枚の板が硬化性組成物の硬化物によって接着一体化されてなるH型試験体を作製した。
【0155】
そして、作製したH型試験体について、23℃及び相対湿度50%の雰囲気下で、引張速度50mm/分での引張試験をJIS A1439 5.20.4(2010年)に準拠して行い、最大荷重時伸び率[%]を測定した。更に、引張試験終了後、硬化性組成物の硬化物の破壊形態を目視により確認し、下記基準にて評価した。得られた結果を、表1における「初期」の欄にそれぞれ記載した。
【0156】
[最大荷重時伸び率(90℃3ケ月)]
上記と同様の要領で、H型試験体を作製した。作製したH型試験体を、90℃及び相対湿度50%の雰囲気下に3ケ月間放置した後、H型試験体を取り出して、23℃及び相対湿度50%の雰囲気下に更に24時間放置した。その後、23℃及び相対湿度50%の雰囲気下で、引張速度50mm/分での引張試験をJIS A1439 5.20.4(2010年)に準拠して行い、最大荷重時伸び率[%]を測定した。更に、引張試験終了後、硬化性組成物の硬化物の破壊形態を目視により確認し、下記基準にて評価した。得られた結果を、表2における「90℃3ケ月」の欄にそれぞれ記載した。
【0157】
最大荷重時伸び率における耐熱試験後の維持率を下記の式に基づいて算出し、その結果を「維持率」の欄に記載した。
最大荷重時伸び率における耐熱試験後の維持率(%)
=100×(90℃3ヶ月の最大荷重時伸び率)/(初期の最大荷重時伸び率)
【0158】
硬化性組成物の硬化物の破壊形態の評価基準は、引張試験終了後、硬化性組成物の硬化物が凝集破壊したものを「CF」とし、硬化性組成物の硬化物が界面破壊したものを「AF」とした。
【0159】
なお、「硬化物の凝集破壊」とは、引張試験において、硬化物自体が破壊した状態を意味する。「硬化物の界面破壊」とは、引張試験において、アルマイト処理アルミニウム板と硬化物との界面で剥離した状態を意味する。硬化性組成物の硬化物の接着力が高いほど凝集破壊を生じ、硬化性組成物の硬化物の接着力が低いほど界面破壊を生じる。
【0160】
[汚染性(雨筋汚れの発生)]
離型処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)基材上に、硬化性組成物を23℃の雰囲気下で厚さ2mmとなるように塗工して4週間養生して、これにより硬化性組成物の硬化物からなるシート状試験体を上記PET基材上に作製した。
【0161】
次に、シート状試験体から上記PET基材を剥離した後、シート状試験体のみをアルミニウム板に貼り付けて積層体を得た。その後、積層体を、シート状試験体表面が垂直となるようにした状態で、屋外(滋賀県甲賀市)に3カ月間に亘って曝露した。曝露してから3ヶ月後の、シート状試験体の表面状態を目視で観察し、下記基準に従って評価した。その結果を表1の「汚染性」の欄に示した。
○:雨筋汚れの発生が無かった。
△:雨筋汚れの発生が僅かにあったが、実使用上では問題はない。
×:雨筋汚れの発生があり、かなり汚れている状態であった。
【0162】