JP2017527641A - 潜在的増粘傾向を有するエポキシ樹脂−エポキシ硬化系 - Google Patents
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Abstract
本発明は、i.少なくとも1種のエポキシ樹脂、ii.少なくとも1種の無機増粘剤(a1)及びiii.前記無機増粘剤(a1)の増粘効果を阻害する少なくとも1種の湿潤分散剤(a2)を含む少なくとも1種のエポキシ樹脂成分(1)と;i.)無機増粘剤(a1)の増粘効果の阻害を少なくとも部分的に無効にする少なくとも1種の成分(b1)を含む硬化性成分(2)とを有し、前記湿潤分散剤(a2)は少なくとも1種のエポキシ樹脂に対して非反応性であり、硬化性成分(2)は前記エポキシ樹脂成分(1)に対して反応性である、二成分又は多成分系に関する。本発明はまた、本発明の二成分又は多成分により被覆された基材にも関する。本発明はまた、配合剤に潜在的な増粘効果を付与するための、エポキシ樹脂組成物中における(a1)と(a2)の組合せの使用にも関する。
Description
本発明は、潜在的増粘剤を用いて得られるエポキシ樹脂二成分又は多成分系のレオロジー制御された硬化に関する。この系は二成分又は多成分系、より特定的には接着剤、封止剤、コーティング材又は成形材料である。
特に接着剤、封止剤、コーティング材、及び成形材料の分野においてかかる系のレオロジー特性を調整する必要がある。稠度は、主として、結合剤、溶媒、並びに顔料及び/又は充填材の量の選択によって調節される。しかし、多くの場合、上述の構成成分によって所望の稠度を調節するのは十分ではない。かかる場合、レオロジー添加剤として知られる添加剤を添加しなければならない。その効果は、より良好な加工品質のための粘度の低下、又は粘度の上昇であり得、本発明において増粘剤ともいわれる。
上に述べた用途のために、多数の異なる有機又は無機の増粘剤が記載されている。
これに関連して主に水性系で使用されるのは、セルロースエーテル、デンプン、天然の親水コロイド、合成バイオポリマー、ポリアクリレート増粘剤、ポリエーテル、エーテルウレタン、ポリアクリルアミド、及びアルカリ活性化アクリレートエマルションのような疎水変性ポリマーをベースとする会合性増粘剤又は水膨潤性の無機増粘剤である。
非水性系に典型的なレオロジー添加剤は、ワックス及びチキソトロピー樹脂のような有機増粘剤に加えて、例えば、主として不飽和ポリエステル樹脂系で使用される酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウム、又は非晶質シリカ及びフィロシリケートのような無機増粘剤である。
しかしながら、前述の無機増粘剤の全てに共通した特徴は、増粘される水性、及びより特定的には非水性系で、混入及び/又は混合直後に粘度上昇効果を示すことである。これは、特に二成分又は多成分系においては不利である。
二成分系は狭い意味で、硬化に必要とされる割合で2つの成分を混合することにより硬化を引き起こす化学反応を開始させる系である。ここで普通個々の成分自体は、架橋及び/又は膜形成することができない、又は安定な薄膜、接着結合又は成形品を生成しないので、コーティング材、接着剤、封止剤又は成形材料ではない。成分の混合物は規定の時間(ポットライフ又は作業時間)以内に加工処理しなければならない。この時間が過ぎると加工特性が次第に低下するからである。かかる二成分系は、特に、塗装される物品の温度感受性に関して殊に厳格な要件があるとき、及び/又は物品の大きさが異常に大きい(風力タービンのフェイシング、機械、動翼、等)とき、又は室温(23℃)以下、若しくは多少高い温度(例えば100℃まで)での急速な硬化を伴う機械的、化学的、及び気候曝露に対する抵抗性の観点から、使用される。本発明において、二成分又は多成分系とは、最初は別々に保管される少なくとも2つの成分を使用前に混合することによって生成し、混合された後硬化する系であると理解される。三成分又は多成分系は、1以上のさらなる成分が、混合物に添加され、化学的硬化の場合には化学反応に関与するか若しくはその反応を開始させるか、又は異なる機能を有する点でのみ二成分系と異なる。二成分又は多成分系の場合、各々の成分は別々に保管され、必要な場合にのみ成分の好ましくは反応性の混合物が生成する。
慣用の二成分又は多成分混合物の場合、大きい粘度差を回避するために、最初各成分の粘度を別々に調節しなければならない。ここで個々の成分の粘度は通例既に比較的高く、そのため輸送、そしてまた加工処理若しくは均一に混合するのがより困難になる。
従って、二成分又は多成分系の個々の成分の粘度を最初に非常に低く設定することが特に重要である。
殊に接着剤分野で、特にエポキシ樹脂/アミン硬化剤系においては、成分相互の最適で均質な混和性を確保するために、樹脂成分及び硬化成分を当初は各場合に非常に低い粘度に調節するという問題が起こる。或いは、成分の混合中及び/又は好ましくは混合後、混合物が簡単に流れてしまうのを防止するたれ抵抗性の稠度をできるだけ迅速に確立しなければならない。この方法でしか、出来上がった接着剤混合物を、接合される基材上に数ミリメートル〜数センチメートルの膜厚で塗布することができない。この点において、特に、例えば風力タービンの半動翼のような大きい表面積の接合を必要とする基材には、厳格な要件が課せられる。
欧州特許出願公開第281124号に記載されているように、高い粘度を意味するたれ抵抗性の稠度の急速な実現は、例えば親水性のヒュームドシリカのようなチキソトロープ剤を樹脂中に分散させることによって達成されることが多い。その後硬化剤を混和する。充分な量のチキソトロープ剤が添加されていれば、混合物はゲル化及び硬化する前にその稠度を保持する。
上述した系の1つの欠点は、混合前に使用される出発樹脂混合物のようなヒュームドシリカを充填した系が通例高い粘度を有することである。従って、使用することができるヒュームドシリカの量には大きな制限がある。また、この種の多くの系のもう1つの欠点は、機械的応力又は熱の影響の下で、系のゲル化が起こる前に、たれ抵抗性が失われ、場合によっては決して戻らないことである。この理由は、おそらく、増粘効果を担うシリカ粒子間の水素結合の内部の網目構造が少なくとも部分的に崩壊するためである。
かかる網目構造の崩壊を防止し、従ってたれ抵抗性を保持する1つの手法は網目構造を補強することである。これは、例えば、欧州特許出願公開第0835910号に記載されているように、約750000g/molの重量平均モル質量を有する高分子量ポリエチレンイミンの添加によって達成される。
また、溶媒媒介系でヒュームドシリカと協働してシリカの組み込みを増強し、チキソトロピー挙動を増大し安定化するポリヒドロキシカルボキサミドに基づくレオロジー添加剤も知られている。かかる製品はまた、例えば、塗料の平準化を改良するために、分散剤(Disperbyk−161)と並行して国際公開第2010/147690号に記載されているヒュームドシリカを含む組成物にも使用されている。
しかしながら、特に、無機増粘剤を含むアミン硬化性エポキシ樹脂系であって、その増粘剤の当該系における粘度上昇特性はこの特性が必要になるまで抑圧され、言い換えると抑制されている、アミン硬化性エポキシ樹脂系が必要とされている。
これらの問題を解決するための化学的な手法は、半動翼の接合のための工業用接着剤の分野において、例えば、Eva Bittmannによって論文“Viel Wind um GFK. Werkstoffe und Verfahren im Rotorblattbau”, Kunststoffe 92 (11) (2002) 119−124頁に記載されている。この論文には、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂又は不飽和ポリエステル樹脂の、動翼部品の接合のための使用のような、様々な樹脂系の使用が記載されている。シェルとウェブの接合のためには、太い接着剤継ぎ目が必要であることに留意する。この場合、材料は傾斜した表面上を流動してはならない、すなわち、高度にチキソトロープ化された系を使用する必要があるということを意味する。上述の論文によると、Vantico社はエポキシ樹脂接着剤の化学的チキソトロープ化(詳細には記載しない)を開発した。これは、樹脂と硬化剤を混合したときにのみ起こり、そのため低粘度の出発成分の輸送が容易になり、混合物の部分のたれ抵抗性が高くなる。
また、水性系の分野において、例えば、そのカルボン酸基がプロトン化されている限り増粘効果を示さないアクリル酸及びメタクリル酸のホモポリマー、コポリマー、及びターポリマーをベースとする有機増粘剤も使用される。少なくとも部分的な中和によってのみ、水素結合、ポリマー鎖に沿った水分子の会合、並びにカルボキシル基の形成を介した分子内の反発及び巻き戻しを通して水相内にゲル構造を形成することによって高粘度溶液が形成される。しかしながら、この種のポリマー性増粘剤は、非水性系では使用されない。
従って、潜在的な増粘性無機増粘剤を含み、好ましくはその増粘効果が望まれるときにのみ非水性系においてもその効果を発揮する、(アミン)硬化性エポキシ樹脂系を提供することが未だに切に望まれている。
例えば、接着剤又は封止剤において、無機増粘剤の使用が、硬化した接着剤又は封止剤の結合力を上昇させ、従って同時に接着結合の機械的な安定性を増大させることができるのが特に有利であろう。これは、例えば動翼の接着結合の場合のように、高い機械的応力の下で使用され、それ故に大きな機械的エネルギーに適応することができる場合に特に有用である。
今日まで、上述の要件を満たす潜在的無機増粘剤に基づく(アミン)硬化性エポキシ樹脂系は入手できていない。
従って、本発明の目的は、好ましくは接着剤、封止剤、コーティング材又は成形材料であるエポキシ樹脂硬化剤系を提供することであった。かかる二成分又は多成分系は、成分、殊にエポキシ樹脂成分及び硬化剤成分を混合した後、当初は潜在的形態でのみ存在する増粘効果を発現することができる。特に、これら増粘剤はまた、硬化した二成分又は多成分系の機械的な性質を増強し、かつ殊にそれらの安定性を増大することもできるべきである。
上記目的は、
i.少なくとも1種のエポキシ樹脂、
ii.少なくとも1種の無機増粘剤(a1)、及び
iii.無機増粘剤(a1)の増粘効果を阻害する少なくとも1種の湿潤分散剤(a2)
を含む少なくとも1種のエポキシ樹脂成分1と;
i.)無機増粘剤(a1)の増粘効果の阻害を少なくとも部分的に除外する少なくとも1種の成分(b1)
を含む硬化剤成分2と
を含み、
湿潤分散剤(a2)は少なくとも1種のエポキシ樹脂に対して非反応性であり、硬化剤成分2はエポキシ樹脂成分1に対して反応性である、二成分又は多成分系の提供によって達成することができる。
i.少なくとも1種のエポキシ樹脂、
ii.少なくとも1種の無機増粘剤(a1)、及び
iii.無機増粘剤(a1)の増粘効果を阻害する少なくとも1種の湿潤分散剤(a2)
を含む少なくとも1種のエポキシ樹脂成分1と;
i.)無機増粘剤(a1)の増粘効果の阻害を少なくとも部分的に除外する少なくとも1種の成分(b1)
を含む硬化剤成分2と
を含み、
湿潤分散剤(a2)は少なくとも1種のエポキシ樹脂に対して非反応性であり、硬化剤成分2はエポキシ樹脂成分1に対して反応性である、二成分又は多成分系の提供によって達成することができる。
エポキシ樹脂成分1及び硬化剤成分2は、目標指向の用途を通して機能単位(「Kit−of−Parts」)にある2つの空間的に離れた個別の成分を表す。本発明の場合、当初は空間的に離れた成分の目標指向の共通した用途は、二成分又は多成分系に潜在的な増粘特性を授ける。これは、二成分又は多成分系の成分1及び2並びに場合によりさらなる成分を混合した後に粘度の上昇が起こることを意味する。
湿潤分散剤(a2)が少なくとも1種のエポキシ樹脂に対して反応性でないという状態は、当業者には理解されるように、慣習的な保管条件下で湿潤分散剤(a2)がエポキシ樹脂に対して好ましくは殆ど不活性に振る舞うことを意味する。不活性な挙動はより特定的には化学的に不活性な挙動と理解される。これは、エポキシ樹脂成分1が好ましくは保管の際に安定であることを意味する。保管安定性は例えば保管されたエポキシ樹脂成分1の粘度の不変性によって確認することができる。エポキシ樹脂成分1の粘度は、好ましくは長期の保管期間でも、あるとしても実質的に変化しない。しかしながら、望まれていないにも関わらずかかる可能な粘度の上昇は本発明による効果によって起こされるのではない。本発明においては、必要な添加剤の全てが同時に存在するわけではなく、代わりに異なるベース成分(エポキシ樹脂成分1及び硬化剤成分2)として空間的に別々に存在するからである。いずれにしても、エポキシ樹脂成分1のエポキシ樹脂と湿潤分散剤(a2)との反応は、エポキシ樹脂成分1のエポキシ樹脂中への湿潤分散剤(a2)の混入と、エポキシ樹脂成分1と硬化剤成分2の混合との間では起こらないのが好ましい。
硬化性成分2がエポキシ樹脂成分1に対して反応性であるという要件は、硬化性成分2がエポキシ樹脂成分1のエポキシ樹脂に対して反応性である構成成分を含むことを意味する。この構成成分は、例えば典型的なエポキシド硬化剤であり得る。しかしながら、反応性の構成成分自体が、好ましくは典型的なエポキシド硬化剤と同一である成分(b2)であることが全く可能である。
エポキシ樹脂及び関連硬化剤(「エポキシド硬化剤」)は、反応性混合物として、重付加反応によって硬化するエポキシ樹脂結合剤を形成する。エポキシド樹脂又はエトキシレン樹脂ともいわれるエポキシ樹脂(EP樹脂)は、DIN 7728によると、分子当たり1個より多くのエポキシド基を有するオリゴマー性化合物である。硬化の際、結合剤のモノマー性及びオリゴマー性成分は架橋反応を介して高分子量の三次元網目構造を形成する。網目構造の節目はエポキシ樹脂及び硬化剤の官能基の反応に由来する。この反応で、強い共有化学結合が形成される。完全に硬化した結合剤(熱硬化網目構造)は実質的に不溶性かつ不溶融性であり、また化学的及び機械的に極めて強固である(Kittel, “Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen”, volume 2, second edition, 1998, pp. 268−269参照)。
エポキシ樹脂の特徴は官能基オキシラン環(エポキシド環又は1,2−エポキシドともいわれる)である。
本発明の二成分及び多成分系は、特に水性又は非水性の、好ましくは非水性の二成分又は多成分系であり得る。本発明の目的から、非水性と称される系は実質的に水を含まないものであり、好ましくは系の全組成に対して10wt%未満、より好ましくは8wt%未満、極めて好ましくは5wt%未満の水を含有することを意味する。
エポキシ樹脂成分1
エポキシ樹脂
エポキシ樹脂はその分子内に1個より多くのオキシラン環を含有し、オキシラン環の反応を介して硬化性成分と共に硬化したエポキシ樹脂に変換されることができる。普通のエポキシ樹脂は反応性のフェノール、アルコール、酸、及びアミンとエピクロロヒドリンとの反応により製造され、オキシラン環をグリシジル基の形態で含有する。エピクロロヒドリンとの反応を介してエポキシ樹脂を形成する反応性構造基の数は事実上無制限であり、従ってたくさんの工業的に重要な樹脂がある。また、不飽和の脂肪族及び脂環式化合物が例えば過酢酸を用いて直接エポキシド化されている(Kittel、同書)。
エポキシ樹脂
エポキシ樹脂はその分子内に1個より多くのオキシラン環を含有し、オキシラン環の反応を介して硬化性成分と共に硬化したエポキシ樹脂に変換されることができる。普通のエポキシ樹脂は反応性のフェノール、アルコール、酸、及びアミンとエピクロロヒドリンとの反応により製造され、オキシラン環をグリシジル基の形態で含有する。エピクロロヒドリンとの反応を介してエポキシ樹脂を形成する反応性構造基の数は事実上無制限であり、従ってたくさんの工業的に重要な樹脂がある。また、不飽和の脂肪族及び脂環式化合物が例えば過酢酸を用いて直接エポキシド化されている(Kittel、同書)。
原則として、上述のプロセスによって得ることができるあらゆるエポキシ樹脂を本発明の目的に使用することができる。
本発明に従って使用することができるエポキシ樹脂は、好ましくは、グリシジルエーテル、例えばビスフェノール−A−ジグリシジルエーテル、ビスフェノール−F−ジグリシジルエーテル、エポキシド−ノボラック、エポキシド−o−クレゾール−ノボラック、1,3−プロパン−、1,4−ブタン−又は1,6−ヘキサン−ジグリシジルエーテル及びポリアルキレンオキシドグリシジルエーテル;グリシジルエステル、例えばジグリシジルヘキサヒドロフタレート;グリシジルアミン、例えばジグリシジルアニリン又はテトラグリシジルメチレンジアニリン;脂環式エポキシド、例えば3,4−エポキシシクロヘキシルエポキシエタン又は3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、並びにグリシジルイソシアヌレート、例えばトリスグリシジルイソシアヌレートからなる群から選択されるものである。
本発明の目的に好ましく使用されるエポキシ樹脂は100〜300g、より好ましくは130〜220gのエポキシド当量を有する。例えば、ビスフェノール−A−ジグリシジルエーテルは、約170.2g(モル質量:340.4g/mol;2個のオキシラン基;340.4g/2=170.2g)のエポキシ当量を有する。
本発明の二成分又は多成分系に適した他のエポキシ樹脂は、例えば欧州特許出願公開第0835910号、同第2085426号又は同第1141071号に開示されている。
無機増粘剤(a1)
無機増粘剤(a1)は好ましくはフィロシリケート及び非晶質シリカ、より好ましくはフィロシリケート及び沈降又はヒュームドシリカからなる群から選択される。沈降シリカは沈降により湿式化学的に得られ、一方ヒュームドシリカは連続式火炎加水分解により得られる。
無機増粘剤(a1)は好ましくはフィロシリケート及び非晶質シリカ、より好ましくはフィロシリケート及び沈降又はヒュームドシリカからなる群から選択される。沈降シリカは沈降により湿式化学的に得られ、一方ヒュームドシリカは連続式火炎加水分解により得られる。
無機増粘剤のうちで、フィロシリケート及びヒュームドシリカが特に好ましい。通常非常に高い内部表面積を有する湿式化学的に得られるシリカ(沈降シリカ)と対照的に、火炎加水分解により得られるシリカは通例7〜40nmの粒径を有するほぼ球状の一次粒子からなる。これらは本質的に外表面のみを有する。この表面は一部がシラノール基により占められている。高い割合の遊離のシラノール基は未処理のヒュームドシリカに親水特性を付与する。しかしながら、また、より高価ではあるが、ヒュームドシリカの元々は親水性の表面を、例えばジメチルジクロロシラン、トリメトキシオクチルシラン又はヘキサメチルジシラザンによる有機後処理に付すことも可能であり、この場合シラノール基の大部分が有機基で飽和され、従って親水性のシリカが疎水性にされる。従って、ヒュームドシリカは非有機変性ヒュームドシリカ又は疎水変性ヒュームドシリカの形態で存在することができ、非有機変性ヒュームドシリカが特に好ましい。
フィロシリケートのうち粘土材料が特に好ましく、中でも有機変性粘土材料(有機粘土ともいわれる)が特に好ましい。
無機増粘剤(a1)として殊に好ましいのは、第四級アルキルアンモニウム塩で表面処理されたフィロシリケート混合物であり、前記フィロシリケート混合物は、フィロシリケート混合物を基準にして50〜95wt%の、セピオライト及びパリゴルスカイト又はこれらの混合物からなる群から選択される粘土鉱物、及びフィロシリケート混合物を基準にして50wt%未満の少なくとも1種のスメクタイトを含む。50〜95wt%のセピオライト及び/又はパリゴルスカイトは少なくとも1種のスメクタイトと合計して、フィロシリケート混合物を基準にして好ましくは少なくとも95wt%、より特定的には100wt%になる。
1種以上のスメクタイトは、同様に好ましくは、ヘクトライト、モンモリロナイト、ベントナイト、バイデライト、サポナイト、ステベンサイト、及びこれらの混合物からなる群から選択され得る。
第四級アルキルアンモニウム塩は好ましくは一般式(C1〜10−アルキル)n(C12〜22−アルキル)m(ベンジル)pN+X−で表され得、ここで、n+m+p=4、n=1又は2、m=1又は2、p=0又は1、X−=ハライド、好ましくはクロリド、又はサルフェートである。特に好ましい第四級アルキルアンモニウム塩はジメチルジ(C14〜18−アルキル)アンモニウムクロリド、メチルベンジルジ(C14〜18−アルキル)アンモニウムクロリド、ジメチルベンジル(C14〜18−アルキル)アンモニウムクロリド、及びジメチル(2−エチルヘキシル)(C14〜18−アルキル)アンモニウムサルフェートである。上記C14〜18−アルキル基は好ましくは水素化獣脂−アルキル基である。
特に好ましくは、上記フィロシリケート混合物は5〜80ミリ当量の第四級アルキルアンモニウム塩で処理される。
この種の増粘剤はBYK Chemie GmbH、Wesel、Germanyから商号Garamite(登録商標)で入手可能である。
フィロシリケートのカテゴリーのさらなる無機増粘剤(a1)は同様にBYK Chemie GmbHから、例えば商号Laponite(登録商標)、Claytone(登録商標)又はCloisite(登録商標)の下で入手可能である。
湿潤分散剤(a2)
湿潤分散剤(a2)に課される重要な要件は、無機増粘剤(a1)の増粘効果を阻害することである(潜在的増粘)。
湿潤分散剤(a2)に課される重要な要件は、無機増粘剤(a1)の増粘効果を阻害することである(潜在的増粘)。
湿潤分散剤(a2)は、増粘剤に対する親和性を有する1つ以上の基Xを有し、従って増粘剤の表面に共有結合し、イオン結合し、及び/又は物理吸着により結合する作用剤である。また、これらの作用剤は、一次増粘剤粒子の安定化を引き起こし、従って他の場合には固体の沈降を生じさせ、そのためミルベース系の分離を生じさせる凝集を防止する。一般にこの安定化を担うのは、湿潤分散剤(a2)中の、周囲の媒体との適合性を確実にする1つ以上の基Yである。
使用される湿潤分散剤(a2)は好ましくは比較的高分子量の湿潤分散剤(a2)、より特定的にはポリマー性の湿潤分散剤(a2)である。適切な機能性ポリマーは好ましくは少なくとも400g/mol、好ましくは少なくとも800g/mol、より好ましくは少なくとも2000g/molの数平均分子量(Mn)を有する。最大分子量Mnは100000g/mol、好ましくは50000g/mol、より好ましくは25000g/molが有用である。数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィーによってポリスチレン標準に対して決定することができる。
本発明に従って使用される湿潤分散剤(a2)はより特定的には、官能基及び/又は増粘剤親和性を有する基を有する線状又は分岐したポリマー及びコポリマー、ポリマー及びコポリマーのアルキルアンモニウム塩、酸性基を有するポリマー及びコポリマー、櫛形及びブロックコポリマー、例えば特に増粘剤親和性を有する塩基性基を有するブロックコポリマー、場合により変性されたアクリレートブロックコポリマー、場合により変性されたポリウレタン、場合により変性された及び/又は場合により塩化されたポリアミン、エポキシド−アミン付加物、リン酸エステル、殊にポリエーテル、ポリエステル、及びポリエーテル−エステルのリン酸エステル、塩基性又は酸性エトキシレート、例えばアルコキシ化されたモノアミン又はポリアミン又はアルコキシ化モノアルコールの酸性1,2−ジカルボン酸無水物モノエステル、不飽和脂肪酸とモノ−、ジ−、及びポリアミン、アミノアルコールとの反応生成物、及び不飽和1,2−ジカルボン酸及びそれらの無水物及びそれらの塩及びアルコール及び/又はアミンとの反応生成物、脂肪酸残基を有するポリマー及びコポリマー、場合により変性されたポリアクリレート、例えばエステル交換されたポリアクリレート、場合により変性されたポリエステル、例えば酸官能性及び/又はアミノ官能性ポリエステル、ポリリン酸塩、並びにこれらの混合物の群から選択することができる。
湿潤分散剤(a2)として殊に好ましく選択されるのは、刊行物欧州特許第0154678号、同第0270126号、同第0318999号、同第0417490号、同第0879860号、同第0893155号、同第1081169号、欧州特許出願公開第1416019号、同第1486524号、同第1593700号、同第1640389号、同第1650246号、EP174290、EP1803753、EP1837355、EP2668240、国際公開第2012175159号、同第2012175157号、DE102006048144、DE102006062439、DE102006062440、DE102006062441、及びDE102007005720に記載されている化合物、より好ましくは欧州特許第0893155号及びEP2668240の特許請求の範囲に記載されている湿潤分散剤(a2)である。
ポリイソシアネートをベースとするポリマー性の湿潤分散剤(a2)は例えばEP0154678、EP318999、及びEP0438836に記載されている。これらの生成物は、モノヒドロキシ化合物、ジイソシアネート官能性化合物、及び第三級アミノ基を有する化合物の、イソシアヌレート、ビウレット、ウレタン及び/又はアロファネート基を含有するポリイソシアネートの現存のNCO基への付加反応により製造される。
1つの好ましい実施形態は、アミン官能性化合物の酸による塩化で得ることができる湿潤分散剤(a2)を使用し、使用されるアミン官能性化合物は少なくとも3つのアミノ基を有するポリアミンであり、これは次の群「ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサメチレンヘプタミン、一般式NH2−(C2H4NH)n−C2H4−NH2(n>5)の線状重合体又はかかるアミンの混合物」の未変性脂肪族線状又は分岐ポリアミンの群に由来し、窒素上のプロトンはアルキル、アリール及び/又はアラルキル基で置き換えられることが可能であり、及び/又は窒素は第四級化された形態であることが可能であり、分岐(C2〜C4)−アルキレンアミン及びポリ(C2〜C4)アルキレンイミンは第三級アミノ基及び1000000g/mol以下の数平均分子量を有し、前述の未変性ポリアミンをベースとする変性ポリアミン、これらはv個のNCO基を保有し、そのうちの(v−1)個のNCO基が予め他の反応体と反応しているモノ−又はポリイソシアネートと反応したポリアミン、エポキシ官能性化合物と反応したポリアミン、環状カーボネートと反応したポリアミン、Michael反応によりα,β−不飽和化合物と反応したポリアミン、アルキル化及び/又は第四級化ポリアミン及び/又はカルボン酸でアミド化されたポリアミンであり、但し、変性後も分子当たり3つの塩化可能なアミノ基が存在することを条件とし、又はかかるポリアミンの混合物及び/又は次の群:「アミン官能性(メタ)アクリレート又はビニル化合物のホモポリマー又は共重合体、及びアミノ基がポリマー類似反応によって予め調製されたポリマー中に挿入されているか又はこのポリマー上で生成されているアミン官能性ホモポリマー又はコポリマー、又はかかるポリアミンの混合物」のポリアミン、ホモポリマー又は共重合体は1000000g/mol以下の数平均分子量を有し」、使用される酸は群「一般式:(OH)3−nPO(ORa)n(ここで、n=1又は2である)のリン酸エステル、一般式HOSO2Rbのスルホン酸、一般式HOSO3Rbの酸性硫酸エステル」からの化合物であり、ここでRa及びRbは少なくとも5個の炭素原子を有するアルキル、アリール又はアラルキル基及び/又は100〜5000g/molの数平均分子量を有するオキシアルキル化されたアルコールの基及び/又は少なくとも1種のカルボン酸エステル基を有する基及び/又は100〜5000g/molの数平均分子量を有するウレタン基、又はかかる物質の混合物であり、ここでRa及びRbは同一であるか又は異なり、場合により、基Ra及びRbの脂肪族基中の水素原子は部分的にハロゲン原子により置き換えられていてもよく、酸は場合によりさらに塩化において不活性に振る舞う官能基を有していてもよく、分子当たり少なくとも1個の塩化されたアミノ基がある。
次の群の湿潤分散剤(a2)は本発明の分散液において特に良好な効果を示す:(a)アミノ基を含有するオリゴマー又はポリマーのリン酸エステル塩、例えば、場合により脂肪酸で変性された又はアルコキシ化された(殊にエトキシル化された)ポリアミンのリン酸エステル塩、エポキシド−ポリアミン付加物のリン酸エステル塩、アミノ基を含有するアクリレート又はメタクリレートコポリマーのリン酸エステル塩、及びアクリレート−ポリアミン付加物のリン酸エステル塩、(b)リン酸のモノエステル又はジエステル、例えば、リン酸とアルキル、アリール、アラルキル又はアルキルアリールアルコキシレートとのモノエステル又はジエステル、例えば(例えば、ノニルフェノールエトキシレート、イソトリデシルアルコールエトキシレート、ブタノール出発アルキレンオキシドポリエーテルのリン酸モノエステル又はジエステル)、リン酸とポリエステル(例えばラクトンポリエステル、例えばカプロラクトンポリエステル又は混合カプロラクトン/バレロラクトンポリエステル)とのモノ−又はジエステル、(c)酸性ジカルボン酸モノエステル、例えばアルキル、アリール、アラルキル又はアルキルアリールアルコキシレート(例えば、ノニルフェノールエトキシレート、イソトリデシルアルコールエトキシレート又はブタノール出発アルキレンオキシドポリエーテル)との酸性ジカルボン酸モノエステル(殊にコハク酸、マレイン酸又はフタル酸の)、(d)ポリウレタン−ポリアミン付加物、(e)ポリアルコキシル化モノアミン又はジアミン(例えば、エトキシル化オレイルアミン又はアルコキシル化エチレンジアミン)、並びに(f)不飽和脂肪酸とモノ−、ジ−、及びポリアミン、アミノアルコール、及び不飽和1,2−ジカルボン酸との反応生成物並びにそれらの無水物及びそれらの塩及びアルコール及び/又はアミンとの反応生成物。
これらの種類の湿潤分散剤(a2)は商業製品として、例えば、WeselのBYK−Chemieから、BYK−220 S、BYK−P 9908、BYK−9076、BYK−9077、BYK−P 104、BYK−P 104 S、BYK−P 105、BYK−W 9010、BYK−W 920、BYK−W 935、BYK−W 940、BYK−W 960、BYK−W 965、BYK−W 966、BYK−W 975、BYK−W 980、BYK−W 990、BYK−W 995、BYK−W 996、BYKUMEN、BYKJET 9131、LACTIMON、ANTI−TERRA−202、ANTI−TERRA−203、ANTI−TERRA−204、ANTI−TERRA−205、ANTI−TERRA−206、ANTI−TERRA−207、ANTI−TERRA−U 100、ANTI−TERRA−U 80、ANTI−TERRA−U、LP−N−21201、LP−N−6918、DISPERBYK、DISPERBYK−101、DISPERBYK−102、DISPERBYK−103、DISPERBYK−106、DISPERBYK−107、DISPERBYK−108、DISPERBYK−109、DISPERBYK−110、DISPERBYK−111、DISPERBYK−112、DISPERBYK−115、DISPERBYK−116、DISPERBYK−118、DISPERBYK−130、DISPERBYK−140、DISPERBYK−142、DISPERBYK−145、DISPERBYK−160、DISPERBYK−161、DISPERBYK−162、DISPERBYK−163、DISPERBYK−164、DISPERBYK−165、DISPERBYK−166、DISPERBYK−167、DISPERBYK−168、DISPERBYK−169、DISPERBYK−170、DISPERBYK−171、DISPERBYK−174、DISPERBYK−176、DISPERBYK−180、DISPERBYK−181、DISPERBYK−182、DISPERBYK−183、DISPERBYK−184、DISPERBYK−185、DISPERBYK−187、DISPERBYK−190、DISPERBYK−191、DISPERBYK−192、DISPERBYK−193、DISPERBYK−194、DISPERBYK−2000、DISPERBYK−2001、DISPERBYK−2008、DISPERBYK−2009、DISPERBYK−2010、DISPERBYK−2020、DISPERBYK−2025、DISPERBYK−2050、DISPERBYK−2070、DISPERBYK−2090、DISPERBYK−2091、DISPERBYK−2095、DISPERBYK−2096、DISPERBYK−2150、DISPERBYK−2151、DISPERBYK−2152、DISPERBYK−2155、DISPERBYK−2163、DISPERBYK−2164、DISPERBLAST−1010、DISPERBLAST−1011、DISPERBLAST−1012、DISPERBLAST−1018、DISPERBLAST−I、DISPERBLAST−Pという商号で入手可能である。揮発性の有機化合物、殊に有機溶媒の低い含量が望まれる場合、上述の商業製品はできる限り溶媒を含まない活性物質として使用すべきであり、適当な場合には例えば蒸留によって揮発性成分を完全又は部分的に排除すべきである。
増粘効果の阻害とは、無機増粘剤(a1)が他の場合には存在するその粘度上昇効果の少なくとも一部を湿潤分散剤(a2)の存在の結果として失うことを意味する。これらの粘度上昇の損失は増粘剤と湿潤分散剤との相互作用に基づく。湿潤分散剤(a2)による無機増粘剤(a1)の増粘効果の阻害、言い換えると増粘損失又は増粘効果の低下は、実施例の欄に示されるように、パーセンテージベースで報告され得る。この場合、粘度の基準値は、湿潤分散剤(a2)の添加なしに測定される配合剤の粘度であり、湿潤分散剤(a2)を含有するが同じ配合剤と比較される。これから、湿潤分散剤(a2)の存在によって生じる粘度の低下パーセンテージが計算される。この低下パーセンテージは好ましくは少なくとも10%、より好ましくは少なくとも20%、極めて好ましくは少なくとも40%又は少なくとも80%又はさらに少なくとも90%、好ましくは99.9%以下である。粘度は実施例の欄に規定されているようにして決定される。
増粘効果の阻害は好ましくは湿潤分散剤(a2)の無機増粘剤(a1)の表面への可逆的結合によって生じる。
湿潤分散剤(a2)の可逆的結合は、通例二成分又は多成分系が混合される温度で存在するべきである。可逆性は好ましくは80℃より低い温度、より好ましくは50℃より低い温度、極めて好ましくは30℃より低い温度、例えば特に室温(23℃)で存在する。
結合の可逆性を確実にするために、湿潤分散剤(a2)は好ましくは、例えば、Van−der−Waals相互作用、双極子間相互作用、又は水素結合のような弱い分子間相互作用が無機増粘剤の表面に形成されて無機増粘剤のレオロジー特性の部分的又は完全な発揮を防止するように選択される。
その挙動に関して、湿潤分散剤(a2)は好ましくはエポキシ樹脂成分1の他の構成成分に対して実質的に化学的に不活性である。
エポキシ樹脂成分1の構成成分に対する実質的な化学的不活性さは本質的に2つの方法で達成することができる。1つのオプションは、上述の構成成分に対して反応性であるか、又は触媒活性によって不要な反応を引き起こす基を含有しない湿潤分散剤を使用することである。第2のオプションは、潜在的に反応性の基が存在するけれども、これらの基が、保管条件下におけるエポキシ樹脂成分1中の構成成分との反応が全く起こらないか又は無視できるほど遅い速度で起こるように、例えば立体的に遮蔽されている湿潤分散剤を使用することである。
本発明の目的に殊に適している複数の有用性をもつ湿潤分散剤(a2)は、ポリエステル及び/又はポリエーテル及び/又はポリエステル及びポリエーテル側鎖が付いているアミノ基を含有するポリマー性骨格を有する湿潤分散剤であることが判明している。かかる湿潤分散剤は、フィロシリケート、沈降シリカ、及びヒュームドシリカ、より特定的にはフィロシリケート及びヒュームドシリカ、極めて好ましくはフィロシリケート及び非有機変性ヒュームドシリカの群から選択される無機増粘剤(a1)に特に適している。かかる湿潤分散剤のポリエステル及び/又はポリエーテル及び/又はポリエステル及びポリエーテル側鎖は、無機増粘剤を分散させたとき縮むことができ、増粘剤表面に対するアミン基の接着力は強化される。すると増粘剤親和性を有するアミン基は増粘剤表面に吸着することができ、一方側鎖がアミン基を遮蔽する。従って、この種の遮蔽されたアミン基を含む湿潤分散剤はまた、本発明の二成分又は多成分系の、アミン基に対して実際に反応性である成分と共に、例えば溶媒を含む又は溶媒を含まないエポキシ樹脂中に使用することができる。その結果として、この樹脂のエポキシ基と湿潤分散剤の遮蔽されたアミノ基との実質的な反応は起こらず、本発明の目的にとって実質的に化学的に不活性な挙動が存在するという結果になる。同時に、湿潤分散剤は無機増粘剤(a1)を遮蔽し、その増粘効果の完全又は部分的な発現を妨げる。
特に適しているのは、例えば、(a.)好ましくはポリエステル変性されている、ポリヒドロキシモノカルボン酸と、(b.)好ましくはポリエステル変性されている、アジリジンホモポリマー、及び(c.)ポリエステル基、ポリエーテル基、ポリエステル−ポリエーテル基又はヒドロキシカルボン酸の基を有するモノイソシアネートとの反応生成物であり、最後に述べた化合物は例えばジイソシアネートのイソシアネート基とヒドロキシカルボン酸のヒドロキシル基との反応により得ることができる。この種の生成物は、例えば欧州特許出願公開第2668240号に開示されている。
使用することができ、本発明との関連で特に適している湿潤分散剤(a2)は、例えば、これまで顔料及び充填材に対してのみ推奨されていたBYK Chemie GmbHの高度に分岐した湿潤分散剤DISPERBYK−2151である。この湿潤分散剤は、多数の化学的に異なる成分におけるフィロシリケート、沈降シリカ、及びヒュームドシリカ、殊にフィロシリケート及びヒュームドシリカの傑出した分散を可能にする。例えば、エポキシ樹脂硬化剤二成分又は多成分系に使用されるエポキシ樹脂と相溶性がある。
問題の系に対する湿潤分散剤の相溶性は、例えば相補的な反応性の基がないという理由で、反応が期待されないか、又は対応する基が立体的に遮蔽されているとき、当業者には直ちに明らかである。従って、原理的に、多数の適切な湿潤分散剤が利用可能である。湿潤分散剤中の潜在的に反応性の基の立体的な遮蔽が本発明の特定の二成分又は多成分系に使用するのに充分であるか否かを確かめるための試験は、簡単な範囲を見出す試験に基づいて当業者がなし得る。
無機増粘剤(a1)と少なくとも1種の湿潤分散剤(a2)との組合せは室温(23℃)で固体であり得る。故にこの組合せは好ましくは湿潤分散剤(a2)により被覆された、好ましくは粉末形態の無機増粘剤(a1)であり得る。
湿潤分散剤(a2)は合成で得られる形態で使用されることが多いので、湿潤分散剤(a2)は、例えば触媒、乳化剤、などのような製造プロセスに由来する合成に使用した助剤も含み得る。かかる助剤は無機増粘剤(a1)と少なくとも1種の湿潤分散剤(a2)との組合せの固形分に属すると考えられる。
エポキシ樹脂成分1の他の構成成分
エポキシ樹脂、無機増粘剤(a1)、及び湿潤分散剤(a2)に加えて、エポキシ樹脂成分1は他の構成成分も含有し得る。
エポキシ樹脂、無機増粘剤(a1)、及び湿潤分散剤(a2)に加えて、エポキシ樹脂成分1は他の構成成分も含有し得る。
他の構成成分としては、溶媒、殊に有機溶媒、及び/又は水がある。
同様に、反応性希釈剤といわれるものが存在することが可能であり、これは硬化の過程でポリマー性の網目構造中に組み込まれ得る。かかる希釈剤は特に、モノグリシジルエーテル及びモノグリシジルエステルである。モノグリシジルエーテルの中で好ましいのはC10〜C14−アルキルモノグリシジルエーテル、好ましくはC12〜C14−アルキルモノグリシジルエーテルである。
モノグリシジルエステルの中で好ましいのはC8〜C14−カルボン酸のモノグリシジルエステルであり、中でも特に好ましいのはC10〜C12−カルボン酸のモノグリシジルエステル、例えば、特に分岐したC10−カルボン酸モノグリシジルエステル、すなわちネオデカン酸グリシジルである。
また反応性希釈剤の呼称で商業的に入手可能であることが多いC3〜C6−アルカンのジグリシジルエーテルは、少なくとも2つのオキシラン基を含有する全ての化合物と同様に、本発明でエポキシ樹脂であると考えられる。
さらに、エポキシ樹脂成分1は、接着剤、封止剤、コーティング材、及び成形材料に慣習的な種類のさらなる添加剤を含み得る。これらのうち、特に、消泡剤、均染剤、又は湿潤分散剤(a2)とは異なる湿潤分散剤、エポキシ樹脂−硬化剤反応を触媒することができる触媒、並びに、特に、顔料及び、無機増粘剤(a1)とは異なる無機充填材、又は有機充填材を挙げることができる。
硬化剤成分2
硬化剤
本発明の硬化剤はエポキシ樹脂成分1を硬化するために使用される。この種の硬化剤は関連の専門文献(例えば:Kittel, “Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen”, volume 2, 2nd edition, 1998, pp. 267 to 318)に従ってその機能により「エポキシド硬化剤」として指定されている。
硬化剤
本発明の硬化剤はエポキシ樹脂成分1を硬化するために使用される。この種の硬化剤は関連の専門文献(例えば:Kittel, “Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen”, volume 2, 2nd edition, 1998, pp. 267 to 318)に従ってその機能により「エポキシド硬化剤」として指定されている。
硬化剤は、その官能基がオキシラン基と反応することができる2以上の官能性を有する物質(活性水素を有する、特に窒素又は酸素に結合した水素を含む化合物)である。硬化剤はエポキシ樹脂に対して実質的に化学量論的に使用するのが好ましい。エポキシ樹脂中のオキシラン環の濃度は、例えば滴定法によって決定することができる。必要とされる硬化剤の量は硬化剤の活性水素の当量(「H−活性当量」)から計算することができる。
本発明に従って使用することができる硬化剤はジアミン及びポリアミン、ポリアミド、並びに環状カルボン酸無水物からなる群から選択されるのが好ましい。上記種類の化合物のうち、ジアミン及びポリアミン及びポリアミドが殊に好ましい。殊に好ましいのはジ−及びポリアミンである。従って、その最も好ましい実施形態において、硬化剤はアミン硬化剤とも命名できる。
特に好ましいジ−及びポリアミンは、脂肪族アミン、例えばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン又は3,3’,5−トリメチルヘキサメチレンジアミン;脂環式アミン、例えば1,2−シクロヘキシルジアミン、イソホロンジアミン及びその異性体混合物、又はm−キシリレンジアミン;芳香族アミン、例えばメチレンジアニリン又は4,4−ジアミノジフェニルスルホン;変性アミン、例えばMannich塩基(例えば、ジエチレントリアミン−フェノールMannich塩基)、又は3,3’,5−トリメチルヘキサメチレンジアミンとビスフェノール−A−ジグリシジルエーテルのアミン付加物の群から選択され得る。
ポリアミドタイプの特に好ましい硬化剤はポリアミノアミド又はジシアンジアミドである。
環状カルボン酸無水物の代表例は、例えば無水フタル酸又はヘキサヒドロフタル酸無水物である。しかしながら、環状カルボン酸無水物は主として高温硬化性エポキシ樹脂系で使用されるが、本発明は主として、そして好ましくは室温(又は100℃未満)でも硬化する系に関する。
硬化剤中の活性水素の当量は好ましくは15〜70g、より好ましくは20〜60gである。イソホロンジアミンの場合、H−活性当量は例えば42.57gである(モル質量:170.3g/mol;2つのNH2基で、各々2つの活性水素原子=4つの活性水素原子;170.3g÷4=42.57g)。
適切なアミン硬化剤の非網羅的な編集は欧州特許出願公開第0835910号に見られる。
硬化剤として、以下に記載する成分(b1)の幾つかを使用することも可能である。成分(b1)の使用は必須であるので、成分(b1)が硬化剤機能も有する場合別の硬化剤を使用する必要はない。しかしながら、上述の典型的なエポキシド硬化剤の幾つか(例えば、イソホロンジアミン又はトリエチレンテトラミン)は、成分(b1)の機能も有することができ、かかる場合はその成分の当てにされる部分である。
成分(b1)
成分(b1)は、湿潤分散剤(a2)によって引き起こされる無機増粘剤(a1)の増粘効果の阻害を少なくとも部分的に除外することを特徴とする。
成分(b1)は、湿潤分散剤(a2)によって引き起こされる無機増粘剤(a1)の増粘効果の阻害を少なくとも部分的に除外することを特徴とする。
これらはモノマー性の化合物又はオリゴマー性若しくはポリマー性の化学種であることができ、ここでオリゴマー性及びポリマー性の化学種の間には語学上の差異はない。従って、オリゴマー性の化学種は以下でポリマー性の化学種内に含められる。特に、上で硬化剤として挙げた化学種の幾つかは同時に成分(b1)として適している。
成分(b1)の結合は好ましくは、湿潤分散剤(a2)の増粘剤表面からの少なくとも部分的な転移を含み、これは、成分(b1)と無機増粘剤(a1)の表面との相互作用が一般に、湿潤分散剤(a2)と無機増粘剤(a1)の表面との相互作用より強いことを意味する。
この結果として、増粘剤親和性を有する成分(b1)の基は通例遮蔽されてない。しかしながら、より高い親和性はまた、例えば、成分(b1)が湿潤分散剤(a2)と比べて比較的大きい数の増粘剤親和性をもつ基を有する場合、及び/又は親和性をもつ基の性質が増粘剤の表面へのより強い結合を可能にする場合にも、得ることができる。
成分(b1)が無機増粘剤(a1)の増粘効果の湿潤分散剤(a2)による阻害をここでも少なくとも部分的に除外することは重要である。特に好ましくは、増粘剤の増粘効果が全体に又は少なくとも部分的に回復するのみでなく、実際にたれ抵抗性が安定化され、例えば増粘剤粒子間の水素結合の内部の網目構造が成分(b1)により強化される。
例えば、同様に例として上述した湿潤分散剤DISPERBYK−2151より大きいヒュームドシリカに対する親和性を有する適切な成分(b1)は、上で引用した欧州特許出願公開第0835910号に記載されているように750000g/mol付近の重量平均モル質量を有する高分子量ポリエチレンイミンである。これは、増粘剤の増粘効果の湿潤分散剤による阻害を少なくとも部分的に除外することができるのみでなく、加えてたれ抵抗性を担う増粘剤粒子間の網目構造を安定化する。しかしながら、他のポリマー性アミン及び脂肪酸で塩化されたポリエチレンイミン、好ましくはトール油脂肪酸で塩化されたポリエチレンアミンも、成分(b1)として適している。
さらなる適切な成分(b1)は、例えば、モノマー性の脂肪酸との混合物でも使用できる二量体及び/又は三量体脂肪酸とアミンとの縮合生成物である。この目的に適したアミンは、特に、脂肪族及び脂環式若しくは芳香族アミン又は前述のアミンの混合物である。かかるアミンの例はm−キシリレンジアミン、1,6−ジアミノヘキサン、イソホロンジアミン(異性体混合物;IPDA)、トリエチレンテトラミン(TETA);ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタ−エチレン−ヘキサミン(異性体混合物)、1,3−ジアミノプロパン、ジプロピレントリアミン又は2−(2−(2−アミノ−エチル−アミノ)エチル−アミノ)エタノール若しくはジエタノールアミンである。
また、成分(b1)として適切なのは、非ポリマー性のモノアミン、好ましくはポリアミン、より特定的には分子の均一性を保有し、及び/又は比較的に低い数平均分子量Mnを有するもの、例えば、ポリアルキレンポリアミン、例えば、トリエチレンテトラミンであるが、例えば、イソホロンジアミンのような脂環式のジアミンもある。
同様に、ジグリコールアミン(DGA)のようなモノエーテルアミン、さらに、特に、例えば、HuntsmanからJeffamine(登録商標)T−403のようなJeffamine(登録商標)という商号で商業的に入手可能な種類のポリエーテルアミンも適している。
例えばポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(TWEEN20)のようなポリエチレンオキシドポリオールも同様に適している。
成分(b1)は液体又は固体であり得る。好ましくは成分(b1)は液体である。
成分(b1)は合成で得られた形態で使用されることが多いので、成分(b1)は製造の結果として、例えば触媒及び安定剤、などのような合成に使用した助剤も含み得る。
適切な成分(b1)の選択は、好ましくは、湿潤分散剤(a2)の選択を考慮して、目標とする方法で行われる。
このように、成分(b1)は通例、湿潤分散剤(a2)より極性の及び/又はより塩基性の表面親和性をもつ基を有し、この表面親和性は無機増粘剤(a1)の表面に関連している。成分(b1)中のものと同様な極性及び/又は塩基性である表面親和性をもつ基が湿潤分散剤(a2)に存在する場合、成分(b1)は、好ましくは、湿潤分散剤(a2)中に存在する表面親和性をもつ基の重量パーセンテージ割合と比較して、より大きい重量パーセンテージ割合の表面親和性をもつ基を成分(b1)中に含有する。特に好ましくは、湿潤分散剤(a2)と比較して、成分(b1)は無機増粘剤(a1)の表面に対する親和性をもつ基をより大きい重量パーセンテージ割合で含むのみでなく、湿潤分散剤(a2)中の表面親和性をもつ基と比較してより極性及び/又はより塩基性である表面親和性をもつ基、極めて好ましくは湿潤分散剤(a2)中の表面親和性をもつ基と比較してより極性かつより塩基性である表面親和性をもつ基も含む。
他方では、これは、湿潤分散剤(a2)を選択するとき、選択しなければならない又は選択するべきである湿潤分散剤は、無機増粘剤(a1)の分散に対して「最良」であって、増粘効果の阻害に関して粘度の最大の低下を与えるものではないことを意味する。成分(b1)が無機増粘剤(a1)の表面から湿潤分散剤(a2)を移すのを不必要に困難にしないように、湿潤分散剤(a2)の増粘剤表面への過度に強い結合は特に望ましくない。
従って、目的は、湿潤分散剤(a2)による粘度の、適切から非常に良好な低下を達成するが、無機増粘剤(a1)の完全な分散には至らないで、成分(b1)が第2のステップで無機増粘剤(a1)の表面との、非常に良好から完全な相互作用に参入することを可能にし、結果として粘度の上昇が起こるようにすることである。
湿潤分散剤(a2)は好ましくは、増粘剤親和性をもつ基を数個だけ有するように選択される。従って、増粘剤親和性をもつ基に関して、単官能性の湿潤分散剤(a2)も有利に使用することができる。増粘剤親和性をもつ基を1個だけ含有するのでない場合、増粘剤親和性をもつ基は互いに空間的に近接して位置するのが有利である。これの効果は、際だって安定化する網目構造を構築することができないことである。
対照的に、成分(b1)の場合、湿潤分散剤による無機増粘剤(a1)の立体的な安定化妨げ、増粘剤表面との、極めて良好から完全な相互作用に参入する。湿潤分散剤(a2)及び/又は成分(b1)中の接着基の割合の計算に関与する構造単位は、(a2)及び(b1)のいろいろな部分にある、以下の「接着基」の表に報告されている構造単位のみであると考えられる。
計算は通例、(a2)及び(b1)の合成に用いられる出発化合物及びそれから予想される構造要素から出発して行われ、この場合100%の変換率が仮定され得るか、又は、構造が知られていれば、構造要素は化合物から導かれる。
選択の一般的な基準は、湿潤分散剤(a2)が成分(b1)と比較して、湿潤分散剤(a2)の総重量を基準にして、成分(b1)の化学種の場合よりずっと小さい重量パーセンテージ割合の接着基を有することである。一般に、本発明で好ましく使用することができる湿潤分散剤(a2)は湿潤分散剤(a2)全体を基準にして好ましくは<11wt%の重量パーセンテージ割合の接着基の構造要素を有し、一方成分(b1)では接着基の構造要素の重量パーセンテージ割合は好ましくは≧11wt%であることが分かっている。
これらの限界は厳しくなく、代わりに適当な成分の目標とする選択に役立つ。特に好ましい湿潤分散剤(a2)では、実際、上の構造要素割合は<9wt%、より好ましくは<6wt%、極めて好ましくは<4wt%、又はさらには<3wt%であり、一方好ましい成分(b1)の場合上の構造要素割合は好ましくは>13wt%、より好ましくは>20wt%、極めて好ましくは実際>30wt%、又はさらに>40wt%である。
しかしながら、湿潤分散剤(a2)の構造要素割合は好ましくは0.5wt%以上、より好ましくは0.8wt%以上とするべきである。その他の場合は増粘剤表面に対する親和性の欠如のために増粘阻害効果が不適当であるからである。
湿潤分散剤(a2)の構造要素の重量パーセンテージ割合の、成分(b1)の構造要素の重量パーセンテージ割合に対する差は、好ましくは少なくとも2wt%、より好ましくは少なくとも5wt%、極めて好ましくは少なくとも10wt%である。
もちろん、上記計算においては、それぞれ湿潤分散剤(a2)及び成分(b1)のみが含まれ、各々の場合に存在する溶媒又は合成の結果として存在し得るその他の助剤を含まない。
以下の分類は、典型的な増粘剤表面に対して表面親和性をもついろいろな基の一般的な親和性列と考えることができる。:
[グループ1]:イミダゾリン≧(アミン、アンモニウム化合物)
[グループ2]:アルコール≧(尿素、アミド、カルボン酸、リン酸エステル)
ここで、グループ1の基は一般にグループ2のものより無機増粘剤(a1)の増粘剤表面に対する大きい親和性を有する;言い換えると、[グループ1]>[グループ2]。
[グループ2]:アルコール≧(尿素、アミド、カルボン酸、リン酸エステル)
ここで、グループ1の基は一般にグループ2のものより無機増粘剤(a1)の増粘剤表面に対する大きい親和性を有する;言い換えると、[グループ1]>[グループ2]。
一般に、より大きい親和性をもつ基は成分(b1)中に存在するのが好ましく、一方湿潤分散剤(a2)は好ましくは親和性がより小さい基を含有するべきであることは事実である。
一般に、湿潤分散剤(a2)及び成分(b1)が、
構造要素N−C=Nを有するイミダゾリル基、
第三級アミンでは構造要素N、第二級アミンではNH、第一級アミンではNH2を有するアミノ基、及び
第三級アミンのアンモニウム塩では構造要素NH+X−、第二級アミンのアンモニウム塩では構造要素NH2 +X−、第一級アミンのアンモニウム塩ではNH3 +X−を有するアンモニウム基(X−は各場合に酸のアニオンである)
からなるグループ1;及び/又は
構造要素OHを有するヒドロキシル基、
第一級アミンの尿素では構造要素HNC(O)CNH、第二級アミンの尿素ではNC(O)CNを有する尿素基、
第二級アミンのアミドでは構造要素C(O)N、第一級アミンのアミドではC(O)NH、アンモニアのアミドではC(O)NH2を有するアミド基、
構造要素COOHを有するカルボン酸基、及び
構造要素OP(O)(OH)2を有する有機リン酸エステル基
からなるグループ2
から選択される1つ以上の官能基を含むように選択され、
(A)湿潤分散剤(a2)中のグループ1及び2の官能基から選択される構造要素の、湿潤分散剤(a2)の重量を基準とする重量パーセンテージ割合が、成分(b1)中のグループ1及び2の官能基から選択される構造要素の、成分(b1)の重量を基準とする重量パーセンテージ割合より低く;
及び/又は
(B)成分(b1)が、グループ1から選択される官能基に由来する構造要素を、成分(b1)の重量を基準にして、湿潤分散剤(a2)中のグループ1から選択される官能基に由来する構造要素の、湿潤分散剤(a2)の重量を基準とする重量パーセンテージ割合より高い重量パーセンテージ割合で含む
ことは事実である。
構造要素N−C=Nを有するイミダゾリル基、
第三級アミンでは構造要素N、第二級アミンではNH、第一級アミンではNH2を有するアミノ基、及び
第三級アミンのアンモニウム塩では構造要素NH+X−、第二級アミンのアンモニウム塩では構造要素NH2 +X−、第一級アミンのアンモニウム塩ではNH3 +X−を有するアンモニウム基(X−は各場合に酸のアニオンである)
からなるグループ1;及び/又は
構造要素OHを有するヒドロキシル基、
第一級アミンの尿素では構造要素HNC(O)CNH、第二級アミンの尿素ではNC(O)CNを有する尿素基、
第二級アミンのアミドでは構造要素C(O)N、第一級アミンのアミドではC(O)NH、アンモニアのアミドではC(O)NH2を有するアミド基、
構造要素COOHを有するカルボン酸基、及び
構造要素OP(O)(OH)2を有する有機リン酸エステル基
からなるグループ2
から選択される1つ以上の官能基を含むように選択され、
(A)湿潤分散剤(a2)中のグループ1及び2の官能基から選択される構造要素の、湿潤分散剤(a2)の重量を基準とする重量パーセンテージ割合が、成分(b1)中のグループ1及び2の官能基から選択される構造要素の、成分(b1)の重量を基準とする重量パーセンテージ割合より低く;
及び/又は
(B)成分(b1)が、グループ1から選択される官能基に由来する構造要素を、成分(b1)の重量を基準にして、湿潤分散剤(a2)中のグループ1から選択される官能基に由来する構造要素の、湿潤分散剤(a2)の重量を基準とする重量パーセンテージ割合より高い重量パーセンテージ割合で含む
ことは事実である。
選択規則により、一方では湿潤分散剤(a2)の適切な対合を、他方では成分(b1)を、確実に選択することが可能になる。しかしながら、成分(b1)による粘度の上昇の程度は湿潤分散剤(a2)及び成分(b1)の構造のような他の要因、例えば、単に効果の程度の問題であるが、本発明の実行可能性を危うくしない何かに依存する。
多くの場合、そして一般に、粘度の上昇の程度は、湿潤分散剤(a2)に対する成分(b1)の量を増大することによって上げることができる。
湿潤分散剤(a2)対成分(b1)の重量比は好ましくは約25:1〜1:10、より好ましくは20:1〜1:8、極めて好ましくは15:1〜1:6である。
通例、(a2)対(b1)の比について、2つの成分の重量に関して(a2)を過剰に使用する、言い換えると(a2):(b1)≧1:1、より好ましくは15:1以下であることは事実である。かかる場合に増粘効果の上昇が充分でなければ、(b1)の量を、通例(a2):(b1)=1:5の比まで上昇させるのが望ましい。もちろん、この比を超えて(b1)の量を上昇させることも可能である。しかしながら、後者の場合、代わりに、場合により、より多くの官能基及び/又はより大きい増粘剤親和性をもつ官能基を有するより強力な成分(b1)を使用するのが望ましい。
硬化剤成分2の他の構成成分
硬化剤成分2も、他の有機溶媒及び/又は水、並びにまた接着剤、封止剤、コーティング材、及び成形材料で慣習的な種類の他の添加剤を含み得る。これに関しては、エポキシ樹脂成分の他の構成成分が参照される。但し、オキシラン基を含有する反応性希釈剤は除く。これは、当然、硬化剤成分中には存在し得ない。
硬化剤成分2も、他の有機溶媒及び/又は水、並びにまた接着剤、封止剤、コーティング材、及び成形材料で慣習的な種類の他の添加剤を含み得る。これに関しては、エポキシ樹脂成分の他の構成成分が参照される。但し、オキシラン基を含有する反応性希釈剤は除く。これは、当然、硬化剤成分中には存在し得ない。
本発明の二成分又は多成分系は好ましくは接着剤、封止剤、コーティング材又は成形材料である。
本発明のエポキシ樹脂−硬化剤系の典型的な応用分野は造船、架橋工事、鉄骨構造物、パイプライン敷設及び容器建造物、包装塗装並びに土木工学における塗装、例えば建造物及び工業用床構造体の塗装における大きい物体の防食塗装である。
本発明のさらなる主題は、配合剤に潜在的増粘効果を付与するための、潜在的増粘剤に対して不活性な配合剤中における潜在的増粘剤の使用である。問題の配合剤は好ましくは二成分又は多成分系の一成分である。
本発明の二成分又は多成分系は一般に接着剤で接合される、塗装される、又は封止されるあらゆる基材に適している。適切な基材材料として、例えば、ガラス、金属及びそれらの合金、例えば複合材料のようなプラスチック、塗装表面、薄膜及び箔、紙及び段ボール包装、木材、Eternit、コンクリート、例えば布又はカーペット材料のような織物、タイル並びに他の多くのいろいろな材料を挙げることができる。
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
調製例
分子的に不均一な物質の場合、以下及び上記の説明で記載されている分子量は数値平均の平均値を表す。分子量、すなわち数平均分子量Mnは、ヒドロキシル、NCO、アミノ又は酸基のような決定できる官能性末端基が存在する場合、それぞれ滴定でOH価、NCO価、アミン価又は酸価を確認することによる末端基決定によって決定される。末端基決定が適用できない化合物の場合、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーによってポリスチレン標準に対して決定される。ポリアミンに対して報告されている分子量は沸点上昇によって決定された数平均Mnである。
分子的に不均一な物質の場合、以下及び上記の説明で記載されている分子量は数値平均の平均値を表す。分子量、すなわち数平均分子量Mnは、ヒドロキシル、NCO、アミノ又は酸基のような決定できる官能性末端基が存在する場合、それぞれ滴定でOH価、NCO価、アミン価又は酸価を確認することによる末端基決定によって決定される。末端基決定が適用できない化合物の場合、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーによってポリスチレン標準に対して決定される。ポリアミンに対して報告されている分子量は沸点上昇によって決定された数平均Mnである。
他に述べない限り、部で表した量は重量による部であり、パーセントで表した量は重量によるパーセンテージである。
粘度測定
ベース成分及びベース成分の混合物の粘度は、他に特定されない限り、RheologicaのStresstech機器でプレート−コーン法(コーン直径25mm;コーン角度:1°;コーン−プレートギャップ:35μm;温度:23℃;剪断速度1s−1;データポイント数:21;補償時間10秒;データポイント当たりの測定時間:遅延時間+積分時間;遅延時間:5−8秒;積分時間:3秒;コントロール強度(感度):60%)によって決定した。
二成分、三成分及び多成分系に対する測定はその調製の2分後に行った。
ベース成分及びベース成分の混合物の粘度は、他に特定されない限り、RheologicaのStresstech機器でプレート−コーン法(コーン直径25mm;コーン角度:1°;コーン−プレートギャップ:35μm;温度:23℃;剪断速度1s−1;データポイント数:21;補償時間10秒;データポイント当たりの測定時間:遅延時間+積分時間;遅延時間:5−8秒;積分時間:3秒;コントロール強度(感度):60%)によって決定した。
二成分、三成分及び多成分系に対する測定はその調製の2分後に行った。
ベース成分及びベース成分の混合物の粘度は、Brookfield法が報告されている場合、BrookfieldのBrookfield DV−II+粘度計で、スピンドル法(スピンドル3;5rpm、温度:23℃;データポイント当たりの測定時間:1分)によって決定した。二成分、三成分及び多成分系に対する測定はその調製後2分で行った。
第三級窒素含量の決定
第三級窒素含量は、分析されるサンプル中の結合した第三級の塩基性窒素のパーセンテージ含量を示す。決定方法は、第三級アミノ基が、第一級及び第二級のアミノ基と対照的に、無水物と反応してアミドを形成することがないという事実を利用する。第一級及び第二級のアミノ基を無水酢酸でアセチル化すると、その後第三級アミノ基を過塩素酸で定量的に滴定することができる。サンプルの第三級窒素含量を決定するために、ある量の分析中のサンプルを化学天秤により0.1mgの精度で秤量して80mlのガラスビーカーに入れる。分析するべき量のうち秤量するべき量は予測される第三級窒素含量によって案内され、下記表から選ばれる:
第三級窒素含量は、分析されるサンプル中の結合した第三級の塩基性窒素のパーセンテージ含量を示す。決定方法は、第三級アミノ基が、第一級及び第二級のアミノ基と対照的に、無水物と反応してアミドを形成することがないという事実を利用する。第一級及び第二級のアミノ基を無水酢酸でアセチル化すると、その後第三級アミノ基を過塩素酸で定量的に滴定することができる。サンプルの第三級窒素含量を決定するために、ある量の分析中のサンプルを化学天秤により0.1mgの精度で秤量して80mlのガラスビーカーに入れる。分析するべき量のうち秤量するべき量は予測される第三級窒素含量によって案内され、下記表から選ばれる:
サンプルを20mlの酢酸(99.8%強度)及び30mlの無水酢酸(98.5%強度)に溶解する。次いで、得られたサンプル溶液にすりガラスの蓋をし、サーモブロック又は水浴中において70℃で30分間加熱する。サンプル溶液が冷却されたら、磁気攪拌機上に置き、Ag/AgClの組合せ電極をサンプル溶液中に浸す。この組合せ電極はMettlerのマイクロプロセッサーで制御された分析装置(Titrator DL77、DL70 ES又はDL67)一部である。サンプル溶液を過塩素酸(酢酸中0.1N、無水物を含まない)で滴定する。第三級窒素含量は使用した分析装置によって決定される。第三級窒素含量は次のように計算される:
第三級N含量(wt%)=(濃度ml×N×f×1.4008)/(初期質量g)
N=滴定剤の規定度
f=滴定剤の係数
第三級N含量(wt%)=(濃度ml×N×f×1.4008)/(初期質量g)
N=滴定剤の規定度
f=滴定剤の係数
ここで、係数fは、適当な場合、使用した滴定剤の0.1Nの規定度からのずれを考慮に入れる。
無機増粘剤(a1)
使用した無機増粘剤は、そのBET表面積が異なる、2つの異なる種類の商業的に入手可能なヒュームドシリカ(Evonik Industriesから入手可能)、すなわち:
(a1.1)=Aerosil(登録商標)200(BET 200)、及び
(a1.2)=Aerosil(登録商標)380(BET 380)
であった。
使用した無機増粘剤は、そのBET表面積が異なる、2つの異なる種類の商業的に入手可能なヒュームドシリカ(Evonik Industriesから入手可能)、すなわち:
(a1.1)=Aerosil(登録商標)200(BET 200)、及び
(a1.2)=Aerosil(登録商標)380(BET 380)
であった。
また、Byk Chemie GmbHから商標名Garamite(登録商標)で商業的に入手可能な以下の3つの異なる変性されたフィロシリケート混合物、すなわち:
(a1.3)=Garamite(登録商標)7305(第四級アンモニウム化合物で変性された異なるベントナイトの混合物)
(a1.4)=Garamite(登録商標)1210(第四級アンモニウム化合物で変性された異なるベントナイトの混合物)
(a1.5)=Garamite(登録商標)1958(第四級アンモニウム化合物で変性された異なるベントナイトの混合物)
も使用した。
(a1.3)=Garamite(登録商標)7305(第四級アンモニウム化合物で変性された異なるベントナイトの混合物)
(a1.4)=Garamite(登録商標)1210(第四級アンモニウム化合物で変性された異なるベントナイトの混合物)
(a1.5)=Garamite(登録商標)1958(第四級アンモニウム化合物で変性された異なるベントナイトの混合物)
も使用した。
湿潤分散剤(a2)
(a2.1)の調製
前駆体A
30gのEpomin SP−018(Nippon Shokubai製)を80℃に加熱する。2時間の期間にわたって、70gの2−エチルヘキシルアクリレートを滴下して加え、その後反応を6時間続ける。
(a2.1)の調製
前駆体A
30gのEpomin SP−018(Nippon Shokubai製)を80℃に加熱する。2時間の期間にわたって、70gの2−エチルヘキシルアクリレートを滴下して加え、その後反応を6時間続ける。
前駆体B
92%のポリエーテル(ブタノールで出発したEO/POポリエーテル(約1:1)、Mw約1100Da)を60℃に加熱する。7.6gのポリリン酸をゆっくり滴下して加える。フラスコ内で酸価(DIN EN ISO2114による酸価)がさらに上昇しなくなるまで反応混合物を6時間撹拌する。
92%のポリエーテル(ブタノールで出発したEO/POポリエーテル(約1:1)、Mw約1100Da)を60℃に加熱する。7.6gのポリリン酸をゆっくり滴下して加える。フラスコ内で酸価(DIN EN ISO2114による酸価)がさらに上昇しなくなるまで反応混合物を6時間撹拌する。
前駆体A及びBからの化合物の合成
20gの前駆体Aを60℃で導入し、80gの前駆体Bを2時間の期間にわたってゆっくり量り入れる。反応混合物を60℃で5時間撹拌する。
20gの前駆体Aを60℃で導入し、80gの前駆体Bを2時間の期間にわたってゆっくり量り入れる。反応混合物を60℃で5時間撹拌する。
得られる生成物は100%の活性物質含量を有する。
(a2.2)の調製
反応容器に、205gのテトラヒドロフラン、及び0.11mlのアセトニトリル中1Mの3−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウムを仕込み、1.94gの1−メトキシ−1−トリメチルシロキシ−2−メチルプロパンを加える。反応容器を−10℃に冷却した。39.6gのメタクリル酸2−エチルヘキシル、20gのメタクリル酸メチル及び2.84gのメタクリル酸ブチルからなる混合物の40分間にわたる添加と並行して、0.22mlのアセトニトリル中1Mの3−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウムを5mlのテトラヒドロフラン中に希釈して1時間の期間にわたって加えた。いかなる時点でも反応温度は25℃の温度を超えなかった。
反応容器に、205gのテトラヒドロフラン、及び0.11mlのアセトニトリル中1Mの3−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウムを仕込み、1.94gの1−メトキシ−1−トリメチルシロキシ−2−メチルプロパンを加える。反応容器を−10℃に冷却した。39.6gのメタクリル酸2−エチルヘキシル、20gのメタクリル酸メチル及び2.84gのメタクリル酸ブチルからなる混合物の40分間にわたる添加と並行して、0.22mlのアセトニトリル中1Mの3−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウムを5mlのテトラヒドロフラン中に希釈して1時間の期間にわたって加えた。いかなる時点でも反応温度は25℃の温度を超えなかった。
次に、20.9gのメタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチルを10分の期間にわたって滴下して加え、並行してさらに0.11mlのアセトニトリル中1Mの3−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウムを10分の期間にわたって量り入れた。さらに3時間温度(23℃)で撹拌した後、5mlのメタノールを加えた。6.7gの塩化ベンジルの添加後、60℃でさらに6時間撹拌した。
次に、酢酸メトキシプロピルを生成物に加え、存在するテトラヒドロフランを蒸留により除き、非揮発性物質(2.0±0.1g試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合を40%に調節する。
(a2.3)の調製
前駆体A
100gのジメチロールプロピオン酸(Perstorp製)、255.26gのε−カプロラクトン及び74.64gのδ−バレロラクトンをジブチルスズジラウレート(200ppm)と混和し、不活性ガス中170℃で、非揮発性物質(2.0±0.1g試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合が98%の値を超えるまで撹拌した。
前駆体A
100gのジメチロールプロピオン酸(Perstorp製)、255.26gのε−カプロラクトン及び74.64gのδ−バレロラクトンをジブチルスズジラウレート(200ppm)と混和し、不活性ガス中170℃で、非揮発性物質(2.0±0.1g試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合が98%の値を超えるまで撹拌した。
前駆体B
435gのDesmodur T100(Bayer製)を窒素下で導入し、1100gの乾燥(Karl Fischer 水含量<0.1%)ポリエーテル(ブタノールから出発したPOポリエーテル、Mw約1100Da)を、反応温度が60℃を超えないように、ゆっくり滴下して加える。添加の終了後、生成物のNCO価が30分の期間にわたって有意な変化を示さなくなるまで、60℃で撹拌を続ける。
435gのDesmodur T100(Bayer製)を窒素下で導入し、1100gの乾燥(Karl Fischer 水含量<0.1%)ポリエーテル(ブタノールから出発したPOポリエーテル、Mw約1100Da)を、反応温度が60℃を超えないように、ゆっくり滴下して加える。添加の終了後、生成物のNCO価が30分の期間にわたって有意な変化を示さなくなるまで、60℃で撹拌を続ける。
その後、残留する過剰のDesmodur T100を、薄膜又は短経路蒸発器を用いる蒸留によって除く。
前駆体A及びBからの化合物の合成
1.2gのEpomin SP200(Nippon Shokubai製)を59.0gの前駆体Aと共に窒素下で180℃に加熱する。バッチをこの温度で、酸価(DIN 53402によるAN)が8.4mgのKOH/g物質の値に達するまで撹拌した。反応中、生成した反応水を選択された反応温度で留去し、水分離機に収集した。次に、得られた生成物のヒドロキシル価(DIN/ISO 4629による)を決定し、ヒドロキシル基の50%を、前駆体Bを添加し、窒素下で4時間撹拌することにより60℃の温度で反応させた。
1.2gのEpomin SP200(Nippon Shokubai製)を59.0gの前駆体Aと共に窒素下で180℃に加熱する。バッチをこの温度で、酸価(DIN 53402によるAN)が8.4mgのKOH/g物質の値に達するまで撹拌した。反応中、生成した反応水を選択された反応温度で留去し、水分離機に収集した。次に、得られた生成物のヒドロキシル価(DIN/ISO 4629による)を決定し、ヒドロキシル基の50%を、前駆体Bを添加し、窒素下で4時間撹拌することにより60℃の温度で反応させた。
高粘度の褐色の油として生成物が得られ、活性物質濃度は100%である。
(a2.4)の調製
前駆体A
100gのジメチロールプロピオン酸(Perstorp製)、255.26gのε−カプロラクトン及び74.64gのδ−バレロラクトンをジブチルスズジラウレート(200ppm)と混和し、非揮発性物質(2.0±0.1gの試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合が98%の値を超えるまで不活性ガス下170℃で撹拌した。
前駆体A
100gのジメチロールプロピオン酸(Perstorp製)、255.26gのε−カプロラクトン及び74.64gのδ−バレロラクトンをジブチルスズジラウレート(200ppm)と混和し、非揮発性物質(2.0±0.1gの試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合が98%の値を超えるまで不活性ガス下170℃で撹拌した。
前駆体B
435gのDesmodur T100(Bayer製)を窒素下で導入し、1100gの乾燥(Karl Fischer 水含量<0.1%)ポリエーテル(ブタノールで出発したPOポリエーテル、Mw約1100Da)を、反応温度が60℃を超えないように、ゆっくり滴下して加える。添加終了後、生成物のNCO価が30分の期間にわたって有意な変化を示さなくなるまで、60℃で撹拌を続ける。
435gのDesmodur T100(Bayer製)を窒素下で導入し、1100gの乾燥(Karl Fischer 水含量<0.1%)ポリエーテル(ブタノールで出発したPOポリエーテル、Mw約1100Da)を、反応温度が60℃を超えないように、ゆっくり滴下して加える。添加終了後、生成物のNCO価が30分の期間にわたって有意な変化を示さなくなるまで、60℃で撹拌を続ける。
次に、残留する過剰のDesmodur T100を、薄膜又は短経路蒸発器を用いて蒸留によって除く。
前駆体A及びBからの化合物の合成
1.2gのEpomin SP200(Nippon Shokubai製)を59.0gの前駆体Aと共に窒素下で180℃に加熱する。酸価(DIN 53402によるAN)が7.8mgのKOH/g物質の値に達するまで、バッチをこの温度で撹拌した。反応中生成した反応水を選択された反応温度で留去し、水分離機で収集した。次に、得られた生成物のヒドロキシル価(DIN/ISO 4629による)を決定し、ヒドロキシル基の50%を、前駆体Bの添加及び窒素下での4時間の撹拌により、60℃の温度で反応させた。
1.2gのEpomin SP200(Nippon Shokubai製)を59.0gの前駆体Aと共に窒素下で180℃に加熱する。酸価(DIN 53402によるAN)が7.8mgのKOH/g物質の値に達するまで、バッチをこの温度で撹拌した。反応中生成した反応水を選択された反応温度で留去し、水分離機で収集した。次に、得られた生成物のヒドロキシル価(DIN/ISO 4629による)を決定し、ヒドロキシル基の50%を、前駆体Bの添加及び窒素下での4時間の撹拌により、60℃の温度で反応させた。
その後、得られた生成物をさらに使用するために酢酸メトキシプロピル中で80%に希釈する。
(a2.5)の調製
前駆体A
134gのジメチロールプロピオン酸(from Perstorp製)、342gのε−カプロラクトン及び100gのδ−バレロラクトンをジブチルスズジラウレート(200ppm)と混和し、非揮発性物質(2.0±0.1gの試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合が98%の値を超えるまで、不活性ガス下170℃で撹拌した。
前駆体A
134gのジメチロールプロピオン酸(from Perstorp製)、342gのε−カプロラクトン及び100gのδ−バレロラクトンをジブチルスズジラウレート(200ppm)と混和し、非揮発性物質(2.0±0.1gの試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合が98%の値を超えるまで、不活性ガス下170℃で撹拌した。
前駆体B
435gのDesmodur T100(Bayer製)を窒素下で導入し、1100gの乾燥(Karl Fischer 水含量<0.1%)ポリエーテル(ブタノールから出発したPOポリエーテル、Mw約1100Da)を、反応温度が60℃を超えないように、ゆっくり滴下して加える。添加終了後、生成物のNCO価が30分の期間にわたって有意な変化を示さなくなるまで、60℃で撹拌を続ける。
435gのDesmodur T100(Bayer製)を窒素下で導入し、1100gの乾燥(Karl Fischer 水含量<0.1%)ポリエーテル(ブタノールから出発したPOポリエーテル、Mw約1100Da)を、反応温度が60℃を超えないように、ゆっくり滴下して加える。添加終了後、生成物のNCO価が30分の期間にわたって有意な変化を示さなくなるまで、60℃で撹拌を続ける。
その後、残留する過剰のDesmodur T100を、薄膜又は短経路蒸発器を用いて蒸留により除く。
前駆体A及びBからの化合物の合成
10gのEpomin SP006(Nippon Shokubai製)を550gの前駆体Aと共に窒素下で180℃に加熱する。バッチをこの温度で、酸価(DIN 53402によるAN)が10.3mgのKOH/g物質の値に達するまで撹拌した。反応中生成した反応水を選択された反応温度で留去し、水分離機で収集した。次に、得られた生成物のヒドロキシル価(DIN/ISO 4629による)を決定し、ヒドロキシル基の50%を、前駆体Bの添加及び窒素下での4時間の撹拌により60℃の温度で反応させた。
10gのEpomin SP006(Nippon Shokubai製)を550gの前駆体Aと共に窒素下で180℃に加熱する。バッチをこの温度で、酸価(DIN 53402によるAN)が10.3mgのKOH/g物質の値に達するまで撹拌した。反応中生成した反応水を選択された反応温度で留去し、水分離機で収集した。次に、得られた生成物のヒドロキシル価(DIN/ISO 4629による)を決定し、ヒドロキシル基の50%を、前駆体Bの添加及び窒素下での4時間の撹拌により60℃の温度で反応させた。
その後、得られた生成物をさらに使用するためにベンジルアルコール中で80%に希釈する。
(a2.6)の調製
250gのポリエーテル(メタノールから出発したEOポリエーテル、Mw約500Da)を181gのε−カプロラクトンと混和し、80℃に加熱する。次に、1000ppmのトルエンスルホン酸を加える。非揮発性物質(2.0±0.1g試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合が98%の値を超えるまで反応混合物を撹拌する。次いで、650ppmのジブチルエタノールアミンを加え、反応混合物を10分以上撹拌する。
250gのポリエーテル(メタノールから出発したEOポリエーテル、Mw約500Da)を181gのε−カプロラクトンと混和し、80℃に加熱する。次に、1000ppmのトルエンスルホン酸を加える。非揮発性物質(2.0±0.1g試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合が98%の値を超えるまで反応混合物を撹拌する。次いで、650ppmのジブチルエタノールアミンを加え、反応混合物を10分以上撹拌する。
51gのポリリン酸を量り入れる。フラスコ中の酸価(DIN EN ISO 2114による酸価)がさらなる上昇を示さなくなるまで、反応混合物を3時間撹拌する。次に、5gの水、900gの酢酸メトキシプロピル及び19gの酸化マグネシウムを加え、反応混合物を100℃で1時間均質化する。Karl−Fischer水含量(DIN 51777による)が<0.2%の値に達するまで減圧下で過剰の水を除く。
その後、活性物質含量を、非揮発性物質(2.0±0.1gの試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合の決定により、40%のレベルに調節する。
(a2.7)の調製
30gのEpomin SP−018(Nippon Shokubai製)を80℃に加熱する。2時間の期間にわたって、70gのアクリル酸2−エチルヘキシルを滴下して加え、その後反応を6時間続ける。
30gのEpomin SP−018(Nippon Shokubai製)を80℃に加熱する。2時間の期間にわたって、70gのアクリル酸2−エチルヘキシルを滴下して加え、その後反応を6時間続ける。
得られた生成物は100%の活性物質濃度を有する。
(a2.8)の調製
65gの合成樹脂SMA 2000(スチレン−無水マレイン酸コポリマー、187mmolの無水物基、Cray Valley製)を100gの酢酸メトキシプロピル中に希釈し、105gのJeffamin M2070(アミン末端のEO/POポリエーテル、Huntsman製)及び10.2gのN,N−ジメチルアミノプロピルアミンの混合物とゆっくり混和し、170℃で4時間加熱する。この時間中、存在する酢酸メトキシプロピルを蒸留により除く。次に、8.9gの塩化ベンジルを70℃で加え、バッチを8時間反応させる。
65gの合成樹脂SMA 2000(スチレン−無水マレイン酸コポリマー、187mmolの無水物基、Cray Valley製)を100gの酢酸メトキシプロピル中に希釈し、105gのJeffamin M2070(アミン末端のEO/POポリエーテル、Huntsman製)及び10.2gのN,N−ジメチルアミノプロピルアミンの混合物とゆっくり混和し、170℃で4時間加熱する。この時間中、存在する酢酸メトキシプロピルを蒸留により除く。次に、8.9gの塩化ベンジルを70℃で加え、バッチを8時間反応させる。
得られた生成物を酢酸メトキシプロピルとブチルグリコールの混合物(重量で1:1の比)と、活性物質含量が40%になるまで混和する。
(a2.9)の調製
65gの合成樹脂SMA 2000(スチレン−無水マレイン酸コポリマー、187mmolの無水物基、Cray Valley製)を100gの酢酸メトキシプロピル中に希釈し、105gのJeffamin M2070(アミン末端のEO/POポリエーテル、Huntsman製)と10.2gのN,N−ジメチルアミノプロピルアミンの混合物とゆっくり混和し、170℃で4時間加熱する。この時間中存在する酢酸メトキシプロピルを蒸留により除く。
65gの合成樹脂SMA 2000(スチレン−無水マレイン酸コポリマー、187mmolの無水物基、Cray Valley製)を100gの酢酸メトキシプロピル中に希釈し、105gのJeffamin M2070(アミン末端のEO/POポリエーテル、Huntsman製)と10.2gのN,N−ジメチルアミノプロピルアミンの混合物とゆっくり混和し、170℃で4時間加熱する。この時間中存在する酢酸メトキシプロピルを蒸留により除く。
得られた生成物を酢酸メトキシプロピルとブチルグリコールの混合物(重量による比1:1)と、活性物質含量が40%になるまで混和する。
(a2.10)の調製
前駆体A
反応容器に205gのテトラヒドロフランを仕込み、0.11mlのアセトニトリル中1Mの3−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウム及び1.94gの1−メトキシ−1−トリメチルシロキシ−2−メチルプロパンを加えた。反応混合物を−10℃に冷却した。39.6gのメタクリル酸2−エチルヘキシル、20gのメタクリル酸メチル及び2.84gのメタクリル酸ブチルからなる混合物の40分にわたる添加と並行して、0.22mlのアセトニトリル中1Mの3−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウムを5mlのテトラヒドロフラン中に希釈して1時間の期間にわたって加えた。いかなる時点でも反応温度が25℃の温度を超えることはなかった。
前駆体A
反応容器に205gのテトラヒドロフランを仕込み、0.11mlのアセトニトリル中1Mの3−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウム及び1.94gの1−メトキシ−1−トリメチルシロキシ−2−メチルプロパンを加えた。反応混合物を−10℃に冷却した。39.6gのメタクリル酸2−エチルヘキシル、20gのメタクリル酸メチル及び2.84gのメタクリル酸ブチルからなる混合物の40分にわたる添加と並行して、0.22mlのアセトニトリル中1Mの3−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウムを5mlのテトラヒドロフラン中に希釈して1時間の期間にわたって加えた。いかなる時点でも反応温度が25℃の温度を超えることはなかった。
次に、20.9gのメタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチルを10分の期間にわたって滴下して加え、並行してさらに0.11mlのアセトニトリル中1Mの3−クロロ安息香酸テトラブチルアンモニウムを10分の期間にわたって量り入れた。
さらに3時間室温(23℃)で撹拌した後、5mlのメタノールを加えた。
前駆体B
87gのポリエーテル(ブタノールから出発したPOポリエーテル、Mw約700Da)を60℃に加熱する。13gのポリリン酸をゆっくり滴下して加える。フラスコ内の酸価(DIN EN ISO2114による酸価)がさらに上昇しなくなるまで反応混合物を6時間撹拌する。
87gのポリエーテル(ブタノールから出発したPOポリエーテル、Mw約700Da)を60℃に加熱する。13gのポリリン酸をゆっくり滴下して加える。フラスコ内の酸価(DIN EN ISO2114による酸価)がさらに上昇しなくなるまで反応混合物を6時間撹拌する。
前駆体A及びBからの化合物の合成
120gの前駆体Aを50gのポリエーテル(メタノールから出発したEOポリエーテル、Mw約350)と混和し、存在する溶媒を減圧下で留去する。次に、残りのバッチを60℃に加熱し、14gの前駆体Bを加え、混合物をこの温度で8時間撹拌する。
120gの前駆体Aを50gのポリエーテル(メタノールから出発したEOポリエーテル、Mw約350)と混和し、存在する溶媒を減圧下で留去する。次に、残りのバッチを60℃に加熱し、14gの前駆体Bを加え、混合物をこの温度で8時間撹拌する。
得られる生成物は50%の活性物質濃度を有する。
(a2.11)の調製
15.2gのアルファ−メチルスチレン二量体を120gの酢酸メトキシプロピル中に導入し、120℃に加熱する。並行して、100gのメタクリル酸ジメチルアミノエチル及び10gの酢酸メトキシプロピル中1.5gのAlBN溶液を60分の期間にわたって量り入れ、その後反応を30分続ける。
次いで、並行して、60gのメタクリル酸メチル、20gのメタクリル酸2−エチルヘキシル、50gのアクリル酸2−エチルヘキシル及び230gのアクリル酸ブチルの混合物を240gの酢酸メトキシプロピル中37.2gのAlBNの溶液に150分の期間にわたって量り入れ、その後反応を30分続ける。
次に、100gのメタクリル酸ジメチルアミノエチル及び、並行して、10gの酢酸メトキシプロピル中1.2gのAlBN溶液を60分の期間にわたって量り入れ、その後反応を30分続ける。
さらに5gの酢酸メトキシプロピル中0.4gのAlBN溶液を15分の期間にわたって添加した後、反応を60分続ける。
15.2gのアルファ−メチルスチレン二量体を120gの酢酸メトキシプロピル中に導入し、120℃に加熱する。並行して、100gのメタクリル酸ジメチルアミノエチル及び10gの酢酸メトキシプロピル中1.5gのAlBN溶液を60分の期間にわたって量り入れ、その後反応を30分続ける。
次いで、並行して、60gのメタクリル酸メチル、20gのメタクリル酸2−エチルヘキシル、50gのアクリル酸2−エチルヘキシル及び230gのアクリル酸ブチルの混合物を240gの酢酸メトキシプロピル中37.2gのAlBNの溶液に150分の期間にわたって量り入れ、その後反応を30分続ける。
次に、100gのメタクリル酸ジメチルアミノエチル及び、並行して、10gの酢酸メトキシプロピル中1.2gのAlBN溶液を60分の期間にわたって量り入れ、その後反応を30分続ける。
さらに5gの酢酸メトキシプロピル中0.4gのAlBN溶液を15分の期間にわたって添加した後、反応を60分続ける。
得られる生成物は60%の活性物質含量を有する。
(a2.12)の製造
前駆体A
15gのトール油脂肪酸(酸価:186mgのKOH/g物質)を10gのポリエチレングリコール200と共に、生成する水がもはや収集できなくなるまで、ゆっくり200℃に加熱する。2時間減圧(大気圧から始めて、60mbarまでゆっくり低下)にする。次に、4gの無水マレイン酸を加える。反応を1時間200℃で起こさせる。
前駆体A
15gのトール油脂肪酸(酸価:186mgのKOH/g物質)を10gのポリエチレングリコール200と共に、生成する水がもはや収集できなくなるまで、ゆっくり200℃に加熱する。2時間減圧(大気圧から始めて、60mbarまでゆっくり低下)にする。次に、4gの無水マレイン酸を加える。反応を1時間200℃で起こさせる。
前駆体B
17gのトール油脂肪酸(酸価:186mgKOH/g物質)及び3.0gのジエチレントリアミンを合わせ、170℃に4時間加熱する。生成する反応水を蒸留により除き、続いて減圧下(60mbar)でさらに2時間撹拌する。
17gのトール油脂肪酸(酸価:186mgKOH/g物質)及び3.0gのジエチレントリアミンを合わせ、170℃に4時間加熱する。生成する反応水を蒸留により除き、続いて減圧下(60mbar)でさらに2時間撹拌する。
次いで、2gの水を加え、混合物を、第三級窒素含量(方法の記載の欄参照)がもはや検出できなくなるまで95℃で30分撹拌する。その後、再度減圧(60mbar)にし、過剰の水を、Karl−Fischer水含量(DIN 51777による)が<0.4%の値に達するまで、蒸留によって除く。
前駆体A及びBからの化合物の合成
25gの前駆体A及び20gの前駆体Bを45gのIsopar G(水素化されたC10−C12イソアルカン、<2%芳香族含量)と共に80℃で1時間均一に撹拌する。
25gの前駆体A及び20gの前駆体Bを45gのIsopar G(水素化されたC10−C12イソアルカン、<2%芳香族含量)と共に80℃で1時間均一に撹拌する。
得られる生成物は50%の活性物質含量を有する。
(a2.13)の製造
前駆体A
88gのLutensol AO11(BASF SE製の脂肪アルコールから出発したEOポリエーテル)を0.05gの炭酸カリウムと混和し、100℃に加熱する。続いて、12gの無水マレイン酸を加え、混合物をこの温度で3時間撹拌する。
前駆体A
88gのLutensol AO11(BASF SE製の脂肪アルコールから出発したEOポリエーテル)を0.05gの炭酸カリウムと混和し、100℃に加熱する。続いて、12gの無水マレイン酸を加え、混合物をこの温度で3時間撹拌する。
前駆体B
270gの酢酸メトキシプロピルと18gのアルファ−メチルスチレンを120℃に加熱する。並行して、300gのメタクリル酸ブチル及び40.8gの酢酸メトキシプロピル中7.2gのAlBNの溶液を2時間の期間にわたって量り入れる。さらに30分の期間反応させた後、並行して、163gのメタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル及び8.2gの酢酸メトキシプロピル中1.43gのAlBNの溶液を1時間の期間にわたって量り入れる。さらに30分の期間反応させた後、8gの酢酸メトキシプロピル中1.4gのAlBNの溶液を15分の期間にわたって量り入れ、混合物をさらに1時間撹拌する。
270gの酢酸メトキシプロピルと18gのアルファ−メチルスチレンを120℃に加熱する。並行して、300gのメタクリル酸ブチル及び40.8gの酢酸メトキシプロピル中7.2gのAlBNの溶液を2時間の期間にわたって量り入れる。さらに30分の期間反応させた後、並行して、163gのメタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル及び8.2gの酢酸メトキシプロピル中1.43gのAlBNの溶液を1時間の期間にわたって量り入れる。さらに30分の期間反応させた後、8gの酢酸メトキシプロピル中1.4gのAlBNの溶液を15分の期間にわたって量り入れ、混合物をさらに1時間撹拌する。
前駆体A及びBからの化合物の合成
40gの前駆体B、20gの前駆体A及び13.3gの酢酸メトキシプロピルを120℃で5時間一緒に撹拌する。
40gの前駆体B、20gの前駆体A及び13.3gの酢酸メトキシプロピルを120℃で5時間一緒に撹拌する。
得られる生成物は60%の活性物質含量を有する。
(a2.14)の製造
前駆体A
100gのジメチロールプロピオン酸(Perstorp製)、255.26gのε−カプロラクトン及び74.64gのδ−バレロラクトンをジブチルスズジラウレート(200ppm)と混和し、非揮発性物質(2.0±0.1gの試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合が98%の値を超えるまで、不活性ガス下170℃で撹拌した。
前駆体A
100gのジメチロールプロピオン酸(Perstorp製)、255.26gのε−カプロラクトン及び74.64gのδ−バレロラクトンをジブチルスズジラウレート(200ppm)と混和し、非揮発性物質(2.0±0.1gの試験物質、二重の決定、10分、150℃;EN ISO 3251)の割合が98%の値を超えるまで、不活性ガス下170℃で撹拌した。
前駆体B
435gのDesmodur T100(Bayer製)を窒素下で導入し、1100gの乾燥(Karl Fischer水含量<0.1%)ポリエーテル(ブタノールから出発したPOポリエーテル、Mw約1100Da)を、反応温度が60℃を超えないようにゆっくり滴下して加える。添加終了後、生成物のNCO価が30分の期間にわたって有意な変化を示さなくなるまで、60℃で撹拌を続ける。
435gのDesmodur T100(Bayer製)を窒素下で導入し、1100gの乾燥(Karl Fischer水含量<0.1%)ポリエーテル(ブタノールから出発したPOポリエーテル、Mw約1100Da)を、反応温度が60℃を超えないようにゆっくり滴下して加える。添加終了後、生成物のNCO価が30分の期間にわたって有意な変化を示さなくなるまで、60℃で撹拌を続ける。
次いで、残留する過剰のDesmodur T100を、薄膜又は短経路蒸発器を用いて蒸留によって除く。
前駆体A及びBからの化合物の合成
1.2gのEpomin SP200(Nippon Shokubai製)を59.0gの前駆体Aと共に窒素下で180℃に加熱する。バッチをこの温度で、酸価(DIN 53402によるAN)が9.6mgKOH/g物質の値に達するまで撹拌した。反応中生成した反応水を選択された反応温度で留去し、水分離機に収集した。次に、得られた生成物のヒドロキシル価(DIN/ISO 4629による)を決定し、ヒドロキシル基の50%を温度60℃で、前駆体Bを添加し、窒素下で4時間撹拌することによって反応させた。得られる生成物はその後、さらなる使用のためにベンジルアルコール中で80%に希釈する。
1.2gのEpomin SP200(Nippon Shokubai製)を59.0gの前駆体Aと共に窒素下で180℃に加熱する。バッチをこの温度で、酸価(DIN 53402によるAN)が9.6mgKOH/g物質の値に達するまで撹拌した。反応中生成した反応水を選択された反応温度で留去し、水分離機に収集した。次に、得られた生成物のヒドロキシル価(DIN/ISO 4629による)を決定し、ヒドロキシル基の50%を温度60℃で、前駆体Bを添加し、窒素下で4時間撹拌することによって反応させた。得られる生成物はその後、さらなる使用のためにベンジルアルコール中で80%に希釈する。
成分(b1)
(b1.1)の調製
881gの、各場合に混合物の総重量に対して>75wt%の三量体化した脂肪酸画分を有する酸価191mgKOH/g物質の重合した脂肪酸の混合物(Pripol 1040、Croda製)を、438gのトリエチレンテトラミン(CAS No.:112−24−3)及び400mlの溶媒ナフサ(芳香族炭化水素画分、沸騰範囲150℃〜210℃)と混和し、生じる蒸留物の流れが顕著に弱まるまで、150℃に加熱する。この後、190℃で6時間加熱し、全部で108gの水が分離されるまで減圧(約500mbar)にする。
(b1.1)の調製
881gの、各場合に混合物の総重量に対して>75wt%の三量体化した脂肪酸画分を有する酸価191mgKOH/g物質の重合した脂肪酸の混合物(Pripol 1040、Croda製)を、438gのトリエチレンテトラミン(CAS No.:112−24−3)及び400mlの溶媒ナフサ(芳香族炭化水素画分、沸騰範囲150℃〜210℃)と混和し、生じる蒸留物の流れが顕著に弱まるまで、150℃に加熱する。この後、190℃で6時間加熱し、全部で108gの水が分離されるまで減圧(約500mbar)にする。
得られる生成物を、得られる非揮発性物質の割合(2.0±0.1gの試験物質、二重の決定、20分、150℃; EN ISO 3251)が70−75wt%になるまで、ベンジルアルコールと混和する。
(b1.2)の調製
400gのLupasol P(ポリエチレンイミン、BASF SE製、50%形態)を600gのベンジルアルコールと混和した後、蒸留物がもはや得られなくなるまで、100℃、減圧下(大気圧から30mbarまでゆっくり減圧した)での蒸留により水を除く。次いで、不活性ガス雰囲気下で、200gのトール油脂肪酸(酸価:186mgKOH/g物質)を加え、バッチを140℃で3時間反応させる。
400gのLupasol P(ポリエチレンイミン、BASF SE製、50%形態)を600gのベンジルアルコールと混和した後、蒸留物がもはや得られなくなるまで、100℃、減圧下(大気圧から30mbarまでゆっくり減圧した)での蒸留により水を除く。次いで、不活性ガス雰囲気下で、200gのトール油脂肪酸(酸価:186mgKOH/g物質)を加え、バッチを140℃で3時間反応させる。
40%の活性物質含量を有する淡黄色の生成物が得られる。
(b1.3)の調製
特許明細書DE3706860A1に従って、そこに記載の実施例8を合成する。そこでのプロトコルと異なり、希釈はシクロヘキサノン中50%にするのではなく、代わりに溶媒ナフサ(芳香族炭化水素画分、沸騰範囲150℃〜210℃)中50%とする。
特許明細書DE3706860A1に従って、そこに記載の実施例8を合成する。そこでのプロトコルと異なり、希釈はシクロヘキサノン中50%にするのではなく、代わりに溶媒ナフサ(芳香族炭化水素画分、沸騰範囲150℃〜210℃)中50%とする。
(b1.4)の調製
800gのLupasol P(ポリエチレンイミン、BASF SE製、50%形態)を400gのベンジルアルコールと混和した後、蒸留物がもはや得られなくなるまで、100℃、減圧下で(大気圧から30mbarまでゆっくり減圧した)蒸留により水を除く。次に、不活性ガス雰囲気下で、200gのトール油脂肪酸(酸価:186mgKOH/g物質)を加え、バッチを140℃で3時間反応させる。
800gのLupasol P(ポリエチレンイミン、BASF SE製、50%形態)を400gのベンジルアルコールと混和した後、蒸留物がもはや得られなくなるまで、100℃、減圧下で(大気圧から30mbarまでゆっくり減圧した)蒸留により水を除く。次に、不活性ガス雰囲気下で、200gのトール油脂肪酸(酸価:186mgKOH/g物質)を加え、バッチを140℃で3時間反応させる。
60%の活性物質含量を有する淡黄色の生成物が得られる。
(b1.5)の調製
600gのLupasol P(ポリエチレンイミン、BASF SE製、50%形態)を300gのベンジルアルコールと混和した後、蒸留物がもはや得られなくなるまで、100℃、減圧下で(大気圧から30mbarまでゆっくり減圧した)蒸留により水を除く。次に、不活性ガス雰囲気下で、120gのトール油脂肪酸(酸価:186mgKOH/g物質)を加え、バッチを140℃で3時間反応させる。
600gのLupasol P(ポリエチレンイミン、BASF SE製、50%形態)を300gのベンジルアルコールと混和した後、蒸留物がもはや得られなくなるまで、100℃、減圧下で(大気圧から30mbarまでゆっくり減圧した)蒸留により水を除く。次に、不活性ガス雰囲気下で、120gのトール油脂肪酸(酸価:186mgKOH/g物質)を加え、バッチを140℃で3時間反応させる。
58%の活性物質含量を有する淡黄色の生成物が得られる。
以下の成分(b1.x)は商業的に入手可能である:
成分(b1.6)
Lupasol P、ポリエチレンイミン、BASF SE製、Mw約750000Da(活性物質含量:50wt%)
成分(b1.6)
Lupasol P、ポリエチレンイミン、BASF SE製、Mw約750000Da(活性物質含量:50wt%)
成分(b1.7)
Tween 20、ポリオキシエチレン(20)−ソルビタンモノラウレート
Tween 20、ポリオキシエチレン(20)−ソルビタンモノラウレート
成分(b1.8)
トリエチレンテトラミン
トリエチレンテトラミン
成分(b1.9)
イソホロンジアミン、異性体混合物
イソホロンジアミン、異性体混合物
成分(b1.10)
ジグリコールアミン
ジグリコールアミン
成分(b1.11)
Jeffamine T−403、ポリエーテルアミン、Huntsman製
Jeffamine T−403、ポリエーテルアミン、Huntsman製
使用例
以下に、各場合に以下に示されているように混合することによって2つのベース成分から得られる本発明の二成分系の製造について記載する。他に示さない限り、商業製品のみでなく、無機増粘剤(a1.x)、湿潤分散剤(a2.x)、及び成分(b1.x)も商業製品又は合成生成物の形態で使用される。従って、量(g)は、製造プロセスの結果として、そして除去されていない存在する溶媒及び/又は存在する助剤を含むそれぞれの商業製品及び合成生成物に関する。
以下に、各場合に以下に示されているように混合することによって2つのベース成分から得られる本発明の二成分系の製造について記載する。他に示さない限り、商業製品のみでなく、無機増粘剤(a1.x)、湿潤分散剤(a2.x)、及び成分(b1.x)も商業製品又は合成生成物の形態で使用される。従って、量(g)は、製造プロセスの結果として、そして除去されていない存在する溶媒及び/又は存在する助剤を含むそれぞれの商業製品及び合成生成物に関する。
使用例で使用される商業製品のリスト
EPON樹脂828:ビスフェノールA/エピクロロヒドリンをベースとするエポキシ結合剤、Momentive製。
EPIKOTE樹脂1001X75:ビスフェノールA/エピクロロヒドリンをベースとする固体エポキシ結合剤のキシレン中75%固形分の樹脂溶液、Momentive製。
Epikure 8545−W−52:非イオン性で水希釈性の変性されたアミン付加物、Momentive製。
Epikote 816 MV:単官能性の反応性希釈剤中ビスフェノールA樹脂、Momentive製。
HELOXY(商標)変性剤HD:ヘキサン−1,6−ジオールジグリシジルエーテルをベースとする反応性希釈剤、Momentive製。
HELOXY(商標)変性剤Z8:C12/C14脂肪アルコールをベースとする単官能性の脂肪族グリシジルエーテルをベースとする反応性希釈剤、Momentive製。
BYK(登録商標)−A 530:ケイ素を含有しポリマーを含有する脱気剤、BYK−Chemie GmbH製、95%。
BYK−LP D 22185:反応性溶媒中のケイ素を含有しポリマーを含有する脱気剤、BYK−Chemie GmbH製。
BYK−9076:有機及び無機の顔料を安定化するための溶媒を含まない湿潤分散性添加剤、BYK−Chemie GmbH製。
CeTePox 1393−02 H:エポキシド系用アミン硬化剤、CTP GmbH製、イソホロンジアミン、m−キシリレンジアミン、ベンジルアルコール、サリチル酸及びノニルフェノールの混合物(H−当量:93)。
CeTePox 240 R:ビスフェノールA/ビスフェノールFエピクロロヒドリンをベースとするエポキシ結合剤、CTP GmbH製。
Jeffamine XTJ 568:エポキシ系用アミン硬化剤(モノエチレングリコールポリブチレンオキシドジアミン、H−当量:55)、Huntsman製。
EPIKURE 3155:エポキシ系用アミン硬化剤、Momentive製、反応生成物(二量体化した脂肪酸とポリアミンをベースとする変性されたポリアミド、H−当量:133)。
Dowanol PM:モノプロピレングリコールモノメチルエーテル、Dow Chemical Company製。
Bayferrox 130M:ベンガラ顔料、Lanxess Deutschland GmbH製。
Micro Talk AT 1:微粉タルク、Norwegian Talk Deutschland GmbH製。
Heucophos ZPA:亜鉛アルミニウムオルトリン酸水和物、Heubach GmbH製。
EWO:重晶石、Sachtleben Chemie GmbH製。
EPON樹脂828:ビスフェノールA/エピクロロヒドリンをベースとするエポキシ結合剤、Momentive製。
EPIKOTE樹脂1001X75:ビスフェノールA/エピクロロヒドリンをベースとする固体エポキシ結合剤のキシレン中75%固形分の樹脂溶液、Momentive製。
Epikure 8545−W−52:非イオン性で水希釈性の変性されたアミン付加物、Momentive製。
Epikote 816 MV:単官能性の反応性希釈剤中ビスフェノールA樹脂、Momentive製。
HELOXY(商標)変性剤HD:ヘキサン−1,6−ジオールジグリシジルエーテルをベースとする反応性希釈剤、Momentive製。
HELOXY(商標)変性剤Z8:C12/C14脂肪アルコールをベースとする単官能性の脂肪族グリシジルエーテルをベースとする反応性希釈剤、Momentive製。
BYK(登録商標)−A 530:ケイ素を含有しポリマーを含有する脱気剤、BYK−Chemie GmbH製、95%。
BYK−LP D 22185:反応性溶媒中のケイ素を含有しポリマーを含有する脱気剤、BYK−Chemie GmbH製。
BYK−9076:有機及び無機の顔料を安定化するための溶媒を含まない湿潤分散性添加剤、BYK−Chemie GmbH製。
CeTePox 1393−02 H:エポキシド系用アミン硬化剤、CTP GmbH製、イソホロンジアミン、m−キシリレンジアミン、ベンジルアルコール、サリチル酸及びノニルフェノールの混合物(H−当量:93)。
CeTePox 240 R:ビスフェノールA/ビスフェノールFエピクロロヒドリンをベースとするエポキシ結合剤、CTP GmbH製。
Jeffamine XTJ 568:エポキシ系用アミン硬化剤(モノエチレングリコールポリブチレンオキシドジアミン、H−当量:55)、Huntsman製。
EPIKURE 3155:エポキシ系用アミン硬化剤、Momentive製、反応生成物(二量体化した脂肪酸とポリアミンをベースとする変性されたポリアミド、H−当量:133)。
Dowanol PM:モノプロピレングリコールモノメチルエーテル、Dow Chemical Company製。
Bayferrox 130M:ベンガラ顔料、Lanxess Deutschland GmbH製。
Micro Talk AT 1:微粉タルク、Norwegian Talk Deutschland GmbH製。
Heucophos ZPA:亜鉛アルミニウムオルトリン酸水和物、Heubach GmbH製。
EWO:重晶石、Sachtleben Chemie GmbH製。
非水性エポキシ樹脂−アミン硬化剤系
ベース成分SK.A〜SK.H及びSK.Jの調製
個々の構成成分を表1〜6(〔表3〕〜〔表8〕)に示す量で、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機を用いて2m/sで室温(23℃)において撹拌しながら混合した後、均質化のために1分間5m/sで、1分間10m/sで、1分間15m/sで撹拌する。
ベース成分SK.A〜SK.H及びSK.Jの調製
個々の構成成分を表1〜6(〔表3〕〜〔表8〕)に示す量で、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機を用いて2m/sで室温(23℃)において撹拌しながら混合した後、均質化のために1分間5m/sで、1分間10m/sで、1分間15m/sで撹拌する。
ベース成分SK.Iの調製
Epikote 1001 X 75、キシレン、Dowanol PM、BYK−A 530及びBYK−9076を撹拌しながら1分間手で混合した後、残りの成分(表12参照(〔表14〕参照))を加え、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機を用いて12m/sで10分間均質化する。
Epikote 1001 X 75、キシレン、Dowanol PM、BYK−A 530及びBYK−9076を撹拌しながら1分間手で混合した後、残りの成分(表12参照(〔表14〕参照))を加え、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機を用いて12m/sで10分間均質化する。
ベース成分SK.A及びSK.B、SK.C及びSK.D、SK.E及びSK.F、SK.G及びSK.H,並びにSK.I及びSK.Jの組合せによる半製品の製造:
2つのベース成分SK.A及びSK.B(並びに、それぞれSK.C及びSK.D;SK.E及びSK.F;SK.G及びSK.H;並びにSK.I及びSK.J)を合わせ、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機を用いて2m/sで1分間均質化する。
2つのベース成分SK.A及びSK.B(並びに、それぞれSK.C及びSK.D;SK.E及びSK.F;SK.G及びSK.H;並びにSK.I及びSK.J)を合わせ、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機を用いて2m/sで1分間均質化する。
表7(〔表9〕参照)で報告する粘度は、室温(23℃)に冷却した後のそれぞれのベース成分において測定した。ベース成分から混合した多成分混合物の粘度は、生成2分後に測定した。
比較例V1において、ベース成分SK.A及びSK.Bは化合物(a2)及び(b1)なしで調製した。チキソトロープ剤含有ベース成分SK.Aの粘度は極めて高く、その粘度は硬化剤(ベース成分SK.B)を樹脂に添加するとかなり落ちることが分かる。
比較例V2において、ベース成分SK.Aは湿潤分散剤(a2)なしで調製し、ベース成分SK.Bは1.0gのポリマー(b1)(ここでは(b1.1))を用いて調製した。ベース成分SK.A並びにベース成分SK.A及びSK.Bの混合物の粘度はいずれも非常に高いことが分かる。
比較例V3において、湿潤分散剤(a2)(ここでは:(a2.2))を用いてベース成分SK.Aを調製し、1.5gのポリマー(b1)(ここでは:(b1.1))を用いてベース成分SK.Bを調製した。化合物(b1)の添加にも関わらず、シリカの構造強化はもはや起こらないことが分かり、これはベース成分SK.A及びSK.Bの混合物の粘度が低いままであることを意味する。
本発明の実施例1〜13においては、表2〜6に挙げた構成成分を各場合に表に示した量で用いていろいろな二成分系を調製した。
チキソトロープ化されたベース成分SK.A、SK.C、SK.E、SK.G、及びSK.Iの粘度は、それぞれの湿潤分散剤(a2.x)を用いた結果として、それぞれの湿潤分散剤(a2.x)を含まないそれぞれのベース成分の場合より大幅に低い。湿潤分散剤のベース成分SK.A、SK.C、SK.E、SK.G、及びSK.Iへの添加は22%(実施例13)〜99%以下(実施例2及び3)の粘度低下(粘度損失)を起こす。にもかかわらず、ポリマー(b1.x)を含有するチキソトロープ化されてないベース成分(硬化性成分)SK.B、SK.D、SK.F、SK.H、及びSK.Jはそれぞれの相補的なベース成分SK.A、SK.C、SK.E、SK.G、及びSK.Iと混合する前に低い粘度を有する。補足されたベース成分の低い初期粘度のため、うまく加工処理することができ、特に十分にかつ均質に混合することができる。相互に対応するベース成分の混合後2分で達成される二成分系の粘度は、添加剤の組合せ(a1.x)及び(a2.x)を補足したベース成分SK.A、SK.C、SK.E、SK.G、及びSK.Iの粘度を大きく超える。成分(b1.x)を補足したベース成分SK.B、SK.D、SK.F、SK.H、及びSK.Jの対応する粘度上昇は68%(実施例9)〜7400%(実施例3)である。
水性エポキシ樹脂/アミン硬化剤系
以下に示すように各場合に2つのベース成分を混合することにより得られる本発明の水性二成分系の生成について記載する。
以下に示すように各場合に2つのベース成分を混合することにより得られる本発明の水性二成分系の生成について記載する。
ベース成分SK.Kの調製
個々の構成成分を表8(〔表10〕)に示す量で、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機を2m/sで用いて、室温(23℃)で撹拌しながら連続して加えた後、均質化のためにさらに1分間5m/sで、1分間10m/sで、1分間15m/sで撹拌する。
個々の構成成分を表8(〔表10〕)に示す量で、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機を2m/sで用いて、室温(23℃)で撹拌しながら連続して加えた後、均質化のためにさらに1分間5m/sで、1分間10m/sで、1分間15m/sで撹拌する。
ベース成分SK.Lの調製
アミン硬化剤(Epikure 8545−W−52)及びポリマー(b1.2)を、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機を2m/sで用いて室温(23℃)で撹拌しながら水と混和した後、均質化のために5m/sで3分間均質化する。
アミン硬化剤(Epikure 8545−W−52)及びポリマー(b1.2)を、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機を2m/sで用いて室温(23℃)で撹拌しながら水と混和した後、均質化のために5m/sで3分間均質化する。
下記表9は本発明の実施例14及び15の性能データを示す:
実施例14及び15の水性系の場合も、成分(b1.2)は、それまで阻害されていた系の粘度を、ずっと低いとはいうものの、さらに上昇させることが明らかである。
エポキシ樹脂−硬化剤成分を含まない(a1.x)(a2.x)−(b1.x)の組合せ
以下、潜在的な適切さを有する(a1.x)(a2.x)−(b1.x)の組合せを選択するための簡単な「予備的」試験について説明する。この試験のために、(a1.x)及び(a2.x)を溶媒中に導入した後、(b1.x)を純粋な形態で、又は溶液として混入する。増粘効果は粘度の上昇により確認する。
以下、潜在的な適切さを有する(a1.x)(a2.x)−(b1.x)の組合せを選択するための簡単な「予備的」試験について説明する。この試験のために、(a1.x)及び(a2.x)を溶媒中に導入した後、(b1.x)を純粋な形態で、又は溶液として混入する。増粘効果は粘度の上昇により確認する。
結合剤を含まない試験系の調製
溶媒(PMA=酢酸メトキシプロピル、ベンジルアルコール、スチレン又は水)及び無機増粘剤(a1.x)(量については表参照)を、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機にて2m/sで混合した後、さらに1分間5m/sで、1分間10m/sで、そして1分間15m/sで撹拌することにより均質化する。その後湿潤分散剤(a2.x)(量については表参照)を加え、均質化を1分間10m/sで行う。室温(23℃)に冷却した後、系SK.MA、SK.MC、SK.ME、SK.MG及びSK.MIの粘度をそれぞれ測定する。その後、それぞれ成分(b1.x)を含む成分SK.MB、SK.MD、SK.MF、SK.MH及びSK.MJを加える。この後、1分間5m/sで均質化し、2分後粘度((b1.x)の混入後の粘度)を測定する。
溶媒(PMA=酢酸メトキシプロピル、ベンジルアルコール、スチレン又は水)及び無機増粘剤(a1.x)(量については表参照)を、歯付きディスクを備えたPendraulik TD 100溶解機にて2m/sで混合した後、さらに1分間5m/sで、1分間10m/sで、そして1分間15m/sで撹拌することにより均質化する。その後湿潤分散剤(a2.x)(量については表参照)を加え、均質化を1分間10m/sで行う。室温(23℃)に冷却した後、系SK.MA、SK.MC、SK.ME、SK.MG及びSK.MIの粘度をそれぞれ測定する。その後、それぞれ成分(b1.x)を含む成分SK.MB、SK.MD、SK.MF、SK.MH及びSK.MJを加える。この後、1分間5m/sで均質化し、2分後粘度((b1.x)の混入後の粘度)を測定する。
Claims (15)
- i.少なくとも1種のエポキシ樹脂、
ii.少なくとも1種の無機増粘剤(a1)、及び
iii.無機増粘剤(a1)の増粘効果を阻害する少なくとも1種の湿潤分散剤(a2)
を含む少なくとも1種のエポキシ樹脂成分1と;
i.)無機増粘剤(a1)の増粘効果の阻害を少なくとも部分的に除外する少なくとも1種の成分(b1)
を含む硬化剤成分2と
を含み、
前記湿潤分散剤(a2)は前記少なくとも1種のエポキシ樹脂に対して非反応性であり、前記硬化剤成分2は前記エポキシ樹脂成分1に対して反応性である、二成分又は多成分系。 - 無機増粘剤(a1)が、フィロシリケート、沈降シリカ、及びヒュームドシリカからなる群から選択される、請求項1に記載の二成分又は多成分系。
- 無機増粘剤(a1)が非有機変性ヒュームドシリカ又は疎水変性ヒュームドシリカである、請求項1又は2に記載の二成分又は多成分系。
- 無機増粘剤(a1)が第四級アルキルアンモニウム塩で表面処理されているフィロシリケート混合物であり、前記フィロシリケート混合物が、フィロシリケート混合物を基準にして50〜95wt%の、セピオライト及びパリゴルスカイト又はこれらの混合物からなる群から選択される粘土鉱物、及びフィロシリケート混合物を基準にして50wt%未満の少なくとも1種のスメクタイトを含む、請求項1又は2に記載の二成分又は多成分系。
- エポキシ樹脂成分1のエポキシ樹脂が、グリシジルエーテル、グリシジルエステル、グリシジルアミン、脂環式エポキシド、及びグリシジルイソシアヌレートの群から選択される、請求項1から4のいずれか一項に記載の二成分又は多成分系。
- 硬化剤成分2が、ジ−及びポリアミン、ポリアミド、及び環状カルボン酸無水物からなる群から選択される硬化剤を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の二成分又は多成分系。
- 湿潤分散剤(a2)及び成分(b1)が、
構造要素N−C=Nを有するイミダゾリル基、
第三級アミンでは構造要素N、第二級アミンではNH、第一級アミンではNH2を有するアミノ基、及び
第三級アミンのアンモニウム塩では構造要素NH+X−、第二級アミンのアンモニウム塩では構造要素NH2 +X−、第一級アミンのアンモニウム塩ではNH3 +X−を有するアンモニウム基(X−は各場合に酸のアニオンである)
からなるグループ1;及び/又は
構造要素OHを有するヒドロキシル基、
第一級アミンの尿素では構造要素HNC(O)CNH、第二級アミンの尿素ではNC(O)CNを有する尿素基、
第二級アミンのアミドでは構造要素C(O)N、第一級アミンのアミドではC(O)NH、アンモニアのアミドではC(O)NH2を有するアミド基、
構造要素COOHを有するカルボン酸基、及び
構造要素OP(O)(OH)2を有する有機リン酸エステル基
からなるグループ2
から選択される1つ以上の官能基を含むように選択され、
(A)湿潤分散剤(a2)中のグループ1及び2の官能基から選択される構造要素の、湿潤分散剤(a2)の重量を基準とする重量パーセンテージ割合が、成分(b1)中のグループ1及び2の官能基から選択される構造要素の、成分(b1)の重量を基準とする重量パーセンテージ割合より低く;
及び/又は
(B)成分(b1)が、グループ1から選択される官能基に由来する構造要素を、成分(b1)の重量を基準にして、湿潤分散剤(a2)中のグループ1から選択される官能基に由来する構造要素の、湿潤分散剤(a2)の重量を基準とする重量パーセンテージ割合より高い重量パーセンテージ割合で含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の二成分又は多成分系。 - (A)グループ1及び2の官能基から選択される構造要素の、湿潤分散剤(a2)の重量を基準とする重量パーセンテージ割合が、11wt%未満であり、
グループ1及び2の官能基から選択される構造要素の、成分(b1)の重量を基準とする重量パーセンテージ割合が、11wt%以上である、請求項7に記載の二成分又は多成分系。 - 湿潤分散剤(a2)と成分(b1)との構造要素の重量パーセンテージ割合の差が少なくとも2wt%である、請求項7又は8に記載の二成分又は多成分系。
- 湿潤分散剤(a2)対成分(b1)の重量比が15:1〜1:5である、請求項1から9のいずれか一項に記載の二成分又は多成分系。
- 湿潤分散剤(a2)が無機増粘剤(a1)の表面に可逆的に結合する、請求項1から10のいずれか一項に記載の二成分又は多成分系。
- ポリマー(b1)が、(a2)の少なくとも部分的な置換を伴って無機増粘剤(a1)の表面に結合することができる、請求項1から11のいずれか一項に記載の二成分又は多成分系。
- 接着剤、封止剤、コーティング材又は成形材料である、請求項1から12のいずれか一項に記載の二成分又は多成分系。
- 請求項1から13のいずれか一項に記載の二成分又は多成分系によって被覆された基材。
- 少なくとも1種のエポキシ樹脂を含む配合剤中における、前記配合剤に潜在性の増粘効果を付与するための、少なくとも1種の無機増粘剤(a1)及び無機増粘剤(a1)の増粘効果を阻害する少なくとも1種の湿潤分散剤(a2)の使用。
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