JP2014109021A - 硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の硬化性樹脂組成物は、ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)とポリオキシアルキレンポリオールとの混合物にポリイソシアネート化合物を反応させた末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(B)と、オキサゾリジン化合物(C)と、を含み、前記ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)が、第二級アルコールであることを特徴とする。本発明の硬化性樹脂組成物は、難接着性の塗装面に対して接着性を向上させ、発泡膨れを抑制することができる。
【選択図】なし
Description
(1) ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)とポリオキシアルキレンポリオールとの混合物にポリイソシアネート化合物を反応させた末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(B)と、
オキサゾリジン化合物(C)と、を含み、
前記ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)が、第二級アルコールであることを特徴とする硬化性樹脂組成物。
(2) 前記ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)が、ジスルフィド含有末端チオール化合物とエポキシ化合物との反応により得られる請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
本実施形態の組成物に含まれるウレタンプレポリマー(B)は、分子内にジスルフィド結合を有し、複数のイソシアネート基を分子末端に含有するウレタンプレポリマーである。以下、本実施形態のウレタンプレポリマー(B)を「イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(B)又はウレタンプレポリマー(B)」という。ウレタンプレポリマー(B)は、取り扱いの観点から室温で液状であるものが好ましい。なお、本実施形態における室温とは、20℃以上30℃以下であり、好適には25℃付近の温度である。ウレタンプレポリマー(B)の製造方法は、例えば、後述するジスルフィド含有ポリオール化合物(A)とポリオール化合物とを混合した混合物にポリイソシアネート化合物を、イソシアネート基(NCO基)がヒドロキシ基(OH基)に対して過剰となるように反応させることにより得られる反応生成物である。ウレタンプレポリマー(B)は、一般に、0.5質量%以上10質量%以下のNCO基を分子末端に含有するものである。
本実施形態のウレタンプレポリマー(B)を製造する際に使用されるジスルフィド含有ポリオール化合物(A)は、ジスルフィド含有末端チオール化合物(以下、「ポリチオール化合物」という。)とエポキシ化合物との反応によって、ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)が得られるものであれば特に限定されない。ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)は、ヒドロキシ基を2個およびジスルフィド結合を有することができる。ポリチオール化合物とエポキシ化合物とが反応し、ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)を得られる反応式は、例えば、下記反応式(1)で表される。下記反応式(1)において、下記式(I)で表されるポリチオール化合物と下記式(II)で表されるエポキシ化合物とに必要に応じて触媒等を加え、加熱して反応させることにより下記式(III)で表されるジスルフィド含有ポリオール化合物(A)を得ることができる。
ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)を製造する際に使用されるポリチオール化合物(ジスルフィド含有末端チオール化合物)は、1分子中にメルカプト基(チオール基)を2個以上有する化合物であれば特に制限されない。メルカプト基を2個有するチオールとしては、例えば、メタンジチオール、エタンジチオール、1,2−エタンジチオール、プロパンジチオール、1,2−プロパンジチオール、1,3−プロパジチオール、ブタンジチオール、1,3−ブタンジチオール、1,4−ブタンジチオール、2,3−ブタンジチオール、ペンタンジチオール、1,5−ペンタンジチオール、ヘキサンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,8−オクタンジチオール、1,9−ノナンジチオール、1,10−デカンジチオールのようなアルキレンジチオール;ベンゼンジチオール、1,2−ベンゼンジチオール、1,3−ベンゼンジチオール、1,4−ベンゼンジチオール、トルエン−3,4−ジチオール、3,6−ジクロロ−1,2−ベンゼンジチオール、1,5−ナフタレンジチオール、4,4′−チオビスベンゼンチオールのような芳香族ジチオール;ベンゼンジメタンチオール、1,2−ベンゼンジメタンチオール、1,3−ベンゼンジメタンチオール、1,4−ベンゼンジメタンチオールのような芳香族を有する炭化水素化合物のジチオール;2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタンのような複素環化合物;2−メルカプト−3−チアヘキサン−1,6−ジチオール、5,5−ビス(メルカプトメチル)−3,7−ジチアノナン−1,9−ジチオール、5−(2−メルカプトエチル)−3,7−ジチアノナン−1,9−ジチオール、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、1,5−ジメルカプト−3−チアペンタンのようなチア化合物;ジメルカプトプロパノール、ジチオエリトリトールのようなヒドロキシ基を有する化合物などが挙げられる。
ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)を製造する際に使用されるエポキシ化合物としては、例えば、分子内にエポキシ基を含む化合物、そのプレポリマーが挙げられる。例えば、エピクロロヒドリンとエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、ビスフェノールA等の水酸基やアミノ基との縮合物が挙げられ、ポリエポキシ化合物、ジエポキシ化合物、モノエポキシ化合物、グリシジルアミン化合物等が挙げられる。
本実施形態のウレタンプレポリマー(B)を製造する際に使用されるポリオキシアルキレンポリオールは、オキシアルキレン基を繰り返し単位として有する主鎖を有し、ヒドロキシ基を2個以上有するものである。オキシアルキレン基としては、炭素原子数が4以上400以下のものが挙げられる。なかでも、相溶性、耐発泡性により優れ、硬化性に優れるという観点から、オキシエチレン基、オキシプロピレン基が好ましい。
ウレタンプレポリマーであるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(B)に含まれるポリイソシアネート化合物は、ウレタン系プレポリマーの製造の際に使用され、分子内にイソシアネート基を2個以上有するものであれば特に限定されない。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、イソシアネート基が芳香族炭化水素と結合している芳香族ポリイソシアネート、イソシアネート基が脂肪族炭化水素と結合している脂肪族ポリイソシアネート、イソシアネート基が脂環式炭化水素と結合している脂環族ポリイソシアネートなどが挙げられる。
本実施形態の組成物は、硬化成分として水分と反応して活性水素基を生成する加水分解型潜在性硬化剤であるオキサゾリジン化合物(C)を含むことができる。
1Lのガラス容器に500gのポリチオール(Thioplastポリマー G44:ACZO NOBEL株式会社製)と130.1gのブチルグリシジルエーテル(BGE)に0.5gのトリエチルアミンを加え、100℃で4時間反応させることでジスルフィド含有ポリオール化合物(A1)を得た。
1Lのガラス容器に500gのポリチオール(チオコールポリマー LP282:東レファインケミカル株式会社製)と130.1gのブチルグリシジルエーテル(BGE)に0.5gのトリエチルアミンを加え、100℃で4時間反応させることで化合物(A2)を得た。
1Lのガラス容器に500gのポリチオール(Thioplastポリマー G44:ACZO NOBEL株式会社製)と114.1gのアリルグリシジルエーテル(AGE)に0.5gのトリエチルアミンを加え、100℃で4時間反応させることで化合物(A3)を得た。
1Lのガラス容器に500gのポリチオール(Thioplastポリマー G44:ACZO NOBEL株式会社製)と150.1gのフェニルグリシジルエーテル(PGE)に0.5gのトリエチルアミンを加え、100℃で4時間反応させることで化合物(A4)を得た。
1Lのガラス容器に500gのポリチオール(Thioplastポリマー G44:ACZO NOBEL株式会社製)と186.3gの2−エチルヘキシルグリシジルエーテル(EHGE)に0.5gのトリエチルアミンを加え、100℃で4時間反応させることで化合物(A5)を得た。
表1に示す上記で調製したジスルフィド含有ポリオール化合物(A1〜A6)と、ポリオール化合物1(ポリオキシプロピレンジオール、水酸基価56.1)とポリオール化合物2(ポリオキシプロピレントリオール、水酸基価33.7)との混合物であるポリエーテルポリオール(平均水酸基価44.9)と、を同表に示す質量比(質量部)で仕込み、混合した後、ポリイソシアネート化合物を、同表に示す質量比(質量部)で添加して120℃で減圧下脱水後、ポリイソシアネート化合物をNCO基/OH基の当量比が1.9になる量を加え、窒素置換中95℃で24時間混合撹拌後、表1に示されるウレタンプレポリマー(B)を調製した。各成分の配合量を表1に示す。
攪拌機、温度計、エステル管および加熱・冷却装置の付いた反応容器に、ジエタノールアミン(分子量105)を435gとトルエンを183g仕込み、攪拌しながらイソブチルアルデヒド(分子量72.1)を328g添加した後、加温して110℃から150℃で3時間、副生する水を系外に除去しながら還流脱水反応をおこなった。除去した水の量は74.5gであった。次いで、50hPaから70hPaに減圧しながら加熱し、トルエンと未反応のイソブチルアルデヒドを除去し、中間の反応生成物である2−イソプロピル−3−(2−ヒドロキシエチル)オキサゾリジンを得た。得られた2−イソプロピル−3−(2−ヒドロキシエチル)オキサゾリジン659gに、さらにヘキサメチレンジイソシアネート(分子量168)を348g加え、80℃で8時間反応させた。滴定による実測NCO含有量が0.0質量%となった時点を反応終点とし、分子内にウレタン結合とオキサゾリジン環2個を有するウレタン結合含有オキサゾリジン化合物を得た。得られたウレタン結合含有オキサゾリジン化合物は、室温で半透明の液体であった。
上記で得られたウレタンプレポリマー(B)と下記表1に示す各成分を表1に示す質量比(質量部)で配合し、これらを電動攪拌機等を用いて十分に混合することにより、実施例1〜5、比較例1〜5の各組成物を調製した。
得られた各組成物を40℃で3日間養生して硬化後の組成物表面を目視にて観察し発泡の有無を確認した。目視により発泡が確認されない場合を「○」と評価した。目視により発泡が確認された場合を「×」と評価した。なお、比較例3、4については硬化しなかったため「硬化不良」と表記した。評価結果を下記表1に示す。
得られた各組成物をメラミン樹脂コートの超耐候性アクリル電着塗装板(アルミニウム板)に塗布してH型引張試験体(以下、試験体という。)を作成し、以下に示す硬化・養生条件で硬化させて試験体とした。
(硬化・養生条件)
・接着性:23℃、50%RHの条件で7日間養生した。
(評価基準)
・CF:シーリング材の凝集破壊となったもの
・AF:被着体とシーリング材との界面破壊となったもの
CFの方が接着性に優れると評価した。
得られた各試験体について、JIS D0205に準拠して各組成物のサンシャインウェザオメーターによる促進試験(ブラックパネル温度63℃、1サイクル60分(水スプレーサイクル12分、スプレー停止48分)を1スプレーサイクルとして500時間処理)を行い、耐候性を評価した。促進試験後の試験体表面を目視にて観察し、クラック又はチョーキングの有無を確認した。目視によりクラック又はチョーキングが確認されない場合を「○」と評価した。目視によりクラック又はチョーキングが確認された場合を「×」と評価した。なお、比較例3、4については硬化しなかったため「硬化不良」と表記した。評価結果を下記表1に示す。
・ジスルフィド含有ポリオール化合物(A1〜A5):上記で調製して得られたジスルフィド含有ポリオール化合物、横浜ゴム株式会社製
・ジスルフィド含有ポリオール化合物(A6):両末端に一級水酸基を有する分子量1000〜3000のジスルフィド含有ポリオール化合物、横浜ゴム株式会社製
・ウレタンプレポリマー(B):上記で調製して得られたウレタンプレポリマー、横浜ゴム株式会社製
・ポリサルファイドポリマー1:Thioplastポリマー、商品名「G44」、ACZO NOBEL株式会社製
・ポリサルファイドポリマー2:チオコールポリマー、商品名「LP−282」、東レ・ファインケミカル株式会社製
・ポリオール化合物1:ポリオキシプロピレンジオール、官能基数2、数平均分子量3200、商品名「エクセノール3020」、旭硝子株式会社製
・ポリオール化合物2:ポリオキシプロピレントリオール、官能基数3、数平均分子量5100、商品名「エクセノール5030」、旭硝子株式会社製
・ポリイソシアネート化合物:ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、日本ポリウレタン工業株式会社製
・オキサゾリジン化合物(C):上記で調製して得られたオキサゾリジン化合物、3−(2−ヒドロキシエチル)−2−(1−メチルブチル)オキサゾリジン、商品名「PHO」、横浜ゴム株式会社製
・炭酸カルシウム:表面処理炭酸カルシウム、商品名「シーレッツ200」、丸尾カルシウム株式会社製
・溶剤:ミネラルスピリット、商品名「Aソルベント」、新日本石油株式会社製
・可塑剤:フタル酸ジイソノニル(DINP)、新日本理化株式会社製
表1に示す結果から、実施例1〜5は、発泡性が何れも「○」であり、何れも発泡性に優れることが確認された。これに対して、比較例1、5は、「○」であり発泡性が良好であったが、比較例2は「×」であり、発泡性に劣ることが確認された。比較例3、4では、硬化しなかったため評価できなかった。これより、オキサゾリジン化合物(C)を含有しない組成物(比較例2参照)は発泡性に劣ることが判明した。
表1に示す結果から、実施例1〜5は、接着性が何れもCF(凝集破壊)であり、何れも接着性に優れることが確認された。これに対して、比較例1、2では、AF(界面破壊)であり、接着性に劣ることが確認された。比較例3、4では、硬化しなかったため評価できなかった。比較例5では、CFであり接着性に優れることが確認された。
表1に示す結果から、実施例1〜5は、耐候性が何れも「○」であり、何れも耐候性に優れることが確認された。これに対して、比較例1、2は、「○」であり耐候性に優れることが確認された。比較例3、4では、硬化しなかったため評価できなかった。比較例5は、「×」であり、耐候性に劣ることが確認された。
Claims (2)
- ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)とポリオキシアルキレンポリオールとの混合物に、ポリイソシアネート化合物を反応させた末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(B)と、
オキサゾリジン化合物(C)と、を含み、
前記ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)が、第二級アルコールであることを特徴とする硬化性樹脂組成物。 - 前記ジスルフィド含有ポリオール化合物(A)が、ジスルフィド含有末端チオール化合物とエポキシ化合物との反応により得られる請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
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