JP2010047760A - アルキル化4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサン - Google Patents

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Abstract

【課題】硬化剤として用いることができるジアミンおよびこれらのジアミンを含むポリマー組成物を提供する。
【解決手段】式Iの硬化剤であって、例えば、ポリ尿素、ポリウレタン、およびポリ尿素/ポリウレタンハイブリッドエラストマー、エポキシ樹脂、エポキシ接着剤、エポキシ複合材、および/または被覆剤組成物中で用いることができる。
Figure 2010047760

(ここで、RおよびRは、それぞれ独立して水素、1〜20の炭素原子を含むアルキル基、またはそれらの組み合わせである)
【選択図】なし

Description

ここに開示されているのは脂肪族第二級ジアミン硬化剤であり、例えば、ポリ尿素、ポリウレタン、尿素/ウレタンハイブリッドエラストマー、エポキシ樹脂、エポキシ接着剤およびそれらの複合材、および/または被覆組成物に用いることができる。また、アルキル化4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサン硬化剤およびそれを含むポリマー組成物が開示されている。
ここで用いられる用語「ポリマー組成物」は、2種またはそれ以上の繰り返し単位を含む組成物を表している。ポリマー組成物の具体的な例としては、ポリ尿素、ポリウレタン、尿素/ウレタンハイブリッドエラストマー、エポキシ樹脂、エポキシ接着剤およびそれらの複合材、または被覆組成物が挙げられるが、これらには限定されない。ある種のポリマー組成物、例えばポリ尿素エラストマーは、2〜3秒間というような短時間であることが可能なゲル化時間を有する迅速硬化被覆剤である。これらのポリ尿素被覆剤は、その迅速な硬化速度のために、広範囲の温度に亘って塗工可能であり、比較的に水分に敏感でなく、また様々な基材へ用いることができる。更に、その塗工上の利点に加えて、この著しく速い硬化速度によって、最終使用者および施設の所有者は、他の被覆システムに比較して、著しく速く区域を使用可能に戻すことが可能となり、建設者および所有者双方の時間および資金を節約させる。これらの利点の全てが、とりわけ、ポリ尿素工業における最近20年間にわたる著しい成長に導いてきた。
特許および科学文献の両方の中の他、これらの被覆剤を用いる多くの商業的システムにおいても、ポリマー組成物の多くの例が存在している。ポリマー組成物、例えばポリ尿素被覆剤は、イソシアネート成分をイソシアネート反応性成分、例えば樹脂混合物、と反応させることによって形成することができる。このイソシアネート成分は通常は、モノマー、ポリマー、またはイソシアネート類の如何なる変形の反応、擬プレポリマー、プレポリマー、もしくはそれらの組み合わせを含んでいてもよい。このプレポリマーまたは擬プレポリマーはアミン末端ポリマー樹脂、ヒドロキシル基末端ポリマー樹脂、もしくはそれらの組み合わせ、から作ることができる。イソシアネート反応性成分もしくは樹脂混合物は、通常はアミン末端ポリマー樹脂、アミン末端硬化剤、ヒドロキシル基末端ポリマー樹脂、ヒドロキシル基末端硬化剤、およびそれらの組み合わせを含んでいてもよい。ここで用いられる用語「硬化剤」は、硬化反応を促進もしくは制御するためにポリマー組成物へ加えられる化合物もしくは混合物を表している。特定の系においては、用語「硬化剤」はまた、鎖延長剤、硬化剤(curatives)、架橋剤を示していてもよい。最近は、ポリマー組成物には、主に低分子量のジアミン、例えばポリオキシアルキレンポリアミン類、脂環式ジアミン類、またはそれらのアルキレート、を硬化剤として用いている。これらの硬化剤の具体的な例をとしては、ジェファミン(JEFFAMINE)(商標)D−230およびD−400、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、4,4’−メチレンジシクロヘキシルアミン、メタンジアミン、1,4−ジアミノエチル−シクロヘキサン、およびそれらの分子の種々のアルキル置換誘導体が挙げられる。この樹脂混合物はまた、その中に含まれているイソシアネートとは必ずしも反応しないかもしれない添加剤もしくは他の成分、更には、場合によっては触媒を含んでいてもよい。
これらのポリマー組成物は変わる可能性がある一方で、この組成物中のイソシアネート成分は通常は2つの広い類、芳香族および脂肪族に分けることができる。芳香族として定義された系では、芳香族ポリイソシアネート、例えば4,4’−メチレンビスイソシアナートベンゼン(MDI)、ならびにそれらの異性体および付加物を用いることができる。このMDI付加物は、特許および科学文献の両方の中で言及されており、MDIプレポリマー、擬プレポリマー(これはプレポリマーおよび高濃度の自由MDIモノマーの混合物を有しており、またその場で調製することができる)ならびにMDIプレポリマーおよび擬プレポリマーと他のMDIモノマーグループとの混合物、が挙げられる。MDI付加物は、反応性を低減させそしてポットライフを増加させるために、しばしばMDIモノマーと、高濃度の2,4’−MDI異性体とを用いて調製される。噴霧塗布の用途では、後者の特性はゲル化時間および/または不粘着時間と呼称される。この組成物にはまた、1種またはそれ以上の追加の芳香族成分、例えば次の硬化剤、ジエチルトルエンジアミン(DETDA)またはジチオメチル−トルエンジアミン(エタキュア(ETHACURE)(登録商標)E300)を用いることもできる。
ポリマー組成物中のイソシアネート成分が脂肪族である場合には、イソシアネート反応性成分として用いられる硬化剤もまた通常は脂肪族の性質である。脂肪族硬化剤としては、ジアルキル−メチレンビスシクロヘキシルアミン(商標名、クリアリンク(CLEAR LINK(登録商標))で市販されている)またはバイエルマテリアルサイエンスエルエルチー(Bayer Material Science LLC)のアスパラギン酸エステル(例えば、デスモフェン(DESMOPHEN)(登録商標)1220、1420および1520)が挙げられるが、これらに限定されない。イソシアネートおよび樹脂混合物成分のいずれか一方または両方に添加することができ、芳香族でも脂肪族の性質でもよい、ポリマー組成物中の残りの成分としては、追加成分をいくらでも挙げることができる。ポリマー組成物中の追加成分の例としては、例えば、ポリイソシアネート成分と反応して擬プレポリマーを与えるポリアルキレンオキシド(すなわち、ポリプロピレンオキシド)および官能価が2.0かそれ以上のアミン末端ポリプロピレンオキシドの1種またはそれ以上、例えば、ジェファミン(JEFFAMINE)(登録商標)銘柄の硬化剤が挙げられる。
脂肪族系のポリマー組成物は通常は、最終用途が、紫外線(UV)放射に暴露した場合に安定な被覆を望む場合に用いられる。脂肪族ポリ尿素被覆剤の色調安定性は非常に望ましいけれども、配合者は、市販の脂肪族硬化剤を主体とする被覆剤、例えばクリアリンク(CLEAR LINK)(登録商標)1000(ドルフケタール(Dorf Ketal)より供給される)は、限定された硬化プロフィールの配合自由度しか与えず、また幾分か堅く、または脆くなる可能性があると、しばしば不満を言っている。この堅さは、特に低温において、チッピング、亀裂および他の問題をもたらす可能性がある。更に、脂肪族ポリ尿素被覆剤の原料の費用は、厚膜被覆の用途への使用を妨げる可能性がある。
芳香族系のポリマー組成物は、脂肪族系ポリマー組成物と対照的に、今日の市場を支配しており、それは部分的には、その使用の費用が他のハイビルド被覆剤系との競争力があるためである。しかしならが、芳香族系のポリマー組成物の欠点の1つは、紫外線放射に暴露された場合に貧弱な安定性を示す可能性があることである。このことは、ポリマー組成物がUV暴露に継続して付される被覆剤、例えば屋根もしくは橋梁の被覆剤、である用途においては特に問題である。結果としてもたらされる被覆剤の紫外線劣化は、通常は次の性質の少なくとも1つ、色調の変化、光沢の減少、および特性、例えば引張強度、引裂き強度および伸び、の不利な減少、によって明らかになる。これらのUV安定性の問題を克服するために、配合者は通常は、被覆剤の完全性および審美性を維持するために、比較的に大量の高価なUV安定剤を用いる。芳香族系ポリマー組成物の他の欠点は、硬化制御のためにジアルキル化硬化剤、例えばユニリンク(UNILINK)(登録商標)4200(ドルフケタール(Dorf Ketal)より供給される)を含む多くの配合は、低ガラス転移温度(Tg)によって証明されるように、貧弱な高温安定性を示す可能性があることである。この種のジアルキル化物を用いたポリマー組成物から適用された被覆は、太陽もしくは他の源からの熱に暴露された場合に粘着性または柔軟になる可能性があることである。
ポリ尿素であるポリマー組成物における上記の脂肪族および芳香族硬化剤の両方に係わる問題に基づいて、芳香族および脂肪族ポリマー組成物の両方に係わる性能および応用の問題を改善することのできる硬化剤の群への要求がある。芳香族系ポリマー組成物には、引張強度および引裂きのような物理特性を犠牲にすることなく、UVおよび高温安定性を改善することのできる硬化剤が望ましいであろう。脂肪族系ポリマー組成物には、低い全費用で、適度な光安定性を維持しながら、配合された被覆剤の柔軟性を改善する硬化剤が望ましいであろう。
ポリマー組成物がエポキシ樹脂、接着剤および/または複合材である態様では、硬化剤は以下の物理特性の少なくとも1つに影響を与える:架橋密度、ガラス転移温度(Tg)、およびポットライフ。このようなポリマー組成物では、長いポットライフは、適切な型充填を確実にするために重要である可能性がある。例えば、風車の羽根は30メートル超の長さである可能性があり、そして樹脂硬化剤は、硬化機構が粘度の上昇を引き起こし、繊維の貧弱な湿潤および弱い箇所をもたらす前に、繊維強化材を通して注入されなければならない。接着剤の態様では、比較的に大きな部分への接着被覆剤の塗工は、多くの接着剤の玉をその部分にわたって塗工することができ、また次いでその部分が一緒に合わせられた時に接着剤がまだ粘着性であるような、長い「開放時間」を必要とする。もしも接着剤が短いポットライフを有しており、そしてその部分が一緒に接着される前に迅速に硬化してしまったら、そのことは結合の接着強度を低下させるであろう。
伝統的に、エポキシ樹脂、エポキシ接着剤および/またはそれらの複合材であるポリマー組成物中で用いられ、長いポットライフと高いTgを与える硬化剤は、芳香族アミン硬化剤を主体としている。これらのアミン硬化剤の多くは健康および安全の懸念とともに貧弱な加工性を有している(例えば、MDAは室温で固体である)。脂環式アミン硬化剤は、芳香族アミン硬化剤と同様の物理特性、例えばTgおよび架橋密度を与えることが出来るので、芳香族アミン硬化剤の代替物であると考えられている。しかしながら、脂環式アミン硬化剤は、芳香族アミン硬化剤に比べてずっと短いポットライスを有している。脂環式硬化剤の物理特性を維持しながら、脂環式硬化剤の改善された加工性を兼ね備えて芳香族硬化剤の長いポットライフを維持するかまたは延長するであろうアミン硬化剤が、市場における念願の要求を満たすであろう。
エポキシ樹脂、エポキシ接着剤、およびそれらの複合材であるポリマー組成物に関して上述した問題に基づいて、接着剤または複合材用途のいずれかに伴う性能、ポットライフおよび/または加工の問題を改善することのできる硬化剤の新しい群に対する要求がある。この両方の用途において、理想的には硬化剤はポットライフを延ばしながら、物理特性を維持するであろう。この硬化剤は次いで、最終使用者および最終用途の要求を満足させるように、加工、ポットライフおよび物理特性、例えば、但し限定はされないが、弾性率、Tg、および他の特性を調製するために、他の芳香族または脂環式アミンと組み合わせて用いることができる。
従来技術はアミン系の硬化剤の幾つかの例を与えている。米国特許第4801674号明細書には、下記の式を有し、反応射出成形されたエラストマー中での鎖延長剤としての使用のための第二級芳香族ジアミンを製造するためのメチレンジアニリン(MDA)のアルキル化が記載されている。
Figure 2010047760
米国特許第5312886号明細書には、下記の式を有する、ビス(4−アルキルアミノシクロへキシル)メタンおよびビス(4−アルキルアミン−3−アルキルシクロヘキシル)メタンの類の第二級脂肪族ジアミンが記載されている。
Figure 2010047760
これらのアルキル化ジアミンは鎖延長剤として用いられており、光安定なポリウレタンおよびポリ尿素被覆剤を提供している。
米国特許第4801674号明細書 米国特許第5312886号明細書
硬化剤として用いることができるジアミンおよび、これらのジアミンを含み、例えば複数成分の被覆剤用途およびエポキシ樹脂、エポキシ接着剤、およびそれらの複合材の中で用いることができるポリマー組成物がここに記載されている。
より具体的には、このジアミンは、脂環式基および環式芳香族基を含む4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンのアルキレートである。1つの態様では、ポリマー組成物用の、下記の式Iを有する化合物を含む硬化剤が提供される。
Figure 2010047760
ここで、RおよびRはそれぞれ独立して水素、1〜20の範囲の炭素原子のアルキル基、またはそれらの組み合わせである。1つの態様では、式I中のRおよびRは同一である。他の態様では、式I中のRおよびRは異なっている。更に他の態様では、RおよびRはそれぞれ独立して1〜12の範囲の炭素原子のアルキル基である。
他の態様では、イソシアネート成分および、イソシアネート成分の少なくとも1部と反応してポリマー組成物を与える樹脂成分であって、樹脂成分は下記の式Iを有する化合物を含んでいる樹脂成分、を含むポリマー組成物を与える。
Figure 2010047760
ここで、RおよびRはそれぞれ独立して水素、1〜20の範囲の炭素原子のアルキル基、またはそれらの組み合わせである。
更なる態様では、以下の工程を含むポリマー組成物の調製方法が与えられる:
イソシアネート成分を準備する工程、
下記の式Iを有する化合物を有する硬化剤を含む樹脂成分を準備する工程、
Figure 2010047760
(ここで、R1およびR2はそれぞれ独立して水素、1〜20炭素原子を含むアルキル基、またはそれらの組み合わせである。)
イソシアネート成分の少なくとも一部を樹脂成分の少なくとも一部と混合する工程(ここで、樹脂成分の少なくとも一部がイソシアネート成分の少なくとも一部と反応して、ポリマー組成物を与え、イソシアネート成分とポリマー組成物中の樹脂成分の体積比が約10:1〜約1:10の範囲のいずれかの比率である。)
硬化剤として用いることができるジアミンおよびそれらのジアミンを含むポリマー組成物が与えられる。
硬化剤として用いることができるジアミンおよびそれらのジアミンを含むポリマー組成物がここに記載されている。
より具体的には、ここに記載されたジアミンは、脂環式基および環式芳香族基を含む4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンのアルキレートを含んでいる。脂環式基および環式芳香族基の組み合わせは、ここに記載されたジアミン硬化剤で作られたポリマー組成物に以下の特性の少なくとも1つを与える:商業的に入手可能なジアルキル化硬化剤で作られたポリマー組成物と比較して、改善されたUV光安定性、より高い引張強度、より高い弾性率、より長い硬化プロフィール、より大きな伸び、より大きな柔軟性、およびより高いTg。特定の態様では、ここに記載されたジアミンは最終使用者にその配合中で用いられる高価なUV安定剤の量を低減させることができ、また最終的な被覆の高温安定性を改善することを可能にさせる。脂肪族ポリマー被覆剤配合中で用いられた場合には、ここに記載されたジアミン硬化剤は被覆のTgを低減することを助けることができ(アルキル化ビス(N−アルキルアミノシクロへキシル)メタン硬化剤を配合した同様のポリマー被覆剤と比較した場合)、それによって、適度な使用の費用で、適度な色調安定性を維持しながら、全体の被覆の柔軟性を改善する。理論には縛られないが、4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンのアルキル化は、ジアミンに立体的な障害を与え、それによって硬化剤の反応性を、ポリマー組成物が複数成分噴霧装置を用いて塗工されるような態様に適用するのに十分なように遅くさせる。上記の利点に加えて、ここに記載されたジアミン硬化剤は、芳香族および脂肪族アミンの間で、反応性に顕著な違いを示す可能性がある。この異なった反応性は、硬化の間の被覆剤の粘度の立ち上がりを調整するという、被覆剤の最終使用者の利点に用いることができる。
前述したように、ここに記載したジアミンは、ポリマー組成物中で硬化剤として用いることができ、ポリマー組成物、例えば、芳香族および/または脂肪族ポリ尿素、ポリウレタン被覆剤、およびエポキシポリマー(複合材、接着剤、被覆、床剤)配合に、次の中の少なくとも1つを与える:改善された伸び、耐高温性、UV安定性および硬化プロフィール。1つの好ましい態様では、ジアミンは4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンのアルキレートを含んでおり、アルキル基は1〜20の炭素原子を含んでいる。この態様では、アルキル化ジアミンは、分子中のアルキル基の種類、アルキル化の度合い、およびポリマー組成物中の芳香族または脂肪族イソシアネートと組み合わせて硬化剤が用いられるか否か、に応じて広範囲の硬化時間を示すことができる。このことは、最終使用者が、その具体的な硬化プロフィールの要求に合わせてアルキル化ジアミンをあつらえることを可能にするという明らかな利点を与えることができる。ここに記載された他の態様は、アルキル化ジアミンを用いて調製されたポリマー組成物である。これらの芳香族ポリマー組成物は、商業的に入手可能なメチレンジアニリンのアルキレートを硬化剤として含むポリマー組成物と比較した場合に、より良好なUV安定性および高温安定性を与えることができることが、有利にも見出された。この点について、ここに記載されたアルキル化ジアミン硬化剤を用いて調製された脂肪族ポリマー組成物は、ビス(4−アルキルアミノシクロへキシル)メタン硬化剤を用いて調製されたポリマー組成物と比較した場合に、低い使用の費用で、なお適度な光安定性を与えながら、改善された柔軟性を示す。
特定の態様では、ここに記載されたポリマー組成物は2種またはそれ以上の成分:イソシアネート成分およびイソシアネート反応性成分もしくは樹脂成分、を含んでいる。ポリマー組成物中では、ポリマー組成物中の樹脂成分の少なくとも1部が、イソシアネート成分の少なくとも一部と反応する。これらの態様では、ポリマー組成物、例えば、ポリ尿素およびポリウレタンポリマー、はイソシアネート成分および樹脂成分を含んでおり、それらはここではそれぞれA側およびB側と呼ぶ。ポリマー組成物中に存在するイソシアネート成分および樹脂成分の体積比は、約10.00:1.00〜約1.00:10.00の範囲のいずれかの比率であることができる。このようなイソシアネートおよび樹脂の比率の例としては、次のいずれか1つが挙げられるが、これらには限定されない:約10.00:1.00、9.00:2.00、8.00:3.00、7.00:4.00、6.00:5.00、5.00:5.00、4.00:10.00、3.00:9.00、2.00:8.00、1.00:10.00.衝突混合に関する用途のような、特定の好ましい態様では、イソシアネート成分の樹脂成分に対する体積比は、イソシアネート対樹脂で、約1.00:1.00〜約1.20:1.00の範囲のいずれかの比率である。例えば、イソシアネート成分の樹脂成分に対する体積比は、約1.00:1.00、または約1.20:1.00、または約1.00:1.20であることができる。イソシアネートおよび樹脂成分を含む適切なポリマー組成物は米国特許第6403752号明細書中に記載されているものであり、これをここに参照により組み込む。イソシアネート成分は、ポリイソシアネートを含んでいてもよく、それはモノマー、擬プレポリマー、完全プレポリマー、ポリイソシアネートの混合物、またはそれらの組み合わせであることができる。イソシアネート成分が完全プレポリマーを含む態様では、完全プレポリマーは、ポリイソシアネートが特定の量のポリアミンまたはポリオールと、ポリアミンとポリオールのそれぞれの反応点がポリイソシアネートの1つの反応点と共有結合しているように前反応している場合に形成される。これらの態様では、ポリイソシアネートの残っている未反応の反応点は、ポリマー組成物中の樹脂成分またはB側と更に自由に反応することができる。イソシアネート成分が擬プレポリマーを含む態様では、ポリアミンまたはポリオールの特定の量が樹脂またはB側に存在している可能性があり、その量は完全プレポリマーを形成するのに用いられる量よりも少ない。その結果は、プレポリマーと、完全プレポリマーと比較して比較的に大量の未反応のポリイソシアネートとの混合物である。イソシアネート成分が、単量体であるか、または擬プレポリマーを用いるポリイソシアネートを含むポリマー組成物では、樹脂成分中のイソシアネート反応性成分は、より高分子量の成分(これは最終のポリマーに柔軟性を与える)とより低分子量の成分(これは最終のポリマーに強度特性を与える傾向にある)との混合物を含んでいてもよい。用語「より高分子量」は400超の分子量を有する化合物を表すことを意図しており、用語「より低分子量」は400以下の分子量を有する化合物を表すことを意図している。特定の態様では、イソシアネート成分は少なくとも2つのイソシアネート基を含んでいてもよい。これらの態様、または他の態様では、二量体または三量体、例えばヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)三量体が含まれていてもよい。
低粘度成分を用いることおよびA対Bの約1.00:1.00の体積比の利便性および適用の利益の理由から、特定の態様では、擬プレポリマーをイソシアネートまたはA成分として用いることができる。この態様または他の態様では、擬プレポリマーまたは完全プレポリマーを形成するために、イソシアネートもしくはA側として用いられるポリアミンまたはポリオールはまた、樹脂成分またはB側中にも用いることができる。
ポリイソシアネート成分(A側)として用いられるか、またはポリイソシアネート成分を形成するポリイソシアネート反応物の中には、単量体のポリイソシアネートが存在し、これは少なくともジイソシアネートである。ここに記載されたポリマー組成物中に用いることができるそのようなポリイソシアネートの例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)(これは3,3,5−トリメチル−5(イソシアナート)メチル)シクロへキシルイソシアネートである)、水素化物質、例えばシクロへキシルジイソシアネート、4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート(H12MDI)、混合アラルキルジイソシアネート、例えばテトラメチルキシリルジイソシアネート、OCN−C(CH)−CC(CH)−NCO、およびポリメチレンイソシアネート、例えば1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、1,7−ヘプタメチレンジイソシアネート、2,2,4−および2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,10−デカメチレンジイソシアネートおよび2−メチル−1,5−ペンタメチレンジイソシアネートが挙げられる。芳香族ポリイソシアネート、例えばフェニレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート(TDI)、キシレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、クロロフェニレン2,4−ジイソシアネート、ビトルエンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、およびアルキル化ベンゼンジイソシアネート;メチレンで中断された芳香族ジイソシアネート、例えばメチレンジフェニルジイソシアネート、アルキル化された類似物を含む4,4’−異性体(MDI)、例えば3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、および重合体のメチレンジフェニルジイソシアネート、もまた用いることができる。イソシアネート成分は、上記の例示したポリイソシアネートに限定することを意図したものでないことが理解され、また他のイソシアネート類を用いることが可能である。
オリゴマーのポリイソシアネート(例えば、二量体、三量体、重合体の、など)および変性したポリイソシアネート(例えば、カルボジイミド、ウレタンイミン、など)もまた、ここに記載された硬化剤とともに、樹脂側で用いることができる。ポリイソシアネートは、そのままで用いるか、または予備反応することができる。
好ましい態様の1つでは、イソシアネートモノマーが、イソシアネート反応性官能価が2以上のイソシアネート反応性部分を備えたイソシアネートのプレポリマーまたは擬プレポリマーを調製することによって改質される。ポリオールが通常用いられ、またポリオールとしては、ポリプロピレングリコール(PPGs)、ポリテトラメチレングリコール(PTMEGs)、ポリエチレングリコール(PEGs)、ポリエステル、ポリカプロラクトンおよびこれらの種類のイソシアネート反応性物質の混合物および共重合体、を挙げることができる。ここで用いられる用語「ポリオール」は、単独のポリオールまたはポリオールの混合物を表している。ジアミン、チオエーテルおよび他のイソシアネート反応性物質もまた、単独でもしくは組み合わせて用いることができる。
イソシアネート成分またはA側はまた、それに含まれているイソシアネートおよび/または樹脂と反応性の、もしくは非反応性である種々の他の添加剤を更に含んでいてもよい。追加の反応性成分としては、反応性希釈剤(例えば、プロピレンカーボネート)、可塑剤、充填剤および顔料などの成分を挙げることができるが、これらには限定されない。非イソシアネート反応性種は、例えば顔料、充填剤、接着促進剤および粘度調整剤として用いられる。他の添加剤としては、安定剤および可塑剤が挙げられるが、これらには限定されない。
前述のように、ポリマー組成物はまた樹脂またはB側成分を含んでいる。この樹脂成分は、樹脂の少なくとも一部がそこに含まれるイソシアネート成分の少なくとも一部と反応するような成分で構成されていてもよい。樹脂成分はまた、種々の他の添加剤、これらには限定されないが、例えば顔料、接着促進剤、充填剤、光安定剤、触媒およびそれらの組み合わせを含んでいてもよく、樹脂成分はそれらと反応しても、しなくてもよい。ここで議論されているポリマー混合物中のイソシアネート成分は、ここに開示されている硬化剤もしくは4−アミノベンジル−4アミノシクロヘキサンのアルキレートを含む樹脂混合物と反応または硬化する。硬化は、ジアミン単独と、または例えば以下に記載する他のポリアミンもしくはポリオールとの組み合わせでの、いずれでも起こり得る。好ましい態様の1つでは、ここに記載された硬化剤の構造は下記の式Iの通りである。
Figure 2010047760
式Iにおいて、RおよびRはそれぞれ独立して水素、アルキル基またはそれらの組み合わせであることができる。もしもRおよび/またはRがアルキル基であるならば、このアルキル基は線状および分岐状アルキル基のいずれであり、それぞれは1〜20、または2〜12、または2〜6の炭素原子を含んでいることができる。代表的なアルキル基としては、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、第二級ブチル基、第三級ブチル基、および種々の異性体のペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、およびデシル基が挙げられる。特定の態様では、RおよびRは同一である。他の態様では、RおよびRは異なっている。好ましい態様の1つでは、RおよびRはそれぞれ少なくとも3つの炭素を含むアルキル基である。Rおよび/またはRに用いられるアルキル基が大きくまた嵩高くなるほど、硬化剤の硬化プロフィールは遅くなることが信じられている。架橋および水素結合のより高い度合いが望まれる更なる態様では、Rは水素原子であり、またRはアルキル基であるであろう。
特定の態様では、式Iを有するジアミンがポリマー組成物中の樹脂成分またはB側に加えられる。ポリマー組成物の樹脂成分またはB側中のイソシアネート反応性成分としては、通常はより高分子量のポリアミンおよび/またはより低分子量のポリアミドと結合したポリオールおよび/または硬化剤および/もしくは架橋剤として用いられるポリオールが挙げられるが、しかしながら他のイソシアネート反応性成分、例えばポリチオール、ポリカルボン酸、およびポリエステルなども更に挙げることができる。代表的なより高分子量のポリアミドはポリオキシアルキレンアミンであり、また代表的なより高分子量のポリオールはポリプロピレングリコールである。用いることができる多くの異なる種類のA側およびB側の組み合わせがあり、従って、最終の反応生成物またはポリマー組成物は、純粋なポリ尿素、ポリ尿素およびポリウレタン(ハイブリッド)の混合物、またはポリウレタンであることができる。1つの種類の他の種類からの選択は、特定の因子、例えば、用途、加工パラメータ、および/または費用に依存する可能性がある。
ポリマー組成物、例えばポリウレタン、ポリ尿素−ポリウレタンハイブリッド、およびポリ尿素ポリマーを作るのに通常用いられるイソシアネート反応性のポリアミンおよびポリオールは、分子量の範囲が、約60〜6000超、または約60〜約5000であることができる。これらの物質によって与えられる特性の中に、より高分子量の物質が通常は最終のポリマーの柔軟性を改善し、またより低分子量の物質が通常は最終のポリマーの強度特性に寄与することがある。成分の選択は、多くの因子、例えば、取り扱い、配合の相溶性、および最終用途などに依存しているが、これらには限定されない。より高分子量のポリオールは、広い多様性を示すが、しかしながら一方ではむしろよく知られており、そして通常は2価のポリオールであり、3価のポリオールおよびそれ以上の多価のポリオールはより少ない頻度で用いられる。適切なより高分子量のポリオールとしては、通常はポリ(エチレンオキシ)グリコール、ポリ(プロピレンオキシ)グリコール、通常はポリ(ブチレンオキシ)グリコール、およびポリカプロラクトンとして広く知られているカプロラクトンからの重合体のグリコールが挙げられる。用いることのできるより高分子量の他のポリヒドロキシ物質は、エポキシド、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、およびエピクロロヒドリンと反応性水素化合物を有する物質、例えば水、およびより好ましくはアルコール類、例えばエチレングリコール、1.3−および1,2−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジブチレングリコールトリメチロールプロパンなど、との重合生成物である。アミノアルコールは、例えば、アミノ含有化合物と前述のエポキシドとの凝縮によって、アンモニア、アニリンおよびエチレンジアミンなどのような物質を用いて、作ることができる。
ヒドロキシル基を含むポリエステル、ポリチオエーテル、ポリアセタール、ポリカーボネート、およびポリエステルアミドもまた、前述のポリオールの替わりに、またはポリオールとともに用いることができる。適切なポリエステルとしては、多価のアルコールおよび多塩基の、好ましくは二塩基のカルボン酸の反応生成物が挙げられる。しばしば用いられる多価アルコールとしては、上述の二価のアルコールが挙げられる。ジカルボン酸の例としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、グルタル酸、フタル酸、マレイン酸、およびフマル酸が挙げられる。ヒドロキシル基を含むポリアセタール類、ポリカーボネート類、およびポリエステルアミド類は、高分子被覆剤およびエラストマーの調製により少ない頻度で用いられる。しかしながら、これらは当業者には十分によく知られており、そしてこれ以上ここで詳細に説明する必要はない。
より低分子量のポリオールを、共硬化剤として作用するように、ここに記載したジアミン類とともにB側に加えることができる。代表的な例としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−および2,3−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール,1,2,4−ブタントリオール、ペンタエリスリトール、マンニトール、ソルビトール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、およびN,N,N’,N’−テトラキス(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンが挙げられる。より低分子量のポリオールの更なる例としては、通常はポリ(エチレンオキシ)グリコール、通常はポリ(プロピレンオキシ)グリコール、および分子量が概ね400以下の同様のポリ(アルキレンオキシ)グリコールが挙げられる。共硬化剤としてここに記載されたジアミン類とともに用いることができる、分子量がより低いかもしくはより高いかのいずれかの、多くの他の種類のポリオールが存在する。
ポリ尿素、ポリ尿素−ポリウレタンハイブリッド、およびポリウレタン配合で用いられるより高分子量のポリアミン類は当業者によく知られてはいるが、しかしながらここに、但し極めて詳細にではないが言及され、ジアミン、トリアミン、および場合により第一級アミンであるより多価のアミンが挙げられる。特定の態様では、ポリマー組成物は更に、HN−Y−NHの式を有するポリアミン類を含んでいる。この態様および他の態様では、Yはアルキレン鎖であり、より大きな基Yには、アルキレン基を両末端に備えたポリ(アルキレンオキシ)またはポリエステル部分がある。前記の中で、この化合物はアミンキャップされたポリオールであり、これはポリオールと、そしてそれからアミンとアルキレンオキシドとの反応生成物であり、同様にアミンキャップされたヒドロキシル基含有ポリエステルである。分子量が200〜6000の範囲の物質が最もしばしば用いられる。構造が上記の段落のものと同様のトリ−およびより多価のポリアミド類もまた用いることができる。
幾つかの一般的なポリアミドは、ハンツマンケミカルカンパニー(Huntsman Chemical Company)からジェファミン(JEFFAMINE)(商標)として知られているシリーズの一部であり、例としては、ジェファミン(JEFFAMINE)(商標)T−5000、約5000の分子量のポリプロピレンオキシドトリアミン、およびジェファミン(JEFFAMINE)(商標)D−2000、約2000の分子量のポリプロピレンオキシドジアミンが挙げられる。
技術的には、第一級の前駆体アミンである4−アミノベンジル−4アミノシクロヘキサンを調製する多くの方法がある。1つの態様では、メチレンジアニリン(MDA)を水素化し、そして触媒、例えばロジウムまたはルテニウムを用いて、4−アミノベンジル−4アミノシクロヘキサン生成物を与える。MDAが部分的に水素化されれば、蒸留工程、例えば真空蒸留を用いることができ、4−アミノベンジル−4アミノシクロヘキサンをジ(4−アミノシクロヘキシル)メタン(PACM)およびMDAから分離できる。好ましい態様の1つは、前駆体の第一級アミン、4−アミノベンジル−4アミノシクロヘキサンが以下の方法で作られる。1000ccのオートクレーブ反応器に、3.75グラムの4%Rh/Al触媒および0.28グラムの5%Ru/Al触媒および400グラムのテトラヒドロフラン(THF)を仕込んだ。この反応器を窒素で3回、そして水素で3回パージして、反応器および原料から空気を除去した。この反応器を次いで水素で2.07MPa(300psi)に加圧し、またこの反応器を190℃に加熱した。このとき、圧力は5.52MPa(800ポンドパースクエアインチ(psi))に調整され、そして触媒が部分還元を受けるまで4時間保持した。4時間の最後に、反応器を冷却し、そしてTHFを反応器から除去し、そして反応器へ300グラムのメチレンジアニリンおよび200グラムのTHFを加えた。次いで、この反応器を180℃および5.52MPa(800psi)に加熱し、そして理論上の水素消費量の約50%で水素化を終了した。この時点で、生成物は以下の最終生成物を含んでいる:PACM、4−アミノベンジル−4アミノシクロヘキサンおよびMDA。純粋な4−アミノベンジル−4アミノシクロヘキサンが、この生成物の真空下の蒸留によって得られた。
ここに記載したアルキル化ジアミンは、第一級の前駆体アミンまたは4−アミノベンジル−4アミノシクロヘキサンへの慣用のアルキル化手順を実行することによって調製することができる。ここに記載したアルキル化ジアミンは、前駆体の第一級アミンにいずれかのアルキル化手順を実行することによって調製することができ、その代表的な方法はここに記載した例中に見出すことができる。当業者には、アルキル化工程は、種々の異なる方法を用いて行うことができることが理解される。1つの態様では、ジアミンはアルデヒドまたはケトンで還元的にアルキル化され、それは溶媒の存在下、または不存在下で、水素化触媒(例えば、Pd、Pt、Co、Co、Ni、RhまたはRu、但しこれらに限定されない)および水素の存在下で、高温で、行うことができる。好ましい態様の1つでは、還元的なアルキル化は、ジアミンおよびケトンを、約2モルのケトンと1モルのジアミン、上記の水素化触媒を用いて、および2.07〜5.52MPa(100〜800ポンドパースクエアインチ(psi))の水素圧で、60〜120℃の範囲の温度で、反応させることによって実行することができる。
前述のように、ここに記載したポリマー組成物は、衝突混合を用いて、高圧の塗工装置中で、直接に配合または混合することができる。これらの態様または他の態様では、硬化時間は、アルキル化ジアミン上のアルキル基の種類だけに依存するのではなく、もしも他のイソシアネート反応性物質が樹脂成分またはB側中に存在するとすれば、他のイソシアネート反応性物質の量および性質にも依存するであろう。例えば、一般に式Iを有する化合物中で選択されたRおよびRの関数としての硬化時間は、第一級アルキル<第二級アルキル<第三級アルキルの順序で増加することが見出されるであろう。この点から見て、ここに記載したアルキル化ジアミン硬化剤は、膨大な範囲の硬化時間を示すことを期待することができる。この可変性は、最終使用者が、その具体的な必要に対してジアミンをあつらえることを可能にするという明らかな利点を提供する。結果として得られるポリマー被覆剤の特性も、ここに記載されたジアミンによって変わるので、また概ね同じ硬化時間を備えた多くのジアミン類を選択することができるので、最終使用者はまた一般に、最終製品に求められる性能特性に応じたジアミン類を幅広く選択できるであろう。
特定の態様では、ここに記載した硬化剤は、複数成分のポリ尿素ポリマー組成物中で用いることができる。これらの態様では、ポリ尿素の硬化の迅速な性質のために、混合には複数成分噴霧装置がしばしば用いられ、またポリマー組成物のAおよびB側を基材上に噴霧または塗工して、被覆または被覆された基材を与える。これらの態様では、ポリマー組成物は、イソシアネート成分および樹脂成分を保持するための2つまたはそれ以上の独立したチャンバーを含んだ複数成分噴霧装置を用いて、生成され、そして基材上に被覆を与えるように塗工される。流路がチャンバーと調合機を結んでおり、調合機が2つの成分(A側およびB側)を適切に計量して加熱された流路に送り、これは加熱器によって所望の温度に加熱し、加圧することができる。特定の態様では、噴霧操作は約6.90MPa〜約24.1MPa(約1000psi〜約3500psi)の範囲の圧力で行うことができる。この態様または他の態様では、噴霧操作は約49℃〜約88℃(約120°F〜約190°F)の範囲の温度で行うことができる。更なる態様では、温度は室温まで低くてもよい。加熱および加圧されると、2つまたはそれ以上の成分は、次いで噴霧銃中に配置された混合チャンバーへと供給され、そこで2つまたはそれ以上の成分は、ノズルを通して、そして基材上に噴霧される前に、衝突混合される。塗工のために複数成分噴霧装置を用いる大抵の被覆装置は、非常に迅速な硬化時間を有しており、そして基材上のポリマー層として数秒間の内に硬化を始める。適切な装置としては、ガスマー(GUSMER)(登録商標)H−2000、ガスマー(登録商標)H−3500、およびガスマー(登録商標)H−20/35型の調合ユニットを挙げることができ、衝突混合噴霧銃、例えばグラコフュージョン(Graco FUSION)、ガスマー(GUSMER)(登録商標)GX−7、またはガスマー(登録商標)GX−8が取り付けられている(全ての装置は、ニュージャージー州レイクウッドのグラコガスマー(Graco-Gusmer)から入手可能である)。
ここに記載した光安定性ポリマー組成物を塗工する方法として、複数成分噴霧装置をここに記載したが、他の方法もこのポリマー組成物の調製および形成に用いることができる。例えば、ポリマー組成物は、圧縮成形または射出成形法、例えば反応射出成形(RIM)法を用いて形成することができる。更に、もしも緩硬化系に配合されたのであれば、ポリマー組成物は他の技術、例えば、回転塗布式の、低圧噴霧、浸漬、またはコテ、によって塗工されてもよいが、これらには限定されない。
他の態様では、ジアミン硬化剤は、エポキシ樹脂、エポキシ接着剤、エポキシ被覆剤、およびエポキシ複合材であるポリマー組成物に用いられる。これらの態様では、式Iを有するジアミン硬化剤は部分的にアルキル化されていることが好ましく、例えばRはアルキル基であり、またRは水素原子であることができる。ポリマー組成物がエポキシを含むこれらの態様では、ここに記載したジアミン硬化剤はそれ自体で、あるいは1種またはそれ以上の第一級もしくは第二級アミン硬化剤、例えばここに記載したか当技術分野で知られている共硬化剤または硬化剤と組み合わせて用いることができる。フィラメントワインディング複合材に用いられるポリマー組成物などのような態様の1つでは、式Iを有するここに記載したジアミンは、それ自体で、または当技術分野で知られている1種またはそれ以上の他の硬化剤と組み合わせて用いることができる。好ましい態様の1つでは、ここに記載したジアミン硬化剤は、エポキシドを含む複合材用の硬化剤として用いられる。適切なエポキシドの例としては、フェノールおよび脂肪族ポリオールを基にしたエポキシドが挙げられるが、これらには限定されない。通常用いられる代表的なフェノール性のエポキシドとしては、多価フェノールおよびエピハロヒドリンから誘導された多価フェノールのグリシジルポリエーテルが挙げられる。結果として得られるエポキシドは、通常は約100〜1000、または150〜250の範囲のエポキシド当量重量を有しているであろう。エポキシドを調製するのに用いられるエピハロヒドリンとしては、エピクロロヒドリンおよびエピブロモヒドリンが挙げられ、また多価フェノールとしては、レゾルシノール、ヒドロキノン、ジ(4−ジヒドロキシフェニル)メタン(通常はビスフェノールFと称される)、ジ(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(通常はビスフェノールAと称される)およびフェノール基がメチレン基で橋架けされているノボラック類が挙げられる。脂肪族エポキシド、例えばビニルシクロヘキサンジオキシド、3’,4’−エポキシ−シクロへキシルメチル−3,4−エポキシ−シクロヘキサンカルボキシレートおよび多価アルコール、例えば1,4−ブタンジオールまたはポリプロピレングリコール、の液状ポリグリシジルエーテルもまた用いることができる。ここに記載したジアミン硬化剤で硬化することができる他の種類のエポキシドとしては、エピハロヒドリンを芳香族もしくは脂肪族ポリカルボン酸と反応させることによって調製されたグリシジルポリエステルがある。グリシジルアミンからのグリシジル官能価を用いたエポキシドもまた用いることができる。このグリシジル官能価はポリアミンをエピクロロヒドリンと反応させることによって与えることができる。
ポリマー組成物がエポキシドを含む態様では、このエポキシドは、ここに記載したジアミン硬化剤との効果的な反応によって、慣用の方法で硬化することができる。1つの態様では、エポキシドと反応する硬化剤の量は、組成物中に存在するエポキシド樹脂の量の化学量論または当量の0.6〜1.7倍の範囲であろう。好ましい態様の1つでは、エポキシドに対する硬化剤の水準は、化学量論的量の約0.9〜1.1倍であり、この化学量論的量は、アミン水素の当量当たりのエポキシドの1当量である。
他の硬化剤を、ポリマー組成物中でここに記載したジアミン硬化剤と組み合わせて用いることができ、他の硬化剤としては、芳香族ポリアミン類、例えばジエチルトルエンジアミン、およびメチレンジアニリン;および脂肪族アミン類、例えばジ(4−アミノシクロへキシル)メタン(PACM)、イソホロンジアミン(IPDA)、1,3−キシリレンジアミン、およびポリアルキレンポリアミン類、例えばジエチレントリアミンおよびトリエチレンテトラアミンおよび混合メチレン架橋ポリ(シクロへキシル芳香族)アミン、4−(4’−アミノベンジル)シクロへキシルアミン(ABCHA)が挙げられるが、これらには限定されない。多くの場合、硬化のアミン官能価は、脂肪族アミン、例えばPACMまたはABCHAまたはその両方の混合物によって与えられる。
特定の態様では、ポリマー組成物は、更に慣用の促進剤、可塑剤、充填剤、ガラス繊維および炭素繊維、顔料、溶剤などを含んでいてもよく、これらはエポキシ被覆剤、成形組成物、ラッカーなどの配合に用いられる。これらの添加剤の選択および量は、配合者の選択の自由である。エポキシド樹脂を含むポリマー組成物の硬化温度および硬化時間の調整は、配合者の裁量の範囲である。ポリマー組成物が更に促進剤を含む態様では、用いることのできる代表的な促進剤としては三フッ化ホウ素アミン複合体および金属フルオロホウ酸塩系、例えば銅フルオロホウ酸塩;置換されたフェノール類、および第三級アミン類、例えばイミダゾール、2,4,6−トリ(ジメチルアミノメチル)フェノール、およびベンジルジメチルアミンが挙げられるが、これらには限定されない。
以下の例はここに記載したジアミンおよびポリマー組成物を説明するものであるが、決してこれらに限定することを意図したものではない。以下の例で特に断りのない限り、面積パーセントガスクロマトグラフィー(GC)分析を、25mの長さで0.17ミクロンの膜厚のHP−5カラムを用いて行った。引裂き強度以外は、表1および2のポリマー被覆剤の物理特性の試験結果は、ASTMD−412標準を用いて、5.08cm/分(2インチ/分)の引張速度で得た。引裂き強度はASTMD−624標準を用いて得た。種々のポリマー組成物のガラス転移温度を、ASTMD696を用いて示差走査熱量測定(DSC)によって測定した。ビックガードナーカラーガイドを、CIE三刺激値、L、a、b、を測定するために用いた。総CIELAB色差、またはデルタE(ΔE)は下記の式で与えられる。
ΔE=[(ΔL+(Δa+(Δb0.5
実施例1
4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンの還元的アルキレートの調製
179.6グラムの4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンを1リットルのパー(Parr)反応器に仕込み、次いで2.6グラムのパラジウムのパラジウム炭素触媒(5%Pd/C)、2.6グラムの白金の白金炭素触媒(5%Pt/C)、および525グラムのアセトン(アルドリッチ(Aldrich)#179124)を仕込んだ。アセトンとアミンのモル比は、1.2/1であった。この反応器を密封し、次いで残留する空気を除去するためにNで数回パージした。次いでこの反応器をHでパージし、そして0.83MPaG(120重量ポンド/平方インチゲージ(psig))で洩れ試験をした。攪拌速度を800〜1000回/分(rpm)に設定し、また水素を2.1MPaG(300psig)に維持しながら、容器の温度を60℃まで上昇させた。これらの条件を、1リットルの水素バラストタンクからの反応への水素の吸収速度が6.9kPaG/分(1psig/分)より落ちるまで一定に保持した。次いで温度を120℃に上げ、また水素圧を3.4〜5.5MPaG(500〜800psig)に増加させ、そして反応が完結するまで0.5〜1.5時間維持した。生成物を冷却させ、次いで触媒を除去するために0.2ミクロンのフィルタを通して室温にて排出した。この生成物をロータリーエバポレータ(20mmHgおよび温度150℃を最低0.5時間維持した)で過剰の溶媒および水を除去した。
アミン滴定の結果は、非アルキル化4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンのアミン当量(AEW)102グラム/当量に対して、アミン当量(AEW)124グラム/当量(g/eqv)を示しており、アルキル化が成功裏に行われたことを示している。この生成物の比重は0.99であった。面積パーセントGC分析は、結果として得たアルキル化4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンが87.4%の還元アルキレートおよび4.1%の還元ジアルキレートであることを示している。
実施例2
4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサン還元アルキレートの調製
224.3グラムの4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンを1リットルのパー(Parr)反応器に仕込み、次いで1.0グラムのPd/C触媒、1.0グラムのPt/C触媒、1.0グラムのPt/S/C触媒(白金−硫黄を炭素に担持させた触媒)、および150.7グラムのアセトン(アルドリッチ(Aldrich)#179124)を仕込んだ。アセトンとアミンのモル比は、2.5/1であった。この反応器を密封し、次いで残留する空気を除去するためにNで数回パージした。次いでこの反応器をHでパージし、そして0.83MPaG(120psig)で洩れ試験をした。攪拌速度を800〜1000回/分(rpm)に設定し、また水素を2.1MPaG(300psig)に維持しながら、容器の温度を60℃まで上昇させた。これらの条件を、1リットルの水素バラストタンクからの反応への水素の吸収速度が6.9kPaG/分(1psig/分)より落ちるまで一定に保持した。次いで温度を120℃に上げ、また水素圧を3.4〜5.5MPaG(500〜800psig)に増加させ、そして反応が完結するまで0.5〜1.5時間維持した。生成物を冷却し、次いで触媒を除去するために0.2ミクロンのフィルタを通して室温にて排出させた。この生成物をロータリーエバポレータ(20mmHgおよび温度150℃を最低0.5時間維持した)で過剰の溶媒および水を除去した。
アミン滴定の結果は、非アルキル化4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンのアミン当量(AEW)102グラム/当量に対して、アミン当量(AEW)142グラム/当量(g/eqv)を示しており、アルキル化が成功裏に行われたことを示している。この生成物の比重は0.96であった。面積パーセントGC分析は、結果として得たアルキル化4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンが86.9%のジアルキレートおよび7.1%のアルキレートであることを示している。
実施例3
アルキル化4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサン(ジイソプロピル還元アルキレート)を含むポリ尿素被覆剤の調製
実施例2の還元アルキレートを含むポリ尿素エラストマーの噴霧被覆剤を下記の方法で調製した。最初に、42%のジイソプロピル4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンを58%のジェファミン(JEFFAMINE)(登録商標)D−2000(ハンツマンコーポレーション(Hantsuman Corporation)から供給される)と混合することによって、アミン樹脂成分(B成分)を調製した。商業的に入手可能な14.5%のIPDI擬プレポリマー(キャップ(Cap)100(商標)、スペシャルティプロダクツインク(Specialty Products, Inc.)から供給される)をイソシアネート成分(A成分)として用いた。A成分およびB成分の両方を、クアドロ(Quadro)(登録商標)混合機の静的混合先端(スルザーケムテク(Sulzer Chem Tech)により供給される8.7/24×161ミリメートル(mm))を取り付けた二連式の空気圧式目地材銃中に充填した。0.41MPa(60psi)の圧力で、2つの成分を銃を通して1:1の体積比で1片の離型ライナー上に発射した。この試料を、周囲条件下で2日間硬化させ、その後70℃のオーブン中で16時間強制硬化させた。
3”×6”の被覆片をQUVキャビネット(オハイオ州、クリーブランドのキューラボインコーポレイテッド(Q-Lab, Incorporated)から供給される)中に置いた。試料は340nmで0.89W/mの強度のUVA光に100時間暴露した。暴露の後で、このパネルの色調の変化を、暴露していない標準の試料と比較して測定した。ΔEまたは色調の変化は6.85であった。
配合の情報を、エラストマーの物理特性とともに表1に与えた。
実施例4
アルキル化4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサン(モノイソプロピル還元アルキレート)を含むポリ尿素被覆剤の複数成分噴霧調製
実施例1の還元アルキレートを含むポリ尿素エラストマーの噴霧被覆剤を下記の方法で調製した。最初に、36%のモノイソプロピル4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンを64%のジェファミン(JEFFAMINE)(登録商標)D−2000(ハンツマンコーポレーション(Hantsuman Corporation)から供給される)と混合することによって、アミン樹脂成分(B成分)を調製した。商業的に入手可能な14.5%のIPDI擬プレポリマー(キャップ(Cap)100(商標)、スペシャルティプロダクツインク(Specialty Products, Inc.)から供給される)をイソシアネート成分(A成分)として用いた。A成分およびB成分の両方を、約71℃(160°F)に加熱し、そして約17MPa(2500psi)の圧力で、ワックス処理をした金属パネル上に噴霧した。ガスマー(GUSMER)(登録商標)ギャッププロ(GAP-Pro)複数成分空気パージ衝突混合銃を噴霧に用いた。1枚の18”×18”シートを調製し、このシートの半分を一晩(約16時間)70℃で硬化させ、また他の半分を周囲条件で2週間硬化させ、その後試験した。この被覆剤は、50秒間の効果的なゲル化時間、および約5分間の不粘着時間を有している。配合されたとき、表面外観は平滑であった。
配合の情報を、エラストマーの物理特性とともに表2にまとめた。
実施例5
アルキル化4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサン(モノアセトン還元アルキレート)を含むポリ尿素被覆剤の複数成分噴霧調製
実施例1の4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサン還元アルキレートを含むポリ尿素エラストマーの噴霧被覆剤を下記の方法で調製した。最初に、36%のモノアセトン4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサンを64%のジェファミン(JEFFAMINE)D−2000(ハンツマンコーポレーション(Hantsuman Corporation))と混合することによって、樹脂成分(B成分)を調製した。商業的に入手可能な15.2%のMDI擬プレポリマー(スペシャルティプロダクツインク(Specialty Products, Inc.)から供給されるポリシールド(Polyshield)SS−100(商標))をイソシアネート成分(A成分)として用いた。A成分およびB成分の両方を、約71℃(160°F)に加熱し、そして約17MPa(2500psi)の圧力で、ワックス処理をした金属パネル上に噴霧した。グラコフュージョン(Graco FUSION)空気パージ衝突混合銃を噴霧に用いた。1枚の18”×18”シートを調製し、このシートの半分を一晩(約16時間)70℃で硬化させ、また他の半分を周囲条件で2週間硬化させ、その後試験した。この被覆剤は、3秒間の効果的なゲル化時間、および約5秒間の不粘着時間を有している。配合されたとき、表面外観はやや粗くまた「オレンジピール」効果を示した。
配合の情報を、エラストマーの物理特性とともに表2にまとめた。
実施例6
アルキル化4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサン(ジアセトン還元アルキレート)を含む光安定ポリ尿素被覆剤の複数成分噴霧調製
実施例2の4−アミノベンジル−4−アミノシクロヘキサン還元ジアルキレートを含むポリ尿素エラストマーの噴霧被覆剤を下記の方法で調製した。最初に、49.6%のジアセトンハーフ(Half)PACMを50.4%のジェファミン(JEFFAMINE)D−2000(ハンツマンコーポレーション(Hantsuman Corporation)より供給される)と混合することによって、アミン樹脂混合物(B成分)を調製した。商業的に入手可能な14.5%のIPDI擬プレポリマー(スペシャルティプロダクツインク(Specialty Products, Inc.)から供給されるキャップ(Cap)100(商標))をイソシアネート成分(A成分)として用いた。A成分およびB成分の両方を、約71℃(160°F)に加熱し、そして約17MPa(2500psi)の圧力で、ワックス処理をした金属パネル上に噴霧した。ガスマー(GUSMER)(登録商標)ギャッププロ(GAP-Pro)空気パージ衝突混合銃を噴霧に用いた。1枚の18”×18”シートを調製し、このシートの半分を一晩(約16時間)70℃で硬化させ、また他の半分を周囲条件で2週間硬化させ、その後試験した。この被覆剤は、17秒間の効果的なゲル化時間、および約29秒間の不粘着時間を有している。配合されたとき、表面外観は平滑であった。
配合の情報を、エラストマーの物理特性とともに表2にまとめた。
比較例A
クリアリンク(Clearlink)1000を含むポリ尿素被覆剤のコーキング銃(Caulk-Gun)調製
クリアリンク(Clearlink)(登録商標)1000(ドルフケタール(Dorf Ketal)から供給される)を含むポリ尿素エラストマーの被覆剤を下記の方法で調製した。最初に、52%のクリアリンク(CLEARLINK)(登録商標)1000を48%のジェファミン(JEFFAMINE)D−2000(ハンツマンコーポレーション(Hantsuman Corporation)より供給される)と混合することによって、アミン樹脂混合物(B成分)を調製した。商業的に入手可能な14.5%のIPDI擬プレポリマー(スペシャルティプロダクツインク(Specialty Products, Inc.)から供給されるキャップ(Cap)100(商標))をイソシアネート成分(A成分)として用いた。A成分およびB成分の両方を、クアドロ(Quadro)混合機の静的混合先端(8.7/24×161ミリメートル(mm))を取り付けた二連式の空気圧式目地材銃中に充填した。0.41MPa(60psi)の圧力で、2つの成分を銃を通して1:1の体積比で1片の離型ライナー上に発射した。この試料を、周囲条件下で2日間硬化させ、その後70℃のオーブン中で16時間強制硬化させた。
3”×6”の被覆片を、促進UV暴露試験のためにQUVキャビネット中に置いた。試料は340nmで0.89W/mの強度のUVA光に100時間暴露した。暴露の後で、このパネルの色調の変化を、暴露していない標準の試料と比較して測定した。ΔEまたは色調の変化は7.21であった。
配合の情報を、エラストマーの物理特性とともに表2にまとめた。
比較例B
ユニリンク(Unilink)4200を含むポリ尿素被覆剤のコーキング銃(Caulk-Gun)調製
ユニリンク(Unilink)(登録商標)4200を含むポリ尿素エラストマーの被覆剤を下記の方法で調製した。最初に、47%のユニリンク(UNILINK)(商標)4200(ドルフケタール(Dorf Ketal)から供給される)を53%のジェファミン(JEFFAMINE)D−2000(ハンツマンコーポレーション(Hantsuman Corporation)より供給される)と混合することによって、アミン樹脂混合物(B成分)を調製した。商業的に入手可能な14.5%のIPDI擬プレポリマー(スペシャルティプロダクツインク(Specialty Products, Inc.)から供給されるキャップ(Cap)100(商標))をイソシアネート成分(A成分)として用いた。A成分およびB成分の両方を、クアドロ(Quadro)混合機の静的混合先端(8.7/24×161ミリメートル(mm))を取り付けた二連式の空気圧式目地材銃中に充填した。0.41MPa(60psi)の圧力で、2つの成分を銃を通して1:1の体積比で1片の離型ライナー上に発射した。この試料を、周囲条件下で2日間硬化させ、その後70℃のオーブン中で16時間強制硬化させた。
3”×6”の被覆片を、促進UV暴露試験のためにQUVキャビネット(オハイオ州、クリーブランドのキューラボインコーポレイテッド(Q-Lab, Incorporated)から供給される)中に置いた。試料は340nmで0.89W/mの強度のUVA光に100時間暴露した。暴露の後で、このパネルの色調の変化を、暴露していない標準の試料と比較して測定した。ΔEまたは色調の変化は33.24であった。
配合の情報を、エラストマーの物理特性とともに表2にまとめた。
比較例C
クリアリンク(CLEARLINK)(登録商標)1000を含む光安定ポリ尿素被覆剤の複数成分噴霧調製
商業的に入手可能な第二級のジアミンまたはクリアリンク(Clearlink)(登録商標)1000(ドルフケタール(Dorf Ketal)によって製造された)を含むポリ尿素エラストマーの噴霧被覆剤を下記の方法で調製した。最初に、52%のクリアリンク(CLEARLINK)(登録商標)1000を48%のジェファミン(JEFFAMINE)D−2000(ハンツマンコーポレーション(Hantsuman Corporation)より供給される)と混合することによって、アミン樹脂混合物(B成分)を調製した。商業的に入手可能な14.5%のIPDI擬プレポリマー(スペシャルティプロダクツインク(Specialty Products, Inc.)から供給されるキャップ(Cap)100(商標))をイソシアネート成分(A成分)として用いた。A成分およびB成分の両方を、約71℃(160°F)に加熱し、そして約17MPa(2500psi)の圧力で、ワックス処理をした金属パネル上に噴霧した。ガスマー(GUSMER)(登録商標)ギャッププロ(GAP-Pro)空気パージ衝突混合銃を噴霧に用いた。1枚の18”×18”シートを調製し、このシートの半分を一晩(約16時間)70℃で硬化させ、また他の半分を周囲条件で2週間硬化させ、その後試験した。この被覆剤は、22秒間の効果的なゲル化時間、および約35秒間の不粘着時間を有している。この被覆剤は平滑な表面外観を有していた。
配合の情報を、エラストマーの物理特性とともに表2にまとめた。
比較例D
ユニリンク(Unilink)4200(20725−68−13)を含むポリ尿素被覆剤の複数成分噴霧調製
商業的に入手可能な第二級のジアミンまたはユニリンク(UNILINK)(登録商標)4200(ドルフケタール(Dorf Ketal)により供給される)を含むポリ尿素エラストマーの噴霧被覆剤を下記の方法で調製した。最初に、53.5%のユニリンク(UNILINK)(登録商標)4200を46.5%のジェファミン(JEFFAMINE)D−2000(ハンツマンコーポレーション(Hantsuman Corporation)より供給される)と混合することによって、アミン樹脂混合物(B成分)を調製した。商業的に入手可能な14.5%のIPDI擬プレポリマー(スペシャルティプロダクツインク(Specialty Products, Inc.)から供給されるキャップ(Cap)100(商標))をイソシアネート成分(A成分)として用いた。A成分およびB成分の両方を、約71℃(160°F)に加熱し、そして約17MPa(2500psi)の圧力で、ワックス処理をした金属パネル上に噴霧した。グラコフュージョン(Graco FUSION)空気パージ衝突混合銃を噴霧に用いた。1枚の18”×18”シートを調製し、このシートの半分を一晩(約16時間)70℃で硬化させ、また他の半分を周囲条件で2週間硬化させ、その後試験した。この被覆剤は、45秒間の効果的なゲル化時間、および290秒間の不粘着時間を有している。この被覆剤は平滑な表面外観を有していた。
配合の情報を、エラストマーの物理特性とともに表2にまとめた。
Figure 2010047760
上記の表1に示した特性から分るように、脂肪族被覆剤配合に配合された場合には、実施例3のアルキレートは、ビス(N−アルキルアミノシクロヘキシル)メタン(比較例A)およびジアルキルメシレンジアニリン(比較例B)を含むポリマー被覆剤の性能の間に収まる硬化プロフィールおよび物理特性を示す。上記の実施例3で、ここに開示された分子は比較例Aの脂肪族硬化剤を含む匹敵するポリマー被覆剤よりも低いガラス転移温度を示し、従って、ここに記載した硬化剤がどのように被覆剤の柔軟性および伸びを改善することができるかを実証している。更に、この分子は、100時間の促進耐候試験の後に、比較例A中で用いられている100%脂環式の硬化剤に似た極めて低い色調変化を示す。比較例Aの脂環式の硬化剤の伸びは、2つの分子の立体配位的な可動性の相違のために、ここに記載した硬化剤の伸びをはるかに上回ると予想するであろうが、驚くべきことに、その逆が正しい。このことは、比較例Aのポリマーと比較したときに、ここに記載した硬化剤で作ったポリマーのモルフォロジーの中に見られる硬質ブロック相と軟質ブロック相の混合の比較的により高い水準、に起因していると信じられる。構造中に環式芳香族環が組み込まれることは、硬化剤の立体配位的な可動性を減少させる可能性があり、従って硬質ブロック領域のより効果の少ない充填を導く。この相混合は、より少なく水素結合したセグメントをもたらす可能性があり、従ってポリマーの伸びを増加させ、またTgを低下させる。
比較例Bの芳香族の硬化剤と比較した場合には、ここに記載した硬化剤は、より高いTgを通して示されるように、改善された高温安定性および性能を示す。更に、ここに記載されている硬化剤は、比較例Bの100%環式芳香族の硬化剤と比べて色調安定性を顕著に改善する。比較例Bの芳香族の硬化剤の高温安定性および全般的な物理特性は、それが、100%環式芳香族の半分に結び付いた立体配位的な可動性の欠如のために本質的により固い分子であるために、ここに記載した硬化剤の高温安定性および全般的な物理特性を上回るであろうと予想するであろうが、驚くべきことにその逆が正しい。このことは、比較例Bの中に見られる硬質ブロック相と軟質ブロック相の混合のより高い水準に起因していると信じられ、それはポリマーモルフォロジー中のより少ない水素結合した硬質ブロックセグメントをもたらす可能性がある。ここに記載した硬化剤の構造中に脂環式環を組み込むことにより、硬化剤のより高い水準の立体配位的可動性を可能とすることができ、それによってより効果的な硬質ブロック領域の充填、より改善された水素結合、そして従ってより高い引張強度、弾性率およびTgをもたらす。
Figure 2010047760
脂肪族イソシアネートを用いて調製された上記のただ2つの例である、実施例4と比較例Cとを比較すると、ここに記載した硬化剤の、商業的な標準との、硬化剤の性能における明確な違いが浮かび上がる。最初に、実施例4の硬化剤の低い度合いのアルキル化にも係わらず、実施例4の反応のプロフィールは比較例Cのそれよりもずっと遅い。このことはここに記載した硬化剤の脂肪族および芳香族アミンの差異のある反応性の結果である可能性がある。差異のある反応性は、配合者に被覆剤の粘度および硬化プロフィールを調整するより大きな自由度を与えることができる。物理特性の点では、2つの系の引張強度と弾性率はほぼ同一であるように思われる。
芳香族イソシアネートを用いて調製された、実施例5および6を比較例Dと比較すると、上記したことと一貫した性能の差異が見られる。実施例6のポリマーは、比較例Dのポリマーに比較して改善された引張強度および100%弾性率を示す。このことは、上記したような硬質ブロックと軟質ブロックの混合の違いに起因する可能性がある。しかしながら、この2つの物質の反応性は著しく異なる。ここに記載したジアルキル硬化剤は、脂肪族アミンが系の全体の硬化と粘度の立ち上がりを促進しながら、2つのアミンの反応性の違いに因り、ずっと迅速な硬化プロフィールを示す。重ねて、この反応性の差異が、配合者に、比較例Dと比べたときに、より大きな配合の自由度を提供することができる。実施例6と比較例について示された特性の間の比較は、噴霧試験に用いられた加工条件(iso指標)の違いのために困難である。
実施例7
エポキシを含むポリマー組成物
主成分のエポキシと硬化剤を含み、フィラメントワインディングまたは樹脂注入用に適切なポリマー組成物が開発された。このポリマー組成物は、ビスフェノールAジグリシジルエーテルエポキシ樹脂またはエポン(EPON)(商標)828(オハイオ州コロンバスのヘクシオンスペシャルティケミカル(Hexion Specialty Chemical)から供給される)およびここに記載し、また表3に与えられているジアミン硬化剤を含む種々のアミン硬化剤を含んでいる。実施例1のような、ここに記載した硬化剤は、部分的にアルキル化されているが、エポキシ樹脂を含むポリマー組成物(実施例7)へと調製され、そして同じエポキシ樹脂であるが他の脂環式アミン、例えばジメチルPACM(比較例E)、PACM(比較例F)およびIPDA(比較例G)を含む他のポリマー組成物と比較される。前記に加えて、ここに記載したポリマー組成物(実施例7)はまた、60:40の比のDETDA/IPDAの芳香族アミン/脂環式アミンの混合物、および複合材市場において用いられている芳香族の混合物(比較例H)とも比較される。全ての例は、エポキシ樹脂と硬化剤全体の1:1の化学量論比で混合された。
表4にはポリマー組成物およびこれらのポリマー組成物から得られたキャスティングの特性が与えられている。ゲル化時間は、テクネゲルタイマー(Techne gel timer)(ニュージャージー州バーリントンのテクネインク(techne Inc.)から供給される)で、25℃で、総量150グラムを用いて実施した。混合粘度は、ブルックフィールド粘度計で、25℃で、#27のスピンドルを用いて、トルクを維持するのに必要なようにrpmを変えながら、実行し、そしてセンチポワズ(cps)で測定した。物理的な試験を、種々のポリマー組成物のキャスティングについて行った。このキャスティングはアルミニウム型中で1/8インチの厚さに作り、80℃で2時間、そして次いで150℃で3時間硬化した。行った試験は以下の通りである:曲げはASTM#D790、圧縮はD695、また引張りはD638。ガラス転移温度(Tg)は、ティー・エイ・インスツルメント(TA Instruments)の変調されたDSC、DSC2920を用いて、10℃/分で行った。
比較例では、エポキシ含有ポリマー組成物中でのDETDA/IPDA混合物(比較例I)の硬化剤としての使用は、IPDAのポットライフを延ばすことを意図したものであり、それは脂環式はポットライフが短いからである(150グラムの質量で、25℃で150〜155分間)。アンカミン(Ancamine)1482(比較例H)は芳香族化合物の共晶混合物であり、MDAをより液状にして加工性を容易にするために用いられる。表4は、ここに記載した硬化剤(実施例7)のエポキシ含有ポリマー組成物中での使用の、同じポリマー組成物中の他の硬化剤に対する利点を実証している。
下記の表4で理解することができるように、実施例7で用いられている硬化剤は、物理特性および取り扱いの目的のための管理できる粘度の両方を維持しながら、35時間のゲル化時間によって、加工における著しい利点を与える。最終の用途によって、物理特性、例えば弾性率およびTgは、多官能性のエポキシ樹脂の使用で、更に増加させることができ、これは架橋密度を増加させることができる。
表4はここに記載した硬化剤の使用の利点を実証している。すなわち、脂環式または芳香族硬化剤のいずれかを含む同様のポリマー組成物に比較した時に、ずっと長いポットライフである。更に、実施例7を、ゲル化時間で測定したときに比較例の中で最も長いポットライフを与える芳香族のMDA共晶混合物、例えばアンカミン(ANCAMINE)(登録商標)(比較例H)と比較すると、実施例7の粘度はずっと低く、この成分を注入もしくはワインディング加工するために、加熱が要らないか、または最小の加熱とすることを潜在的に可能とする。
Figure 2010047760
(1)エポン(EPON)(商標)828(オハイオ州コロンバスのヘクシオンスペシャルティケミカル(Hexion Specialty Chemical)から供給される)
(2)DMPACMは、ペンシルベニア州アレンタウンのエアープロダクツアンドケミカルズから供給されるアンカミン(ANCAMINE)(登録商標)2049で与えられるジメチルPACMである。
(3)PACMは、ペンシルベニア州アレンタウンのエアープロダクツアンドケミカルズから供給されるアミキュア(AMICUREE)(登録商標)PACMである。
(4)IPDAは、独国のエボニックインダストリイズ(Evonik Industries)(前のデグサ(Degussa))から供給されるベスタミン(VESTAMIN)(登録商標)IPDである。
(5)アンカミン(ANCAMINE)(登録商標)は、ペンシルベニア州アレンタウンのエアープロダクツアンドケミカルズから供給される。
(6)DETDAは、ルイジアナ州バトンルージュのアルベマールコープ(Albemarle Corp.)によって供給されるエタキャア(ETHACURE)(登録商標)100である。
(7)IPDAはベスタミン(VESTAMIN)(登録商標)IPDである。
Figure 2010047760
本発明により、硬化剤として用いることができるジアミンおよびそれらのジアミンを含むポリマー組成物が与えられる。

Claims (19)

  1. 下記の式I、
    Figure 2010047760
    (ここで、RおよびRは、それぞれ独立して水素、1〜20の炭素原子を含むアルキル基、またはそれらの組み合わせである)、を有する化合物を含む、ポリマー組成物用の硬化剤。
  2. およびRが、それぞれ独立してアルキル基である請求項1記載の硬化剤。
  3. およびRが、それぞれ独立して1〜12の炭素原子を含むアルキル基である請求項2記載の硬化剤。
  4. およびRが、それぞれ独立して2〜6の炭素原子を含むアルキル基である請求項3記載の硬化剤。
  5. およびRが同じものである請求項1記載の硬化剤。
  6. およびRが異なるものである請求項1記載の硬化剤。
  7. がアルキル基およびRが水素である請求項6記載の硬化剤。
  8. イソシアネート成分、および
    イソシアネート成分の少なくとも一部と反応してポリマー組成物を与える樹脂成分であって、該樹脂成分は下記の式I、
    Figure 2010047760
    (ここで、RおよびRは、それぞれ独立して水素、1〜20の炭素原子を含むアルキル基、またはそれらの組み合わせである)を有する化合物を含んでいる樹脂成分、を含むポリマー組成物。
  9. イソシアネート成分と樹脂成分の体積比が、10.00:1.00〜1.00:10.00の範囲にある請求項8記載のポリマー組成物。
  10. イソシアネート成分が、モノマー、擬プレポリマー、完全プレポリマー、ポリイソシアネートの混合物、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれた少なくとも1種である請求項8記載のポリマー組成物。
  11. イソシアネート成分が擬プレポリマーを含む請求項10記載のポリマー組成物。
  12. 擬プレポリマーが、脂肪族イソシアネート、芳香族イソシアネート、および活性水素含有物質からなる群から選ばれた少なくとも1種を含む請求項11記載のポリマー組成物。
  13. 活性水素含有物質が、ポリオール、高分子量アミン末端ポリオキシアルキレンポリオール、およびそれらの組み合わせから選ばれた少なくとも1種を含む請求項12記載のポリマー組成物。
  14. 下記の工程、
    イソシアネート成分を準備する工程、
    下記の式I、
    Figure 2010047760
    (ここで、RおよびRは、それぞれ独立して水素、1〜20の炭素原子を含むアルキル基、またはそれらの組み合わせである)を有する硬化剤を含む樹脂成分を準備する工程、
    イソシアネート成分の少なくとも1部と樹脂成分の少なくとも1部と混合し、樹脂成分の少なくとも1部をイソシアネート成分の少なくとも1部と反応させて、ポリマー組成物を与える工程であって、該ポリマー組成物中のイソシアネート成分と樹脂成分の体積比が1.00:1.00〜1.20:1.00の範囲にある工程、
    を含む、ポリマー組成物の調製方法。
  15. およびRが、それぞれ独立してアルキル基である請求項14記載の方法。
  16. およびRが、それぞれ独立して1〜12の炭素原子を含むアルキル基である請求項14記載の方法。
  17. およびRが、それぞれ独立して3〜6の炭素原子を含むアルキル基である請求項16記載の方法。
  18. イソシアネート成分と樹脂成分の体積比が、1.00:1.00である請求項14記載の方法。
  19. エポキシド、および
    下記の式I、
    Figure 2010047760
    (ここで、RおよびRは、それぞれ独立して水素、1〜20の炭素原子を含むアルキル基、またはそれらの組み合わせである)を有する硬化剤、
    を含むポリマー組成物。
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