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1. (WO2019058795) 硬化性組成物、シーリング材組成物、及び接着剤組成物
Document

明 細 書

発明の名称 硬化性組成物、シーリング材組成物、及び接着剤組成物

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008  

発明の効果

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090  

実施例

0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125  

産業上の利用可能性

0126  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

明 細 書

発明の名称 : 硬化性組成物、シーリング材組成物、及び接着剤組成物

技術分野

[0001]
 本発明は、硬化性組成物に関するものであり、より詳しくは、大気中などの水分により室温硬化して、優れた機械物性を発現する硬化物を形成し得る硬化性組成物、及び該硬化性組成物のシーリング材組成物や該硬化性組成物を含有する接着剤組成物に関するものである。

背景技術

[0002]
 室温硬化型の反応性基を有する重合体を含む硬化性組成物としては、変性シリコーン系、ウレタン系、ポリサルファイド系及びアクリル系等の各種重合体を含む組成物が挙げられ、建築用途、電気・電子分野関連用途、自動車関連用途等における接着剤、シーリング材、塗料等として幅広く用いられている。例えば、変性シリコーン系重合体は、加水分解性シリル基を有するオキシアルキレン系重合体をベースとする硬化性組成物であるが、作業性が良好で、破断伸びや破断強度などの機械的物性のバランスが良い材料であることから、接着剤やシーリング材のベースポリマーとして広く利用されている。
 しかし、変性シリコーン系の重合体をベースポリマーとする硬化性組成物は、得られる硬化物の耐候性が不十分であるという課題を有することが知られている。このため、アクリル系重合体を含む硬化性組成物が提案されている。
[0003]
 特許文献1には、アルコキシシリル基を有する特定のビニル重合体、末端にアルコキシシリル基を有するポリオキシアルキレン化合物、および特定分子量を有するポリプロピレングリコールまたはアルコキシシリル基を有さない特定のビニル重合体を含有するシーリング材組成物が開示されている。特許文献2には、加水分解性シリル基を有するオキシアルキレン重合体および架橋性官能基を有する特定のビニル重合体を含むシーリング材組成物が開示されている。特許文献3には、加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体を構成単量体に含む特定のビニル重合体、及び加水分解性シリル基含有オキシアルキレン系重合体を含んでなる硬化性樹脂組成物がシーリング材及び外装タイル用接着剤に好適に利用できることが開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2004-18748号公報
特許文献2 : 国際公開第2008/059872号
特許文献3 : 特開2014-118502号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 特許文献1~3に記載された組成物から得られる硬化物は良好な機械物性を示し、耐候性も改善されている。しかし、耐候性向上に関する要求は高く、硬化性組成物に対しても更なる耐候性の改善が求められていた。また、一般に重合体を高分子量化することにより耐候性は改善される傾向にあるが、組成物が高粘度となるため塗工性及びハンドリングの点で問題が生じることが知られている。
[0006]
 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低粘度であるため作業性に優れ、かつ、硬化物の機械物性及び耐候性にも優れる硬化性組成物、シーリング材組成物及び接着剤組成物を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

[0007]
 上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者は、反応性シリル基を有する(メタ)アクリル系重合体をベース樹脂とし、低分子量(メタ)アクリル系重合体を含む硬化性組成物であって、当該低分子(メタ)アクリル系重合体中が特定量の二重結合を有することにより、硬化物並びに該硬化物を含有する接着剤の耐候性が向上することを見出した。本発明は、当該知見に基づいて完成したものである。本明細書によれば以下の手段を提供する。
[0008]
〔1〕重量平均分子量が500以上、10,000未満である(メタ)アクリル系重合体(A)、及び重量平均分子量が10,000以上、100,000以下である(メタ)アクリル系重合体(B)を含む硬化性組成物であって、
 前記(メタ)アクリル系重合体(A)は、分子中に二重結合を0.01meq/g以上、1.0meq/g以下有し、
 前記(メタ)アクリル系重合体(B)は、分子中に反応性シリル基を有する、硬化性組成物。
〔2〕前記(メタ)アクリル系重合体(A)は、25℃における粘度が1,000mPa・s以上、100,000mPa・s以下である前記〔1〕に記載の硬化性組成物。
〔3〕前記(メタ)アクリル系重合体(B)は、25℃における粘度が5,000mPa・s以上、300,000mPa・s以下である〔1〕又は〔2〕に記載の硬化性組成物。
〔4〕前記(メタ)アクリル系重合体(A)は、分子中に反応性シリル基を有する前記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔5〕前記(メタ)アクリル系重合体(B)は、分子中に反応性シリル基を0.1個以上、2.2個以下有する前記〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔6〕前記(メタ)アクリル酸系重合体(B)は、反応性シリル基としてジアルコキシシリル基を有する前記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔7〕前記(メタ)アクリル系重合体(B)は、当該(メタ)アクリル系重合体を構成する全単量体単位中、炭素数10以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを5質量%以上含む前記〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔8〕前記(メタ)アクリル系重合体(A)及び前記(メタ)アクリル系重合体(B)全体に含まれる二重結合濃度は、0.01meq/g以上、0.50meq/g以下である前記〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔9〕前記(メタ)アクリル系重合体(A)及び前記(メタ)アクリル系重合体(B)の使用量は、質量比で10~90/90~10である前記〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔10〕さらに、オキシアルキレン系重合体を含む前記〔1〕~〔9〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔11〕硬化促進剤として、錫系触媒、チタン系触媒及び3級アミン類からなる群より選ばれる1種以上の化合物を含む前記〔1〕~〔10〕のいずれかに記載の硬化性組成物。
〔12〕前記〔1〕~〔11〕のいずれかに記載の硬化性組成物を含有することを特徴とするシーリング材組成物。
〔13〕前記〔1〕~〔11〕のいずれかに記載の硬化性組成物を含有することを特徴とする接着剤組成物。

発明の効果

[0009]
 本発明の硬化性組成物は低粘度で作業性に優れる。また、当該組成物からは強度および伸び、並びに耐候性にも優れる硬化物が得られる。このため、優れた機械物性および高耐候性が求められるシーリング材、外装タイル用接着剤などの接着剤に好適に用いられる。

発明を実施するための形態

[0010]
 以下、本発明を詳しく説明する。尚、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。また、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を意味する。
[0011]
 本発明の硬化性組成物は、(A)成分である重量平均分子量が500以上、10,000未満の(メタ)アクリル系重合体(以下、「低分子量(メタ)アクリル系重合体」という)、及び(B)成分である重量平均分子量が10,000以上、100,000以下の(メタ)アクリル系重合体(以下、「高分子量(メタ)アクリル系重合体」という必須成分とするものである。また、必要に応じて、(C)成分として反応性シリル基を有するオキシアルキレン系重合体を含んでもよい。以下に、各成分の詳細を含め、本発明の硬化性組成物について説明する。
[0012]
<(A)成分:低分子量(メタ)アクリル系重合体>
 低分子量(メタ)アクリル系重合体は、(メタ)アクリル系単量体に由来する構造単位を有する重合体であり、例えば、(メタ)アクリル系単量体を含む単量体混合物を重合することにより得ることができる。(メタ)アクリル系単量体は、分子中に(メタ)アクリロイル基を有する単量体であり、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル等が挙げられる。(メタ)アクリル系単量体の使用量は、(メタ)アクリル系重合体の全構成単量体に対し、好ましくは10~100質量%の範囲であり、より好ましくは30~100質量%の範囲であり、さらに好ましくは50~100質量%の範囲である。
[0013]
 (メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、具体的には(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)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(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n-ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ヘンイコシル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸テトラコシル、(メタ)アクリル酸ヘキサコシル、(メタ)アクリル酸オクタコシル、(メタ)アクリル酸トリアコンチル、(メタ)アクリル酸ドトリアコンチル、(メタ)アクリル酸テトラトリアコンチル、(メタ)アクリル酸ヘキサトリアコンチル、(メタ)アクリル酸オクタトリアコンチル、(メタ)アクリル酸テトラコンチル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸イソウンデシル、(メタ)アクリル酸イソラウリル、(メタ)アクリル酸イソトリデシル、(メタ)アクリル酸イソテトラデシル、(メタ)アクリル酸イソペンタデシル、(メタ)アクリル酸イソヘキサデシル、(メタ)アクリル酸イソヘプタデシル、(メタ)アクリル酸イソステアリル、(メタ)アクリル酸イソノナデシル、(メタ)アクリル酸イソエイコシル、(メタ)アクリル酸イソヘンイコシル、(メタ)アクリル酸イソベヘニル、(メタ)アクリル酸イソテトラコシル、(メタ)アクリル酸イソヘキサコシル、(メタ)アクリル酸イソオクタコシル、(メタ)アクリル酸イソトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソドトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソテトラトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソヘキサトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソオクタトリアコンチル、(メタ)アクリル酸イソテトラコンチル等の直鎖状若しくは分岐状脂肪族アルキル基又は脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が例示され、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、硬化物の機械物性の観点から炭素数1~8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。炭素数1~8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの使用量は、低分子量(メタ)アクリル系重合体の全構成単量体に対し、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは30質量%以上であり、さらに好ましくは50質量%以上である。なお、上限値は100質量%であり、90質量%であってもよく、80質量%であってもよく50質量%であってもよい。
[0014]
 また、上記の内、炭素数10以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを使用すると、硬化性組成物がオキシアルキレン系重合体を含む場合に当該オキシアルキレン系重合体との良好な相溶性が確保され、機械物性及び耐候性が良好となる点で好ましい。アルキル基の炭素数は好ましくは10~20であり、より好ましくは12~20である。炭素数10以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの使用量は、低分子量(メタ)アクリル系重合体の全構成単量体に対し、好ましくは5質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上であり、さらに好ましくは20質量%以上である。なお、上限は100質量%以下であり、90質量%以下であってもよく、80質量%以下であってもよく50質量%以下であってもよい。
[0015]
 (メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、具体的には(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸メトキシヘキシル、(メタ)アクリル酸エトキシメチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシブチル、(メタ)アクリル酸エトキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ブトキシメチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸ブトキシブチル及び(メタ)アクリル酸ブトキシヘキシル等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、硬化物の機械的物性の観点から炭素数2~8のアルコキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルが好ましく、炭素数2~4のアルコキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルがより好ましい。(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルの使用量は、低分子量(メタ)アクリル系重合体の全構成単量体に対し、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは30質量%以上であり、さらに好ましくは50質量%以上である。なお、上限は100質量%以下であり、90質量%以下であってもよく、80質量%以下であってもよく50質量%以下であってもよい。
[0016]
 低分子量(メタ)アクリル系重合体は、分子中に反応性シリル基を有していてもよい。低分子量(メタ)アクリル系重合体が反応性シリル基を有する場合、硬化物の機械物性が良好なものとなる傾向がある。反応性シリル基の種類は特に限定されず、アルコキシシリル基、ハロゲノシリル基、シラノール基等が挙げられるが、反応性を制御し易い点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の具体例としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、ジメトキシエトキシシリル基及びメトキシジエトキシシリル基等のトリアルコキシシリル基;メチルジメトキシシリル基、メチルジエトキシシリル基、エチルジメトキシシリル基及びエチルジエトキシシリル基等のジアルコキシシリル基;ジメチルメトキシシリル基、ジメチルエトキシシリル基、ジエチルメトキシシリル基及びジエチルエトキシシリル基等のモノアルコキシシリル基が挙げられる。これらの内でも、硬化物が良好な伸びを示し、耐熱安定性にも優れる点で、ジアルコキシシリル基が好ましい。
[0017]
 低分子量(メタ)アクリル系重合体が反応性シリル基を有する場合、重合体1分子に含まれる反応性シリル基の数の平均値は、硬化物の引張強度の観点から、好ましくは0.1個以上であり、より好ましくは0.2個以上である。反応性シリル基の数の平均値は、0.3個以上であってもよく、0.5個以上であってもよく、1.0個以上であってもよい。硬化物の伸びを確保する観点から、上限値は、好ましくは5.0個以下であり、より好ましくは4.0個以下であり、さらに好ましくは3.0個以下であり、一層好ましくは2.5個以下であり、より一層好ましくは2.2個以下である。反応性シリル基の数の平均値の範囲は、上記の上限値及び下限値を組み合せて設定することができるが、例えば、0.1個以上5.0個以下であり、0.1個以上3.0個以下であってもよく、0.1個以上2.2個以下であってもよく、0.2個以上2.2個以下であってもよい。
 上記(メタ)アクリル系重合体に含まれる反応性シリル基の位置は、特に限定されるものではなく、重合体の側鎖及び/又は末端とすることができる。
[0018]
 反応性シリル基は、例えば、(メタ)アクリル系単量体及び反応性シリル基を有するビニル系単量体を含む単量体混合物を重合することにより得ることができる。
 反応性シリル基を有するビニル系単量体としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシランン等のビニルシラン類;(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸ジメチルメトキシシリルプロピル及び(メタ)アクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル等のシリル基含有(メタ)アクリル酸エステル類;トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル等のシリル基含有ビニルエーテル類;トリメトキシシリルウンデカン酸ビニル等のシリル基含有ビニルエステル類等が例示され、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。
[0019]
 低分子量(メタ)アクリル系重合体は、上記の単量体以外にこれらと共重合可能な他の単量体を共重合してもよい。
 上記の他の単量体としては、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2-アミノエチル、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物等の官能基含有単量体;
(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等の(メタ)アクリル酸芳香族エステル類;
(メタ)アクリル酸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エチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル-2-パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ジパーフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロメチル-2-パーフルオロエチルメチル、(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等のフッ素含有(メタ)アクリル酸エステル類;
パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有オレフィン類;
スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、クロルスチレン、スチレンスルホン酸及びその塩等の芳香族単量体;
無水マレイン酸;マレイン酸及びフマル酸等の不飽和ジカルボン酸、並びに、これらのモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;
マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド化合物;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル系モノマー;
アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基含有ビニル系モノマー;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル類;
エチレン、プロピレン等のアルケン類;
ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類;
塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコール等が挙げられるが、これらに限らない。また、これらのうちの1種又は2種以上を用いることができる。
[0020]
 低分子量(メタ)アクリル系重合体の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」ともいう。)によるポリスチレン換算分子量で、硬化物の強度及び耐候性の観点から500以上であり、好ましくは1,000以上であり、より好ましくは2,000以上である。Mwは3,000以上であってもよい。一方、作業性(低粘度)の観点から、Mwの上限値は10,000未満であり、9,500以下であってもよく、9,000以下であってもよく、8,000以下であってもよい。Mwの範囲は、500以上10,000未満であるが、この他に上記の上限値及び下限値を組み合せて設定することができる。Mwの範囲は、例えば、1,000以上10,000未満であり、2,000以上10,000未満であってもよく、3,000以上90,000以下であってもよい。
[0021]
 低分子量(メタ)アクリル系重合体の分子量分布は、重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値(Mw/Mn)として算出される。Mw/Mnは、引張物性と作業性とのバランスの観点から好ましくは5.0以下であり、より好ましくは4.0以下であり、さらに好ましくは3.0以下であり、一層好ましくは2.5以下であり、より一層好ましくは2.0以下である。尚、Mw/Mnの下限値は通常1.0である。
[0022]
 低分子量(メタ)アクリル系重合体の粘度は、25℃において好ましくは1,000mPa・s以上であり、より好ましくは2,000mPa・s以上である。粘度は3,000mPa・s以上であってもよく、5,000mPa・s以上であってもよく、10,000mPa・s以上であってもよい。粘度の上限は、好ましくは100,000mPa・s以下であり、より好ましくは80,000mPa・s以下であり、さらに好ましくは60,000mPa・s以下である。粘度が1,000mPa・s以上であれば、垂直面に塗布した際の垂れが抑制されるために好ましく、100,000mPa・s以下にすることにより、硬化性組成物の作業性が良好になる。粘度の範囲は、上記の上限値及び下限値を組み合せて設定することができるが、例えば、1,000mPa・s以上100,000mPa・s以下であり、2,000mPa・s以上80,000mPa・s以下であってもよく、3,000mPa・s以上60,000mPa・s以下であってもよい。
[0023]
 本発明では、低分子量(メタ)アクリル系重合体は分子中に二重結合を有する。低分子量(メタ)アクリル系重合体が適当量の二重結合を有すると、例えば硬化物が屋外等に暴露されている期間中に当該二重結合が反応し、適度に高分子量化するため、耐候性が向上する。このため、本発明では、低分子量(メタ)アクリル系重合体の粘度を抑制して作業性を確保しつつ、その硬化物は優れた耐候性を示すことができる。尚、上記メカニズムは推察であり、本発明の範囲を限定するものではない。
[0024]
 低分子量(メタ)アクリル系重合体に含まれる二重結合の量は、上記耐候性への効果を発現する観点から0.01meq/g以上有することを要する。二重結合の量は0.05meq/g以上であってもよく、0.10meq/g以上であってもよく、0.20meq/g以上であってもよく、0.30meq/g以上であってもよい。一方、二重結合の量が多過ぎると、暴露中に硬化物の架橋度が高くなりすぎて柔軟性が不足する結果、クラックが発生し易くなる傾向がある。このため、二重結合の量は、1.0meq/g以下であり、好ましくは0.50meq/g以下であり、より好ましくは0.30meq/g以下である。二重結合の量の範囲は、上記の上限値及び下限値を組み合せて設定することができるが、例えば、0.01meq/g以上1.0meq/g以下であり、0.05meq/g以上1.0meq/g以下であってもよく、0.10meq/g以上0.50meq/g以下であってもよい。
[0025]
 二重結合の導入方法には特別の制限はなく、当業者に公知の方法を採用することができる。例えば、分子中に二重結合を複数有する単量体を共重合する方法や、官能基を有する(メタ)アクリル系重合体を製造した後、当該官能基と反応し得る官能基及び二重結合を有する化合物と反応する方法等が挙げられる。
[0026]
 また、(メタ)アクリル酸系重合体の製造を高温条件下で行うことによっても二重結合を導入することができる。例えば、100℃以上の重合温度であれば、高温重合のために高分子鎖からの水素引き抜き反応に始まる切断反応が起こるため、分子末端に下記一般式(1)で表されるエチレン性不飽和結合を有する重合体が得られる。重合温度は好ましくは120℃以上であり、より好ましくは150℃以上である。重合温度は高い方が重合体中の二重結合濃度が高くなる傾向がある。上記方法によれば、簡便かつ生産性良く二重結合を有する(メタ)アクリル系重合体を得ることができる。さらに、分子量制御に多量の開始剤や連鎖移動剤等の不純物を含まず容易に製造することが可能となる。メルカプタン等の連鎖移動剤は耐候性の低下につながるため、使用しないことが好ましい。一方、分解反応による重合液の着色や分子量低下等の虞がなくなる点から、重合温度の上限は350℃以下とすることが好ましい。上記の温度範囲で重合することにより、適度な分子量を有し、粘度が低く、無着色で夾雑物の少ない共重合体を効率よく製造することができる。すなわち、当該重合方法によれば、極微量の重合開始剤を使用すればよく、メルカプタンのような連鎖移動剤や、重合溶剤を使用する必要がなく、純度の高い共重合体を得ることができる。
[0027]
[化1]


〔式中、Mは単量体単位を表し、nは重合度を表す自然数である。R 1は一価の有機基を表す。〕
[0028]
 上記一般式(1)におけるR 1としては、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキル基、その他の置換基を有していてもよいアルキル基、フェニル基、ベンジル基、ポリアルキレングリコール基、ジアルキルアミノアルキル基、トリアルコキシシリルアルキル基、アルキルジアルコキシシリルアルキル基又は水素原子である。
[0029]
 低分子量(メタ)アクリル系重合体は、通常のラジカル重合によって製造することができる。溶液重合、塊状重合、分散重合いずれの方法を採用してもよく、また、リビングラジカル重合法を利用してもよい。反応プロセスは、バッチ式、セミバッチ式、連続重合のいずれの方法でもよい。これらの中でも、100~350℃の高温連続重合方法が好ましい。
[0030]
 一般に、重合体中に均一に架橋性官能基が導入された場合、該重合体を含む硬化性組成物の硬化性、及び得られる硬化物の耐候性等の物性が良好となる。この点、反応器に撹拌槽型反応器を用いた場合、組成分布(架橋性官能基の分布)や分子量分布の比較的狭い(メタ)アクリル系重合体を得ることができるため好ましい。また、連続撹拌槽型反応器を用いるプロセスが組成分布、分子量分布を狭くする点でより好ましい。
[0031]
 高温連続重合法としては、特開昭57-502171号公報、特開昭59-6207号公報、特開昭60-215007号公報等に開示された公知の方法に従えば良い。例えば、加圧可能な反応機を溶媒で満たし、加圧下で所定温度に設定した後、各単量体、及び必要に応じて重合溶媒とからなる単量体混合物を一定の供給速度で反応器へ供給し、単量体混合物の供給量に見合う量の重合液を抜き出す方法が挙げられる。また、単量体混合物には、必要に応じて重合開始剤を配合することもできる。その配合する場合の配合量としては、単量体混合物100質量部に対して0.001~2質量部であることが好ましい。圧力は、反応温度と使用する単量体混合物及び溶媒の沸点に依存するもので、反応に影響を及ぼさないが、前記反応温度を維持できる圧力であればよい。単量体混合物の滞留時間は、1~60分であることが好ましい。滞留時間が1分に満たない場合は単量体が十分に反応しない恐れがあり、未反応単量体が60分を越える場合は、生産性が悪くなってしまうことがある。好ましい滞留時間は2~40分である。
[0032]
 低分子量(メタ)アクリル系重合体を得るために用いる重合開始剤の例としては、所定の反応温度でラジカルを発生する開始剤であれば何でもよい。具体的には、ジ-t-ブチルパーオキシド、ジ-t-ヘキシルパーオキシド、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、クメンハイドロパーオキシド、t-ブチルハイドロパーオキシド等の有機過酸化物、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、アゾビスシクロヘキサカルボニトリル、アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2-アミジノプロパン)ジヒドロクロリド、4,4'-アゾビス(4-シアノバレリックアシッド)などのアゾ系化合物が挙げられる。重合開始剤はこれらの内の1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。重合開始剤として水素引き抜き能が高いものを使用した場合、得られる重合体の二重結合濃度が高くなる傾向がある。例えば、アゾ系化合物よりも有機過酸化物を使用した方が、二重結合濃度の高い重合体が得られる傾向がある。
 重合開始剤の使用量は、重合開始剤及び単量体の種類、所望する分子量、重合条件等により適宜調整することができるが、一般的には、使用する単量体100質量部に対して0.001~10質量部である。同じ分子量の重合体を得る場合、重合開始剤の使用量が少ないほど、得られる重合体中の二重結合濃度は高くなる傾向がある。
[0033]
 低分子量(メタ)アクリル系重合体の製造に有機溶媒を用いる場合、有機炭化水素系化合物が適当であり、テトラヒドロフラン及びジオキサン等の環状エーテル類、ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素化合物、酢酸エチル及び酢酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノン等のケトン類等、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類が例示され、これらの1種または2種以上を用いることができる。(メタ)アクリル酸エステル共重合体をよく溶解しない溶剤では、反応器の壁にスケールが成長しやすく洗浄工程等で生産上の問題がおきやすい。また、例えばイソプロパノール等の連鎖移動能の高い有機溶媒を使用した場合、得られる重合体中の二重結合濃度は低くなる傾向がある。
 溶媒の使用量は、全ビニル単量体100質量部に対して、80質量部以下とすることが好ましい。80質量部以下とすることにより、短時間で高い転化率が得られる。より好ましくは、1~50質量部である。また、オルト酢酸トリメチル、オルト蟻酸トリメチル等の脱水剤を添加することもできる。
[0034]
 低分子量(メタ)アクリル系重合体の製造には、公知の連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤を使用した場合、得られる重合体中の二重結合濃度は低くなる傾向がある。また、一般に、連鎖移動剤の使用量を増加することにより二重結合濃度は低下する。
[0035]
 反応器から抜き出された反応液は、そのまま次の工程に進むか、あるいは蒸留等により未反応単量体、溶剤、および低分子量オリゴマー等の揮発性成分を留去することによって重合体を単離することができる。反応液から留去した未反応単量体、溶剤、および低分子量オリゴマーなどの揮発性成分の一部を原料タンクに戻すかまたは直接反応器に戻し、再度重合反応に利用することもできる。
 このように未反応単量体および溶剤をリサイクルする方法は経済性の面から好ましい方法である。リサイクルする場合には、反応器内で望ましい単量体比と望ましい溶剤量を維持するように新たに供給する単量体混合物の混合比を決定する必要がある。
[0036]
 重合体中に導入された二重結合は、ラジカル発生剤を添加して加熱条件下にて後処理することによりその量を低減することができる。ラジカル発生剤の添加量は、重合体100質量部に対して0.1~10質量部程度であるが、当該添加量が多いほど、二重結合濃度の低減効果は大きい。
 加熱処理の際の加熱温度は50~130℃程度であるが、温度が低いほど二重結合濃度の低減効果は大きい。加熱温度は、好ましくは50~110℃の範囲であり、より好ましくは50~100℃の範囲である。
 加熱処理時間は特に制限されるものではないが、残存するラジカル発生剤量が、重合体に対して1質量%未満となるよう設定することが好ましい。当業者であれば、当該残存するラジカルを、使用するラジカル発生剤の活性化エネルギー、頻度因子及び反応温度から計算することができる。
[0037]
 二重結合濃度は、後処理として(メタ)アクリル系重合体に水素付加を行うことによっても低減することができる。水素付加は、従来公知の方法を採用することができる。
 即ち、重合体反応液に均一系触媒または不均一系触媒を添加した後、系内を水素雰囲気にし、圧力を常圧~10MPa、温度を20~180℃程度に加熱し、2~20時間ほど反応させる。均一系触媒の具体例としては、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム等のロジウム錯体、ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、クロロヒドロカルボニルトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム等のルテニウム錯体、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)白金等の白金錯体、カルボニルビス(トリフェニルホスフィン)イリジウム等のイリジウム錯体等が挙げられる。一方、不均一系触媒としては、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、白金等の遷移金属をカーボン、シリカ、アルミナ、繊維、有機ゲル状物等に担持させた固体触媒が挙げられる。不均一系触媒の方が、ろ過等により容易に触媒が除去できるため、品質が安定する、高価な触媒が再利用できるといった点で好ましい。添加する触媒量としては、均一系触媒の場合、ビニル重合体に対して、10~1,000ppm程度である。不均一系触媒の場合、1,000~10,000ppm程度である。
[0038]
<(B)成分:高分子量(メタ)アクリル系重合体>
 高分子量(メタ)アクリル系重合体は、上記低分子量(メタ)アクリル系重合体と同様、(メタ)アクリル系単量体に由来する構造単位を有する重合体である。(メタ)アクリル系単量体としては、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。(メタ)アクリル系単量体の使用量は、(メタ)アクリル系重合体の全構成単量体に対し、好ましくは10~100質量%の範囲であり、より好ましくは30~100質量%の範囲であり、さらに好ましくは50~100質量%の範囲である。
[0039]
 (メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、上記低分子量(メタ)アクリル系重合体の説明において記載したものと同様の化合物を用いることができる。これらの中でも、硬化物の機械物性の観点から炭素数1~8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。炭素数1~8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの使用量は、高分子量(メタ)アクリル系重合体の全構成単量体に対し、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは30質量%以上であり、さらに好ましくは50質量%以上である。なお、上限は100質量%以下であり、90質量%以下であってもよく、80質量%以下であってもよく50質量%以下であってもよい。
[0040]
 また、上記の内、炭素数10以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを使用すると、硬化性組成物がオキシアルキレン系重合体を含む場合に当該オキシアルキレン系重合体との良好な相溶性が確保され、機械物性及び耐候性が良好となる点で好ましい。アルキル基の炭素数は好ましくは10~20であり、より好ましくは12~20である。炭素数10以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルの使用量は、高分子量(メタ)アクリル系重合体の全構成単量体に対し、好ましくは5質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上であり、さらに好ましくは20質量%以上である。なお、上限は100質量%以下であり、90質量%以下であってもよく、80質量%以下であってもよく50質量%以下であってもよい。
[0041]
 高分子量(メタ)アクリル系重合体は、分子中に反応性シリル基を有する。このため、当該高分子量(メタ)アクリル系重合体を含む硬化性組成物から得られる硬化物は、良好な機械物性を示す。反応性シリル基の種類は特に限定されず、アルコキシシリル基、ハロゲノシリル基、シラノール基等が挙げられるが、反応性を制御し易い点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の具体例としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、ジメトキシエトキシシリル基及びメトキシジエトキシシリル基等のトリアルコキシシリル基;メチルジメトキシシリル基、メチルジエトキシシリル基、エチルジメトキシシリル基及びエチルジエトキシシリル基等のジアルコキシシリル基;ジメチルメトキシシリル基、ジメチルエトキシシリル基、ジエチルメトキシシリル基及びジエチルエトキシシリル基等のモノアルコキシシリル基が挙げられる。これらの内でも、硬化物が良好な伸びを示し、耐熱安定性にも優れる点で、ジアルコキシシリル基が好ましい。
[0042]
 高分子量(メタ)アクリル系重合体1分子に含まれる反応性シリル基の数の平均値は、硬化物の引張強度の観点から、好ましくは0.1個以上であり、より好ましくは0.2個以上であり、さらに好ましくは0.3個以上である。反応性シリル基の数の平均値は、0.5個以上であってもよく、0.8個以上であってもよく、1.0個以上であってもよい。硬化物の伸びを確保する観点から、上限値は、好ましくは5.0個以下であり、より好ましくは4.0個以下であり、さらに好ましくは3.0個以下であり、一層好ましくは2.5個以下であり、より一層好ましくは2.2個以下である。反応性シリル基の数の平均値の範囲は、上記の上限値及び下限値を組み合せて設定することができるが、例えば、0.1個以上5.0個以下であり、0.1個以上3.0個以下であってもよく、0.1個以上2.2個以下であってもよく、0.2個以上2.2個以下であってもよい。
 反応性シリル基の位置は、特に限定されるものではなく、重合体の側鎖及び/又は末端とすることができる。
[0043]
 反応性シリル基は、例えば、(メタ)アクリル系単量体及び反応性シリル基を有するビニル系単量体を含む単量体混合物を重合することにより得ることができる。
 反応性シリル基を有するビニル系単量体としては、上記低分子量(メタ)アクリル系重合体の説明において記載したものと同様の化合物を用いることができる。
[0044]
 高分子量(メタ)アクリル系重合体は、上記の単量体以外にこれらと共重合可能な他の単量体を共重合してもよい。
 上記の他の単量体としては、上記低分子量(メタ)アクリル系重合体の説明において記載したものと同様の化合物、並びに、(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシブチル、(メタ)アクリル酸メトキシヘキシル、(メタ)アクリル酸エトキシメチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシブチル、(メタ)アクリル酸エトキシヘキシル、(メタ)アクリル酸ブトキシメチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸ブトキシブチル及び(メタ)アクリル酸ブトキシヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルが挙げられるが、これらに限らない。また、これらのうちの1種又は2種以上を用いることができる。
[0045]
 高分子量(メタ)アクリル系重合体の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」ともいう。)によるポリスチレン換算分子量で、硬化物の強度及び耐候性の観点から10,000以上であり、好ましくは11,000以上であり、さらに好ましくは15,000以上であり、さらに好ましくは20,000以上であり、一層好ましくは25,000以上である。Mwは、30,000以上であってもよく、40,000以上であってもよい。一方、作業性(低粘度)の観点から、Mwの上限値は100,000であり、好ましくは90,000以下であり、より好ましくは80,000以下である。上限値は、70,000以下であってもよく、60,000以下であってもよく、50,000以下であってもよい。Mwの範囲は、上記の上限値及び下限値を組み合せて設定することができるが、例えば、10,000以上100,000以下であり、10,000以上80,000以下であってもよく、10,000以上50,000以下であってもよく、15,000以上50,000以下であってもよい。
[0046]
 高分子量(メタ)アクリル系重合体の分子量分布は、重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値(Mw/Mn)として算出される。Mw/Mnは、引張物性と作業性とのバランスの観点から好ましくは6.0以下であり、より好ましくは5.0以下であり、さらに好ましくは4.0以下であり、一層好ましくは3.0以下であり、より一層好ましくは2.0以下である。尚、Mw/Mnの下限値は通常1.0である。
[0047]
 高分子量(メタ)アクリル系重合体の粘度は、25℃において好ましくは300,000mPa・s以下であり、より好ましくは200,000mPa・s以下であり、さらに好ましくは100,000mPa・s以下であり、一層好ましくは80,000mPa・s以下であり、より一層好ましくは60,000mPa・s以下であり、もっとも好ましくは40,000mPa・s以下である。粘度が200,000mPa・s以下であれば硬化性組成物の作業性が良好となり好ましい。粘度の下限は、5,000mPa・s以上であってもよく、10,000mPa・s以上であってもよく20,000mPa・sであってもよい。
[0048]
 本発明では、高分子量(メタ)アクリル系重合体は分子中に二重結合を有していてもよい。分子中に二重結合を有する場合、得られる硬化物の耐候性が向上する傾向があるため好ましい。二重結合は、上記低分子量(メタ)アクリル系重合体の場合と同様の方法により導入することができる。
 高分子量(メタ)アクリル系重合体に含まれる二重結合の量は、上記耐候性への効果を発現する観点から好ましくは0.01meq/g以上であり、より好ましくは0.03meq/g以上であり、さらに好ましくは0.05meq/g以上である。一方、耐候性の観点から、二重結合の量は、好ましくは1.0meq/g以下であり、より好ましくは0.50meq/g以下であり、より好ましくは0.30meq/g以下である。二重結合の量の範囲は、上記の上限値及び下限値を組み合せて設定することができるが、例えば、0.01meq/g以上1.0meq/g以下であり、0.05meq/g以上1.0meq/g以下であってもよく、0.10meq/g以上0.50meq/g以下であってもよい。
[0049]
 高分子量(メタ)アクリル系重合体は、低分子量(メタ)アクリル系重合体と同様、通常のラジカル重合によって製造することができる。溶液重合、塊状重合、分散重合いずれの方法を採用してもよく、また、リビングラジカル重合法を利用してもよい。反応プロセスは、バッチ式、セミバッチ式、連続重合のいずれの方法でもよい。これらの中でも、100~350℃の高温連続重合方法が好ましい。
[0050]
 リビングラジカル重合法を利用する場合、その種類についても特段の制限はなく、可逆的付加-開裂連鎖移動重合法(RAFT法)、ニトロキシラジカル法(NMP法)、原子移動ラジカル重合法(ATRP法)、有機テルル化合物を用いる重合法(TERP法)、有機アンチモン化合物を用いる重合法(SBRP法)、有機ビスマス化合物を用いる重合法(BIRP法)及びヨウ素移動重合法等の各種重合方法を採用することができる。これらの内でも、重合の制御性と実施の簡便さの観点から、RAFT法、NMP法及びATRP法が好ましい。
[0051]
 RAFT法では、特定の重合制御剤(RAFT剤)及び一般的なフリーラジカル重合開始剤の存在下、可逆的な連鎖移動反応を介して制御された重合が進行する。RAFT剤としては、ジチオエステル化合物、ザンテート化合物、トリチオカーボネート化合物及びジチオカーバメート化合物等、公知の各種RAFT剤を使用することができる。
 RAFT剤は活性点を1箇所のみ有する一官能のものを用いてもよいし、二官能以上のものを用いてもよい。また、RAFT剤の使用量は、用いる単量体及びRAFT剤の種類等により適宜調整される。
[0052]
 RAFT法による重合の際に用いる重合開始剤としては、アゾ化合物、有機過酸化物及び過硫酸塩等の公知のラジカル重合開始剤を使用することができるが、安全上取り扱い易く、ラジカル重合時の副反応が起こりにくい点からアゾ化合物が好ましい。
 上記アゾ化合物の具体例としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、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)、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-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、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]、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。
 上記ラジカル重合開始剤は1種類のみ使用しても又は2種以上を併用してもよい。
[0053]
 ラジカル重合開始剤の使用割合は特に制限されないが、分子量分布がより小さい重合体を得る点から、上記RAFT剤1molに対する上記ラジカル重合開始剤の使用量を0.5mol以下とすることが好ましく、0.2mol以下とするのがより好ましい。また、重合反応を安定的に行う観点から、RAFT剤1molに対するラジカル重合開始剤の使用量の下限は、0.01molである。よって、RAFT剤1molに対するラジカル重合開始剤の使用量は、0.01mol以上0.5mol以下の範囲が好ましく、0.05mol以上0.2mol以下の範囲がより好ましい。
[0054]
 RAFT法による重合反応の際の反応温度は、好ましくは40℃以上100℃以下であり、より好ましくは45℃以上90℃以下であり、さらに好ましくは50℃以上80℃以下である。反応温度が40℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。一方、反応温度が100℃以下であれば、副反応が抑制できるとともに、使用できる開始剤や溶剤に関する制限が緩和される。
[0055]
 NMP法では、ニトロキシドを有する特定のアルコキシアミン化合物等をリビングラジカル重合開始剤として用い、これに由来するニトロキシドラジカルを介して重合が進行する。本開示では、用いるニトロキシドラジカルの種類に特に制限はないが、アクリレートを含む単量体を重合する際の重合制御性の観点から、ニトロキシド化合物として一般式(2)で表される化合物を用いることが好ましい。
[0056]
[化2]


{式中、R 1は炭素数1~2のアルキル基又は水素原子であり、R 2は炭素数1~2のアルキル基又はニトリル基であり、R 3は-(CH 2)m-、mは0~2であり、R 4、R 5は炭素数1~4のアルキル基である}
[0057]
 上記一般式(2)で表されるニトロキシド化合物は、70~80℃程度の加熱により一次解離し、ビニル系単量体と付加反応を起こす。この際、2以上のビニル基を有するビニル系単量体にニトロキシド化合物を付加することにより多官能性の重合前駆体を得ることが可能である。次いで、上記重合前駆体を加熱下で二次解離することにより、ビニル系単量体をリビング重合することができる。
 ニトロキシド化合物の使用量は、用いる単量体及びニトロキシド化合物の種類等により適宜調整される。
[0058]
 高分子量(メタ)アクリル系重合体をNMP法により製造する場合、上記一般式(2)で表されるニトロキシド化合物1molに対し、一般式(3)で表されるニトロキシドラジカルを0.001~0.2molの範囲で添加して重合を行ってもよい。
[0059]
[化3]


{式中、R 4、R 5は炭素数1~4のアルキル基である。}
[0060]
 上記一般式(3)で表されるニトロキシドラジカルを0.001mol以上添加することにより、ニトロキシドラジカルの濃度が定常状態に達する時間が短縮される。これにより、重合をより高度に制御することが可能となり、より分子量分布の狭い重合体を得ることができる。一方、上記ニトロキシドラジカルの添加量が多すぎると重合が進行しない場合がある。上記ニトロキシド化合物1molに対する上記ニトロキシドラジカルのより好ましい添加量は0.01~0.5molの範囲であり、さらに好ましい添加量は0.05~0.2molの範囲である。
[0061]
 NMP法における反応温度は、好ましくは50℃以上140℃以下であり、より好ましくは60℃以上130℃以下であり、さらに好ましくは70℃以上120℃以下であり、特に好ましくは80℃以上120℃以下である。反応温度が50℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。一方、反応温度が140℃以下であれば、ラジカル連鎖移動等の副反応が抑制される傾向がある。
[0062]
 ATRP法では、一般に有機ハロゲン化物を開始剤とし、触媒に遷移金属錯体を用いて重合反応が行われる。開始剤である有機ハロゲン化物は、一官能性のものを用いてもよいし、二官能以上のものを用いてもよい。また、ハロゲンの種類としては臭化物及び塩化物が好ましい。
[0063]
 ATRP法における反応温度は、好ましくは20℃以上200℃以下であり、より好ましくは50℃以上150℃以下である。反応温度20℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。
[0064]
 リビングラジカル重合は、公知の連鎖移動剤の存在下で実施してもよい。
[0065]
 また、リビングラジカル重合において公知の重合溶媒を用いることができる。具体的には、ベンゼン、トルエン、キシレン及びアニソール等の芳香族化合物;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及び酢酸ブチル等のエステル化合物;アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン化合物;ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、アルコール、水等が挙げられる。また、重合溶媒を使用せず、塊状重合等の態様で行ってもよい。
[0066]
<(C)成分:反応性シリル基を有するオキシアルキレン系重合体>
 反応性シリル基を有するオキシアルキレン系重合体は下記一般式(4)で表される繰り返し単位を含むものであれば、特に限定されない。
-O-R 2- (4)
(式中、R 2は、2価の炭化水素基である。)
 上記一般式(1)におけるR 2としては、以下のものが例示される。
(CH 2)n (nは1~10の整数)
CH(CH 3)CH 2
CH(C 25)CH 2
C(CH 32CH 2
 上記オキシアルキレン系重合体は、上記繰り返し単位を1種又は2種以上を組み合わせて含んでもよい。これらの中でも、作業性に優れる点で、CH(CH 3)CH 2が好ましい。
[0067]
 反応性シリル基を含有するオキシアルキレン系重合体に含まれる反応性シリル基は特に限定されず、アルコキシシリル基、ハロゲノシリル基、シラノール基等が挙げられるが、反応性を制御し易い点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の具体例としては、トリメトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、ジメチルメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、メチルジエトキシシリル基、ジメチルエトキシシリル基等が挙げられる。
[0068]
 オキシアルキレン系重合体の製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば対応するエポキシ化合物又はジオールを原料として、KOHのようなアルカリ触媒による重合法、遷移金属化合物-ポルフィリン錯体触媒による重合法、複合金属シアン化物錯体触媒による重合法、フォスファゼンを用いた重合法等が挙げられる。
 また、上記オキシアルキレン系重合体は、直鎖状重合体又は分岐状重合体のいずれでもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
[0069]
 オキシアルキレン系重合体1分子に含まれる反応性シリル基の数の平均値は、硬化物の接着性及び引張特性等の性能の観点から、好ましくは1~4個の範囲であり、より好ましくは1.5~3個の範囲である。
 上記オキシアルキレン系重合体に含まれる反応性シリル基の位置は、特に限定されるものではなく、重合体の側鎖及び/又は末端とすることができる。
 また、上記オキシアルキレン系重合体は、直鎖状重合体及び分岐状重合体のいずれでもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
[0070]
 反応性シリル基を有するオキシアルキレン系重合体の数平均分子量(Mn)は、機械物性の観点から好ましくは5,000以上であり、より好ましくは10,000以上であり、さらに好ましくは15,000以上である。Mnは、18,000以上であってもよく、22,000以上であってもよく、25,000以上であってもよい。Mnの上限値は硬化性組成物の塗工時の作業性(粘度)の観点から好ましくは60,000以下であり、より好ましくは50,000以下であり、さらに好ましくは40,000以下である。Mnの範囲は、上記の上限値及び下限値を組み合せて設定することができるが、例えば、5,000以上60,000以下であり、15,000以上60,000以下であってもよく、18,000以上50,000以下であってもよく、22,000以上50,000以下であってもよい。
[0071]
 反応性シリル基を有するオキシアルキレン系重合体として市販品を使用してもよい。具体例としては、株式会社カネカ製「MSポリマーS203」、「MSポリマーS303」、「MSポリマーS810」、「サイリルSAT200」、「サイリルSAT350」、「サイリルEST280」及び「サイリルSAT30」、並びに、旭硝子株式会社製「エクセスターS2410」、「エクセスターS2420」及び「エクセスターS3430」(いずれも商品名)が例示される。
[0072]
<硬化性組成物>
 上記の通り、本発明の硬化性組成物は、(A)成分及び(B)成分を必須成分とするものである。ここで、得られる硬化物の耐候性及び機械物性が良好となる点で、上記(A)成分及び(B)成分の割合((A)/(B))は、質量比で好ましくは10~90/90~10であり、より好ましくは30~70/70~30である。
[0073]
 硬化性組成物に含まれる二重結合の量は、耐候性の観点から、好ましくは0.01meq/g以上であり、より好ましくは0.05meq/g以上である。二重結合の量は0.10meq/g以上であってもよく、0.15meq/g以上であってもよい。一方、二重結合の量が多過ぎると、暴露中に硬化物の架橋度が高くなりすぎて柔軟性が不足する結果、クラックが発生し易くなる傾向がある。このため、二重結合の量は、好ましくは1.0meq/g以下であり、より好ましくは0.80meq/g以下であり、さらに好ましくは0.60meq/g以下であり、一層好ましくは0.50meq/g以下であり、より一層好ましくは0.40meq/g以下である。二重結合の量の範囲は、上記の上限値及び下限値を組み合せて設定することができるが、例えば、0.01meq/g以上1.0meq/g以下であり、0.01meq/g以上0.5.0meq/g以下であってもよく、0.05meq/g以上0.50meq/g以下であってもよい。
[0074]
 本発明の硬化性組成物は、本発明により奏される効果を妨げない限りにおいて、(A)成分及び(B)成分以外の成分を含むことができる。係る成分には、充填材、可塑剤、老化防止剤、硬化促進剤、タック防止剤、密着付与剤等が含まれる。
[0075]
 充填材としては平均粒径0.02~2.0μm程度の軽質炭酸カルシウム、平均粒径1.0~5.0μm程度の重質炭酸カルシウム、酸化チタン、カーボンブラック、合成ケイ酸、タルク、ゼオライト、マイカ、シリカ、焼成クレー、カオリン、ベントナイト、水酸化アルミニウム及び硫酸バリウム、ガラスバルーン、シリカバルーン、ポリメタクリル酸メチルバルーンが例示される。これら充填材により、硬化物の機械的な性質が改善され、強度や伸度を向上させることができる。
 これらの中でも、物性改善の効果が高い、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム及び酸化チタンが好ましく、軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムとの混合物がより好ましい。充填剤の添加量は、(A)及び(B)成分の総量を100質量部とした場合、20~300質量部が好ましく、より好ましくは、50~200質量部である。上記のように軽質炭酸カルシウムと重質炭酸カルシウムの混合物とする場合には、軽質炭酸カルシウム/重質炭酸カルシウムの質量割合が90/10~50/50の範囲であることが好ましい。
[0076]
 可塑剤としては、液状ポリウレタン樹脂、ジカルボン酸とジオールとから得られたポリエステル系可塑剤;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのエーテル化物あるいはエステル化物;スクロース等の糖類多価アルコールに、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加重合した後、エーテル化又はエステル化して得られた糖類系ポリエーテル等のポリエーテル系可塑剤;ポリ-α-メチルスチレン等のポリスチレン系可塑剤;架橋性官能基を有さないポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの内、架橋性官能基を有さないポリ(メタ)アクリレートが硬化物の耐候性等の耐久性の点で好ましい。中でも、Mwが1,000~7,000の範囲であり、且つ、ガラス転移温度が-30℃以下のものがより好ましい。
[0077]
 硬化性組成物における可塑剤の使用量は、(A)成分及び(B)成分を含めた総量を100質量部とした場合、好ましくは0~100質量部の範囲であり、0~80質量部の範囲であってもよく、0~50質量部の範囲であってもよい。
[0078]
 老化防止剤としては、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物及びシュウ酸アニリド系化合物などの紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系化合物などの光安定剤、ヒンダードフェノール系などの酸化防止剤、熱安定剤、またはこれらの混合物である老化防止剤を用いることができる。
 紫外線吸収剤としては、BASF社製の商品名「チヌビン571」、「チヌビン1130」、「チヌビン327」が例示される。光安定剤としては同社製の商品名「チヌビン292」、「チヌビン144」、「チヌビン123」、三共社製の商品名「サノール770」が例示される。熱安定剤としては、BASF社製の商品名「イルガノックス1135」、「イルガノックス1520」、「イルガノックス1330」が例示される。紫外線吸収剤/光安定剤/熱安定剤の混合物であるBASF社製の商品名「チヌビンB75」を使用してもよい。
[0079]
 硬化促進剤としては、錫系触媒、チタン系触媒及び3級アミン類等の公知の化合物を使用することができる。
 錫系触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジアセトナート、ジオクチル錫ジラウレート等が挙げられる。具体的には、日東化成社製の商品名「ネオスタンU-28」、「ネオスタンU-100」、「ネオスタンU-200」、「ネオスタンU-220H」、「ネオスタンU-303」、「SCAT-24」等が例示される。
 チタン系触媒としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラn-ブチルチタネート、チタンアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート、チタンエチルアセチルアセトナート、ジブトキシチタンジアセチルアセトナート、ジイソプロポキシチタンジアセチルアセトナート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテート等が挙げられる。
 3級アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン、1,8-ジアザビシクロ〔5,4,0〕ウンデセン-7(DBU)、ジアザビシクロノネン(DBN)、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等が挙げられる。
[0080]
 硬化促進剤の使用量は、(A)成分及び(B)成分の合計100質量に対し、好ましくは0.1~5質量部であり、より好ましくは0.5~2質量部である。
[0081]
 タック防止剤としては、アクリル系オリゴマーである東亞合成社製の商品名「アロニックスM8030」、「M8100」,「M309」、または光重合開始剤との混合物、桐油、亜麻仁油などの飽和脂肪酸油、出光石油社製の商品名「R15HT」、日本曹達社製の商品名「PBB3000」、日本合成化学者製の商品名「ゴーセラック500B」などが例示される。
[0082]
 密着性付与剤としては、信越シリコーン社製の商品名「KBM602」、「KBM603」、「KBE602」、「KBE603」、「KBM902」、「KBM903」などのアミノシラン類が例示される。
 その他にも、オルト蟻酸メチル、オルト酢酸メチル、及びビニルシラン等の脱水剤、有機溶剤等を配合してもよい。
[0083]
 本発明の硬化性組成物は、全ての配合成分を予め配合密封保存し、塗布後空気中の湿分を吸収することにより硬化する1成分型として調整することが可能である。また、硬化剤として別途硬化触媒、充填材、可塑剤、水等の成分を配合しておき、該配合材と重合組成物を使用前に混合する2成分型として調整することもできる。取扱いが容易で、塗布時の調合混合の間違いも少ない1成分型がより好ましい。
[0084]
 本発明の硬化性組成物は、常温で硬化し、耐候性及び機械的物性に優れた硬化物が得られる。このため、高い耐久性が求められるシーリング材組成物として好適に利用することができる。本発明のシーリング材組成物は、前記硬化性組成物を含有するものであり、必要によりその他の成分が常法に従って配合される。
[0085]
 また、前記硬化性組成物は、接着剤に好適に利用できる。建材用の接着剤分野では10年以上を保障する高い耐候性、耐久性が求められ、本発明の接着剤組成物はその要求を満足することができる。特に外壁のタイル接着等では外観と接着性の維持が長期に渡って求められ、その要求に応ずることができる。本発明の接着剤組成物は、前記硬化性組成物を含有するものであり、必要によりその他の成分が常法に従って配合される。
[0086]
 本発明の接着剤組成物は、エポキシ樹脂が添加されたものであっても良い。かかるエポキシ樹脂としては、例えばエピクロルヒドリン-ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エピクロルヒドリン-ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAプロピレンオキシド付加物のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、p-オキシ安息香酸グリシジルエーテルエステル型エポキシ樹脂、m-アミノフェノール系エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン系エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、各種脂環式エポキシ樹脂、N,N-ジグリシジルアニリン、N,N-ジグリシジル-o-トルイジン、トリグリシジルイソシアヌレート、ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテル、ヒダントイン型エポキシ樹脂などが例示される。さらに、テトラブロモビスフェノールAのグリシジルエーテルなどの難燃型エポキシ樹脂、グリセリンなどのごとき多価アルコールのグリシジルエーテル、石油樹脂などのごとき不飽和重合体のエポキシ化物等が例示されるが、これらに限定されるものではなく、一般に使用されているエポキシ樹脂が使用されうる。これらのエポキシ樹脂のうちではとくにエポキシ基を少なくとも分子中に2個含有するものが、硬化に際し反応性が高く、また硬化物が3次元的網目をつくりやすいなどの点から好ましい。これらの中でもビスフェノールA型エポキシ樹脂類またはノボラック型エポキシ樹脂などがより好ましい。
[0087]
 エポキシ樹脂は、本発明の全重合体(低分子量(メタ)アクリル系重合体(A)および高分子量(メタ)アクリル系重合体(B)の合計質量)100質量部を基準として、1~100質量部となるように配合して使用することが好ましい。エポキシ樹脂が100質量部を超えると耐候性が低下する場合がある。
[0088]
 また、エポキシ樹脂を使用する場合は、エポキシ樹脂の硬化剤を併用することが好ましい。エポキシ樹脂の硬化剤としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N-アミノエチルピペラジン、イソホロンジアミン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、m-キシレンジアミン、m-フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の1級アミン、(CH 32N(CH 2nN(CH 32(式中nは1~10の整数)で示される直鎖状ジアミン、(CH 32-N(CH 2n-CH 3(式中nは0~10の整数)で示される直鎖第3級アミン、テトラメチルグアニジン、N{(CH 2)nCH 33(式中nは1~10の整数)で示されるアルキル第3級モノアミン、トリエタノールアミン、ピペリジン、N,N'-ジメチルピペラジン、トリエチレンジアミン、ピリジン、ピコリン、ジアザビシクロウンデセン、ベンジルジメチルアミン、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、BASF社製ラミロンC-260、CIBA社製Araldit HY-964およびロームアンドハース社製メンセンジアミン等の第2級または第3級アミン、1,2-エチレンビス(イソペンチリデンイミン)、1,2-ヘキシレンビス(イソペンチリデンイミン)、1,2-プロピレンビス(イソペンチリデンイミン)、p,p′-ビフェニレンビス(イソペンチリデンイミン)、1,2-エチレンビス(イソプロピリデンイミン)、1,3-プロピレンビス(イソプロピリデンイミン)、p-フェニレンビス(イソペンチリデンイミン)等のケチミン、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の酸無水物、各種ポリアミド樹脂、ジシアンジアミドおよびその誘導体および各種イミダゾール類等が例示される。かかる硬化剤の使用量は、エポキシ樹脂100質量部に対し、5質量部~100質量部が好ましい。
[0089]
 本発明で提供される接着剤組成物は反応性シリル基を有するため、上記エポキシ樹脂を併用した場合は、反応性シリル基とエポキシ基の両方に反応可能な基を有する化合物を添加することにより硬化した接着剤組成物の強度を向上させることもできる。反応性シリル基とエポキシ基の両方に反応可能な基を有する化合物の具体例としては、例えばN-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシランおよびγ-アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
[0090]
 本発明で提供される接着剤組成物は、前記硬化性組成物を含有する。そのため、接着剤の用途において前記硬化性組成物の効果を発揮することができるとともに、上塗り塗料との密着性を向上させることができる。また、特に、外装用タイル接着剤において、前記硬化性組成物の効果を高く発揮することができる。
実施例
[0091]
 以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。尚、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。尚、以下において「部」及び「%」は、特に断らない限り質量部及び質量%を意味する。
 製造例、実施例及び比較例で得られた重合体の分析方法、並びに硬化性組成物から得られた硬化物の評価方法について以下に記載する。
[0092]
<二重結合量の定量方法>
  1H-NMRの測定により、5.5ppm付近にある二重結合に結合した水素に由来するシグナルの積分値、及び3.0~4.5ppmにあるエステル基に隣接した炭素に結合した水素に由来するシグナルの積分値の比、並びに重合体の組成から、重合体の質量当たりの二重結合濃度を算出した。
[0093]
<分子量測定>
 ゲル浸透クロマトグラフ装置(型式名「HLC-8320」、東ソー社製)を用いて、下記の条件よりポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を得た。また、得られた値から分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
○測定条件
カラム:東ソー製TSKgel SuperMultiporeHZ-M×4本
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン
検出器:RI
[0094]
<(メタ)アクリル系重合体に含まれる反応性シリル基の平均数>
 反応性シリル基であるアルコキシシリル基の数(平均数)f(Si)は全構成単量体を100質量部とした場合の反応性シリル基を有する単量体の質量部から、下記式を用いて算出した。
f(Si)={シリル基単量体の質量部/(シリル基単量体の分子量×100/Mn)}
[0095]
<(メタ)アクリル系重合体の粘度>
 TVE-20H型粘度計(塩水/平板方式、東機産業社製)を用いて、下記の条件下でE型粘度を測定した。
○測定条件
コーン形状:角度1°34′、半径24mm(10000mPa・s未満)
      角度3°、半径7.7mm(10000mPa・s以上)
温度:25℃±0.5℃
[0096]
<耐候性試験(1)>
 各硬化性組成物を厚さ2mmでテフロン(登録商標)のシートに塗布し、23℃、50%RHの条件下で1週間養生して硬化シートを作成した。得られた硬化物をメタリングウェザーメーター(ダイプラ・ウィンテス社製「DAIPLA METAL WEATHER KU-R5NCI-A」)に入れ、促進耐候試験を行った。条件は照射63℃、70%RH、照度80mW/cm 2とし、2時間に1回2分間のシャワーで試験を実施した。外観にクラック、ブリード等の異常が生じ始めた時間を記録した。
[0097]
<耐候性試験(2)>
 各硬化性組成物を厚さ2mmでテフロン(登録商標)のシートに塗布し、23℃、50%RHの条件下で1週間養生して硬化シートを作製した。得られた硬化物をメタリングウェザーメーター(ダイプラ・ウィンテス社製「DAIPLA METAL WEATHER KU-R5NCI-A」)に入れ、促進耐候試験を行った。条件は照射63℃、70%RH、照度80mW/cm 2とし、2時間に1回2分間のシャワーの試験を1000時間実施した。1000時間後に、表面状態の目視確認(クラック発生の有無)および色差計(日本電色社製分光色彩計SE-2000)により色差(△E)を求め、退色の程度か
ら耐候性の評価を行った。なお、色差(△E)は、分光色彩計で測定された明度(L *
、赤-緑方向の色度(a *)および黄-青方向の色度(b *)の値を下記式に代入することで求めた。
[0098]
[数1]


[0099]
<引張試験>
 各硬化性組成物を厚さ2mmでテフロン(登録商標)のシートに塗布し、23℃、50%RHの条件下で1週間養生して硬化シートを作成した。得られた硬化物より引張試験用ダンベル(JIS K 6251 3号型)を作成し、引張試験機(オートグラフAGS-J、島津製作所社製)を用いて、引張速度200mm/分の条件下での破断伸び及び破断強度を測定した。
[0100]
<接着強度試験>
 JIS A5557(2006) 外装タイル張り用有機系接着剤における接着強さ試験方法に準拠して、モルタル板と外装モザイクタイルを用いて試験を行った。
 モルタル板(TP技研製、10×50×50mm)に、接着剤を約5mmの厚みで塗布し、くし目ごてで引いたのち、JIS A5209の規定に適合する市販の外装モザイクタイル(45×45mm)を接着させた。23℃、50%RHの条件で4週間養生させた後、タイル側およびモルタル側に専用治具を取り付け、引張試験機(オートグラフAGS-J、島津製作所社製)を用いて、23℃条件下、引張速度3mm/分で引張試験を行うことにより、接着強さを測定した。
[0101]
≪(A)成分:低分子量(メタ)アクリル系重合体の製造≫
合成例1((メタ)アクリル系重合体A-1の製造)
○重合工程
 オイルジャケットを備えた容量1000mLの加圧式攪拌槽型反応器の温度を265℃に保った。次いで、反応器の圧力を一定に保ちながら、単量体として、アクリル酸テトラデシル(以下、「TDA」という。)を10部、アクリル酸2-エチルヘキシル(以下、「HA」という)を70部、メタクリル酸メチル(以下、「MMA」という)を20部、溶媒として、メチルエチルケトン(以下、「MEK」という)を20部、重合開始剤としてジ-t-ブチルパーオキサイド(日油製、商品名「パーブチルD」、以下、「DTBP」という)を0.2部からなる単量体混合物を、一定の供給速度(48g/分、滞留時間:12分)で原料タンクから反応器に連続供給を開始し、単量体混合物の供給量に相当する反応液を出口から連続的に抜き出した。反応開始直後に、一旦反応温度が低下した後、重合熱による温度上昇が認められたが、オイルジャケットの温度を制御することにより、反応温度を264~266℃に保持した。
 単量体混合物の供給開始から温度が安定した時点を、反応液の採取開始点とし、これから25分間反応を継続した結果、1.2kgの単量体混合液を供給し、1.2kgの反応液を回収した。その後反応液を薄膜蒸発器に導入して、未反応モノマー等の揮発成分を分離して濃縮液を得た。
[0102]
○後処理工程
 次いで、窒素置換したフラスコに、上記重合工程で得られた濃縮液を100重量部入れ、液温が90℃になるまで、窒素を流しながら加熱撹拌した。90℃になった時点でラジカル発生剤であるt-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(日油社製、商品名「パーヘキシルO」)を0.5部添加し、90℃に保ちながら16時間撹拌することにより(メタ)アクリル系重合体A-1を得た。重合体の性状について、表1に示した。
[0103]
合成例2~4((メタ)アクリル系重合体A-2~A-4の製造)
 合成例1の重合工程後に得られた濃縮液を使用し、後処理工程におけるラジカル発生剤(パーヘキシルO)の添加量及び処理条件を表1の通り変更した以外は合成例1と同様の操作により、(メタ)アクリル系重合体A-2~A-4を得た。各重合体の性状について、表1に示した。
[0104]
合成例5~10((メタ)アクリル系重合体A-5~A-10の製造)
 重合工程で使用する原料及び反応器内温、並びに、後処理工程におけるラジカル発生剤(パーヘキシルO)の添加量及び処理条件を表1の通り変更した以外は合成例1と同様の操作により、(メタ)アクリル系重合体A-5~A-10を得た。尚、合成例10((メタ)アクリル系重合体A-10)では、重合工程後に得られた濃縮液の後処理は実施しなかった。各重合体の性状について、表1に示した。
[0105]
合成例11((メタ)アクリル系重合体A-11の製造)
 還流冷却器のついたフラスコに、酢酸ブチル(150部)を入れ、オイルバスで内温を94℃に保ち、攪拌を行った。滴下ロートにて、HA(80部)、TDA(10部)、MMA(10部)、ABN-E(8部)、の混合液を、4時間かけて滴下した。さらに94℃に保ちながら、2時間攪拌した。その後、エバポレーターにより、90℃、10mmHgの条件下、反応液の脱溶剤を行い、揮発成分を分離することにより(メタ)アクリル系重合体A-11を得た。重合体の性状について、表1に示した。
[0106]
[表1]


[0107]
≪(B)成分:高分子量(メタ)アクリル系重合体の製造≫
合成例12((メタ)アクリル系重合体B-1の製造)
○重合工程
 オイルジャケットを備えた容量1000mLの加圧式攪拌槽型反応器の温度を184℃に保った。次いで、反応器の圧力を一定に保ちながら、3-メタクリロキシプロピルジメトキシシラン(東レ・ダウコーニング社製、商品名「Z6033」、以下「DMS」という。)を2.8部、TDAを10部、HAを20部、アクリル酸n-ブチル(以下、「BA」という)を60.2部、MMAを7部、イソプロピルアルコール(以下、「IPA」という)を10部、オルソ酢酸トリメチル(以下、「MOA」という)を5部、MEKを5部、重合開始剤としてジ-t-ヘキシルパーオキサイド(日油製、商品名「パーヘキシルH」、以下、「DTHP」という)を0.1部からなる単量体混合物を、一定の供給速度(48g/分、滞留時間:12分)で原料タンクから反応器に連続供給を開始し、単量体混合物の供給量に相当する反応液を出口から連続的に抜き出した。反応開始直後に、一旦反応温度が低下した後、重合熱による温度上昇が認められたが、オイルジャケットの温度を制御することにより、反応温度を264~266℃に保持した。
 単量体混合物の供給開始から温度が安定した時点を、反応液の採取開始点とし、これから25分間反応を継続した結果、1.2kgの単量体混合液を供給し、1.2kgの反応液を回収した。その後反応液を薄膜蒸発器に導入して、未反応モノマー等の揮発成分を分離して濃縮液を得た。
[0108]
○後処理工程
 上記重合工程後に得られた濃縮液を使用し、後処理工程におけるラジカル発生剤の種類及び添加量、並びに、処理条件を表2の通り変更した以外は合成例1と同様の操作により、(メタ)アクリル系重合体B-1を得た。重合体の性状について、表2に示した。
[0109]
合成例13~22及び24((メタ)アクリル系重合体B-2~B-11及びB-13の製造)
 重合工程で使用する原料及び反応器内温、並びに、後処理工程におけるラジカル発生剤の種類及び添加量、並びに、処処理条件を表2及び表3の通りとした以外は合成例12と同様の操作により、(メタ)アクリル系重合体B-2~B-11及びB-13を得た。尚、合成例18((メタ)アクリル系重合体B-7)では、重合工程後に得られた濃縮液の後処理は実施しなかった。各重合体の性状について、表2及び表3に示した。
[0110]
合成例23((メタ)アクリル系重合体B-12の製造)
○RAFT剤(1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼン)の合成
 ナス型フラスコに1-ドデカンチオール(42.2g)、20%KOH水溶液(63.8g)、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド(1.5g)を加えて氷浴で冷却し、二硫化炭素(15.9g)、テトラヒドロフラン(以下「THF」ともいう)(38ml)を加え20分攪拌した。α、α’-ジクロロ-p-キシレン(16.6g)のTHF溶液(170ml)を30分かけて滴下した。室温で1時間反応させた後、クロロホルムから抽出し、純水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥、ロータリーエバポレータで濃縮した。得られた粗生成物をカラムクロマトグラフィーで精製した後、酢酸エチルから再結晶することにより、以下の式(5)で表される1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼン(以下「DLBTTC」ともいう)を収率80%で得た。 1H-NMR測定より7.2ppm、4.6ppm、3.4ppmに目的物のピークを確認した。
[0111]
[化4]


[0112]
○高分子量(メタ)アクリル系重合体の製造
 攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに上記1で得られたRAFT剤(DLBTTC)(9.13g)、2,2’-アゾビス2-メチルブチロニトリル(以下「ABN-E」という)(0.53g)、BA(560g)およびアニソール(230g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で攪拌しながら重合を開始した。3時間30分後、室温まで冷却し、反応を停止した。上記重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで重合体を得た。
 次いで、上記重合体(320g)を、攪拌機、温度計を装着した1Lフラスコに入れ、さらに、BA(138.9g)、DMS(5.3g)、ABN-E(0.40g)、およびアニソール(285g)を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、60℃の恒温槽で攪拌しながら重合を再開始した。8時間後、室温まで冷却し、反応を停止した。この重合溶液を、メタノールから再沈殿精製、真空乾燥することで(メタ)アクリル系重合体B-12を得た。重合体の性状について、表3に示した。
[0113]
[表2]


[0114]
[表3]


[0115]
 表1~3に示された化合物の詳細は以下の通り。
BA:アクリル酸ブチル
HA:アクリル酸2-エチルヘキシル
TDA:アクリル酸トリデシル
MMA:メタクリル酸メチル
DMS:3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン
TMS:3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
IPA:イソプロピルアルコール
MOA:オルソ酢酸メチル
MEK:メチルエチルケトン
BAC:酢酸ブチル
DTBP:ジ-t-ブチルパーオキサイド
DTHP:ジ-t-ヘキシルパーオキシド
ABN-E:2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)
PHO:t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート(日油社製、商品名「パーヘキシルO」)
AIBN:2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)
[0116]
≪硬化性組成物の調製及び評価≫
実施例1~28、比較例1~4
 上記合成例で得られた低分子量(メタ)アクリル系重合体(A成分)及び高分子量(メタ)アクリル系重合体(B成分)、並びに市販の原料を表4~6に示す割合で配合し、プラネタリーミキサーを用いて、温度60℃、10Torrの条件で1時間混合することにより硬化性組成物を得た。各組成物から得られた硬化物について耐候性試験及び引張試験を行い、結果を表4~表6に示した。
[0117]
[表4]


[0118]
[表5]


[0119]
[表6]


[0120]
 表4~表6に示された化合物の詳細は以下の通り。
ES-S2420:変性シリコン(旭硝子社製、商品名「エクセスターS2420」)
PPG:エクセノール2020(旭硝子株式会社製)
CCR:軽質炭酸カルシウム(白石カルシウム社製、商品名「白艶華CCR」)
スーパーSS:重質炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製、商品名「スーパーSS」)
R820:酸化チタン(石原産業社製)
チヌビンB75:老化防止剤(BASFジャパン社製)
U220H:ジブチル錫ジアセチルアセトナート(日東化成社製)
ナーセムチタン:ジブトキシチタンジアセチルアセトナート(日本化学産業社製、商品名「ナーセムチタン」)
DBU:1,8-ジアザビシクロ〔5,4,0〕ウンデセン-7
SH6020:3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング社製)
SZ6030:ビニルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング社製)
[0121]
 実施例1~28は、本発明の硬化性組成物に関する評価であり、耐候性及び機械物性ともに良好な結果が示された。また、低分子量(メタ)アクリル系重合体と高分子量(メタ)アクリル系重合体の比率が10/90~90/10の範囲であると、得られる硬化物の耐候性に優れる結果が得られた(実施例16、23~26)。
 また、耐候性試験及び引っ張り試験において、各硬化性組成物を厚さ2mmでテフロン(登録商標)のシートに塗布した際の作業性(塗布しやすさ)は、何れも良好であった。したがって、本発明で提供される硬化性組成物は、耐候性、機械物性並びに、作業性に優れており、シーリング材組成物として好適に利用することができるものであった。
 一方、比較例1は、高分子量(メタ)アクリル系重合体(B成分)が反応性シリル基を有さないものであり、硬化物の耐候性は十分ではなかった。比較例2及び3は、低分子量(メタ)アクリル系重合体(A成分)の二重結合濃度が本願発明で規定する範囲外であり、ともに硬化物の耐候性に劣る結果が示された。(B)成分である高分子量(メタ)アクリル系重合体を含まない比較例4も同様に、硬化物の耐候性は不十分であった。
[0122]
≪接着剤組成物の調製及び評価≫
実施例29~32、比較例5~6
 上記合成例で得られた低分子量(メタ)アクリル系重合体(A成分)、および、高分子量(メタ)アクリル系重合体(B成分)、並びに市販の原料を表7に示す割合で配合し、プラネタリーミキサーを用いて、温度60℃、10Torrの条件で1時間混合することにより接着剤組成物を得た。各組成物について耐候性試験(2)及び接着強度試験を行い、結果を表7に示した。
[0123]
[表7]


[0124]
 表7に示された化合物の詳細は以下の通り。
S-3430:変性シリコーン(旭硝子株式会社製)
jER828:エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製)
jERキュアH30:エポキシ硬化剤(三菱ケミカル社製)
CCR:軽質炭酸カルシウム(白石カルシウム社製、商品名「白艶華CCR」)
スーパーSS:重質炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製、商品名「スーパーSS」)
#45:カーボンブラック(三菱ケミカル社製)
R820:酸化チタン(石原産業社製)
チヌビンB75:老化防止剤(BASFジャパン社製)
U220H:ジブチル錫ジアセチルアセトナート(日東化成社製)
S340:ケチミン系シランカップリング剤 サイラエース (JNC社製)
SZ6030:ビニルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング社製)
[0125]
 接着強度試験の結果、実施例29~32および比較例5~6は、いずれも、強度、破壊状態とも問題はなく、接着剤として使用できるレベルにあることが分かった。また、耐候性試験(2)において、各硬化性組成物を厚さ2mmでテフロン(登録商標)のシートに塗布した際の作業性(塗布しやすさ)は、各実施例、比較例ともに良好であった。また、接着強度試験において、モルタル板に接着剤を約5mmの厚みで塗布し、くし目ごてで引いたのち、外装モザイクタイルを接着させるという一連の接着操作時の各工程の作業性は、いずれも良好であった。
 一方、耐候性試験(2)の結果、適度な量の二重結合を有する接着剤組成物を用いた実施例29~32は、表面状態の変化がなく、色差(△E)も小さいことが分かった。これに対して、過度な量の二重結合を含む接着剤組成物を用いた比較例5では、表面にクラックが発生し、耐候性が不十分となることが分かった。一つの理由として、二重結合の反応が適量を超えて進行したため、表面の柔軟性が失われたこと等が推定される。また、含有される二重結合が少なすぎる接着剤組成物を用いた比較例6は、退色が顕著であり、耐候性が不十分となることが分かった。一つの理由として、二重結合の反応による分子量の上昇が不十分なため、炭酸カルシウムを接着剤内部に保持する力が不足し、炭酸カルシウムが接着剤表面でむき出しになることで退色(白化)が進むこと等が推定される。
 接着強度試験および耐候性試験(2)の結果より、本発明で提供される接着剤組成物は、接着強度、耐候性、並びに、作業性に優れることが理解される。

産業上の利用可能性

[0126]
 本発明の硬化性組成物は、大気中の水分等により常温で硬化し、優れた耐候性と機械物性を有する硬化物が得られる。また、適度な粘度を有することから、作業性にも優れる。よって、シーリング材、外装タイル用接着剤などの接着剤に向けた硬化性組成物として好適である。

請求の範囲

[請求項1]
 重量平均分子量が500以上、10,000未満である(メタ)アクリル系重合体(A)、及び重量平均分子量が10,000以上、100,000以下である(メタ)アクリル系重合体(B)を含む硬化性組成物であって、
 前記(メタ)アクリル系重合体(A)は、分子中に二重結合を0.01meq/g以上、1.0meq/g以下有し、
 前記(メタ)アクリル系重合体(B)は、分子中に反応性シリル基を有する、硬化性組成物。
[請求項2]
 前記(メタ)アクリル系重合体(A)は、25℃における粘度が1,000mPa・s以上、100,000mPa・s以下である請求項1に記載の硬化性組成物。
[請求項3]
 前記(メタ)アクリル系重合体(B)は、25℃における粘度が5,000mPa・s以上、300,000mPa・s以下である請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
[請求項4]
 前記(メタ)アクリル系重合体(A)は、分子中に反応性シリル基を有する請求項1~3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[請求項5]
 前記(メタ)アクリル系重合体(B)は、分子中に反応性シリル基を0.1個以上、2.2個以下有する請求項1~4のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[請求項6]
 前記(メタ)アクリル酸系重合体(B)は、反応性シリル基としてジアルコキシシリル基を有する請求項1~5のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[請求項7]
 前記(メタ)アクリル系重合体(B)は、当該(メタ)アクリル系重合体を構成する全単量体単位中、炭素数10以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを5質量%以上含む請求項1~6のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[請求項8]
 前記(メタ)アクリル系重合体(A)及び前記(メタ)アクリル系重合体(B)全体に含まれる二重結合濃度は、0.01meq/g以上、0.50meq/g以下である請求項1~7のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[請求項9]
 前記(メタ)アクリル系重合体(A)及び前記(メタ)アクリル系重合体(B)の使用量は、質量比で10~90/90~10である請求項1~8のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[請求項10]
 さらに、オキシアルキレン系重合体を含む請求項1~9のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[請求項11]
 硬化促進剤として、錫系触媒、チタン系触媒及び3級アミン類からなる群より選ばれる1種以上の化合物を含む請求項1~10のいずれかに記載の硬化性組成物。
[請求項12]
 請求項1~11のいずれか1項に記載の硬化性組成物を含有することを特徴とするシーリング材組成物。
[請求項13]
 請求項1~11のいずれか1項に記載の硬化性組成物を含有することを特徴とする接着剤組成物。