JP4420668B2 - 加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物およびその製造方法、珪素原子含有ポリマー並びにそのエマルジョン - Google Patents
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Description
本発明は、加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物およびその製造方法、珪素原子含有ポリマー並びにそのエマルジョンに関し、より詳細には、接着剤、シーリング材、塗料等の接着性、耐水性や耐候性を向上させる用途等に適した加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物およびその製造方法、前記加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を単量体成分とする珪素原子含有ポリマー並びにそのエマルジョンに関する。
背景技術
接着剤、シーリング材、塗料等に添加して、それらの接着性、耐水性や耐候性を向上させるために、従来、加水分解性珪素基含有不飽和二重結合を有する化合物が多く用いられている。このような化合物として、一般的に入手が容易な、例えば、γ−メタクリロイロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロイロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン等に限定されている。
しかし、反応性の制御や、水中での安定性の制御等様々な利用方法に対処するには、上記の化合物のみでは限界がある。
発明の開示
本発明は、接着剤、シーリング材、コーティング剤(塗料等)などの接着性、耐水性や耐候性等の性能を向上させることが可能な加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物およびその製造方法、珪素原子含有ポリマー並びにそのエマルジョンを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、多価(メタ)アクリレート系化合物又は多価アリル系化合物と、特定のアミノシラン化合物とを反応させて得た化合物などが、本発明の目的を達成し得ることを見出して本発明に到達した。また、(メタ)アクリロイル基およびイソシアネート基を有する化合物と、特定のアミノシラン化合物とを反応させて得た分子内に「−NH−CO−」結合を有する化合物などが、本発明の目的を達成し得ることを見出して本発明に到達した。
すなわち、本発明は、下記式(1)で表されることを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を要旨とする。
[式(1)において、Wは多価の有機基を示す。m、nは、同一又は異なって、1以上の整数である。pは0又は1を示し、qは0又は1を示す。R1は「−NHCO−」又は「−OCOC(R4a)H−C(R4b)(R4c)−」を示し、R4a、R4b、R4cは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基である。R2は炭素−炭素不飽和結合を有する有機基である。R3は「−COO−」、「−R5O−」、「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」又は「−R5O−CONH−」を示し、R5は2価の有機基であり、R6は水素原子又は有機基である。p、qのうち少なくとも一方は1である。
Xは下記式(2a)〜(2d)で表される基を示す。但し、pが1で且つR3が「−COO−」又は「−R5O−」であるとともに、qが1で且つR1が「−OCOC(R4a)H−C(R4b)(R4c)−」である場合、Xは下記式(2c)ではない。
式(2a)〜(2d)において、R7は2価の有機基を示す。R8、R9は、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基を示す。R10は2価の有機基である。R11は2価の有機基である。Yは「−Si(OR12a)h(R13a)3−h基を有していてもよい有機基(R12a、R13aは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、hは1〜3の整数である)」を示す。Y1、Y2は、同一又は異なって、「−Si(OR12b)i(R13b)3−i基を有していてもよい有機基(R12b、R13bは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、iは1〜3の整数である)」を示す。tは1〜3の整数を示す。]
本発明では、式(2a)におけるYとしては、下記式(3a)〜(3e)で表される基が好ましい。
[式(3a)〜(3e)において、R14、R15、R16、R17は、同一又は異なって、水素原子、炭化水素基、カルボキシ−炭化水素基、置換オキシカルボニル基を示す。Zは水素原子、「−Si(OR12c)j(R13c)3−j基を有していてもよい有機基(R12c、R13cは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、jは1〜3の整数である)」を示す。R18は水素原子又は有機基である。R19は有機基である。R20は水素原子又は炭化水素基を示す。R21は2価の有機基を示す。Y3、Y4は、同一又は異なって、水素原子又は「−Si(OR12d)k(R13d)3−k基を有していてもよい有機基(R12d、R13dは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、kは1〜3の整数である)」を示し、Y3、Y4のうち少なくともいずれか一方は水素原子ではない。]
本発明の加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物としては、下記式(1a)で表される加水分解性珪素基含有不飽和二重結合を有する化合物を好適に用いることができる。
[但し、LA1は分子末端に式(4a)で示される基と、他の分子末端に式(4b)で示される基を有する(メタ)アクリル系又はアリル系化合物の残基を示す。
LA2はカルボニル基又はメチレン基を示す。RA1はLA2がカルボニル基のとき水素原子又はメチル基、LA2がメチレン基のとき水素原子を示す。RA2は水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。mA、nAは、同一又は異なって、1〜3の整数を示す。XAは、下記式(5a)〜(5g)で示される基を示す。]
但し、RAは水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基を示す。RA3は水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。RA4は炭素数1〜10個の側鎖があってもよいアルキレン基又はアリーレン基を示す。RA5は水素原子又は炭素数1〜20個のアルコキシ−カルボニル基を示す。RA6は水素原子、カルボキシメチル基又はメチル基を示す。RA7は分子量500以下の有機基を示す。RA8は分子量3000以下の有機基を示す。RA9は水素原子、炭素数1〜12個のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。RA10は炭素数1〜10個の側鎖があってもよいアルキレン基又はアリーレン基を示す。ZAは水素原子、アミノ基、分子量500以下の有機基又は下記式(6)で示される基を示す。
(RA13は炭素数1〜10個の側鎖があってもよいアルキレン基、アリーレン基、アルキレンオキシ基又はアリーレンオキシ基を示す。RA14は水素原子若しくは炭素数1〜6個のアルキル基を示す。RA15は水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基を示す。tA’は1〜3の整数を示す。)
VA1、VA2及びVA3は下記式(7a)、(7b)、(7c)又は(7d)で示される基を、それぞれ示す。VA4はVA3が式(7a)又は(7b)のとき式(7a)、(7b)、(7c)又は(7d)で示される基を示し、VA3が式(7c)のとき式(7a)、(7b)又は(7d)で示される基を示し、VA3が式(7d)のとき水素原子を示す。
但し、上記式(7a)、(7b)、(7c)及び(7d)におけるRA5、RA6、RA7及びRA8は上記と同意義である。
また、本発明の加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物としては、下記式(1b)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を好適に用いることができる。
但し、LBは下記式(8a)、(8b)、(8c)及び(8d)で示される基を示す。RB3は水素原子又はメチル基を示す。RB4は水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。RBは水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基を示す。pBは1〜3の整数を示す。RB5は下記式(9a)、(9b)又は(9c)を示す。RB6は分子量1000以下の2価の有機基を示す。RB7は下記式(10a)又は(10b)で示される基を示す。RB8は水素原子又は分子量500以下の有機基を示す。
(RB9は水素原子又はメチル基を示す。)
RB1は分子量5,000以下の2価の有機基を示し、RB2はLBが式(8a)又は(8b)のとき下記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基を示し、LBが式(8c)のとき上記式(9a)、(9b)又は(9c)で示される基を示し、LBが式(8d)のとき下記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基を示す。
但し、RB10は炭素数1〜10個の側鎖があってもよいアルキレン基又はアリーレン基を示す。RB11は水素原子又は炭素数1〜20個のアルコキシ−カルボニル基を示す。RB13は水素原子、カルボキシメチル基又はメチル基を示す。RB14は分子量500以下の有機基を示す。RB15は分子量3000以下の有機基を示す。RB16は水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基又は炭素数6〜12個のアリール基を示す。RB17は分子量500以下の2価の有機基を示す。
又、ZBは水素原子、アミノ基、分子量500以下の有機基又は下記式(12)で示される基を示す。
(RB19は炭素数1〜10個の側鎖が有ってもよいアルキレン基、アリーレン基、アルキレンオキシ基又はアリーレンオキシ基を示す。RB20は水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基を示す。RB21は水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基を示す。tB’は1〜3の整数を示す。)
VB1、VB2及びVB3は下記式(13a)、(13b)、(13c)又は(13d)で示される基を、それぞれ示す。VB4はVB3が式(13a)又は(13b)のとき式(13a)、(13b)、(13c)又は(13d)で示される基を示し、VB3が式(13c)のとき式(13a)、(13b)又は(13d)で示される基を示し、VB3が式(13d)のとき水素原子を示す。
但し、上記式(13a)、(13b)、(13c)又は(13d)におけるRB11、RB13、RB14、RB15及びZBは上記と同意義である。
本発明は、また、下記式(14)で示される多価(メタ)アクリレート系化合物又は多価アリル系化合物と、下記式(15a)、(15b)、(15c)、(15d)、(15e)、(15f)又は(15g)で示される化合物とを反応させて、前記式(1a)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の製造方法を要旨とする。
但し、上記式(14)におけるLA1、LA2、RA1、RA2、mA及びnAは上記と同意義である。上記式(15a)、(15b)、(15c)、(15d)、(15e)、(15f)及び(15g)におけるtA、RA3、RA4、RA5、RA6、RA7、RA8、RA9、RA10、VA1、VA2、VA3、VA4及びZAは上記と同意義である。
本発明は、また、上記式(8a)又は(8b)で示される基を有し、且つイソシアネート基を有する化合物と、下記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)又は(16g)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)で表され、且つLBが上記式(8a)又は(8b)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)又は(11g)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の製造方法を要旨とする。
但し、上記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)及び(16g)におけるRB、RB4、RB10、tB、RB11、RB13、RB14、RB15、VB1、VB2、VB3及びVB4は上記と同意義である。
本発明は、また、下記式(17)で示される化合物と、下記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)で表され、且つLBが上記式(8c)で示される基であるとともに、RB2が上記式(9a)、(9b)又は(9c)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の製造方法を要旨とする。
但し、上記式(17)におけるRB、RB4、RB1及びtBは上記と同意義である。又、上記式(18a)、(18b)及び(18c)におけるRB6及びRB7は上記と同意義であり、上記式(18c)におけるRB8は上記と同意義である。
本発明は、また、下記式(19)で示される化合物、および上記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物の反応により得られる下記式(20)で示される化合物と、上記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)又は(16g)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)で表され、且つLBが上記式(8d)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)又は(11g)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の製造方法を要旨とする。
但し、上記式(20)におけるRB22は上記式(9a)、(9b)又は(9c)で示される基と同意義である。
本発明は、また、上記式(19)で示される化合物、および上記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)、(16g)又は下記式(21)で示される化合物の反応により得られる下記式(22)で示される化合物と、上記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)で表され、且つLBが上記式(8d)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の製造方法を要旨とする。
但し、上記式(21)におけるRB、RB4、RB10及びtBは上記と同意義である。上記式(22)におけるRB23は(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基と同意義である。
本発明は、また、下記式(23)で示される化合物と、上記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)、(16g)又は(21)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)で表され、且つLBが上記式(8d)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の製造方法を要旨とする。
但し、上記式(23)におけるRB24は分子量300以下の炭素−炭素不飽和結合を有する有機基を示す。
さらにまた、本発明は、前記加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を単量体成分とすることを特徴とする珪素原子含有ポリマーを要旨とする。
前記珪素原子含有ポリマーは、加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物と、エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体との共重合により得ることができる。本発明では、末端に加水分解性珪素基を含有する化合物の存在下、加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物と、エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体とを共重合させて得られる珪素原子含有ポリマーが好ましく、さらには、加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物と、エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体とをエマルジョン共重合させて得られる珪素原子含有ポリマーが好ましい。
更に、本発明は、前記珪素原子含有ポリマーを含んでいることを特徴とするエマルジョンを要旨とする。
更に、本発明は、前記エマルジョンを含有することを特徴とするエマルジョン型接着剤を要旨とする。
更に、本発明は、前記エマルジョンを含有することを特徴とするエマルジョン型コーティング剤を要旨とする。
発明を実施するための最良の形態
本発明の加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物は、前記式(1)で表される。前記式(1)において、Wは多価の有機基であり、R1又はXで示される基、およびR3又はR2で示される基と結合可能な有機基であれば、特に制限されない。Wの多価の有機基としては、例えば、多価の炭化水素基(アルキレン基、アルケニレン基等の2価の脂肪族炭化水素基;シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基等の2価の脂環式炭化水素基;アリーレン基等の2価の芳香族炭化水素基の他、これらの炭化水素基が複数個結合した2価の炭化水素基などや、アルカントルイル基等の3価の炭化水素基など)、「−C(=O)−」基、「−C(=O)−O−」基、「−C(=O)−NH−」基、「−O−C(=O)−O−」基、「−O−C(=O)−NH−」基、「−NH−C(=O)−NH−」基、「−C(=S)−」基、「−C(=S)−S−」基、「−C(=S)−NH−」基、「−S−C(=S)−S−」基、「−S−C(=S)−NH−」基、「−NH−C(=S)−NH−」基の他、前記多価の炭化水素基が、酸素原子、硫黄原子または窒素原子を介して(−O−、−S−、−NH−など)結合している多価の有機基などが挙げられる。また、Wの多価の有機基としては、前記例示の基が組み合わされていてもよい。さらには、Wの多価の有機基は、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基などの種々の置換基を有していてもよい。これらの置換基は、単数であってもよく、複数組み合わされていてもよい。
前記Wの多価の有機基において、2価の脂肪族炭化水素基としてのアルキレン基には、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基等の2価の脂肪族飽和炭化水素基が含まれ、アルケニレン基には、例えば、ビニル基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基等の2価の脂肪族不飽和炭化水素基が含まれる。また、2価の脂環式炭化水素基としてのシクロアルキレン基には、例えば、シクロヘキシレン基等の2価の脂環式飽和炭化水素基が含まれ、シクロアルケニレン基には、例えば、シクロヘキセニレン基等の2価の脂環式不飽和炭化水素基が含まれる。さらにまた、2価の芳香族炭化水素基としてのアリーレン基にはフェニレン基やナフチレン基等が挙げられる。このように、Wの多価の有機基は、飽和、不飽和のいずれの形態を有していてもよい。
また、m、nはそれぞれ1以上の整数である。m、nは同一であってもよく、異なっていてもよい。pは0又は1である。pが0の場合、−R3−基は存在せず、R2基が直接W基に結合していることを意味している。また、qは0又は1である。qもpと同様に、0の場合、−R1−基は存在せず、X基が直接W基に結合していることを意味している。なお、p、qのうち少なくとも一方は1である。
R1は「−NHCO−」又は「−OCOC(R4a)H−C(R4b)(R4c)−」を示し(これらの基はいずれも左端の原子がWと結合している)、R4a、R4b、R4cは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基である。なお、R1の「−OCOC(R4a)H−C(R4b)(R4c)−」基は、下記式(24)で表される基を意味している。
R4a、R4b、R4cの炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基や、芳香族炭化水素−脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素−脂肪族炭化水素基などが挙げられる。R4a、R4b、R4cの脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、s−ブチル基、n−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等の炭素数1〜20程度(好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜6)のアルキル基を好適に用いることができる。また、R4a、R4b、R4cの脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロヘキシル基などの環を構成する炭素数が5〜10程度のシクロアルキル基や、多環式炭化水素環(例えば、ノルボルナンにおける炭化水素環等の橋かけ環など)を有する基などが挙げられる。
さらにまた、R4a、R4b、R4cの芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基などのアリール基などが挙げられる。なお、芳香族炭化水素基における芳香族性環としては、ベンゼン環や縮合炭素環(例えば、ナフタレン環等の2〜10個の4〜7員炭素環が縮合した縮合炭素環など)を用いることができる。また、R4a、R4b、R4cの芳香族炭化水素−脂肪族炭化水素基としては、例えば、アラルキル基(ベンジル基、フェネチル基、3−フェニルプロピル基等のフェニル−C1−6アルキル基など)が挙げられる。さらにまた、R4a、R4b、R4cの脂環式炭化水素−脂肪族炭化水素基には、例えば、シクロヘキシル−メチル基、シクロヘキシル−エチル基等のシクロアルキル−C1−6アルキル基などが含まれる。
R4aは、水素原子や脂肪族炭化水素基(特にメチル基)が好適である。一方、R4b、R4cは、ともに水素原子であることが好ましい。
R2は炭素−炭素不飽和結合を有する有機基である。このような炭素−炭素不飽和結合を有する有機基において、炭素−炭素不飽和結合部位は末端であってもよく、内部であってもよい。また、炭素−炭素不飽和結合を有する有機基は、複数の炭素−炭素不飽和結合を有していてもよい。炭素−炭素不飽和結合を有する有機基において、有機基としては、炭素−炭素不飽和結合を有する炭化水素基、炭素−炭素不飽和結合を有する複素環基の他、炭素−炭素不飽和結合を有する炭化水素基が酸素原子、硫黄原子や窒素原子を介して他の炭化水素基と結合している炭素−炭素不飽和結合を有する有機基などが挙げられる。本発明では、炭素−炭素不飽和結合を有する有機基としては、少なくとも末端に(特に、末端のみに)炭素−炭素不飽和結合を有する炭化水素基や、内部のみに炭素−炭素不飽和結合を有する炭化水素基を好適に用いることができる。末端にのみ炭素−炭素不飽和結合を有する有機基としては、例えば、ビニル基;1−メチルビニル基(イソプロペニル基)、1−エチルビニル基、1−プロピルビニル基、1−イソプロピルビニル基、1−ブチルビニル基、1−ペンチルビニル基、1−ヘキシルビニル基、1−ヘプチルビニル基、1−オクチルビニル基等の1−アルキルビニル基;1−シクロヘキシルビニル基等の1−シクロアルキルビニル基;1−フェニルビニル基等の1−アリールビニル基などの末端に炭素−炭素二重結合を有する炭化水素基や、エチニル基などの末端に炭素−炭素三重結合を有する炭化水素基が挙げられる。また、内部のみに不飽和結合を有する炭化水素基としては、2−メチルビニル基、2−ジメチルビニル基、1,2−ジメチルビニル基、2−エチルビニル基、2−プロピルビニル基、2−イソプロピルビニル基、2−ブチルビニル基、2−ペンチルビニル基、2−ヘキシルビニル基、2−ヘプチルビニル基、2−オクチルビニル基等の2−アルキルビニル基;2−シクロヘキシルビニル基等の2−シクロアルキルビニル基;2−フェニルビニル基等の2−アリールビニル基などの内部に炭素−炭素二重結合を有する炭化水素基や、該内部に炭素−炭素二重結合を有する炭化水素基に対応する内部に炭素−炭素三重結合を有する炭化水素基が挙げられる。さらにまた、不飽和結合を有する炭化水素基には、1,3−ブタジエニル基、2−ペンテン−4−イニル基等の不飽和結合を複数有する炭化水素基も含まれる。
R3は「−COO−」、「−R5O−」、「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」又は「−R5O−CONH−」である(これらの基はいずれも左端の原子がR2と結合している)。R5は2価の有機基であり、R6は水素原子又は有機基である。R5の2価の有機基としては、特に制限されない。該R5の2価の有機基としては、分子量が1,000以下の有機基が好ましい。なお、R5の2価の有機基としては、例えば、前記Wの多価の有機基のうち2価の有機基として例示の2価の有機基(例えば、2価の炭化水素基等)を用いることができる。また、R6の有機基(1価の有機基)としては、特に制限されない。該R6の有機基としては、分子量500以下の有機基(1価の有機基)が好ましい。なお、R6の有機基としては、例えば、R4a、R4b、R4cの炭化水素基として例示の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、芳香族炭化水素−脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素−脂肪族炭化水素基や、これらの炭化水素基が酸素原子、硫黄原子や窒素原子を介して(−O−、−S−、−NH−など)結合している有機基などを用いることができる。また、これらの有機基は、オキソ基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基等の置換基を有していてもよい。
Xは前記式(2a)〜(2d)で表される基であり、前記式(2a)〜(2d)において、R7の2価の有機基としては、2価の炭化水素基を好適に用いることができる。2価の炭化水素基としては、例えば、2価の脂肪族炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基の他、これらの2価の炭化水素基が組み合わされた基(例えば、2価の脂肪族炭化水素−2価の芳香族炭化水素基、2価の脂肪族炭化水素−2価の芳香族炭化水素−2価の脂肪族炭化水素基など)などが含まれる。前記2価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基などのアルキレン基が挙げられ、また、2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロヘキシレン基などのシクロアルキレン基が挙げられ、さらにまた、2価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基などのアリーレン基が挙げられる。R7の2価の炭化水素基としては、アルキレン基(例えば、炭素数1〜10のアルキレン基など)又はアリーレン基を好適に用いることができる。なお、R7のアルキレン基やアリーレン基等の2価の炭化水素基は側鎖を有していてもよい。
R8、R9は、それぞれ、水素原子又は炭化水素基である。R8、R9は同一であってもよく、異なっていてもよい。R8の炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基や、芳香族炭化水素−脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素−脂肪族炭化水素基などが挙げられる。R8の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、s−ブチル基、n−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基等の炭素数1〜20程度のアルキル基を好適に用いることができる。また、R8の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロヘキシル基などの環を構成する炭素数が5〜10程度のシクロアルキル基や、多環式炭化水素環(例えば、ノルボルナンにおける炭化水素環等の橋かけ環など)を有する基などが挙げられる。さらにまた、R8の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基やナフチル基などのアリール基などが挙げられる。なお、芳香族炭化水素基における芳香族性環としては、ベンゼン環や縮合炭素環(例えば、ナフタレン環等の2〜10個の4〜7員炭素環が縮合した縮合炭素環など)を用いることができる。また、芳香族炭化水素−脂肪族炭化水素基としては、例えば、アラルキル基(ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等のフェニル−C1−6アルキル基など)が挙げられる。さらにまた、脂環式炭化水素−脂肪族炭化水素基には、例えば、シクロヘキシル−メチル基、シクロヘキシル−エチル基等のシクロアルキル−C1−6アルキル基などが含まれる。R8としては、水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基を好適に用いることができる。
また、R9の炭化水素基としては、前記R8の炭化水素基と同様の炭化水素基(例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基や、芳香族炭化水素−脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素−脂肪族炭化水素基など)を用いることができる。R9としては、水素原子、脂肪族炭化水素基(例えば、炭素数1〜10個のアルキル基)、アリール基又はアラルキル基を好適に用いることができる。
R10は2価の有機基である。R10の2価の有機基としては、前記R7の2価の有機基と同様に、2価の炭化水素基を好適に用いることができる。R10に係る2価の炭化水素基としては、R7に係る2価の炭化水素基と同様の2価の炭化水素基(例えば、2価の脂肪族炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基の他、これらの2価の炭化水素基が組み合わされた基など)を用いることができる。なお、R10のアルキレン基やアリーレン基等の2価の炭化水素基は側鎖を有していてもよい。R10の2価の炭化水素基としては、アルキレン基(例えば、炭素数1〜10のアルキレン基など)又はアリーレン基を好適に用いることができる。
R11は2価の有機基である。R11の2価の有機基としては、前記R7やR10の2価の有機基と同様に、2価の炭化水素基を好適に用いることができる。R11に係る2価の炭化水素基としては、R7やR10に係る2価の炭化水素基と同様の2価の炭化水素基(例えば、2価の脂肪族炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基の他、これらの2価の炭化水素基が組み合わされた基など)を用いることができる。なお、R11のアルキレン基やアリーレン基等の2価の炭化水素基は側鎖を有していてもよい。R11の2価の炭化水素基としては、アルキレン基(例えば、炭素数1〜10のアルキレン基など)又はアリーレン基を好適に用いることができる。
Yは「−Si(OR12a)h(R13a)3−h基を有していてもよい有機基(R12a、R13aは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、hは1〜3の整数である)」である。R12aの炭化水素基は、前記R8の炭化水素基と同様の炭化水素基を用いることができる。また、R13aの炭化水素基は、前記R9の炭化水素基と同様の炭化水素基を用いることができる。
また、Y1、Y2は、「−Si(OR12b)i(R13b)3−i基を有していてもよい有機基(R12b、R13bは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、iは1〜3の整数である)」であり、同一であっても異なっていてもよい。R12bの炭化水素基としては、R12aの炭化水素基と同様の炭化水素基を用いることができる。また、R13bの炭化水素基としては、R13aの炭化水素基と同様の炭化水素基を用いることができる。なお、Y1、Y2としては、前記Yと同様の基を用いることができる。
前記式(2a)におけるYとしては、前記式(3a)〜(3e)で表される基を好適に用いることができる。前記式(3a)において、R14、R15、R16、R17は、水素原子、炭化水素基、カルボキシ−炭化水素基又は置換オキシカルボニル基であり、これらの基は同一であってもよく異なっていてもよい。炭化水素基としては、前記例示の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基や芳香族炭化水素基の他、アラルキル基などが挙げられる。カルボキシ−炭化水素基としては、カルボキシメチル基、カルボキシエチル基、カルボキシプロピル基、カルボキシイソプロピル基、カルボキシブチル基、カルボキシイソブチル基、カルボキシペンチル基、カルボキシヘキシル基、カルボキシヘプチル基、カルボキシオクチル基等のカルボキシ−アルキル基が好適である。また、置換オキシカルボニル基には、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、ヘプチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ノニルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基などのアルコキシカルボニル基が挙げられる。該アルコキシカルボニル基におけるアルコキシ部位は、炭素数1〜20個のアルコキシ基が好適である。なお、R14、R15、R16、R17は、それぞれ、Zの種類に応じて適宜選択できる。
Zは水素原子、「−Si(OR12c)j(R13c)3−j基を有していてもよい有機基(R12c、R13cは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、jは1〜3の整数である)」である。Zの有機基としては、特に制限されないが、例えば、アシル基、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、カルバモイル基(N−置換カルバモイル基、無置換カルバモイル基など)、シアノ基の他、炭化水素基(アルキル基、シクロアルキル基、アリール基など)、アシルオキシ基、複素環基などが挙げられる。これらの有機基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、アミノ基(置換アミノ基、無置換アミノ基など)、ヒドロキシル基、ニトロ基などが挙げられる。Zの有機基としてのアシル基としては、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、デカノイル基、ラウロイル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル基などの脂肪族アシル基;アセトアセチル基;シクロペンタンカルボニル基、シクロヘキサンカルボニル基などのシクロアルカンカルボニル基等の脂環式アシル基;ベンゾイル基、ナフトイル基などの芳香族アシル基などが挙げられる。また、置換オキシカルボニル基としては、カルボキシル基中の水素原子が分子量が500以下の有機基により置換された置換オキシカルボニル基(例えば、アルコキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基等)が挙げられる。前記アルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、t−ブトキシカルボニル、ヘキシルオキシカルボニル、デシルオキシカルボニル、ヘキサデシルオキシカルボニル基などが挙げられる。また、アリールオキシカルボニル基としては、例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基などが挙げられ、シクロアルキルオキシカルボニル基としては、例えば、シクロヘキシルオキシカルボニル基が挙げられ、アラルキルオキシカルボニル基としては、例えば、ベンジルオキシカルボニル基などが挙げられる。
また、Zにおいて、R12cの炭化水素基としては、R12aやR12bの炭化水素基と同様の炭化水素基を用いることができる。R13cの炭化水素基としては、R13aやR13bの炭化水素基と同様の炭化水素基を用いることができる。「−Si(OR12c)j(R13c)3−j」基を有していてもよい有機基としては、前記例示等の有機基に、「−Si(OR12c)j(R13c)3−j」基が結合している基が挙げられ、例えば、「−カルボニル−2価の炭化水素−Si(OR12c)j(R13c)3−j」基や、「−カルボニル−オキシ−2価の炭化水素−Si(OR12c)j(R13c)3−j」基などが挙げられる。なお、これらの基における2価の2価の炭化水素基としては、R7、R10やR11の2価の炭化水素基と同様の2価の炭化水素基(例えば、2価の脂肪族炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基の他、これらの2価の炭化水素基が組み合わされた基など)を用いることができ、アルキレン基(例えば、炭素数1〜10のアルキレン基など)又はアリーレン基を好適に用いることができる。なお、アルキレン基やアリーレン基等の2価の炭化水素基は側鎖を有していてもよい。
Zがアシル基、カルボキシル基、置換オキシカルボニル基、カルバモイル基や、「−Si(OR12c)j(R13c)3−j」基を有する有機基などの場合、R14、R15は一方が水素原子で、他方が置換オキシカルボニル基の組み合わせで、且つR16、R17は一方が水素原子で、他方がカルボキシメチル基又はメチル基の組み合わせであってもよい。また、Zがシアノ基の場合、R14、R15、R16、R17は、すべて水素原子であってもよい。
前記式(3b)において、R18は水素原子又は有機基である。R18の有機基としては、分子量500以下の有機基を好適に用いることができる。
前記式(3c)において、R19は有機基である。R19の有機基としては、分子量3,000以下の有機基を好適に用いることができる。
なお、前記式(3b)や(3c)におけるR18やR19の有機基としては、例えば、R4a、R4b、R4cの炭化水素基として例示の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、芳香族炭化水素−脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素−脂肪族炭化水素基や、これらの炭化水素基が酸素原子、硫黄原子や窒素原子を介して(−O−、−S−、−NH−など)結合している有機基のうち、分子量が、それぞれ500以下、3,000以下のものを好適に用いることができる。また、これらの有機基は、オキソ基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基等の置換基を有していてもよい。
前記式(3d)において、R20は水素原子又は炭化水素基である。R20の炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基や、芳香族炭化水素−脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素−脂肪族炭化水素基などが挙げられる。これらの炭化水素基としては、前記R4a、R4b、R4cの炭化水素基として例示の各種炭化水素基を用いることができる。R20としては、水素原子、炭素数1〜12個のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基(炭素数6〜12個のアリール基等)又はアラルキル基を好適に用いることができる。
R21は2価の有機基である。R21の2価の有機基としては、例えば、分子量500以下の2価の有機基を用いることができる。この分子量500以下の2価の有機基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。R21としては、例えば、2価の炭化水素基を好適に用いることができる。R21の2価の炭化水素基としては、R7、R10やR11の2価の炭化水素基と同様の2価の炭化水素基(例えば、2価の脂肪族炭化水素基、2価の脂環式炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基の他、これらの2価の炭化水素基が組み合わされた基など)を用いることができる。なお、R21のアルキレン基やアリーレン基等の2価の炭化水素基は側鎖を有していてもよい。R21の2価の炭化水素基としては、アルキレン基(例えば、炭素数1〜10のアルキレン基など)又はアリーレン基を好適に用いることができる。
Y3、Y4は、水素原子又は「−Si(OR12d)k(R13d)3−k基を有していてもよい有機基(R12d、R13dは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、kは1〜3の整数である)」であり、且つY3、Y4のうち少なくともいずれか一方は水素原子ではない。また、Y3、Y4は、同一であってもよく、異なっていてもよい。R12dの炭化水素基としては、R12a、R12bやR12cの炭化水素基と同様の炭化水素基を用いることができる。また、R13dの炭化水素基としては、R13a、R13bやR13cの炭化水素基と同様の炭化水素基を用いることができる。
Y3やY4における「−Si(OR12d)k(R13d)3−k基を有していてもよい有機基」としては、前記式(3a)、(3b)、(3c)で表される基などが挙げられる。なお、Y3およびY4としては、一方が前記式(3a)で表される基である場合、他方は前記式(3a)、(3b)、(3c)で表される基であることが好ましい。また、Y3およびY4としては、一方が前記式(3b)で表される基である場合、他方は前記式(3a)、(3c)で表される基であることが好ましい。さらにまた、Y3およびY4としては、一方が前記式(3c)で表される基である場合、他方は水素原子であることが好ましい。
なお、前記式(2b)におけるY1やY2としては、前記式(3a)、(3b)、(3c)で表される基を好適に用いることができる。
本発明では、Xは、前記式(2a)又は(2b)で表される基であるとともに、R1が「−NHCO−」基で且つqが1である場合、pは0又は1のいずれであっても好ましい。すなわち、前記式(2a)又は(2b)で表されるXが、「−NHCO−」基で示されるR1を介してWに結合している場合、R2は、Wに直接結合していても、R3を介してWに結合していても、好ましい。なお、この場合R3は、「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」または「−R5O−CONH−」であることが好ましい。
また、Xが、前記式(2a)又は(2b)で表される基であるとともに、R1が「−OCOC(R4a)H−C(R4b)(R4c)−」基で且つqが1である場合、pは1で且つR3が、「−COO−」または「−R5O−(−CH2O−等)」であることが好ましい。すなわち、前記式(2a)又は(2b)で表されるXが、「−OCOC(R4a)H−C(R4b)(R4c)−」基で示されるR1を介してWに結合している場合、R2は、「−COO−」または「−R5O−(−CH2O−等)」で示されるR3を介してWに結合していることが好ましい。
さらにまた、Xが前記式(2c)で表される基である場合、qが1であり且つR1が「−NHCO−」基であるとともに、pが1であり且つR3が「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」または「−R5O−CONH−」であることが好ましい。すなわち、前記式(2c)で表されるXが、「−NHCO−」基で示されるR1を介してWに結合している場合、R2は、「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」または「−R5O−CONH−」で示されるR3を介してWに結合していることが好ましい。
また、Xは前記式(2d)で表される基である場合、qが0であるとともに、pが1であり且つR3が「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」または「−R5O−CONH−」であることが好ましい。すなわち、前記式(2d)で表されるXは、Wに直接結合し、さらにR2が、「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」または「−R5O−CONH−」で示されるR3を介してWに結合していることが好ましい。
本発明の加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物は、このような組み合わせが好適である。
なお、本発明では、前記式(1)において、pが1で且つR3が「−COO−」又は「−R5O−」であるとともに、qが1で且つR1が「−OCOC(R4a)H−C(R4b)(R4c)−」である場合、Xは前記式(2c)ではない。すなわち、Xが前記式(2c)である場合、(1)少なくともR1が「−NHCO−」基である、(2)少なくともR3が「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」または「−R5O−CONH−」である、(3)少なくともpが0である、(4)少なくともqが0であることのうち、少なくともいずれか1つを満足することが条件となる。
前記式(1)において、R1が「−OCOC(R4a)H−C(R4b)(R4c)−」基で且つqが1である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の調製方法は、特に制限されないが、その一例として、例えば、下記式(25)で表される化合物と、下記式(26a)〜(26d)で表される化合物とを反応(マイケル付加反応又はヒドロシリル化反応など)させる調製方法が挙げられる。
[式(25)において、W、R2、R3、R4a、R4b、R4c、p、m、nは、上記と同意義である。]
[式(26a)〜(26d)において、R7、R8、R9、R10、R11、Y、Y1、Y2、tは、上記と同意義である。]
また、前記式(1)において、R1が「−NHCO−」基で且つqが1である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の調製方法は、特に制限されないが、その一例として、例えば、下記式(27)で表される化合物と、前記式(26a)〜(26c)で表される化合物とを反応させる調製方法などが挙げられる。
[式(27)において、W、R2、R3、p、m、nは、上記と同意義である。]
さらにまた、前記式(1)において、R3が「−COO−」または「−R5O−」基で且つpが1である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の調製方法は、特に制限されないが、その一例として、例えば、慣用のエステル化反応又はエーテル化反応を利用して調製する方法などが挙げられる。
また、前記式(1)において、R3が「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」または「−R5O−CONH−」基で且つpが1である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の調製方法は、特に制限されないが、その一例として、例えば、下記式(28)で表される化合物と、下記式(29a)〜(29c)で表される化合物とを反応させる調製方法などが挙げられる。
[式(28)において、W、R1、X、q、m、nは、上記と同意義である。]
[式(29a)〜(29c)において、R2、R5、R6は、上記と同意義である。]
本発明の加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物としては、前記式(1a)で表される加水分解性珪素基含有不飽和二重結合を有する化合物を好適に用いることができる。前記式(1a)において、「LA1」は、前記式(1)における「W」に含まれる。「LA2−O−」は前記式(1)における「R3」に含まれる。「CH2=C(RA1)−」は前記式(1)における「R2」に含まれる。「−O−C(=O)−CH(RA2)−CH2−」は前記式(1)における「R1」に含まれる。「XA」は前記式(1)における「X」に含まれる。「mA」は前記式(1)における「m」に含まれる。「nA」は前記式(1)における「n」に含まれる。
また、前記式(5a)、(5b)は、前記式(2a)に含まれ、さらに詳細には式(2a)のYが前記式(3a)である場合の式に含まれる。前記式(5c)は、前記式(2a)に含まれ、さらに詳細には式(2a)のYが前記式(3b)である場合の式に含まれる。前記式(5d)は、前記式(2a)に含まれ、さらに詳細には式(2a)のYが前記式(3c)である場合の式に含まれる。前記式(5e)は、前記式(2a)に含まれ、さらに詳細には式(2a)のYが前記式(3d)である場合の式に含まれる。前記式(5f)は、前記式(2b)に含まれる。前記式(5g)は、前記式(2a)に含まれ、さらに詳細には式(2a)のYが前記式(3e)である場合の式に含まれる。
従って、前記式(5a)〜(5g)における「RA」は前記式(2a)〜(2d)の「R8」に含まれる。「RA3」は前記式(2a)や(2b)の「R9」に含まれる。「RA4」は前記式(2a)や(2b)の「R7」に含まれる。「RA5」は前記式(3a)の「R14」又は「R15」に含まれる。「RA6」は前記式(3a)の「R16」又は「R17」に含まれる。「−C(=O)−ZA」は前記式(3a)の「Z」に含まれる。「RA7」は前記式(3b)の「R18」に含まれる。「RA8」は前記式(3c)の「R19」に含まれる。「RA9」は前記式(3d)の「R20」に含まれる。「RA10」は前記式(2b)の「R10」に含まれる。「VA1」は前記式(2b)の「Y1」に含まれる。「VA2」は前記式(2b)の「Y2」に含まれる。「VA3」は前記式(3e)の「Y3」又は「Y4」に含まれる。「VA4」は前記式(3e)の「Y3」又は「Y4」に含まれる。
前記式(1a)おいて、LA1は分子末端に前記式(4a)で示される基と他の分子末端に前記式(4b)で示される基を有する(メタ)アクリル系又はアリル系化合物の残基である。すなわち、LA1は多価の有機基である。なお、LA1の骨格又は主鎖の末端に式(4a)で示される基を有していてもよく、側鎖の末端に式(4a)で示される基を有していてもよい。また、LA1の骨格又は主鎖の末端に式(4b)で示される基を有していてもよく、側鎖の末端に式(4b)で示される基を有していてもよい。
LA2は「−CO−(カルボニル基)」又は「−CH2−(メチレン基)」を示している。また、RA1は、LA2がカルボニル基のとき水素原子又はメチル基であり、LA2がメチレン基のとき水素原子である。すなわち、「CH2=C(RA1)−LA2−O−」は、「CH2=CH−C(=O)−O−」、「CH2=C(CH3)−C(=O)−O−」または「CH2=CH−CH2−O−」である。
RA2は水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基、アリール基又はアラルキル基である。RA2の炭素数1〜10個のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル基等が挙げられる。また、RA2のアリール基としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ビフェニル基等が挙げられる。さらにまた、RA2のアラルキル基としては、例えば、ベンジル、フェネチル、3−フェニルプロピル基等が挙げられる。
mA、nAは、1〜3の整数である。mA、nAは、同一であってもよく、異なっていてもよい。mA、nAは、それぞれ、1、1が好ましい。
XAは、前記式(5a)〜(5g)で示される基である。RAのアルキル基としては、上記RA2で例示したアルキル基のうち炭素数が1〜6のアルキル基が挙げられる。RA3のアルキル基、アリール基及びアラルキル基としては、上記RA2で例示したアルキル基、アリール基及びアラルキル基が挙げられる。
RA4としては、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン、ヘキサメチレン基等の炭素数1〜10個のアルキレン基や、フェニレン、ナフチレン基等のアリーレン基が挙げられる。RA4のアルキレン基やアリーレン基は側鎖を有していてもよい。
RA5は水素原子又は炭素数1〜20個のアルコキシ−カルボニル基を示す。RA5のアルコキシ−カルボニル基には、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロピルオキシカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、ペンチルオキシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基、ヘプチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ノニルオキシカルボニル基、デシルオキシカルボニル基、ウンデシルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基、トリデシルオキシカルボニル基、テトラデシルオキシカルボニル基、ペンタデシルオキシカルボニル基、ヘキサデシルオキシカルボニル基、ヘプタデシルオキシカルボニル基、オクタデシルオキシカルボニル基等のC1−20アルキル−オキシ−カルボニル基が含まれる。すなわち、RA5は水素原子又は「−COORA11(RA11は炭素数1〜20個のアルキル基を示す。)」で示される基である。
RA6は水素原子、「−CH2COOH(カルボキシメチル基)」又はメチル基である。
RA7は分子量500以下の有機基を示す。RA8は分子量3000以下の有機基を示す。RA7の有機基や、RA8の有機基としては、前記式(3b)のR18の有機基や(3c)のR19の有機基等として例示の有機基などから、分子量などを考慮して適宜選択することができる。
RA9は水素原子、炭素数1〜12個のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基である。RA9の炭素数1〜12個のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル基等が挙げられる。RA9のシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル基等が挙げられる。RA9のアリール基には、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ビフェニル基等が含まれ、RA9のアラルキル基には、例えば、ベンジル、フェネチル、3−フェニルプロピル基等が含まれる。
RA10は炭素数1〜10個の側鎖があってもよいアルキレン基又はアリーレン基である。RA10のアルキレン基やアリーレン基としては、前記RA4のアルキレン基やアリーレン基として例示のアルキレン基やアリーレン基が挙げられる。
ZAは水素原子、アミノ基、分子量500以下の有機基又は前記式(6)で示される基である。ZAの分子量500以下の有機基としては、例えば、ORA1 2又はRA12等で示される有機基(RA12は分子量500以下の有機基)が含まれる。このような有機基としては、例えば、前記式(3a)のZの有機基等で例示の有機基のなかから分子量が500以下の有機基を適宜選択することができる。また、前記式(6)におけるRA13のアルキレン基や、アルキレンオキシ基中のアルキレン基部位としては、前記RA4のアルキレン基として例示のアルキレン基が挙げられる。RA13のアリーレン基や、アリーレンオキシ基中のアリーレン基部位としては、前記RA4のアリーレン基として例示のアリーレン基が挙げられる。RA14やRA15の炭素数1〜6個のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル基等が挙げられる。
前記式(1a)で表される加水分解性珪素基含有不飽和二重結合を有する化合物は、前記式(14)で示される多価(メタ)アクリレート系化合物又は多価アリル系化合物と、前記式(15a)、(15b)、(15c)、(15d)、(15e)、(15f)又は(15g)で示される化合物とを反応させることにより調製することができる。なお、この化合物は、前記式(1)において、pが1で且つR3が「−COO−」又は「−R5O−」で表される基であり、R2がビニル基又は1−メチルビニル基であり、qが1で且つR1が「−OCOC(R4a)H−C(R4b)(R4c)−」で表される基であり、Xが前記式(2a)又は(2b)で示される基である化合物に相当する。
上記式(14)で示される多価(メタ)アクリレート系化合物としては、例えば、ブタンジオール、ヘキサンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、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オール化合物を骨格とし、該骨格又は側鎖の分子末端に単数又は複数のアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を有する化合物などが挙げられる。具体的には、上記式(14)で示される多価(メタ)アクリレート系化合物としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられ、また、上記ポリオール化合物のポリグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物として市販されている共栄化学社製、商品名:「エポキシエステル40EM」、「同70PA」、「同200PA」、「同80MF」、「同3002M」、「同30002A」等も使用可能である。
上記式(14)で示される多価アリル系化合物は、上記多価(メタ)アクリレート系化合物がその両末端等の少なくとも2つの末端が(メタ)アクリロイルオキシ基であるのに対して、1つの末端が(メタ)アクリロイル基であり、少なくともその他末端がアリル基である化合物が挙げられる。具体的には、上記式(14)で示される多価アリル系化合物としては、前記に具体例として例示の多価(メタ)アクリレート系化合物の少なくとも1つの末端を(メタ)アクリロイルオキシ基をアリル基とした化合物に相当する化合物が挙げられる。
上記式(15a)で示される化合物は、下記式(30)で示される化合物と下記式(31)で示される化合物とを反応することにより得ることができる。下記式(30)で示される化合物と下記式(31)で示される化合物との反応は、例えば、20〜100℃の温度で行うことができる。また、反応時間は、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。
[式(30)において、RA、RA3、RA4、tAは、上記と同意義である。]
[式(31)において、RA5、RA6、ZAは、上記と同意義である。]
前記式(30)で示される化合物としては、例えば、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン等が挙げられる。前記式(30)で示される化合物は、1種又は2種以上混合して使用できる。
前記式(31)で示される化合物としては、例えば、(メタ)アクリル化合物、ビニルケトン化合物、ビニルアルデヒド化合物、その他の化合物、マレイン酸ジエステル等が挙げられる。(メタ)アクリル化合物としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリレート、イソブトキシメチル(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルホルムアルデヒド、N,N−ジメチルアクリルアミド、t−オクチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、7−アミノ−3,7−ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N′−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン等の他、東亜合成化学工業社製の商品名:アロニックスM−102,M−111,M−114,M−117、日本化薬社製の商品名:カヤハード TC110S,R629,R644、大阪有機化学社製の商品名:ビスコート3700等が挙げられる。また、上記の化合物の他、アルコキシシリル基を有するγ−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイロキシメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロイロキシメチルジエトキシシラン、γ−アクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロイロキシメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
ビニルケトン化合物としては、例えば、ビニルアセトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン等が、ビニルアルデヒド化合物としては、アクロレイン、メタクロレイン、クロトンアルデヒド等が、その他の化合物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、クロトン酸、N−メチロールアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−t−オクチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド等が挙げられる。また、上記化合物の他、その内部に弗素原子、硫黄原子又はリン原子を含む化合物も含まれる。弗素原子を含む化合物としては、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート等が、リン原子を含む化合物としては、(メタ)アクリロイロキシエチルフェニルアシッドホスフェート等が挙げられる。
マレイン酸ジエステルとしては、例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジ2−エチルヘキシル、マレイン酸ジオクチル等が挙げられる。
前記式(31)で示される化合物は、1種又は2種以上混合して使用できる。
上記式(15b)で示される化合物は、前記式(30)で示される化合物とアクリロニトリルとを反応することにより得ることができる。前記式(30)で示される化合物とアクリロニトリルとの反応は、例えば、20〜100℃の温度で行うことができる。また、反応時間は、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。
上記式(15c)で示される化合物は、前記式(30)で示される化合物と下記式(32)で示される化合物とを反応することにより得ることができる。前記式(30)で示される化合物と下記式(32)で示される化合物との反応は、例えば、20〜100℃の温度で行うことができる。また、反応時間は、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。
[式(32)において、RA7は、上記と同意義である。]
前記式(32)で示される化合物としては、例えば、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、ヒドロキシフェニルモノマレイミド、N−ラウレルマレイミド、ジエチルフェニルモノマレイミド、N−(2−クロロフェニル)マレイミド等が挙げられる。前記式(32)で示される化合物は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
上記式(15d)で示される化合物は、前記式(30)で示される化合物と「RA8NCO(式中、RA8は、上記と同意義である。)」で示されるモノイソシアネート系化合物とを反応することにより得ることができる。前記式(30)で示される化合物と「RA8NCO」で示されるモノイソシアネート系化合物との反応は、例えば、20〜100℃の温度で行うことができる。また、反応時間は、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。「RA8NCO」で示されるモノイソシアネート系化合物としては、例えば、イソシアン酸エチル、イソシアン酸n−ヘキシル、イソシアン酸n−デシル、イソシアン酸p−トルエンスルホニル、イソシアン酸ベンジル、イソシアン酸2−メトキシフェニル等が挙げられる。
前記式(15e)で示される化合物としては、例えば、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ナフチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(n−ブチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−ナフチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(n−ブチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−エチル−γ−アミノイソブチルトリメトキシシラン、N−メチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−メチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
前記式(15f)及び(15g)で示される化合物は、下記式(33)で示される化合物と、前記式(31)で示される化合物、アクリロニトリル、前記式(32)で示される化合物又は上記モノイソシアネート系化合物を反応することにより製造することができる。下記式(33)で示される化合物と、前記式(31)で示される化合物、アクリロニトリル、前記式(32)で示される化合物又は上記モノイソシアネート系化合物との反応は、例えば、20〜100℃の温度で行うことができる。また、反応時間は、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。
[式(33)において、RA、RA3、RA4、RA10、tAは、上記と同意義である。]
前記式(33)で示される化合物としては、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、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、(アミノエチルアミノメチル)フェネチルトリメトキシシラン、N−(6−アミノヘキシル)−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)−11−アミノウンデシルトリメトキシシラン等が挙げられる。
上記式(14)で示される化合物と、上記式(15a)、(15b)、(15c)、(15d)、(15e)、(15f)又は(15g)で示される化合物とを反応させて、本発明の加水分解性珪素基含有不飽和二重結合を有する化合物を製造する方法としては、例えば、これらの化合物を20〜100℃の温度で反応する方法などが挙げられる。反応時間としては、例えば、1〜200時間程度の範囲から選択することができるが、200時間を超えて反応させても何ら問題はない。この際、場合によっては(必要に応じて)、重合禁止剤を存在させても良い。
また、本発明の加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物としては、前記式(1b)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を好適に用いることができる。前記式(1b)において、「RB1」は、前記式(1)における「W」に含まれる。「RB2」は前記式(1)における「X」又は「−R3−R2」に含まれる。「LB」は前記式(1)における「pが0の場合のR2」、「pが1で且つR3が特定の基である場合のR2−(R3)−」、「式(2d)で表されるX」等に含まれる。
また、前記式(11a)、(11b)は、前記式(2a)に含まれ、さらに詳細には式(2a)のYが前記式(3a)である場合の式に含まれる。前記式(11c)は、前記式(2a)に含まれ、さらに詳細には式(2a)のYが前記式(3b)である場合の式に含まれる。前記式(11d)は、前記式(2a)に含まれ、さらに詳細には式(2a)のYが前記式(3c)である場合の式に含まれる。前記式(11e)は、前記式(2a)に含まれ、さらに詳細には式(2a)のYが前記式(3d)である場合の式に含まれる。前記式(11f)は、前記式(2b)に含まれる。前記式(11g)は、前記式(2a)に含まれ、さらに詳細には式(2a)のYが前記式(3e)である場合の式に含まれる。前記式(11h)は、前記式(2c)に含まれる。
従って、前記式(11a)〜(11h)における「RB」は前記式(2a)〜(2d)の「R8」に含まれる。「RB4」は前記式(2a)や(2b)の「R9」に含まれる。「RB10」は前記式(2a)や(2b)の「R7」に含まれる。「RB11」は前記式(3a)の「R14」又は「R15」に含まれる。「RB13」は前記式(3a)の「R16」又は「R17」に含まれる。「−C(=O)−ZB」は前記式(3a)の「Z」に含まれる。「RB14」は前記式(3b)の「R18」に含まれる。「RB15」は前記式(3c)の「R19」に含まれる。「RB16」は前記式(3d)の「R20」に含まれる。「RB17」は前記式(2b)の「R10」に含まれる。「VB1」は前記式(2b)の「Y1」に含まれる。「VB2」は前記式(2b)の「Y2」に含まれる。「VB3」は前記式(3e)の「Y3」又は「Y4」に含まれる。「VB4」は前記式(3e)の「Y3」又は「Y4」に含まれる。
前記式(1b)において、LBは上記式(8a)、(8b)、(8c)又は(8d)で示される基である。前記式(8a)におけるRB3は水素原子又はメチル基である。前記式(8c)におけるRB4は水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基、アリール基又はアラルキル基である。RBは水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基である。pBは1〜3の整数である。また、前記式(8d)におけるRB5は前記式(9a)、(9b)又は(9c)であり、前記式(9a)〜(9c)におけるRB6は分子量1,000以下の2価の有機基であり、RB7は前記式(10a)又は(10b)で示される基である。前記式(9c)におけるRB8は水素原子又は分子量500以下の有機基(1価の有機基)である。又、前記式(10a)におけるRB9は水素原子又はメチル基を示す。
前記式(8c)におけるRB4のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル基等が挙げられる。RB4のアリール基としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ビフェニル等が挙げられる。RB4のアラルキル基としては、例えば、ベンジル、フェネチル、3−フェニルプロピル等が挙げられる。また、前記式(8c)におけるRBのアルキル基としては、上記RB4で例示したアルキル基のうち炭素数が1〜6のアルキル基が挙げられる。
前記式(11a)〜(11h)で示される基におけるRBのアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、n−ヘキシル等の前記式(8c)におけるRBのアルキル基と同様である。RB11は水素原子又は炭素数1〜20個のアルコキシ−カルボニル基であり、該炭素数1〜20個のアルコキシ−カルボニル基としては、前記RA11として例示のアルコキシ−カルボニル基と同様のアルコキシ−カルボニル基を用いることができる。すなわち、RB11は水素原子又は「−COORB12(RB12は炭素数1〜20個のアルキル基を示す。)」で示される基である。また、RB13は水素原子、「−CH2COOH(カルボキシメチル基)」又はメチル基である。
RB10のアルキレン基としては、メチレン、エチレン、プロピレン、トリメチレン、テトラメチレン、ヘキサメチレン基等の炭素数1〜10個のアルキレン基、また、アリーレン基としては、フェニレン、ナフチレン、ビフェニルメタン基等が挙げられる。RB10のアルキレン基やアリーレン基は側鎖を有していてもよい。
RB14は分子量500以下の有機基を示す。RB15は分子量3000以下の有機基を示す。RB14の有機基や、RB15の有機基としては、前記RA7の有機基や、RA8の有機基と同様に、前記式(3b)のR18の有機基や(3c)のR19の有機基等として例示の有機基などから、分子量などを考慮して適宜選択することができる。
RB16は水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基、炭素数6〜12個のアリール基である。 RB16の炭素数1〜10個のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル基等が挙げられる。RB16の炭素数6〜12個のアリール基としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ビフェニル基等が挙げられる。
RB17の分子量500以下の2価の有機基としては、前記RB10は炭素数1〜10個の側鎖があってもよいアルキレン基又はアリーレン基を好適に用いることができる。
また、ZBは水素原子、アミノ基、分子量500以下の有機基又は前記式(12)で示される基である。ZBの分子量500以下の有機基としては、例えば、ORB18又はRB18等で示される有機基(RB18は分子量500以下の有機基)が含まれる。このような有機基としては、例えば、前記式(3a)のZの有機基等で例示の有機基のなかから分子量が500以下の有機基を適宜選択することができる。また、前記式(12)におけるRB19のアルキレン基や、アルキレンオキシ基中のアルキレン基部位としては、前記RB10のアルキレン基として例示のアルキレン基が挙げられる。RB19のアリーレン基や、アリーレンオキシ基中のアリーレン基部位としては、前記RB10のアリーレン基として例示のアリーレン基が挙げられる。RB20やRB21の炭素数1〜6個のアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル基等が挙げられる。
前記式(1b)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物として、LBが上記式(8a)又は(8b)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)又は(11g)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物は、例えば、前記式(8a)又は(8b)で示される基を有し、且つイソシアネート基を有する化合物と、前記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)又は(16g)で示される化合物とを反応させることにより調製することができる。以下、この反応による製造方法を、製造方法(B1)と称する場合がある。なお、この製造方法(B1)により得られる化合物は、前記式(1)において、pが0であり、R2がビニル基、1−メチルビニル基又はエチニル基であり、qが1で且つR1が「−NHCO−」で表される基であり、Xが前記式(2a)又は(2b)で示される基である化合物に相当する。
また、前記式(1b)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物として、LBが上記式(8c)で示される基であるとともに、RB2が上記式(9a)、(9b)又は(9c)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物は、例えば、前記式(17)で示される化合物と、前記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物とを反応させることにより調製することができる。以下、この反応による製造方法を、製造方法(B2)と称する場合がある。なお、この製造方法(B2)により得られる化合物は、前記式(1)において、qが0であり、Xが前記式(2d)で示される基であり、pが1で且つR3が「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」又は「−R5O−CONH−」であり、R2がビニル基、1−メチルビニル基又はエチニル基である化合物に相当する。
また、前記式(1b)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物として、LBが上記式(8d)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)又は(11g)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物は、例えば、前記式(19)で示される化合物、および前記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物の反応により得られる前記式(20)で示される化合物と、前記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)又は(16g)で示される化合物とを反応させることにより調製することができる。以下、この反応による製造方法を、製造方法(B3)と称する場合がある。なお、この製造方法(B3)により得られる化合物は、前記式(1)において、pが1で且つR3が「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」又は「−R5O−CONH−」で表される基であり、R2がビニル基又は1−メチルビニル基であり、qが1で且つR1が「−NHCO−」で表される基であり、Xが前記式(2a)又は(2b)で示される基である化合物に相当する。
また、前記式(1b)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物として、LBが上記式(8d)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物は、例えば、前記式(19)で示される化合物、および前記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)、(16g)又は前記式(21)で示される化合物の反応により得られる前記式(22)で示される化合物と、前記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物とを反応させることにより調製することができる。以下、この反応による製造方法を、製造方法(B4)と称する場合がある。なお、この製造方法(B4)により得られる化合物は、前記式(1)において、pが1で且つR3が「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」又は「−R5O−CONH−」で表される基であり、R2がビニル基又は1−メチルビニル基であり、qが1で且つR1が「−NHCO−」で表される基であり、Xが前記式(2a)、(2b)又は(2c)で示される基である化合物に相当する。
また、前記式(1b)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物として、LBが上記式(8d)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物は、例えば、前記式(23)で示される化合物と、前記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)、(16g)又は(21)で示される化合物とを反応させることにより調製することができる。以下、この反応による製造方法を、製造方法(B5)と称する場合がある。なお、この製造方法(B5)により得られる化合物は、前記式(1)において、pが1で且つR3が「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」又は「−R5O−CONH−」で表される基であり、R2がビニル基又は1−メチルビニル基であり、qが1で且つR1が「−NHCO−」で表される基であり、Xが前記式(2a)、(2b)又は(2c)で示される基である化合物に相当する。
製造方法(B1)は、上記式(8a)又は(8b)で示される基を有し、イソシアネート基を有する化合物と、前記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)又は(16g)で示される化合物を反応させて、前記式(1b)においてLBが上記式(8a)又は(8b)で示される基であり、RB2が上記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)又は(16g)で示される基を有する化合物を製造することからなる。
前記式(8a)又は(8b)で示される基を有し、イソシアネート基を有する化合物としては、例えば、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、2−メタクリロイロキシエチルイソシアネート等が挙げられ、これらは市販品を用いることができる。
前記式(16a)で示される化合物は、下記一般式(34)で示される化合物と、下記式(35)で示される化合物とを反応することにより得ることができる。下記式(34)で示される化合物と下記式(35)で示される化合物との反応は、例えば、20〜100℃の温度で行うことができる。また、反応時間は、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。
[式(34)において、RB、RB3、RB10、tBは、上記と同意義である。]
[式(35)において、RB11、RB13、ZBは、上記と同意義である。]
前記式(34)で示される化合物としては、前記式(30)で示される化合物として例示の化合物が挙げられる。前記式(34)で示される化合物は、1種又は2種以上混合して使用できる。
また、前記式(35)で示される化合物としては、前記式(31)で示される化合物として例示の化合物が挙げられる。前記式(35)で示される化合物は、1種又は2種以上混合して使用できる。
上記式(16b)で示される化合物は、前記式(34)で示される化合物とアクリロニトリルとを反応することにより得ることができる。前記式(34)で示される化合物とアクリロニトリルとの反応は、例えば、20〜100℃の温度で行うことができる。また、反応時間は、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。
上記式(16c)で示される化合物は、前記式(34)で示される化合物と下記式(36)で示される化合物とを反応することにより得ることができる。前記式(34)で示される化合物と下記式(36)で示される化合物との反応は、例えば、20〜100℃の温度で行うことができる。また、反応時間は、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。
[式(36)において、RB14は、上記と同意義である。]
前記式(36)で示される化合物としては、前記式(32)で示される化合物として例示の化合物が挙げられる。前記式(36)で示される化合物は、1種又は2種以上混合して使用できる。
上記式(16d)で示される化合物は、前記式(34)で示される化合物と「RB15NCO(式中、RB15は、上記と同意義である。)」で示されるモノイソシアネート系化合物とを反応することにより得ることができる。前記式(34)で示される化合物と「RB15NCO」で示されるモノイソシアネート系化合物との反応は、例えば、20〜100℃の温度で行うことができる。また、反応時間は、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。「RB15NCO」で示されるモノイソシアネート系化合物としては、前記「RA8NCO」で示されるモノイソシアネート系化合物として例示のモノイソシアネート系化合物が挙げられる。前記モノイソシアネート系化合物は、1種又は2種以上混合して使用できる。
前記式(16e)で示される化合物としては、前記式(15e)で示される化合物として例示の化合物が挙げられる。
前記式(16f)及び(16g)で示される化合物は、下記式(37)で示される化合物と、前記式(35)で示される化合物、アクリロニトリル、前記式(36)で示される化合物又は上記モノイソシアネート系化合物を反応することにより製造することができる。下記式(37)で示される化合物と、前記式(35)で示される化合物、アクリロニトリル、前記式(36)で示される化合物又は上記モノイソシアネート系化合物との反応は、例えば、20〜100℃の温度で行うことができる。また、反応時間は、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。
[式(37)において、RB、RB4、RB10、RB17、tBは、上記と同意義である。]
前記式(37)で示される化合物としては、前記式(33)で示される化合物として例示の化合物が挙げられる。
上記式(8a)又は(8b)で示される基を有し、イソシアネート基を有するで示される化合物と、上記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)又は(16g)で示される化合物とを反応させて、本発明の加水分解性珪素基含有不飽和化合物を製造する方法としては、例えば、これらの化合物を20〜50℃の温度で反応する方法などが挙げられる。反応時間としては、例えば、1〜200時間程度の範囲から選択することができるが、200時間を超えて反応させても何ら問題はない。この際、場合によっては(必要に応じて)、重合禁止剤を存在させても良い。
製造方法(B2)は、前記式(17)で示される化合物と、前記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)においてLBが上記式(8c)で示される基であり、RB2が上記式(9a)、(9b)又は(9c)で示される基を有する化合物を製造することからなる。
前記式(17)で示される化合物としては、例えば、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルエチルジエトキシシラン等が挙げられる。
前記式(18a)で示される化合物としては、例えば、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−アクリロイロキシプロピルアクリレート、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、N−メチルロールアクリルアミド等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート、アリルアルコール、アリルフェノール、オイゲノール、ヒドロキシスチレン、3−メチル−1−ブチン−3−オール、3−メチル−1−ペンチン−3−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、プロパルギルアルコール、2−メチル−3−ブチン−2−オール、ウンデシレン酸、アクリル酸、メタクリル酸、2−ブテン酸、フルフリルアルコール、9−デセノール−1、5−ヘキセン−1−オール、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。
前記式(18b)で示される化合物としては、例えば、フルフリルメルカプタン、アリルメルカプタン等が挙げられる。
前記式(18c)で示される化合物としては、例えば、アクリルアミド、アリルアミンや、アリルアミンと(メタ)アクリル化合物等のビニル基含有化合物との反応物等が挙げられる。前記アリルアミンとアクリル化合物等のビニル基含有化合物との反応物において、ビニル基含有化合物としては、アリルアミンによるマイケル付加反応が可能なビニル基を有する化合物であれば特に制限されない。具体的には、ビニル基含有化合物としては、(メタ)アクリル化合物やマレイン酸ジエステルなどを用いることができ、(メタ)アクリル化合物が好ましい。このような(メタ)アクリル化合物やマレイン酸ジエステルなどとしては、例えば、前記式(31)で示される化合物として例示の(メタ)アクリル化合物やマレイン酸ジエステルなどが挙げられる。
前記式(17)で示される化合物と、前記一般式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物との反応は、例えば、20〜100℃の温度で行うことができる。また、反応時間は、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。
製造方法(B3)は、前記式(19)で示される化合物、および前記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物の反応により得られる前記式(20)で示される化合物と、前記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)又は(16g)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)において、LBが上記式(8d)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)又は(11g)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することからなる。
前記式(19)で示される化合物は、ジイソシアネート化合物である。該ジイソシアネート化合物としては、脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族ジイソシアネート化合物等が挙げられる。以下、それらの具体例を挙げる。
脂肪族ジイソシアネート化合物:トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、1,2−ブチレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、2,4,4−又は2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネートメチルカプロエート等。
脂環式ジイソシアネート化合物:1,3−シクロペンテンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、4,4′−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート等。
芳香脂肪族ジイソシアネート化合物:1,3−若しくは1,4−キシリレンジイソシアネート又はそれらの混合物、ω,ω′−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,3−若しくは1,4−ビス(1−イソシアネート−1−メチルエチル)ベンゼン又はそれらの混合物等。
芳香族ジイソシアネート化合物:m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート、4,4′−トルイジンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイソシアネート等。
前記式(19)で示される化合物(ジイソシアネート化合物)と前記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物とを反応させて、前記式(20)で示される化合物を製造する方法としては、例えば、20〜100℃の温度で行うことができ、また反応時間としては、例えば、1〜100時間の範囲から選択することができる。
また、一般式(20)で示される化合物と、前記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)又は(16g)で示される化合物とを反応させて、本発明の加水分解性珪素基含有不飽和化合物を製造する方法としては、例えば、これらの化合物を20〜100℃の温度で反応する方法などが挙げられる。反応時間としては、例えば、1〜200時間程度の範囲から選択することができるが、200時間を超えて反応させても何ら問題はない。この際、場合によっては(必要に応じて)、重合禁止剤を存在させても良い。
製造方法(B4)は、前記式(19)で示される化合物、および前記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)、(16g)又は前記式(21)で示される化合物の反応により得られる前記式(22)で示される化合物と、前記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)において、LBが上記式(8d)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することからなる。
上記一般式(21)で示される化合物としては、例えば、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記式(19)で示される化合物と、前記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)、(16g)又は前記式(21)で示される化合物とを反応させて、前記式(22)で示される化合物を製造する方法としては、例えば、20〜100℃の温度で行うことができ、また反応時間としては、例えば、1〜200時間の範囲から選択することができる。
また、前記式(22)で示される化合物と、前記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物とを反応させて、本発明の加水分解性珪素基含有不飽和化合物を製造する方法としては、例えば、これらの化合物を20〜100℃の温度で反応する方法などが挙げられる。反応時間としては、例えば、1〜200時間程度の範囲から選択することができるが、200時間を超えて反応させても何ら問題はない。この際、場合によっては(必要に応じて)、重合禁止剤を存在させても良い。
製造方法(B5)は、前記式(23)で示される化合物と、前記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)、(16g)又は(21)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)において、LBが上記式(8d)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11d)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することからなる。
前記式(23)で示される化合物は、不飽和結合を有するモノイソシアネート化合物である。該不飽和結合を有するモノイソシアネート化合物としては、例えば、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、2−メタクリロイロキシエチルイソシアネート等が挙げられる。
前記式(23)で示される化合物と、前記式(16a)、(16b)、(16c)、(16d)、(16e)、(16f)、(16g)又は(21)で示される化合物とを反応させて、本発明の加水分解性珪素基含有不飽和化合物を製造する方法としては、例えば、これらの化合物を20〜100℃の温度で反応する方法などが挙げられる。反応時間としては、例えば、1〜200時間程度の範囲から選択することができるが、200時間を超えて反応させても何ら問題はない。この際、場合によっては(必要に応じて)、重合禁止剤を存在させても良い。
このような前記式(1)で示される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物[例えば、前記式(1a)や(1b)で示される加水分解性珪素基含有不飽和二重結合を有する化合物など]は、接着剤、シーリング材、被覆剤等に用いられている変成シリコーン樹脂、加水分解性珪素基を有するポリオキシアルキレン重合体や(シリル化)ウレタン(プレ)ポリマーの性能向上目的に用いることができる。すなわち、前記式(1)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物からなる珪素原子含有ポリマーを用いることにより、接着剤、シーリング材、被覆剤(塗料などのコーティング剤)等の性能(例えば、強度、接着性、耐水性、耐候性など)を向上させることができる。本発明の珪素原子含有ポリマーは、前記式(1)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を単量体成分とすることを特徴としている。
具体的には、例えば、(シリル化)ウレタン(プレ)ポリマーや末端に加水分解性珪素基を有するポリオキシアルキレン重合体等の強度、接着性、耐水性、耐候性等を向上するために、前記式(1a)で示される加水分解性珪素基含有不飽和二重結合を有する化合物を、エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体(例えば、(メタ)アクリレート等)と共重合(特にラジカル共重合)することにより上記目的を達成することができる。従って、前記珪素原子含有ポリマーとしては、加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物と、エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体との共重合により得られる珪素原子含有ポリマーを好適に用いることができる。
本発明の前記式(1)で示される化合物[例えば、前記式(1a)や(1b)で示される加水分解性珪素基含有不飽和二重結合を有する化合物など]と、エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体との共重合(ラジカル共重合等)は、シリル化ウレタン(プレ)ポリマーや末端に加水分解性珪素基を有するポリオキシアルキレン重合体等の末端に加水分解性珪素基を有する化合物の存在下で行うことも可能である。すなわち、加水分解性珪素基含有ポリマーの調製は、接着剤、シーリング材、被覆剤(塗料などのコーティング剤)等のベースポリマーや該ベースポリマーを構成するモノマー成分などの存在下で行うことができる。具体的には、例えば、上記(シリル化)ウレタン(プレ)ポリマーの存在下における共重合(ラジカル共重合等)は、(シリル化)ウレタン(プレ)ポリマーを調製するためのポリオール成分等のイソシアネート反応性基含有化合物中で、本発明の前記式(1a)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物をエチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体(例えば、(メタ)アクリレート等)と共重合(ラジカル共重合等)した後、前記イソシアネート反応性基含有化合物(ポリオール成分など)をポリイソシアネート成分とウレタン化反応させてウレタン(プレ)ポリマーを調製しても良く、更に、前記ウレタン(プレ)ポリマーをシリル化反応させて、シリル化ウレタン(プレ)ポリマーを調製することもできる。
前記式(1)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物は、末端に加水分解性珪素基を有するポリオキシアルキレン重合体と同様、(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体とエマルジョン共重合することができる。このエマルジョン共重合においては、公知の末端に加水分解性珪素基を有するポリオキシアルキレン重合体を用いた場合のようにゲル化することなく、安定したエマルジョンを示し、その共重合物の塗布物は水中で白化しないという効果を示す。従って、本発明の珪素原子含有ポリマーは、前記式(1)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物と、エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体とをエマルジョン共重合させて得られる珪素原子含有ポリマーを好適に用いることができる。なお、このエマルジョン共重合では、加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物に由来する加水分解性珪素基は、一部又は全部が、加水分解によりシラノール基に変換される場合があり、さらには、このシラノール基同士が反応(架橋反応など)してシロキサン結合を形成している場合がある。このように、珪素原子含有ポリマーをエマルジョン共重合により調製した際には、すでに、珪素原子含有ポリマー同士が架橋していてもよい。
従って、本発明の珪素原子含有ポリマーは、加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物に由来する加水分解性珪素基、該加水分解性珪素基の反応(加水分解反応など)によるシラノール基や、該シラノール基同士の反応(架橋反応など)によるシロキサン結合(−Si−O−Si−)などを有していてもよい。すなわち、珪素原子含有ポリマー中の珪素原子は、加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物に由来する加水分解性珪素基における珪素原子、前記加水分解性珪素基に由来するシラノール基における珪素原子、前記シラノール基に由来するシロキサン結合における珪素原子のうち、少なくともいずれか1つの基又は結合における珪素原子である。なお、本発明の珪素原子含有ポリマーは、単量体成分としての加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物に由来する加水分解性珪素基を有していると、架橋を行うことができる。
前記エマルジョン共重合により調製された珪素原子含有ポリマーは、エマルジョンの形態で調製される。このような珪素原子含有ポリマーを含んでいるエマルジョンは、エマルジョン型接着剤、エマルジョン型シーリング材、エマルジョン型被覆材(エマルジョン型塗料などのエマルジョン型コーティング剤)の成分として利用することができる。すなわち、本発明のエマルジョン型接着剤やエマルジョン型コーティング剤等は、前記珪素原子含有ポリマーを含有するエマルジョンを含んでいる。
なお、本発明の珪素原子含有ポリマーを含有するエマルジョンは、エマルジョン共重合による珪素原子含有ポリマーを含有していてもよく、溶液重合等の他の重合方法により調製された珪素原子含有ポリマーを、必要に応じて乳化剤を用いて乳化した形態の珪素原子含有ポリマーを含有していてもよい。いずれにせよ、本発明のエマルジョンは、前記珪素原子含有ポリマーをエマルジョンの形態で含有していればよい。
その他、前記式(1)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物は、紫外線硬化樹脂、SGA(secondary generation adhesive)等の接着性、耐水性、耐候性等の改良に、ラジカル重合を伴うモノマーとの反応に用いることができる。
なお、前記エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリレート類、ビニルエステル類、ビニルエーテル類、芳香族ビニル化合物、不飽和カルボン酸アミド類、オレフィン類、ジエン類、不飽和ニトリル類などが挙げられる。前記共重合性単量体は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
(メタ)アクリレート類としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ペンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、n−ヘプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜20個のアクリル酸若しくはメタクリル酸のアルキルエステル[(メタ)アクリル酸C1−20アルキルエステル];シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、tert−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフラン(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、東亜合成社製の商品名「M−110」、同「M−111」、シェル化学社製の商品名「ベオバ9」、同「ベオバ10」、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸とポリオキシエチレングリコールやポリオキシプロピレングリコールなどのポリオキシアルキレングリコールとのエステル(ポリオキシアルキレン構造を有する(メタ)アクリロイル化合物)等が挙げられる。
ビニルエステル類としては、例えば、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、オクチル酸ビニルなどの脂肪族カルボン酸のビニルエステル;安息香酸ビニルなどの芳香族カルボン酸ビニル等が挙げられる。
ビニルエーテル類としては、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、iso−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、sec−ブチルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、tert−アミルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル等が挙げられる。
芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、N−ビニルピロリドン、ビニルピリジンなどが挙げられる。不飽和カルボン酸アミド類には、(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−メトキシブチルアクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類などが含まれる。オレフィン類としては、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、ペンテンなどが挙げられる。ジエン類としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどが例示できる。また、不飽和ニトリル類としては、(メタ)アクリロニトリルなどが挙げられる。
なお、珪素原子含有ポリマーを含有するエマルジョンにおいて、珪素原子含有ポリマーを調製する際のエマルジョン共重合としては、公知乃至慣用の乳化重合を利用することができる。該乳化重合に際しては、必要に応じて、乳化剤や重合開始剤等を用いることができる。また、水性の有機溶媒(例えば、メタノール、エタノールなどのアルコールやグリコールエーテル類など)が含まれていてもよい。
前記乳化剤としては、例えば、酸、アルカリ、界面活性剤(例えば、非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤など)などの乳化剤や、樹脂エマルジョンなどが挙げられる。
また、重合開始剤(触媒)としては、公知乃至慣用の開始剤を用いることができる。エマルジョン共重合における重合開始剤としては、例えば、過酸化水素、ベンゾイルパーオキシド等の有機過酸化物、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、アゾビスイソブチロニトリルなどが挙げられる。また、これらの開始剤は、酒石酸、ロンガリット、重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸などの還元剤と組み合わせて、レドックス系開始剤として用いることもでき、このようなレドックス系開始剤としては、例えば、過酸化水素と酒石酸等の還元剤からなるレドックス系開始剤などが挙げられる。
なお、連鎖移動剤として、イソプロパノール、ドデシルメルカプタンなどの少量の有機溶剤を系内に添加してもよい。このような重合開始剤や連鎖移動剤は、系内に一括添加してもよく、間欠的又は連続的に添加してもよい。
前記式(1)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を、上記シリル化ウレタン樹脂の存在下、エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体と共重合する場合に用いられるシリル化ウレタン樹脂は、望ましくは、ポリオール化合物(ポリオール成分)等のイソシアネート反応性基含有化合物とポリイソシアネート化合物(ポリイソシアネート成分)とを反応させてウレタンプレポリマーを製造し、このウレタンプレポリマーを、アミノシラン化合物と(メタ)アクリレートとをマイケル付加させて得られる合成物と、反応させることによって製造することができる。
上記ウレタンプレポリマーを製造する際に用いられるイソシアネート反応性基含有化合物としては、イソシアネート基に対して反応性を有する基を含有している化合物であれば特に制限されず、例えば、ウレタンプレポリマーを製造する際に通常用いられるポリオール化合物、ポリアミン化合物等のイソシアネート反応性基含有化合物を好適に用いることができる。該イソシアネート反応性基含有化合物としては、例えば、多価アルコール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリアクリルポリオール、ヒマシ油などのポリオール化合物;ポリアミン化合物;ポリチオール化合物や、その他のイソシアネート基に対して反応性を有するイソシアネート反応性基含有化合物などが挙げられる。イソシアネート反応性基含有化合物は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
多価アルコールには、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−テトラメチレンジオール、1,3−テトラメチレンジオール、2−メチル−1,3−トリメチレンジオール、1,5−ペンタメチレンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサメチレンジオール、3−メチル−1,5−ペンタメチレンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタメチレンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、シクロヘキサンジオール類(1,4−シクロヘキサンジオールなど)、ビスフェノール類(ビスフェノールAなど)、糖アルコール類(キシリトールやソルビトールなど)などが含まれる。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリアルキレングリコールの他、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体などのモノマー成分として複数のアルキレンオキシドを含む(アルキレンオキサイド−他のアルキレンオキサイド)共重合体などが挙げられる。このようなポリエーテルポリオールとしては、例えば、アンモニア、エチレンジアミン、尿素、モノメチルジエタノールアミン、モノエチルジエタノールアミン等のアミン類の1種又は2種以上の存在下、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等を開環重合して得られるランダム又はブロック共重合体等が挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、多価アルコールと多価カルボン酸との縮合重合物;環状エステル(ラクトン)の開環重合物;多価アルコール、多価カルボン酸及び環状エステルの3種類の成分による反応物、ヒマシ油等の活性水素を2個以上有する活性水素化合物などを用いることができる。多価アルコールと多価カルボン酸との縮合重合物において、多価アルコールとしては、前記例示の多価アルコールを用いることができる。一方、多価カルボン酸としては、例えば、マロン酸、マレイン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸、トリメリット酸等の芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。また、環状エステルの開環重合物において、環状エステルとしては、例えば、プロピオラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトンなどが挙げられる。3種類の成分による反応物において、多価アルコール、多価カルボン酸、環状エステルとしては、前記例示のものなどを用いることができる。
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、多価アルコールとホスゲンとの反応物;環状炭酸エステル(アルキレンカーボネートなど)の開環重合物などが挙げられる。具体的には、多価アルコールとホスゲンとの反応物において、多価アルコールとしては、前記例示の多価アルコールを用いることができる。また、環状炭酸エステルの開環重合物において、アルキレンカーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、ヘキサメチレンカーボネートなどが挙げられる。なお、ポリカーボネートポリオールは、分子内にカーボネート結合を有し、末端がヒドロキシル基である化合物であればよく、カーボネート結合とともにエステル結合を有していてもよい。
ポリオレフィンポリオールは、オレフィンを重合体又は共重合体の骨格(又は主鎖)の成分とし且つ分子内に(特に末端に)ヒドロキシル基を少なくとも2つ有するポリオールである。前記オレフィンとしては、末端に炭素−炭素二重結合を有するオレフィン(例えば、エチレン、プロピレン等のα−オレフィンなど)であってもよく、また末端以外の部位に炭素−炭素二重結合を有するオレフィン(例えば、イソブテンなど)であってもよく、さらにはジエン(例えば、ブタジエン、イソプレンなど)であってもよい。
ポリアクリルポリオールは、(メタ)アクリレートを重合体又は共重合体の骨格(又は主鎖)の成分とし且つ分子内に(特に末端に)ヒドロキシル基を少なくとも2つ有するポリオールである。(メタ)アクリレートとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル[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)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシルなどの(メタ)アクリル酸C1−20アルキルエステルなど]が好適に用いられる。
なお、ポリオレフィンポリオールやポリアクリルポリオールにおいて、分子内にヒドロキシル基を導入するために、オレフィンや(メタ)アクリレートの共重合成分として、ヒドロキシル基を有するα,β−不飽和化合物[例えば、(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等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルなど]を用いることができる。
なお、イソシアネート反応性基含有化合物としての、ポリアミン化合物やポリチオール化合物としては、例えば、前記例示のポリオール化合物に対応するポリアミン化合物やポリチオール化合物などが挙げられる。
なお、イソシアネート反応性基含有化合物の分子量(又は数平均分子量)は、通常、50〜25,000程度の範囲から選択することができる。
上記ウレタンプレポリマーを製造する際に用いられるポリイソシアネート化合物としては、ウレタンプレポリマーを製造する際に通常用いられるポリイソシアネート化合物であれば特に制限されない。該ポリイソシアネート化合物には、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネートなどが含まれる。ポリイソシアネート化合物は単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
ポリイソシアネート化合物としては、ジイソシアネート化合物を好適に用いることができる。ジイソシアネート化合物としては、脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族ジイソシアネート化合物等が挙げられる。以下、それらの具体例を挙げる。
脂肪族ジイソシアネート化合物:トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、1,2−ブチレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、2,4,4−又は2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネートメチルカプロエート等。
脂環式ジイソシアネート化合物:1,3−シクロペンテンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、4,4′−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート等。
芳香脂肪族ジイソシアネート化合物:1,3−若しくは1,4−キシリレンジイソシアネート又はそれらの混合物、ω,ω′−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,3−若しくは1,4−ビス(1−イソシアネート−1−メチルエチル)ベンゼン又はそれらの混合物等。
芳香族ジイソシアネート化合物:m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート、4,4′−トルイジンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイソシアネート等。
なお、ジイソシアネート化合物を除くポリイソシアネート化合物としては、例えば、イソシアネート基を3つ以上有する脂肪族、脂環式、芳香脂肪族又は芳香族ポリイソシアネート化合物等が挙げられる。以下、それらの具体例を挙げる。
イソシアネート基を3つ以上有する脂肪族ポリイソシアネート化合物:リジンエステルトリイソシアネート、1,4,8−トリイソシアネートオクタン、1,6,11−トリイソシアネートウンデカン、1,8−ジイソシアネート−4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−トリイソシアネートヘキサン、2,5,7−トリメチル−1,8−ジイソシアネート−5−イソシアネートメチルオクタン等。
イソシアネート基を3つ以上有する脂環式ポリイソシアネート化合物:1,3,5−トリイソシアネートシクロヘキサン、1,3,5−トリメチルイソシアネートシクロヘキサン、3−イソシアネート−3,3,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、2−(3−イソシアネートプロピル)−2,5−ジ(イソシアネートメチル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、2−(3−イソシアネートプロピル)−2,6−ジ(イソシアネートメチル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、5−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−3−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、6−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−3−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、5−(2−イソシアネートエチル)−2−イソシアネートメチル−2−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン、6−(2−イソシアネートエチル)−2−(3−イソシアネートプロピル)−ビシクロ[2,2,1]ヘプタン等。
イソシアネート基を3つ以上有する芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物:1,3,5−トリイソシアネートメチルベンゼン等。
イソシアネート基を3つ以上有する芳香族ポリイソシアネート化合物:トリフェニルメタン−4,4′,4″−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアネートベンゼン、2,4,6−トリイソシアネートトルエン、4,4′−ジフェニルメタン−2,2′,5,5′−テトライソシアネート等。
なお、本発明では、ポリイソシアネート化合物としては、前記例示の脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネートによる二量体や三量体、反応生成物又は重合物(例えば、ジフェニルメタンジイソシアネートの二量体や三量体、トリメチロールプロパンとトリレンジイソシアネートとの反応生成物、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートとの反応生成物、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリエーテルポリイソシアネート、ポリエステルポリイソシアネートなど)なども用いることができる。また、ポリイソシアネート化合物とともに、ジイソチオシアネート系化合物(例えば、フェニルジイソチオシアネートなど)を併用することができる。
ポリオール化合物等のイソシアネート反応性基含有化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させてウレタンプレポリマーを製造する方法は、通常のウレタンプレポリマーを製造する方法に準じて行うことができる。
アミノシラン化合物と(メタ)アクリレートとをマイケル付加させて得られる合成物を製造する際に用いられる(メタ)アクリレートとしては、上記の共重合時に用いられる(メタ)アクリレートの中から選択することができる。又、アミノシラン化合物としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(n−ブチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(n−ブチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。アミノシラン化合物と(メタ)アクリレートとのマイケル付加反応は、例えば、20〜120℃の温度で行うことができ、また、その反応時間は、例えば、数時間〜数日間の範囲から選択することができる。
上記ウレタンプレポリマーと上記マイケル付加物との反応は、例えば、50〜150℃の温度で行うことができ、また、その反応時間は、例えば、20分間〜12時間の範囲から選択することができる。
このようにして得られたシリル化ウレタン樹脂の存在下、前記式(1a)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物と、(メタ)アクリレート等のエチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体とを共重合する方法としては、特に制限されず、(メタ)アクリレートの(共)重合方法として通常行われて共重合方法を採用することができ、このような共重合方法としては、例えば、ラジカル重合(共重合)方法、アニオン重合(共重合)方法、カチオン重合(共重合)方法等、既知の重合(共重合)方法のいずれであってもよい。特に、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)、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(2−メチル−4−トリメトキシシリルペントニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチル−4−メチルジメトキシシリルペントニトリル)等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキシド、t−アルキルパーオキシエステル、アセチルパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート等の過酸化物重合開始剤の存在下行う、ラジカル重合法が好適である。この際、ラウリルメルカプタン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、チオ−β−ナフトール、チオフェノール、n−ブチルメルカプタン、エチルチオグリコレート、イソプロピルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、γ−トリメトキシシリルプロピルジスルフィド等の連鎖移動剤の存在下に重合を行うことができる。重合反応は、20〜200℃、特に50〜150℃の温度で数時間〜数十時間行うことが好ましい。又、キシレン、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の溶媒の存在下に重合を行うことができる。
このようにして得られたシリル化ウレタン樹脂と(メタ)アクリレートとの共重合体は、例えば、接着剤、シーラント、塗料等に好適であるが、それら接着剤、シーラント、塗料等にするには、更に、硬化触媒、充填材、可塑剤、溶剤、脱水剤等の各種添加剤を目的性能に応じて添加混合すれば良い。
前記硬化触媒としては、例えば、有機錫化合物;金属錯体;アミン等の塩基性化合物;有機燐酸化合物;水(空気中の湿気)などが使用できる。硬化触媒は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。具体的には、有機錫化合物としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジマレエート、ジブチル錫フタレート、オクチル酸第一錫、ジブチル錫メトキシド、ジブチル錫ジアセチルアセテート、ジブチル錫ジバーサテート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫オキサイドとフタル酸ジエステルとの反応生成物、ジアルキル錫シリケート化合物、ポリ(ジアルキルスタノキサン)ジシリケート化合物、商品名「ネオスタンU−303(日東化成社製)」、商品名「ネオスタンU−700(日東化成社製)」、商品名「ネオスタンU−700ES(日東化成社製)」、商品名「SCAT−32A(三共有機合成社製)」等が挙げられる。
金属錯体としては、例えば、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、トリエタノールアミンチタネート等のチタネート化合物類、オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト、オクチル酸ビスマス、ビスマスバーサテート、ビスマストリス(2−エチルヘキサノエート)、ビスマストリスネオデカノエート等のカルボン酸金属塩、アルミニウムアセチルアセトナート錯体、バナジウムアセチルアセトナート錯体等の金属アセチルアセトナート錯体等が挙げられる。
塩基性化合物としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンザルコニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩類、三共エアプロダクツ社製のDABCO(登録商標)シリーズ、DABCO BLシリーズ、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセ−7−エン等の複数の窒素を含む直鎖或いは環状の第三級アミン及び第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
有機燐酸化合物としては、例えば、モノメチル燐酸、ジ−n−ブチル燐酸、燐酸トリフェニル等が挙げられる。
また、充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、各種処理炭酸カルシウム、フュームドシリカ、クレー、タルク、各種バルーンの他、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物等が挙げられる。なお、前記金属水酸化物は難燃剤としての機能を有している。
可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等のフタル酸エステル類、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル等の脂肪族カルボン酸エステル等を用いることができる。
溶剤としては、例えば、上記シリコーン系樹脂と相溶性がよく水分含有率が500ppm以下であればいずれを用いても良い。
脱水剤としては、例えば、生石灰、酸化マグネシウム、オルト珪酸エステル、無水硫酸ナトリウム、ゼオライト、メチルシリケート、エチルシリケート、ビニルアルコキシシラン、各種アルキルアルコキシシラン(通称:シランカップリング剤)等が挙げられる。
なお、その他の添加剤としては、例えば、老化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、各種タッキファイアー、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等が挙げられる。これらの添加剤としては、公知乃至慣用のものを使用することができる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
実施例A1
(1)KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及びイソアミルアクリレート:1モルを、40℃で2日間反応させて反応物(A1−1)を得た。
(2)前記反応物(A1−1):1モル、及びトリエチレングリコールジアクリレート:1モルを、50℃で7日間反応させて、前記式(1a)のLA2が「−CO−」、RA1及びRA2が共に水素原子、XAが前記式(5a)で表され、且つ前記式(5a)におけるZAがイソアミルオキシ基の化合物である反応物(A1−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(A1−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)において吸収が観測された。
(3)コンデンサー及び撹拌装置付きフラスコを温度制御できる湯煎中に浸し、前記フラスコ中に水:38質量部、アニオン型界面活性剤(アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、有効成分30質量%):2質量部、及びノニオン型界面活性剤(ポリ酸化エチレンノニルフェニルエーテル、HLB=18.0):2質量部を入れ、溶解させた。その後、フラスコ内の温度を70℃に上昇させ、n−ブチルアクリレート:32質量部、メチルメタクリレート:26質量部、及び反応物(A1−2):2質量部の混合物、並びに過硫酸アンモニウムの10質量%水溶液:1.5質量部を、5時間掛けて滴下し、重合させて合成物(A1)を得た。
比較例A1
実施例1で用いたフラスコに、水:38質量部、アニオン型界面活性剤(アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、有効成分30質量%):2質量部、及びノニオン型界面活性剤(ポリ酸化エチレンノニルフェニルエーテル、HLB=18.0):2質量部を入れ、溶解させた。その後、フラスコ内の温度を70℃に上昇させ、n−ブチルアクリレート:32質量部、メチルメタクリレート:26質量部、及びKBM503(商品名:信越化学工業社製、γ−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン):0.8質量部の混合物、並びに過硫酸アンモニウムの10質量%水溶液:1.5質量部を、5時間掛けて滴下し、重合させて合成物(比A1)を得た。
比較例A2
実施例A1で用いたフラスコに、水:38質量部、アニオン型界面活性剤(アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、有効成分30質量%):2質量部、及びノニオン型界面活性剤(ポリ酸化エチレンノニルフェニルエーテル、HLB=18.0):2質量部を入れ、溶解させた。その後、フラスコ内の温度を70℃に上昇させ、n−ブチルアクリレート:32質量部、及びメチルメタクリレート:26質量部の混合物、並びに過硫酸アンモニウムの10質量%水溶液:1.5質量部を、5時間掛けて滴下し、重合させて合成物(比A2)を得た。
実施例A2
(1)KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及びN−シクロヘキシルマレイミド:1モルを、40℃で5日間反応させて反応物(A2−1)を得た。
(2)反応物(A2−1):1モル、及びネオペンチルグリコールジアクリレート:1モルを、40℃で10日間反応させて、前記式(1a)のLA2が「−CO−」、RA1及びRA2が共に水素原子、XAが前記式(5c)で表される化合物である反応物(A2−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(A2−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1160cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)において吸収が観測された。このように、反応物(A2−2)の赤外線吸収スペクトル測定では、マレイイミド中の不飽和結合に由来する吸収(1150cm−1付近、690cm−1付近)が観測されず、消失していた。
(3)反応物(A1−2):2質量部の代りに、反応物(A2−2):1.5質量部を用いたこと以外は、実施例A1の(3)と同様に重合して、合成物(A2)を得た。
上記の実施例A1、実施例A2及び比較例A2で得られた各合成物は、安定したエマルジョン状態を有していたのに対して、比較例A1で得られた合成物はゲル状物質が多く混入していた。又、実施例A1、実施例A2及び比較例A2で得られた各合成物をアサダ木材に塗布し(乾燥後の厚み30μm)、60℃で1時間乾燥した後、23℃の水に2時間浸漬したところ、実施例A1及び実施例A2のものは、全く白化しなかったのに対して、比較例A2で得られたものは白化しており、しかも該比較例A2に係る合成物の塗膜を容易にアサダ木材から剥がすことができた。
この結果から、本発明の化合物である合成物(A1,A2)を用いることにより、耐水性に優れた塗膜を形成できるエマルジョンを安定に製造することができる。
実施例A3
(1)KBM573(商品名:信越化学工業社製、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及び2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート(共栄社化学社製、商品名:ライトエステルG−201P):1モルを、40℃で10日間反応させて、前記式(1a)のLA2が「−CO−」、RA1がメチル基、RA2が水素原子、XAが前記式(5e)で表される化合物である反応物(A3−1)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(A3−1)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1170cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3040cm−1付近(芳香環のC−H)、1500cm−1付近(芳香環のC−C)において吸収が観測された。
(2)数平均分子量10,000のポリオキシプロピレンジオール(プレミノール4010、商品名、旭硝子社製):1,000g、ディスモジュールH−s(商品名:住友バイエルウレタン社製、ヘキサメチレンジイソシアネート):34gの割合で、両化合物を、窒素雰囲気下、攪拌しながら90℃で8時間反応させてウレタンプレポリマー(A3−2)を得た。
(3)窒素気流中で、KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):171g、2−エチルヘキシルアクリレート:184gの割合で、両化合物を、35℃で7日間反応させて反応物(A3−3)を得た。
(4)ウレタンプレポリマー(A3−2):1,000g、反応物(A3−3):75gの割合で、両化合物を、窒素雰囲気下、攪拌しながら90℃で1時間反応させて、イソシアネート基(NCO)を総てシリル化した液状のウレタン系樹脂(A3−4)を得た。
(ビニル重合体の合成例)
(5)ウレタン系樹脂(A3−4):500g中に、n−ブチルアクリレート:150g、ラウリルメルカプタン:2g、反応物(A3−1):10g、アゾビスイソブチロニトリル:2gの割合で用いた混合溶液を、100℃で2時間かけて滴下し、重合させて合成物(A3)を得た。
(6)合成物(A3):1,000g、炭酸カルシウム(NS400、商品名:白石工業社製):500g、及び処理炭酸カルシウム(白艶華CCR、商品名:白石工業社製):500gをプラネタリーミキサーに入れて減圧下100℃で加熱脱水した後、室温に冷却し、KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):50g、KBM403(商品名:信越化学工業社製、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン):30g、及びスタンNo.918(商品名:三共有機合成社製、有機錫触媒):10gを混練して、ウレタン系樹脂組成物(A3−a)を得た。
比較例A3
(1)反応物(A3−1)の代りに、KBM503(商品名:信越化学工業社製、γ−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン):6gを用いたこと以外は、実施例A3の(5)と同様に重合して、合成物(比A3)を得た。
(2)合成物(A3)の代りに、合成物(比A3)を用いたこと以外は、実施例A3の(6)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(比A3−a)を得た。
実施例A4
(1)ディスモジュールH−s(商品名:住友バイエルウレタン社製、ヘキサメチレンジイソシアネート):1モル、及びn−ブタノール:1モルを、40℃で1日間反応させて反応物(A4−1)を得た。
(2)反応物(A4−1):1モル、及びKBE603(商品名:信越化学工業社製、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):1モルを、40℃で3日間反応させて反応物(A4−2)を得た。
(3)反応物(A4−2):1モル、及びD111(商品名:ナガセ化成社製、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシ−1−アリロキシプロパン):1モルを、45℃で7日間反応させて、前記式(1a)のLA2が「−CH2−」、RA1及びRA2が共に水素原子、XAが前記式(5f)又は(5g)で表される化合物である反応物(A4−3)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(A4−3)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1170cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3360cm−1付近(尿素結合等のN−H)において吸収が観測された。
(4)反応物(A3−1)の代りに、反応物(A4−3)を用いたこと以外は、実施例A3の(5)と同様に重合して、合成物(A4)を得た。
(5)合成物(A3)の代りに、合成物(A4)を用いたこと以外は、実施例A3の(6)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(A4−a)を得た。
実施例A5
(1)KBM602(商品名:信越化学工業社製、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):1モル、アクリロニトリル:1モル、及び2−エチルヘキシルアクリレート:1モルを、50℃で8日間反応させて反応物(A5−1)を得た。
(2)反応物(A5−1):2.1モル、及びライトアクリレートTMP−A(商品名:共栄社化学社製、トリメチロールプロパントリアクリレート):1モルを、45℃で7日間反応させて、前記一般式(1a)のLA2が「−CO−」、RA1及びRA2が共に水素原子、XAが前記式(5f)又は(5g)で表される化合物である反応物(A5−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(A5−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、2200cm−1付近(シアノ基のC−N三重結合)において吸収が観測された。
(3)反応物(A3−1)の代りに、反応物(A5−2)を用いたこと以外は、実施例A3の(5)と同様に重合して、合成物(A5)を得た。
(4)合成物(A3)の代りに、合成物(A5)を用いたこと以外は、実施例A3の(6)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(A5−a)を得た。
実施例A6
(1)KBM902(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン):1モル、及びアクリロニトリル:1モルを、40℃で8日間反応させて反応物(A6−1)を得た。
(2)反応物(A6−1):1モル、及び1,9−ノナンジアクリレート:1モルを、50℃で5日間反応させて、前記式(1a)のLA2が「−CO−」、RA1及びRA2が共に水素原子、XAが前記式(5b)の化合物である反応物(A6−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(A6−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1170cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、2150cm−1付近(シアノ基のC−N三重結合)において吸収が観測された。
(3)反応物(A3−1)の代りに、反応物(A6−2)を用いたこと以外は、実施例A3の(5)と同様に重合して、合成物(A 6)を得た。
(4)合成物(A3)の代りに、合成物(A6)を用いたこと以外は、実施例A3の(6)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(A6−a)を得た。
実施例A7
(1)イソホロンジイソシアネート(IPDI):1モル、及びエチレングリコールモノヘキシルエーテル:1モルを、50℃で14日間反応させて反応物(A7−1)を得た。
(2)KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及び反応物(A7−1):1モルを、40℃で10日間反応させて反応物(A7−2)を得た。
(3)反応物(A7−2):1モル、及び1,6−ヘキサンジオールジアクリレート:1モルを、50℃で14日間反応させて、前記式(1a)のLA2が「−CO−」、RA1及びRA2が共に水素原子、XAが前記式(5d)で表される化合物である反応物(A7−3)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(A7−3)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3370cm−1付近(尿素結合等のN−H)において吸収が観測された。
(4)反応物(A3−1)の代りに、反応物(A7−3)を用いたこと以外は、実施例A3の(5)と同様に重合して、合成物(A7)を得た。
(5)合成物(A3)の代りに、合成物(A7)を用いたこと以外は、実施例A3の(6)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(A7−a)を得た。
実施例A8
(1)KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及びKBM5103(商品名:信越化学工業社製、γ−アクリロイキシプロピルトリメトキシシラン):1モルを、40℃で6日間反応させて反応物(A8−1)を得た。
(2)反応物(A8−1):1モル、及び1,9−ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート:1モルを、50℃で5日間反応させて、前記式(1a)のLA2が「−CO−」、RA1及びRA2が共に水素原子、XAが前記式(5a)であり、且つ前記式(5a)におけるZAが前記式(6)で表される化合物である反応物(A8−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(A8−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1170cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)において吸収が観測された。
(3)反応物(A3−1)の代りに、反応物(A8−2)を用いたこと以外は、実施例A3の(5)と同様に重合して、合成物(A8)を得た。
(4)合成物(A3)の代りに、合成物(A8)を用いたこと以外は、実施例A3の(6)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(A8−a)を得た。
上記実施例A3〜A8及び比較例A3で得られたウレタン系樹脂組成物を用い、被着材としてアサダ/軟鋼製板を貼合わせ、23℃・相対湿度60%で7日間養生して、これらの剥離接着強さ(N/25mm)をJIS K 6854に準じて測定した。それらの結果を表1に示した。
表1から明らかなように、本発明の化合物を原料として用いて調製したウレタン系樹脂組成物は、接着性に優れていることが判る。
従って、実施例A1〜A8に係る本発明の化合物は、従来の加水分解性珪素基含有不飽和二重結合を有する化合物に比べて、(メタ)アクリレートと容易にエマルジョン重合することができ、又、(メタ)アクリレートとのラジカル重合によって得られる共重合体を用いたウレタン系樹脂組成物は、接着強度が大きく、例えば、接着剤、シーリング剤、塗料等のコーティング剤(被覆剤)の原料として有効である。
実施例B1
窒素気流中で、KBM603(商品名:信越化学工業社製、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):1モル、及びラウリルアクリレート:1モルを、40℃で7日間反応させて反応物(B1−1)を得た。
(2)ノルボルネンジイソシネート(NBDI):1モル、及び2−エチルヘキシルアルコール:1モルを、40℃で7日間反応させて反応物(B1−2)を得た。
(3)反応物(B1−1)と反応物(B1−2)とを当量、30℃で2日間反応させて反応物(B1−3)を得た。
(4)反応物(B1−3):1モル、及びNBDI:1モルを、30℃で2日間反応させて反応物(B1−4)を得た。
(5)反応物(B1−4)にアリルアルコール:1モルを加え、40℃で4日間反応させて、前記式(1b)LBが前記式(8d)で表され且つ該式(8d)のRB5が前記式(9a)で表され、RB2が前記式(11f)又は(11g)で表される化合物である反応物(B1−5)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B1−5)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3340cm−1付近(尿素結合等のN−H)において吸収が観測された。
(6)コンデンサー及び撹拌装置付きフラスコを温度制御できる湯煎中に浸し、前記フラスコ中に水:38質量部、アニオン型界面活性剤(アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、有効成分30質量%):2質量部、及びノニオン型界面活性剤(ポリ酸化エチレンノニルフェニルエーテル、HLB=18.0):2質量部を入れ、溶解させた。その後、フラスコ内の温度を70℃に上昇させ、n−ブチルアクリレート:30質量部、メチルメタクリレート:28質量部、及び反応物(B1−5):2質量部の混合物、並びに過硫酸アンモニウムの10質量%水溶液:1.5質量部を、6時間掛けて滴下し、重合させて合成物(B1)を得た。
比較例B1
実施例B1で用いたフラスコに、水:38質量部、アニオン型界面活性剤(アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、有効成分30質量%):2質量部、及びノニオン型界面活性剤(ポリ酸化エチレンノニルフェニルエーテル、HLB=18.0):2質量部を入れ、溶解させた。その後、フラスコ内の温度を70℃に上昇させ、n−ブチルアクリレート:32質量部、メチルメタクリレート:26質量部、及びKBM503(商品名:信越化学工業社製、γ−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン):0.8質量部の混合物、並びに過硫酸アンモニウムの10質量%水溶液:1.5質量部を、5時間掛けて滴下し、重合させて合成物(比B1)を得た。
比較例B2
実施例B1で用いたフラスコに、水:38質量部、アニオン型界面活性剤(アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、有効成分30質量%):2質量部、及びノニオン型界面活性剤(ポリ酸化エチレンノニルフェニルエーテル、HLB=18.0):2質量部を入れ、溶解させた。その後、フラスコ内の温度を70℃に上昇させ、n−ブチルアクリレート:32質量部、及びメチルメタクリレート:26質量部の混合物、並びに過硫酸アンモニウムの10質量%水溶液:1.5質量部を、5時間掛けて滴下し、重合させて合成物(比B2)を得た。
実施例B2
(1)窒素気流中で、KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及びアクリロニトリル:1モルを、40℃で5日間反応させて反応物(B2−1)を得た。
(2)窒素気流中で、ヘキサメチレンジイソシネート:1モル中に、反応物(B2−1):1モルを50℃で30分掛けて滴下した後、60℃で1日間反応させて反応物(B2−2)を得た。
(3)反応物(B2−2):1モル中に、アリルメルカプタン:0.5モルとオイゲノール:0.7モルとを加え、50℃で7日間反応させて、前記式(1b)のLBが前記式(8d)で表され且つ該式(8d)のRB5が前記式(9a)又は(9b)で表され、RB2が前記式(11b)の化合物である反応物(B2−3)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B2−3)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1170cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3320cm−1付近(尿素結合等のN−H)、2200cm−1付近(シアノ基のC−N三重結合)、3020cm−1付近(芳香環のC−H)、1500cm−1付近(芳香環のC−C)において吸収が観測された。
(4)数平均分子量10,000のポリオキシプロピレンジオール(プレミノール4010、商品名、旭硝子社製):1,000g、ディスモジュールH−s(商品名:住友バイエルウレタン社製、ヘキサメチレンジイソシアネート):34gの割合で、両化合物を、窒素雰囲気下、攪拌しながら90℃で9時間反応させてウレタンプレポリマー(B2−4)を得た。
(5)窒素気流中でKBM603(商品名:信越化学工業社製、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):222g、2−エチルヘキシルアクリレート:368gの割合で、両化合物を、35℃で7日間反応させて反応物(B2−5)を得た。
(6)ウレタンプレポリマー(B2−4):1,000g、反応物(B2−5):75gの割合で、両化合物を、窒素雰囲気下、攪拌しながら90℃で1時間反応させて、イソシアネート基(NCO)を総てシリル化した液状のウレタン系樹脂(B2−6)を得た。
(ビニル重合体の合成例)
(7)ウレタン系樹脂(B2−6)500g中に、n−ブチルアクリレート:150g、ラウリルメルカプタン:2g、反応物(B2−3):10g、アゾビスイソブチロニトリル:2gの割合で用いた混合溶液を、100℃で2時間かけて滴下し、重合させて合成物(B2)を得た。
(8)合成物(B2):1,000g、炭酸カルシウム(NS400、商品名:白石工業社製):500g、及び処理炭酸カルシウム(白艶華CCR、商品名:白石工業社製):500gをプラネタリーミキサーに入れて減圧下100℃で加熱脱水した後、室温に冷却し、KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):50g、KBM403(商品名:信越化学工業社製、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン):30g、及びスタンNo.918(商品名:三共有機合成社製、有機錫触媒):10gを混練して、ウレタン系樹脂組成物(B2−a)を得た。
比較例B3
(1)反応物(B2−3)の代りに、KBM503(商品名:信越化学工業社製、γ−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン):6gを用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様にして、合成物(比B3)を得た。
(2)合成物(B2)の代りに、合成物(比B3)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(比B3−a)を得た。
比較例B4
(1)ウレタン系樹脂(B2−6)の代りに、ウレタン系樹脂(2−6)と変成シリコーン樹脂(鐘淵化学工業社製、商品名S−303)とを7:3(質量比)の割合で混合したものを用いたこと以外は、比較例B3の(1)と同様にして、合成物(比B4)を得た。
(2)合成物(比B3)の代りに、合成物(比B4)を用いたこと以外は、比較例B3の(2)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(比B4−a)を得た。
実施例B3
(1)窒素気流中で、KBM603(商品名:信越化学工業社製、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):1モル、及びメチルアクリレート:1モルを、40℃で1日間反応させて反応物(B3−1)を得た。
(2)窒素気流下、ヘキサメチレンジイソシネート:1モル中に、イソノニルアルコール:1モルを50℃で30分掛けて滴下した後、60℃で1日間反応させて反応物(B3−2)を得た。
(3)反応物(B3−1):1モル中に、反応物(B3−2):1モルを加え、50℃で7日間反応させて反応物(B3−3)を得た。
(4)反応物(B3−3):1モルと、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンンジルイソシアネート(武田薬品工業社製、商品名:m−TMI):1モルとを23℃で2日間反応させて、前記式(1b)のLBが一般式(8a)であり、RB2が前記式(11f)又は(11g)で表される化合物である反応物(B3−4)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B3−4)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3360cm−1付近(尿素結合等のN−H)、3080cm−1付近(芳香環のC−H)、1500cm−1付近(芳香環のC−C)において吸収が観測された。
(5)反応物(B1−5)の代りに、反応物(B3−4)を用いたこと以外は、実施例B1の(6)と同様に重合して、合成物(B3)を得た。
実施例B4
(1)窒素気流中でKBM902(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン):1モル、及び2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(東亜合成化学社製、商品名:M−5700):1モルを、40℃で5日間反応させて反応物(B4−1)を得た。
(2)窒素気流下、反応物(B4−1):1モル中に、2−メタクリロイロキシエチルイソシアネート(昭和電工社製、商品名:カレンズMOI):1モルを、50℃で30分掛けて滴下した後、60℃で1日間反応させて、前記式(1b)のLBが前記式(8a)であり、RB2が前記式(11a)で表される化合物である反応物(B4−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B4−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1160cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3350cm−1付近(尿素結合等のN−H)、3030cm−1付近(芳香環のC−H)、1500cm−1付近(芳香環のC−C)において吸収が観測された。
(3)反応物(B1−5)の代りに、反応物(B4−2)を用いたこと以外は、実施例B1の(6)と同様に重合して、合成物(B4)を得た。
実施例B5
(1)窒素気流中で、KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及びフェニルマレイミド:1モルを、40℃で2日間反応させて反応物(B5−1)を得た。
(2)窒素気流中で、ヘキサメチレンジイソシネート:1モル中に、反応物(B5−1):1モルを、50℃で30分掛けて滴下した後、60℃で1日間反応させて反応物(B5−2)を得た。
(3)ジェファーミンD−2000(商品名:サンテクノケミカル社製、平均分子量(数平均分子量)2,000のジアミン化合物):200gと、反応物(B5−2):52gとを混合し、50℃で2日間保った後、更に2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート(共栄社化学社製、商品名:ライトエステルG−201P):21gを加えて、40℃で5日間反応させて、一般式(1b)のLBが前記式(8d)で表され且つ該式(8d)のRB5が前記式(9c)で表され、RB2が前記式(11c)で表される化合物である反応物(B5−3)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B5−3)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1170cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3050cm−1付近(芳香環のC−H)、1500cm−1付近(芳香環のC−C)、1100cm−1付近(エーテル結合のC−O−C)において吸収が観測された。
(4)反応物(B2−3)の代りに、反応物(B5−3)を用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様に重合して、合成物(B5)を得た。
(5)合成物(B2)の代りに、合成物(B5)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(B5−a)を得た。
実施例B6
(1)窒素気流中で、ジェファーミンD−400(商品名:サンテクノケミカル社製、平均分子量(数平均分子量)400のジアミン化合物):200gと、メチルアクリレート:86gとを混合して反応物(B6−1)を得た。
(2)反応物(B6−1)を50℃で3時間保った後、KBE9007(商品名:信越化学工業社製、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン):124g、及びm−TMI(商品名:武田薬品工業社製、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンンジルイソシアネート):100.5gを混合し、40℃で3時間反応させて、前記式(1b)のLBが前記式(8c)であり、RB2が前記式(8d)で表される化合物である反応物(B6−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B6−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3340cm−1付近(尿素結合等のN−H)、3060cm−1付近(芳香環のC−H)、1500cm−1付近(芳香環のC−C)、1100cm−1付近(エーテル結合のC−O−C)において吸収が観測された。
(3)反応物(B2−3)の代りに、反応物(B6−2)を用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様に重合して、合成物(B6)を得た。
(4)合成物(B2)の代りに、合成物(B6)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(B6−a)を得た。
実施例B7
(1)窒素気流中で、KBM573(商品名:信越化学工業社製、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及びイソホロンジイソシネート(IPDI):1モルを、40℃で2日間反応させて反応物(B7−1)を得た。
(2)アリルアミン:1モル、及びn−ブチルアクリレート:1モルを、室温で1日間反応させ、更にIPDI:1モルを加え、40℃で2日間反応させて反応物(B7−2)を得た。
(3)P−400(商品名:旭電化工業社製、平均分子量(数平均分子量)400のポリエーテルポリオール):200gに、反応物(B7−1):238.5g、及び反応物(B7−2):204.6gを加えて、80℃で6時間反応させて、前記式(1b)のLBが前記式(8d)で表され且つ該式(8d)のRB5が前記式(9c)で表され、RB2が前記式(11e)で表される化合物である反応物(B7−3)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B7−3)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3350cm−1付近(尿素結合等のN−H)において吸収が観測された。
(4)反応物(B2−3)の代りに、反応物(B7−3)を用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様に重合して、合成物(B7)を得た。
(5)合成物(B2)の代りに、合成物(B7)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(B7−a)を得た。
実施例B8
(1)窒素気流中で、IPDI(イソホロンジイソシアネート):1モル、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル:1モルを、40℃で6時間反応させて反応物(B8−1)を得た。
(2)窒素気流中で、KBM603(商品名:信越化学工業社製、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):1モルに、マレイン酸ジメチル:1モルを加え、23℃で3時間反応させた後、反応物(B8−1):1モルを加え、50℃で2日間反応させて反応物(B8−2)を得た。
(3)IPDI(イソホロンジイソシアネート):1モルに、反応物(B8−2):1モルを加えた後、プロパルギルアルコール:1モルを加え、40℃で5日間反応させて、前記式(1b)のLBが前記式(8d)で表され且つ該式(8d)のRB5が前記式(9a)で表され、RB2が前記式(11f)又は(11g)で表される化合物である反応物(B8−3)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B8−3)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1170cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3340cm−1付近(尿素結合等のN−H)、3280cm−1付近(プロパルギル基のC−C三重結合)において吸収が観測された。
(4)ウレタン系樹脂(B2−6)の代りに、ウレタン系樹脂(B2−6)と、変成シリコーン樹脂(鐘淵化学工業社製、商品名S−303)とを7:3(質量比)の割合で混合したものを用い、かつ反応物(B2−3)の代りに、反応物(B8−3)を用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様に重合して、合成物(B8)を得た。
(5)合成物(B2)の代りに、合成物(B8)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(B8−a)を得た。
実施例B9
(1)KBM573(商品名:信越化学工業社製、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)の代りに、KBM803(商品名:信越化学工業社製、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン):1モルを用いたこと以外は、実施例B7の(1)〜(3)と同様にして、前記式(1b)のLBが前記式(8d)で表され且つ該式(8d)のRB5が前記式(9b)で表され、RB2が前記式(11h)で表される化合物である反応物(B9−1)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B9−1)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3350cm−1付近(尿素結合等のN−H)、3050cm−1付近(芳香環のC−H)、1500cm−1付近(芳香環のC−C)において吸収が観測された。
(2)反応物(B2−3)の代りに、反応物(B9−1)を用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様に重合して、合成物(B9)を得た。
(3)合成物(B2)の代りに、合成物(B9)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(B9−a)を得た。
実施例B10
(1)KBM603(商品名:信越化学工業社製、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)の代りに、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジn−プロポキシシラン:1モルを用いたこと以外は、実施例B1の(1)と同様にすると共に、その後は、実施例B1の(2)〜(5)と同様にして、前記式(1b)のLBが前記式(8d)で表され且つ該式(8d)のRB5が前記式(9a)で表され、RB2が前記式(11f)又は(11g)で表される化合物である反応物(B10−1)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B10−1)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3360cm−1付近(尿素結合等のN−H)において吸収が観測された。
(2)反応物(B1−5)の代りに、反応物(B10−1):20質量部を用いたこと以外は、実施例B1の(6)と同様に重合して、合成物(B10)を得た。
実施例B11
(1)窒素気流中で、KBM573(商品名:信越化学工業社製、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及びm−TMI(商品名:武田薬品工業社製、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンンジルイソシアネート):1モルを、23℃で混合し、発熱が終了した後、50℃で1日間反応させて、前記式(1b)のLBが前記(8d)で表され且つ該式(8d)のRB5が前記式(9c)で表され、RB2が前記式(11e)で表される化合物である反応物(B11−1)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B11−1)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、3050cm−1付近(芳香環のC−H)、1500cm−1付近(芳香環のC−C)において吸収が観測された。
(2)反応物(B2−3)の代りに、反応物(B11−1)を用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様に重合して、合成物(B11)を得た。
(3)合成物(B2)の代りに、合成物(B11)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(B11−a)を得た。
実施例B12
(1)窒素気流中で、KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及びKBM5103(商品名:信越化学工業社製、γ−アクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン):1モルを、40℃で6日間反応させて反応物(B12−1)を得た。
(2)反応物(B12−1):1モル、及びm−TMI(商品名:武田薬品工業社製、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンンジルイソシアネート):1モルを、40℃で5日間反応させて、前記式(1bのLBが前記式(8a)で表され、RB2が前記式(11a)で表される化合物である反応物(B12−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B12−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1160cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3040cm−1付近(芳香環のC−H)、1500cm−1付近(芳香環のC−C)において吸収が観測された。
(3)反応物(B2−3)の代りに、反応物(B12−2)を用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様に重合して、合成物(B12)を得た。
(4)合成物(B2)の代りに、合成物(B12)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(B12−a)を得た。このウレタン系樹脂組成物(B12−a)について、貯蔵安定試験を行ったが、50℃で1ヶ月間経過後も、粘度の変化はほとんどなかった。
実施例B13
(1)窒素気流中で、XDI(キシリレンジイソシアネート):1モル、及び2−エチルヘキシルアルコール:1モルを、40℃で7日間反応させて反応物(B13−1)を得た。
(2)反応物(B13−1):1モル、及びKBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モルを、30℃で3日間反応させて反応物(B13−2)を得た。
(3)反応物(B13−2):1モル、及びNBDI(ノルボルネンジイソシアネート):1モルを、80℃で5日間反応させて反応物(B13−3)を得た。
(4)反応物(B13−3):1モル、及びアリルアルコール:1モルを、40℃で7日間反応させて、前記式(1b)のLBが前記式(8d)で表され且つ該式(8d)のRB5が前記式(9a)で表され、RB2が前記式(11d)で表される化合物である反応物(B13−4)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B13−4)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1170cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3330cm−1付近(尿素結合等のN−H)において吸収が観測された。
(5)反応物(B2−3)の代りに、反応物(B13−4)を用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様に重合して、合成物(B13)を得た。
(6)合成物(B2)の代りに、合成物(B13)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(B13−a)を得た。このウレタン系樹脂組成物(B13−a)について、貯蔵安定試験を行ったが、50℃で1ヶ月間経過後も、粘度の変化はほとんどなかった。
実施例B14
(1)窒素気流下、ヘキサメチレンジイソシアネート:1モル中に、アリルアルコール:1モルを、50℃で30分間かけて滴下した後、60℃で3日間反応させて反応物(B14−1)を得た。
(2)反応物(B14−1):1モルと、N−(n−ブチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン:1モルとを混合し、50℃で2日間反応させて前記式(1b)のLBが前記式(8d)で表され且つ該式(8d)のRB5が前記式(9a)で表され、RB2が前記式(11e)で表される化合物である反応物(B14−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B14−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3360cm−1付近(尿素結合等のN−H)において吸収が観測された。
(3)反応物(B2−3)の代りに、反応物(B14−2)を用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様に重合して、合成物(B14)を得た。
(4)合成物(B2)の代りに、合成物(B14)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(B14−a)を得た。
実施例B15
(1)アリルアミン:1モルと、n−ブチルアクリレート:1モルとを、窒素気流下で混合し、発熱が終了した後、40℃で2日間反応させて反応物(B15−1)を得た。
(2)窒素気流下、反応物(B15−1):184gと、KBE9007(商品名:信越化学工業社製、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン):205gとを反応させて、前記式(1b)のLBが前記式(8c)で表され、RB2が前記式(9c)で表される化合物である反応物(B15−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B15−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1170cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3350cm−1付近(尿素結合等のN−H)において吸収が観測された。
(3)反応物(B2−3)の代りに、反応物(B15−2)を用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様に重合して、合成物(B15)を得た。
(4)合成物(B2)の代りに、合成物(B15)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(B15−a)を得た。
実施例B16
(1)窒素気流中で、XDI(m−キシリレンジイソシアネート):1モル、及びKBM803(商品名:信越化学工業社製、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン):1モルを、90℃で24時間反応させて反応物(B16−1)を得た。
(2)アリルアミン:1モルと、n−ブチルアクリレート:1モルとを、窒素気流下で混合し、発熱が終了した後、40℃で2日間反応させて反応物(B16−2)を得た。
(3)窒素気流下、反応物(B16−1):192gと、反応物(B16−2):95gとを反応させて、前記式(1b)のLBが前記式(8d)で表され且つ該式(8d)のRB5が前記式(9c)で表され、RB2が前記式(11h)で表される化合物である反応物(B16−3)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(B16−3)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)において吸収が観測された。
(4)反応物(B2−3)の代りに、反応物(B16−3)を用いたこと以外は、実施例B2の(7)と同様に重合して、合成物(B16)を得た。
(5)合成物(B2)の代りに、合成物(B16)を用いたこと以外は、実施例B2の(8)と同様にして、ウレタン系樹脂組成物(B16−a)を得た。
上記の実施例B1、実施例B2、実施例B4、実施例B10及び比較例B2で得られた各合成物は、安定したエマルジョン状態を有していたのに対して、比較例B1で得られた合成物はゲル状物質が多く混入していた。又、実施例B1、実施例B3、実施例B4、実施例B10及び比較例B2で得られた各合成物をアサダ木材に塗布し(乾燥後の厚み30μm)、60℃で1時間乾燥した後、23℃の水に2時間浸漬したところ、実施例B1、実施例B3、実施例B4及び実施例B10のものは、全く白化しなかったのに対して、比較例B2で得られたものは白化しており、しかも該比較例B2に係る合成物の塗膜を容易にアサダ木材から剥がすことができた。
この結果から、本発明の化合物である合成物(B1など)を用いることにより、耐水性に優れた塗膜を形成できるエマルジョンを安定に製造することができる。
上記実施例B2、実施例B5〜B9、実施例B11〜B16及び比較例B3〜B4で得られたウレタン系樹脂組成物を用い、被着材としてアサダ/軟鋼製板を貼合わせ、23℃・相対湿度60%で7日間養生して、これらの剥離接着強さ(N/25mm)をJIS K 6854に準じて測定した。それらの結果を表2に示した。
表2から明らかなように、本発明の化合物を原料として用いて調製したウレタン系樹脂組成物は、接着性に優れていることが判る。
実施例C1
(1)窒素気流下、KBM603(商品名:信越化学工業社製、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):1モル、及び2−エチルヘキシルアクリレート:2モルを、50℃で8日間反応させて反応物(C1−1)を得た。
(2)窒素気流下、反応物(C1−1):1モル、及び1,4−ブタンジオールジアクリレート:1モルを、50℃で7日間反応させて、前記式(1a)のLA2が「−CO−」、RA1及びRA2が共に水素原子、XAが前記式(5f)又は(5g)で表される化合物である反応物(C1−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(C1−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1170cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)において吸収が観測された。
(アクリル系水性樹脂分散液の調製)
ガラス製ビーカーに、反応物(C1−2):11質量部、n−ブチルアクリレート:10質量部、n−ブチルメタクリレート:10質量部、メチルメタクリレート:19質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート:2質量部、及びアデカリアソープSE−10N(反応性アニオン系界面活性剤、旭電化工業社製):2質量部を仕込み、均一溶液になるまで攪拌した。このモノマー混合液を、脱イオン交換水:16質量部に加え、高速攪拌機で攪拌し、モノマー乳化液を作製した。
環流冷却器、温度計及び攪拌機を備えた反応器に、脱イオン交換水:30質量部、及び炭酸水素ナトリウム:0.1質量部を仕込み、攪拌しながら75℃に昇温させた。同温度を保持させながら、過硫酸カリウム:0.2質量部を仕込んだ後、上記モノマー乳化液を2時間かけて均一滴下した。滴下終了後、さらに、1時間重合を進行させた後、冷却して、アクリル系水性樹脂分散液(C1−3)を得た。
実施例C2
(1)窒素気流下、KBE603(商品名:信越化学工業社製、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):1モル、及び2−エチルヘキシルアクリレート:2モルを、50℃で8日間反応させて反応物(C2−1)を得た。
(2)窒素気流下、反応物(C2−1):1モル、及び2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート:1モルを、50℃で7日間反応させて、前記式(1a)のLA2が「−CO−」、RA1及びRA2のうち一方が水素原子で他方がメチル基であり、XAが前記式(5f)又は(5g)で表される化合物である反応物(C2−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(C2−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)において吸収が観測された。
(アクリル系水性樹脂分散液の調製)
ガラス製ビーカーに、反応物(C2−2):12質量部、n−ブチルアクリレート:10質量部、n−ブチルメタクリレート:8質量部、メチルメタクリレート:20質量部、及びアクリル酸:1質量部を仕込み、均一溶液になるまで攪拌した。このモノマー混合液を、脱イオン交換水:16質量部、及びアクアロンHS−10(反応性アニオン系界面活性剤、第一工業製薬社製):2質量部からなる混合液に加え、高速攪拌機で攪拌し、モノマー乳化液を作製した。
環流冷却器、温度計及び攪拌機を備えた反応器に、脱イオン交換水:30質量部、及び炭酸水素ナトリウム:0.1質量部を仕込み、攪拌しながら75℃に昇温させた。同温度を保持させながら、過硫酸カリウム:0.2質量部を仕込んだ後、上記モノマー乳化液を2時間かけて均一滴下した。滴下終了後、さらに、1時間重合を進行させた後、冷却して、アクリル系水性樹脂分散液(C2−3)を得た。
実施例C3
(1)窒素気流下、KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及びn−ブチルアクリレート:1モルを、50℃で8日間反応させて反応物(C3−1)を得た。
(2)窒素気流下、反応物(C3−1):1モル、及び2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート:1モルを、50℃で7日間反応させて、前記式(1a)のLA2が「−CO−」、RA1及びRA2のうち一方が水素原子で他方がメチル基であり、XAが前記式(5f)又は(5g)で表される化合物である反応物(C3−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(C3−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)において吸収が観測された。
(アクリル系水性樹脂分散液の調製)
ガラス製ビーカーに、反応物(C3−2):8質量部、n−ブチルアクリレート:10質量部、n−ブチルメタクリレート:10質量部、メチルメタクリレート:22質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート:2質量部、及びアデカリアソープSE−10N(反応性アニオン系界面活性剤、旭電化工業社製):2質量部を仕込み、均一溶液になるまで攪拌した。このモノマー混合液を、脱イオン交換水:16質量部に加え、高速攪拌機で攪拌し、モノマー乳化液を作製した。
環流冷却器、温度計及び攪拌機を備えた反応器に、脱イオン交換水:30質量部、及び炭酸水素ナトリウム:0.1質量部を仕込み、攪拌しながら75℃に昇温させた。同温度を保持させながら、過硫酸カリウム:0.2質量部を仕込んだ後、上記モノマー乳化液を2時間かけて均一滴下した。滴下終了後、さらに、1時間重合を進行させた後、冷却して、アクリル系水性樹脂分散液(C3−3)を得た。
実施例C4
(1)窒素気流下、KBM903(商品名:信越化学工業社製、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン):1モル、及びメチルメタクリレート:1モルを、50℃で8日間反応させて反応物(C4−1)を得た。
(2)窒素気流下、反応物(C4−1):1モル中に、2−メタクリロイロキシエチルイソシアネート(昭和電工社製、商品名:カレンズMOI):1モルを、50℃で30分かけて滴下した後、60℃で1日間反応させて、前記式(1b)のLBが前記式(8a)で表され、RB2が前記式(11a)で表される化合物である反応物(C4−2)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(C4−2)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1160cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3340cm−1付近(尿素結合等のN−H)において吸収が観測された。
(アクリル系水性樹脂分散液の調製)
ガラス製ビーカーに、反応物(C4−2):6質量部、n−ブチルアクリレート:12質量部、n−ブチルメタクリレート:10質量部、メチルメタクリレート:22質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート:2質量部、及びアデカリアソープSE−10N(反応性アニオン系界面活性剤、旭電化工業社製):2質量部を仕込み、均一溶液になるまで攪拌した。このモノマー混合液を、脱イオン交換水:16質量部に加え、高速攪拌機で攪拌し、モノマー乳化液を作製した。
環流冷却器、温度計及び攪拌機を備えた反応器に、脱イオン交換水:30質量部、及び炭酸水素ナトリウム:0.1質量部を仕込み、攪拌しながら75℃に昇温させた。同温度を保持させながら、過硫酸カリウム:0.2質量部を仕込んだ後、上記モノマー乳化液を2時間かけて均一滴下した。滴下終了後、さらに、1時間重合を進行させた後、冷却して、アクリル系水性樹脂分散液(C4−3)を得た。
実施例C5
(1)窒素気流下、KBM603(商品名:信越化学工業社製、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):1モル、及びメチルメタクリレート:1モルを、50℃で8日間反応させて反応物(C5−1)を得た。
(2)窒素気流下、ヘキサメチレンジイソシアネート:1モル中に、イソノニルアルコール:1モルを、50℃で30分かけて滴下した後、60℃で1日間反応させて、反応物(C5−2)を得た。
(3)反応物(C5−1):1モル中に、反応物(C5−2)を加え、50℃で7日間反応させて、反応物(C5−3)を得た。
(4)反応物(C5−3):1モルと、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート(武田薬品社製、商品名:m−TMI):1モルを、23℃で2日間反応させて、前記式(1b)のLBが前記式(8a)で表され、RB2が前記式(11f)又は(11g)で表される化合物である反応物(C5−4)[本発明の化合物]を得た。なお、この反応物(C5−4)の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、1180cm−1付近(アルコキシシリル基のSi−O)、1730cm−1付近(カルボニル基のC=O)、3350cm−1付近(尿素結合等のN−H)、3050cm−1付近(芳香環のC−H)、1500cm−1付近(芳香環のC−C)において吸収が観測された。
(アクリル系水性樹脂分散液の調製)
ガラス製ビーカーに、反応物(C5−4):12質量部、n−ブチルアクリレート:10質量部、n−ブチルメタクリレート:10質量部、メチルメタクリレート:20質量部、及びアクリル酸:1質量部を仕込み、均一溶液になるまで攪拌した。このモノマー混合液を、脱イオン交換水:16質量部、及びアクアロンHS−10(反応性アニオン系界面活性剤、第一工業製薬社製):2質量部からなる混合液に加え、高速攪拌機で攪拌し、モノマー乳化液を作製した。
環流冷却器、温度計及び攪拌機を備えた反応器に、脱イオン交換水:30質量部、及び炭酸水素ナトリウム:0.1質量部を仕込み、攪拌しながら75℃に昇温させた。同温度を保持させながら、過硫酸カリウム:0.2質量部を仕込んだ後、上記モノマー乳化液を2時間かけて均一滴下した。滴下終了後、さらに、1時間重合を進行させた後、冷却して、アクリル系水性樹脂分散液(C5−5)を得た。
比較例C1
(1)ガラス製ビーカーに、γ−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン:3.2質量部、n−ブチルアクリレート:13質量部、n−ブチルメタクリレート:14質量部、メチルメタクリレート:20質量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート:2質量部、及びアデカリアソープSE−10N(反応性アニオン系界面活性剤、旭電化工業社製):2質量部を仕込み、均一溶液になるまで攪拌した。このモノマー混合液を、脱イオン交換水:16質量部に加え、高速攪拌機で攪拌し、モノマー乳化液を作製した。
環流冷却器、温度計及び攪拌機を備えた反応器に、脱イオン交換水:30質量部、及び炭酸水素ナトリウム:0.1質量部を仕込み、攪拌しながら75℃に昇温させた。同温度を保持させながら、過硫酸カリウム:0.2質量部を仕込んだ後、上記モノマー乳化液を2時間かけて均一滴下した。滴下終了後、さらに、1時間重合を進行させた後、冷却して、アクリル系水性樹脂分散液(比C1−1)を得た。
実施例C1〜C5、及び比較例C1で得られたアクリル系水性樹脂分散液の固形分100質量部に対して、それぞれ、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート:14質量部を配合して、水性組成物を得た。この水性組成物を剥離紙に塗布し、常温(23℃)下で7日間乾燥することにより、厚さ1mm程度の塗膜を作製した。この塗膜について、耐水性を、常温の水に7日間浸漬した後の透明度で、下記の評価基準により評価した。評価結果は、表3に示した。
評価基準
「○(優)」:白化していない。
「△(良)」:一部白化している。
「×(不良)」:完全に白化している。
表3から明らかなように、本発明の化合物を原料として用いて調製したエマルジョンを用いると、塗料などのコーティング剤の耐水性や耐候性を向上させることができることが判る。
なお、前述で示されているように、各実施例における反応の確認及び反応生成物の同定は、赤外線吸収スペクトルやガスクロマトグラフィー等の測定により行った。例えば、赤外線吸収スペクトル測定では、各実施例に応じて、エステル結合、エーテル結合、チオカーバーメート基、ウレア基、カーバーメート基、アミド結合、炭素−炭素不飽和結合、アルコキシシリル基、カルボニル基などの特性吸収が観測された。
また、実施例C1で得られた反応物(C1−2)、およびアクリル系水性樹脂分散液(C1−3)を乾燥して得られる固形分の薄膜について、赤外線吸収スペクトル測定を行ったところ、第1図、第2図に示される赤外線吸収スペクトルデータが得られた。第1図は、反応物(C1−2)の赤外線吸収スペクトルデータである。第2図は、アクリル系水性樹脂分散液(C1−3)の固形分による薄膜の赤外線吸収スペクトルデータである。なお、アクリル系水性樹脂分散液(C1−3)中の添加物等の含有量は少量なので、アクリル系水性樹脂分散液(C1−3)の固形分による薄膜についての赤外線吸収スペクトルの測定では、添加物等による吸収は無視できる。
さらにまた、実施例C2で得られた反応物(C2−2)について、赤外線吸収スペクトル測定を行ったところ、第3図に示される赤外線吸収スペクトルデータが得られた。第3図は、反応物(C2−2)の赤外線吸収スペクトルデータである。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明の加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を用いると、接着剤、シーリング材、コーティング剤(塗料等)などの接着性、耐水性や耐候性等の性能を向上させることができる。特に、本発明のエマルジョンは、塗料等のコーティング剤に使用されるエマルジョンとして有用である。従って、本発明の加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物、珪素原子含有ポリマーやそのエマルジョンは、接着剤、シーリング材、コーティング剤(塗料等)の成分として有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例C1で得られた反応物(C1−2)の赤外線吸収スペクトルデータである。
第2図は、実施例C1で得られたアクリル系水性樹脂分散液(C1−3)の固形分による薄膜の赤外線吸収スペクトルデータである。
第3図は、実施例C2で得られた反応物(C2−2)の赤外線吸収スペクトルデータである。
Claims (16)
- 下記式(1)で表されることを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物。
[式(1)において、Wは多価の有機基を示す。m、nは、同一又は異なって、1以上の整数である。pは0又は1を示し、qは0又は1を示す。R1は「−NHCO−」又は「−OCOC(R4a)H−C(R4b)(R4C)−」を示し、R4a、R4b、R4Cは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基である。R2は炭素−炭素不飽和結合を有する有機基である。R3は「−COO−」、「−R5O−」、「−R5S−CONH−」、「−R5N(R6)−CONH−」又は「−R5O−CONH−」を示し、R5は2価の有機基であり、R6は水素原子又は有機基である。p、qのうち少なくとも一方は1である。
Xは下記式(2a)〜(2d)で表される基を示す。但し、pが1で且つR3が「−COO−」又は「−R5O−」であるとともに、qが1で且つR1が「−OCOC(R4a)H−C(R4b)(R4c)−」である場合、Xは下記式(2c)ではない。
式(2a)〜(2d)において、R7は2価の有機基を示す。R8、R9は、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基を示す。R10は2価の有機基である。R11は2価の有機基である。Yは「−Si(OR12a)h(R13a)3-h基を有していてもよい有機基(R12a、R13aは、同一、又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、hは1〜3の整数である)」を示す。Y1、Y2は、同一又は異なって、「−Si(OR12b)i(R13b)3-i基を有していてもよい有機基(R12b、R13bは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、iは1〜3の整数である)」を示す。tは1〜3の整数を示す。
また、式(2a)又は(2b)におけるY、Y 1 、Y 2 が、下記式(3a)〜(3e)で表される基である。
式(3a)〜(3e)において、R14、R15、R16、R17は、同一又は異なって、水素原子、炭化水素基、カルボキシ−炭化水素基、置換オキシカルボニル基を示す。Zは水素原子、「−Si(OR12c)j(R13c)3-j基を有していてもよい有機基(R12c、R13cは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、jは1〜3の整数である)」を示す。R18は水素原子又は有機基である。R19は有機基である。R20は水素原子又は炭化水素基を示す。R21は2価の有機基を示す。Y3、Y4は、同一又は異なって、水素原子又は「−Si(OR12d)k(R13d)3-k基を有していてもよい有機基(R12d、R13dは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基であり、kは1〜3の整数である)」を示し、Y3、Y4のうち少なくとも一方は水素原子ではない。
ただし、R 1 が「−OCOC(R 4a )H−C(R 4b )(R 4c )−」であり、R 3 が「−COO−」である場合、Xが式(2a)又は(2b)で表される基を示す化合物のうち、Y、Y 1 、Y 2 が、式(3a)〜(3c)および(3e)で表される基である。なお、この場合、式(3a)で表され、且つ式(3a)におけるZが置換オキシカルボニル基である時は、該Zの置換オキシカルボニル基は、アルコキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基である。
また、R 1 が「−NHCO−」であり、R 3 が「−COO−」である場合、Xが式(2a)又は(2b)で表される基を示す化合物のうち、Y、Y 1 、Y 2 が、式(3a)〜(3b)および(3d)〜(3e)で表される基である。なお、この場合、式(3d)で表される基R 20 は、炭化水素基である。] - 下記式(1a)で表される加水分解性珪素基含有不飽和二重結合を有する化合物である請求項1記載の加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物。
[但し、LA1は分子末端に式(4a)で示される基と、他の分子末端に式(4b)で示される基を有する(メタ)アクリル系又はアリル系化合物の残基を示す。
LA2はカルボニル基又はメチレン基を示す。RA1はLA2がカルボニル基のとき水素原子又はメチル基、LA2がメチレン基のとき水素原子を示す。RA2は水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。mA、nAは、同一又は異なって、1〜3の整数を示す。XAは、下記式(5a)〜(5d)、(5f)〜(5g)で示される基を示す。]
但し、RAは水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基を示す。RA3は水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。RA4は炭素数1〜10個の側鎖があってもよいアルキレン基又はアリーレン基を示す。RA5は水素原子又は炭素数1〜20個のアルコキシ−カルボニル基を示す。RA6は水素原子、カルボキシメチル基又はメチル基を示す。RA7は分子量500以下の有機基を示す。RA8は分子量3000以下の有機基を示す。R A10は炭素数1〜10個の側鎖があってもよいアルキレン基又はアリーレン基を示す。ZAは水素原子、アミノ基、分子量500以下の有機基又は下記式(6)で示される基を示す。
(RA13は炭素数1〜10個の側鎖があってもよいアルキレン基、アリーレン基、アルキレンオキシ基又はアリーレンオキシ基を示す。RA14は水素原子若しくは炭素数1〜6個のアルキル基を示す。RA15は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。tA'は1〜3の整数を示す。)
VA1、VA2及びVA3は、下記式(7a)、(7b)、(7c)及び(7d)で示される基を、それぞれ示す。VA4はVAが式(7a)又は(7b)のとき式(7a)、(7b)、(7c)又は(7d)で示される基を示し、VA3が式(7c)のとき式(7a)、(7b)又は(7d)で示される基を示し、VA3が式(7d)のとき水素原子を示す。
但し、上記式(7a)、(7b)、(7c)又は(7d)におけるRA5、RA6、RA7及びRA8は上記と同意義である。
また、前記式(5a)において、「−C(=O)−Z A 」が置換オキシカルボニル基である場合、該「−C(=O)−Z A 」の置換オキシカルボニル基は、アルコキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基である。 - 下記式(1b)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物である請求項1記載の加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物。
但し、LBは下記式(8a)、(8b)、(8c)及び(8d)で示される基を示す。RB3は水素原子又はメチル基を示す。RB4は水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。RBは水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基を示す。pBは1〜3の整数を示す。RB5は下記式(9a)、(9b)又は(9c)を示す.RB6は分子量1000以下の2価の有機基を示す。RB7は下記式(10a)又は(10b)で示される基を示す。RB8は水素原子又は分子量500以下の有機基を示す。
(RB9は水素原子又はメチル基を示す。)
RB1は分子量5,000以下の2価の有機基を示し、RB2はLBが式(8a)又は(8b)のとき下記式(11a)、(11b)、(11c)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基を示し、LBが式(8d)のとき下記式(11a)、(11b)、(11c)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基を示す.
但し、RB10は炭素数1〜10個の側鎖があってもよいアルキレン基又はアリーレン基を示す。RB11は水素原子又は炭素数1〜20個のアルコキシ−カルボニル基を示す。RB13は水素原子、カルボキシメチル基又はメチル基を示す。RB14は分子量500以下の有機基を示す。R B16は、炭素数1〜10個のアルキル基又は炭素数6〜12個のアリール基を示す。RB17は分子量500以下の2価の有機基を示す。
又、ZBは水素原子、アミノ基、分子量500以下の有機基又は下記式(12)で示される基を示す。
(RB19は炭素数1〜10個の側鎖が有ってもよいアルキレン基、アリーレン基、アルキレンオキシ基又はアリーレンオキシ基を示す。RB20は水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基を示す。RB21は水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基を示す。tB'は1〜3の整数を示す。)
VB1、VB2及びVB3は下記式(13a)、(13b)、(13c)又は(13d)で示される基を、それぞれ示す。VB4はVB3が式(13a)又は(13b)のとき式(13a)、(13b)、(13c)又は(13d)で示される基を示し、VB3が式(13c)のとき(13a)、(13b)又は(13d)で示される基を示し、VB3が式(13d)のとき水素原子を示す。
但し、上記式(13a)、(13b)、(13c)又は(13d)におけるRB11、RB13、RB14、RB15及びZBは上記と同意義である。 - 下記式(14)で示される多価(メタ)アクリレート系化合物又は多価アリル系化合物と、下記式(15a)、(15b)、(15c)、(15d)、(15f)又は(15g)で示される化合物とを反応させて、前記式(1a)で表される加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の製造方法。
但し、上記式(14)におけるLA1、LA2、RA1、RA2、mA及びnAは上記と同意義である。上記式(15a)、(15b)、(15c)、(15d)、(15f)及び(15g)におけるtA、RA3、RA4、RA5、RA6、RA7、RA8 、R A10、VA1、VA2、VA3、VA4及びZAは上記と同意義である。
また、前記式(15a)において、「−C(=O)−Z A 」が置換オキシカルボニル基である場合、該「−C(=O)−Z A 」の置換オキシカルボニル基は、アルコキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基である。 - 上記式(8a)又は(8b)で示される基を有し、且つイソシアネート基を有する化合物と、下記式(16a)、(16b)、(16c)、(16e)、(16f)又は(16g)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)で表され、且つLBが上記式(8a)又は(8b)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11e)、(11f)又は(11g)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の製造方法。
但し、上記式(16a)、(16b)、(16c)、(16e)、(16f)及び(16g)におけるRB、RB4、RB10、tB、RB11、RB13、RB14、R B16 、R B17 、VB1、VB2、VB3及びVB4は上記と同意義である。 - 下記式(19)で示される化合物、および上記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物の反応により得られる下記式(20)で示される化合物と、上記式(16a)、(16b)、(16c)、(16e)、(16f)又は(16g)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)で表され、且つLBが上記式(8d)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11e)、(11f)又は(11g)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の製造方法。
但し、上記式(20)におけるRB22は上記式(9a)、(9b)又は(9c)で示される基を同意義である。 - 上記式(19)で示される化合物、及び上記式(16a)、(16b)、(16c)、(16e)、(16f)、(16g)又は下記式(21)で示される化合物の反応により得られる下記式(22)で示される化合物と、上記式(18a)、(18b)又は(18c)で示される化合物とを反応させて、前記式(1b)で表され、且つLBが上記式(8d)で示される基であるとともに、RB2が上記式(11a)、(11b)、(11c)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基である加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を製造することを特徴とする加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の製造方法。
但し、上記式(21)におけるRB、RB4、RB10及びtBは上記と同意義である。上記式(22)におけるRB23は(11a)、(11b)、(11c)、(11e)、(11f)、(11g)又は(11h)で示される基と同意義である。 - 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を単量体成分とすることを特徴とする珪素原子含有ポリマー。
- 加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物と、エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体との共重合により得られる請求項10記載の珪素原子含有ポリマー。
- 末端に加水分解性珪素基を含有する化合物の存在下、加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物と、エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体とを共重合させて得られる請求項11記載の珪素原子含有ポリマー。
- 加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物と、エチレン性不飽和結合を有する共重合性単量体とをエマルジョン重合させて得られる請求項10乃至12のいずれか一項に記載の珪素原子含有ポリマー。
- 請求項10乃至13のいずれか一項に記載の珪素原子含有ポリマーを含んでいることを特徴とするエマルジョン。
- 請求項14記載のエマルジョンを含有することを特徴とするエマルジョン型接着剤。
- 請求項14記載のエマルジョンを含有することを特徴とするエマルジョン型コーティング剤。
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