JP2013057087A

JP2013057087A - プレポリマー組成物及びそれから製造されるシーラント

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Publication number: JP2013057087A
Application number: JP2012284138A
Authority: JP
Inventors: Ta-Min Feng; フォンタミン
Original assignee: Tremco LLC
Current assignee: Tremco LLC
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-03-28
Also published as: US20050075469A1; ES2637363T3; US6989429B2; AU2004280464B2; EP1668055A1; AU2004280464A1; MXPA06003628A; JP5340540B2; CN1860149B; JP2007508417A; WO2005035616A1; RU2434889C2; CN1860149A; HK1096413A1; CA2540614C; RU2006114773A; TWI359158B; TW200528481A; CA2540614A1; EP1668055B1

Abstract

【課題】プレポリマー組成物及びそれから製造されるシーラントの提供。
【解決手段】１成分の、湿分で硬化するシーラント、接着剤又はコーティングを製造するプレポリマー組成物と、そのようなプレポリマー組成物を製造する方法を提供する。プレポリマー組成物は、シラン基により、もしくはシラン基とアルコール及び２０００より少ない分子量を有するある量の（以下「過剰」と言う）未反応の芳香族アルコールからなるエンドキャップ基との組み合わせによりエンドキャップされるポリウレタンプレポリマーを含む。組成物における未反応の芳香族アルコールの過剰分は、プレポリマー内の元のＮＣＯ基の個数の０ｍｏｌ％より多く約１５ｍｏｌ％までである。元のＮＣＯ基の５０％〜１００％はシラン基によりエンドキャップされ、元のＮＣＯ基の０％〜５０％は芳香族アルコール、脂肪族アルコール、或いはその両方からなるエンドキャップ基によりエンドキャップされる。
【選択図】なし

Description

本発明は、プレポリマー組成物と、本発明のプレポリマー組成物を含むシーラント組成物及びコーティング組成物に関するものである。

シーラントは様々な用途において、液体及び気体のバリアに供するため使用される。それらの用途には異なる材料の結合、伸縮継手のシーリング、カーテンウォール及びサイドウォールの組立、耐候工事、屋根の構築、ドア、窓、及び他の建物要素の周囲のシーリング（即ち、周辺シール）が含まれる。

シーラントの組成物は、一液型あるいは二液型のものがある。水分で硬化可能な、一液型のシーラントの組成物は一般的にエンドキャップされたポリウレタンプレポリマーと、通常はシーラントの組成物が大気中の水分に付される際にプレポリマー間の架橋反応を促進する硬化触媒を含む。通常の気温及び水分状態で使用すると、一液型のシーラント組成物は反応し、丈夫で柔軟なゴム状シールを形成する。

シーラント及びコーティング組成物は、特にそれらが意図する利用に最適となるような特性の組み合わせであることが望ましい。そのような組成物は密封された容器又はカートリッジに収められ、好ましくない「ゲル化」又は（架橋反応の結果としての）硬化を生ずることなく比較的長期間保存が可能である。コーキングシーラント又はコーティング組成物として利用する場合、それらは利用して大気中の水分に付された後すばやく比較的粘着性のない表面を形成し、許容時間内に気泡を作ることなく硬化しなければならない。それらは硬化状態でガラス、アルミニウム、コンクリート、大理石、鋼鉄等の種々の表面にしっかりと付着しなければならない。硬化状態のシーラント又はコーティングは、気候の変化から生じる温度変化によりパネル等の膨張及び収縮、及びパネルにたわみ又はねじれを生じさせる風力に耐え得る十分な弾性及び柔軟性を有する必要がある。

ポリウレタンのシーラント及びコーティング組成物は一般的にイソシアネート末端のプレポリマーに基づく。いくつかの場合には、それらのプレポリマーは一部又は全部がシラン基によりエンドキャップされている。一般的に、シラン基により１００％エンドキャップされたプレポリマーで作られたシーラントは大きな屈曲運動に耐えるための柔軟性が不十分である。従って、シラン基と他基、特に脂肪族アルコール基との組み合わせによりエンドキャップされたプレポリマーが開発されてきた。シラン基と脂肪族アルコール基との組み合わせでエンドキャップされたプレポリマーにより製造されたシーラントは柔軟性が高いものの、高温、高湿、及び長時間紫外線に晒されるなどの厳しい気候条件に付されると白色化、ひび割れ、黄色化が起こる。それらのシーラントはまた、上記の気候条件に晒されると強度を失う。これらの望ましくない変化の多くは硬化したシーラントに含まれるポリマーの鎖の改変又は分解に起因する。

脂肪族アルコールで部分的にエンドキャップされたポリウレタンプレポリマーのポリマーの鎖は保存の間、特に高温に付されると分解する恐れがある。分解の結果、これらのプレポリマーで作ったシーラント組成物は機械的強度が弱くなり、望ましくない。

従って、ゴム状シールに改良された天候安定性を与える新たなシーラント組成物を得ることが望まれる。また、強化された熱及び貯蔵安定性を有する新たなプレポリマー組成物も望まれる。

本発明は一液型（ｏｎｅ−ｐａｒｔ）の、水分で硬化するシーラント、接着剤又はコーティング剤を調製するためのプレポリマー組成物と、そのようなプレポリマー組成物を製造する方法を提供する。

プレポリマー組成物は、シラン基又はシラン基とアルコールから誘導されたエンドキャップ基との組み合わせによってエンドキャップされたポリウレタンプレポリマー、及びある量（以下「過剰」と言う）の芳香族アルコールを含む。好ましくは、上記芳香族アルコールは２０００より少ない分子量を有する。シランでエンドキャップされたプレポリマーは、ヒドロキシ末端のポリマー材料と芳香族、又は好ましくは脂肪族イソシアネートを反応させることにより形成され、末端ＮＣＯ基（以下、「元の」ＮＣＯ基と言う）を有するプレポリマーをもたらす。得られたポリウレタンプレポリマーは、次いで十分な量のシランエンドキャッパーと反応させることにより全部又は一部がブロック又はエンドキャップされ、元のＮＣＯ基の５０％〜１００％がシラン基でキャップされたプレポリマーが得られる。

上記プレポリマーがシラン基で１００％エンドキャップされている場合、次いで、プレポリマーは十分な量の芳香族のアルコールと合わされ、過剰な未反応の芳香族のアルコール及びプレポリマーを含む組成物をもたらす。上記プレポリマーがシラン基で部分的にエンドキャップされている場合、プレポリマーは芳香族アルコールと反応して、過剰な芳香族アルコール、及びシラン基と芳香族アルコール基の組み合わせで完全にエンドキャップされたプレポリマーを含む組成物をもたらし得る。あるいはシラン基で部分的にエンドキャップされたプレポリマーは芳香族アルコールの存在下で脂肪族アルコールと反応し、過剰の芳香族アルコールと、シラン基、脂肪族アルコール基及び芳香族アルコール基の組み合わせでエンドキャップされたプレポリマーとを含む組成物をもたらし得る。あるいは、シラン基で部分的にエンドキャップされたポリプレマーは芳香族アルコールの非存在下で脂肪族アルコールと反応して、シラン基及び脂肪族アルコール基の組み合わせによりエンドキャップされたプレポリマーをもたらし得、その後芳香族アルコールと合わされ、過剰の芳香族アルコール及びエンドキャップされたポリウレタンプレポリマーを含む組成物をもたらし得る。

シラン基でエンドキャップされたＮＣＯ基の割合に依存して、シランでエンドキャップされたポリウレタンプレポリマーと合わされる芳香族アルコールのレベルは、プレポリマー中の元のＮＣＯ基の０ｍｏｌ％より大きい値から約６５ｍｏｌ％までのレベルである。よって、芳香族アルコールはシラン基でエンドキャップされていないＮＣＯ基と反応して、シラン基及び芳香族アルコール基の両方でエンドキャップされたポリウレタンプレポリマーをもたらすので、組成物中の過剰な芳香族アルコールは、プレポリマー中の元のＮＣＯ基の０ｍｏｌ％より大きい値から１５ｍｏｌ％までのレベルである。

本発明はまた、本発明のプレポリマー組成物を用いて製造されたシーラント組成物及びコーティング組成物も提供する。シーラント組成物及びコーティング組成物は本発明のプレポリマー組成物と、シーラント組成物又はコーティング組成物の硬化速度を増加させる触媒とを含む。好ましくは、シーラント組成物は補強充填材をさらに含む。必要に応じて、シーラント組成物は一つ又は複数の接着促進剤、レオロジー調節剤、水分捕捉剤、紫外線安定剤を含む。

本発明のプレポリマー組成物、シーラント組成物、コーティング組成物は過剰な芳香族アルコールを含まない組成物に比べ改良された天候安定性、熱安定性、紫外線安定性を有する。本発明のシーラント組成物を水分硬化させることにより形成されるシーラントは高い伸張性、低い係数、優れた接着性等の優れた機械的特性を有する。それらは溶媒を含まないので、本発明のプレポリマー及びシーラント組成物は環境にも優しい。

発明の詳細な説明
プレポリマー組成物
一つの局面において、本発明は改良された貯蔵能力を有するプレポリマー組成物を提供する。そのようなプレポリマー組成物は、ある量（ここでは過剰という）の未反応の芳香族アルコールと、末端がシラン基で完全にエンドキャップされたポリウレタンプレポリマーか、あるいは末端がシラン基と、一つもしくは複数の芳香族アルコールから、または一つもしくは複数の脂肪族アルコールから、または一つもしくは複数の芳香族アルコール及び一つもしくは複数の脂肪族アルコールの組み合わせから誘導されたエンドキャップ基との組み合わせで完全にエンドキャップされたポリウレタンプレポリマーのいずれかを含む。上記プレポリマーは、ヒドロキシ末端のポリマー材料をイソシアネートと反応させることにより製造され、端部にＮＣＯ基を有するプレポリマーを提供する。得られたポリウレタンプレポリマーはその後十分な量のシランのエンドキャッパーと反応し、５０〜１００％、好ましくは７０〜１００％、より好ましくは８５〜１００％のＮＣＯ基がシラン基でエンドキャップされたかまたはブロックされたポリウレタンプレポリマーを提供する。

本発明のシランでエンドキャップされたポリウレタンプレポリマーを調製するのに適したヒドロキシ末端のポリマー材料としては、これに限らないが、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオールを含む二官能性、三官能性、及び四官能性ポリオール、ならびに２個又は３個以上のヒドロキシル基と直鎖或いは有枝鎖状の炭化水素とを含むポリオールが挙げられる。

適しているポリエーテルジオール及びポリエーテルトリオールとしては、ポリエチレンエーテルジオール又はポリエチレンエーテルトリオール、ポリプロピレンエーテルジオール又はポリプロピレンエーテルトリオール、ポリブチレンエーテルジオール又はポリブチレンエーテルトリオール、ポリテトラメチレンエーテルジオール又はポリテトラメチレントリオール、及びそのようなジオール及びトリオールのブロック共重合体が挙げられる。

適しているヒドロキシ末端のポリエステルとしては、多塩基酸又は多塩基酸無水物（例えば、アジピン酸及び無水フタル酸）、及びポリエステルプレポリマーのヒドロキシル官能価が２より大きく、好ましくは２．３より大きいポリオールから調製された任意のヒドロキシ末端のポリエステルが挙げられる。ヒドロキシル基を含むポリラクトンもまた、プレポリマー、特にポリカプロラクトンジオール及びポリカプロラクトントリオールを製造するのに適している。

適したアクリルポリオールとしては、ヒドロキシ末端のポリアクリレートが挙げられる。アクリレートとしては、これらに限らないが、アクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、又は上記の混合物が挙げられる。２個又は３個以上のヒドロキシル基と直鎖或いは有枝鎖状の炭化水素鎖とを含む適したポリオールとしては、ヒドロキシル官能化されたポリブタジエンが挙げられる。他の適しているポリオールとしてはヒドロキシル基を有するポリカーボネートが挙げられる。

好ましくは、上記ポリオールは５００〜１８，０００の重量平均分子量を有する。シーラント組成物の製造に使用されるプレポリマーにおいては、ポリオールは２，０００〜８，０００の重量平均分子量を有するのが好ましい。コーティング組成物を製造するのに使用されるプレポリマーにおいては、ポリオールは５００〜４０００の重量平均分子量を有するのが好ましい。

ヒドロキシ末端の基幹ポリマーと反応するイソシアネートは２個又は３個以上のイソシアネート基を有する有機イソシアネートあるいはそのような有機イソシアネートの混合物である。イソシアネートは芳香族イソシアネート、又は好ましくは脂肪族イソシアネートである。適している芳香族ジイソシアネート又はトリイソシアネートの例としては、ｐ，ｐ’，ｐ”−トリイソシアナトトリフェニルメタン、ｐ，ｐ’−ジイソシアナトジフェニルメタン、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、及びそれらの混合物が挙げられる。好ましい脂肪族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、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート及びそれらの混合物が挙げられる。

上記ポリウレタンプレポリマーは、ヒドロキシ末端のポリマーと有機イソシアネートを環境温度及び環境圧力下で一緒に混合することにより調製され得るが、反応混合物の温度が高温、例えば６０℃〜１００℃の間の温度まで高くなると、反応速度は著しく増加する。化学量論的に過剰なイソシアネートを使用して、ポリウレタンプレポリマーがＮＣＯ末端基を有することを確実にする。

末端ＮＣＯ基を有する、得られたプレポリマーはその後シランのキャップ剤と反応し、その結果５０〜１００ｍｏｌ％、好ましくは７０〜１００ｍｏｌ％、より好ましくは８５〜１００ｍｏｌ％の元の末端ＮＣＯ基がシラン基でエンドキャップされるかまたはブロックされる。適したシランのキャップ剤の例としては、これに限らないが、下式Ｉに対応するシランが挙げられる。
Ｈ−ＮＲ^１−Ｒ^２−Ｓｉ（ＯＲ^３）_２（Ｒ^４）Ｉ
上式において、Ｒ^１は水素、あるいは置換された脂肪族、脂環式及び／もしくは芳香族の炭化水素ラジカル（該炭化水素ラジカルは１から１０個の炭素原子を含む）、又は第２の−Ｒ^２−Ｓｉ（ＯＲ^３）_２（Ｒ_４）、又は−ＣＨＲ^５−ＣＨＲ^６ＣＯＯＲ^７（Ｒ^５とＲ^６はＨ又はＣ_１−６の有機部分であり、Ｒ^７はＣ_１−１０の有機部分である）を表す。
Ｒ^２は１から８個の炭素原子を含む直鎖又は有枝鎖状アルキレンラジカルを表す。
Ｒ^３はＣ_１−６アルキル基を表す。
Ｒ^４は−ＣＨ_３、−ＣＨ_２ＣＨ_３、又はＯＲ^３である。

上式Ｉに対応する適したアミノシランの例としては、Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−エチルアミノイソブチルトリメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、及びアミノシラン（例えば、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン）とアクリルモノマー（例えば、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、及びグリシジルアクリレート）の反応物が挙げられる。

他の適したシランの例としては、メルカプトシラン、メルカプトシランとモノエポキシドの反応生成物、エポキシシランと第二級アミンの反応生成物が挙げられる。

ポリウレタンプレポリマーとシリル化したポリウレタンプレポリマーの調製方法は、当該業界において周知である。米国特許第３，６２７，７２２号、第３，６３２，５５７号、第３，９７９，３４４号及び第４，２２２，９２５号を参照のこと。これらの文献は参照により本明細書に援用されている。

得られたシリル化したポリウレタンプレポリマーはその後十分な量のアルコールと合わされ、未反応の、即ちシリル化されていないＮＣＯ基をブロック又はエンドキャップする。アルコールは脂肪族アルコール、又は好ましくは芳香族アルコール、或いは１種又は２種以上の芳香族アルコール及び１種又は２種以上の脂肪族アルコールの組み合わせであり得る。完全にブロックされたポリウレタンプレポリマー、即ちそのＮＣＯ基がシラン基又はシラン基とアルコール基との組み合わせの何れかで１００％ブロックされているプレポリマーは、十分な量の芳香族アルコールと合わされ、エンドキャップされたポリウレタンプレポリマーと未反応の芳香族アルコールとを含むプレポリマー組成物をもたらす。必要に応じて、組成物はまた少量の、即ち元のＮＣＯ基の５ｍｏｌ％未満の未反応の脂肪族アルコールを含み得る。未反応のＮＣＯ基のレベルに依存して、シリル化されたプレポリマーは、あるレベルのアルコール、好ましくは芳香族アルコールと反応し、このアルコールはポリウレタンプレポリマー中の元のＮＣＯ基の０ｍｏｌ％より大きく６５ｍｏｌ％までである。よって、得られた組成物中の未反応の又は過剰な芳香族アルコールの量は、ポリウレタンプレポリマー中の元のＮＣＯ基の０ｍｏｌ％より大きい値から１５ｍｏｌ％までである。好ましくは、得られた組成物中の未反応の又は過剰な芳香族アルコールの量は、ポリウレタンプレポリマー中の元のＮＣＯ基の２ｍｏｌ％より大きい。

好ましくは、上記芳香族アルコールは２０００より少ない分子量を有する。適した芳香族アルコールの例としては、フェノール、３−メトキシフェノール、４−メトキシフェノール、ノニルフェノール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、４−クロロフェノール、ｍ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｏ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｐ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ヒドロキノン、１−ヒドロキシ−２−プロパノン、３−ヒドロキシアセトフェノン、及び４−ヒドロキシアセトフェノンが挙げられる。

シラン基で部分的にエンドキャップされたポリウレタンプレポリマーは、８０℃で芳香族アルコールと９０分間反応して、シランと芳香族アルコールでエンドキャップされたポリウレタンプレポリマー及び過剰な芳香族アルコールを含む組成物をもたらす。或いは、シラン基で部分的にエンドキャップされたポリウレタンプレポリマーは、脂肪族アルコール、又は脂肪族アルコール及び芳香族アルコールの組み合わせと８０℃で９０分間反応して、シラン基及びアルコール基の組み合わせで完全にエンドキャップされたポリウレタン組成物を含む組成物を提供する。プレポリマーがシラン基又はシラン基及びアルコールエンドキャップ基の組み合わせで１００％エンドキャップされた場合、ポリマーは加熱することなく過剰の芳香族アルコールと合わされ得る。

必要に応じて、上記組成物はさらに水分捕捉剤を含み、この水分捕捉剤は反応後に添加されてもよい。プレポリマー組成物中に含有される水分捕捉剤の例としては、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシザラン、ｐ−トルエンスルホニルイソシアネート（ＰＴＳＩ）、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、及びポリマーＭＤＩが挙げられる。プレポリマーの水分含有量は好ましくは０．１〜１０％、より好ましくは０．２〜３％である。

シーラント及びコーティング組成物
他の局面において、本発明は本願のプレポリマー組成物及び硬化触媒を含むシーラント組成物又はコーティング組成物を提供する。適した硬化触媒としては、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、及びジブチル錫ビス（アセチルアセトネート）が挙げられる。

好ましくは、シーラント組成物又はコーティング組成物は補強充填材を含む。適した補強充填材の例としては、これらに限らないが、ＣａＣＯ_３（炭酸カルシウム）、フュームシリカ、粘土、タルクが挙げられる。好ましくは、シーラント組成物はまた接着促進剤を含む。適した接着促進剤の例として、これらに限らないが、アミノシランやエポキシシランが挙げられる。必要に応じて、シーラント組成物は１種又は２種以上のレオロジー調節剤、水分捕捉剤、及び紫外線安定剤を含む。シーラント組成物の適した水分捕捉剤の例としては、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、及びポリマーＭＤＩ、ビニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシザラン、ｐ−トルエンスルホニルイソシアネートが挙げられる。

本願発明の組成物はプレポリマー組成物と補強充填材とを、均質の混合物が得られるまで混合することにより調製される。混合は混合物中の水分のレベルを低下させる条件下で行われる。混合の後、触媒及び他の望ましい成分、例えば接着促進剤等が混合物に添加される。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
シーラント及びコーティング組成物を調整するためのプレポリマー組成物であって、
a）シラン基又はシラン基及びアルコール基でエンドキャップされたＮＣＯ末端基を含む
プレポリマーと、
b）過剰な未反応の芳香族アルコール
とを含むことを特徴とするプレポリマー組成物。
（項目２）
前記未反応のアルコールは２０００より少ない分子量を有することを特徴とする項目
１記載のプレポリマー組成物。
（項目３）
前記組成物における前記未反応の芳香族アルコールの過剰分は、プレポリマー内のエン
ドキャップされたＮＣＯ基の個数の０ｍｏｌ％より大きく１５ｍｏｌ％までの量であるこ
とを特徴とする項目１記載のプレポリマー組成物。
（項目４）
前記組成物における前記未反応の芳香族アルコールの過剰分は、プレポリマー内のエン
ドキャップされたＮＣＯ基の個数の２ｍｏｌ％より大きいことを特徴とする項目３記載
のプレポリマー組成物。
（項目５）
前記組成物はさらに過剰の未反応の脂肪族アルコールを含み、
前記組成物における未反応の脂肪族アルコールの過剰分は組成物における芳香族アルコー
ルの過剰分より少なく、
前記組成物における未反応の脂肪族アルコールの過剰分は、プレポリマー内のエンドキャ
ップされたＮＣＯ基の個数の５ｍｏｌ％より少ないことを特徴とする項目１記載のプレ
ポリマー組成物。
（項目６）
前記ＮＣＯ基の５０％〜１００％はシランのエンドキャップ基でエンドキャップしたも
のであり、前記プレポリマーのＮＣＯ基の０％〜５０％は芳香族アルコールのエンドキャ
ップ基、又は脂肪族アルコールのエンドキャップ基、又は芳香族及び脂肪族のエンドキャ
ップ基の組み合わせでエンドキャップしたものであることを特徴とする項目１記載のプ
レポリマー組成物。
（項目７）
前記プレポリマーのＮＣＯ基の７０％〜１００％はシランのエンドキャップ基でエンド
キャップしたものであり、前記プレポリマーのＮＣＯ基の０％〜３０％は芳香族アルコー
ルのエンドキャップ基、又は脂肪族アルコールのエンドキャップ基、又は芳香族及び脂肪
族のエンドキャップ基の組み合わせでエンドキャップしたものであることを特徴とする請
求項１記載のプレポリマー組成物。
（項目８）
前記プレポリマーのＮＣＯ基の８０％〜１００％はシランのエンドキャップ基でエンド
キャップしたものであり、前記プレポリマーのＮＣＯ基の０％〜２０％は芳香族アルコー
ルのエンドキャップ基、又は脂肪族アルコールのエンドキャップ基、又は芳香族及び脂肪
族のエンドキャップ基の組み合わせでエンドキャップしたものであることを特徴とする請
求項１記載のプレポリマー組成物。
（項目９）
前記組成物は更に水分捕捉剤を含むことを特徴とする項目１に記載のプレポリマー組
成物。
（項目１０）
前記水分捕捉剤はビニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチ
ルジシザラン、ｐ−トルエンスルホニルイソシアネート（ＰＴＳＩ）、トルエンジイソシ
アネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、及びポリマーＭＤ
Ｉからなるグループより選択されることを特徴とする項目９記載のプレポリマー組成物
。
（項目１１）
シーラント及びコーティング組成物を調整するプレポリマー組成物であって、
a）シラン基又はシラン基と芳香族アルコール基との組み合わせによりエンドキャップさ
れたＮＣＯ末端基を含むプレポリマーと、
b）重量平均分子量が２０００より少ない過剰な芳香族アルコール
とを含み、
前記プレポリマーのＮＣＯ基の５０％〜１００％はシランのエンドキャップ基でエンド
キャップしたものであり、前記プレポリマーのＮＣＯ基の０％〜５０％は芳香族アルコー
ルのエンドキャップ基でエンドキャップしたものであり、
前記組成物における前記芳香族アルコールの過剰分は、プレポリマー内のエンドキャッ
プされたＮＣＯ基の個数の０ｍｏｌ％より大きく１５ｍｏｌ％までの量であることを特徴
とするプレポリマー組成物。
（項目１２）
プレポリマー組成物を調整する方法であって、
ａ）ヒドロキシ末端のポリマーを、２又は３以上のイソシアネート基を有する有機的イソ
シアネートと反応させ、ＮＣＯ末端基を有するプレポリマーを調整する工程と、
ｂ）前記工程ａ）で得られたプレポリマーをシランのキャップ剤と反応させ、前記プレポ
リマーの５０〜１００％のＮＣＯ基がシラン基でエンドキャップされたプレポリマーを製
造する工程と、
ｃ）前記工程ｂ）で得られた部分的にシラン基でエンドキャップされたプレポリマーを選
択的に芳香族アルコール、脂肪族アルコール、或いは芳香族及び脂肪族アルコールの組み
合わせと反応させ、一部がシラン基でエンドキャップされ、一部がアルコール基でエンド
キャップされたポリウレタンプレポリマーを調整する工程と、
ｄ）前記工程ｂ）又は工程ｃ）から得られたプレポリマーを、十分な量の芳香族アルコー
ルと反応させ、完全にエンドキャップされたＮＣＯ基と過剰な芳香族アルコールを有する
プレポリマー組成物を調整する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
（項目１３）
前記工程ｄ）はシラン基で部分的又は完全にエンドキャップされたプレポリマーを一定
のレベルのアルコールと反応させる工程を含み、前記レベルはプレポリマー内の元のＮＣ
Ｏ基の個数の０ｍｏｌ％より大きく６５ｍｏｌ％までであることを特徴とする項目１２
記載の方法。
（項目１４）
シランのキャップ剤が、下式Ｉで示されることを特徴とする項目１２記載の方法。
H-NR ¹ -R ² -Si(OR ³ ) ₂ (R ⁴ ) Ｉ
（上記において、Ｒ ^１は水素、置換した脂肪族、脂環式及び／または芳香族の炭化水素ラ
ジカルであり、それは１から１０の炭素原子、又は第２の-R ² -Si(OR ³ ) ₂ (R ⁴ )、又は-CHR ⁵ -
CHR ⁶ COOR ⁷ を含み、R ⁵ とR ⁶ はH又はC _1-6 の有機部分であり、R ⁷ はC _1-10 の有機部分である
。
R ² は１から８の炭素原子を含む直線又は分岐したアルキレンラジカルを表す。
R ³ はC _1-6 のアルキル基を表す。
R ⁴ は-CH ₃ 、-CH ₂ CH ₃ 、又は OR ³ である。）
（項目１５）
前記シランのキャップ剤は、Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−メ
チルアミノイソブチルトリメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン
、ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、及びアミノシランとアクリルモノマーの
反応物、メルカプトシラン、メルカプロシランとモノエポキシドの反応物、エポキシシラ
ンと第２級アミンの反応物からなるグループより選択されることを特徴とする項目１２
記載の方法。
（項目１６）
前記ヒドロキシ末端のポリマーは５００〜１８０００の重量平均分子量を有することを
特徴とする項目１２記載の方法。
（項目１７）
前記芳香族アルコールは２０００より少ない分子量を有することを特徴とする項目１
２記載の方法。
（項目１８）
前記芳香族アルコールは、フェノール、３−メトキシフェノール、４−メトキシフェノ
ール、ノニルフェノール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、４−クロロフェノール、ｍ
−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｏ−ヒドロキシベンズアルデヒド、ｐ−ヒドロキシベン
ズアルデヒド、ヒドロキノン、１−ヒドロキシ−２−プロパノン、２−ヒドロキシアセト
フェノン、４−ヒドロキシアセトフェノンからなるグループより選択されることを特徴と
する項目１２記載の方法。
（項目１９）
シランでエンドキャップされた前記プレポリマーと反応する芳香族のアルコールの量は
、前記プレポリマー内の元のＮＣＯ基の個数の０ｍｏｌ％より多く６５ｍｏｌ％までであ
ることを特徴とする項目１２記載の方法。
（項目２０）
前記プレポリマーのＮＣＯ基の８５％〜１００％はシラン基でエンドキャップされ、
シランでエンドキャップされたポリウレタンプレポリマーと反応する芳香族のアルコー
ルの量は、前記プレポリマー内の元のＮＣＯ基の個数の０ｍｏｌ％より多く３０ｍｏｌ％
までであることを特徴とする項目８記載の方法。
（項目２１）
ヒドロキシ末端のポリマーは脂肪族イソシアネートと反応することを特徴とする項目
１２記載の方法。
（項目２２）
前記脂肪族イソシアネートは、イソホロンジイソシアネート又はジシクロヘキシルメタ
ン−４，４−ジイソシアネート、或いはそれらの混合物であることを特徴とする項目１
２記載の方法。
（項目２３）
前記ヒドロキシ末端のポリマーは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール
、アクリルポリオール、２又は３以上のヒドロキシ基を含む炭化水素の鎖からなるグルー
プより選択されることを特徴とする項目１２記載の方法。
（項目２４）
シーラント組成物であって、
ａ）下記ｉ）、ｉｉ）を含むプレポリマー組成物と、
ｉ）シラン基又はシラン基とアルコールからなるエンドキャップ基との組み合わせによ
りエンドキャップされたＮＣＯ末端基を有し、重量平均分子量が５０００〜６００００で
あるプレポリマー
ｉｉ）過剰な芳香族アルコール
ｂ）前記シーラント組成物が大気中の湿分に付される際プレポリマー間の架橋結合を促進
する触媒と、
を含むことを特徴とするシーラント組成物。
（項目２５）
前記組成物における前記未反応の芳香族アルコールの過剰分は、前記プレポリマー内の
エンドキャップされたＮＣＯ基の個数の０ｍｏｌ％より大きく１５ｍｏｌ％までの量であ
ることを特徴とする項目２４記載のシーラント組成物。
（項目２６）
前記プレポリマーのＮＣＯ基の５０％〜１００％はシランのエンドキャップ基でエンド
キャップしたものであり、前記プレポリマーのＮＣＯ基の０％〜５０％は芳香族アルコー
ルのエンドキャップ基、脂肪族アルコールのエンドキャップ基、又は芳香族及び脂肪族ア
ルコールのエンドキャップ基の組み合わせでエンドキャップしたものであることを特徴と
する項目２４記載のシーラント組成物。
（項目２７）
前記プレポリマーのＮＣＯ基の７０％〜１００％はシランのエンドキャップ基でエンド
キャップしたものであり、前記プレポリマーのＮＣＯ基の０％〜３０％は芳香族アルコー
ルのエンドキャップ基、脂肪族アルコールのエンドキャップ基、又は芳香族及び脂肪族ア
ルコールのエンドキャップ基の組み合わせでエンドキャップしたものであることを特徴と
する項目２４記載のシーラント組成物。
（項目２８）
前記プレポリマーのＮＣＯ基の８０％〜１００％は、シランのエンドキャップ基でエン
ドキャップしたものであり、前記プレポリマーのＮＣＯ基の０％〜２０％は芳香族アルコ
ールのエンドキャップ基、脂肪族アルコールのエンドキャップ基、又は芳香族及び脂肪族
アルコールのエンドキャップ基の組み合わせでエンドキャップしたものであることを特徴
とする項目２４記載のシーラント組成物。
（項目２９）
さらに充填材を含むことを特徴とする項目２４記載のシーラント組成物。
（項目３０）
さらに水分捕捉剤を含むことを特徴とする項目２４記載のシーラント組成物。
（項目３１）
さらに接着促進剤を含むことを特徴とする項目２４記載のシーラント組成物。
（項目３２）
コーティング組成物であって、
ａ）下記ｉ）、ｉｉ）を含むプレポリマー組成物と、
ｉ）シラン基又はシラン基とアルコールからなるエンドキャップ基との組み合わせによ
りエンドキャップされたＮＣＯ末端基を有し、重量平均分子量が１０００〜２００００で
あるプレポリマー
ｉｉ）過剰な芳香族アルコール
ｂ）前記コーティング組成物が大気中の湿分に付される際プレポリマー間の架橋結合を促
進する触媒と、
を含むことを特徴とするコーティング組成物。

シーラント及びコーティング組成物の用途
シーラント組成物はビルディング、幹線道路、橋、トラック、トレーラー、バス、ＲＶ車、一般車両、公共施設、窓の設置等におけるシールや接着に使用可能である。例えば、本発明のシーラント組成物でシール又は接着され得る物質は様々であり、セメント含有製品、金属類、プラスチック類、ガラス類、外断熱仕上げシステム材、ビニール製品類、塗装金属、塗装ガラス、カイナー（フッ化ビニリデン）、大理石、花崗岩、れんがが挙げられる。シーラント組成物はコーキングガン又はポンプ等の標準的器具を用いて使用され得る。
コーティング組成物は、表面にスプレーすることにより塗布されてもよく、表面に注ぎ、その表面全体にローラーもしくは他の同様の器具で延ばすことにより塗布されてもよい。

以下の実施例は例示のみの目的であり、本明細書に添付した請求項に規定する発明の範囲を制限するものではない。

（プレポリマー組成物）
平均の重量平均分子量が４０００であるポリプロピレングリコールジオール７８２グラム、フタル酸ジイソデシル（ＤＩＤＰ）１１８グラム、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）５１グラムを、窒素の下で攪拌しながら、０．０４グラムのジブチル錫ジラウレート（ｄｉｂｕｔｙｌｔｉｎｄｉｌａｕｒａｔｅ）と７５〜８０℃の温度で反応させた。ＮＣＯの含有量が理論上約０．７％に達した後、４３グラムのアミノシラン（アミノプロピルトリメトキシシラン及びアクリル酸エチルの反応生成物）を反応装置に加えた。反応は遊離型ＮＣＯの含有量が０．０５％より低くなるまで続ける。その後３グラムのノニルフェノールを、０．０２グラムのジブチル錫ジラウレートと共に反応混合物に加えた。反応は７５℃で、ＮＣＯの含有％が０になるまで続ける。反応の最後に３．３グラムのビニルトリメトキシシラン（水分捕捉剤）を加えた。このようにして得られたプレポリマー組成物は２５℃で３０，０００ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有していた。このプレポリマー組成物を一年間放置した後のブルックフィールド粘度は、４０，０００ｃｐｓより低い。

（プレポリマー組成物）
平均の重量平均分子量が４０００であるポリプロピレングリコールジオール８６８グラムとイソホロンジイソシアネート７４．４グラムを、窒素の下で０．０６グラムのジブチル錫ジラウレートと８５℃の温度で反応させた。ＮＣＯの含有量が理論上約０．８５％に達した後、４３グラムのアミノシラン（アミノプロピルトリメトキシシラン及びアクリル酸エチルの反応生成物）を反応装置に加えた。反応は遊離型ＮＣＯの含有量が０．２％より低くなるまで続ける。その後１１グラムのノニルフェノールを反応混合物に加えた。反応は８５℃で、ＮＣＯの含有％が０になるまで続ける。反応の最後に４グラムのビニルトリメトキシシラン（水分捕捉剤）を加えた。このようにして得られたプレポリマー組成物は２５℃で３２，０００ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有していた。このプレポリマー組成物を一年間放置した後のブルックフィールド粘度は、４０，０００ｃｐｓより低い。

（プレポリマー組成物）
平均の重量平均分子量が４０００であるポリプロピレングリコールジオール８７６グラムとイソホロンジイソシアネート７５．４グラムを、窒素の下で０．０６グラムのジブチル錫ジラウレートと８５℃の温度で反応させた。ＮＣＯの含有量が理論上約０．８５％に達した後、３４グラムのＮ−エチルアミノイソブチルトリメトキシシランを反応装置に加えた。反応は遊離型ＮＣＯの含有量が０．２％より低くなるまで続ける。その後１１グラムのノニルフェノールを反応混合物に加えた。反応は８５℃で、ＮＣＯの含有％が０になるまで続ける。反応の最後に４グラムのビニルトリメトキシシラン（水分捕捉剤）を加えた。このようにして得られたプレポリマー組成物は２５℃で３８，０００ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有する。このプレポリマー組成物を一年間放置した後のブルックフィールド粘度は、４５，０００ｃｐｓより低い。

（シーラント組成物）
シーラント組成物は以下の処方に基づき生成される。
材料重量％
シラン及びノニルフェノールでエンドキャップされた２７．０４
ポリウレタンプレポリマー（実施例１、２、又は３）
可塑剤１７
（サンティサイザー（Ｓａｎｔｉｃｉｚｅｒ）１６０）
被覆沈降炭酸カルシウム４０
（ハクエンカ（Ｈａｋｕｅｎｎｋａ）ＣＣＲ）
被覆研磨炭酸カルシウム１０
（ハイ−ピーフレックス（Ｈｉ‐Ｐｆｌｅｘ）１００）
着色料４．３
ビニルトリメトキシシラン（Ａ−１７１）１
アミノプロピルトリメトキシシラン０．０８
Ｎ−エチルアミノプロピルイソブチルトリメトキシシラン０．５
ジブチル錫ジアセテート０．０８

シーラント組成物は、系中の水分レベルを下げるため、最初に実施例１、２、或いは３のポリウレタンプレポリマー組成物を７５℃の減圧下で約６０分間、可塑剤、炭酸カルシウム及び着色料と混合して調製した。全てのシランと触媒を混合物に加え、減圧下の混合を１０分間継続した。

上記のように調製した３つのシーラント組成物の各々は、周囲条件で密封容器に１年を超えて貯蔵しても優れた安定性を示した。硬化したシーラントは、湿度５０％及び温度２５℃で３週間晒した後、ショア硬度（Ａスケール）２０を示した。ひび割れや白色化、あるいはポリマー接着の劣化などの他の品質の低下は、キセノンウェザロメーターで４０００時間を越えて紫外線に晒したシーラントに見られなかった。紫外線に４０００時間晒した後も、ショア硬度（Ａスケール）は約２０に維持されていた。更に、実施例２及び３のプレポリマーで製造したシーラントは紫外線に晒した後でも優れた色彩安定性を示した。

全てのシーラントはまた、優れた物理的特性を備えていた。全てのシーラントの表皮形成時間はおよそ６０分であった。シーラントの押し出し速度は２０グラムの材料を６０ｐｓｉで行った場合約２０秒であった。破断点引っ張り強さは約１５０ｐｓｉ、破断点伸びは５００％より大きく、引裂き強度は約４０ｐｌｉであった。全てのシーラントはアルミニウム、ガラス、コンクリート、ビニール、鋼鉄、及びれんが等の様々な基材に対し優れた接着性を示した。

従って、本発明のシーラント又はコーティング組成物は優れた貯蔵寿命を有し、吹き付けが容易となるよう優れた流動性を有し、接合作業に耐えられるよう優れた柔軟性を有し、硬化する際の収縮やガス抜けもなく、紫外線に晒しても天候安定性に優れ、かつ大気の水分に晒した後の急速な表皮形成時間をもたらす。

Claims

本願明細書に記載された発明。