CN106947044A - 多异氰酸酯组合物、太阳能电池构件被覆材料、微囊及油墨用粘合剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多异氰酸酯组合物、太阳能电池构件被覆材料、带有被覆层的太阳能电池构件、微囊及油墨用粘合剂。本发明的多异氰酸酯组合物是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应而得到的,其含有通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体、和通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
Description
本申请是申请日为2013年7月30日、发明名称为“多异氰酸酯组合物、太阳能电池构件被覆材料、带有被覆层的太阳能电池构件、微囊及油墨用粘合剂”的中国发明专利申请No.201380033957.X(PCT申请号为PCT/JP2013/070608)的分案申请。
技术领域
本发明涉及多异氰酸酯组合物、太阳能电池构件被覆材料、带有被覆层的太阳能电池构件、微囊及油墨用粘合剂,详细地说,涉及多异氰酸酯组合物、将该多异氰酸酯组合物作为固化剂而得到的太阳能电池构件被覆材料、利用使用该太阳能电池构件被覆材料形成的被覆层被覆太阳能电池的各种构件而得到的带有被覆层的太阳能电池构件、以及使用多异氰酸酯组合物得到的微囊及油墨用粘合剂。
背景技术
聚氨酯树脂通常可通过多异氰酸酯成分与多元醇成分的反应而制造,例如作为弹性体、透镜、合成皮革、搪塑粉(slush powders)、弹性成型品(弹力纤维)、RIM成型品、涂料、粘接剂、密封材料、泡沫等,已在各种产业领域中被广泛使用。
例如,作为多异氰酸酯成分,提出了通过使氢化苯二甲撑二异氰酸酯(氢化XDI)的三羟甲基丙烷加合物与丙烯酸多元醇反应而得到的固化性组合物(例如,参照下述专利文献1。)。
已将这样的固化性组合物用于建筑用、土木用、汽车用等的粘接剂、涂料、底漆等多方面。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2012-41411号公报(实施例4)
发明内容
[发明所要解决的课题]
然而,在这样的聚氨酯树脂的制造中,期望选择原料成分以更进一步提高适应各种用途要求的物性。
本发明的目的在于提供能在各种用途中提高要求物性的多异氰酸酯组合物、将该多异氰酸酯组合物作为固化剂而得到的太阳能电池构件被覆材料、利用使用该太阳能电池构件被覆材料形成的被覆层被覆太阳能电池的各种构件而得到的带有被覆层的太阳能电池构件、以及使用多异氰酸酯组合物得到的微囊及油墨用粘合剂。
[用于解决课题的手段]
本发明的多异氰酸酯组合物的特征在于,其是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应而得到的,其含有通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体、和通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
另外,本发明的多异氰酸酯组合物中,优选双(异氰酸甲酯基)环己烷的1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷含有率为5摩尔%以上。
另外,本发明的多异氰酸酯组合物中,优选1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷的反式体比率为80摩尔%以上93摩尔%以下。
另外,本发明的多异氰酸酯组合物中,优选双(异氰酸甲酯基)环己烷相对于三羟甲基丙烷的反应摩尔比(双(异氰酸甲酯基)环己烷/三羟甲基丙烷)为4以上23以下。
另外,本发明的多异氰酸酯组合物中,优选平均异氰酸酯基数为3以上4.5以下。
另外,优选将本发明的多异氰酸酯组合物作为被覆太阳能电池的构件的被覆材料的固化剂使用。
另外,本发明的太阳能电池构件被覆材料是被覆太阳能电池的构件的太阳能电池构件被覆材料,其特征在于,包含含有多异氰酸酯组合物的固化剂、和含有含醇式活性氢基团的化合物的主剂,上述多异氰酸酯组合物是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应得到的,含有通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体、和通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
另外,本发明的太阳能电池构件被覆材料中,优选上述含醇式活性氢基团的化合物是通过使单体成分共聚而得到的丙烯酸多元醇,所述单体成分包含含羟基的(甲基)丙烯酸酯、和能与含羟基的(甲基)丙烯酸酯共聚的共聚性乙烯基单体,上述共聚性乙烯基单体以相对于上述单体成分为10质量%以上50质量%以下的比例含有芳香族乙烯基化合物。
另外,本发明的太阳能电池构件被覆材料中,优选上述单体成分还含有(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸烷基酯(所述烷基的碳原子数为2~8),相对于(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸烷基酯(所述烷基的碳原子数为2~8)的总量,上述(甲基)丙烯酸烷基酯(所述烷基的碳原子数为2~8)的含有比例为20质量%以上90质量%以下。
另外,本发明的带有被覆层的太阳能电池构件是具有太阳能电池的构件、和由太阳能电池构件被覆材料形成且被覆上述构件的被覆层的带有被覆层的太阳能电池构件,其特征在于,上述太阳能电池构件被覆材料包含含有多异氰酸酯组合物的固化剂、和含有含醇式活性氢基团的化合物的主剂,上述多异氰酸酯组合物是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应得到的,含有通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体、和通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
另外,本发明的微囊是通过利用多异氰酸酯成分与含活性氢的成分的反应而形成的膜将芯物质成分微囊化而得到的微囊,其特征在于,多异氰酸酯成分含有多异氰酸酯组合物,上述多异氰酸酯组合物是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应得到的,含有通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体、和通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
另外,本发明的油墨用粘合剂是由含有具有活性氢基团的聚氨酯树脂的主剂、和含有多异氰酸酯组合物的固化剂制备的油墨用粘合剂,其特征在于,上述多异氰酸酯组合物是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应得到的,含有通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体、和通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
[发明效果]
本发明的多异氰酸酯组合物是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应而得到的,含有通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体、和通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
因此,通过将本发明的多异氰酸酯组合物在聚氨酯树脂等各种树脂的合成中作为多异氰酸酯成分使用,可提高对应于各种用途的要求物性。
本发明的太阳能电池构件被覆材料及带有被覆层的太阳能电池构件可使用本发明的多异氰酸酯组合物作为固化剂而得到。而且,当使用本发明的多异氰酸酯组合物作为固化剂时,可确保较长的适用期,另外,能得到防粘连性及密合性优异的太阳能电池构件被覆材料。因此,本发明的太阳能电池构件被覆材料及带有被覆层的太阳能电池构件具有优异的防粘连性及密合性。
另外,本发明的微囊及油墨用粘合剂由于是使用本发明的多异氰酸酯组合物得到的,因而各种物性优异。
附图说明
[图1]图1为表示本发明的带有被覆层的太阳能电池构件的一个实施方式的概略构成图。
[图2]图2为表示使用了本发明的带有被覆层的太阳能电池构件的一个实施方式的太阳能电池的概略构成图。
[图3]图3为多异氰酸酯组合物的凝胶渗透色谱的一例。
具体实施方式
<多异氰酸酯组合物>
本发明的多异氰酸酯组合物是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应而得到的。
双(异氰酸甲酯基)环己烷中,有1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷和1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷的结构异构体。
另外,1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷中,有顺式-1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷(以下,记为顺式1,4体。)、及反式-1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷(以下,记为反式1,4体。)的立体异构体。
另外,1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷中,有顺式-1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷(以下,记为顺式1,3体。)、及反式-1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷(以下,记为反式1,3体。)的立体异构体。
这些双(异氰酸甲酯基)环己烷可单独使用或并用2种以上。
双(异氰酸甲酯基)环己烷优选含有1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷。
双(异氰酸甲酯基)环己烷的1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷含有率例如为3摩尔%以上、优选为5摩尔%以上、更优选为10摩尔%以上,例如为100摩尔%以下、优选为98摩尔%以下、更优选为95摩尔%以下。需要说明的是,1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷之外的剩余部分为1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷。
若1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷含有率为上述范围,则可谋求各种物性的提高。
另外,这样的1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷优选含有反式体,即反式1,4体。
1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷的反式体比率例如为50摩尔%以上、优选为70摩尔%以上、更优选为80摩尔%以上、进一步优选为83摩尔%以上,例如为98摩尔%以下、优选为93摩尔%以下、更优选为90摩尔%以下。需要说明的是,反式1,4体之外的剩余部分为顺式1,4体。
若1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷的反式体比率为上述范围,则可谋求各种物性的提高。
需要说明的是,1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷例如可使用通过日本特开2011-6382号公报等中记载的方法而得到的胺,通过日本特开平7-309827号公报中记载的冷热2步法(直接法)、成盐法、或日本特开2004-244349号公报、日本特开2003-212835号公报等中记载的无光气法等来制造。
另外,作为双(异氰酸甲酯基)环己烷,当使用1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷时,1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷优选含有反式体,即反式1,3体。
1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷的反式体比率例如为5摩尔%以上、优选为10摩尔%以上、更优选为20摩尔%以上,例如为95摩尔%以下、优选为80摩尔%以下、更优选为60摩尔%以下。需要说明的是,反式1,3体之外的剩余部分为顺式1,3体。
若1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷的反式体比率为上述范围,则可谋求各种物性的提高。
另外,在不妨碍本发明的优异的效果的范围内,双(异氰酸甲酯基)环己烷也可以以改性物的形式制备。
作为双(异氰酸甲酯基)环己烷的改性物,可举出例如双(异氰酸甲酯基)环己烷的多聚体(二聚体(例如,脲二酮改性物等)、三聚体(例如,异氰脲酸酯改性物、亚氨基噁二嗪二酮改性物等)等)、缩二脲改性物(例如,通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与水的反应而生成的缩二脲改性物等)、脲基甲酸酯改性物(例如,通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与一元醇或低分子量多元醇(后述)的反应而生成的脲基甲酸酯改性物等)、多元醇改性物(例如,通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与低分子量多元醇(后述)或高分子量多元醇(后述)的反应而生成的多元醇改性物等)、噁二嗪三酮改性物(例如,通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与二氧化碳的反应而生成的噁二嗪三酮等)、碳二亚胺改性物(通过双(异氰酸甲酯基)环己烷的脱羧缩合反应而生成的碳二亚胺改性物等)等。
三羟甲基丙烷是也被称为2-(羟基甲基)-2-乙基-1,3-丙二醇的三元醇,可以作为市售品获得。
而且,本发明的多异氰酸酯组合物含有通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体、和通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体。
三羟甲基丙烷1分子体是1个三羟甲基丙烷所具有的3个羟基分别以氨酯键键合双(异氰酸甲酯基)环己烷而形成的、具有3个游离的异氰酸酯基的3官能性的化合物。
另外,三羟甲基丙烷2分子体是在2个三羟甲基丙烷中,各三羟甲基丙烷所具有的3个羟基中的2个以氨酯键键合于具有游离的异氰酸酯基的2个双(异氰酸甲酯基)环己烷,而且各三羟甲基丙烷的残留的1个羟基通过氨酯键经由1个双(异氰酸甲酯基)环己烷相互键合而形成的,具有4个游离的异氰酸酯基的4官能性的化合物。
即,通过在双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应中,调整它们的反应摩尔比、反应条件等,可得到包含三羟甲基丙烷1分子体和三羟甲基丙烷2分子体的多异氰酸酯组合物。
该反应中的双(异氰酸甲酯基)环己烷的异氰酸酯基(NCO)相对于三羟甲基丙烷的羟基(OH)的当量比(NCO/OH)例如为2.5以上、优选为2.7以上、更优选为2.9以上,例如为16.7以下、优选为15.3以下、更优选为14以下。
另外,该反应中的双(异氰酸甲酯基)环己烷相对于三羟甲基丙烷的反应摩尔比(双(异氰酸甲酯基)环己烷/三羟甲基丙烷)例如为3.7以上、优选为4以上、更优选为4.3以上,例如为25以下、优选为23以下、更优选为21以下。
若双(异氰酸甲酯基)环己烷相对于三羟甲基丙烷的反应摩尔比为上述范围,则可谋求各种物性的提高。
另外,该反应中,可以将双(异氰酸甲酯基)环己烷及三羟甲基丙烷一并放入,另外,也可分批添加双(异氰酸甲酯基)环己烷及/或三羟甲基丙烷进行反应。优选分批添加三羟甲基丙烷进行反应。
具体而言,例如,首先,将三羟甲基丙烷的一部分放入到反应容器内,添加双(异氰酸甲酯基)环己烷并使其反应,然后进一步添加三羟甲基丙烷的剩余部分来使其反应。
而且,该方法中,在例如为60℃以上、优选为70℃以上、例如为110℃以下、优选为90℃以下的反应温度下,使上述成分反应直到达到规定的异氰酸酯基浓度。
另外,该方法中,根据需要,也可配合有机溶剂,在其存在下使上述成分反应。
作为有机溶剂,可举出例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类,例如乙腈等腈类,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯等烷基酯类,例如正己烷、正庚烷、辛烷等脂肪族烃类,例如环己烷、甲基环己烷等脂环族烃类,例如甲苯、二甲苯、乙苯等芳香族烃类,例如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、甲基卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯等二醇醚酯类,例如乙醚、四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚类,例如氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、溴甲烷、二碘甲烷、二氯乙烷等卤代脂肪族烃类,例如N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺等极性非质子类等。
这些有机溶剂可单独使用或并用2种以上。
需要说明的是,有机溶剂的配合比例可根据目的及用途适当设定。
另外,该方法中,根据需要,可在上述的反应后除去未反应的双(异氰酸甲酯基)环己烷。作为除去未反应的双(异氰酸甲酯基)环己烷的方法,可举出例如薄膜蒸馏法等蒸馏法、例如液-液萃取法等萃取法等。从高效地除去双(异氰酸甲酯基)环己烷的观点考虑,可优选举出薄膜蒸馏法。
薄膜蒸馏法中,例如,在真空度(减压度)20~200Pa、100~200℃的温度条件下,利用公知的薄膜蒸馏装置,对混入有未反应的双(异氰酸甲酯基)环己烷的多异氰酸酯组合物进行蒸馏。
液-液萃取法中,使混入有未反应的双(异氰酸甲酯基)环己烷的多异氰酸酯组合物与公知的萃取溶剂接触。由此,分离多异氰酸酯组合物中的未反应的多异氰酸酯。
另外,根据需要,也可利用有机溶剂将得到的多异氰酸酯组合物稀释。
作为有机溶剂,可举出上述的有机溶剂,可优选举出烷基酯类。
另外,在这样的情况下,多异氰酸酯组合物的固态成分浓度例如为50质量%以上、优选为70质量%以上,例如小于100质量%、优选为90质量%以下。
而且,如上所述,如上所述地得到的多异氰酸酯组合物含有三羟甲基丙烷1分子体及三羟甲基丙烷2分子体。
多异氰酸酯组合物中,三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)例如为1.4以上、优选为1.5以上、更优选为1.7以上,例如为4.7以下、优选为4.5以下、更优选为4.3以下。
若三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比为上述范围,则可谋求各种物性的提高。
与此相对,当三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比小于上述下限时,有时各种物性差。
另一方面,当三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比大于上述上限时,有时各种物性差。
需要说明的是,多异氰酸酯组合物中的三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)可通过凝胶渗透色谱法求出。
具体而言,在后述的实施例的装置及条件下,得到凝胶渗透色谱,将该色谱中的分子量(标准聚氧化乙烯换算)450~800的峰(换言之,色谱中的最大的峰)作为三羟甲基丙烷1分子体的峰,将分子量(标准聚氧化乙烯换算)950~1500的峰(换言之,色谱中的第2大的峰)作为三羟甲基丙烷2分子体的峰。而后,求出上述各峰的峰面积,算出三羟甲基丙烷1分子体的峰面积相对于三羟甲基丙烷2分子体的峰面积的比。可将其作为三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比。
需要说明的是,多异氰酸酯组合物除了三羟甲基丙烷1分子体及三羟甲基丙烷2分子体之外,有时还含有通过3分子以上的三羟甲基丙烷与双(异氰酸甲酯基)环己烷的反应而得到的三羟甲基丙烷多分子体。在这样的情况下,在比上述的色谱中的三羟甲基丙烷2分子体更高的分子侧,可观察到三羟甲基丙烷多分子体的峰。
需要说明的是,图3中示出了多异氰酸酯组合物的凝胶渗透色谱的一例(后述的实施例1的多异氰酸酯组合物的色谱)。
另外,多异氰酸酯组合物的平均异氰酸酯基数例如为3.0以上、优选为3.2以上、更优选为3.3以上,例如为4.6以下、优选为4.5以下、更优选为4.0以下。
若多异氰酸酯组合物的平均异氰酸酯基数为上述范围,则可谋求各种物性的提高。
需要说明的是,多异氰酸酯组合物的平均异氰酸酯基数可由凝胶渗透色谱法的面积值、理论分子量及异氰酸酯基数,通过下式算出。
[化1]
(式中,A表示第k号的峰面积值,B表示与第k号的峰对应的化合物的理论分子量,C表示与第k号的峰对应的化合物的异氰酸酯基数。另外,k表示对于凝胶渗透色谱中观测到的峰从低分子量侧开始计数时的峰编号,n表示在最高分子量侧观测到的峰的峰编号。)
另外,对于多异氰酸酯组合物的异氰酸酯基浓度而言,例如,当使固态成分浓度为75质量%时,为9.5质量%以上、优选为10.0质量%以上,例如为12.8质量%以下、优选为12.5质量%以下。
若多异氰酸酯组合物的异氰酸酯基浓度为上述范围,则可谋求各种物性的提高。
需要说明的是,多异氰酸酯组合物的异氰酸酯基浓度例如可通过按照JIS K-1556(2006)的二正丁基胺法等来测定。
另外,多异氰酸酯组合物的25℃时的粘度(测定装置:东机产业公司制的E型粘度计TV-30,转子:1°34’×R24,转速:为了使测定范围为20~80%而从0.1~10rpm的范围选择)例如为700mPa·s以上、优选为900mPa·s以上,例如为5000mPa·s以下、优选为4800mPa·s以下。
若多异氰酸酯组合物的粘度为上述范围,则可谋求各种物性的提高。
而且,通过将本发明的多异氰酸酯组合物作为聚氨酯树脂、聚脲树脂等的原料成分使用,可提高对应于各种用途的要求物性。
另外,将本发明的多异氰酸酯组合物作为原料成分而得到的聚氨酯树脂、聚脲树脂例如可用于被覆材料(例如,太阳能电池构件被覆材料等)、微囊、粘合剂等,以及弹性体(溶液系树脂、水系树脂、粉末、热固性弹性体、热塑性弹性体、喷雾成型树脂、弹性纤维、膜、片材等)、透镜(眼镜透镜)、人造及合成皮革、搪塑粉、弹性成型品(弹力纤维)、RIM成型品、涂料、粘接剂、密封材料、泡沫等广泛的用途。
以下详细说明各种用途。
<太阳能电池构件被覆材料>
近年来,太阳能电池单元作为能将太阳能转化成电能的清洁的发电装置受到关注,例如,通过密封层密封,制成太阳能电池组件(以下,简称为太阳能电池。)来使用。
通常,这样的太阳能电池具体具有:保护背面侧的背板(back sheet)、在背板之上层叠的支持层、在支持层之上被支持的太阳能电池单元、在支持层之上密封太阳能电池单元的密封层、及在密封层之上配置的玻璃板。
另外,对于太阳能电池的背板,要求为了在户外长期使用太阳能电池的耐气候性、为了保护太阳能电池的电路的耐湿性等,因此,提出了用耐气候性及耐湿性优异的被覆层被覆背板的方案。
作为太阳能电池的背板,具体而言,例如提出了具有基材片材、和在该基材片材的一面或两面上层叠的丙烯酸氨基甲酸酯树脂层的太阳能电池组件用保护片材,而且提出了由丙烯酸多元醇(主剂)、与1,6-己二异氰酸酯的异氰脲酸酯体(交联剂)形成上述丙烯酸氨基甲酸酯树脂层(例如,参照日本特开2010-238815号公报(实施例1)。)。
然而,在上述的太阳能电池组件用保护片材中存在如下这样的不良情况:丙烯酸多元醇(主剂)与1,6-己二异氰酸酯的异氰脲酸酯体(交联剂)混合时的适用期短,制造时的操作性差。
另外,当上述的太阳能电池组件用保护片材重叠保管时,存在发生粘连的情况、发生丙烯酸氨基甲酸酯树脂层从基材片材上剥离的情况。
与此相对,若将本发明的多异氰酸酯组合物作为固化剂使用,则可确保较长的适用期,而且可得到防粘连性及密合性优异的太阳能电池构件被覆材料。
更具体而言,太阳能电池构件被覆材料可以以包含含有上述的多异氰酸酯组合物的固化剂、和含有含醇式活性氢基团的化合物的主剂的2液型的涂层组合物的形式制备。
固化剂优选由上述的多异氰酸酯组合物组成。
另外,在不妨碍本发明的优异的效果的范围内,固化剂可以含有其他的多异氰酸酯(上述的多异氰酸酯组合物之外的多异氰酸酯)。
作为其他的多异氰酸酯,可举出例如多异氰酸酯单体、多异氰酸酯衍生物等。
作为多异氰酸酯单体,可举出例如芳香族多异氰酸酯、芳香脂肪族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯等多异氰酸酯等。
作为芳香族多异氰酸酯,可举出例如甲苯二异氰酸酯(2,4-或2,6-甲苯二异氰酸酯或其混合物)(TDI)、苯二异氰酸酯(间、对苯二异氰酸酯或其混合物)、4,4’-二苯基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4’、2,4’-或2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯或其混合物)(MDI)、4,4’-甲苯胺二异氰酸酯(TODI)、4,4’-二苯基醚二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯等。
作为芳香脂肪族多异氰酸酯,可举出例如苯二甲撑二异氰酸酯(1,3-或1,4-苯二甲撑二异氰酸酯或其混合物)(XDI)、四甲基苯二甲撑二异氰酸酯(1,3-或1,4-四甲基苯二甲撑二异氰酸酯或其混合物)(TMXDI)、ω,ω’-二异氰酸酯-1,4-二乙苯等芳香脂肪族二异氰酸酯等。
作为脂肪族多异氰酸酯,可举出例如1,3-丙二异氰酸酯、1,2-丙二异氰酸酯、丁二异氰酸酯(1,4-丁二异氰酸酯、1,2-丁二异氰酸酯、2,3-丁二异氰酸酯、1,3-丁二异氰酸酯)、1,5-戊二异氰酸酯(PDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、2,4,4-或2,2,4-三甲基-1,6-己二异氰酸酯、2,6-二异氰酸基己酸甲酯(2,6-diisocyanatemethylcaproate)等脂肪族二异氰酸酯等。
另外,脂肪族多异氰酸酯中包含脂环族多异氰酸酯。作为脂环族多异氰酸酯,可举出例如1,3-环戊烷二异氰酸酯、1,3-环戊烯二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯(1,4-环己烷二异氰酸酯、1,3-环己烷二异氰酸酯)、3-异氰酸甲酯基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯)(IPDI)、亚甲基双(环己基异氰酸酯)(4,4’、2,4’-或2,2’-亚甲基双(环己基异氰酸酯,它们的反式,反式-体、反式,顺式-体、顺式,顺式-体、或其混合物))(H12MDI)、甲基环己烷二异氰酸酯(甲基-2,4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2,6-环己烷二异氰酸酯)、降冰片烷二异氰酸酯(各种异构体或其混合物)(NBDI)、双(异氰酸甲酯基)环己烷(1,3-或1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷或其混合物)(H6XDI)等脂环族二异氰酸酯。
这些多异氰酸酯单体可单独使用或并用2种以上。
作为多异氰酸酯衍生物,可举出例如上述的多异氰酸酯单体的多聚体(例如,二聚体、三聚体(例如,异氰脲酸酯改性物、亚氨基噁二嗪二酮改性物)、五聚体、七聚体等)、脲基甲酸酯改性物(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与后述的低分子量多元醇的反应而生成的脲基甲酸酯改性物等)、多元醇改性物(例如,通过多异氰酸酯单体与后述的低分子量多元醇的反应而生成的多元醇改性物(醇加成物)等(不包括上述的多异氰酸酯组合物))、缩二脲改性物(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与水或胺类的反应而生成的缩二脲改性物等)、脲改性物(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与二胺的反应而生成的脲改性物等)、噁二嗪三酮改性物(例如,通过上述的多异氰酸酯单体与二氧化碳的反应而生成的噁二嗪三酮等)、碳二亚胺改性物(通过上述的多异氰酸酯单体的脱羧缩合反应而生成的碳二亚胺改性物等)、脲二酮改性物、脲酮亚胺改性物等。
进而,作为多异氰酸酯衍生物,还可举出多亚甲基多苯基多异氰酸酯(粗MDI、聚合MDI)等。
这些多异氰酸酯衍生物可单独使用或并用2种以上。
当固化剂中含有其他的多异氰酸酯时,其含有比例大于0质量%,例如为50质量%以下、优选为30质量%以下。
含醇式活性氢基团的化合物是在分子中含有醇式活性氢基团的化合物。
醇式活性氢基团包括醇式羟基(OH基)、硫醇式巯基(SH基)。
作为含有醇式羟基的化合物,可举出多元醇,作为含有硫醇式巯基的化合物,可举出多元硫醇。
作为多元醇,可举出低分子量多元醇、高分子量多元醇。
低分子量多元醇是具有2个以上羟基的数均分子量小于300、优选小于400的化合物,可举出例如乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2,2,2-三甲基戊二醇、3,3-二羟甲基庚烷、烷烃(C7~20)二醇、1,3-或1,4-环己烷二甲醇及它们的混合物、1,3-或1,4-环己烷二醇及它们的混合物、氢化双酚A、1,4-二羟基-2-丁烯、2,6-二甲基-1-辛烯-3,8-二醇、双酚A、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇等二元醇,例如甘油、三羟甲基丙烷、三异丙醇胺等三元醇,例如四羟甲基甲烷(季戊四醇)、二甘油等四元醇,例如木糖醇等五元醇,例如山梨糖醇、甘露醇、蒜糖醇、艾杜糖醇、卫矛醇、阿卓糖醇、肌醇、二季戊四醇等六元醇,例如鳄梨糖醇等七元醇,例如蔗糖等八元醇等。
另外,作为低分子量多元醇,可举出例如N-甲基二乙醇胺等含叔氨基的二醇等。
这些低分子量多元醇可单独使用或并用2种以上。
高分子量多元醇是具有2个以上羟基的数均分子量300以上、优选为400以上、进一步优选为500以上的化合物,可举出例如聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、环氧多元醇、植物油多元醇、聚烯烃多元醇、丙烯酸多元醇、聚硅氧烷多元醇、含氟多元醇、及乙烯基单体改性多元醇。
作为聚醚多元醇,可举出例如聚氧化烯多元醇、聚四亚甲基醚多元醇等。
聚氧化烯多元醇例如是以上述的低分子量多元醇等、芳香族多胺、脂肪族多胺等为引发剂的氧化烯的加成聚合物。
作为氧化烯,可举出例如氧化丙烯、氧化乙烯、氧化丁烯、氧化苯乙烯等。另外,这些氧化烯可单独使用或并用2种以上。另外,这些之中,可优选举出氧化丙烯、氧化乙烯。需要说明的是,聚氧化烯多元醇中例如包含氧化丙烯与氧化乙烯等氧化烯的无规及/或嵌段共聚物。
作为聚四亚甲基醚多元醇,可举出例如通过四氢呋喃的阳离子聚合而得到的开环聚合物、使四氢呋喃等聚合单元与烷基取代四氢呋喃或上述的二元醇进行共聚而得到的非晶性(非结晶性)聚四亚甲基醚二醇等。
需要说明的是,非晶性(非结晶性)表示在常温(25℃)下为液态。
非晶性的聚四亚甲基醚二醇可以以例如四氢呋喃与烷基取代四氢呋喃(例如3-甲基四氢呋喃等)的共聚物(四氢呋喃/烷基取代四氢呋喃(摩尔比)=15/85~85/15,数均分子量为500~4000、优选为800~2500),例如四氢呋喃与支链状二醇(例如新戊二醇等)的共聚物(四氢呋喃/支链状二醇(摩尔比)=15/85~85/15,数均分子量为500~4000、优选为800~2500)等的形式得到。
作为聚酯多元醇,可举出例如在公知的条件下使上述的低分子量多元醇与多元酸反应而得到的缩聚物。
作为多元酸,可举出例如草酸、丙二酸、琥珀酸、甲基琥珀酸、戊二酸、己二酸、1,1-二甲基-1,3-二羧基丙烷、3-甲基-3-乙基戊二酸、壬二酸、癸二酸、其他的饱和脂肪族二羧酸(C11~13),例如马来酸、富马酸、衣康酸、其他的不饱和脂肪族二羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、甲苯二甲酸、萘二甲酸、其他的芳香族二羧酸,例如六氢邻苯二甲酸、其他的脂环族二羧酸,例如二聚酸、氢化二聚酸、氯桥酸(het acid)等其他的羧酸,及由这些羧酸衍生的酸酐例如草酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、2-烷基(C12~C18)琥珀酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐,以及由这些羧酸等衍生的酰卤例如草酰二氯、己二酰二氯、癸二酰二氯等。
另外,作为聚酯多元醇,可举出例如植物来源的聚酯多元醇,具体而言,在公知的条件下,以上述的低分子量多元醇为引发剂,使含羟基的植物油脂肪酸(例如含有蓖麻油酸的蓖麻油脂肪酸、含有12-羟基硬脂酸的氢化蓖麻油脂肪酸等)等羟基羧酸进行缩合反应而得到的植物油系聚酯多元醇等。
另外,作为聚酯多元醇,可举出例如以上述的低分子量多元醇(优选为二元醇)为引发剂,将例如ε-己内酯、γ-戊内酯等内酯类,例如L-丙交酯、D-丙交酯等丙交酯类等开环聚合而得到的,聚己内酯多元醇、聚戊内酯多元醇、以及将上述的二元醇与它们共聚而得到的内酯类聚酯多元醇等。
作为聚碳酸酯多元醇,可举出例如以上述的低分子量多元醇(优选为二元醇)为引发剂的碳酸亚乙酯的开环聚合物,例如将1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇等二元醇与开环聚合物共聚而成的非晶性聚碳酸酯多元醇等。
另外,聚氨酯多元醇可以通过以羟基(OH)相对于异氰酸酯基(NCO)的当量比(OH/NCO)大于1的比例,使通过上述方式得到的聚酯多元醇、聚醚多元醇及/或聚碳酸酯多元醇与多异氰酸酯反应,从而以聚酯聚氨酯多元醇、聚醚聚氨酯多元醇、聚碳酸酯聚氨酯多元醇、或聚酯聚醚聚氨酯多元醇等的形式得到。
作为环氧多元醇,可举出例如通过上述的低分子量多元醇与例如表氯醇、β-甲基表氯醇等多官能卤代醇的反应而得到的环氧多元醇。
作为植物油多元醇,可举出例如蓖麻油、椰子油等含羟基的植物油等。可举出例如通过蓖麻油多元醇、或蓖麻油脂肪酸与聚丙烯多元醇的反应而得到的酯改性蓖麻油多元醇等。
作为聚烯烃多元醇,可举出例如聚丁二烯多元醇、部分皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。
作为丙烯酸多元醇(不含有氟原子的丙烯酸多元醇),可举出例如通过使单体成分共聚而得到的共聚物,所述单体成分包含含羟基的丙烯酸酯、和能与含羟基的丙烯酸酯共聚的共聚性乙烯基单体。
作为含羟基的丙烯酸酯,可举出例如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯、(甲基)丙烯酸羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2,2-二羟基甲基丁酯、聚马来酸羟基烷基酯、聚富马酸羟基烷基酯等。可优选举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯等。
作为共聚性乙烯基单体,可举出例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸环己酯等包含碳原子数为1~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯((甲基)丙烯酸烷基酯(所述烷基的碳原子数为1~12)),例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯、己酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯(vinyl versatate)、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、环己基甲酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、对叔丁基苯甲酸乙烯酯等羧酸乙烯酯类,例如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、环己基乙烯基醚等烷基乙烯基醚类,例如乙烯、丙烯、正丁烯、异丁烯等非氟类烯烃类,例如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物,例如(甲基)丙烯腈等丙烯腈,例如(甲基)丙烯酸、富马酸、马来酸、衣康酸、乙烯基乙酸、丁烯酸、肉桂酸、3-烯丙基氧基丙酸、衣康酸单酯、马来酸单酯、马来酸酐、富马酸单酯、邻苯二甲酸乙烯酯、均苯四酸乙烯酯等不饱和羧酸类,例如3-(2-烯丙氧基乙氧基羰基)丙酸、3-(2-烯丙氧基丁氧基羰基)丙酸、3-(2-乙烯基氧基乙氧基羰基)丙酸、3-(2-乙烯基氧基丁氧基羰基)丙酸等含羧基的乙烯基单体或其烷基酯,例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、低聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等烷烃多元醇多(甲基)丙烯酸酯,例如3-(2-异氰酸酯-2-丙基)-α-甲基苯乙烯等含有异氰酸酯基的乙烯基单体,以及(甲基)丙烯酸五甲基哌啶基酯、2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰基氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑等含氮乙烯基单体,例如CH2=CH-O-(CH2)X-NH2(X=0~10)表示的氨基乙烯基醚类,例如CH2=CH-O-CO(CH2)X-NH2(X=1~10)表示的烯丙基胺类,以及氨基甲基苯乙烯、乙烯基胺、丙烯酰胺、乙烯基乙酰胺、乙烯基甲酰胺等含氨基乙烯基单体,例如CH2=CHCO2(CH2)3Si(OCH3)3、CH2=CHCO2(CH2)3Si(OC2H5)3、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(OCH3)3、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(OC2H5)3、CH2=CHCO2(CH2)3SiCH3(OC2H5)2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiC2H5(OCH3)2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(CH3)2(OC2H5)、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(CH3)2OH、CH2=CH(CH2)3Si(OCOCH3)3、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiC2H5(OCOCH3)2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiCH3(N(CH3)COCH3)2、CH2=CHCO2(CH2)3SiCH3〔ON(CH3)C2H5〕2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiC6H5〔ON(CH3)C2H5〕2等(甲基)丙烯酸酯类的聚硅氧烷类乙烯基单体,例如CH2=CHSi[ON=C(CH3)(C2H5)]3、CH2=CHSi(OCH3)3、CH2=CHSi(OC2H5)3、CH2=CHSiCH3(OCH3)2、CH2=CHSi(OCOCH3)3、CH2=CHSi(CH3)2(OC2H5)、CH2=CHSi(CH3)2SiCH3(OCH3)2、CH2=CHSiC2H5(OCOCH3)2、CH2=CHSiCH3〔ON(CH3)C2H5〕2、乙烯基三氯硅烷、或它们的部分水解物等乙烯基硅烷类的聚硅氧烷类乙烯基单体,例如三甲氧基甲硅烷基乙基乙烯基醚、三乙氧基甲硅烷基乙基乙烯基醚、三甲氧基甲硅烷基丁基乙烯基醚、甲基二甲氧基甲硅烷基乙基乙烯基醚、三甲氧基甲硅烷基丙基乙烯基醚、三乙氧基甲硅烷基丙基乙烯基醚等乙烯基醚类的聚硅氧烷类乙烯基单体等。
另外,作为共聚性乙烯基单体,可进一步举出含羟基的乙烯基单体。
作为含羟基的乙烯基单体,可举出例如2-羟基乙基乙烯基醚、3-羟基丙基乙烯基醚、2-羟基丙基乙烯基醚、2-羟基-2-甲基丙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、4-羟基-2-甲基丁基乙烯基醚、5-羟基戊基乙烯基醚、6-羟基己基乙烯基醚等含羟基的乙烯基醚,例如2-羟基乙基烯丙基醚、4-羟基丁基烯丙基醚、甘油单烯丙基醚等羟基烯丙基醚等。
另外,作为共聚性乙烯基单体,可进一步举出含有缩水甘油基的共聚性乙烯基单体。
进而,作为含有缩水甘油基的共聚性乙烯基单体,可举出例如丙烯酸缩水甘油基酯、甲基丙烯酸缩水甘油基酯、丙烯酸4-羟基丁基酯缩水甘油基醚、烯丙基缩水甘油基醚等。
这些共聚性乙烯基单体可单独使用或并用2种以上。
作为共聚性乙烯基单体,可优选举出芳香族乙烯基化合物,可更优选举出苯乙烯。
当共聚性乙烯基单体含有芳香族乙烯基化合物(优选为苯乙烯)时,相对于单体成分的总量,其含有比例例如为10质量%以上、优选为15质量%以上,例如为50质量%以下、优选为40质量%以下。
若芳香族乙烯基化合物的含有比例为上述范围,则可谋求耐气候性及密合性的提高,例如,即使在耐气候性试验后,也可良好地保持由太阳能电池构件被覆材料形成的被覆层(后述)与太阳能电池的构件(后述)的密合性,另外,被覆层的耐变色性也优异。
另外,作为单体成分,优选除了上述的芳香族乙烯基化合物之外,还可举出包含(甲基)丙烯酸烷基酯(所述烷基的碳原子数为1~12),可更优选举出包含(甲基)丙烯酸烷基酯(所述烷基的碳原子数为1~8),可进一步优选举出包含(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸烷基酯(所述烷基的碳原子数为2~8)。
当并用(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸烷基酯(所述烷基的碳原子数为2~8)时,对于它们的并用比例而言,相对于(甲基)丙烯酸甲酯与(甲基)丙烯酸烷基酯(所述烷基的碳原子数为2~8)的总量,(甲基)丙烯酸甲酯的含有比例例如为5质量%以上、优选为10质量%以上,例如为90质量%以下、优选为80质量%以下。另外,上述(甲基)丙烯酸烷基酯(所述烷基的碳原子数为2~8)的含有比例例如为10质量%以上、优选为20质量%以上,例如为95质量%以下、优选为90质量%以下。
若以上述比例并用(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸烷基酯(所述烷基的碳原子数为2~8),则可谋求耐气候性及密合性的提高,例如,即使在耐气候性试验后,也可良好地保持由太阳能电池构件被覆材料形成的被覆层(后述)与太阳能电池的构件(后述)的密合性,另外,被覆层的耐变色性也优异。
而且,丙烯酸多元醇可通过在适当的溶剂及聚合引发剂的存在下,使含有这些含羟基的丙烯酸酯及共聚性乙烯基单体的单体成分共聚而得到。
作为聚硅氧烷多元醇,可举出例如在上述的丙烯酸多元醇的共聚中,配合例如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等含有乙烯基的聚硅氧烷化合物作为共聚性乙烯基单体而得到的丙烯酸多元醇。
含氟多元醇是含有氟原子的丙烯酸多元醇,可举出例如在上述的丙烯酸多元醇的共聚中,配合含有乙烯基的氟化合物作为共聚性乙烯基单体而得到的丙烯酸多元醇。
作为含有乙烯基的氟化合物,可举出例如1,1-二氟乙烯(VdF)、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、乙烯基氟(VF)、全氟(烷基乙烯基醚)等。
另外,含氟多元醇例如可通过TFE等含有乙烯基的氟化合物、共聚性乙烯基单体、及含羟基的乙烯基单体的共聚而得到。具体而言,可举出例如TFE/异丁烯/羟基丁基乙烯基醚/其他单体的共聚物、TFE/叔碳酸乙烯基酯/羟基丁基乙烯基醚/其他单体的共聚物、TFE/VdF/羟基丁基乙烯基醚/其他单体的共聚物等,可优选举出TFE/异丁烯/羟基丁基乙烯基醚/其他单体的共聚物、TFE/叔碳酸乙烯基酯/羟基丁基乙烯基醚/其他单体的共聚物。
乙烯基单体改性多元醇可通过上述的高分子量多元醇与乙烯基单体的反应而得到。
这些高分子量多元醇可单独使用或并用2种以上。
这些多元醇可单独使用或并用2种以上。
多元醇的羟值例如为10mgKOH/g以上、优选为20mgKOH/g以上,例如为250mgKOH/g以下、优选为200mgKOH/g以下。
需要说明的是,羟值可由按照JIS K-1557-1(2007)的A法或B法的乙酰化法或邻苯二甲酰化法(phthalic anhydride method)等求出。
作为多元硫醇,可举出例如脂肪族多元硫醇、芳香族多元硫醇、含杂环的多元硫醇、除了巯基以外还含有硫原子的脂肪族多元硫醇、除了巯基以外还含有硫原子的芳香族多元硫醇、除了巯基以外还含有硫原子的含杂环的多元硫醇等。
作为脂肪族多元硫醇,可举出例如甲烷二硫醇、1,2-乙烷二硫醇、1,1-丙烷二硫醇、1,2-丙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、2,2-丙烷二硫醇、1,6-己烷二硫醇、1,2,3-丙烷三硫醇、1,1-环己烷二硫醇、1,2-环己烷二硫醇、2,2-二甲基丙烷-1,3-二硫醇、3,4-二甲氧基丁烷-1,2-二硫醇、1-甲基环己烷-2,3-二硫醇、双环〔2,2,1〕庚-外(exo)-顺式-2,3-二硫醇、1,1-双(巯基甲基)环己烷、硫羟苹果酸双(2-巯基乙基酯)、2,3-二巯基琥珀酸(2-巯基乙基酯)、2,3-二巯基-1-丙醇(2-巯基乙酸酯)、2,3-二巯基-1-丙醇(3-巯基丙酸酯)、二乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、二乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、1,2-二巯基丙基甲基醚、2,3-二巯基丙基甲基醚、2,2-双(巯基甲基)-1,3-丙烷二硫醇、双(2-巯基乙基)醚、乙二醇双(2-巯基乙酸酯)、乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、三羟甲基丙烷双(2-巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷双(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)等。
作为芳香族多元硫醇,可举出例如1,2-二巯基苯、1,3-二巯基苯、1,4-二巯基苯、1,2-双(巯基甲基)苯、1,3-双(巯基甲基)苯、1,4-双(巯基甲基)苯、1,2-双(巯基乙基)苯、1,3-双(巯基乙基)苯、1,4-双(巯基乙基)苯、1,2-双(巯基亚甲基氧基)苯、1,3-双(巯基亚甲基氧基)苯、1,4-双(巯基亚甲基氧基)苯、1,2-双(巯基亚乙基氧基)苯、1,3-双(巯基亚乙基氧基)苯、1,4-双(巯基亚乙基氧基)苯、1,2,3-三巯基苯、1,2,4-三巯基苯、1,3,5-三巯基苯、1,2,3-三(巯基甲基)苯、1,2,4-三(巯基甲基)苯、1,3,5-三(巯基甲基)苯、1,2,3-三(巯基乙基)苯、1,2,4-三(巯基乙基)苯、1,3,5-三(巯基乙基)苯、1,2,3-三(巯基亚甲基氧基)苯、1,2,4-三(巯基亚甲基氧基)苯、1,3,5-三(巯基亚甲基氧基)苯、1,2,3-三(巯基亚乙基氧基)苯、1,2,4-三(巯基亚乙基氧基)苯、1,3,5-三(巯基亚乙基氧基)苯、1,2,3,4-四巯基苯、1,2,3,5-四巯基苯、1,2,4,5-四巯基苯、1,2,3,4-四(巯基甲基)苯、1,2,4,5-四(巯基甲基)苯、1,2,3,4-四(巯基乙基)苯、1,2,3,5-四(巯基乙基)苯、1,2,4,5-四(巯基乙基)苯、1,2,3,4-四(巯基亚甲基氧基)苯、1,2,3,5-四(巯基亚甲基氧基)苯、1,2,4,5-四(巯基亚乙基氧基)苯、1,2,3,4-四(巯基亚乙基氧基)苯、1,2,3,5-四(巯基亚乙基氧基)苯、1,2,4,5-四(巯基亚乙基氧基)苯、2,2’-二巯基联苯、4,4’-二巯基联苯、4,4’-二巯基联苄、2,5-甲苯二硫醇、3,4-甲苯二硫醇、1,4-萘二硫醇、1,5-萘二硫醇、2,6-萘二硫醇、2,7-萘二硫醇、2,4-二甲基苯-1,3-二硫醇、4,5-二甲基苯-1,3-二硫醇、9,10-蒽二甲烷硫醇、1,3-二(对甲氧基苯基)丙烷-2,2-二硫醇、1,3-二苯基丙烷-2,2-二硫醇、苯基甲烷-1,1-二硫醇、2,4-二(对巯基苯基)戊烷等。
作为含杂环的多元硫醇,可举出例如2-甲基氨基-4,6-二硫醇-均三嗪、2-乙基氨基-4,6-二硫醇-均三嗪、2-氨基-4,6-二硫醇-均三嗪、2-吗啉代-4,6-二硫醇-均三嗪、2-环己基氨基-4,6-二硫醇-均三嗪、2-甲氧基-4,6-二硫醇-均三嗪、2-苯氧基-4,6-二硫醇-均三嗪、2-硫代苯氧基-4,6-二硫醇-均三嗪、2-硫代丁基氧基-4,6-二硫醇-均三嗪等。
作为除了巯基以外还含有硫原子的脂肪族多元硫醇,可举出例如双(巯基甲基)硫醚、双(巯基乙基)硫醚、双(巯基丙基)硫醚、双(巯基甲基硫基)甲烷、双(2-巯基乙基硫基)甲烷、双(3-巯基丙基硫基)甲烷、1,2-双(巯基甲基硫基)乙烷、1,2-双(2-巯基乙基硫基)乙烷、1,2-双(3-巯基丙基)乙烷、1,3-双(巯基甲基硫基)丙烷、1,3-双(2-巯基乙基硫基)丙烷、1,3-双(3-巯基丙基硫基)丙烷、1,2,3-三(巯基甲基硫基)丙烷、1,2,3-三(2-巯基乙基硫基)丙烷、1,2,3-三(3-巯基丙基硫基)丙烷、四(巯基甲基硫基甲基)甲烷、四(2-巯基乙基硫基甲基)甲烷、四(3-巯基丙基硫基甲基)甲烷、双(2,3-二巯基丙基)硫醚、2,5-二巯基-1,4-二噻烷、2,5-二巯基甲基-1,4-二噻烷、双(巯基甲基)二硫醚、双(巯基乙基)二硫醚、双(巯基丙基)二硫醚等、及它们的巯基乙酸及巯基丙酸的酯、羟基甲基硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基甲基硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基乙基硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基乙基硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基丙基硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基丙基硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基甲基二硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基甲基二硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基乙基二硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基乙基二硫醚双(3-巯基丙酸酯)、羟基丙基二硫醚双(2-巯基乙酸酯)、羟基丙基二硫醚双(3-巯基丙酸酯)、2-巯基乙基醚双(2-巯基乙酸酯)、2-巯基乙基醚双(3-巯基丙酸酯)、1,2-双〔(2-巯基乙基)硫基〕-3-巯基丙烷、1,4-二噻烷-2,5-二醇双(2-巯基乙酸酯)、1,4-二噻烷-2,5-二醇双(3-巯基丙酸酯)、亚硫基二乙酸双(2-巯基乙基酯)、亚硫基二丙酸双(2-巯基乙基酯)、4,4-亚硫基二丁酸双(2-巯基乙基酯)、亚二硫基二乙酸双(2-巯基乙基酯)、亚二硫基二丙酸双(2-巯基乙基酯)、4,4-亚二硫基二丁酸双(2-巯基乙基酯)、巯基乙酸双(2,3-二巯基丙基酯)、亚硫基二丙酸双(2,3-二巯基丙基酯)、二硫基乙酸双(2,3-二巯基丙基酯)、亚二硫基二丙酸双(2,3-二巯基丙基酯)等。
作为除了巯基以外还含有硫原子的芳香族多元硫醇,可举出例如1,2-双(巯基甲基硫基)苯、1,3-双(巯基甲基硫基)苯、1,4-双(巯基甲基硫基)苯、1,2-双(巯基乙基硫基)苯、1,3-双(巯基乙基硫基)苯、1,4-双(巯基乙基硫基)苯、1,2,3-三(巯基甲基硫基)苯、1,2,4-三(巯基甲基硫基)苯、1,3,5-三(巯基甲基硫基)苯、1,2,3-三(巯基乙基硫基)苯、1,2,4-三(巯基乙基硫基)苯、1,3,5-三(巯基乙基硫基)苯、1,2,3,4-四(巯基甲基硫基)苯、1,2,3,5-四(巯基甲基硫基)苯、1,2,4,5-四(巯基甲基硫基)苯、1,2,3,4-四(巯基乙基硫基)苯、1,2,3,5-四(巯基乙基硫基)苯、1,2,4,5-四(巯基乙基硫基)苯等、及它们的核烷基化物等。
作为除了巯基以外还含有硫原子的含杂环的多元硫醇,可举出例如3,4-噻吩二硫醇、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑等、及它们的巯基乙酸及巯基丙酸的酯等。
作为多元硫醇,可进一步举出例如这些多元硫醇的氯取代物、溴取代物等卤素取代物。
这些多元硫醇可单独使用或并用2种以上。
含醇式活性氢基团的化合物可单独使用或并用2种以上。
作为含醇式活性氢基团的化合物,可优选举出多元醇,更优选举出高分子量多元醇,进一步优选举出丙烯酸多元醇(包括含氟多元醇。)。
若使用丙烯酸多元醇(包含含氟多元醇。)作为含醇式活性氢基团的化合物,则可谋求太阳能电池构件被覆材料及其固化剂、以及带有被覆层的太阳能电池构件的防粘连性、耐光性、及耐气候性的提高。
另外,作为含醇式活性氢基团的化合物,可特别优选举出不包括含氟多元醇的丙烯酸多元醇(不含有氟原子的丙烯酸多元醇)。
若使用不含有氟原子的丙烯酸多元醇作为含醇式活性氢基团的化合物,则可特别良好地谋求太阳能电池构件被覆材料及其固化剂、以及带有被覆层的太阳能电池构件的防粘连性、耐光性、耐气候性、及与太阳能电池密封材料(例如乙烯·乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等)的密合性的提高。
另外,含醇式活性氢基团的化合物的数均分子量例如为1000以上、优选为2000以上,例如为30000以下、优选为20000以下。
另外,含醇式活性氢基团的化合物的平均官能团数例如为4以上、优选为8以上,例如为50以下、优选为40以下。
另外,含醇式活性氢基团的化合物的25℃时的粘度(测定装置:东机产业公司制的E型粘度计TV-30,转子:1°34’×R24,转速:为了使测定范围为20~80%而从0.1~10rpm的范围选择)例如为500mPa·s以上,优选为1000mPa·s以上,例如为20000mPa·s以下、优选为15000mPa·s以下。
而且,通过利用公知的方法配合上述的固化剂和上述的主剂,可以以2液型的涂层材料的形式得到本发明的太阳能电池构件被覆材料。
对于固化剂与主剂的配合而言,例如调整为,主剂的活性氢基团(羟基(OH)、巯基(SH))相对于固化剂的异氰酸酯基(NCO)的当量比(活性氢基团/异氰酸酯基)为0.8~1.2。
具体而言,对于固化剂与主剂的配合比例而言,相对于主剂100质量份,固化剂例如为10质量份以上、优选为20质量份以上,例如为50质量份以下、优选为40质量份以下。
另外,作为配合条件,温度例如为10~120℃、优选为20~80℃。
另外,在太阳能电池构件被覆材料中,根据需要,可添加例如胺类、有机金属化合物等氨酯化催化剂。
作为胺类,可举出例如三乙胺、三乙二胺、双(2-二甲基氨基乙基)醚、N-甲基吗啉等叔胺类,例如四乙基羟基铵等季铵盐,例如咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类等。
作为有机金属化合物,可举出例如乙酸锡、辛酸锡、油酸锡、月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、二甲基二月桂酸锡、二丁基二月桂酸锡、二丁基二硫醇锡、二丁基马来酸锡、二丁基二新癸酸锡、二辛基二硫醇锡、二辛基二月桂酸锡、二丁基二氯化锡等有机锡化合物,例如辛酸铅、环烷酸铅等有机铅化合物,例如环烷酸镍等有机镍化合物,例如环烷酸钴等有机钴化合物,例如辛烯酸铜等有机铜化合物,例如辛酸铋、新癸酸铋等有机铋化合物等。
进而,作为氨酯化催化剂,可举出例如碳酸钾、乙酸钾、辛酸钾等钾盐。
这些氨酯化催化剂可单独使用或并用2种以上。
作为氨酯化催化剂,可优选举出有机金属化合物,更优选举出有机锡化合物。
需要说明的是,氨酯化催化剂的配合比例可根据目的及用途适当设定。
另外,在太阳能电池构件被覆材料中,根据需要,可添加公知的添加剂,例如耐气候稳定剂(耐光稳定剂)、增塑剂、防粘连剂、耐热稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、脱模剂、颜料、染料、润滑剂、填料、防水解剂、阻燃剂等。可将这些添加剂添加到主剂及固化剂的两方或任一方中,另外,也可在配合主剂及固化剂时同时添加,进而,也可在配合了主剂及固化剂后的太阳能电池构件被覆材料中添加。
需要说明的是,添加剂的配合比例可根据目的及用途适当设定。
进而,也可根据需要利用上述的有机溶剂将太阳能电池构件被覆材料稀释。在这样的情况下,太阳能电池构件被覆材料的固态成分浓度例如为10质量%以上、优选为30质量%以上,例如为90质量%以下、优选为70质量%以下。
而且,如上所述地得到的太阳能电池构件被覆材料可被覆太阳能电池的各种构件,用于制造带有被覆层的太阳能电池构件。
图1为表示本发明的带有被覆层的太阳能电池构件的一个实施方式的概略构成图。
图1中,带有被覆层的太阳能电池构件1具有太阳能电池的构件2和被覆构件2的被覆层3。
作为构件2,只要是太阳能电池的构件就没有特别限制,可举出例如背板(后述)、支持层(后述)、太阳能电池单元(后述)、密封层(后述)、玻璃板(后述)、框架(后述)等。
被覆层3是被覆构件2的一个面的树脂层,由上述的太阳能电池构件被覆材料形成。
为了制造这样的带有被覆层的太阳能电池构件1,首先,将上述的太阳能电池构件被覆材料涂布到太阳能电池的构件2的一个面上。
作为涂布方法,没有特别限制,可举出例如刷涂、凹版涂布法、反向涂布法、辊式涂布法、棒式涂布法、喷雾涂布法、气刀涂布法、浸渍法等公知的涂层方法。
另外,对于涂布量没有特别限制,作为固化后的涂膜厚度,可以为例如2μm以上、优选5μm以上,例如50μm以下、优选30μm以下。
接着,该方法中,将太阳能电池构件被覆材料加热,使其固化。
作为加热条件,加热温度例如为50℃以上、优选为80℃以上,例如为150℃以下、优选为130℃以下。另外,加热时间例如为1分钟以上、优选为2分钟以上,例如为60分钟以下、优选为30分钟以下。
另外,也可在常温下使太阳能电池构件被覆材料固化。
由此,在构件2的一个面上形成由太阳能电池构件被覆材料形成的被覆层3,可得到具有构件2及被覆层3的带有被覆层的太阳能电池构件1。
需要说明的是,在上述的说明中,仅在构件2的一个面上形成了被覆层3,但例如如图1中的假想线所示,可在构件2的一个面及另一个面这两面上形成被覆层3。另外,虽未详细图示,但也可仅在构件2的另一个面上形成被覆层3,或通过被覆层3覆盖构件2的全部面。
而且,这样的太阳能电池构件被覆材料及带有被覆层的太阳能电池构件1具有优异的防粘连性及密合性。
因此,本发明的带有被覆层的太阳能电池构件1可优选作为构成太阳能电池的部件使用。以下详细说明太阳能电池。
图2为表示使用了本发明的带有被覆层的太阳能电池构件的一个实施方式的太阳能电池的概略构成图。
图2中,太阳能电池10具有:保护太阳能电池10的背面侧的背板11、在背板11之上层叠的支持层12、在支持层12之上被支持的太阳能电池单元13、在支持层12之上密封太阳能电池单元13的密封层14、在密封层14之上配置的玻璃板15、及收容它们的框架16。
在这样的太阳能电池10中,例如可以以上述的带有被覆层的太阳能电池构件1的形式形成背板11。即,背板11可具有作为构件2的基材片材(参照图1)和被覆该基材片材的被覆层3(参照图1)。在这样的情况下,被覆层3可以被配置在背板11的上表面侧,也可被配置在下表面侧,另外,还可以被配置在上表面及下表面这两面侧。
另外,作为带有被覆层的太阳能电池构件1,不限于上述的背板11,例如,也可在支持层12、太阳能电池单元13、密封层14、框架16等构件的表面上形成被覆层3(参照图1),而制成带有被覆层的太阳能电池构件1。
而且,这样的带有被覆层的太阳能电池构件1中的被覆层3,即通过太阳能电池构件被覆材料而得到的涂膜具有优异的机械物性。
具体而言,被覆层3的断裂强度(拉伸速度5mm/min)例如为35MPa以上、优选为40MPa以上,例如为70MPa以下、优选为60MPa以下。另外,断裂伸长率(拉伸速度5mm/min)例如为2%以上、优选为4%以上,例如为15%以下、优选为10%以下。
进一步地,被覆层3的耐光性也优异,即使在暴露于光中后,也可维持优异的机械物性。
具体而言,后述的实施例中的耐光性试验后的被覆层3的断裂强度(拉伸速度5mm/min)例如为30MPa以上、优选为40MPa以上,例如为70MPa以下、优选为60MPa以下。另外,断裂伸长率(拉伸速度5mm/min)例如为2%以上、优选为3%以上,例如为15%以下、优选为10%以下。
另外,为了提高上述被覆层与太阳能电池密封材料(例如,EVA等)的密合性,也可实施现有公知的表面处理。作为表面处理方法,可例举例如等离子体放电处理、电晕放电处理、化学转化处理(chemical conversion treatment)、基于UV照射的表面改性等。
作为密合性,具体而言,在后述的实施例中的与EVA的密合强度(拉伸速度200mm/min)方面,例如为60N/cm以上、优选为80N/cm以上。当密合强度低时,例如在耐气候性试验等中存在脱层的可能性。
需要说明的是,除了上述的太阳能电池构件被覆材料之外,这样的被覆材料可应用于例如聚氨酯的成型品、管、膜、片材及杆等的表面的被覆。例如,可合适地用作作为电子用途的导光材料、自动仪器、护理部件等、例如作为汽车用构件的装饰膜、保护膜(chippingfilm)等的被覆材料,进而也可合适地用作海洋构件、油封(oil seals)、辊、软管等的被覆材料。
<微囊>
可将上述的多异氰酸酯组合物作为本发明的微囊的原料成分使用。
即,本发明的微囊中,利用通过包含上述的多异氰酸酯组合物的多异氰酸酯成分与后述的含活性氢的成分的反应而形成的膜将后述的芯物质成分微囊化。
这样的微囊例如可通过将芯物质成分和多异氰酸酯成分分散及/或溶解在有机溶剂中,将得到的分散液及/或溶液乳化分散在包含含活性氢的成分的分散介质中而得到。
芯物质成分是在微囊中内包的成分,可根据微囊的用途适当选择。
例如,在压敏记录片材(后述)用的微囊的情况下,作为芯物质成分,可举出例如成色剂。
作为成色剂,可举出例如在与呈色剂之间发生显色反应的给电子性有机成色剂,具体而言,可举出例如3,3-双(对二甲基氨基苯基)-6-二甲基氨基苯酞(别名结晶紫内酯)、3,3-双(对二甲基氨基苯基)苯酞、3-(对二甲基氨基苯基)-3-(1,2-二甲基吲哚-3-基)苯酞等三烯丙基甲烷类化合物,例如4,4’-双-二甲基氨基二苯甲基苄基醚、N-卤化苯基-无色金胺、N-2,4,5-三氯苯基无色金胺等二苯基甲烷类化合物,例如7-二乙基氨基-3-氯荧烷、7-二乙基氨基-3-氯-2-甲基荧烷、2-苯基氨基-3-甲基-6-(N-乙基-N-对甲苯基氨基)荧烷等荧烷类化合物,例如苯甲酰无色亚甲蓝、对硝基苄基无色亚甲蓝等噻嗪类化合物,例如3-甲基-螺-二萘并吡喃、3-乙基-螺-二萘并吡喃、3-丙基-螺-二萘并吡喃、3-丙基-螺-二苯并吡喃等螺类化合物等。
另外,作为其他的用途中的芯物质成分,具体而言,可举出例如油性溶剂、高沸点溶剂、低沸点溶剂、着色剂(例如,颜料、染料等)、吸水性高分子、香料油、反应性粘接剂、重氮化合物、催化剂(例如,有机催化剂、金属催化剂、络合物催化剂、生物催化剂、沸石等)、阻燃剂、植物保护剂、植物生长调节剂、昆虫生长调节剂、医药、农药、有害生物杀灭剂(例如,杀虫剂、除草剂、杀菌剂、杀螨剂、杀鼠剂等)、防虫剂、肥料、酶、紫外线吸收剂、光稳定剂、硫、硫化剂、硫化促进剂、硫化促进活性剂、臭气抑制剂等。
这些芯物质成分可单独使用或并用2种以上。
多异氰酸酯成分含有上述的多异氰酸酯组合物作为必须成分。优选由多异氰酸酯组合物组成。
另外,在不妨碍本发明的优异的效果的范围,多异氰酸酯成分可含有其他的多异氰酸酯(不包括上述的多异氰酸酯组合物的多异氰酸酯)。
作为其他的多异氰酸酯,可举出例如上述的多异氰酸酯单体(例如,芳香族多异氰酸酯、芳香脂肪族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯等)、及其多异氰酸酯衍生物等。
当在多异氰酸酯成分中含有其他的多异氰酸酯时,其含有比例大于0质量%,例如为50质量%以下、优选为30质量%以下。
作为有机溶剂,只要是能分散或溶解芯物质成分及多异氰酸酯成分的有机溶剂,就没有特别限制,可举出各种芳香族类有机溶剂、脂肪族类有机溶剂。
作为芳香族类有机溶剂,可举出例如苯、甲苯、二甲苯、甲基萘、二甲基萘、异丙基萘、二异丙基萘、乙基联苯、二乙基联苯等芳香族类溶剂,例如烷基苯、烷基萘、烷基苯酚、苯基二甲苯基乙烷等芳香族类石油溶剂。
作为芳香族类有机溶剂,可使用各种市售品,作为这样的市售品,可举出例如CERTREX48(高沸点芳香族类溶剂,蒸馏范围254~386℃,MOBIL OIL CORPORATION制)、alkene L(烷基苯,蒸馏范围285~309℃,日本石油化学(株)制)、Solvesso100(烷基苯,蒸馏范围164~180℃,Exxon Mobil Corporation制)、Solvesso150(烷基苯,蒸馏范围188~210℃,Exxon Mobil Corporation制)、Solvesso200(烷基苯,蒸馏范围226~286℃,ExxonMobil Corporation制)、KMC-113(二异丙基萘,沸点300℃,吴羽化学工业(株)制)、SAS296(苯基二甲苯基乙烷、蒸馏范围290~305℃,日本石油化学(株)制)、Arocizer202(乙基联苯、沸点286℃,新日铁化学(株)制)等。
进而,作为芳香族类石油溶剂的市售品,可举出例如MSP(蒸馏范围(℃)90~120,比重(15/4℃)0.820以上,混合苯胺点(℃)26以下,芳香族含量(容量%)70以上)、Supersol 100(蒸馏范围(℃)95~111,比重(15/4℃)0.825,混合苯胺点(℃)26.0,芳香族含量(容量%)75以上)、Pegasol ARO-80(蒸馏范围(℃)104~123,比重(15/4℃)0.832,混合苯胺点(℃)26,芳香族含量(容量%)75.9)、Swasol 100(蒸馏范围(℃)106~116,比重(15/4℃)0.835,混合苯胺点(℃)24.6,芳香族含量(容量%)76.4)、Swasol 200(蒸馏范围(℃)132~144,比重(15/4℃)0.844,混合苯胺点(℃)23.8,芳香族含量(容量%)80.9)、MHS(蒸馏范围(℃)140~170,比重(15/4℃)0.86~0.88,混合苯胺点(℃)11~12,芳香族含量(容量%)98以上)、Hiarom 2S(蒸馏范围(℃)152~187,比重(15/4℃)0.816,混合苯胺点(℃)47以下,芳香族含量(容量%)45~55)、Swasol 310(蒸馏范围(℃)153~177,比重(15/4℃)0.817,混合苯胺点(℃)43.6,芳香族含量(容量%)51.0)、Super sol 150(蒸馏范围(℃)153~197,比重(15/4℃)0.815,混合苯胺点(℃)21.5,芳香族含量(容量%)50以上)、Shoseki Hisol(蒸馏范围(℃)153~198,比重(15.6/15.6℃)0.818,芳香族含量(容量%)55)、HAWS(蒸馏范围(℃)154~190,比重(15/4℃)0.822,芳香族含量(容量%)50)、Supersol 1500(蒸馏范围(℃)155~171,比重(15/4℃)0.869,混合苯胺点(℃)14.6,芳香族含量(容量%)98以上)、Nisseki Hisol Nisseki Hisol(蒸馏范围(℃)155~180,比重(15/4℃)0.870~0.880,混合苯胺点(℃)15以下,芳香族含量(容量%)99.0以上)、Pegasol R-100(蒸馏范围(℃)156~174,比重(15/4℃)0.874,混合苯胺点(℃)14,芳香族含量(容量%)96.4)、MSS(蒸馏范围(℃)158~180,比重(15.6/15.6℃)0.86~0.89,混合苯胺点(℃)13~14,芳香族含量(容量%)98以上)、SHELLSOL A(蒸馏范围(℃)160~182,比重(15/4℃)0.873,芳香族含量(容量%)98)、Swasol1000(蒸馏范围(℃)162~176,比重(15/4℃)0.878,混合苯胺点(℃)12.7,芳香族含量(容量%)99.7)、Idemitsu Ipsol 100(蒸馏范围(℃)162~179,比重(15/4℃)0.875,混合苯胺点(℃)13.5,芳香族含量(容量%)99.5以上)、Shoseki Toku Hisol(蒸馏范围(℃)162~180,比重(15/4℃)0.881,混合苯胺点(℃)12.6,芳香族含量(容量%)99.99)、Swasol 1500(蒸馏范围(℃)180~207比重(15/4℃)0.886,混合苯胺点(℃)16.5,芳香族含量(容量%)98.8)、Nisseki Hisol 150(蒸馏范围(℃)182~216,比重(15/4℃)0.887~0.904,混合苯胺点(℃)17以下,芳香族含量(容量%)99.0以上)、Super sol 1800(蒸馏范围(℃)183~208,比重(15/4℃)0.889,混合苯胺点(℃)15.7,芳香族含量(容量%)99以上)、Idemitsu Ipsol 150(蒸馏范围(℃)186~205,比重(15.6/15.6℃)0.895,混合苯胺点(℃)15.2,芳香族含量(容量%)99.5以上)、SHELLSOLAB(蒸馏范围(℃)187~213,比重(15/4℃)0.894,芳香族含量(容量%)99.5)、Pegasol R-150(蒸馏范围(℃)191~212,比重(15/4℃)0.890,混合苯胺点(℃)18,芳香族含量(容量%)97.2)、Swasol 1800(蒸馏范围(℃)197~237,比重(15/4℃)0.940,混合苯胺点(℃)14.0,芳香族含量(容量%)99.6)等。
作为脂肪族类有机溶剂,可举出例如己烷、环己烷、辛烷、癸烷等脂肪族类有机溶剂,例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、己二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、琥珀酸二甲酯、γ-丁内酯、乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯等酯类溶剂,例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类溶剂,例如1,4-二氧杂环己烷、四氢呋喃等醚类溶剂,例如己醇、辛醇、苯甲醇、糠醇等醇类溶剂,例如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、三丙二醇单甲基醚等二醇类溶剂,例如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、1,1,1-三氯乙烷、氯苯、二氯苯等卤代烃类溶剂,例如N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基苯胺、吡啶、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺等含氮化合物类溶剂,或例如矿油精(mineralspirit)等脂肪族类石油溶剂等。
这些有机溶剂可单独使用或并用2种以上。
作为有机溶剂,可优选举出沸点为100~500℃、进而为150~450℃的有机溶剂。另外,作为有机溶剂,可优选举出芳香族类有机溶剂。
而且,为了将芯物质成分及多异氰酸酯成分分散及/或溶解在这样的有机溶剂中,使用公知的方法即可,例如,在常温或加温下,将多异氰酸酯成分及芯物质成分配合、混合在有机溶剂中。
对于各成分的配合比例而言,例如,相对于有机溶剂100质量份,多异氰酸酯成分例如为0.1质量份以上、优选为0.5质量份以上,例如为50质量份以下、优选为20质量份以下。另外,相对于有机溶剂100质量份,芯物质成分例如为0.1质量份以上、优选为1质量份以上,例如为100质量份以下、优选为10质量份以下。
另外,该方法中,在不妨碍本发明的优异的效果的范围内,根据需要,可添加胺的氧化烯加成物(以下称为氧化烯加成胺)。
氧化烯加成胺是用氧化烯取代胺化合物的氨基的氢中的至少1个以上而得到的化合物。
作为胺化合物,可举出例如硬脂胺、油胺、乙二胺、1,3-丙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、1,6-六亚甲基二胺等脂肪族胺,例如邻苯二胺、对苯二胺、二氨基萘等芳香族胺。
这些胺化合物可单独使用或并用2种以上。
作为胺化合物,可优选举出脂肪族胺。
作为氧化烯,可举出例如氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯等。
这些氧化烯可单独使用或并用2种以上。即,胺的氧化烯加成物可以是多种氧化烯的无规及/或嵌段共聚物。
作为氧化烯,可优选举出氧化丙烯。
氧化烯加成胺的数均分子量例如为250~4000。
当配合氧化烯加成胺时,相对于多异氰酸酯成分100质量份,其配合比例例如为1质量份以上、优选为2质量份以上,例如为100质量份以下、优选为50质量份以下。
通过配合氧化烯加成胺,能谋求微囊的耐溶剂性、耐压性等耐久性的提高。
接着,该方法中,将通过上述方式得到的分散液及/或溶液与含活性氢的成分(分散介质)混合,并将其乳化分散。
含活性氢的成分是含有与多异氰酸酯成分的异氰酸酯基反应的活性氢的分散介质,可举出例如水,进而可举出例如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、六亚甲基二胺、肼等脂肪族胺,例如异佛尔酮二胺等脂环族胺,例如二甲苯二胺等芳香脂肪族胺等胺类。
这些含活性氢的成分可单独使用或并用2种以上。
从高效地进行乳化分散的观点考虑,可优选举出水、水与胺类的混合物。
另外,通常含活性氢的成分(分散介质)可作为保护胶体及/或表面活性剂的水溶液使用。
作为保护胶体,可举出例如明胶、阿拉伯胶、酪蛋白、淀粉等天然亲水性高分子物质,例如羧甲基纤维素及其盐等半合成亲水性高分子物质,例如聚乙烯醇等合成亲水性高分子物质等。
另外,作为表面活性剂,可举出磺酸盐、羧酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐等阴离子表面活性剂,例如季铵盐等阳离子表面活性剂,例如烷基及烷基烯丙基聚氧乙烯醚、脱水山梨醇酯的聚氧乙烯醚、聚乙二醇脂肪族酯等非离子表面活性剂等。
这些保护胶体及/或表面活性剂可单独使用或并用2种以上。
对于保护胶体及/或表面活性剂的配合比例而言,相对于含活性氢的成分(分散介质)100质量份,为0.1~50质量份、优选为0.5~10质量份。
而且,在乳化分散中,向上述的含活性氢的成分(分散介质)中,配合多异氰酸酯成分及芯物质成分的分散液及/或溶液,利用公知的方法混合。
对于各成分的配合比例而言,相对于含活性氢的成分(分散介质)100质量份,上述的分散液及/或溶液的配合比例例如为1~70质量份、优选为10~50质量份。另外,根据需要,例如在20~90℃下,搅拌0.1~10小时。
由此,经乳化分散的多异氰酸酯成分与含活性氢的成分(分散介质)反应,利用通过多异氰酸酯成分与含活性氢的成分的反应而形成的膜将芯物质成分微囊化,可得到微囊。
微囊的粒径例如为1~15μm。
而且,如上所述地得到的本发明的微囊由于是使用本发明的多异氰酸酯组合物得到的,因而各种物性优异。具体而言,本发明的微囊例如耐热性、耐压性、耐溶剂性等耐久性优异,另外,能有效地呈现由芯物质成分带来的各种效果。
因此,本发明的微囊可合适地用于各种记录材料、显示材料、热敏材料、压敏材料、感光材料、涂料、粘接剂、油墨、膜、纤维、皮革、化妆品、医药品、农药、香料、人造心脏、喷墨纸的吸收性填充剂、造纸工序的内添填充剂、修正油墨、修正带用的高隐蔽性颜料、调色剂(电子照片、彩色复印等)、液体燃料、液晶、橡胶添加剂等用途,尤其可合适地用于压敏记录片材用途。
当将微囊用于压敏记录片材用途时,例如,向得到的微囊的乳液中添加作为粘合剂的胶乳(latex)(例如,羧基改性苯乙烯丁二烯橡胶胶乳等)、缓冲剂(例如淀粉粒子等),将得到的混合液涂布到蜡纸(stencil paper)上,由此可作为压敏记录片材使用。
<油墨用粘合剂>
可将上述的多异氰酸酯组合物作为本发明的油墨用粘合剂的原料成分使用。
具体而言,本发明的油墨用粘合剂可由主剂和固化剂制备。
主剂含有具有活性氢基团(例如羟基、氨基等)的聚氨酯树脂。
主剂中,具有活性氢基团的聚氨酯树脂例如可通过以含有活性氢基团的化合物成分的活性氢基团(例如羟基、氨基等)相对于异氰酸酯成分的异氰酸酯基的比例大于1的比例,使异氰酸酯成分与含有活性氢基团的化合物成分(详细内容如后文说明,例如为多元醇成分、多胺成分等)反应而得到。
作为异氰酸酯成分,可举出例如上述的多异氰酸酯单体(例如芳香族多异氰酸酯、芳香脂肪族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯等)、及其多异氰酸酯衍生物等。另外,作为异氰酸酯成分,也可使用本发明的多异氰酸酯组合物。
另外,作为异氰酸酯成分,在不妨碍本发明的优异的效果的范围内,还可以并用单异氰酸酯。
作为单异氰酸酯,可举出例如甲基异氰酸酯、乙基异氰酸酯、正己基异氰酸酯,环己基异氰酸酯、2-乙基己基异氰酸酯、苯基异氰酸酯、苄基异氰酸酯、对甲苯磺酰异氰酸酯等。
这些单异氰酸酯可单独使用或并用2种以上。
这些异氰酸酯成分可单独使用或并用2种以上。
作为异氰酸酯成分,可优选举出脂肪族多异氰酸酯,更优选举出脂环族多异氰酸酯,进一步优选举出双(异氰酸甲酯基)环己烷。
另外,异氰酸酯成分中,异氰酸酯基的平均官能团数例如为1.5~3.0、优选为1.9~2.5、尤其优选为2。
另外,异氰酸酯成分的异氰酸酯基含有率(按照JIS K 1603-1(2007))例如为31~56质量%、优选为36~50质量%、更优选为40~45质量%。另外,该异氰酸酯成分的胺当量(按照JIS K 1603-1(2007))例如为75~136、优选为84~117、更优选为93~105。
作为含有活性氢基团的化合物成分,可举出例如多元醇成分、多胺成分等。
作为多元醇成分,可举出例如上述的低分子量多元醇、上述的高分子量多元醇等。进而,作为多元醇成分,可举出天然物来源的多元醇成分,可具体举出糖等。
作为糖,可举出例如二羟基丙酮、甘油醛、赤藓酮糖、赤藓糖、苏糖、核酮糖、木酮糖、核糖、阿拉伯糖、木糖、来苏糖、脱氧核糖、阿洛酮糖、果糖、山梨糖、塔格糖、阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古洛糖、艾杜糖、半乳糖、塔罗糖、岩藻糖、墨角藻糖(fuculose)、鼠李糖、景天庚酮糖、毛地黄毒素糖等单糖类,例如蔗糖、乳糖、麦芽糖、海藻糖、异海藻糖、异蔗糖(isosaccharose)、松二糖、纤维素二糖、帕拉金糖(palatinose)、龙胆二糖、蜜二糖、槐糖等二糖类,例如棉籽糖、松三糖、龙胆三糖、车前糖、麦芽三糖、纤维三糖、三聚甘露糖、4-α-葡糖基麦芽糖等三糖类,例如阿卡波糖(acarbose)、水苏糖、纤维四糖、大蒜糖等四糖类,例如糖原、淀粉、直链淀粉、支链淀粉、纤维素、糊精、右旋糖酐(dextran)、葡聚糖(glucan)、果糖、N-乙酰葡糖胺、壳多糖(chitin)、脱乙酰壳多糖(chitosan)、栝楼仁(charonin)、昆布多糖、菊糖(inulin)、果聚糖、象牙棕榈甘露聚糖(ivory nut mannan)、木聚糖、奇放线菌酸(actinospectinoic acid)、海藻酸、半乳甘露聚糖(guaran)、甘露聚糖、肝素、硫酸软骨素、透明质酸、普鲁兰多糖等多糖类,例如赤藓醇、麦芽糖醇、蔗糖等糖醇,环糊精等寡糖。另外,作为糖醇,例如也包括上述的甘油、上述的山梨糖醇、上述的木糖醇、上述的甘露醇等。
多胺成分是具有2个以上氨基的化合物,可举出例如芳香族多胺、芳香脂肪族多胺、脂环族多胺、脂肪族多胺、具有伯氨基、或伯氨基及仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物、含有聚氧乙烯基的多胺等。
作为芳香族多胺,可举出例如4,4’-二苯基甲烷二胺、甲苯二胺等。
作为芳香脂肪族多胺,可举出例如1,3-或1,4-苯二甲胺或其混合物等。
作为脂环族多胺,可举出例如3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己基胺(别名:异佛尔酮二胺)、4,4’-二环己基甲烷二胺、2,5(2,6)-双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷、1,4-环己烷二胺、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷、双-(4-氨基环己基)甲烷、二氨基环己烷、3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷、1,3-及1,4-双(氨基甲基)环己烷及它们的混合物等。
作为脂肪族多胺,可举出例如乙二胺、丙二胺、1,3-丙烷二胺、1,4-丁烷二胺、1,5-戊烷二胺、1,6-六亚甲基二胺、肼(包括水合物。)、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、1,2-二氨基乙烷、1,2-二氨基丙烷、1,3-二氨基戊烷等。
作为具有伯氨基、或伯氨基及仲氨基的烷氧基甲硅烷基化合物,可举出例如γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等含有烷氧基甲硅烷基的单胺、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷等。
作为含有聚氧乙烯基的多胺,可举出例如聚氧乙烯醚二胺等聚氧化烯醚二胺。更具体而言,可举出例如日本油脂制的PEG#1000二胺、Huntsman公司制的Jeffamine ED-2003、EDR-148、XTJ-512等。
这些多胺成分可单独使用或并用2种以上。
另外,作为含有活性氢基团的化合物成分,可进一步举出羟基-氨基兼有成分。
羟基-氨基兼有成分是具有1个以上的羟基和1个以上的氨基的化合物,可举出例如单乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺等氨基醇等。
另外,作为羟基-氨基兼有成分,可进一步举出天然物来源的羟基-氨基兼有成分,可具体举出氨基酸等。
作为氨基酸,可举出例如丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、羟赖氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、羟脯氨酸(oxyproline)、羟基脯氨酸(hydroxyproline)、酪氨酸、缬氨酸、葡萄糖胺、莫纳甜(monatin)、牛磺酸、β-丙氨酸、β-氨基丙酸、γ-氨基丁酸、邻氨基苯甲酸、氨基苯甲酸、甲状腺素、磷酸丝氨酸、锁链素、鸟氨酸、肌酸、茶氨酸等。
这些羟基-氨基兼有成分可单独使用或并用2种以上。需要说明的是,羟基-氨基兼有成分例如也可用于调节聚氨酯树脂的分子量。
另外,作为含有活性氢基团的化合物,除了上述之外,还可举出例如以酚醛清漆(novolak)、甲酚(cresol)系为代表的酚醛树脂、多酚类、聚乳酸、聚乙醇酸及乳酸、乙醇酸的共聚物等。
另外,作为含有活性氢基团的化合物成分,进而作为天然物来源的活性氢化合物成分,可举出例如漆酚、姜黄素、木质素、腰果酚、强心酚、2-甲基强心酚、5-羟基甲基糠醛、间苯二酚、邻苯二酚、连苯三酚、萜烯、虫漆酚(laccol)、缅漆酚(thitsiol)、苯酚、萘酚、乙酰-CoA(乙酰辅酶A)、乙酰乙酰-CoA(乙酰乙酰辅酶A)、D-(-)-3-羟基丁酰-CoA、琥珀酰-CoA、(R)-3-羟基丁酸酯、异丁子香酚、聚丁烯琥珀酸酯己二酸酯、聚羟基丁酸酯、槐糖脂、乳化胶等。
进而,作为天然物来源的含有活性氢基团的化合物成分,可举出例如脂肪酸等酸。
作为脂肪酸,可举出例如癸二酸、壬二酸、富马酸、琥珀酸、草酰乙酸、衣康酸、甲基反丁烯二酸、柠康酸、苹果酸、柠檬酸、异柠檬酸、葡糖酸、没食子酸、酒石酸、十一碳烯酸、11-氨基十一烷酸、庚酸、12-羟基硬脂酸、12-羟基十二烷酸、亚麻酸、亚油酸、蓖麻油酸、油酸、丁烯酸、肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、反油酸、11-十八碳烯酸(vaccenic acid)、顺9-二十碳烯酸(gadoleic acid)、二十碳烯酸、芥酸、神经酸、3-羟基丁酸、乙酰丙酸、枞酸、新枞酸、长叶松酸、海松酸、异海松酸、脱氢枞酸、漆树酸、棕榈酸、3-羟基丙酸、3-羟基己酸、3-羟基戊酸、3-羟基丁酸、4-羟基丁酸、丙酮酸、磷酸烯醇式丙酮酸、乙醛酸、酮戊二酸(oxoglutaricacid)、二羟基丙酮磷酸、针胞子酸(spiculisporic acid)等。
进而,作为含有活性氢基团的化合物成分,当调节聚氨酯树脂的分子量等时,可以以适当的比例并用一元醇及/或单胺。
作为一元醇,可举出例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、2-乙基己醇、其他的链烷醇(C5~38)及脂肪族不饱和醇(C9~24)、链烯基醇、2-丙烯-1-醇、链二烯醇(alkadienols;C6~8)、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇等。
这些一元醇可单独使用或并用2种以上。
作为单胺,可举出例如二甲基胺、二乙基胺、二正丙基胺、二异丙基胺、二正丁基胺、二异丁基胺、二叔丁基胺、二己基胺、2-乙基己基胺、3-甲氧基丙基胺、3-乙氧基丙基胺、3-(2-乙基己基氧基丙基胺)、3-(十二烷基氧基)丙基胺、吗啉等。
这些单胺可单独使用或并用2种以上。
这些含有活性氢基团的化合物成分可单独使用或并用2种以上。
而且,作为聚氨酯树脂的制造方法,只要是能以在分子末端导入活性氢基团(例如羟基、氨基等)的方式制备聚氨酯树脂,就没有特别限制,可使用公知的方法。作为这样的方法,可优选举出预聚物法。
在预聚物法中,例如,首先,使异氰酸酯成分与含有活性氢基团的化合物成分的一部分反应,合成在分子末端具有异氰酸酯基的异氰酸酯基末端预聚物。
在异氰酸酯基末端预聚物的合成中,作为异氰酸酯成分,可优选举出上述的脂环族多异氰酸酯,更优选举出双(异氰酸甲酯基)环己烷(1,3-或1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷或其混合物)(H6XDI)。
另外,在异氰酸酯基末端预聚物的合成中,作为含有活性氢基团的化合物成分的一部分,可优选举出高分子量多元醇(及根据需要的低分子量多元醇)。另外,作为高分子量多元醇,可优选举出聚酯多元醇,作为根据需要配合的低分子量多元醇,可优选举出并用二元醇及含有叔氨基的二醇。
作为含有活性氢基团的化合物成分,当并用高分子量多元醇及低分子量多元醇时,对于它们的配合比例而言,相对于高分子量多元醇及低分子量多元醇的总量100质量份,高分子量多元醇例如为80质量份以上、优选为90质量份以上,通常小于100质量份,低分子量多元醇例如为20质量份以下、优选为10质量份以下,通常大于0质量份。
而且,为了合成异氰酸酯基末端预聚物,以异氰酸酯成分中的异氰酸酯基相对于含有活性氢基团的化合物成分的一部分中的活性氢基团的当量比R(NCO/活性氢基团)例如为1.1~5.5、优选为1.3~4.5、进一步优选为1.5~3.5的比例,将异氰酸酯成分和含有活性氢基团的化合物成分的一部分调配(混合),在反应容器中,例如在室温~150℃、优选50~120℃下,反应例如0.5~18小时、优选2~10小时,直到达到规定的异氰酸酯基浓度(后述)。
另外,该反应中,优选添加氨酯化催化剂。
作为氨酯化催化剂,可举出例如胺类、有机金属化合物、钾盐等。
作为胺类,可举出例如三乙胺、三乙二胺、双-(2-二甲基氨基乙基)醚、N-甲基吗啉等叔胺类,例如四乙基羟基铵等季铵盐,例如咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类等。
作为有机金属化合物,可举出例如乙酸锡、辛酸锡、油酸锡、月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、二甲基二月桂酸锡、二丁基二月桂酸锡、二丁基二硫醇锡、二丁基马来酸锡、二丁基二月桂酸锡、二丁基二新癸酸锡、二辛基二硫醇锡、二辛基二月桂酸锡、二丁基二氯化锡等有机锡化合物,例如辛酸铅、环烷酸铅等有机铅化合物,例如环烷酸镍等有机镍化合物,例如环烷酸钴等有机钴化合物,例如辛烯酸铜等有机铜化合物,例如辛酸铋、新癸酸铋等有机铋化合物等。
作为钾盐,可举出例如碳酸钾、乙酸钾、辛酸钾等。
这些氨酯化催化剂可单独使用或并用2种以上。
相对于异氰酸酯成分及含有活性氢基团的化合物成分的总量,氨酯化催化剂的配合比例例如为1~5000ppm、优选为2~3000ppm。
另外,该方法中,也可在有机溶剂中使异氰酸酯成分与含有活性氢基团的化合物成分反应。
作为有机溶剂,可举出例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类,例如乙腈等腈类,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯等烷基酯类,例如正己烷、正庚烷、辛烷等脂肪族烃类,例如环己烷、甲基环己烷等脂环族烃类,例如甲苯、二甲苯、乙苯等芳香族烃类,例如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、甲基卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯等二醇醚酯类,例如乙醚、四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚类,例如氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、溴甲烷、二碘甲烷、二氯乙烷等卤代脂肪族烃类,例如N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺等极性非质子类等。
作为有机溶剂,还可举出例如非极性溶剂(非极性有机溶剂),作为这些非极性溶剂,可举出包含脂肪族、环烷烃系烃类有机溶剂在内的、苯胺点例如为10~70℃、优选为12~65℃的、低毒性且溶解力弱的非极性有机溶剂、以松节油为代表的植物性油等。
这些有机溶剂可单独使用或并用2种以上。
需要说明的是,对于有机溶剂的配合比例没有特别限制,可根据目的及用途适当设定。
另外,反应结束后,根据需要,也可利用例如蒸馏、萃取等公知的除去方法,除去未反应的异氰酸酯成分。
进而,当配合有机溶剂时,也可利用例如蒸馏、萃取等公知的除去方法除去异氰酸酯成分及含有活性氢基团的化合物成分的反应后的有机溶剂。
如上所述地得到的异氰酸酯基末端预聚物的数均分子量(测定法:GPC法(标准聚苯乙烯换算))例如为1000~30000、优选为2000~20000,另外,异氰酸酯基当量例如为500~15000、优选为1000~10000。
另外,异氰酸酯基末端预聚物中的未反应(游离)的异氰酸酯成分的含量例如为0.01~5质量%、优选为0.05~3质量%。
需要说明的是,异氰酸酯基当量与胺当量含义相同,可通过JISK 1603-1(2007)的A法或B法求出。另外,未反应的异氰酸酯成分的含量例如可通过HPLC测定求出。
而且,这样的异氰酸酯基末端预聚物的异氰酸酯基的含量(异氰酸酯基含量、NCO%)例如为0.3~8质量%、优选为0.6~4质量%。
接着,该方法中,使得到的异氰酸酯基末端预聚物与含有活性氢基团的化合物成分的剩余部分反应。需要说明的是,预聚物法中,含有活性氢基团的化合物成分的剩余部分可用作链延长剂。
作为含有活性氢基团的化合物成分的剩余部分(链延长剂),可优选举出多胺成分,可更优选举出脂环族多胺。
作为含有活性氢基团的化合物成分的剩余部分(链延长剂),若使用多胺成分,则可得到在分子末端导入了氨基作为游离的活性氢基团的聚氨酯树脂,即分子末端的游离的活性氢基团中的至少一部分的活性氢基团为氨基的聚氨酯树脂,优选可得到所有的活性氢基团均为氨基的聚氨酯树脂。
若聚氨酯树脂的分子末端的游离的活性氢基团含有氨基,则可得到将主剂及固化剂这两种液体配合后的合适的适用期。
另外,作为含有活性氢基团的化合物成分的剩余部分(链延长剂),为了调节聚氨酯树脂的分子量,也可并用多胺成分和羟基-氨基兼有成分。
作为含有活性氢基团的化合物成分的剩余部分(链延长剂),当并用多胺成分和羟基-氨基兼有成分时,对于它们的配合比例而言,相对于多胺成分与羟基-氨基兼有成分的总量100质量份,多胺成分例如为10质量份以上、优选为60质量份以上,通常小于100质量份,羟基-氨基兼有成分例如为90质量份以下、优选为40质量份以下,通常大于0质量份。
若多胺成分与羟基-氨基兼有成分的配合比例为上述范围,则可得到在分子末端导入了氨基作为游离的活性氢基团的聚氨酯树脂。
而且,为了使异氰酸酯基末端预聚物与含有活性氢基团的化合物成分的剩余部分(链延长剂)反应,以异氰酸酯基末端预聚物中的异氰酸酯基相对于含有活性氢基团的化合物成分的剩余部分(链延长剂)中的活性氢基团的当量比R(NCO/活性氢基团)例如大于0.75、优选大于0.9、且小于1的比例,调配(混合)异氰酸酯基末端预聚物和含有活性氢基团的化合物成分的剩余部分(链延长剂),使其在例如室温~250℃、优选室温~200℃下,反应例如5分钟~72小时、优选1~24小时。
由此,可制备具有活性氢基团的聚氨酯树脂。
得到的聚氨酯树脂的数均分子量(测定法:GPC法(标准聚苯乙烯换算))例如为3000~100000、优选为5000~50000,另外,胺值例如为0.1~20mgKOH/g、优选为0.2~15mgKOH/g、更优选为2~6mgKOH/g。
若聚氨酯树脂的胺值为上述范围,则可谋求使由上述的主剂及固化剂(后述)和颜料制备的油墨固化而得到的油墨固化物的表面粘性、耐气候性、耐湿性等物性的提高。
需要说明的是,聚氨酯树脂的胺值可基于胺当量求出。
需要说明的是,虽然例举预聚物法说明了聚氨酯树脂的制造方法,但作为聚氨酯树脂的制造方法,只要可得到在分子末端具有活性氢基团(优选为氨基)的聚氨酯树脂,就没有特别限制,也可使用例如一次完成(one shot)法等公知的方法。
另外,主剂只要至少含有上述聚氨酯树脂即可,也可含有其他的主剂成分。
作为其他的主剂成分,具体而言,可举出例如上述的含有活性氢基团的化合物成分等。
当含有其他的主剂成分时,对于聚氨酯树脂与其他的主剂成分的配合比例而言,相对于它们的总量100质量份,聚氨酯树脂例如为10~95质量份、优选为30~80质量份,其他的主剂成分例如为5~90质量份、优选为20~70质量份。
如上所述地得到的主剂可直接、即从上述那样制造的聚氨酯树脂(以及根据需要的其他的主剂成分)中除去有机溶剂来使用,另外,也可不除去有机溶剂而以溶液的形式来使用。进而,也可用上述的有机溶剂将上述那样制造的聚氨酯树脂(以及根据需要的其他的主剂成分)稀释而以溶液形式使用。
当以溶液形式使用主剂时,其固态成分浓度例如为20~80质量%、优选为30~70质量%。
另外,主剂的粘度(25℃)例如为50~20000mPa·s、优选为100~10000mPa·s。
固化剂含有本发明的多异氰酸酯组合物,优选由本发明的多异氰酸酯组合物形成。
另外,在不妨碍本发明的优异的效果的范围内,固化剂也可含有其他的固化剂成分。
作为其他的固化剂成分,可举出例如上述的多异氰酸酯单体(例如芳香族多异氰酸酯、芳香脂肪族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯等)、及其多异氰酸酯衍生物等。
当在多异氰酸酯成分中含有其他的多异氰酸酯时,其含有比例大于0质量%,例如为50质量%以下、优选为30质量%以下。
另外,固化剂的异氰酸酯基浓度例如为7~30质量%、优选为8~20质量%、更优选为8~17质量%、最优选为9~14质量%。
若固化剂的异氰酸酯基浓度为上述范围,则可谋求使由主剂、固化剂和颜料制备的油墨固化而得到的油墨固化物的表面粘性、耐气候性、耐湿性等物性的提高。
需要说明的是,固化剂的异氰酸酯基浓度可通过二正丁基胺法(按照JIS K-1556(2006))来测定。
另外,固化剂可直接、即从上述的多异氰酸酯组合物(以及根据需要的其他的固化剂成分)中除去有机溶剂来使用,另外,也可不除去有机溶剂而以溶液的形式来使用。进而,也可用上述的有机溶剂将上述的多异氰酸酯组合物(以及根据需要的其他的固化剂成分)稀释而以溶液的形式使用。
当以溶液形式使用固化剂时,其固态成分浓度例如为50~95质量%、优选为75~95质量%。
另外,固化剂的粘度(25℃)例如为50~7000mPa·s、优选为100~4000mPa·s。
而且,油墨用粘合剂可由上述的主剂及上述的固化剂制备。
在油墨用粘合剂中,对于主剂与固化剂的质量比例而言,相对于主剂(当以溶液形式使用主剂时,包含有机溶剂。)100质量份,固化剂(当以溶液形式使用固化剂时,包含有机溶剂。)例如为0.05~20质量份、优选为0.1~5质量份,另外,相对于主剂中的固态成分100质量份,固化剂中的固态成分例如为0.1~60质量份、优选为0.2~20质量份。
另外,进行制备,使得主剂与固化剂的配合比例为,固化剂中的异氰酸酯基相对于主剂中的活性氢基团的当量比R(NCO/活性氢基团)例如为1.1~2.4、优选为1.2~1.9。
另外,油墨用粘合剂中,根据需要,可配合公知的添加剂,例如耐热稳定剂、润滑剂、增塑剂、防粘连剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、耐光稳定剂、脱模剂、填料、防水解剂、阻燃剂等。
需要说明的是,添加剂的配合比例可根据目的及用途适当设定。
这样的添加剂可预先添加到主剂及固化剂的两方或任一方中,还可以在配合主剂及固化剂时另行添加。
另外,当将添加剂添加到主剂及/或固化剂中时,可以在各成分的制备、具体为主剂中的聚氨酯树脂、固化剂中的多异氰酸酯组合物等的制备期间添加到各反应原料中,另外,也可以添加到反应后的聚氨酯树脂、多异氰酸酯组合物等中。
而且,通过将上述的油墨用粘合剂和颜料混合,可得到油墨。
作为颜料,没有特别限制,可使用公知的颜料。作为颜料,具体而言,可举出例如酞菁类、偶氮类、缩合偶氮类、蒽醌类、喹吖啶酮类、靛蓝类、苝类等有机颜料,例如氧化钛、炭黑、氧化铁红、群青等无机颜料等。
这些颜料可单独使用或并用2种以上。
对于油墨用粘合剂与颜料的配合比例而言,相对于油墨用粘合剂中的主剂(当以溶液形式使用主剂时,包含有机溶剂。)100质量份,颜料例如为1~500质量份、优选为2~200质量份,另外,相对于主剂中的固态成分100质量份,颜料例如为2~1500质量份、优选为4~500质量份。
另外,在油墨中,根据需要,可配合上述的有机溶剂,油墨中的树脂固态成分例如为2~40质量%、优选为5~20质量%。
另外,在油墨中,根据需要,可以以适当的比例配合上述的公知的添加剂等。需要说明的是,添加剂可如上所述预先添加到油墨用粘合剂中,另外,可以在配合油墨用粘合剂及颜料时另行添加。
而且,可使用例如刷涂、基于辊涂机的涂布、基于棒涂机的涂布、基于分配器(dispenser)的涂布、基于丝网印刷的涂布等公知的涂布·印刷法,将得到的油墨涂布到作为涂布·印刷的对象的基材(例如基板、支持体等)上。
而后,通过使油墨固化,可得到油墨固化物。
作为使油墨固化的方法,没有特别限制,例如如上所述地将油墨涂布到基材上,在例如25~80℃、优选30~60℃下,干燥例如0.5~30分钟、优选1~10分钟。然后,根据需要,在相对湿度(RH)例如为30~80%、优选为45~55%的条件下,在例如23~60℃、优选23~40℃下,熟化(老化处理)例如1~14天、优选1~7天。
由此,可得到油墨固化物。
而且,本发明的油墨用粘合剂由于是使用本发明的多异氰酸酯组合物得到的,因而各种物性优异。
具体而言,通过使用该油墨用粘合剂得到的上述油墨,可得到表面粘性被降低,并且具有优异的耐久性及密合性的油墨固化物。
[实施例]
以下参照实施例及比较例进一步具体地说明本发明,但本发明不受它们的任何限制。需要说明的是,对于“份”及“%”,只要没有特别说明,就是以质量为基准。另外,以下示出制造例等中使用的测定方法。
<异氰酸酯基浓度(单位:质量%)>
使用电势差滴定装置,利用按照JIS K-1556的二正丁基胺法测定了多异氰酸酯组合物的异氰酸酯基浓度。
<粘度(单位:mPa·s)>
使用东机产业公司制的E型粘度计TV-30(转子:1°34’×R24、转速:为了使测定范围为20~80%而从0.1~10rpm的范围选择),测定了25℃时的粘度。
<1分子体/2分子体>
将多异氰酸酯组合物30mg溶解在四氢呋喃10ml中,在以下的装置及条件下测定了凝胶渗透色谱(GPC)。将多异氰酸酯组合物的凝胶渗透色谱的一例示于图3。
而后,参照图3,从得到的色谱中,将分子量(标准聚氧化乙烯换算)为450~800的峰作为三羟甲基丙烷1分子体的峰,将分子量(标准聚氧化乙烯换算)950~1500的峰作为三羟甲基丙烷2分子体的峰。而后,算出三羟甲基丙烷1分子体的峰面积相对于三羟甲基丙烷2分子体的峰面积的比,利用下式算出三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比。
1分子体/2分子体=1分子体的面积/2分子体的面积
装置:HLC-8220GPC(Tosoh制)
柱:将TSKgelG1000HXL、TSKgelG2000HXL、及TSKgelG3000HXL(Tosoh制)串联连接
检测器:差示折射率计
测定条件
注入量:100μL
洗脱液:四氢呋喃
流量:0.8mL/min
温度:40℃
标准曲线:106~22450的范围的标准聚氧化乙烯(Tosoh制,商品名:TSK标准聚氧化乙烯)
<羟值(单位:mgKOH/g)>
利用按照JIS K1557-1的A法(乙酰化法)测定了多元醇的羟值。
<胺值(单位:mgKOH/g)>
将试样溶解在20mL的乙醇中,用0.2N的盐酸的乙醇溶液进行滴定,利用下式算出聚氨酯树脂的胺值。
胺值=(A×f×0.2×56.1)/M
M:试样重量
f:0.2N的乙醇性盐酸溶液的滴定度
A:滴定量
·多异氰酸酯组合物
[双(异氰酸甲酯基)环己烷的制造]
制造例1(1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷1(以下简记为1,4-BIC1。)的制造)
向装备有搅拌器、气体导入管、温度计、气体排出管及脱水装置的反应器中,装入1,4-环己烷二甲酸286.6质量份、N,N’-二甲基咪唑啉酮55.7质量份及氧化锡(II)3.6质量份,一边搅拌一边分别以90mL/min(0.14摩尔当量/1,4-环己烷二甲酸/hr)、10mL/min的速度混合流通氨气及氮,在升温至280℃后,保持该温度恒定来进行反应。在相同温度下反应48小时后结束反应,冷却至90℃。
接着,向反应物中加入1-丁醇520质量份并进行搅拌,将得到的液体热过滤,除去了催化剂。用气相色谱法分析了滤液,结果,1,4-二氰基环己烷的收率为86%。
接着,将利用上述操作而得到的滤液一边搅拌一边冷却至室温,结果产生了沉淀。向过滤该悬浮液而取出的过滤物中加入1-丁醇230质量份,在90℃下搅拌1小时,然后一边搅拌一边冷却至室温,结果再次产生了沉淀。将该悬浮液过滤,用1-丁醇洗涤2次,然后将过滤物干燥,得到了100质量份的白色固体(获得率(收率)45%)。
用气相色谱法进行了分析,结果,该固体为纯度为99.5%以上的1,4-二氰基环己烷,用13C-NMR进行了分析,结果其反式体/顺式体比为99/1。
接着,向装载有搅拌装置的耐压反应器中,放入上述的反式体/顺式体比99/1的1,4-二氰基环己烷550质量份、催化剂(Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.制阮内镍(Raneynickel))30质量份、28重量%氨水560质量份及1-丁醇1200质量份,由该反应器的喷嘴口用氮5MPa置换3次,在常压状态下,在400rpm的搅拌下加热到80℃。
在到达80℃后,开始供给氢使得压力为4MPa,进行了反应直到氢吸收消失。反应时间为4小时。
反应结束后,冷却至室温,提取出反应生成液,然后进行过滤,除去了催化剂。
用气相色谱法分析了滤液,结果,1,4-二氰基环己烷的转化率为100%,1,4-双(氨基甲基)环己烷的收率为98%,利用13C-NMR分析得知,反式体/顺式体比为97/3。
以10mmHg减压蒸馏该反应液,以92%的收率得到了纯度为99.5%以上的反式/顺式比97/3的1,4-双(氨基甲基)环己烷。将该1,4-双(氨基甲基)环己烷作为原料,在加压下实施了冷热2步光气化法。
即,向安装有电磁感应搅拌机、自动压力调节阀、温度计、氮导入管线、光气导入管线、冷凝器及原料进料泵的带护套加压反应器中,装入邻二氯苯6000质量份。接着,由光气导入管线加入光气3420质量份,开始搅拌。在反应器的护套中流通冷水,将内温保持在约10℃。利用进料泵经60分钟向其中装入将1,4-双(氨基甲基)环己烷960质量份溶解在邻二氯苯6000质量份中而得到的溶液,在30℃以下、在常压下实施冷光气化。进料结束后,烧瓶内成为浅褐白色浆料状液。
接着,在60分钟内一边将反应器内液体升温至140℃一边加压至0.25MPa,进一步在压力0.25MPa、反应温度140℃下进行2小时热光气化。另外,在热光气化的中途追加了光气960质量份。在热光气化的过程中,烧瓶内液体成为了浅褐色澄清溶液。热光气化结束后,在100~140℃下以100L/小时用氮气通气,进行了脱气。
接着,在减压下蒸馏去除作为溶剂的邻二氯苯,然后,使用精馏装置,在138~143℃、0.7~1KPa的条件下,进一步一边回流一边精馏,得到了900质量份的1,4-BIC1。所述精馏装置是在玻璃制烧瓶上装备填充有4单元的填充物(Sumitomo Heavy Industries Ltd.制,商品名:Sumitomo/Sulzer Labo PackingEX型)的蒸馏管、装载有回流比调节定时器的蒸馏塔(柴田科学株式会社制,商品名:蒸馏头K型)及冷凝管。
得到的1,4-BIC1的利用气相色谱法测定得到的纯度为99.9%,利用APHA测定得到的色调为5,利用13C-NMR测定得到的反式/顺式比为97/3。
制造例2(1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷2(以下简记为1,4-BIC2。)的制造)
将利用13C-NMR测定得到的反式/顺式比为41/59的1,4-双(氨基甲基)环己烷(东京化成工业制)作为原料,利用与制造例1同样的方法,得到了388质量份的1,4-BIC2。得到的1,4-BIC2的利用气相色谱法测定得到的纯度为99.9%,利用APHA测定得到的色调为5,利用13C-NMR测定得到的反式/顺式比为41/59。
制造例3(1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷3(以下简记为1,4-BIC3。)的制造)
向具有搅拌机、温度计、回流管、及氮导入管的四口烧瓶中,装入185.7质量份的制造例1的1,4-BIC1、14.3质量份的制造例2的1,4-BIC2,在氮气氛下、在室温下搅拌了1小时。得到的1,4-BIC3的利用气相色谱法测定得到的纯度为99.9%,利用APHA测定得到的色调为5,利用13C-NMR测定得到的反式/顺式比为93/7。
制造例4(1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷4(以下简记为1,4-BIC4。)的制造)
使用了160.7质量份的制造例1的1,4-BIC1、39.3质量份的制造例2的1,4-BIC2,除此之外,利用与制造例3同样的方法,得到了1,4-BIC4。得到的1,4-BIC4的利用气相色谱法测定得到的纯度为99.9%,利用APHA测定得到的色调为5,利用13C-NMR测定得到的反式/顺式比为86/14。
制造例5(1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷5(以下简记为1,4-BIC5。)的制造)
使用了146.4质量份的制造例1的1,4-BIC1、53.6质量份的制造例2的1,4-BIC2,除此之外,利用与制造例3同样的方法,得到了1,4-BIC5。得到的1,4-BIC5的利用气相色谱法测定得到的纯度为99.9%,利用APHA测定得到的色调为5,利用13C-NMR测定得到的反式/顺式比为82/18。
制造例6(1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷6(以下简记为1,4-BIC6。)的制造)
使用了121.4质量份的制造例1的1,4-BIC1、78.6质量份的制造例2的1,4-BIC2,除此之外,利用与制造例3同样的方法,得到了1,4-BIC6。得到的1,4-BIC6的利用气相色谱法测定得到的纯度为99.9%,利用APHA测定得到的色调为5,利用13C-NMR测定得到的反式/顺式比为75/25。
实施例1(多异氰酸酯组合物(a)的制造)
使1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷(三井化学制TAKENATE600,以下简记为1,3-BIC。)中的异氰酸酯基相对于三羟甲基丙烷(以下简记为TMP。)的羟基的当量比(NCO/OH)为5.4、双(异氰酸甲酯基)环己烷相对于三羟甲基丙烷的反应摩尔比(双(异氰酸甲酯基)环己烷/三羟甲基丙烷)(以下简记为BIC/TMP。)为8.1,来进行氨酯化反应。
即,在滴液漏斗中装入17.1质量份的TMP,利用电热带进行加热,将TMP溶解。接着,向具有搅拌机、温度计、回流管、及氮导入管的四口烧瓶中,装入200质量份的1,3-BIC,在氮气氛下,一边搅拌一边升温至75℃。接着,经约60分钟滴加溶解了的TMP,滴加结束后,升温至80℃。然后,持续反应直到异氰酸酯基浓度达到计算值。使得到的反应液通过薄膜蒸馏装置(真空度50Pa、温度150℃),除去未反应的1,3-BIC,进而,加入乙酸乙酯使得固态成分浓度(以下简记为NV。)为75质量%,得到了多异氰酸酯组合物(a)。
得到的多异氰酸酯组合物(a)的异氰酸酯基浓度为11.2%,粘度为2120mPa·s/25℃,NV为75.2%。
另外,TMP的1分子与双(异氰酸甲酯基)环己烷的3分子反应而得到的多异氰酸酯(三羟甲基丙烷1分子体(以下简记为1分子体。))、与TMP的2分子与双(异氰酸甲酯基)环己烷的5分子反应而得到的多异氰酸酯(三羟甲基丙烷2分子体(以下简记为2分子体。))的含有摩尔比率(以下简记为1分子体/2分子体。)为2.0,平均异氰酸酯基数为3.6。
实施例2、3(多异氰酸酯组合物(b)、(c)的制造)
使当量比为表1所示的值,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到了多异氰酸酯组合物(b)、(c)。表1中示出了当量比(NCO/OH)、反应摩尔比(BIC/TMP)、异氰酸酯基浓度、粘度、NV、1分子体/2分子体、平均异氰酸酯基数。
实施例4(多异氰酸酯组合物(d)的制造)
使用1,4-BIC4代替1,3-BIC,使当量比为2.9,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到了多异氰酸酯组合物(d)。表1中示出了当量比(NCO/OH)、反应摩尔比(BIC/TMP)、异氰酸酯基浓度、粘度、NV、1分子体/2分子体、平均异氰酸酯基数。
实施例5(多异氰酸酯组合物(e)的制造)
以多异氰酸酯组合物(c)的固态成分为5质量%、多异氰酸酯组合物(d)的固态成分为95质量%的量混合,得到了多异氰酸酯组合物(e)。表1中示出了当量比(NCO/OH)、反应摩尔比(BIC/TMP)、异氰酸酯基浓度、粘度、NV、1分子体/2分子体、平均异氰酸酯基数。
实施例6(多异氰酸酯组合物(f)的制造)
使用1,4-BIC4代替1,3-BIC,使当量比为14,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到了多异氰酸酯组合物(f0)。
接着,以多异氰酸酯组合物(b)的固态成分为95质量%、多异氰酸酯组合物(f0)的固态成分为5质量%的量混合,得到了多异氰酸酯组合物(f)。表1中示出了当量比(NCO/OH)、反应摩尔比(BIC/TMP)、异氰酸酯基浓度、粘度、NV、1分子体/2分子体、平均异氰酸酯基数。
实施例7(多异氰酸酯组合物(g)的制造)
以多异氰酸酯组合物(b)的固态成分为98质量%、多异氰酸酯组合物(f)的固态成分为2质量%的量混合,得到了多异氰酸酯组合物(g)。表1中示出了当量比(NCO/OH)、反应摩尔比(BIC/TMP)、异氰酸酯基浓度、粘度、NV、1分子体/2分子体、平均异氰酸酯基数。
实施例8(多异氰酸酯组合物(h)的制造)
使用1,4-BIC6代替1,3-BIC,使当量比为2.9,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到了多异氰酸酯组合物(h)。表1中示出了当量比(NCO/OH)、反应摩尔比(BIC/TMP)、异氰酸酯基浓度、粘度、NV、1分子体/2分子体、平均异氰酸酯基数。
实施例9(多异氰酸酯组合物(i)的制造)
使用1,4-BIC5代替1,3-BIC,使当量比为2.9,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到了多异氰酸酯组合物(i)。表1中示出了当量比(NCO/OH)、反应摩尔比(BIC/TMP)、异氰酸酯基浓度、粘度、NV、1分子体/2分子体、平均异氰酸酯基数。
实施例10(多异氰酸酯组合物(j)的制造)
使用1,4-BIC3代替1,3-BIC,使当量比为2.9,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到了多异氰酸酯组合物(j)。表1中示出了当量比(NCO/OH)、反应摩尔比(BIC/TMP)、异氰酸酯基浓度、粘度、NV、1分子体/2分子体、平均异氰酸酯基数。
实施例11(多异氰酸酯组合物(k)的制造)
使用1,4-BIC1代替1,3-BIC,使当量比为2.9,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到了多异氰酸酯组合物(k)。表1中示出了当量比(NCO/OH)、反应摩尔比(BIC/TMP)、异氰酸酯基浓度、粘度、NV、1分子体/2分子体、平均异氰酸酯基数。
实施例12(多异氰酸酯组合物(1)的制造)
使用以1,3-BIC为5质量%、1,4-BIC4为95质量%的量混合而成的多异氰酸酯混合物,来代替1,3-BIC,使当量比为2.9,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到了多异氰酸酯组合物(l)。表1中示出了当量比(NCO/OH)、反应摩尔比(BIC/TMP)、异氰酸酯基浓度、粘度、NV、1分子体/2分子体、平均异氰酸酯基数。
比较例1、2(多异氰酸酯组合物(m)、(n)的制造)
使当量比为表1所示的值,除此之外,利用与实施例1同样的方法,得到了多异氰酸酯组合物(m)、(n)。表1中示出了当量比(NCO/OH)、反应摩尔比(BIC/TMP)、异氰酸酯基浓度、粘度、NV、1分子体/2分子体、平均异氰酸酯基数。
[表1]
表1
·太阳能电池构件被覆材料、及带有被覆层的样品的制造
实施例13(带有被覆层的样品(A)的制造)
使用作为主剂的含氟多元醇(DAIKIN INDUSTRIES,LTD.制,商品名:ZEFFLEGK-570,羟值(固态成分):64mgKOH/g,以下简记为GK-570。)、和作为固化剂(a)的实施例1中得到的多异氰酸酯组合物(a),以固化剂中的异氰酸酯基相对于含氟多元醇中的羟基的当量比(NCO/OH)为1.0的比例进行配合,进而添加相对于固化剂的固态成分为300ppm的二丁基二月桂酸锡作为催化剂,以多元醇和固化剂的固态成分成为50%的量添加乙酸丁酯,在23℃下搅拌180秒,以反应混合液的形式得到了太阳能电池构件被覆材料(A)。
接着,将该反应混合液涂布到聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(以下简记为PET膜。)(Toray制,商品名:Lumirror)、及聚丙烯(以下简记为PP板。)板上,然后,在120℃下加热固化2分钟,得到了被覆层的厚度约为10μm的带有被覆层的样品(A)。
需要说明的是,将在PET膜上形成有被覆层的样品供于后述的密合性及粘连性的试验,将在PP板上形成有被覆层的样品供于后述的断裂强度及断裂伸长率的试验。
实施例14~24(带有被覆层的样品(B)~(L)的制造)
使用了表2所示的固化剂,除此之外,利用与实施例13同样的方法,得到了带有被覆层的样品(B)~(L)。
比较例3、4(带有被覆层的样品(M)、(N)的制造)
使用了表2所示的固化剂,除此之外,利用与实施例13同样的方法,得到了带有被覆层的样品(M)、(N)。
比较例5(带有被覆层的样品(O)的制造)
使用了TAKENATE D-170N(1,6-己二异氰酸酯的异氰脲酸酯改性物,三井化学制,以下简记为D-170N。)代替固化剂(a)作为固化剂,除此之外,利用与实施例13同样的方法,得到了带有被覆层的样品(O)。
合成例1(多元醇A的制造)
向具有搅拌机、温度计、回流冷却装置、及氮导入管的四口烧瓶中,装入作为有机溶剂的二甲苯50质量份及甲基异丁基酮50质量份,一边进行氮置换一边加热升温至95℃。接着,经4小时向其中装入作为可聚合的单体的甲基丙烯酸甲酯56质量份、丙烯酸丁酯12质量份、丙烯酸2-羟基乙酯13.9份、甲基丙烯酸正丁酯8质量份、苯乙烯5.1质量份、甲基丙烯酸五甲基哌啶基酯(日立化成制,商品名:FA-711MM)2质量份、2-[2’-羟基-5’-(甲基丙烯酰基氧基乙基)苯基]-2H-苯并三唑(RUVA-93,Otsuka Chemical Co.,Ltd.制)2质量份、及作为聚合引发剂的过氧-2-乙基己酸叔丁酯(以下简记为PBO。)0.4质量份。在进料结束1小时后和2小时后,分别添加0.2质量份的PBO。在添加PBO后使其反应2小时,得到了多元醇A。多元醇A的羟值为30mgKOH/g。
实施例25(带有被覆层的样品(P)的制造)
使用多元醇A代替含氟多元醇,另外,使用了表3所示的固化剂,除此之外,利用与实施例13同样的方法,得到了带有被覆层的样品(P)。
实施例26(带有被覆层的样品(Q)的制造)
使用了以多元醇A的固态成分为50质量%、聚碳酸酯二醇(宇部兴产制,商品名:UH-200,羟值(固态成分):56mgKOH/g)的固态成分为50质量%的量混合而成的多元醇混合物代替含氟多元醇、及表3所示的固化剂,除此之外,利用与实施例13同样的方法,得到了带有被覆层的样品(Q)。
实施例27(带有被覆层的样品(R)的制造)
使用了以多元醇A的固态成分为50质量%、聚己内酯二醇(DAICEL化学工业制,内酯类聚酯多元醇,商品名:PLACCELL220AL,羟值(固态成分):56mgKOH/g)的固态成分为50质量%的量混合而成的多元醇混合物代替含氟多元醇、及表2所示的固化剂,除此之外,利用与实施例13同样的方法,得到了带有被覆层的样品(R)。
比较例6(带有被覆层的样品(S)的制造)
使用了多元醇A代替含氟多元醇,除此之外,利用与比较例5同样的方法,得到了带有被覆层的样品(S)。
合成例2(多元醇B的制造)
向具有搅拌机、温度计、回流冷却装置、及氮导入管的四口烧瓶中,装入作为有机溶剂的乙酸丁酯93.6质量份,一边进行氮置换一边加热升温至98℃。接着,经4小时向其中装入作为可聚合的单体(单体成分)的甲基丙烯酸甲酯33.6质量份、丙烯酸丁酯30.4质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯16份、苯乙烯20质量份、及作为聚合引发剂的偶氮双异丁腈1.0质量份。进料结束后进行1小时聚合,然后在110℃下在1小时后、2小时后及3小时后分别添加0.2质量份的PBO。进而加入作为耐气候性稳定剂的TINUVIN479(BASF Japan制)2.7质量份、TINUVIN5100(BASF Japan制)2.7质量份,得到了多元醇B。多元醇B的羟值为34mgKOH/g。
合成例3(多元醇C的制造)
作为可聚合的单体,使其为甲基丙烯酸甲酯13.9质量份、丙烯酸丁酯30.1质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯16份、苯乙烯40质量份,除此之外,利用与多元醇B同样的方法,制备了多元醇C。
合成例4(多元醇D的制造)
作为可聚合的单体,使其为甲基丙烯酸甲酯38.6质量份、丙烯酸丁酯30.4质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯16份、苯乙烯15质量份,除此之外,利用与多元醇B同样的方法,制备了多元醇D。
合成例5(多元醇E的制造)
作为可聚合的单体,使其为甲基丙烯酸甲酯29.9质量份、丙烯酸丁酯29.1质量份、甲基丙烯酸2-羟基乙酯16份、苯乙烯20质量份、甲基丙烯酸缩水甘油基酯5质量份,除此之外,利用与多元醇B同样的方法,制备了多元醇E。
合成例6~21(多元醇F~U的制造)
作为可聚合的单体,以表5~6所示那样的比率使用苯乙烯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯及(甲基)丙烯酸酯、C2-8(甲基)丙烯酸酯,利用与多元醇B同样的方法进行了制造。
实施例28(带有被覆层的样品(T)的制造)
以固化剂中的异氰酸酯基相对于多元醇中的羟基的当量比(NCO/OH)为1.0的量配合作为主剂的多元醇B、实施例1中得到的固化剂(a),进而,添加相对于固化剂的固态成分为300ppm的二丁基二月桂酸锡作为催化剂,以多元醇和固化剂的固态成分成为50%的量添加乙酸丁酯,在23℃下搅拌180秒,以反应混合液的形式得到了太阳能电池构件被覆材料(T)。
接着,将该反应混合液涂布到聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(以下简记为PET膜。)(Toray制,商品名:Lumirror)、及聚丙烯(以下简记为PP板。)板上,然后,在120℃下加热固化2分钟,得到了被覆层的厚度约为10μm的带有被覆层的样品(A)。
需要说明的是,将在PET膜上形成有被覆层的样品供于后述的密合性及粘连性的试验,将在PP板上形成有被覆层的样品供于后述的断裂强度及断裂伸长率的试验。
实施例29~39(带有被覆层的样品(U)~(AE)的制造)
使用了表4所示的固化剂,除此之外,利用与实施例28同样的方法,得到了带有被覆层的样品(U)~(AE)。
实施例40、41(带有被覆层的样品(AF)、(AG)的制造)
使用表4所示的主剂多元醇C、D及固化剂(d),利用与实施例28同样的方法,得到了带有被覆层的样品(AF)、(AG)。
比较例7、8(带有被覆层的样品(AH)、(AI)的制造)
使用了表4所示的固化剂,除此之外,利用与实施例28同样的方法,得到了带有被覆层的样品(AH)、(AI)。
比较例9(带有被覆层的样品(AJ)的制造)
使用了TAKENATE D-170N代替固化剂(a)作为固化剂,除此之外,利用与实施例28同样的方法,得到了带有被覆层的样品(AJ)。
实施例45(带有被覆层的样品(AN)的制造)
放入多元醇B(羟值34mgKOH/g,固态成分56%,溶剂为乙酸丁酯)32.3质量份、氧化钛(SAKAI CHEMICAL INDUSTRYCO.,LTD.制D918)60质量份、乙酸丁酯57.7质量份,加入直径2mm的玻璃珠110质量份,利用油漆搅拌器搅拌2小时,然后过滤玻璃珠,加入多元醇B、溶剂使得固态成分成为48%,制成白涂料。氧化钛在白涂料中的固态成分中所占的比例为45%。以固化剂中的异氰酸酯基相对于羟基的当量比(NCO/OH)为1.0的量配合白涂料和实施例4中得到的固化剂(d),进而添加相对于固化剂的固态成分为300ppm的二丁基二月桂酸锡作为催化剂,以反应混合液形式得到了太阳能电池构件被覆材料(AN)。
接着,利用棒涂机将该反应混合液涂布到PET膜(Toray制,商品名:Lumirror)上,在120℃下加热固化2分钟,得到了被覆层的厚度约为10μm的带有被覆层的样品(AN)。实施同样的操作,涂布到PET膜两面。
实施例42~44及46~62(带有被覆层的样品(AK~BE)的制造)
使用表5~6中的各种多元醇,利用与实施例45同样的方法,实施白涂料化,得到了白涂料。另外,与实施例45同样地,以1.0的当量比配合固化剂(d),将反应混合液涂布到PET基材上,得到了带有被覆层的样品(AK~BE)。
实施例63~69(带有被覆层的样品(BF)~(BL)的制造)
使用表5~6中的各种多元醇,利用与实施例45同样的方法,实施白涂料化,得到了白涂料。以1.0的当量比配合固化剂(a),将反应混合液涂布到PET基材上,得到了带有被覆层的样品(BF)~(BL)。
比较例10~13(带有被覆层的样品(BM)~(BP)的制造)
如表5~6所示,使用作为主剂的多元醇B或含氟多元醇GK570,利用与实施例42同样的方法进行白涂料化,以1.0的当量比配合TAKENATE D-170N或TAKENATE D-110N(苯二甲撑二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合物,固态成分75质量%,三井化学制,以下简记为D-110N。)作为固化剂,将反应混合液涂布到PET基材上,得到了带有被覆层的样品(BM)~(BP)。
物性评价
各实施例及各比较例中,利用以下的方法测定了适用期、粘连性、密合性、断裂强度、断裂伸长率。将其结果示于表2~5。
<适用期(PL)(单位:min)>
配合主剂、固化剂、二丁基二月桂酸锡及乙酸丁酯,将刚搅拌180秒后作为0分钟,测定了初始粘度。然后,每隔1小时测定了粘度。以横轴为时间、纵轴为粘度绘图,基于近似曲线(approximation curve),将粘度成为初始粘度的2倍的时间作为适用期(PL)。
<密合性>
将各实施例及各比较例的带有被覆层的样品(120℃加温固化后的带有被覆层的PET膜)进一步在40℃下加温48小时,按照ASTM D3359评价了密合性。
需要说明的是,表中,5B表示剥离了涂膜的比例为0%,3B表示剥离了涂膜的比例为5~15%,1B表示剥离了涂膜的比例为35~65%。
<EVA密合性>
将带有被覆层的PET膜在60℃下熟化48小时,对被覆层实施表面处理,然后在涂膜上放置EVA树脂片材(Mitsui Chemicals Tohcello制SOLAR EVATM fast cure型RC02B),进而在EVA树脂片材上放置玻璃,在150℃下进行10分钟真空热压接,制成了玻璃/EVA/带有被覆层的PET的3层结构的样品。为了测定密合性,在样品中形成宽10mm的切口,使用拉伸压缩试验机(INTESCO公司制,Model205N),在200mm/min下实施180°的剥离试验。
<粘连性>
将各实施例及各比较例的带有被覆层的样品(120℃加热固化后的带有被覆层的PET膜)切割成2片5em×10cm的形状。接着,在第1片样品的被覆层上,以5em×5em的形状重叠的方式,放置第2片样品的背面,施加200g/em2的负荷,在40℃下加温48小时。
从40℃、48小时加温后的2片样品上取下负荷,按照以下标准进行了评价。
10:2片自然剥离,涂膜未见损伤。
9:平行拉拽2片时,立即剥离,涂膜未见损伤。
8:平行拉拽2片时,剥离,涂膜未见损伤。
7:垂直拉拽2片时,立即剥离,涂膜未见损伤。
6:垂直拉拽2片时,剥离,涂膜未见损伤。
5:垂直拉拽2片时,剥离,涂膜的损伤为10%以下。
4:垂直拉拽2片时,剥离,涂膜的损伤为10~30%以下。
3:垂直拉拽2片时,剥离,涂膜的损伤为30~60%以下。
2:垂直拉拽2片时,剥离,涂膜的损伤为60%以上。
1:即使垂直拉拽2片也未剥离。
<断裂强度(单位:MPa)、断裂伸长率(单位:%)、耐气候性>
将实施例13~41及比较例3~9的带有被覆层的样品(120℃加温固化后的带有被覆层的PP板)进一步在40℃下进行24小时加温。
接着,从PP板剥离被覆层,用哑铃将得到的被覆层冲裁成宽1cm、长10cm的尺寸,得到了试验样品。接着,对于该试验样品,使用拉伸压缩试验机(INTESCO公司制,Model205N),在23℃、拉伸速度为5mm/min、夹头间距离为50mm的条件下进行了拉伸试验。由此,测定了被覆层的断裂强度及断裂伸长率。
另外,作为耐光性试验,使用超级氙气耐气候试验机(super xenon weathermeter)(SUGA试验机株式会社制,型号:SX75-AP),在黑色面板(black panel)温度65℃、相对湿度50%、氙灯辐照度(xenon lamp irradiance)60W/m2(照射波长300~400nm)的条件下,对实施例13~41及比较例3~9的带有被覆层的样品(120℃加温固化后的带有被覆层的PP板)进行1000小时光照射。然后,与上述同样地测定了被覆层的断裂强度及断裂伸长率。
<压力锅(pressure Cooker)试验(PCT)>
使用不饱和型超加速寿命试验装置(平山制作所制型号PC-304/422R8),在105、100%RH、128小时的条件下,实施了试验前后的密合性(按照ASTM D3359)的评价。
<色差Δb*>
使用色差计(SUGA试验机株式会社,型号SM-T,按照JIS Z8722条件d,反射条件),在85℃、85%RH、2000小时左右的条件下,实施了色差评价。将Δb*小于3的情况记为○,将3~4记为Δ,将4以上记为×。
[表2]
表2
[表3]
表3
[表4]
表4
[表5]
表5
[表6]
表6
需要说明的是,下面说明表中的简写符号的详细内容。
BIC:双(异氰酸甲酯基)环己烷
TMP:三羟甲基丙烷
GK-570:含氟多元醇,商品名:ZEFFLE GK-570,羟值(固态成分):64mgKOH/g,DAIKIN INDUSTRIES,LTD.制
UH-200:聚碳酸酯二醇,商品名:UH-200,羟值(固态成分):56mgKOH/g,宇部兴产制
L220AL:聚己内酯二醇,内酯类聚酯多元醇,商品名:PLACCEL L220AL,羟值(固态成分):56mgKOH/g,DAICEL化学工业制
D-170N:TAKENATE D-170N,1,6-己二异氰酸酯的异氰脲酸酯改性物,三井化学制
D-110N:TAKENATE D-110N,苯二甲撑二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加合物,固态成分75质量%,三井化学制
GMA:甲基丙烯酸缩水甘油基酯
ST质量%:丙烯酸多元醇原料单体成分中的苯乙烯的质量比例
PCT:压力锅试验
·微囊
实施例70
将作为成色剂的结晶紫内酯5质量份和苯甲酰无色亚甲蓝1质量份溶解在二异丙基萘100质量份中。在该油性液中溶解实施例1中得到的多异氰酸酯组合物(a)18.9质量份及乙二胺的氧化丙烯加成物(三井化学制,商品名“ACTCOL GR-07”)1.2质量份,得到了溶液(1)。
另一方面,在水200质量份中加入聚乙烯醇8质量份和羧甲基纤维素钠盐2质量份,得到了溶液(2)。
然后,一边剧烈搅拌上述的溶液(2),一边加入溶液(1),使其乳化分散。然后,将分散液升温至80℃,并在该温度下保持5小时,完成聚合反应,得到了微囊乳液。
得到的微囊的平均粒径为7.9μm。需要说明的是,使用库尔特颗粒计数仪(Coultercounter)·Multisizer II(Beckman Coulter,Inc.制)测定了平均粒径。
实施例71~81、比较例14~15
使用了表7记载的配合处方,除此之外,与实施例70同样地操作,得到了微囊乳液。将得到的微囊的平均粒径示于表7。
比较例16
使用了TAKENATE D-170N(1,6-己二异氰酸酯的异氰脲酸酯改性物,三井化学制)10.2质量份,除此之外,与实施例70同样地操作,得到了微囊乳液。将得到的微囊的平均粒径示于表7。
评价
为了供于评价试验,如下所述地制成微囊片材及显色剂片材。
<微囊片材的作成>
向上述实施例及比较例中得到的微囊乳液中添加以固态成分计为10质量份的羧基改性SBR胶乳(日本A&L制,商品名“SN-307R”)、60质量份的淀粉粒子,接着用水调节至固态成分浓度为20%,得到了涂布液。以按照干燥重量计为4.0g/m2的量将该涂布液涂布到纸支持体上的蜡纸上,制成了微囊片材。
<显色剂片材的作成>
使用3,5-双(α-甲基苄基)水杨酸锌15质量份、碳酸钙120质量份、活性白土10质量份、氧化锌20质量份、六偏磷酸钠1质量份和水200质量份,利用砂磨机得到了经微粒化处理的分散液。向分散液300质量份中添加10%PVA-117水溶液(Kuraray Co.,Ltd.制)100质量份和以固态成分计为7质量份的羧基改性SBR胶乳,用水调节成固态成分浓度成为20%,得到了涂布液。用气刀涂布机将涂布液涂布到50g/m2的蜡纸上使得固态成分成为5.0g/m2,并进行干燥,得到了显色剂片材。
而且,通过下述方法评价了各实施例及各比较例中得到的微囊及使用其得到的微囊片材。将其结果示于表7。
<囊面的着色>
对于微囊乳液,使用∑80型色差计(日本电色制)测定了b值。b值的绝对值越大表示着色程度越大。○表示b值为正,未观察到着色。
<显色性>
将各微囊片材与显色剂片材重叠,用NECPC·PR201/45型打印机(NEC制),在3cm见方连续地打压印刷,使其显色。显色后,经过1天后,使用Macbeth色浓度计(GretagMacbeth制)测量,作为显色性D0。数值越大表示显色性越好。
<耐热性>
将各微囊片材和显白剂片材重叠,在120℃的气氛下放置2小时后,观察显色剂片材的呈色程度。○表示几乎未呈色的状态,×表示呈色。
<耐压性>
将各微囊片材和显色剂片材重叠,施加10kg/cm2的负荷,观察显色剂片材面的压力灰雾(pressure fog)的程度。○表示几乎未呈色的状态,×表示呈色。
<耐溶剂性(单位:%)>
将各微囊片材在乙酸乙酯中含浸约1秒,自然干燥后,重叠显色剂片材,利用与显色性同样的操作使其显色。经过1天后,使用Macbeth色浓度计(GretagMacbeth制)测量,作为显色性D1。将利用下式得到的数值作为耐溶剂性,数值越高表示耐溶剂性越良好。
耐溶剂性(%)=D1/D0×100
[表7]
表7
·油墨用粘合剂
制备例1(多元醇AB的制备)
装入对苯二甲酸289.3质量份、己二酸254.5质量份、新戊二醇139.5质量份、3-甲基-1,5-戊二醇316.6质量份、乙酸锌0.1质量份,在氮气流下200~220℃下进行6小时酯化反应。然后,缓慢减压,在133~266Pa、200~230℃下进行4小时酯化反应,得到了数均分子量为2000的聚酯多元醇(以下称为多元醇AB)。
制备例2(多元醇AC的制造)
装入己二酸553.6质量份、1,4-丁二醇193.1质量份、3-甲基-1,5-戊二醇253.3质量份、乙酸锌0.1质量份,在氮气流下200~220℃下进行了6小时酯化反应。然后,缓慢减压,在133~266Pa、200~230℃下进行4小时酯化反应,得到了数均分子量为2000的聚酯多元醇(以下称为多元醇AC)。
制备例3(聚氨酯树脂A的制造)
向具有搅拌机、温度计、回流管、及氮导入管的四口烧瓶中,装入87.2质量份的多元醇AB、130.8质量份的多元醇AC、7.8质量份的新戊二醇(以下有时简称为NPG。)、3.5质量份的N-甲基二乙醇胺(以下,有时简称为MDEA。)、300质量份的甲基乙基酮(以下,有时简称为MEK。),搅拌均匀。接着,添加53.7质量份的1,3-BIC后,加热至70℃,添加0.002质量份的二丁基二月桂酸锡(IV)(和光纯药工业制)。达到规定的异氰酸酯浓度(0.98质量%)后,冷却至25℃。接着,添加197质量份的MEK,进而添加混合了203.2质量份异丙醇(以下,有时简称为IPA。)、16.8质量份的异佛尔酮二胺(Evonik Degussa Japan Co.,Ltd.制,商品名:VESTANAT IPD,以下,有时简称为IPDA。)而成的胺溶液。进行反应直到变得通过FT-IR不能检测到异氰酸酯基的峰,得到了聚氨酯树脂A。聚氨酯树脂A的固态成分为30%,25℃时的粘度为780mPa·s,胺值为4mgKOH/g。
制备例4(聚氨酯树脂B的制造)
使用了制造例4的1,4-BIC4代替1,3-BIC,除此之外,利用与合成例30同样的方法得到了聚氨酯树脂B。聚氨酯树脂B的固态成分为30%,25℃时的粘度为810mPa·s,胺值为4mgKOH/g。
实施例82
分别地,准备作为主剂的聚氨酯树脂A 100质量份、作为颜料的二氧化钛(TiO2,和光纯药工业制)100质量份、抗氧化剂Irganox245(BASF Japan制)0.5质量份、作为光稳定剂的LA-62(ADEKA制)0.5质量份、Tinuvin213(BASF Japan制)0.5质量份、作为有机溶剂的MEK50质量份,与玻璃珠一同用油漆搅拌器进行搅拌混合,得到了分散溶液。
进而,添加作为固化剂的多异氰酸酯组合物(a)4.1质量份,然后进行搅拌混合,得到了油墨用粘合剂及包含该油墨用粘合剂的油墨。
然后,用棒涂机将得到的油墨涂布到厚15μm的经电晕放电处理的拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的放电处理面上,使得干燥后的厚度为1μm,在60℃下干燥1分钟,然后,在23℃、相对湿度50%的室内老化24小时。由此,得到了油墨固化物(涂布被膜)。
实施例83~95、比较例17、18
使用了表8所示那样的多异氰酸酯组合物的种类、配合量,除此之外,利用与实施例82同样的方法,得到了油墨固化物。
比较例19
使用TAKENATE D-170N(1,6-己二异氰酸酯的异氰脲酸酯改性物,三井化学制)代替多异氰酸酯组合物(a),如表8所示那样进行了配合,除此之外,按照与实施例82同样的方法,得到了油墨固化物。
评价
利用下述方法评价了各实施例及各比较例中得到的油墨固化物。将其结果示于表8。
<表面粘性(防粘连性)>
准备2片各实施例及各比较例中得到的样品(在表面形成有油墨固化物的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜),分别地将一个样品的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的背面(未形成油墨固化物的面)与另一个样品的油墨固化物贴合,制成层叠膜。
接着,将得到的层叠膜用玻璃板夹持,放置5kg的砝码,在60℃、90%RH的恒温槽中静置24小时。经过规定的时间后,从恒温槽中取出,从玻璃板上取下膜,在23℃、50%RH的室内静置1小时。接着,在小心地剥下样品后,按照以下标准评价了油墨固化物的剥离状态。
○未发生油墨固化物的剥离。
Δ可见部分的油墨固化物的剥离。
×可见大部分的油墨固化物的剥离。
<附着性>
利用按照JIS K5600-5-6(1999)的交叉切割法(切割间隔1mm),对附着性进行了试验,按照以下标准进行了评价。
0 油墨固化物完全未剥离。
1 油墨固化物的小于5%被剥离。
2 油墨固化物的5%以上且小于15%被剥离。
3 油墨固化物的15%以上且小于35%被剥离。
4 油墨固化物的35%以上且小于65%被剥离。
5 油墨固化物的65%以上且100%以下被剥离。
<耐气候性>
作为耐光性试验,在以下的条件下,使用超级氙气耐气候试验机(SUGA试验机株式会社制,型号:SX75-AP),在黑色面板温度65℃、相对湿度50%、氙灯辐照度60W/m2(照射波长300~400nm)的条件下,进行了500小时光照射。接着,利用按照JIS K5600-5-6(1999)的交叉切割法(切割间隔1mm)对附着性进行了试验,利用与附着性同样的标准进行了评价。
<耐湿性(耐温水性)>
在80℃的温水中浸渍1周,然后在23℃、50%RH的室内静置了1小时。接着,利用按照JIS K5600-5-6(1999)的交叉切割法(切割间隔1mm)对附着性进行了试验,按照与附着性同样的标准进行了评价。
[表8]
表8
需要说明的是,上述发明是作为本发明的例示的实施方式而提供的,其只不过仅为例示,并不进行限定性解释。本领域技术人员所清楚的本发明的变形例也包含在所附的权利要求范围之内。
产业上的可利用性
本发明的多异氰酸酯组合物可作为可用于例如被覆材料(例如,太阳能电池构件被覆材料等)、微囊、粘合剂(例如,油墨用粘合剂等)、以及弹性体(溶液系树脂、水系树脂、粉末、热固性弹性体、热塑性弹性体、喷雾成型树脂、弹性纤维、膜、片材等)、透镜(眼镜透镜)、人造及合成皮革、搪塑粉、弹性成型品(弹力纤维)、RIM成型品、涂料、粘接剂、密封材料、泡沫等广泛的用途的聚氨酯树脂、聚脲树脂的原料使用。
附图标记说明
1 带有被覆层的太阳能电池构件
2 构件
3 被覆层
Claims (12)
1.一种多异氰酸酯组合物,其特征在于,其是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应而得到的,其含有:
通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体,和
通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,
三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
2.如权利要求1所述的多异氰酸酯组合物,其特征在于,双(异氰酸甲酯基)环己烷的1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷含有率为5摩尔%以上。
3.如权利要求2所述的多异氰酸酯组合物,其特征在于,1,4-双(异氰酸甲酯基)环己烷的反式体比率为80摩尔%以上93摩尔%以下。
4.如权利要求1所述的多异氰酸酯组合物,其特征在于,双(异氰酸甲酯基)环己烷相对于三羟甲基丙烷的反应摩尔比(双(异氰酸甲酯基)环己烷/三羟甲基丙烷)为4以上23以下。
5.如权利要求1所述的多异氰酸酯组合物,其特征在于,平均异氰酸酯基数为3以上4.5以下。
6.如权利要求1所述的多异氰酸酯组合物,其特征在于,将其作为被覆太阳能电池的构件的被覆材料的固化剂使用。
7.一种太阳能电池构件被覆材料,其是被覆太阳能电池的构件的太阳能电池构件被覆材料,其特征在于,其包含:
含有多异氰酸酯组合物的固化剂、和含有含醇式活性氢基团的化合物的主剂,
所述多异氰酸酯组合物,
是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应而得到的,含有:
通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体,和
通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,
三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
8.如权利要求7所述的太阳能电池构件被覆材料,其特征在于,所述含醇式活性氢基团的化合物是通过使单体成分共聚而得到的丙烯酸多元醇,所述单体成分包含含羟基的(甲基)丙烯酸酯、和能与含羟基的(甲基)丙烯酸酯共聚的共聚性乙烯基单体,
所述共聚性乙烯基单体以相对于所述单体成分为10质量%以上50质量%以下的比例含有芳香族乙烯基化合物。
9.如权利要求8所述的太阳能电池构件被覆材料,其特征在于,所述单体成分还含有(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸的碳原子数为2~8的烷基的酯,
相对于(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸的碳原子数为2~8的烷基的酯的总量,所述(甲基)丙烯酸的碳原子数为2~8的烷基的酯的含有比例为20质量%以上90质量%以下。
10.带有被覆层的太阳能电池构件,其具有:
太阳能电池的构件,和
由太阳能电池构件被覆材料形成且被覆所述构件的被覆层,
所述带有被覆层的太阳能电池构件的特征在于,
所述太阳能电池构件被覆材料包含含有多异氰酸酯组合物的固化剂、和含有含醇式活性氢基团的化合物的主剂,
所述多异氰酸酯组合物,
是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应而得到的,含有:
通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体,和
通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,
三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
11.一种微囊,其是通过利用多异氰酸酯成分与含活性氢的成分的反应而形成的膜将芯物质成分微囊化而得到的微囊,其特征在于,
多异氰酸酯成分含有多异氰酸酯组合物,
所述多异氰酸酯组合物,
是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应而得到的,含有:
通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体,和
通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,
三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
12.一种油墨用粘合剂,其是由含有具有活性氢基团的聚氨酯树脂的主剂和含有多异氰酸酯组合物的固化剂制备的油墨用粘合剂,其特征在于,
所述多异氰酸酯组合物,
是通过双(异氰酸甲酯基)环己烷与三羟甲基丙烷的反应而得到的,含有:
通过3分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与1分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷1分子体,和
通过5分子的双(异氰酸甲酯基)环己烷与2分子的三羟甲基丙烷的反应而得到的三羟甲基丙烷2分子体,
三羟甲基丙烷1分子体相对于三羟甲基丙烷2分子体的含有摩尔比(三羟甲基丙烷1分子体/三羟甲基丙烷2分子体)为1.5以上4.5以下。
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