JP2007520439A - エポキシキャップ化ポリチオエーテル - Google Patents
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Abstract
エポキシキャップ化ポリチオエーテルおよびエポキシキャップ化ポリチオエーテルの硬化可能組成物が開示されている。本発明のエポキシキャップ化ポリチオエーテルは、以下の構造を有し、ここで、R1は、C2〜6n−アルキレン、C3〜6分枝アルキレン、C6〜8シクロアルキレン、C6〜10アルキルシクロアルキレンおよび−[−(CHR3)p−X−]q−(CHR3)r−からなる群から選択され、ここで、各R3は、別個に、Hおよび−CH3から選択され;各Xは、別個に、O、S、−NH−および−NR4−から選択され;R4は、Hおよび−CH3から選択され;pは、2〜6の整数であり;qは、1〜5の整数であり;rは、2〜10の整数であり;そして各R2は、二価連結基である。
Description
本発明は、一般に、エポキシキャップ化ポリチオエーテルおよびエポキシキャップ化ポリチオエーテルの硬化可能組成物に関する。
航空および航空宇宙用途で使用されるシーラント、コーティングおよび接着剤は、可撓性、耐燃料油性および耐熱性を示すことが望ましい。一般に、これらの特性は、高分子樹脂の骨格にポリエーテル結合を組み込むことにより、達成され得る。
航空および宇宙航空用途に公知のエポキシドの限界に取り組むために、エポキシキャップ化ポリチオエーテルおよびエポキシキャップ化ポリチオエーテルの硬化可能組成物が提供されている。
R1は、C2〜6n−アルキレン、C3〜6分枝アルキレン、C6〜8シクロアルキレン、C6〜10アルキルシクロアルキレンおよび−[−(CHR3)p−X−]q−(CHR3)r−からなる群から選択され、
ここで、
各R3は、別個に、HおよびCH3から選択される;
各Xは、別個に、O、S、−NH−および−NR4−から選択される;
R4は、Hおよび−CH3から選択される;
pは、2〜6の整数である;
qは、1〜5の整数である;そして
rは、2〜10の整数である;そして
各R2は、二価連結基である。
特に明記しない限り、本明細書および請求の範囲で使用される成分の量、反応条件などを示す全ての数値は、いずれの場合にも、「約」との用語により修飾されることが理解できるはずである。従って、以下の明細書および添付の請求の範囲で述べた数値パラメータは、他にそうでないことが示されていない限り、近似値であり、これは、本発明で得られる所望の特性に依存して、変わり得る。少なくとも、この請求の範囲への均等論の適用を限定しようとするのではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効数字の数に照らして、通常の端数計算技術を適用することにより、解釈すべきである。
R1は、C2〜6n−アルキレン、C3〜6分枝アルキレン、C6〜8シクロアルキレン、C6〜10アルキルシクロアルキレン、−[−(CHR3)p−X−]q−(CHR3)r−からなる群から選択され、
ここで、
各R3は、別個に、Hおよび−CH3から選択される;
各Xは、別個に、O、S、−NH−および−NR4−から選択される;
R4は、Hおよび−CH3から選択される;
pは、2〜6の整数である;
qは、1〜5の整数である;そして
rは、2〜10の整数である;そして
各R2は、二価連結基(典型的には、3個〜20個の炭素原子を含有するアルキレンまたはオキシアルキレン)である。
耐薬品性は、ASTM D 1308、24 Hour Spot Testに従って、決定した。
1リットルの四ッ口フラスコに、窒素雰囲気下にて、ジメルカプトジオキサオクタン(DMDO)253.4g(1.39モル)を加えた。撹拌しながら、このフラスコの内容物を50℃まで加熱し、そして1時間にわたって、ジエチレングリコールジビニルエーテル(DEG−DVE)146.6g(0.93モル)を加えた。その反応混合物の温度を70℃まで上げ、そしてフリーラジカル開始剤であるVazo(登録商標)67(2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、Du Pont)0.05gを加えた。この反応混合物の温度を、70℃で、さらに1時間維持した。DEG−DVEとDMDOとの反応の完結は、420のメルカプタン当量値により、明らかとなった。70℃で、1時間にわたって、アリルグリシジルエーテル(AGE)(110.87g、0.97モル、化学量論量より2%過剰)を加え、その反応混合物を、70℃で、さらに1時間加熱した。次いで、70℃で、3時間間隔で、10個の部分のVazo(登録商標)67(各0.165g)を加えた。Vazo(登録商標)67を加えたのに続いて、この反応混合物を、70℃で、5時間加熱した。次いで、この反応混合物を、70℃/4〜5mmHgで、3時間脱気して、液状エポキシキャップ化ポリチオエーテル(これは、かすかな黄色、5.0ポアズの粘度および563のエポキシ当量を有している)を得た。その反応収量は、508.7g(100%)であった。
250mLの三ッ口フラスコに、窒素雰囲気下にて、DMDO(62.17g(モル))を加えた。撹拌しながら、DMDOを60℃まで加熱し、その反応物の温度を60℃〜70℃で維持しつつ、その反応混合物に、50分間にわたって、DEG−DVE(44.88g(モル))を加えた。この反応混合物を、70℃で、さらに4時間加熱した。この反応混合物に、1.5時間間隔で、2個の部分のVazo(登録商標)67(各0.036g)を加え、70℃で、1.5時間加熱した。この反応混合物のメルカプタン当量値は、890であった。追加部分のVazo(登録商標)67(0.036g)を加え、その反応混合物をさらに1.5時間加熱した。893のメルカプタン当量値により、DEG−DVEとDMDOとの反応が完結したことが明らかとなった。70°で、AGE(13.21g、0.116モル、化学量論量より2%過剰)を一度に加え、この反応混合物を2時間加熱した。70℃で、3時間間隔で、8個の部分のVazo(登録商標)67(各0.035g)を加え、そして加熱をさらに4時間継続した。この段階で、この反応混合物のメルカプタン当量値は、28,642であった。この反応を完結するために、AGE(4.8g、0.042モル、化学量論量より38%過剰)を追加し、その反応混合物を、70℃で、1時間加熱した。3時間間隔で、2個の部分のVazo(登録商標)67(各0.036g)を加えた。Vazo(登録商標)67を加えたのに続いて、この反応混合物を、70℃で、5時間加熱した。次いで、この反応混合物を、70℃/4〜5mmHgで、2時間脱気して、僅かに濁った液状エポキシキャップ化ポリチオエーテル(これは、かすかな黄色、26ポアズの粘度および1,217のエポキシ当量値を有している)を得た。その反応収量は、120.0g(100%)であった。
Claims (58)
- 以下の構造式を有する、エポキシキャップ化ポリチオエーテル:
R1は、C2〜6n−アルキレン、C3〜6分枝アルキレン、C6〜8シクロアルキレン、C6〜10アルキルシクロアルキレンおよび−[−(CHR3)p−X−]q−(CHR3)r−からなる群から選択され、
ここで、
各R3は、別個に、Hおよび−CH3から選択される;
各Xは、別個に、O、S、−NH−および−NR4−から選択される;
R4は、Hおよび−CH3から選択される;
pは、2〜6の整数である;
qは、1〜5の整数である;そして
rは、2〜10の整数である;そして
各R2は、二価連結基である、
エポキシキャップ化ポリチオエーテル。 - R1が、ジメルカプトジオキサオクタンおよびジメルカプトジエチルスルフィドからなる群から選択される化合物から誘導される、請求項1に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 各R2が、オレフィンから誘導される、請求項1に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記オレフィンが、3個〜20個の炭素原子を有するアルキレンおよび3個〜20個の炭素原子を有するオキシアルキレンからなる群から選択される、請求項3に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記オレフィンが、3個〜5個の炭素原子を有するアルキレンおよび3個〜5個の炭素原子を有するオキシアルキレンからなる群から選択される、請求項3に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 各R2が、アリルグリシジルエーテル、1,2−エポキシ−5−ヘキセン、1,2−エポキシ−7−オクテン、1,2−エポキシ−9−デセン、4−ビニル−1−シクロヘキセン1,2−エポキシド、ブタジエンモノエポキシド、イソプレンモノエポキシドおよびリモネンモノエポキシドからなる群から選択される化合物から誘導される、請求項1に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 加水分解性塩素を含まない、請求項1に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 各R1が、別個に、ジメルカプトジオキサオクタンおよびジメルカプトジエチルスルフィドからなる群から選択される化合物から誘導される、請求項8に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 各R2が、オレフィンから誘導される、請求項8に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記オレフィンが、3個〜20個の炭素原子を有するアルキレンおよび3個〜20個の炭素原子を有するオキシアルキレンからなる群から選択される、請求項10に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記オレフィンが、3個〜5個の炭素原子を有するアルキレンおよび3個〜5個の炭素原子を有するオキシアルキレンからなる群から選択される、請求項10に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 各R2が、アリルグリシジルエーテル、1,2−エポキシ−5−ヘキセン、1,2−エポキシ−7−オクテン、1,2−エポキシ−9−デセン、4−ビニル−1−シクロヘキセン1,2−エポキシド、ブタジエンモノエポキシド、イソプレンモノエポキシドおよびリモネンモノエポキシドからなる群から選択される化合物から誘導される、請求項8に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 加水分解性塩素を含まない、請求項8に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- zが、3〜6である、請求項8に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 2.05と3の間の平均官能性を有する、請求項8に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- Bが、ポリ酸、ポリアミン、ポリ無水物およびポリチオールからなる群から選択される化合物から誘導される、請求項8に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 以下を含有する、硬化可能組成物:
(a)請求項1に記載の少なくとも1種のエポキシキャップ化ポリチオエーテル;および
(b)少なくとも1種の硬化剤。 - 前記少なくとも1種の硬化剤が、ポリ酸、ポリアミン、ポリ無水物およびポリチオールからなる群から選択される、請求項18に記載の硬化可能組成物。
- さらに、(a)および(b)とは異なる少なくとも1種の補助樹脂を含有する、請求項18に記載の硬化可能組成物。
- さらに、少なくとも1種の充填剤を含有する、請求項18に記載の硬化可能組成物。
- さらに、以下から選択される少なくとも1種の添加剤を含有する、請求項18に記載の硬化可能組成物:可塑剤、顔料、硬化促進剤、接着促進剤、チキソトロープ剤、難燃剤、マスキング剤、酸化防止剤および界面活性剤。
- 加水分解性塩素を含まない、請求項18に記載の硬化可能組成物。
- 以下を含有する、硬化可能組成物:
(a)請求項8に記載の少なくとも1種のエポキシキャップ化ポリチオエーテル;および
(b)少なくとも1種の硬化剤。 - 前記少なくとも1種の硬化剤が、ポリ酸、ポリアミン、ポリ無水物およびポリチオールからなる群から選択される、請求項24に記載の硬化可能組成物。
- さらに、(a)および(b)とは異なる少なくとも1種の補助樹脂を含有する、請求項24に記載の硬化可能組成物。
- さらに、少なくとも1種の充填剤を含有する、請求項24に記載の硬化可能組成物。
- さらに、以下から選択される少なくとも1種の添加剤を含有する、請求項24に記載の硬化可能組成物:可塑剤、顔料、硬化促進剤、接着促進剤、チキソトロープ剤、難燃剤、マスキング剤、酸化防止剤および界面活性剤。
- 加水分解性塩素を含まない、請求項24に記載の硬化可能組成物。
- 式Iの構造を有する化合物または式Iの構造を有する少なくとも2種の異なる化合物の混合物nモルと、式IIの構造を有する化合物または式IIの構造を有する少なくとも2種の異なる化合物の混合物n+1モルとを反応させることにより形成される、エポキシキャップ化ポリチオエーテル:
R1は、C2〜6n−アルキレン、C3〜6分枝アルキレン、C6〜8シクロアルキレン、C6〜10アルキルシクロアルキレンおよび−[−(CHR3)p−X−]q−(CHR3)r−からなる群から選択され、
ここで、
R3は、Hおよび−CH3から選択される;
各Xは、別個に、O、S、−NH−および−NR4−から選択される;
R4は、Hおよび−CH3から選択される;
pは、2〜6の整数である;
qは、1〜5の整数である;そして
rは、2〜10の整数である;
エポキシキャップ化ポリチオエーテル。 - R1が、ジメルカプトジオキサオクタンおよびジメルカプトジエチルスルフィドからなる群から選択される化合物から誘導される、請求項30に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 各R2が、オレフィンを含む、請求項30に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記オレフィンが、3個〜20個の炭素原子を有するアルキレンおよび3個〜20個の炭素原子を有するオキシアルキレンからなる群から選択される、請求項32に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記オレフィンが、3個〜5個の炭素原子を有するアルキレンおよび3個〜5個の炭素原子を有するオキシアルキレンからなる群から選択される、請求項32に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 各R2が、アリルグリシジルエーテル、1,2−エポキシ−5−ヘキセン、1,2−エポキシ−7−オクテン、1,2−エポキシ−9−デセン、4−ビニル−1−シクロヘキセン1,2−エポキシド、ブタジエンモノエポキシド、イソプレンモノエポキシドおよびリモネンモノエポキシドからなる群から選択される化合物から誘導される、請求項30に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 加水分解性塩素を含まない、請求項30に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 300未満のエポキシ当量重量範囲を有する、請求項30に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 150未満のエポキシ当量重量範囲を有する、請求項30に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- フリーラジカル触媒、イオン触媒および紫外線からなる群から選択される触媒の存在下にて形成される、請求項30に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記触媒が、酸性または塩基性化合物を含まず、そして分解しても酸性または塩基性化合物を生成しない、請求項39に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記触媒が、フリーラジカル触媒を含む、請求項39に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記フリーラジカル触媒が、アゾ型触媒および過酸化アルキルからなる群から選択される、請求項41に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 式Iの構造を有する化合物または式Iの構造を有する少なくとも2種の異なる化合物の混合物と、式IIの構造を有する化合物または式IIの構造を有する少なくとも2種の異なる化合物の混合物と、多官能化剤または少なくとも2種の異なる多官能化剤の混合物とを反応させることにより形成される、エポキシキャップ化ポリチオエーテル:
R1は、C2〜6n−アルキレン、C3〜6分枝アルキレン、C6〜8シクロアルキレン、C6〜10アルキルシクロアルキレンおよび−[−(CHR3)p−X−]q−(CHR3)r−からなる群から選択され、
ここで、
R3は、Hおよび−CH3から選択される;
各Xは、別個に、O、S、−NH−および−NR4−から選択される;
R4は、Hおよび−CH3から選択される;
pは、2〜6の整数である;
qは、1〜5の整数である;そして
rは、2〜10の整数である;
エポキシキャップ化ポリチオエーテル。 - 2.05と3の間の平均官能性を有する、請求項43に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記多官能化剤が、3の原子価を有する、請求項43に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記多官能化剤の官能性が、酸基、アミン基、無水物基およびチオール基からなる群から選択される、請求項43に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記多官能化剤が、ポリ酸、ポリアミン、ポリ無水物、ポリチオールおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項43に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 各R2が、オレフィンを含む、請求項43に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記オレフィンが、3個〜20個の炭素原子を有するアルキレンおよび3個〜20個の炭素原子を有するオキシアルキレンからなる群から選択される、請求項48に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記オレフィンが、3個〜5個の炭素原子を有するアルキレンおよび3個〜5個の炭素原子を有するオキシアルキレンからなる群から選択される、請求項48に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 各R2が、アリルグリシジルエーテル、1,2−エポキシ−5−ヘキセン、1,2−エポキシ−7−オクテン、1,2−エポキシ−9−デセン、4−ビニル−1−シクロヘキセン1,2−エポキシド、ブタジエンモノエポキシド、イソプレンモノエポキシドおよびリモネンモノエポキシドからなる群から選択される化合物から誘導される、請求項43に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 加水分解性塩素を含まない、請求項43に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 300未満のエポキシ当量重量範囲を有する、請求項43に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 150未満のエポキシ当量重量範囲を有する、請求項43に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- フリーラジカル触媒、イオン触媒および紫外線からなる群から選択される触媒の存在下にて形成される、請求項43に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記触媒が、酸性または塩基性化合物を含まず、そして分解しても酸性または塩基性化合物を生成しない、請求項55に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記触媒が、フリーラジカル触媒を含む、請求項55に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
- 前記フリーラジカル触媒が、アゾ型触媒および過酸化アルキルからなる群から選択される、請求項57に記載のエポキシキャップ化ポリチオエーテル。
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