JP2017206673A - 改善された引裂伝播抵抗を有するアルコキシシリル含有接着シーラント剤 - Google Patents

改善された引裂伝播抵抗を有するアルコキシシリル含有接着シーラント剤 Download PDF

Info

Publication number
JP2017206673A
JP2017206673A JP2017018252A JP2017018252A JP2017206673A JP 2017206673 A JP2017206673 A JP 2017206673A JP 2017018252 A JP2017018252 A JP 2017018252A JP 2017018252 A JP2017018252 A JP 2017018252A JP 2017206673 A JP2017206673 A JP 2017206673A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
alkoxysilyl
anhydride
carbon atoms
independently
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017018252A
Other languages
English (en)
Inventor
ロベルト マティアス
Matthias Lobert
ロベルト マティアス
レヴィン アンケ
Lewin Anke
レヴィン アンケ
ノット ヴィルフリート
Wilfried Knott
ノット ヴィルフリート
シューベルト フランク
Frank Schubert
シューベルト フランク
フェレンツ ミヒャエル
Michael Ferenz
フェレンツ ミヒャエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Degussa GmbH filed Critical Evonik Degussa GmbH
Publication of JP2017206673A publication Critical patent/JP2017206673A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/50Polyethers having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/5096Polyethers having heteroatoms other than oxygen containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/2805Compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/288Compounds containing at least one heteroatom other than oxygen or nitrogen
    • C08G18/289Compounds containing at least one heteroatom other than oxygen or nitrogen containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4829Polyethers containing at least three hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/751Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring
    • C08G18/752Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group
    • C08G18/753Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group
    • C08G18/755Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group and at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to a secondary carbon atom of the cycloaliphatic ring, e.g. isophorone diisocyanate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/04Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
    • C08G65/22Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/333Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen
    • C08G65/33348Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen containing isocyanate group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/333Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen
    • C08G65/33348Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen containing isocyanate group
    • C08G65/33355Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen containing isocyanate group cyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/336Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/02Polyalkylene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D171/00Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D171/02Polyalkylene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J171/00Adhesives based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J171/02Polyalkylene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04Polyurethanes
    • C09J175/08Polyurethanes from polyethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4804Two or more polyethers of different physical or chemical nature

Abstract

【課題】加工性が良好な粘度を有し、更に極めて良好な引裂伝播抵抗性能特性を示すアルコキシシリル変性ポリマーの提供。
【解決手段】アルコキシシリル基を有する酸化アルキレンとエポキシドを、ジヒドロキシ官能性開始物質に添加して形成し、ジイソシアネートとの反応で、アルコキシシリル基を有する酸化アルキレンとエポキシドを、モノヒドロキシ官能性開始物質に添加して形成したポリエーテル骨格の末端領域に結合する中央領域と末端領域の両方にアルコキシシリル基を有する式(I)で表すアルコキシシリル変性ポリマー。MURAP(I)(M及びDとUR及びAPとはお互いを介して結合;Mは炭素数8〜400のアルコキシリル変性ポリエーテル;Dはポリエーテル、−U−D−U−で表す2価;Uは−C(O)−NH−;DはO、N及び/又はSを含んで良いアルキル、アルケニル等;APは2個のカルボニルとDを置換基とする3級アミノ)
【選択図】なし

Description

本発明は、特異的なアルコキシシリル変性ポリマー、その調製方法、それらのアルコキシシリル変性ポリマーを含む組成物、及びその使用、特にアルコキシシリル基を有する接着剤及びシーラント剤としてのその使用に関する。
多様な操作手順及び製造工程において、接着剤及び接着シーラント剤の使用がますます重要な役割を果たしており、更にそれらはシーリング機能も果たしている。例えば溶接又はリベット打ち等の他の接合法と比べ、これらの方法には、重さと費用の面で利点があるだけでなく、接合される構成要素間の応力伝達の面でも利点がある。
異なる材料を接合することに比べ、接着結合には更に、特に弾性接着剤を使用する場合に、材料の変形挙動と熱膨張係数の相違を補うことができ、従って接合されるべき材料を実際にそのように組み合わせることを可能にするという利点がある。
文献に弾性接着剤の様々な例がある。近年、特に、その万能な有用性により、所謂シラン変性ポリマーを基質とする接着剤が広く用いられている。文献中の多くの例は、多様な用途に合う接着剤、接着シーラント剤、及びシーラントシステムの作製を目的としている。本明細書では、例として特許文献1、特許文献2、及び特許文献3についてのみ言及する。それらは、当該技術分野で慣習となっている配合技術と配合成分の基本概念を提示している。基本ポリマーとしては、様々な方法で、湿潤架橋末端アルコキシシラン基を有するポリエーテルが慣例的に使用される。この生成基には、Kaneka社によりMS Polymer(R)という名前で販売されているシリル化ポリエーテルだけでなく、所謂シリル化ポリウレタン(Desmoseal(R) S等のSPUR製品、Bayer Materials Science社)も含まれる。
これらの製品においてポリエーテル骨格を使用することには、主にそのガラス転移温度の低さと低温でも確保される弾性変形特性を理由として、利点がある。しかし、特許文献4、特許文献5、及び特許文献6に記載されているシリル化ポリエーテルは、特に、使用条件下における分子間相互作用の弱さと、それに付随する分子間のエネルギー(force)伝達の低下が原因で、接着剤又はシーラント剤での使用に適するプロファイルを持ち合わせていない。
特許文献7(特許文献8)に記載されているシリル化ポリウレタンは、特定の生成物に同様に存在するウレタン機能と尿素機能が、分子間のエネルギー伝達を高め、その結果接着部分の強度を高めるため、有利である。しかしながら、シリル化ポリウレタンは、例えば温度安定性、黄変安定性、及び紫外線安定性に欠けるといったポリウレタンと関係のある課題がネックになっており、いくつかの用途に関して満足のいくものではない。
先行技術によると、アルコキシ化生成物については、特許文献9(特許文献10)、特許文献11(特許文献12)、特許文献13(特許文献14)、特許文献15、及び特許文献16による二重金属シアン化触媒と、特許文献17(特許文献18)、特許文献19(特許文献20)、及び特許文献21(特許文献22)に記載されている後処理方法と、を用いて、1以上のOH基を有する開始物質と、酸化プロピレンとを、そして1以上のエポキシ基含有アルコキシシリル化合物とを、そして更に実施形態に応じて1以上のコモノマーとを、反応させることにより調製することができる。
しかし、更に多様な用途に用いられるアルコキシシリル変性接着剤及びシーラント剤は、その性能特性に関して一層高まる期待に応えなければならない。
国際公開第2006/136211A1号 欧州特許第1036807B1号 国際公開第2010/004038A1号 日本国特許出願公開第09−012863号 日本国特許出願公開第09−012861号 日本国特許出願公開第07−062222号 独国特許公報第69831518号 国際公開第98/47939A1号 欧州特許第2093244号 米国特許出願公開第2010/0041910号 欧州特許第2636696号 米国特許第9035011B2号 欧州特許出願公開第2840104A号 米国特許出願公開第2015/0057369A1号 国際公開第2014/170072A2号 国際公開第2015/082264A1号 欧州特許第2415796号 米国特許出願公開第2012/028022号 欧州特許第2415797号 米国特許出願公開第2012/029090号 欧州特許出願公開第2840104A号 米国特許出願公開第2015/0057369A1号
従って、本発明の目的は、当該技術の現状と比較して、加工性が良好な粘度を有し、更に極めて良好な性能特性を示すアルコキシシリル変性ポリマーを提供することである。
更に、本発明の目的は、そのようなアルコキシシリル変性ポリマーの簡単な調製方法、及びそのようなアルコキシシリル変性ポリマーを基質とする硬化性組成物を提供することである。
これらの目的は、ポリエーテル骨格を有し、かつ中央領域と末端領域の両方にアルコキシシリル基を有するアルコキシシリル変性ポリマーを提供することにより達成された。
アルコキシシリル変性ポリマーの中央領域とは、特に、アルコキシシリル基を有する酸化アルキレンとエポキシドを、ジヒドロキシ官能性開始物質(A)に添加することにより形成され、かつジイソシアネートとの反応により、アルコキシシリル基を有する酸化アルキレンとエポキシドを、モノヒドロキシ官能性開始物質(B)に添加することにより形成された該ポリエーテル骨格の末端領域に結合される該ポリエーテル骨格の中央領域を表す。
本発明に係る好適なアルコキシシリル変性ポリマーは、式(I)で表される構成要素と一致する。
この種のアルコキシシリル変性ポリマーは、以下の工程:
(1)アルコール又はポリエーテルオールから成る群から選択される、少なくとも1種のジヒドロキシ官能性開始物質(A)と、少なくとも1種の酸化アルキレン及び少なくとも1種のエポキシド含有アルコキシシリル基とを反応させる工程と、
(2)アルコール又はポリエーテルオールから成る群から選択される、少なくとも1種のモノヒドロキシ官能性開始物質(B)と、少なくとも1種の酸化アルキレン及び少なくとも1種のエポキシド含有アルコキシシリル基とを反応させる工程と、
(3)工程(1)及び(2)の生成物と、少なくとも1種のジイソシアネート及び任意の更なる反応性物質とを反応させる工程と、
を含む方法により得られる。
工程(1)では、本発明に係る最終的なアルコキシシリル変性ポリマーのポリエーテル骨格の中央領域(式(I)中、フラグメントD)が形成され、工程(2)では、その末端領域(式(I)中、フラグメントM)が形成される。最終的に、これらのポリエーテルフラグメントM−H及びD−Hは、工程(3)において、ジイソシアネートとの反応により互いに結合される。
驚くべきことだが、式(I)で表されるフラグメントDとMの両方がアルコキシシリル官能性である本発明に係るアルコキシシリル変性ポリマーには、フラグメントMとDのいずれか一方にのみアルコキシシリル官能性を有するアルコキシシリル変性ポリマーに対し、極めて有利な機能特性があることが分かっている。
特に驚くべきは、中央のフラグメントDにもアルコキシシリル変性を有する、本発明に係る生成物の非常に良好な伸展性である。なぜなら、先行技術は実際には、非官能性中心ポリエーテル鎖が長く特に末端がアルコキシシリル変性されたポリマーが、高い柔軟性をもたらすことを教示していないためである。
末端フラグメントに加えて、中央フラグメントにもアルコキシシリル官能性を導入することにより、湿潤架橋の範囲内において網目構造形成が改善され、このことは、本発明に係る生成物の場合、弾力性の向上からも証明される。網目構造形成の改善がより高い引張強さをもたらすという事実は、当業者にとって妥当だが、このことが破断伸びの著しい低下を代償としないという事実は予期されていない。
従って、本発明は、ポリマー骨格の中央領域と末端領域の両方にアルコキシシリル基を有するアルコキシシリル変性ポリマー、特に式(I)で表されるアルコキシシリル変性ポリマーを提供する。
更に本発明は、以下の工程:
(1)アルコール又はポリエーテルオールから成る群から選択される、少なくとも1種のジヒドロキシ官能性開始物質(A)と、少なくとも1種の酸化アルキレン及び少なくとも1種のエポキシド含有アルコキシシリル基とを反応させる工程と、
(2)アルコール又はポリエーテルオールから成る群から選択される、少なくとも1種のモノヒドロキシ官能性開始物質(B)と、少なくとも1種の酸化アルキレン及び少なくとも1種のエポキシド含有アルコキシシリル基とを反応させる工程と、
(3)工程(1)及び(2)の生成物と、少なくとも1種のジイソシアネート及び任意の更なる反応性物質とを反応させる工程と、
を含むそのようなポリマーの調製方法を提供する。
更に本発明は、これらの本発明に係るアルコキシシリル変性ポリマーを含む組成物を提供する。
本発明の主題は、改善された引裂伝播抵抗を有するポリマーの提供、特に改善された引裂伝播抵抗を有する接着剤及び/又はシーラント剤の提供を可能にする。本発明における引裂伝播抵抗の測定は、実験例で明らかにされる。
本発明に係るアルコキシシリル変性ポリマー、その調製方法、及び本発明に係る該アルコキシシリル変性ポリマーを含む組成物は、以下、実験例によって説明されるが、本発明がこれらの実例となる実施形態に限定されることを意図していない。以下において、範囲、一般式、又は化合物群が規定される場合、これらは、明示的に言及されている対応範囲や化合物群を単に包含するだけでなく、個々の値(範囲)や化合物を抽出することによって得られる部分的範囲や化合物の下位群をも包含する。本明細書中で文献が引用される箇所では、それらの内容は、本発明の開示内容、特に該文献が引用された文脈の事実に基づく箇所にすっかり属するものとする。以下で規定される%は、別段の記載がない限り、重量である。以下、平均値が報告される箇所では、別段の記載がない限り、これらは数量平均である。以下で規定される粘度等の物理的特性は、別段の記載がない限り、温度25℃で測定される物理的特性である。粘度は、Anton Paar社製MCR301レオメータを用いて、せん断速度101/秒、温度25℃で測定される。
最終的なアルコキシシリル変性ポリマーの親水性特性又は疎水性特性については、OH基を有する開始物質(A)及び/若しくは開始物質(B)の性質及び構造によって、並びに/又は合成時に導入される1以上のコモノマーによって調節することができる。
欧州特許第2093244号では、その開示内容、特にそこで開示されているそれらの構造及び方法について言及されており、そこで開示されている構造に関するその開示内容は、本明細書の一部としてすっかり組み込まれる。アルコキシシリル基を有し、かつその時点までに公知の先行技術と比較して、ランダムに又はポリエーテル鎖に沿ってブロック状に分散され、単に鎖末端に配置されているだけではないアルコキシシリル基を示すアルコキシ化生成物を初めて調製することができた。更にこれらの化合物の注目すべき点は、該反応の結果である末端OH基である。
先行技術の末端アルコキシシリル変性ポリマーとは対照的に、末端OH基の存在が自由度を高めること、すなわち、化学反応のために中間体として形成されるアルコキシシリル変性ポリエーテルフラグメントを更に官能化する度合、すなわち最終的なアルコキシシリル変性ポリマーの機能特性に持続的なプラスの影響を及ぼす度合を高めることは当業者にとって明白であろう。
本明細書において、“アルコキシ化生成物”又は“ポリエーテル”という文言には、ポリエーテル、ポリエーテルオール、ポリエーテルアルコール、及びポリエーテルエステロールだけでなく、ポリエーテルカーボネート−オールも含まれ、それらは互いに同義的に使用されてよい。同時に、“ポリ”という文言は必ずしも、分子又はポリマーに多数のエーテル官能基又はアルコール官能基が存在することを意味していない。代わりに、これは、個々のモノマー単位の繰り返し単位、又は比較的高いモル質量と付加的に一定の多分散性を有する組成物が少なくとも存在することを単に示唆している。
本明細書において、“ポリ”という単語には、分子に1以上のモノマーの繰り返し単位を3つ以上有する化合物だけでなく、特に分子量分布もち、この分布の平均分子量が少なくとも200g/molである化合物の組成も含まれる。この定義は、OECD又はREACHガイドラインによるポリマー定義に準拠していないように見える場合であっても、そのような化合物をポリマーとして表すことが対象技術分野において通例であるという事実を考慮している。
以下の式(Ia)及び式(II)の様々なフラグメントは、統計的に分布していてよい。統計的分布は、任意数のブロックと任意配列をもつブロック状構造を有していてもよく、又はランダムに分布されてもよい;それらは交互に構成されてもよく、又は連鎖の至る所に勾配を形成してもよい;特にそれらは、異なる分布をもつ群が任意に連続し得る全てのハイブリット形態を形成してもよい。式(I)、(Ia)、及び(II)は、分子量分布をもつポリマーを表している。従って、指数は全てのモノマー単位の数平均を表す。
式中で使用される指数a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、t、u、v、w及びy、並びに特定の指数の値域は、実際に存在する構造及び/又はその混合体について可能性のある統計分布の平均値として理解されてよい。これは、例えば式(Ia)及び(II)のようにそれ自体正確に再現される構造式にも適用される。
本発明に係るアルコキシシリル変性ポリマーは、好ましくは式(I):
URAP (I)
で表され、
フラグメントM及びDは、UR基及び/又はAP基を介して互いに結合しており、UR基及びAP基は、フラグメントM及びDを介して互いに結合している。
iは、1〜2、好ましくは1より大きく2以下、より好ましくは2であり、
jは、1〜10、好ましくは1〜8、より好ましくは2〜6、特に好ましくは1以上であり、
uは、0〜11、好ましくは1〜8、より好ましくは2〜6、特に好ましくは2〜4であり、
vは、0〜6、好ましくは0より大きく4以下、より好ましくは0.1〜2であり、
ただし、u+v≧1、好ましくはu+v≧2であり、
Mは、互いに独立して、好ましくは炭素原子数が8〜400のアルコキシシリル変性ポリエーテル基であり、特に好ましくは下記式(Ia)で表される基であり、
式中、aは、0.1〜100、好ましくは0.5〜50、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1より大きく5以下、特に好ましくは1、2又は3であり、
bは、2〜1,000、好ましくは2〜500、より好ましくは2〜400、特に好ましくは10〜100であり、
cは、0〜200、好ましくは0〜100、より好ましくは0より大きく80以下、特に好ましくは0以上50以下であり、
dは、0〜200、好ましくは0〜100、より好ましくは0より大きく80以下、特に好ましくは0以上50以下であり、
wは、0〜200、好ましくは0〜100、より好ましくは0より大きく80以下、特に好ましくは0以上50以下であり、
yは、0〜500、好ましくは0〜300、より好ましくは0〜200、特に好ましくは0以上100以下であり、
eは、1〜10であり、
fは、0〜2であり、
gは、1〜3であり、
ただし、g+f=3であり、
hは、0〜10、好ましくは1〜6、特に好ましくは1、2又は3であり、
指数a、b、c、d、w及びyを付した基は、分子鎖中で任意に並べ替えることができ、指数w及びyを付した各基は互いに結合しておらず、
指数a、b、c、d、w及びyを付したフラグメント及び置換基Rに存在するポリオキシアルキレン鎖のモノマー単位は、互いにブロック状に構成されているか、複数の各ブロックが含まれ、互いに統計的に分布しているか、統計的分布を有し、任意に所望の順番で並べ替えることができ、指数w及びyを付した各基は互いに結合しておらず、
は、互いに独立して、ヘテロ原子としてO、S及び/又はNを含んでいてもよい、飽和又は不飽和の直鎖状又は分岐鎖状の有機ヒドロカルビル基であり、前記ヒドロカルビル基の炭素原子数は、好ましくは1〜400、より好ましくは2、3又は4〜200であり、
は、互いに独立して、炭素原子数が1〜8のアルキル基、より好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、
は、互いに独立して、炭素原子数が1〜8のアルキル基、
より好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、
は、互いに独立して、水素、炭素原子数が1〜20のアルキル基、アリール基又はアルカリル基、好ましくは水素、メチル基、エチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、フェニル基又はべンジル基、より好ましくはメチル基又はエチル基であり、
は、互いに独立して、水素又は炭素原子数が1〜8のアルキル基、好ましくは水素、メチル基又はエチル基、特に好ましくは水素であるか、
とRのいずれか1つが、RとRが結合した原子を含む、好ましくは炭素原子数が5〜8の環を形成しており、
及びRは、互いに独立して、水素、炭素原子数が1〜20のアルキル基、アリール基、アルカリル基及び/又はアルコキシ基、好ましくはメチル基であり、
11は、互いに独立して、炭素原子数が2〜30、特に炭素原子数が24の飽和又は不飽和の脂肪族又は芳香族ヒドロカルビル基であり、好ましくは炭素原子数が1〜16、より好ましくは炭素原子数が6〜12のアルキル基によって任意に置換されていてもよく、その鎖が酸素を含んでいてもよく、更なる官能基を含んでいてもよく、該官能基としては例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール又はヘキサノール等のアルコールで任意にエステル化されたカルボキシル基、酢酸、酪酸、ネオデカン酸、(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸ポリマー等の酸で任意にエステル化された水酸基、炭素原子数が6〜20のアリール基又は炭素原子数が7〜30、好ましくは7〜20のアルカリル基、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、2−メチル−2−ブチル基、3−メチル−2−ブチル基、2,2−ジメチルプロピル基、へキシル基、へプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、2−プロピルへプチル基、2−ブチルオクタニル基、2−メチルウンデシル基、2−プロピルノニル基、2−エチルデシル基、2−ペンチルへプチル基、2−へキシルデシル基、2−ブチルテトラデシル基、2−ドデシルヘキサデシル基、2−テトラデシルオクタデシル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、イソノナニル基、イソトリデシル基、イソミリスチル基、イソステアリル基、2−オクチルドデシルトリフェニルメチル基、C(O)−(CH−C−(CH−(ネオデカン酸基)、C12/C14アルキル基、フェニル基、クレジル基、tert−ブチルフェニル基及びべンジル基、より好ましくは、2−エチルヘキシル基、C(O)−(CH−C−(CH−(ネオデカン酸基)、C12/C14アルキル基、フェニル基、クレジル基及びtert−ブチルフェニル基、特に好ましくは、tert−ブチルフェニル基及び2−エチルヘキシル基から選択される基が挙げられ、
13及びR14は、互いに独立して、水素及び/又は有機基、好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキリデン基、アルコキシ基、アリール基及び/又はアラルキル基であるか、R13及び/又はR14が存在せず、代わりにC=C二重結合が存在し、
架橋フラグメントZは、任意に存在し、架橋フラグメントZが存在しない場合には、
15及びR16は、互いに独立して、水素及び/又は有機基、好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキリデン基、アルコキシ基、アリール基及び/又はアラルキル基であり、R13及びR14の一方が存在しない場合には、各ジェミナル基(R13が存在しない場合にはR15、R14が存在しない場合にはR16)は、アルキリデン基、好ましくはメチリデン基(=CH)であり、
15及びR16は、フラグメントZを介して脂環式又は芳香族的に架橋されたヒドロカルビル基であり、Zは、置換されていてもよい2価のアルキレン基又はアルケニレン基であり、
指数yを付したフラグメントは、例えば、環状無水物を導入することによって得ることができ、好ましい環状無水物としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水シトラコン酸、無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸二無水物、べンゾフェノン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、無水マレイン酸のフリーラジカル重合ホモポリマー又はエチレン、イソブチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル又はスチレンと無水マレイン酸のフリーラジカル重合コポリマー等の多官能酸無水物が挙げられ、特に好ましい無水物としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水シトラコン酸、無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸が挙げられ、
Dは、ポリエーテル基−(D(式中、tは2である。)であり、
は、ヘテロ原子としてO、S、Si及び/又はNを含んでいてもよい、四官能性の飽和又は不飽和の直鎖状又は分岐鎖状の有機ヒドロカルビル基であり、各D基は、D基に共有結合によって結合しており、前記ヒドロカルビル基の炭素原子数は、好ましくは8〜1,500であり、前記ヒドロカルビル基の炭素鎖は、好ましくは酸素原子を含み、前記ヒドロカルビル基は、好ましくはケイ素原子含有置換基を含み、前記ケイ素原子含有置換基は、好ましくはアルコキシシリル基であり、酸素原子を含む前記ヒドロカルビル基は、好ましくは、ポリオキシアルキレン基、ポリエーテル基及び/又はポリエーテルアルコキシ基であり、又は、Dは、縮合フェノール基であってもよく、
又は、Dは、より好ましくは、ヒドロキシル化アルコール、ポリエーテルオール、ポリエステルオール、シロキサン、過フッ素化ポリエーテルオール、(ポリ)ウレタン又は糖類、好ましくはOH官能性ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルエステル、過フッ素化ポリエーテル又はそれらのコポリマー、特に好ましくはOH官能性ポリエーテル又はポリエステルの四官能性基であってもよく、
は、下記式(II)で表されるフラグメントであり、
式中、a〜h、w、y及びR〜R16は、互いに独立して、前記式(Ia)において定義したとおりであり、ただし、前記式(Ia)及び(II)における全ての指数bの合計は少なくとも5、好ましくは少なくとも10、特に好ましくは少なくとも15であり、前記式(Ia)及び(II)における全ての指数aの合計は2より大きく、
URは、互いに独立して、−U−D−U−で表される同一の2価の基又は異なる2価の基であり、
Uは、窒素を介してDに結合する−C(O)−NH−基であり、
は、互いに独立して、O、N及び/又はS等のヘテロ原子を含んでいてもよい、アルキル基、アルケニル基、アリール基又はアルカリル基から選択される、置換されていてもよい、炭素原子数が1〜30の飽和又は不飽和の直鎖状又は分岐鎖状の2価のヒドロカルビル基又はアリール基又はアルカリル基であり、好ましくは、炭素原子数が6〜30の2価のヒドロカルビル基であり、特に好ましくは、イソホロン基であり、
APは、互いに独立して、下記式(IIIa)又は(IIIb)で表される同一の基又は異なる基である。
フラグメントURは、ウレタンユニットと呼ばれてもよい。フラグメントAPは、アロファン酸と呼ばれてもよい。
前記R11基は、(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸のポリマー等の更なる官能基を有していてよい。従って、任意に存在するヒドロキシ基は、アクリル酸及び/又はメタクリル酸によりエステル化されてよい。前記(メタ)アクリル酸の二重結合は、UV誘導等のラジカル誘導下で重合可能である。
前記(メタ)アクリル酸の重合をポリエーテル調製後に実施してよい。それは、本発明のアルコキシ化生成物、本発明の方法により得られる生成物を用いて、また本発明に係る使用後に実施されてもよい。
前記フラグメントDに対応する前記アルコキシ化生成物が、(H−D(式中、t=2)のジヒドロキシ官能性開始物質(A)を基質とし、かつ前記フラグメントMに対応する前記アルコキシ化生成物が、(H−D(式中、t=1)のモノヒドロキシ官能性開始物質(B)を基質とする、式(I)で表されるアルコキシシリル変性ポリマーが好ましい。より好ましくは、前記フラグメントD及びMは、モノマーユニットとして、酸化プロピレン(PO)、及び3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン(GLYEO)、及び任意に更に酸化エチレン(EO)及び/又はグリシジルエーテルから形成される。特に好ましくは、前記フラグメントD及びMは、モノマーユニットとして、GLYEO及びPOのみから形成される。
(H−D(式中、t=1)で表される前記開始物質(B)のフラグメントDは、好ましくはそれぞれ独立してOH官能性の1価の直鎖状又は分岐鎖状の飽和又は不飽和のヒドロカルビル基であり、前記ヒドロカルビル基の炭素原子数は1〜500、好ましくは1〜30、より好ましくは2〜18、更に好ましくは3〜12であり、前記ヒドロカルビル基は、アルキル、アルケニル、アリール、又はアルカリル基から選択され、O、N及び/又はS等のヘテロ原子により抑制されてよく、また酸エステル、アミド、アルキル−トリアルコキシシラン、又はアルキル−アルキルジアルコキシシラン基等により更に置換されていてもよい。本発明に係る種は、より好ましくはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート(Exxon社製のTexanol)、オクタノール、2−エチルヘキサノール、2−プロピルヘプタノール、アリルアルコール、デカノール、ドデカノール、C12/C14脂肪族アルコール、フェノール、クレゾールの全ての構造異性体、ベンジルアルコール、ステアリルアルコールであり、特に好ましくはブタノール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート(Exxon社製のTexanol)、アリルアルコール、2−エチルヘキサノール、2−プロピルヘプタノールである。
具体的な一実施形態では、OH官能性ヒドロカルビル基は、炭素原子数が7〜100であり、かつ該ヒドロカルビル基の炭素鎖は酸素原子により中断されることが好ましい。酸素原子により中断される該ヒドロカルビル基は、好ましくはポリオキシアルキレン基、ポリエーテル基、及び/又はポリエーテルアルコキシ基、あるいはポリエステル、ポリカーボネート若しくはポリエーテルエステル基、又は前記の基の混合体である。
開始物質(B)として使用され得るモノヒドロキシ官能性化合物は、モル質量が好ましくは32〜2,000g/mol、より好ましくは50〜1,000g/mol、特に好ましくは60〜200g/molである。これらの化合物は、互いに任意の所望の混合物として、又は純粋物質として使用され得る。開始物質(B)として、アルコキシシリル基含有置換基によるペンダント置換を有するヒドロキシル化合物を使用すること、又はアルコキシシリル基による直接的なペンダント置換を有するヒドロキシ化合物、特にEP 2093244に記載のシリルポリエーテルを使用することも可能である。
(H−D(式中、t=2)で表される前記開始物質(A)のフラグメントDは、好ましくは低分子量化合物、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ/トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、ジ/トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,2−ヘキサンジオール及び1,6−ヘキサンジオール、モノアリルエーテル等のトリメチロールプロパンモノエーテル又はグリセロールモノエーテル、また高分子量化合物、例えば酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステル、ポリエーテルオール、ポリエーテルカーボネート、ポリアミド、及びポリウレタンから選択される化合物であり、それは任意に1以上のアルコキシシリル基を有していてよい。

溶融点が150℃未満、より好ましくは100℃未満かつモル質量が200〜8,000g/mol、特に好ましくは400〜4,000g/molの開始物質(A)及び/又は(B)が使用に適する。
好適な開始物質(A)及び/又は(B)は、酸化エチレンと任意に結合する酸化プロピレンの反応により調製されたヒドロキシ末端ポリエーテルである。該開始物質は全て、いかなる所望の混合体でも使用されてもよい。
好適な開始物質(A)は、具体的にはポリエーテル含有ヒドロキシル基、例えば(Bayer Material Science社製の)Desmophen(R) 2061 BD又はAcclaim 4200、及びポリエステル含有ヒドロキシル基、例えば(Bayer Material Science社製の)Desmophen(R) 1700、及びポリエステルポリオール、例えば(Stepan Company社製の)Stepanpol(R) PS−2002、(Croda社製の)Priplast 1838、及びポリカーボネート含有ヒドロキシル基、例えば(Perstorp社製の)Oxymer(R) M112、(Bayer社製の)Desmophen(R) C1200、(Bayer Material Science社製の)Desmophen(R) C2200である。特に好適な開始物質(A)は、ポリプロピレングリコール((Bayer Material Science社製の)Desmophen(R) 2061 BD又はAcclaim 4200)、及び((Invista社製の)Terathane(R)及び(BASF社製の)PolyTHF(R)、例えばPolyTHF 2000のような様々な分子量で使用可能な)ポリテトラヒドロフランである。
更に、個別の分子に対し、群URに対して数平均でアルコキシシリル基が1より多い本発明に係るアルコキシシリル変性ポリマーが特に好ましい。更に、指数iが2、指数jが1〜3かつ指数uが2〜4のアルコキシシリル変性ポリマーが好ましい。
好適な実施形態では、式(I)中、フラグメントM〜Dの指数aの割合は以下の式に従う。
a(M)>2a(D)
特に好適な一実施形態では、本発明に係るアルコキシシリル変性ポリマーは、式(I)で表される。
式中、iは、1〜2、好ましくは1より大きく2以下、より好ましくは2であり、
jは、1〜6、好ましくは1、2、3又は4であり、
uは、j+1であり、
vは、0であり、
Mは、式(Ia)で表され、
式中、aは、0.1〜50、好ましくは0.5〜20、より好ましくは1〜4であり、
bは、10〜500、好ましくは12〜100であり、
cは、0〜20、好ましくは0〜4であり、
dは、0〜20、好ましくは0であり、
wは、0〜20、好ましくは0であり、
yは、0〜20、好ましくは0であり、
eは、1〜10であり、
fは、0〜2であり、
gは、1〜3であり、
ただし、g+f=3であり、
hは、1、2又は3であり、かつ
は、互いに独立して、ヘテロ原子としてO、S及び/又はNを含んでいてもよい、飽和又は不飽和の直鎖状又は分岐鎖状の有機ヒドロカルビル基であり、前記ヒドロカルビル基の炭素原子数は、好ましくは1〜400、より好ましくは2、3又は4〜200であり、より好ましくは炭素原子数が2〜12、好ましくは3〜6のアルキル基であり、
Dは、式(II)で表され、
式中、aは、0〜10、好ましくは0.1より大きく5以下、より好ましくは0.2〜2、特に好ましくは0.25〜1であり、
bは、10〜700、好ましくは12〜350であり、
cは、0〜20、好ましくは0〜10であり、
dは、0〜20、好ましくは0であり、
wは、0〜20、好ましくは0であり、
yは、0〜20、好ましくは0であり、
eは、1〜10であり、
fは、0〜2であり、
gは、1〜3であり、
ただし、g+f=3であり、
hは、1、2又は3であり、かつ
式(Ia)及び式(II)について、(明確に記載されない基は、上記に規定される通りであり、)
は、互いに独立して、メチル基又はエチル基、プロピル基又はイソプロピル基、好ましくはメチル基又はエチル基であり、
は、互いに独立して、メチル基又はエチル基、プロピル基又はイソプロピル基、好ましくはメチル基又はエチル基であり、
は、互いに独立して、水素、又はメチル基、エチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、フェニル基若しくはべンジル基、より好ましくは水素又はメチル基若しくはエチル基であり、
は、互いに独立して、水素、メチル基又はエチル基、特に好ましくは水素であり、
11は、互いに独立して、任意に置換された、炭素原子数が4〜20、好ましくは5〜16、より好ましくは6〜12のアルキル鎖であり、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、2−メチル−2−ブチル基、3−メチル−2−ブチル基、2,2−ジメチルプロピル基、へキシル基、へプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、2−プロピルへプチル基、2−ブチルオクタニル基、2−メチルウンデシル基、2−プロピルノニル基、2−エチルデシル基、2−ペンチルへプチル基、2−へキシルデシル基、2−ブチルテトラデシル基、2−ドデシルヘキサデシル基、2−テトラデシルオクタデシル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、イソノナニル基、イソトリデシル基、イソミリスチル基、イソステアリル基、2−オクチルドデシル基、トリフェニルメチル基、C(O)−(CH−C−(CH−(ネオデカン酸基)、C12/C14アルキル基、フェニル基、クレジル基、tert−ブチルフェニル基、又はべンジル基、より好ましくは、2−エチルヘキシル基、C(O)−(CH−C−(CH−(ネオデカン酸基)、C12/C14アルキル基、フェニル基、クレジル基、tert−ブチルフェニル基、最も好ましくは、tert−ブチルフェニル基又は2−エチルヘキシル基から選択される基であり、
URは、互いに独立して、−U−D−U−で表される同一の2価の基又は異なる2価の基であり、式中、Dは、互いに独立して、炭素原子数が1〜30の飽和又は不飽和の直鎖状又は分岐鎖状の2価のヒドロカルビル基、好ましくは式(VIII)で規定されるようなイソホロン基であり、これらのポリエーテルフラグメントMに結合されるポリエーテルフラグメントDを有する、この種のアルコキシシリル変性ポリマーは、有利な性能特性を有する。
EP2093244は、公知の二重金属シアン化触媒の存在下で、エポキシド機能を有するアルコキシシランを選択的に有利にアルコキシ化させる方法を記載している。そこで述べられている方法により、再現性のある方法で、末端だけでなくオキシアルキレンユニットの配列において、ポリオキシアルキレン化合物の単一及び/又は複数のアルコキシシリル基変性が実施される可能性が提示されている。EP2093244による開示、すなわちそこに記載されている構造及び方法に関して特に言及されている内容については、本願明細書の一部として見なされなければならない。
本発明に係るアルコキシシリル変性ポリマーは、好ましくは以下の工程;
(1)アルコール又はポリエーテルオールから成る群から選択される少なくとも1種のジヒドロキシ官能性開始物質(A)を、少なくとも1種の酸化アルキレン及び少なくとも1種のエポキシド含有アルコキシシリル基と反応させる工程と、
(2)アルコール又はポリエーテルオールから成る群から選択される少なくとも1種のモノヒドロキシ官能性開始物質(B)を、少なくとも1種の酸化アルキレン及び少なくとも1種のエポキシド含有アルコキシシリル基と反応させる工程と、
(3)工程(1)及び(2)の生成物を少なくとも1種のジイソシアネート及び任意の更なる反応物質と反応させる工程と、
を含む方法により得られる。
工程(1)及び(2)で得られるOH官能性アルコキシシリル変性アルコキシ化生成物を、工程(3)において、好ましくはジイソシアネートと反応させ、式(I)で表される発明性のあるアルコキシシリル変性ポリマーを得ることができる。
工程(1)及び(2)については、任意の順序で実施することができる。
特に有利なアルコキシシリル変性ポリマーを得るために、工程(3)を2段階で行うことが好ましい。第1段階(3a)において、工程(1)のアルコキシ化生成物H−D−Hを最初にジイソシアネートと反応させ、NCO官能性中間体を生成し、次いで第2段階(3b)において、それを工程(2)のモノヒドロキシ官能性アルコキシ化生成物H−Mと反応させ、最終的なポリマーを得る。
工程(1)のアルコキシ化生成物の末端α、ω−OH基と、OH1モル当たり1モルのジイソシアネートとのそのような反応において、正式な意味でジイソシアネートの1つのイソシアネート基と、OH基との反応が生じ、第2のイソシアネート基は、NCOを消費させるために、更なるOH基が、好ましくは工程(2)のモノヒドロキシ官能性成分H−Mの形態で提供されるまで該反応性混合物中に未反応のまま残っている。しかしながら、ジオール成分と2モルのジイソシアネートとの反応は100%選択的ではないため、当業者に周知の通り、得られる副生成物は常に、例えば2種以上のジオールが、1種以上のジイソシアネート(例えば、OCN−D−UR−D−UR−D−UR−D−NCO)を介して結合される反応生成物である。そのような副生成物の形成は、多くの要因、例えば個々の共反応物の化学量論、触媒の種類及び量、温度制御等に左右され得るが、完全に回避することはできない。更なる副反応(例えば、アロファネート基を得るためのウレタンユニットへのイソシアネート基の付加)についても同様である。
使用され、かつ式(Ia)及び(II)で規定される指数bを有するフラグメントを導き得る酸化アルキレン化合物の例は、酸化エチレン、1,2−エポキシプロパン(酸化プロピレン)、1,2−エポキシ−2−メチルプロパン(酸化イソブチレン)、エピクロロヒドリン、2,3−エポキシ−1−プロパノール、1,2−エポキシブタン(酸化ブチレン)、2,3−エポキシブタン、2,3−ジメチル−2,3−エポキシブタン、1,2−エポキシペンタン、1,2−エポキシ−3−メチルペンタン、1,2−エポキシヘキサン、1,2−エポキシシクロヘキサン、1,2−エポキシヘプタン、1,2−エポキシオクタン、1,2−エポキシノナン、1,2−エポキシデカン、1,2−エポキシウンデカン、1,2−エポキシドデカン、酸化スチレン、1,2−エポキシシクロペンタン、1,2−エポキシシクロヘキセン、酸化ビニルシクロヘキセン、(2,3−エポキシプロピル)ベンゼン、ビニルオキシラン、3−フェノキシ−1,2−エポキシシクロペンタン、2,3−エポキシメチルエーテル、2,3−エポキシエチルエーテル、2,3−エポキシイソプロピルエーテル、3,4−エポキシブチルステアレート、4,5−エポキシペンチルアセテート、2,3−エポキシプロパンメタクリレート、2,3−エポキシプロパンアクリレート、グリシジルブチレート、メチルグリシデート、エチル−2,3−エポキシブタノエート、4−(トリメチルシリル)ブタン、1,2−エポキシド、4−(トリエチルシリル)ブタン−1,2−エポキシド、3−(パーフルオロエチル)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロブチル)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロブチル)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロヘキシル)−1,2−エポキシプロパン、4−(2,3−エポキシプロピルモルホリン、1−(オキシラン−2−イルメチル)ピロリジン−2−オンである。酸化エチレン、酸化プロピレン、及び酸化ブチレンを使用することが好ましい。酸化エチレン及び酸化プロピレンを使用することが特に好ましい。
開環を介して、式(Ia)及び(II)で規定される指数dを有するフラグメントを導くラクトンは、バレロラクトン又はカプロラクトンであり、両者とも置換されていなくてもよく、又はアルキル基、好ましくはメチル基で置換されていてもよい。ε−カプロラクトン又はδ−バレロラクトン、特にε−カプロラクトンを使用することが好ましい。
使用され、反応性の結合により指数yを有するフラグメントを導く飽和、不飽和又は芳香族環状ジカルボン酸無水物は、 好ましくは、無水コハク酸、オクテニル−、デセニル−、及びドデセニルコハク酸無水物、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ−、テトラヒドロ−、ジヒドロ−、メチルヘキサヒドロ−、及びメチルテトラヒドロフタル酸無水物である。アルコキシ化工程の間、それぞれの無水物モノマーは、任意の順序かつ任意の可変量で、エポキシドの供給に連続して又はそれと同時に、開環とともに共重合され、ポリエーテルエステルを形成してもよい。上記の無水物の混合物も使用することができる。更に、反応の開始前に、開始物質Dに無水物を添加し、上記のような計量添加を省くことも可能である。しかし、代替的な可能性としては、開始物質Dに無水物を添加すること、及びアルコキシ化中の更なる反応の過程で更に無水物を計量添加することである。
使用に特に適するものは、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、及び無水ヘキサヒドロフタル酸、特に無水マレイン酸及び無水ヘキサヒドロフタル酸である。
式(Ia)及び(II)で規定される指数cを有するフラグメントを導くグリシジルエーテルは、好ましくは一般式(IV):
(式中、R11は上記の規定の通りである。)
で表される化合物である。
11は、好ましくはメチル基、エチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、C(O)−(CH−C−(CH(ネオデカン酸からの基、例えばMomentive社製のCardura E 10 P)C12/C14基、フェニル基、クレジル基、又はtert−ブチルフェニル基、及び/又はアリル基、より好ましくはアリル基、クレジル基、2−エチルヘキシル基、−C(O)−(CH−C−CH、又はC12/C14基である。特に好ましくは、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル(例えば、Grilonit RV 1807、Grilonit RV 1807 4.1、又はIPOX RD 17として入手可能)及びC12−C14−グリシジルエーテル(例えば、Ipox(R) RD24として入手可能)が使用される。
使用するエポキシド官能性アルコキシシラン、及び使用する任意の更なるモノマー次第で、式(I)で表される変性アルコキシ化生成物、また任意の所望の構造を有する混合物を調製することができる。
使用され、かつ式(Ia)及び(II)で規定される指数aを有するフラグメントを導く酸化アルキレン化合物は、好ましくは一般式(V):
(式中、f、g、h、R、及びRは上記の規定の通りである。)
に一致してよい。
式(V)で表される、エポキシド基を置換したアルコキシシランとして、例えば3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリプロポキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、ビス(3−グリシジルオキシプロピル)ジメトキシシラン、ビス(3−グリシジルオキシプロピル)ジエトキシシラン、3−グリシジルオキシヘキシルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシヘキシルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルエチルジエトキシシランが挙げられる。
本発明の方法において使用されることが好ましい式(V)で表される化合物は、例えばDYNASYLAN(R) GLYMO及びDYNASYLAN(R) GLYEO(Evonik Degussa GmbH社の商標)という名前でそれぞれ入手可能な3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン又はトリエトキシシランである。このようにして、湿潤架橋成分としての適用におけるメタノールの放出を防止することができるため、グリシジルオキシプロピルトリエトキシシランを使用することが特に好ましい。
開始物質(B)として使用することができ、式(Ia)のR基に対応する化合物は、本発明において、最終アルコキシシリル変性ポリマーの末端基である物質を意味するとして理解される。
基Rは、好ましくは、ヒドロキシル基を含み、式(VI):
−H (VI)
で表される化合物から生じる。
式中、Rは、R−O−であり、Rは、任意に1以上のアルコキシシリル基を有する有機ラジカルであり、式(VI)で示される水素はヒドロキシル基の一部である。
モル質量が31〜10,000g/mol、より好ましくは50〜2,000g/mol、特に好ましくは60〜200g/molの化合物を使用することが好ましい。これらの化合物は、互いに任意の所望の混合物として、又は純粋物質として使用され得る。開始化合物として、アルコキシシリル基を含有する置換基によるペンダント置換を有するヒドロキシル化合物を使用すること、又はアルコキシシリル基による直接置換を有するヒドロキシル化合物、特にEP 2093244に記載のシリルポリエーテルを使用することも可能である。
脂肪族及び脂環式OH基を有する化合物と同様に、OH官能基を有する任意の所望の化合物が好適である。これらには、例えば、フェノール、アルキルフェノール及びアリールフェノールが含まれる。
使用されることが好ましい開始物質(A)は、モル質量が62〜10,000g/mol、好ましくは92〜7,000g/mol、より好ましくは122〜5,000g/mol、よりいっそう好ましくは2,000〜4,000g/molの化合物である。開始化合物は、互いに所望の混合物として、又は純粋物質として使用され得る。開始化合物として、アルコキシシリル基を含有する置換基によるペンダント置換を有するヒドロキシル化合物を使用すること、又はアルコキシシリル基による直接置換を有するヒドロキシル化合物、例えば特にEP 2093244に記載のシリルポリエーテルを使用することも可能である。使用されることが好ましい開始化合物は、DMC触媒アルコキシ化によって予め調製された、モル質量が62〜4,000g/molの低分子量ポリエーテルオールである。
脂肪族及び脂環式OH基を有する化合物と同様に、OH官能基を有する任意の所望の化合物が好適である。これらには、例えばビスフェノールA等のビスフェノールが開始化合物として含まれる。
工程(1)のアルコキシ化生成物H−D−Hの平均モル質量Mwは、好ましくは2,000〜25,000g/mol、より好ましくは4,000〜20,000g/mol、よりいっそう好ましくは6,000〜15,000g/molである。好ましくは、工程(1)のアルコキシ化生成物H−D−Hは、室温で液体である。
工程(2)のアルコキシ化生成物H−Mの平均分子量Mwは、好ましくは500〜15,000g/mol、より好ましくは1,000〜10,000g/mol、よりいっそう好ましくは1,500〜5,000g/molである。好ましくは、工程(2)のアルコキシ化生成物H−Mは、室温で液体である。
本発明のアルコキシ化生成物中の成分M及びDの親水性/疎水性は、アルコキシ化に適する開始分子及び/又はコモノマーの選択によって調節されてよい。
式(I)で表されるアルコキシルシリル変性ポリマーの特徴は、構造上の構成及びモル質量の観点から、制御され、かつ再現性のある方法で、それらを製造することができる点である。モノマーユニットの配列は、広い範囲内で変更されてよい。エポキシドモノマーは、配列された任意のブロック様式で、相互に又は統計的にポリマー鎖に組み込まれてよい。反応成分の開環反応により得られるポリマー鎖に導入されるフラグメントの配列は、フラグメントの中で任意の所望の順序で配列することができるという意味で、自由に並べ替えることができるが、環状無水物及び二酸化炭素を統計的に導入すること、すなわち相同ブロックとしてではなくポリエーテル構造として導入すること、そして互いに隣接しないように導入することに限定される。
従って、本願明細書で再現される指数、及び本願明細書中の式において示される指数の値域は、実際に存在する構造及び/又はその混合体の可能性のある統計分布の平均値として理解される。これは、式(Ia)及び/又は(II)等のように、それ自体が正確に再現される構造式にも当てはまる。
使用されるエポキシド官能性アルコキシシラン及び任意の更なるモノマー、そして任意の二酸化炭素次第で、エステル変性又はカーボネート変性アルコキシシリルポリエーテルを得ることが可能である。式(Ia)及び(II)の化合物中のアルコキシシリルユニットは、好ましくはトリアルコキシシリルユニット、より具体的にはトリエトキシシリルユニットである。
29Si NMR及びGPC調査によって示されるように、鎖末端OH基が工程に関連して存在することは、ケイ素原子上のエステル交換反応が、DMC触媒調製中だけでなく、例えば後続工程においても可能であることを意味する。この場合、正式には、酸素原子を介してケイ素に結合するアルキル基Rは、長鎖の変性アルコキシシリルポリマー基により置換される。二峰性及び多峰性のGPCプロットは、式(I)に示されるような非エステル交換種だけでなく、モル数が2倍、場合によっては3倍又は4倍のアルコキシ化生成物を含むことを実証している。
従って、アルコキシ化生成物は混合物を構成し、それは式(Ia)及び(II)中の指数f+gの和が平均で3未満である化合物も含んでいてよい。理由として、OR基のいくつかはシリルポリエーテル基により置換され得るためである。したがって、組成物は、R−OHの除去及び式(Ia)及び/又は(II)の更なる分子である反応性OH基との縮合反応により、ケイ素原子上に形成される種を含む。この反応は、例えば、ケイ素上の全てのRO基が、式(Ia)及び/又は(II)の更なる分子により置換されるまで繰り返し行われてよい。これらの化合物についての典型的な29Si NMRスペクトルにおける複数のシグナルの存在は、異なる置換パターンを有するシリル基の発生を強調している。
従って、式(I)、(Ia)及び(II)で表される化合物における指数a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、t、u、v、w及びyの値及び好適範囲は、様々な、個別的には無形の種の平均値として理解されるべきである。化学構造及びモル質量の多様性も、主に1.5以上のMw/Mnの広範なモル質量分布に反映され、これは式(I)で表されるアルコキシシリル変性ポリマーでは一般的であり、従来のDMC系ポリエーテルでは非常にまれである。
鎖末端に、最後の各エポキシドモノマーのエポキシド開環から生じ、かつ末端に成長鎖が結合されるOH官能基が常に存在するという特徴は、EP20932444に記載のエポキシ官能性アルコキシシランのアルコキシ化方法と不可分に関連している。
本発明の生成物は、様々な方法で、特にEP2093324、EP2415796(US2002/028022)又はEP2415797(US2002/029090)に記載の方法に従う方法によって製造することができる。本発明のアルコキシ化生成物は、下記の本発明に係る方法により調製されることが好ましい。
そのようなポリマーを調製するための本発明の好適な方法は、以下の工程:
(1)アルコール又はポリエーテルオールから成る群から選択される少なくとも1種のジヒドロキシ官能性開始物質(A)を、少なくとも1種の酸化アルキレン及び少なくとも1種のエポキシド含有アルコキシシリル基と反応させる工程と、
(2)アルコール又はポリエーテロールから成る群から選択される少なくとも1種のモノヒドロキシ官能性開始物質(B)を、少なくとも1種の酸化アルキレン及び少なくとも1種のエポキシド含有アルコキシシリル基と反応させる工程と、
(3)工程(1)及び(2)の生成物を、少なくとも1種のジイソシアネート及び任意の更なる反応物質と反応させる工程と、
を含む。
工程(1)の好適な構成を以下に記載する:
工程(1)において、開始物質(A)と、エポキシ基を有する化合物(酸化アルキレン及びグリシジルエーテル)とのDMC触媒アルコキシ化を実施する。
本発明の方法に準拠するアルコキシ化反応を開始するために、任意に予め懸濁媒体中に懸濁させた1種以上の開始物質(A)及び二重金属シアン化物触媒のみを含有する開始混合物をリアクターに充填する。
使用される懸濁媒体は、ポリエーテル又は不活性溶媒、或いは好ましくは1種以上の開始化合物、或いは代替的に両成分の混合物であってよい。
酸化プロピレン又は少なくとも1つの他のエポキシド化合物を、開始混合物に計量添加する。アルコキシ化反応を開始し、二重金属シアン化物触媒を活性化するために、通常、計量添加されるべきエポキシド総量の一部のみを最初に添加する。開始物質中の反応基、より好ましくは開始混合物中のOH基に対するエポキシドのモル比は、開始段階では好ましくは0.1:1〜10:1、より好ましくは0.2:1〜5:1、よりいっそう好ましくは0.4:1〜3:1である。エポキシドを添加する前に、存在しているかもしれない任意の反応抑制物質を、例えば任意に減圧下で、蒸留等により反応性混合物から除去することが好ましい。
発熱反応の開始は、圧力及び/又は温度をモニタリングすることによって検出され得る。ガス状の酸化アルキレンの場合、リアクター内の圧力の急激な低下は、酸化アルキレンが結合されていること、すなわち反応が開始されたこと、そして開始段階が終了したことを示している。非ガス状のグリシジルエーテル/エステル又はエポキシ官能性アルコキシシランの場合、反応の開始はエンタルピー変化によって示される。
開始段階の後、すなわち反応初期段階の後に、更なる酸化アルキレンを、所望のモル質量に応じて計量添加する。代替的には、異なる酸化アルキレン化合物と式(IV)及び(V)で表される化合物との任意の混合物を添加し、それを別々に任意の順序で連続的に添加してよい。
例えば、反応性混合物の粘度を低下させるために、不活性溶媒中で反応を実施してもよい。好適な不活性溶媒には、炭化水素、特にトルエン、キシレン又はシクロヘキサンが含まれる。
本発明の生成物において、使用される開始化合物、より具体的には使用される開始化合物中のOH基の数に対する、開始段階ですでに添加されたエポキシドを含む、計量添加されたエポキシドの合計のモル比は、好ましくは1〜10:1、特に1〜10:1である。
酸化アルキレン化合物の添加は、好ましくは60〜250℃、より好ましくは90〜160℃の温度で行われる。アルコキシ化が起こる圧力は、好ましくは0.02バール〜100バール、より好ましくは0.05〜20バール、よりいっそう好ましくは0.2〜2バール(絶対)である。大気圧より低い圧力でアルコキシ化を行うことにより、反応を非常に安全に行うことが可能である。アルコキシ化は、任意に不活性ガス(例えば窒素)の存在下で、又はポリエーテルカーボネートを生成するために二酸化炭素の存在下で、好ましくは1〜20バール(絶対)の陽圧で行われてよい。
エステル変性ポリエーテルの調製に使用可能な環状無水物又はラクトンを、実際の開始段階だけでなく、後に酸化アルキレンの供給と平行して、開始物質(A)と触媒との混合物に添加してもよい。言及されるコモノマーを、酸化アルキレンと交互に連続してリアクターに計量供給することもできる。
酸化アルキレンモノマーと環状無水物のモル比は、変化してよい。無水物に対し、少なくとも等モル量の酸化アルキレンモノマーが通常使用される。全ての無水物を確実に転化させるために、酸化アルキレンをモル過剰で使用することが好ましい。
アルコキシ化の間に、酸化アルキレンモノマーに対し、化学量論的に不足又は過剰のいずれかで、ラクトンを添加してよい。
モノマー添加及びモノマー添加を完了するための更なる反応の後、未反応モノマーの残留物及び任意の更なる揮発性成分を、通常真空蒸留、ガスストリッピング、又は他の脱気方法により除去する。揮発性の二次成分を、不連続的(バッチ式)に又は連続的に除去してよい。本発明に係るDMC触媒に基づく方法では、通常濾過をしなくてもよい。
工程を、同一の又は異なる温度で実施してよい。反応開始時にリアクターに充填される、開始物質、DMC触媒、及び任意に懸濁媒体から成る混合物を、モノマーの計量添加を開始する前に、WO98/52689の教示に準拠するストリッピングにより前処理してもよい。
これは、リアクターフィードを介して不活性ガスを反応性混合物と混合すること、及びリアクターシステムに連結された真空プラントを使用して負圧を適用することにより、反応性混合物から比較的揮発性の成分を除去することを含む。この単純な方法では、低級アルコール又は水等の触媒を阻害し得る物質を反応性混合物から除去することができる。不活性ガスの添加と、比較的揮発性の成分の同時除去は、特に反応開始時が好ましい。理由として、反応性物質の添加又は二次反応は、阻害化合物を反応性混合物に導入する可能性があるためである。
本発明の方法において使用される二重金属シアン化物触媒(DMC触媒)は、好ましくはEP2093324に記載されているもの、より好ましくはその中で好適なDMC触媒及び特に好適なDMC触媒としてそれぞれ記載されているものである。
反応性混合物中の触媒濃度は、好ましくは0wppm(質量ppm)より大きく1,000wppm(質量ppm)以下、好ましくは0wppmより大きく500wppm以下、より好ましくは0.1〜300wppm、最も好ましくは1〜200wppmである。この濃度は、生成されるアルコキシ化生成物の総質量に基づいている。
触媒をリアクターに1度だけ計量添加することが好ましい。触媒量は、工程に対し十分な触媒活性が提供されるように設定されなければならない。触媒を固体形態又は触媒懸濁液の形態で計量添加してよい。懸濁液を使用する場合、特に好適な懸濁媒体は開始物質である。
本発明の方法の工程(1)を、アルコキシ化が少なくとも3段階で行われるように実施することが好ましい。段階(1a)では、開始物質(A)を上記のようにDMC触媒の存在下で少量の酸化プロピレンと反応させる。次いで、所望のモル質量に達するまで、更なる酸化プロピレンを添加する。
段階(1b)では、更なる酸化プロピレン及び/又は酸化エチレン、並びに任意に1つ以上の式(IV)で表される上記グリシジルエーテルを添加する。段階(1c)では、式(V)で表される1種以上の化合物を添加し、必要に応じて酸化プロピレン及び/又は酸化エチレンを更に添加する。段階2及び3を組み合わせて、1つの段階にしてもよい。
段階(1c)において、式(V)で表される化合物と酸化プロピレンとの混合物を添加することにより、アルコキシシラン官能基をポリマー鎖/ポリマーブロック上にランダムに導入する。工程(1b)及び(1c)を実施する順序は任意である。好ましくは、段階(1a)の後、段階(1b)を、段階(1c)を行う前に実施する。工程(1b)及び(1c)を繰り返し連続して実施してもよい。段階(1b)及び(1c)を何度も実施する場合、使用される酸化アルキレン、そして式(IV)及び(V)の成分は同一又は異なっていてもよい。上記の詳細な工程は、説明をより分かりやすくするためのものにすぎず、反応物質の好適な計量順序を表している。それは、本発明に係るアルコキシシリル変性ポリマーの厳密なブロック状構造を暗示するために使用されてはならない。
段階(1a)を、好ましくは70〜160℃、より好ましくは80〜150℃、よりいっそう好ましくは100〜145℃、特に好ましくは110〜130℃の温度で実施する。段階(1b)を、好ましくは70〜160℃、より好ましくは80〜150℃、よりいっそう好ましくは100〜145℃、特に好ましくは110〜130℃の温度で実施する。段階(1c)を、好ましくは70〜140℃、より好ましくは75〜120℃、よりいっそう好ましくは80〜110℃の温度で実施する。段階(1b)及び(1c)を組み合わせる場合、反応温度は、段階(1c)での好適温度に合わせなければならない。
モノマーを、工程(1)において、好ましくは以下の割合で使用する。使用されるモノマーの総重量に対し、酸化プロピレン10〜99.9重量%、好ましくは30〜99重量%、特に好ましくは40〜98重量%、酸化エチレン0〜60重量%、好ましくは3〜40重量%、特に好ましくは0〜20重量%、エポキシド含有アルコキシシリル基0.1〜15重量%、好ましくは0.5〜10重量%、特に好ましくは1〜7重量%、並びに酸化ブチレン、酸化イソブチレン、酸化スチレン等の、酸化プロピレン及び酸化エチレン以外の酸化アルキレンから好ましくは選択される更なるモノマー及び/又はε−カプロラクトン、無水フタル酸、tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、C12/C14脂肪族アルコールグリシジルエーテル、及び2−エチルヘキシルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル等の更なるコモノマー0〜25重量%、好ましくは0.1〜20重量%、特に0〜10重量%。
上記は、工程(1)の好適な構成に関連している。以下に工程(2)の好適な構成を記載する。
工程(2)は、開始物質(A)ではなく開始物質(B)が使用されるという違いを除いて、上記の工程(1)と同様に行われる。
モノマーを、工程(2)において、好ましくは以下の割合で使用する。使用されるモノマーの総重量に対し、酸化プロピレン10〜97重量%、好ましくは30〜95重量%、特に好ましくは50〜90重量%、酸化エチレン0〜60重量%、好ましくは3〜40重量%、特に好ましくは0〜20重量%、エポキシド含有アルコキシシリル基1〜30重量%、好ましくは3〜25重量%、特に好ましくは7〜20重量%、及び酸化ブチレン、酸化イソブチレン、酸化スチレン等の、酸化プロピレン及び酸化エチレン以外の酸化アルキレンから好ましくは選択される更なるモノマー及び/又はε−カプロラクトン、無水フタル酸、tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、C12/C14脂肪族アルコールグリシジルエーテル、及び2−エチルヘキシルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル等の更なるコモノマー0〜25重量%、好ましくは0.1〜20重量%、特に0〜10重量%
工程(3)の好適な構成:
工程(1)及び(2)で得られたOH官能性アルコキシシリル変性アルコキシ化生成物は、工程(3)で転化することができ、好ましくはジイソシアネートと反応させて発明性のあるアルコキシシリル変性ポリマー、特に式(I)を得る。
該方法の特に好適な実施形態では、工程(3)を2段階で行う。第1段階(3a)において、工程(1)のアルコキシ化生成物H−D−Hを最初にジイソシアネートと反応させてNCO官能性中間体を生成し、次いで第2段階(3b)において、それを工程(2)のモノヒドロキシ官能性アルコキシ化生成物H−Mと反応させ、最終的なポリマーを得る。
好ましくは、本発明に係る方法の工程(3)において、ジイソシアネートを、工程(1)のH−D−Hから成るポリエーテルのOH基に対してモル過剰で使用し、更に、工程(2)のH−Mから成るポリエーテルを、反応混合物中に存在するイソシアネートに対してモル過剰で使用する。
本発明に係る方法の特に好適な実施形態では、工程(3)において、等モル比のジイソシアネート中のイソシアネート基と、工程(1)及び(2)のポリエーテル(H−D−H+H−M)中のOH基の全量が反応するように、反応物質を使用する。
本発明に係る方法の他の特に好適な実施形態では、工程(3b)において、工程(2)のアルコキシ化生成物のみを含む化合物H−Mと、アルコキシシリル官能基を持たない化合物H−Mとの混合物を使用する。
段階(3a)で選択されるイソシアネート基に対するOH基の化学量論比は、最終生成物中のURフラグメントの数を決定する。
段階(3b)では、非反応性イソシアネート基が分子H−Mと優先的に反応する。分子H−Mとの反応は、エンドキャッピング工程に相当する。この反応工程の目的は、好ましくは全てのイソシアネート基を反応によって消費させることである。
式(I)のアルコキシシリル変性ポリマーを調製するための本発明に係る方法の工程(3)は、好ましくは遷移金属触媒の存在下で、イソホロンジイソシアネートを用いて行われ、ドイツ特許出願DE 102012203737 A1 に詳細に記載されている。しかしながら、原理的には、全ての公知のジイソシアネートが、イソシアネート基を含有する化合物として適している。本発明の教示においては、例えば、数平均モル質量が800g/mol未満の芳香族、脂肪族及び脂環式ジイソシアネートが好ましい。使用に適する例としては、トルエン2,4− / 2,6−ジイソシアネート(TDI)の群から成るジイソシアネート、メチルジフェニルジイソシアネート(MDI)、トリイソシアナトノナン(TIN)、ナフチルジイソシアネート(NDI)、4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、3−イソシアナトメチル−3,3,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート=IPDI)、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2−メチルペンタメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(THDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルプロパン(2,2)、3−イソシアナトメチル−1−メチル−1−イソシアナトシクロヘキサン(MCI)、1,3−ジイソオクチルシアナト−4−メチルシクロヘキサン、1,3−ジイソシアナト−2−メチルシクロヘキサン、及びα,α,α’,α’−テトラメチル−m−又はp−キシリレンジイソシアネート(TMXDI)、並びにこれらの化合物のみを含む混合物である。
式(I)のアルコキシシリル変性ポリマーの調製に使用される好適なジイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、及び/又は4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、特にイソホロンジイソシアネート(IPDI)である。
イソホロンジイソシアネートの正確な構造は、式(VII)で示される。
従って、イソホロンジイソシアネートの反応後、本発明に係る方法の工程(3)の特に好適な実施において、最終的なアルコキシシリル変性ポリマー中で式(VIII)に示されるイソホロンフラグメントDが得られる。
本明細書中で開示されている文献EP2415797(US2002/029090)の内容は、特にそこで開示されている構造および工程、特にそこで開示されている工程に関して、本明細書の一部を成すものとして全て考慮されなければならない。
40重量%より多く、好ましくは60重量%より多く、より好ましくは85重量%より多い式(I)のアルコキシシリル変性ポリマーが、遊離OH基を持たないように工程(3)が実施される場合が好ましい。
本発明のアルコキシシリル変性ポリマーは、例えば、硬化性組成物の製造に使用されてよい。
本発明の硬化性組成物の特徴は、1以上の式(I)の発明性のある上記アルコキシシリル変性ポリマーと少なくとも1の硬化触媒とを含むことである。
本発明の硬化性組成物が、上記に規定するような式(I)(式中、i=2、j=1〜4、u=(j+1)かつv=0〜4)のアルコキシシリル変性ポリマーのみを含み、式(I)(式中、i=0、j=1、u=0かつv=0)のアルコキシ化生成物を含まない場合が好ましい。
本発明の硬化性組成物が、上記に規定するような式(I)(式中、i=2、j=1〜4、u=(j+1)かつv=0〜4)のアルコキシシリル変性ポリマーだけでなく、式(I)(式中、i=0、j=1、u=0かつv=0)のアルコキシ化生成物を含む場合が好ましい。両方の種のアルコキシシリル変性ポリマー又はアルコキシ化生成物が、本発明の硬化性組成物中に存在する場合、式(I)(式中、i=0、j=1、u=0かつv=0)のアルコキシ化生成物に対する、式(I)(式中、i=1〜2、j=1〜4、u=(j+1)かつv=0〜4)のアルコキシシリル変性ポリマーの質量比(質量部の比)は、100未満:0超〜10:90、好ましくは95:5〜15:85、より好ましくは80:20〜30:70である。好ましくは、式(I)(式中、i=0、j=1、u=0かつv=0)のアルコキシ化生成物は、それらのアルコキシシリル基として、優先的に又は専ら、好ましくは専らエトキシシリル基、好ましくはトリエトキシシリル基を有する。
本発明の硬化性組成物中の本発明のアルコキシシリル変性ポリマーの割合は、好ましくは10重量%以上〜90重量%未満、好ましくは15〜70重量%、より好ましくは20〜65重量%である。
(本発明に係る組成物の架橋若しくは重合、又は粒子表面若しくはマクロ組織表面へのそれらの化学的付着のために)使用される硬化触媒は、アルコキシシランの加水分解及び縮合に通常使用される触媒であってよい。使用されることが好ましい硬化触媒は、例えばジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセチルアセトネート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、又はジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジアセチルアセトネート、ジオクチルスズジケタノエート、ジオクチルスタノキサン、ジオクチルスズジカルボキシレート、酸化ジオクチルスズ、好ましくはジオクチルスズジアセチルアセトネート、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジケタノエート、ジオクチルスタノキサン、ジオクチルスズジカルボキシレート、酸化ジオクチルスズ、より好ましくはジオクチルスズジアセチルアセトネート及びジオクチルスズジラウレート等の有機スズ化合物である。更に、亜鉛オクトエート、亜鉛アセチルアセトネート、及び亜鉛−2−エチルカプロエート等の亜鉛塩、又はN,N,N−トリメチル−N−2−水酸化ヒドロキシプロピルアンモニウム、N,N,N−トリメチル−N−2ヒドロキシプロピルアンモニウム2−エチルヘキサノエート、又はコリン2−エチルヘキサノエート等のテトラアルキルアンモニウム化合物も使用されてよい。亜鉛オクトエート(亜鉛2−エチルヘキサノエート)及びテトラアルキルアンモニウム化合物の使用、特に亜鉛オクトエートの使用が好ましい。更に、Borchi(R)触媒等のビスマス触媒、チタニウム(IV)イソプロポキシド等のチタン酸塩、鉄(III)アセチルアセトネート等の鉄(III)化合物、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリ−sec−ブトキシド及び他のアルコキシド、そしてアルミニウムアセチルアセトネート等のアルミニウム化合物、カルシウムジナトリウムエチレンジアミンテトラアセテート又はカルシウムジアセチルアセトネート等のカルシウム化合物、或いはトリエチルアミン、トリブチルアミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.0]オクタン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、N,N−ビス(N,N−ジメチル−2−アミノエチル)メチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N−ジメチルフェニルアミン、N−エチルモルホリン等のアミンも使用されてよい。酢酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸又は塩化ベンゾイル、塩酸、リン酸、例えばリン酸ブチル、リン酸(イソ)プロピル、リン酸ジブチル等のそのモノエステル及び/又はジエステル等の有機又は無機のブレンステッド酸が触媒として適している。もちろん、2以上の触媒を組み合わせて使用することも可能である。
本発明に係る組成物中の硬化触媒の割合は、組成物全体に対し、好ましくは0.1重量%〜5重量%、より好ましくは0.15重量%〜2重量%、よりいっそう好ましくは0.2重量%〜0.75重量%である。
本発明に係る組成物は、可塑剤、充填剤、溶媒、接着促進剤、レオロジー添加剤として知られる流動挙動を修正するための添加剤、及び脱水剤、より具体的には化学的湿分脱水剤から成る群から選択される更なる補助剤を含んでいてもよい。
本発明に係る組成物は、好ましくは1以上の接着促進剤及び/又は1以上の脱水剤、より具体的には化学的脱水剤を含む。
接着促進剤として、先行技術から公知の接着促進剤、より具体的にはアミノシランが、本発明に係る組成物中に存在することが可能である。使用可能な接着促進剤は、好ましくは、アルコキシシリル基を含有し、かつ3−アミノプロピルトリメトキシシラン((Evonik社製)Dynasylan(R) AMMO)、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン((Evonik社製)Dynasylan(R) DAMO)、N−(n−ブチル)アミノプロピルトリメトキシシラン((Evonik社製)Dynasylan(R) 1189)、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン((Evonik社製)Dynasylan(R) MTMO)、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン((Evonik社製)Dynasylan(R) GLYEO)、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン((Evonik社製)Dynasylan(R) GLYEO)、フェニルトリメトキシシラン((Evonik社製)Dynasylan(R) 9165又はDynasylan(R) 9265)等の第1級若しくは2級アミン基、ビニル基、チオール基、アリール基若しくは代替的にオキシラン基、又は例えば(Evonik社製)Dynasylan(R) 1146等のオリゴマーアミノ/アルキル−アルコキシシランを、単独で又は混合物として含有する化合物である。存在することが好ましい接着促進剤は、例えば3−アミノプロピルトリエトキシシラン((Wacker社製)Geniosil(R) GF 93、(Evonik(R)社製)Dynasylan(R) AMEO)、及び/又は(3−アミノプロピル)メチルジエトキシシラン((Evonik(R)社製)Dynasylan 1505)、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(Evonik社製)Dynasylan(R) AMMO)、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(Evonik社製)Dynasylan(R) DAMO)、(Evonik社製)Dynasylan(R) 1146、より好ましくは3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、Dynasylan(R) 1146、特に好ましくは3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、Dynasylan(R) 1146である。
本発明に係る組成物中の接着促進剤の割合は、好ましくは組成物全体に対し、0より大きく5重量%以下、より好ましくは0.5〜4重量%、よりいっそう好ましくは1〜2.5重量%である。
本発明に係る組成物は、例えば、配合成分により導入される水分若しくは水に結合するために、又は充填操作若しくは保存によりその後に取り込まれるために脱水剤を含むことが好ましい。本発明に係る組成物中で使用可能な脱水剤は、原理上、先行技術から公知の全ての脱水剤である。使用可能な化学的脱水剤として、例えば、単独で又は混合物として、ビニルトリメトキシシラン(Evonik社製Dynasylan(R) VTMO、又はWacker AG社製Geniosil(R) XL 10)、ビニルトリエトキシシラン(Evonik社製Dynasylan(R) VTEO、又はWacker社製Geniosil(R) GF 56)、ビニルトリアセトキシシラン(Wacker社製Geniosil(R) GF 62)、N−トリメトキシシリルメチルO−メチルカルバメート(Wacker社製Geniosil(R) XL 63)、N−ジメトキシ(メチル)シリルメチルO−メチルカルバメート、N−メチル[3−(トリメトキシシリル)プロピル]カルバメート(Wacker社製Geniosil(R) GF 60)、ビニルジメトキシメチルシラン(Wacker社製Geniosil(R) XL 12)、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン(Wacker社製Geniosil(R) GF 58)、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)アミン(Evonik社製Dynasylan(R) 1122)、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)アミン(Dynasylan(R) 1124)、N−ジメトキシ(メチル)シリルメチルO−メチルカルバメート、(Wacker社製Geniosil(R) XL 65)、又は例えば(Evonik社から入手可能な)Dynasylan(R) 6490及びDynasylan(R) 6498等のオリゴマービニルシランが挙げられる。脱水剤として、ビニルトリメトキシシラン(Evonik社製Dynasylan(R) VTMO又はWacker AG社製Geniosil(R) XL 10)、ビニルトリエトキシシラン(Evonik社製Dynasylan(R) VTEO又はWacker社製Geniosil(R) GF 56)を使用することが好ましい。化学的湿分脱水剤として、本発明に係る組成物は、好ましくはビニルトリメトキシシラン(Evonik社製Dynasylan(R) VTMO又はWacker AG社製Geniosil(R) XL 10)を含む。更に、化学的乾燥に加えて又はそれに代えて、例えばゼオライト、モレキュラーシーブ、無水硫酸ナトリウム、又は無水硫酸マグネシウム等の物理的脱水剤を使用してもよい。
本発明に係る組成物中の脱水剤の割合は、好ましくは組成物全体に対し、0より大きく5重量%以下、より好ましくは0.2〜3重量%である。
本発明に係る組成物は、流動挙動を適合させるための、可塑剤、充填剤、溶媒、及び添加剤から成る群から選択される1以上のアジュバント(レオロジー添加剤)を含んでもよい。
可塑剤は、例えば、フタル酸、ポリエステル、フェノールのアルキルスルホン酸エステル、シクロヘキサンジカルボン酸エステルから成る群、又はポリエーテルから成る群から選択されてよい。使用される可塑剤は、式(I)で表される本発明に係るアルコキシ生成物とは異なる化合物のみである。
可塑剤が本発明に係る組成物中に存在する場合、本発明に係る組成物中の可塑剤の割合は、組成物全体に対し、好ましくは0重量%より大きく90重量%以下、より好ましくは2重量%〜70重量%、よりいっそう好ましくは5重量%〜50重量%である。
使用可能な充填剤は、例えば、沈降若しくは粉砕チョーク、無機炭酸塩一般、沈降若しくは粉砕ケイ酸塩、沈降若しくはヒュームドシリカ、ガラス粉、(気泡として知られる)中空ガラスビーズ、TiO、Al等の金属酸化物、例えば天然若しくは析出硫酸バリウム、ガラス繊維若しくは炭素繊維等の補強繊維、長繊維若しくは短繊維ワラストナイト、コルク、カーボンブラック、又はグラファイトである。これらの生成物は水の混入が少なく、かつ配合物の保存安定性が向上するため、有利に疎水化充填剤を使用することが可能である。
充填剤が本発明に係る組成物中に存在する場合、本発明に係る組成物中の充填剤の割合は、組成物全体に対し好ましくは1〜70重量%であり、ヒュームドシリカを除き、本願明細書に記載されている充填剤に関しては特に好ましくは30〜65重量%である。ヒュームドシリカを使用する場合、特に好適なヒュームドシリカの割合は2〜20重量%である。
充填剤に加えて存在することが好ましいレオロジー添加剤として、例えばCray Valley社からCrayvallac(R)という商品名で入手可能なアミドワックス、硬化植物油、及び脂肪、(共にEvonik社から入手可能な)Aerosil(R) R202若しくはR805又は(Cabot社によって販売されている)Cab−O−Sil(R) TS 720若しくはTS 620若しくはTS 630から成る群から選択することが可能である。ヒュームドシリカが既に充填剤として使用されている場合、レオロジー添加剤を添加する必要はない。
レオロジー添加剤が本発明に係る組成物中に存在する場合、本発明の組成物中のレオロジー添加剤の割合は、組成物全体に対して、所望の流動挙動に応じて、好ましくは0重量%より大きく10重量%以下、より好ましくは2重量%〜6重量%の量である。
本発明に係る組成物は溶媒を含んでもよい。これらの溶媒は、例えば、未架橋混合物の粘度を低下させるのに役立ち、又は表面上への流動を促進し得る。考えられる溶媒には、原理上、全ての溶媒及び溶媒混合物が含まれる。このような溶媒の好適な例は、tert−ブチルメチルエーテル等のエーテル、酢酸エチル又は酢酸ブチル又はジエチルカーボネート等のエステル、そしてメタノール、エタノール等のアルコール、そしてプロパノール及びブタノールの様々な位置異性体、或いは特定の用途に応じて選択されるグリコール類である。更に、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ハイドロフルオロカーボン(FREON)等のハロゲン化溶媒、及び水、CS、超臨界CO等の無機溶媒を含む芳香族及び/又は脂肪族溶媒を使用してもよい。
必要に応じて、本発明に係る組成物は、共架橋剤、難燃剤、脱気剤、抗菌剤及び防腐剤、染料、着色剤及び顔料、凍結防止剤、殺菌剤及び/又は反応性希釈剤、そして錯化剤、スプレー補助剤、湿潤剤、芳香剤、光安定剤、ラジカル補足剤、UV吸収剤又は安定剤、特に熱暴露及び/若しくは化学暴露並びに/又は紫外線及び可視光への暴露に対する安定剤から成る群から選択される1以上の物質を更に含んでもよい。
使用されるUV安定剤は、例えば、ヒンダードフェノール系を基礎とする公知の製品であってよい。使用される光安定剤は、例えば、HALSアミンとして知られているものであってよい。使用可能な安定剤の例は、例えばTinuvin(R) 1130、Tinuvin(R) 292又はTinuvin(R) 400、好ましくはTinuvin(R) 1130とTinuvin(R) 292の併用等の(BASF社製)Tinuvin(R)安定剤を含む、当業者に周知の製品又は製品複合物である。それらの使用量は、必要な安定化の程度によって決定される。
加えて、機械的硬度を上昇させ、流動性を低下させるために、硬化性組成物を共架橋剤と混合してもよい。そのような共架橋剤は、通常3、4以上の架橋可能な基を提供することができる物質である。本願明細書における例は、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン又はテトラエトキシシランである。
本発明に係る好適な硬化性組成物は、式(I)で表される少なくとも1つのアルコキシ化生成物と、可塑剤、充填剤、接着促進剤、脱水剤又は(硬化)触媒を含有する。
本発明に係る特に好適な組成物は、組成物全体に対し、10〜90重量%又は80重量%未満の式(I)で表されるアルコキシシリル変性ポリマーを有し、好ましくは、(I)で表されるアルコキシシリル変性ポリマー当たり、平均で2.0〜8.0のエトキシシリル官能基を有し、組成物全体に対し、0.3重量%〜5.0重量%、好ましくは0.5重量%〜4.0重量%、より好ましくは1.0重量%〜2.5重量%の接着促進剤を有し、組成物全体に対し、30重量%未満の可塑剤を有し、組成物全体に対し、1〜70重量%の充填剤を有し、組成物全体に対し、0.2〜3.0重量%の化学的脱水剤を有し、かつ組成物全体に対し、0.1重量%〜5.00重量%、好ましくは0.2〜3.00重量%の硬化触媒を有する。特に好適な組成物の場合、配合成分の上記割合は、割合合計が100重量%になるように選択される。
本発明に係る組成物は、例えば接着剤若しくはシーラントであってよく、又は接着剤若しくはシーラントを製造するために使用されてよい。
本発明に係る組成物、より具体的にはこのようにして得られる本発明に係る組成物は、既存の市販製品及び工業的に使用される製品と同等の時間内に硬化し、比較的厚いフィルムに適用すると非常に良好な三次元の架橋を受ける。鋼、アルミニウム、種々のプラスチック、並びに石、コンクリート及びモルタル等の鉱物基材のような異なる基材への側面接着及び付着が特に良好である。
本発明に係る組成物は、特に基材の強化、レベリング、変性、接着結合、シーリング、及び/又はコーティングに使用されてよい。適切な基材は、例えば建築業界又は自動車構造における粒状又はシート状の基板、構造要素、部品、金属、特に鉄、ステンレス鋼を含む鋼、及び鋳鉄、セラミック材料、特に固体金属酸化物又は非金属酸化物又は炭化物を基質とするセラミック材料、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム又は酸化カルシウム、鉱物又は有機基材、特にコルク及び/又は木材、鉱物基材、木材又はコルクから成るチップボード及び繊維板、複合材料、例えばMDFボード(中密度繊維板)、WPC物品(木材プラスチック複合材)、チップボード、コルク物品、ラミネート物品、セラミック等の木材複合材料、並びに天然繊維及び合成繊維(及びこれらを含む基材)、又は異なる基材の混合物である。特に好ましくは、本発明に係る組成物を、構造要素及び部品のシーリング及び接着結合のために、又は多孔質若しくは非多孔質の粒状若しくはシート状の基板のコーティングのために、表面のコーティング又は変性のために、及び金属、特に鉄、ステンレス鋼を含む鋼、鋳鉄等の建築材料への適用のために、セラミック材料、特に固体金属酸化物又は非金属酸化物又は炭化物、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウムへの適用、鉱物基材又は有機基材、特にコルク及び/又は木材への適用のために、木材又はコルクから成るチップボード及び繊維板等の鉱物基材等の不均質な多孔質の又は脆い基材、MDFボード(中密度繊維板)、WPC物品(木材プラスチック複合材)、チップボード、コルク物品、ラミネート物品、セラミックだけでなく天然繊維及び合成繊維、又は異なる基材の混合物等の木材複合材等の複合材料の結合、補強又はレベリングのために、建築業界又は自動車構造において、粒状又はシート状の基材のシーリング及び/又はコーティングで使用する。
この広範囲の接着の結果として、それらは上記の基材を有する材料を組み合わせた結合にも適している。これに関連して、表面が平滑であるか粗面化されているか多孔質であるかは重要ではない。接着剤との接触面積が広いという理由から粗面又は多孔質の表面が好ましい。
本発明に係る組成物は、好ましくは10℃〜40℃の温度で塗布され、これらの条件下で効果的に硬化する。湿度依存的硬化メカニズムの観点から、効果的な硬化のためには、最低35%〜最高75%の相対大気湿度が特に好ましい。硬化した接着結合(組成物)は、−10℃〜80℃の温度で使用され得る。本発明に係る組成物により作製される接着結合は、60℃未満の温度(T<60℃)で水及び非膨潤性溶媒に耐性を示す。接着結合は、例えばメタノール、エタノール、トルエン、テトラヒドロフラン、アセトン又はイソプロパノール等の配合物を膨潤させる溶媒には耐性がない。
アルコキシ化生成物の架橋反応中に形成されるエタノールによる膨潤性は、形成されるエタノールが、大きく広範な結合の中でさえ硬化を妨げないので、基本的な前提条件である。それは末端まで運ばれ、そこで蒸発する。従って、本発明に係る配合では、広範な結合が迅速に硬化することが保証される。
接着剤及び/又はシーラント用途のための、上記のような本発明に係る硬化性組成物の使用、基材の強化、レベリング、変性、接着結合、シーリング及び/又はコーティングのための、上記のような本発明に係るアルコキシシリル変性ポリマーの使用、及び引裂伝播抵抗を改善するための、硬化性組成物中での上記のような本発明に係るアルコキシシリル変性ポリマーの使用は、本発明の更なる主題事項である。
以下に示される実験例は、本発明を実験例によって説明するものであり、本発明を限定するものではなく、その適用範囲は、明細書及び特許請求の範囲全体から、実験例において規定される実施形態に対し明らかである。
実験例
一般的記述:
Anton Paar社製のMCR301レオメータを使用して、1mmの間隔をあけて上下にプレートを配置し、温度25℃でせん断速度依存的方法により粘度を測定した。せん断速度10s−1の粘度を読み取り、表1及び2にまとめた。
実験例1〜6:本発明に係る方法の工程(1)によるPPG系アルコキシシリル変性ポリエーテルの合成:
5リットル容量のオートクレーブに、適量のPPG2000(実験例に応じて600〜900g)を充填し、次いで(バッチ全体に対して)100ppmのヘキサシアノコバルト酸亜鉛二重金属シアン化物触媒を添加した。窒素を3バールまで導入して該リアクターを不活性化し、次いで標準圧力まで減圧した。この操作を2回以上繰り返した。攪拌しながら該リアクターの中身を130℃まで加熱し、約20ミリバール排気して揮発性成分を取り除いた。30分経過後、80gの酸化プロピレンを、排気された該リアクターに導入し、該触媒を活性化させた。まず、内部圧が約0.8バールまで上昇した。数分経過後、該リアクターの圧力が自然に低下したことから明らかであるように、反応が生じた。次いで、必要量の酸化プロピレン及び/又は酸化エチレンを導入し、表1に規定される第1ブロック構造を得た。更に1時間反応を続け、その間温度を95℃まで低下させた。この温度で、Dynasylan(R) GLYEO(Evonik社製の3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン)と酸化プロピレンとの混合体を連続的に導入し、表2に規定される第2ブロック構造を得て、該温度を一定に保ち続けた。更に1時間反応させた後、圧力を100ミリバール未満(P<100ミリバール)にして脱臭を行い、未反応酸化アルキレンの残留物を取り除いた。次いで、500ppmのIrganox(R) 1135(BASF社製)を15分間混合攪拌した。得られた生成物は全て無色かつ均質であった。1molの開始物質に対する該反応性物質の各モル比を表1に示す。
実験例7及び8:本発明に係る方法の工程(2)によるBPG系アルコキシシリル変性ポリエーテルの合成:
5リットル容量のオートクレーブに、適量のBPG400(実験例に応じて250〜500g)を充填し、次いで(バッチ全体に対して)150ppmのヘキサシアノコバルト酸亜鉛二重金属シアン化物触媒を添加した。窒素を3バールまで導入して該リアクターを不活性化し、次いで標準圧力まで減圧した。この操作を2回以上繰り返した。攪拌しながら該リアクターの中身を130℃まで加熱し、約20ミリバール排気して揮発性成分を取り除いた。30分経過後、80gの酸化プロピレンを、排気された該リアクターに導入し、該触媒を活性化させた。まず、内部圧が約0.8バールまで上昇した。数分経過後、該リアクターの圧力が自然に低下したことから明らかであるように、反応が生じた。次いで、必要量の酸化プロピレン及び/又は酸化エチレンを導入し、表1に規定される第1ブロック構造を得た。更に1時間反応を続け、その間温度を95℃まで低下させた。この温度で、Dynasylan(R) GLYEO(Evonik社製の3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン)と酸化プロピレンとの混合体を連続的に導入し、表2に規定される第2ブロック構造を得て、該温度を一定に保ち続けた。更に1時間反応させた後、圧力を100ミリバール未満(P<100ミリバール)にして脱臭を行い、未反応酸化アルキレンの残留物を取り除いた。次いで、500ppmのIrganox(R) 1135(BASF社製)を15分間混合攪拌した。得られた生成物は全て無色かつ均質かつ低粘性であった。1molの開始物質に対する該反応性物質の各モル比を表1に示す。
本発明に係る方法の工程(3)によるアルコキシシリル変性ポリエーテルの合成(DE102012203737A1に基づくエンドキャッピング):
実験例1〜6で調製されるアルコキシ化生成物を、IPDI(イソホロンジイソシアネート)並びに本発明の工程(3)に準ずる実験例7及び8から調製されるアルコキシ化生成物と反応させた。
実験例9(比較例):
実験例1のアルコキシシリルポリエーテル(1082g)を導入し、70℃まで加熱した。次いで、IPDI(36.9g)を添加し、該混合物を5分間攪拌し、TIB Kat 216(ジラウリン酸ジオクチルスズ)(0.09g)を添加した。該混合物を30分間攪拌し、実験例7のアルコキシシリルポリエーテル(452.9g)を添加した。次いで、更に5時間攪拌した。
実験例10:
実験例2のアルコキシシリルポリエーテル(2389.9g)を導入し、70℃まで加熱した。次いで、IPDI(80.5g)を添加し、該混合物を5分間攪拌し、TIB Kat 216(ジラウリン酸ジオクチルスズ)(0.20g)を添加した。該混合物を30分間攪拌し、実験例7のアルコキシシリルポリエーテル(987.9g)を添加した。次いで、更に5時間攪拌した。
実験例11:
実験例3のアルコキシシリルポリエーテル(2293.9g)を導入し、70℃まで加熱した。次いで、IPDI(76.28g)を添加し、該混合物を5分間攪拌し、TIB Kat 216(ジラウリン酸ジオクチルスズ)(0.20g)を添加した。該混合物を30分間攪拌し、実験例7のアルコキシシリルポリエーテル(935.9g)を添加した。次いで、更に5時間攪拌した。
実験例12:
実験例4のアルコキシシリルポリエーテル(993.6g)を導入し、70℃まで加熱した。次いで、IPDI(32.4g)を添加し、該混合物を5分間攪拌し、TIB Kat 216(ジラウリン酸ジオクチルスズ)(0.09g)を添加した。該混合物を30分間攪拌し、実験例7のアルコキシシリルポリエーテル(397.9g)を添加した。次いで、更に5時間攪拌した。
実験例13(比較例):
実験例4のアルコキシシリルポリエーテル(1284.8g)を導入し、70℃まで加熱した。次いで、IPDI(42.0g)を添加し、該混合物を5分間攪拌し、TIB Kat 216(ジラウリン酸ジオクチルスズ)(0.08g)を添加した。該混合物を30分間攪拌し、一般式:
O[CHCH(CH)O]5,6
で表されるポリエーテル(79.6g)を添加した。次いで、更に5時間攪拌した。
実験例14:
実験例5のアルコキシシリルポリエーテル(643g)を導入し、70℃まで加熱した。次いで、IPDI(26g)を添加し、該混合物を5分間攪拌し、TIB Kat 216(ジラウリン酸ジオクチルスズ)(0.06g)を添加した。該混合物を30分間攪拌し、実験例7のアルコキシシリルポリエーテル(331g)を添加した。次いで、更に5時間攪拌した。
実験例15:
実験例6のアルコキシシリルポリエーテル(662g)を導入し、70℃まで加熱した。次いで、IPDI(24.4g)を添加し、該混合物を5分間攪拌し、TIB Kat 216(ジラウリン酸ジオクチルスズ)(0.06g)を添加した。該混合物を30分間攪拌し、実験例7のアルコキシシリルポリエーテル(314g)を添加した。次いで、更に5時間攪拌した。
実験例16:
実験例2のアルコキシシリルポリエーテル(482g)を導入し、70℃まで加熱した。次いで、IPDI(19.2g)を添加し、該混合物を5分間攪拌し、TIB Kat 216(ジラウリン酸ジオクチルスズ)(0.06g)を添加した。該混合物を30分間攪拌し、実験例8のアルコキシシリルポリエーテル(499g)を添加した。次いで、更に5時間攪拌した。
性能評価:
常温に適用可能な接着剤/シーラント材の配合:
各実験例のアルコキシシリル変性ポリマー(25.9重量%)を、ミキサー(Hausschild社製Speedmixer(R) FVS 600)で、フタル酸ジイソウンデシル(18.1重量%)と、沈降炭酸石灰(Solvay社製Socal(R) U1S2)(51.1重量%)と、二酸化チタン(Kronos社製Kronos(R) 2360)(0.5重量%)と、接着促進剤(Evonik社製Dynasylan(R) AMMO)(1.4重量%)と、脱水剤(Evonik社製Dynasylan(R) VTMO)(1.1重量%)と、酸化防止剤/安定剤の混合物(TIB(R) Irganox(R) 1135:Tinuvin(R) 1130:Tinuvin(R) 292=1:2:2)(1.5重量%)と、硬化触媒(TIB社製TIB(R) KAT 223)(0.4重量%)と、激しく混合した。完成した製剤をPEカートリッジに移し、適用前に少なくとも24時間常温で保存した。上記実験例のアルコキシシリル変性ポリマーの配合がいずれも同一であることを考慮し、結果に関する考察は、該配合の基礎として利用されたアルコキシシリル変性ポリマーを識別することにより行われた。
DIN 53504に準拠する引張強さと破断伸びの測定
PE表面において、該製剤をフィルム厚2mmでナイフコートした。該フィルムを温度23℃、相対湿度50%で7日間保存した。次いで、カッターとトグルプレスを使用し、該フィルムからS2ダンベル状試験片を打ち抜いた。
試験のために、作製された該ダンベル状試験片を万能試験機(Shimadzu社製)に固定し、該試験片を一定速度(200mm/分)で引っ張った場合の引張強さと破断伸びを測定した。
DIN ISO 34−1、方法B、工程(a)に準拠する引裂伝播抵抗の測定:
PE表面において、該製剤をフィルム厚2mmでナイフコートした。該フィルムを温度23℃、相対湿度50%で7日間保存した。次いで、カッターとトグルプレスを使用し、該フィルムから角状試験片を打ち抜いた。
試験のために、作製された該角状試験片を万能試験機(Shimadzu社製)に固定し、引裂伝播抵抗を測定した(測定速度:500mm/分)。
DIN EN 1465に準拠する共有結合の引っ張りせん断強さの測定
準備された製剤を用いてオーバーラップ接着を作製した。これらの接着のために、2枚のステンレス鋼基板(V2A、1.4301)を使用した。オーバーラップ接着領域は500mmであった;該接着の層厚は0.1mmであった。該接着を温度23℃、相対湿度50%で硬化させた。21日経過後、該接着を万能試験機(Shimadzu社製)に固定し、断裂するまで一定速度(10mm/分)で該接着剤に力をかけた。引張強さを確認した。
発明性のある実験例10〜12及び14〜16の接着剤の引張強さは、比較例9及び13の引張強さと比較し増大しており、これはよりポリマー網目構造のより高度な架橋が形成されたことを示す。
表2で報告される比較例9のS2ダンベル状試験片に係る特性値は、発明性のある実験例10〜12及び14〜16と同様の良好な特性プロファイルを示唆している。しかし、比較例9のS2ダンベル状試験片は、塑性応力−ひずみ特性を示しており、これは弾力回復性が全くなく、従って想定されている接着及び/又はシーラント用途に全く適していないことを意味する。
比較例13のS2ダンベル状試験片と比較し、いずれの場合も発明性のある実験例は、引裂伝播抵抗が顕著に増大しており、実験例10の場合、実際に200%以上増大した。引張強さと破断伸びの顕著な向上は、いずれの場合も本発明に係るアルコキシシリル変性ポリマーにより達成された。

Claims (16)

  1. ポリエーテル骨格を有し、前記ポリエーテル骨格の中央領域及び末端領域の両方にアルコキシシリル基を有することを特徴とするアルコキシシリル変性ポリマー。
  2. 下記式(I)で表されるアルコキシシリル変性ポリマー。
    URAP (I)
    式中、フラグメントM及びDは、UR基及び/又はAP基を介して互いに結合しており、UR基及びAP基は、フラグメントM及びDを介して互いに結合しており、
    iは、1〜2、好ましくは1より大きく2以下、より好ましくは2であり、
    jは、1〜10、好ましくは1〜8、より好ましくは2〜6、特に好ましくは1以上であり、
    uは、0〜11、好ましくは1〜8、より好ましくは2〜6、特に好ましくは2〜4であり、
    vは、0〜6、好ましくは0より大きく4以下、より好ましくは0.1〜2であり、
    ただし、u+v≧1であり、Mは、互いに独立して、好ましくは炭素原子数が8〜400のアルコキシシリル変性ポリエーテル基であり、特に好ましくは下記式(Ia)で表される基であり、
    式中、aは、0.1〜100、好ましくは0.5〜50、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1より大きく5以下、特に好ましくは1、2又は3であり、
    bは、2〜1,000、好ましくは2〜500、より好ましくは2〜400、特に好ましくは10〜100であり、
    cは、0〜200、好ましくは0〜100、より好ましくは0より大きく80以下、特に好ましくは0以上50以下であり、
    dは、0〜200、好ましくは0〜100、より好ましくは0より大きく80以下、特に好ましくは0以上50以下であり、
    wは、0〜200、好ましくは0〜100、より好ましくは0より大きく80以下、特に好ましくは0以上50以下であり、
    yは、0〜500、好ましくは0〜300、より好ましくは0〜200、特に好ましくは0以上100以下であり、
    eは、1〜10であり、
    fは、0〜2であり、
    gは、1〜3であり、
    ただし、g+f=3であり、
    hは、0〜10、好ましくは1〜6、特に好ましくは1、2又は3であり、
    指数a、b、c、d、w及びyを付した基は、分子鎖中で任意に並べ替えることができ、指数w及びyを付した各基は互いに結合しておらず、
    指数a、b、c、d、w及びyを付したフラグメント及び置換基R1に存在するポリオキシアルキレン鎖のモノマー単位は、互いにブロック状に構成されているか、複数の各ブロックが含まれ、互いに統計的に分布しているか、統計的分布を有し、任意に所望の順番で並べ替えることができ、指数w及びyを付した各基は互いに結合しておらず、
    は、互いに独立して、ヘテロ原子としてO、S及び/又はNを含んでいてもよい、飽和又は不飽和の直鎖状又は分岐鎖状の有機ヒドロカルビル基であり、前記ヒドロカルビル基の炭素原子数は、好ましくは1〜400、より好ましくは2、3又は4〜200であり、
    は、互いに独立して、炭素原子数が1〜8のアルキル基、より好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、
    は、互いに独立して、炭素原子数が1〜8のアルキル基、より好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基又はイソプロピル基であり、
    は、互いに独立して、水素、炭素原子数が1〜20のアルキル基、アリール基又はアルカリル基、好ましくは水素、メチル基、エチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、フェニル基又はべンジル基、より好ましくはメチル基又はエチル基であり、
    は、互いに独立して、水素又は炭素原子数が1〜8のアルキル基、好ましくは水素、メチル基又はエチル基、特に好ましくは水素であるか、
    とRのいずれか1つが、RとRが結合した原子を含む、好ましくは炭素原子数が5〜8の環を形成しており、
    及びRは、互いに独立して、水素、炭素原子数が1〜20のアルキル基、アリール基、アルカリル基及び/又はアルコキシ基、好ましくはメチル基であり、
    11は、互いに独立して、炭素原子数が2〜30、特に炭素原子数が24の飽和又は不飽和の脂肪族又は芳香族ヒドロカルビル基であり、好ましくは炭素原子数が1〜16、より好ましくは炭素原子数が6〜12のアルキル基によって任意に置換されていてもよく、その鎖が酸素を含んでいてもよく、更なる官能基を含んでいてもよく、該官能基としては例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール又はヘキサノール等のアルコールで任意にエステル化されたカルボキシル基、酢酸、酪酸、ネオデカン酸、(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸ポリマー等の酸で任意にエステル化された水酸基、炭素原子数が6〜20のアリール基又は炭素原子数が7〜30、好ましくは7〜20のアルカリル基、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、2−ペンチル基、3−ペンチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、2−メチル−2−ブチル基、3−メチル−2−ブチル基、2,2−ジメチルプロピル基、へキシル基、へプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、2−プロピルへプチル基、2−ブチルオクタニル基、2−メチルウンデシル基、2−プロピルノニル基、2−エチルデシル基、2−ペンチルへプチル基、2−へキシルデシル基、2−ブチルテトラデシル基、2−ドデシルヘキサデシル基、2−テトラデシルオクタデシル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、イソノナニル基、イソトリデシル基、イソミリスチル基、イソステアリル基、2−オクチルドデシル基、トリフェニルメチル基、C(O)−(CH−C−(CH−(ネオデカン酸基)、C12/C14アルキル基、フェニル基、クレジル基、tert−ブチルフェニル基及びべンジル基、より好ましくは、2−エチルヘキシル基、C(O)−(CH−C−(CH−(ネオデカン酸基)、C12/C14アルキル基、フェニル基、クレジル基及びtert−ブチルフェニル基、特に好ましくは、tert−ブチルフェニル基及び2−エチルヘキシル基から選択される基が挙げられ、
    13及びR14は、互いに独立して、水素及び/又は有機基、好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキリデン基、アルコキシ基、アリール基及び/又はアラルキル基であるか、R13及び/又はR14が存在せず、代わりにC=C二重結合が存在し、
    架橋フラグメントZは、任意に存在し、架橋フラグメントZが存在しない場合には、
    15及びR16は、互いに独立して、水素及び/又は有機基、好ましくはアルキル基、アルケニル基、アルキリデン基、アルコキシ基、アリール基及び/又はアラルキル基であり、R13及びR14の一方が存在しない場合には、各ジェミナル基(R13が存在しない場合にはR15、R14が存在しない場合にはR16)は、アルキリデン基、好ましくはメチリデン基(=CH)であり、
    15及びR16は、フラグメントZを介して脂環式又は芳香族的に架橋されたヒドロカルビル基であり、Zは、置換されていてもよい2価のアルキレン基又はアルケニレン基であり、
    指数yを付したフラグメントは、例えば、環状無水物を導入することによって得ることができ、好ましい環状無水物としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水シトラコン酸、無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸二無水物、べンゾフェノン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、無水マレイン酸のフリーラジカル重合ホモポリマー又はエチレン、イソブチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル又はスチレンと無水マレイン酸のフリーラジカル重合コポリマー等の多官能酸無水物が挙げられ、特に好ましい無水物としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水シトラコン酸、無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸が挙げられ、Dは、ポリエーテル基−(D(式中、tは2である。)であり、Dは、ヘテロ原子としてO、S、Si及び/又はNを含んでいてもよい、四官能性の飽和又は不飽和の直鎖状又は分岐鎖状の有機ヒドロカルビル基であり、各D基は、D基に共有結合によって結合しており、前記ヒドロカルビル基の炭素原子数は、好ましくは8〜1,500であり、前記ヒドロカルビル基の炭素鎖は、好ましくは酸素原子を含み、前記ヒドロカルビル基は、好ましくはケイ素原子含有置換基を含み、前記ケイ素原子含有置換基は、好ましくはアルコキシシリル基であり、酸素原子を含む前記ヒドロカルビル基は、好ましくは、ポリオキシアルキレン基、ポリエーテル基及び/又はポリエーテルアルコキシ基であり、又は、Dは、縮合フェノール基であってもよく、又は、Dは、より好ましくは、ヒドロキシル化アルコール、ポリエーテルオール、ポリエステルオール、シロキサン、過フッ素化ポリエーテルオール、(ポリ)ウレタン又は糖類、好ましくはOH官能性ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルエステル、過フッ素化ポリエーテル又はそれらのコポリマー、特に好ましくはOH官能性ポリエーテル又はポリエステルの四官能性基であってもよく、Dは、下記式(II)で表されるフラグメントであり、
    式中、a〜h、w、y及びR〜R16は、互いに独立して、前記式(Ia)において定義したとおりであり、ただし、前記式(Ia)及び(II)における全ての指数bの合計は少なくとも5、好ましくは少なくとも10、特に好ましくは少なくとも15であり、前記式(Ia)及び(II)における全ての指数aの合計は2より大きく、URは、互いに独立して、−U−D−U−で表される同一の2価の基又は異なる2価の基であり、Uは、窒素を介してDに結合する−C(O)−NH−基であり、Dは、互いに独立して、O、N及び/又はS等のヘテロ原子を含んでいてもよい、アルキル基、アルケニル基、アリール基又はアルカリル基から選択される、置換されていてもよい、炭素原子数が1〜30の飽和又は不飽和の直鎖状又は分岐鎖状の2価のヒドロカルビル基又はアリール基又はアルカリル基であり、好ましくは、炭素原子数が6〜30の2価のヒドロカルビル基であり、特に好ましくは、イソホロン基であり、APは、互いに独立して、下記式(IIIa)又は(IIIb)で表される同一の基又は異なる基である。
  3. 前記式(I)において、フラグメントM〜D中の指数aの比が、
    a(M)>2a(D)
    で表されることを特徴とする、請求項2に記載のアルコキシシリル変性ポリマー。
  4. 前記式(I)において、
    iが、1〜2、好ましくは1より大きく2以下、より好ましくは2であり、
    jが、1〜6、好ましくは1、2、3又は4であり、
    u=j+1であり、
    v=0であり、
    Mが前記式(Ia)で表され、
    aが、0.1〜50、好ましくは0.5〜20、より好ましくは1〜4であり、
    bが、10〜500、より好ましくは12〜100であり、
    cが、0〜20、好ましくは0〜4であり、
    dが、0〜20、好ましくは0であり、
    wが、0〜20、好ましくは0であり、
    yが、0〜20、好ましくは0であり、
    eが、1〜10であり、
    fが、0〜2であり、
    gが、1〜3であり、
    ただし、g+f=3及びh=1、2又は3であって、Dが前記式(II)で表され、
    aが、0〜10、好ましくは0.1より大きく5以下、より好ましくは0.2〜2、より好ましくは0.25〜1であり、
    bが、10〜700、より好ましくは12〜350であり、
    cが、0〜20、好ましくは0〜10であり、
    dが、0〜20、好ましくは0であり、
    wが、0〜20、好ましくは0であり、
    yが、0〜20、好ましくは0であり、
    eが、1〜10であり、
    fが、0〜2であり、
    gが、1〜3であり、
    ただし、g+f=3及びh=1、2又は3であって、記載していない基の定義は請求項2に記載する通りであり、
    URが、互いに独立して、−U−D−U−で表される同一の2価の基又は異なる2価の基であり、Dが、互いに独立して、置換されていてもよい、炭素原子数が1〜30の飽和又は不飽和の直鎖状又は分岐鎖状のヒドロカルビル基、特に好ましくはイソホロン基である、ことを特徴とする、請求項2又は3に記載のアルコキシシリル変性ポリマー。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルコキシシリル変性ポリマーの製造方法であって、
    (1)アルコール及びポリエーテルオールから選択される少なくとも1種のジヒドロキシ官能性開始物質(A)を少なくとも1種の酸化アルキレン及び少なくとも1種のエポキシド含有アルコキシシリル基と反応させる工程と、
    (2)アルコール及びポリエーテルオールから選択される少なくとも1種のモノヒドロキシ官能性開始物質(B)を少なくとも1種の酸化アルキレン及び少なくとも1種のエポキシド含有アルコキシシリル基と反応させる工程と、
    (3)前記工程(1)及び(2)で得られた生成物を少なくとも1種のジイソシアネート及び任意のさらなる反応物質と反応させる工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
  6. 前記工程(3)を2段階で実施し、第一の段階(3a)において、前記工程(1)で得られたアルコキシ化生成物H−D−Hをジイソシアネートと反応させてNCO官能性中間体を製造し、第2の段階(3b)において、前記NCO官能性中間体を前記工程(2)で得られたモノヒドロキシ官能性アルコキシ化生成物H−Mと反応させて最終的なポリマーを製造することを特徴とする、請求項5に記載の方法。
  7. 前記工程(3)において、第2の段階(3b)で、アルコキシシリル変性モノヒドロキシ官能性アルコキシ化生成物H−M及び非アルコキシシリル変性化合物H−Mも使用することを特徴とする、請求項5又は6に記載の方法。
  8. 前記工程(1)及び(2)において、少なくとも1種の下記式(V)で表される化合物と、少なくとも1種の酸化アルキレン、好ましくはプロピレンオキシドと、必要に応じてエチレンオキシドを反応させることを特徴とする、式(I)で表されるアルコキシシリル変性ポリマーの製造のための、請求項5〜7のいずれか1項に記載の方法。
    式中、f、g、h、R及びRは、前記式(Ia)及び(II)において定義した通りである。
  9. 前記工程(1)で使用する前記ジヒドロキシ官能性開始物質が、ポリエーテルオール、ポリカーボネートポリオール及びポリエーテルカーボネートから選択され、前記工程(2)で使用する前記モノヒドロキシ官能性開始物質が、好ましくはブタノール、エタノール及びポリエーテルオールから選択されることを特徴とする、請求項5〜8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記工程(3)において、イソホロンジイソシアネートをジイソシアネートとして使用することを特徴とする、請求項5〜9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 向上した引裂伝播抵抗を有するアルコキシシリル変性ポリマーの製造のための、請求項5〜10のいずれか1項に記載の方法。
  12. 好ましくは請求項5〜11のいずれか1項に記載の方法によって製造された、少なくとも1種の請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルコキシシリル変性ポリマーと、少なくとも1種の硬化触媒と、を含むことを特徴とする硬化性組成物。
  13. 1種以上の接着促進剤及び/又は1種以上の化学的脱水剤をさらに含み、前記接着促進剤として、好ましくは、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン又はアミノ/アルキルアルコキシシランオリゴマーを含み、前記化学的脱水剤として、好ましくは、ビニルトリエトキシシラン又はビニルトリメトキシシランを含むことを特徴とする、請求項12に記載の硬化性組成物。
  14. 請求項12及び/又は13に記載の硬化性組成物の、接着剤及び/又は封止剤用途のための使用。
  15. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルコキシシリル変性ポリマーの、基材の補強、レベリング、変性、接着、封止及び/又はコーティングのための使用。
  16. 請求項1〜4のいずれか1項、特に請求項3に記載のアルコキシシリル変性ポリマーの、引裂伝播抵抗を向上させるための、硬化性組成物、好ましくは、請求項12又は13に記載の硬化性組成物における使用。
JP2017018252A 2016-02-04 2017-02-03 改善された引裂伝播抵抗を有するアルコキシシリル含有接着シーラント剤 Pending JP2017206673A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16154170.1 2016-02-04
EP16154170.1A EP3202816B1 (de) 2016-02-04 2016-02-04 Alkoxysilylhaltige klebdichtstoffe mit verbessertem weiterreisswiderstand

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017206673A true JP2017206673A (ja) 2017-11-24

Family

ID=55359401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017018252A Pending JP2017206673A (ja) 2016-02-04 2017-02-03 改善された引裂伝播抵抗を有するアルコキシシリル含有接着シーラント剤

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10087278B2 (ja)
EP (1) EP3202816B1 (ja)
JP (1) JP2017206673A (ja)
CN (1) CN107099027B (ja)
CA (1) CA2957108A1 (ja)
DK (1) DK3202816T3 (ja)
ES (1) ES2703012T3 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023204064A1 (ja) * 2022-04-22 2023-10-26 Agc株式会社 硬化性組成物及びその硬化物
WO2023204067A1 (ja) * 2022-04-22 2023-10-26 Agc株式会社 硬化性組成物及びその硬化物

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3106033B1 (de) 2015-06-16 2017-04-26 Evonik Degussa GmbH Biologisch abbaubares superspreitendes organomodifiziertes trisiloxan
PL3168273T3 (pl) 2015-11-11 2018-10-31 Evonik Degussa Gmbh Polimery utwardzalne
US10287448B2 (en) 2016-07-08 2019-05-14 Evonik Degussa Gmbh Universal pigment preparation
EP3272331B1 (de) 2016-07-22 2018-07-04 Evonik Degussa GmbH Verfahren zur herstellung von siloxanen enthaltend glycerinsubstituenten
PL3321304T3 (pl) 2016-11-15 2019-11-29 Evonik Degussa Gmbh Mieszaniny cyklicznych, rozgałęzionych siloksanów typu D/T i ich dalszych produktów
PL3360912T3 (pl) 2017-02-10 2020-01-31 Evonik Degussa Gmbh Sposób wytwarzania hydrosililowanych eterów polioksyalkilenowych
EP3401353B1 (de) 2017-05-08 2021-06-23 Evonik Operations GmbH Mischungen zyklischer-verzweigter siloxane vom d/t-typ und deren folgeprodukte
EP3415547B1 (de) 2017-06-13 2020-03-25 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung sic-verknüpfter polyethersiloxane
EP3415548B1 (de) 2017-06-13 2020-03-25 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung sic-verknüpfter polyethersiloxane
EP3438158B1 (de) 2017-08-01 2020-11-25 Evonik Operations GmbH Herstellung von sioc-verknüpften polyethersiloxanen
EP3461864A1 (de) 2017-09-28 2019-04-03 Evonik Degussa GmbH Härtbare zusammensetzung auf basis von polysiloxanen
EP3467006B1 (de) 2017-10-09 2022-11-30 Evonik Operations GmbH Mischungen zyklischer-verzweigter siloxane vom d/t-typ und deren folgeprodukte
US10787464B2 (en) 2017-10-17 2020-09-29 Evonik Operations Gmbh Zinc ketoiminate complexes as catalysts for the production of polyurethanes
EP3492513B1 (de) 2017-11-29 2021-11-03 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung von im siloxanteil verzweigten sioc-verknüpften polyethersiloxanen
EP3597706B1 (de) * 2018-07-16 2020-08-26 Flooring Technologies Ltd. Zusammensetzung zur beschichtung und versiegelung von kanten von holzfaserplatten
EP3611215A1 (de) 2018-08-15 2020-02-19 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung acetoxygruppen-tragender siloxane
EP3611214A1 (de) 2018-08-15 2020-02-19 Evonik Operations GmbH Sioc-verknüpfte, lineare polydimethylsiloxan-polyoxyalkylen-blockcopolymere
CA3116911A1 (en) 2018-11-02 2020-05-07 H.B. Fuller Company Moisture curable hot melt sealant composition including silane functional polyurethane
WO2020092938A1 (en) 2018-11-02 2020-05-07 H.B. Fuller Company Moisture curable hot melt sealant composition
EP3663346B1 (de) 2018-12-04 2023-11-15 Evonik Operations GmbH Reaktivsiloxane
EP3744745A1 (de) 2019-05-28 2020-12-02 Evonik Operations GmbH Herstellung von pu-schaumstoffen
EP3744762A1 (de) 2019-05-28 2020-12-02 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung von polyoxyalkylen polysiloxan blockpolymerisaten
EP3744774B1 (de) 2019-05-28 2021-09-01 Evonik Operations GmbH Verfahren zum recycling von silikonen
EP3744753B1 (de) 2019-05-28 2022-04-06 Evonik Operations GmbH Verfahren zur aufreinigung von acetoxysiloxanen
EP3744763A1 (de) 2019-05-28 2020-12-02 Evonik Operations GmbH Massgeschneiderte sioc basierte polyethersiloxane
EP3744760A1 (de) 2019-05-28 2020-12-02 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung von im siloxanteil verzweigten sioc-verknüpften polyethersiloxanen
EP3744759A1 (de) 2019-05-28 2020-12-02 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung von im siloxanteil verzweigten sioc-verknüpften polyethersiloxanen
EP3744754A1 (de) 2019-05-28 2020-12-02 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung acetoxygruppen-tragender siloxane
EP3744755A1 (de) 2019-05-28 2020-12-02 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung acetoxygruppen-tragender siloxane
EP3744756A1 (de) 2019-05-28 2020-12-02 Evonik Operations GmbH Acetoxysysteme
EP3885096B1 (de) 2020-03-27 2024-02-14 Evonik Operations GmbH Stoffliche wiederverwertung silikonisierter flächengebilde
US11732092B2 (en) 2020-10-19 2023-08-22 Evonik Operations Gmbh Upcycling process for processing silicone wastes
CN116814211B (zh) * 2023-06-06 2024-04-16 杭州之江有机硅化工有限公司 一种反应型密封胶树脂及其制备方法和应用

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4812183A (en) 1985-12-30 1989-03-14 Aluminum Company Of America Coated sheet stock
JP3591074B2 (ja) 1995-04-28 2004-11-17 旭硝子株式会社 室温硬化性組成物
JPH0912861A (ja) 1995-06-30 1997-01-14 Asahi Glass Co Ltd 硬化性組成物
US5866651A (en) * 1996-10-31 1999-02-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Hydroxycarbamoylalkoxysilane-based poly(ether-urethane) sealants having improved paint adhesion and laminates prepared therefrom
EP0918062B1 (en) 1997-04-21 2004-02-18 Asahi Glass Company Ltd. Room temperature setting compositions
US5844070A (en) 1997-05-16 1998-12-01 Arco Chemical Technology, L.P. Process for rapid activation of double metal cyanide catalysts
DE60037357T2 (de) 1999-03-18 2008-12-04 Kaneka Corp. Härtbare Zusammensetzung
DE102005029282A1 (de) 2005-06-23 2006-12-28 Henkel Kgaa Silanvernetzende Kleb- und Dichtstoffmassen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE102008000360A1 (de) * 2008-02-21 2009-08-27 Evonik Goldschmidt Gmbh Neue Alkoxysilylgruppen tragende Polyetheralkohole durch Alkoxylierung epoxidfunktioneller Alkoxysilane an Doppelmetallcyanid (DMC)-Katalysatoren, sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE102008032580A1 (de) 2008-07-11 2010-01-14 Henkel Ag & Co. Kgaa Härtbare Zusammensetzungen
DE102008043218A1 (de) * 2008-09-24 2010-04-01 Evonik Goldschmidt Gmbh Polymere Werkstoffe sowie daraus bestehende Kleber- und Beschichtungsmittel auf Basis multialkoxysilylfunktioneller Präpolymerer
DE102009022630A1 (de) * 2009-05-25 2010-12-02 Evonik Goldschmidt Gmbh Emulsionen auf Basis Silylgruppen tragender Hydroxylverbindungen
DE102009034607A1 (de) * 2009-07-24 2011-01-27 Evonik Goldschmidt Gmbh Neuartige Siliconpolyethercopolymere und Verfahren zu deren Herstellung
DE102009028636A1 (de) * 2009-08-19 2011-02-24 Evonik Goldschmidt Gmbh Neuartige Urethangruppen enthaltende silylierte Präpolymere und Verfahren zu deren Herstellung
DE102009028640A1 (de) * 2009-08-19 2011-02-24 Evonik Goldschmidt Gmbh Härtbare Masse enthaltend Urethangruppen aufweisende silylierte Polymere und deren Verwendung in Dicht- und Klebstoffen, Binde- und/oder Oberflächenmodifizierungsmitteln
JP5873083B2 (ja) * 2010-06-30 2016-03-01 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 低粘度シリル変性ポリマー
DE102010038774A1 (de) 2010-08-02 2012-02-02 Evonik Goldschmidt Gmbh Modifizierte Alkoxylierungsprodukte, die zumindest eine nicht-terminale Alkoxysilylgruppe aufweisen, mit erhöhter Lagerstabilität und erhöhter Dehnbarkeit der unter deren Verwendung hergestellten Polymere
DE102010038768A1 (de) 2010-08-02 2012-02-02 Evonik Goldschmidt Gmbh Modifizierte Alkoxylierungsprodukte mit mindestens einer nicht-terminalen Alkoxysilylgruppe mit erhöhter Lagerstabilität und erhöhter Dehnbarkeit der unter deren Verwendung hergestellten Polymere
DE102012203737A1 (de) 2012-03-09 2013-09-12 Evonik Goldschmidt Gmbh Modifizierte Alkoxylierungsprodukte, die zumindest eine nicht-terminale Alkoxysilylgruppe aufweisen und mehrere Urethangruppen enthalten und deren Verwendung
DE102013206883A1 (de) 2013-04-17 2014-10-23 Evonik Industries Ag Alkoxysilylhaltige Klebdichtstoffe mit intrinsisch reduzierter Viskosität
DE102013216751A1 (de) 2013-08-23 2015-02-26 Evonik Industries Ag Modifizierte Alkoxylierungsprodukte, die Alkoxysilylgruppen aufweisen und Urethangruppen enthalten und deren Verwendung
DE102013224708A1 (de) 2013-12-03 2015-06-03 Evonik Industries Ag Alkoxysilylhaltige Klebdichtstoffe mit intrinsisch reduzierter Viskosität

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023204064A1 (ja) * 2022-04-22 2023-10-26 Agc株式会社 硬化性組成物及びその硬化物
WO2023204067A1 (ja) * 2022-04-22 2023-10-26 Agc株式会社 硬化性組成物及びその硬化物

Also Published As

Publication number Publication date
CA2957108A1 (en) 2017-08-04
CN107099027B (zh) 2021-07-13
US20170226285A1 (en) 2017-08-10
US10087278B2 (en) 2018-10-02
EP3202816A1 (de) 2017-08-09
EP3202816B1 (de) 2018-09-19
ES2703012T3 (es) 2019-03-06
DK3202816T3 (en) 2019-01-21
CN107099027A (zh) 2017-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107099027B (zh) 具有改善的抗撕裂蔓延性的含烷氧基甲硅烷基的粘合密封剂
DK3050910T3 (en) MODIFIED ALCOXYLING PRODUCTS, WHICH HAVE AT LEAST A NON-TERMINAL ALCOXYSILYL GROUP, WITH INCREASED STOCK STABILITY AND IMPROVED EXTENSION, AND THE POLYMES USED THEREOF
US9896534B2 (en) Alkoxysilyl-containing adhesive sealants with intrinsically reduced viscosity
US9550928B2 (en) Alkoxysilyl-containing adhesive sealants with intrinsically reduced viscosity
US9334354B2 (en) Modified alkoxylation products which have alkoxysilyl groups and contain urethane groups, and their use
US10100148B2 (en) Use of guanidine reaction products in the production of polyurethane systems
ES2399206T3 (es) Composiciones reticulables que contienen poliuretanos sililados
JP2019502781A (ja) アルコキシシリル基を有するプレポリマーとエポキシド化合物とを含む結合剤系ならびにその使用
JP2017206709A (ja) 少なくとも1つの非末端アルコキシシリル基および複数のウレタン基を有する修飾アルコキシル化生成物、ならびにそれらの使用
JP5141253B2 (ja) シリル基含有重合体及びその製造方法
CN102015811A (zh) 含有基于硅烷化聚醚嵌段聚合物的聚氨酯的可固化组合物
DE102011006366A1 (de) Alkoxysilylhaltige Klebdichtstoffe mit erhöhter Bruchspannung

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170914