JP2019533033A - アルコキシシリル含有ポリマーを硬化させるための非スズ触媒 - Google Patents

アルコキシシリル含有ポリマーを硬化させるための非スズ触媒 Download PDF

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Abstract

アルコキシシリル含有ポリマーの硬化を促進するための非スズ触媒は、有機チタン化合物と少なくとも1つの(−)2N−C=N−結合を含む化合物との混合物および/または錯体を含む。【選択図】なし

Description

関連出願との相互参照
本出願は、その全内容が参照により本明細書に組み入れられる、2016年9月12日に出願された仮出願第62/393,366号の優先権を主張する。
本発明はアルコキシシリル含有ポリマーの硬化用触媒、特にアルコキシシリル含有シリコーンおよび非シリコーン樹脂の硬化用の非スズ触媒の分野に関する。
アルコキシシリル含有ポリマーをベースとする湿気硬化性組成物が知られている。そのようなポリマーは、典型的には硬化触媒の存在下で、湿気と接触すると加水分解および縮合を受ける。アルコキシシリル含有ポリマーを硬化させるための適切な公知の触媒としては、スズ、チタン、ジルコニウム、亜鉛およびビスマスなどの金属を含有する有機金属化合物が挙げられる。例えば、ジブチルスズジラウレート(DBTDL)のような有機スズ化合物は、多くの異なるアルコキシシリル含有シリコーンおよび非シリコーン樹脂ならびに湿気硬化性組成物、例えばそれら樹脂を配合したコーティング、シーラントおよび接着剤の硬化を促進するための触媒として広く使用されている。しかしながら、環境規制機関および指令は、配合製品における有機スズ化合物の使用に対する制限を増大させている、または増大させると予想されている。0.5重量%を超えるDBTDLを含有する配合物は現在、生殖1B分類の下で有毒であると表示することを必要としているが、DBTDL含有配合物は、今後数年以内に消費者用途において完全に廃止されることが提案されている。
ジオクチルスズやジメチルスズのような他の有機スズ化合物は一時的に規制から免除されるかもしれないが、近い将来規制されることになる。したがって、シリコーンタイプおよび非シリコーンタイプの両方のアルコキシシリル含有ポリマーを硬化させるための非スズ金属触媒を提供することは有益となる。
望ましくは、有機スズ硬化触媒の代用品は、硬化速度、貯蔵安定性および硬化組成物の特性に関して、有機スズ化合物のもの以上ではないにしてもほぼ同等の性能プロファイルを示すべきである。有機スズ化合物を他の有機金属化合物で置き換えることについて多くの提案がなされてきた。提案された各々のスズ代替物は、既知の有機スズ硬化触媒と比較してその特別な利点と欠点を有する。従って、アルコキシシリル含有ポリマーの硬化のための公知の有機金属硬化触媒の欠点を克服する必要性が依然としてある。
本発明の一態様によれば、
a)少なくとも1つのアルコキシシリル含有ポリマー;
b)有機チタン化合物と少なくとも1つの(−)N−C=N−結合を含む化合物との混合物および/または錯体を含む少なくとも1つの非スズ硬化触媒、および任意にて
c)少なくとも1つのメルカプト官能性ケイ素含有化合物、を含む湿気硬化性組成物が提供される。
触媒がスズ以外の金属をベースとしており、そのため現在の有機スズ硬化触媒を取り巻く規制上の懸念を受けないことに加えて、非スズ硬化触媒(b)は、一般に、前述のDBTDLなどの従来の有機スズ硬化触媒のものと比較していくつかの有利な特性を示す。例えば、本明細書に記載のスキンオーバータイム(SOT)試験手順によって測定される硬化速度は、DBTDLの硬化速度よりも有意に速いことが判明している。
また、ケイ素原子に結合したアルコキシ基が2個以上の炭素原子を含有するアルコキシシリル含有ポリマーについて、非実際的に長い硬化時間を示す従来の有機スズ触媒および他の従来の有機金属触媒とは異なり、非スズ硬化触媒(b)は、そのようなアルコキシシリル含有樹脂に対して優れた硬化速度を与えることが一般に見出されている。2個以上の炭素原子を有するアルコキシ基は、加水分解時にこれらのアルコキシ基が危険な大気汚染物質であるメタノールを生成しないので望ましい。
本明細書および特許請求の範囲において、以下の用語および表現は、以下に示される意味を有すると理解されるべきである。
単数形「a」、「an」および「the」は複数形を含む。
実施例以外または他に指示がない限り、本明細書および特許請求の範囲に記載される、材料の量、反応条件、持続時間、材料の定量化された特性などを表すすべての数は、用語「約」によって修飾されると理解されるべきである。
本明細書に記載されたすべての方法は、他に示されない限り、または文脈によって明らかに除外されない限り、任意の適切な順序で行われ得る。本明細書で提供されるありとあらゆる例または例示的な言葉(例えば、「など」または「含む」)の使用は、単に本発明をより明確にすることを意図しており、そうであることが明らかに意図されない限り本発明の範囲を限定しない。
本明細書中のいかなる言葉も、特許請求されていない要素を本発明の実施に必須であると示すと解釈されるべきではない。
本明細書で使用される場合、用語「含む(comprising)」、「含む(including)」、「含む(containing)」、「によって特徴付けられる」、および同様の意味の用語は、包括的または無制限として、そして列挙されていない追加の要素または方法ステップを除外しないと理解されるべきであり、さらにそのような用語は、より限定的な用語「からなる(consisting of)」および「本質的にからなる(consistingessentially of)」を含むと理解されるべきである。
組成物パーセンテージは、他に指示がなければ重量パーセントで与えられる。
文脈上明らかにそうでないと示さない限り、特定の数値は少なくともその値を含み、任意の数値の範囲はその範囲内の値のすべての部分範囲およびそのような範囲または部分範囲の様々な端点の任意の組み合わせを含むことと理解されることになる。
構造的、組成的および/または機能的に関連した化合物、材料または物質の群に属するものとして明細書に明示的または暗黙的に開示されおよび/または請求項に記載されている任意の化合物、材料または物質は、その群の個々の代表およびそのすべての組み合わせを含むことが本明細書においてさらに理解されることになる。
「アルコキシシリル含有ポリマー」という表現は、本明細書では、1つまたは複数の末端および/またはペンダントアルコキシシリル基を含有する任意のポリマーに適用されると理解されるべきである。
本明細書では、用語「シリル化」および「シリル化された」は、アルコキシシリル基がシリコーンまたは非シリコーンポリマー中に導入され、またはその一部となってそれによってポリマー湿気硬化性にする従来のまたは他の方法に適用されると理解されるべきである。そのように、用語「シリル化」および「シリル化された」は、それぞれ「ヒドロシリル化」および「ヒドロシリル化された」を含むと見なされることとなる。
用語「錯体」は、チタン金属と少なくとも1つの(−)N−C=N−結合を含む化合物との相互作用に適用されると理解されるべきであり、ここで相互作用は共有結合または配位結合であり得る。
用語「硬化」は、湿気の存在下でアルコキシシリル含有ポリマーのアルコキシル基が最初に加水分解を受ける一連の化学変化を指すと本明細書では理解されるべきであり、その後、加水分解生成物はそれ自体とおよび/または配合生成物の他の加水分解および/または非加水分解成分と縮合している。
本明細書で使用される用語「ポリマー」は、「樹脂」と同義であると理解されるべきであり、逆もまた同様である。
アルコキシシリル含有ポリマーの加水分解に関する用語「湿気」は、本明細書では液体の水および水蒸気を含むと理解されるべきである。
本明細書で使用されるとき、基に関する用語「一価」は、その基が基当たり1つの共有結合を形成することができることを意味する。本明細書で使用されるとき、基に関する用語「多価」は、その基が1基当たり2つ以上の共有結合を形成することができることを意味する。
本明細書で使用されるとき、用語「炭化水素基」は、炭素原子および水素原子からなる基であり、非環式炭化水素基、脂環式炭化水素基および芳香族炭化水素基を含む。
用語「ヘテロ原子」は、炭素以外の13〜17族元素のいずれかを意味し、例えば、酸素、窒素、ケイ素、硫黄、リン、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素が挙げられる。
本明細書で使用されるとき、用語「非環式炭化水素基」は、好ましくは1〜約60個の炭素原子を含む、任意の直鎖または分岐鎖の炭化水素基を意味し、これらは飽和でも不飽和でもよい。適切な一価の非環式炭化水素基には、アルキル、アルケニルおよびアルキニル基が含まれる。一価の非環式炭化水素基の代表的で非限定的な例は、メチル、エチル、sec−ブチル、tert−ブチル、オクチル、デシル、ドデシル、セチル、ステアリル、エテニル、プロペニル、およびブチニルである。適切な二価の非環式炭化水素基としては、直鎖または分岐鎖のアルキレン基が挙げられる。二価の非環式炭化水素基の代表的で非限定的な例は、メチレン、エチレン、プロピレン、ヘキシレン、メチルエチレン、2−メチルプロピレンおよび2,2−ジメチルプロピレンである。適切な三価の非環式炭化水素ラジカルとしては、1,1,2−エタントリイル、1,2,4−ブタントリイル、1,2,8−オクタントリイルおよび1,2,4−ヘキサントリイルのようなアルカントリイルラジカルが挙げられる。
本明細書中で使用される場合、用語「アルキル」は、任意の飽和の直鎖または分岐鎖の一価の炭化水素基を意味する。好ましい実施形態では、一価のアルキル基は、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、デシルおよびドデシルなどの1基あたり1〜約60個の炭素を含む直鎖または分岐鎖のアルキル基から選択される。
本明細書で使用されるとき、用語「アルケニル」は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含有し、そして好ましくは、例えば、エテニル、2−プロペニル、3−ブテニル、5−ヘキセニルおよび7−オクテニルのような2〜約10個の炭素原子を含有する任意の直鎖または分岐鎖の一価の炭化水素基を意味する。
本明細書で使用されるとき、用語「脂環式炭化水素基」は、好ましくは1〜約6個の炭素原子を含む1以上の一価または二価の非環式基で1以上の環上で任意にて置換されてもよい、好ましくは3〜12個の炭素原子を含む1以上の炭化水素環を含む基を意味する。2以上の環を含む脂環式炭化水素基の場合、これらの環は、2つの環が2個以上の炭素原子を共有している縮合環、または共有結合もしくは二価の非環式基を介して互いに結合している環であり得る。適切な一価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロヘキシルおよびシクロオクチルなどのシクロアルキル基、またはシクロヘキセニルなどのシクロアルケニル基が挙げられる。適切な二価の炭化水素基としては、例えば、1,4−シクロヘキシレンなどの飽和または不飽和の二価の単環式炭化水素基が挙げられる。適切な三価の脂環式炭化水素基は、シクロアルカントリイル基、例えば、1−エチレン−2,4−シクロヘキシレンおよび1−メチルエチレン−3−メチル−3,4−シクロヘキシレンを含む。
本明細書で使用されるとき、用語「芳香族炭化水素基」は、芳香環上で、好ましくは1〜約6個の炭素原子を含む1以上の一価または二価の非環式基で任意に置換され得る1以上の芳香環を含む炭化水素基を意味する。2以上の環を含む芳香族炭化水素基の場合、これらの環は、共通して2以上の炭素原子を共有する縮合環、または共有結合もしくは二価の非環式基を介して互いに結合している環であってもよい。適切な一価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル、トリル、2,4,6−トリメチルフェニル、ナフチルおよびアントリル、ならびに2−フェニルエチルなどのアラルキル基が挙げられる。適切な二価の芳香族炭化水素基としては、1,2−フェニレン、1,4−フェニレン、4−メチル−1,2−フェニレンおよびフェニルメチレンなどの二価の単環式アレーン基が挙げられる。適切な三価の芳香族炭化水素基としては、例えば、1,3,5−フェニレンおよび1,2,4−フェニレンが挙げられる。
本明細書の湿気硬化性組成物の非スズ硬化触媒(b)に適用される表現「非スズ」は、触媒がスズ以外の金属、特にチタンをベースとすることを意味すると理解されるべきである。非スズ触媒(b)は、それが硬化触媒(b)の総重量に基づいて不純物として約1,000ppm未満、より具体的には100ppm未満、さらにより具体的には1ppm未満のスズを含有する場合、「スズを含まない」とみなすこととなる。
本発明の湿気硬化性組成物の成分、すなわちそのアルコキシシリル含有ポリマー(a)、非スズ硬化触媒(b)、および使用する場合は任意のメルカプト官能性ケイ素化合物(c)または任意の他の材料(d)を以下に詳細に説明する。
(1)アルコキシシリル含有ポリマー(a)
(i)アルコキシシリル含有シリコーン
本発明の一実施形態によれば、アルコキシシリル含有ポリマー成分(a)は、骨格中に式−(RSiO)−の二価のユニットを含むアルコキシシリル含有シリコーンであり、ここで各R基は、独立してC−C10−アルキル;Cl、F、N、OもしくはSのうちの1以上で置換されているC−C10アルキル;フェニル;C−C16アルキルアリール;C−C16アリールアルキル;またはC−Cポリオキシアルキレンエーテル、あるいは2つ以上のそのような基の組み合わせである。
本発明の他の実施形態によれば、アルコキシシリル含有ポリマー(a)は、一般式(I)のアルコキシシリル含有シリコーンであり、
(3−a)Si−Z−[R SiO][R SiO]SiR (3−a) (I)
ここで下付き文字xは0〜約10,000であり;下付き文字yは0〜約1,000であり;aは1、2または3であり;Rは独立して、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、フェニル基または7〜約12個の炭素原子を有するアレーニル基であり;Rはメチルであり;Zは−O−または二価のC2d基であり、ここでdは2〜約6であり;Zは結合またはSiR 基であり、ここでRは二価のC2d基であり;RはC−C10アルキル、Cl、F、N、OもしくはSのうちの1以上で置換されているC−C10アルキル、フェニル、C−C10アルキルアリール、C−C16アリールアルキル、C−Cポリアルキレンエーテル、または2以上のそのような基の組み合わせであり;そしてXは独立して、1〜約6個の炭素原子を有するアルコキシ基、または1〜約6個の炭素原子および少なくとも1個のエーテルもしくはエステル官能基を有するアルコキシ基である。
本発明の1つの特定の実施形態では、アルコキシシリル含有ポリマー(a)は、一般式(II)のアルコキシシリル含有シリコーンであり:

ここで
各Rは独立して、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、フェニル基または7〜約12個の炭素原子を有するアレーニル基であり;各Rは独立して、1〜約10個の炭素原子を有する直鎖アルキル、3〜約10個の炭素原子を有する分岐鎖アルキル、3〜約10個の炭素原子を有するシクロアルキル基、フェニル基および7〜10個の炭素原子を含むアレーニル基から選択され;
各Xは独立して、1〜約6個の炭素原子を有するアルコキシ基、または1〜約6個の炭素原子および少なくとも1個のエーテルもしくはエステル官能基を有するアルコキシ基であり;各Xは独立して加水分解性基−ORであり;そして
aは1、2または3であり、eは0〜2であり、fは0または1であり、iは0〜25であり、rは0〜100であり、そしてsは0〜約100であり、但し4≦i+r+s≦125、(ai+er+fs)/(3i+2r+s)は0.05〜0.6であり、繰り返し単位中の全ての半分の酸素原子O1/2は、異なる繰り返し単位中の他の半分の酸素原子と合わさって、完全な酸素原子、−O−を形成し、これが2つの繰り返し単位を共有結合させるという条件である。
特定の実施形態において、アルコキシシリル含有シリコーン樹脂が、ポリスチレン標準を用いてDIN標準55672(1)に従って測定して、約400〜約10,000、例えば約500〜約2,500の範囲の重量平均分子量を有するように、i、r、およびsは選択される。
本発明の湿気硬化性組成物中の成分(a)として使用するのに適したアルコキシシリル含有シリコーン樹脂は市販のものが利用でき、例えば、CoatOSil165およびTSR1452(Momentive Performance Materials Inc.)、DC−3074、DC−3037、DC−840、Z6018、Q1−2530および6−2230(Dow Corning)ならびにSY−550およびSY−231(WackerSilicones)が挙げられる。
(ii)アルコキシシリル含有非シリコーンポリマー
本発明の他の態様によれば、アルコキシシリル含有ポリマー(a)は、アルコキシシリル含有非シリコーン樹脂、例えば一般式(III)のシリル化樹脂であり得、
P[−L−SiR (3−a) (III)
ここで
Pは少なくとも1つの付加または縮合モノマーから誘導されたポリマー残基であり;
Lは二価の連結基であり;
各Rは独立して、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、フェニル基または約7〜約12個の炭素原子を有するアレーニル基であり;
各Xは独立して、1〜約6個の炭素原子を有するアルコキシ基、または1〜約6個の炭素原子および少なくとも1個のエーテルもしくはエステル官能基を有するアルコキシ基であり;
各aは独立して1、2または3であり;そして
qは1〜約15である。
本発明の湿気硬化性組成物の特定の実施形態において、式(III)のアルコキシシリル含有非シリコーン樹脂において、各Rは独立してメチルまたはエチルであり、aは2または3であり、そしてqは2〜約6である。
本発明の湿気硬化性組成物の特定の実施形態において、式(III)のアルコキシシリル含有ポリマーにおいて、連結基Lは、一般式(IIIa)を有し、
−[A−C(=O)−A−R− (IIIa)
ここで
各Rは独立して、1〜12個の炭素原子を含有する二価のヒドロカルビレン基であり;各Aは、独立して、二価の酸素(−O−)、硫黄(−S−)または構造(−)NRの置換窒素から選択され、ここでRは、水素、アルキル、アルケニル、アレーニル、アリール、アラルキル、少なくとも1つのエステル官能基を含有するアルキル、または−RSiR (3−a) 基であり、ここで水素以外の各Rは1〜約18個の炭素原子を含有し;各Aは、独立して、二価の酸素(−O−)、硫黄(−S−)または構造(−)NRの置換窒素から選択され、ここでRは、水素、アルキル、アルケニル、アレーニル、アリール、アラルキル、少なくとも1つのエステル官能基を含有するアルキル、または−RSiR (3−a) 基であり、ここで水素以外の各Rは、1〜約18個の炭素原子を含有し;そして、下付き文字aは1、2、または3であり、そして下付き文字bは0または1である。
一実施形態では、二価の連結基Lは−[A−C(=O)−A−R−であり、ここでAは−O−または−NH−であり、Aは−O−または−NH−であり、但しAが−O−のとき、Aが−NH−であり、そしてAが−NH−のとき、Aは−O−であるという条件である。
一実施形態では、二価のヒドロカルビレン基Rは、本明細書の湿気硬化性組成物の硬化機構および/またはその中に含まれる後述する接着促進剤などの任意成分の適切な機能を妨害しない1つ以上のヘテロ原子および/または官能基で任意に置換または中断され得る。したがって、例えば、二価のヒドロカルビレン基Rは、ヒドロキシアルキル、シアノアルキル、カルボキシアルキル、アルキルオキシ、オキシアルキル、アルキルカルボニルオキサアルキレン、カルボキサミドおよびハロアルキル、例えばヒドロキシプロピル、シアノエチル、ブトキシ−2,5,8−トリオキサンデカニル、カルボキシメチル、クロロメチル、3,3,3−フルオロプロピル、メチレンオキシプロピレンおよび1,2,6−トリル−4−オキサキサンなどの官能性を含み得る。
式(III)のアルコキシシリル含有非シリコーン樹脂を製造するためのシリル化可能なポリマー、すなわち式(III)のポリマー残基Pを与えるポリマーは、アルコキシシリル含有非シリコーン樹脂の製造に使用するためにこれまでに知られているものの中から選択できる。したがって、例えば、シリル化可能なポリマーは、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエーテル−co−ポリエステル、ポリエステル−co−ポリエーテル、ポリチオエーテル、ポリアミン、ポリアミド、ポリエステル−co−ポリアミド、ポリアクリレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブタジエン、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどのうちの1つであるポリマー骨格を有することができる。
より具体的には、シリル化可能なポリマーは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ヒドロキシル末端ポリアクリレート、ヒドロキシル末端ポリメタクリレート、ヒドロキシル末端ポリブタジエン、末端オレフィン不飽和を有するポリオレフィン、末端オレフィン不飽和を有するポリエーテル、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ヒドロキシル末端ポリアクリレート、ヒドロキシル末端ポリメタクリレート、ヒドロキシル末端ポリブタジエンなどとポリイソシアネートとの反応から誘導されるヒドロキシル末端およびイソシアネート末端ポリウレタン、アミン末端ポリエーテル、アミン末端ポリエステルなどとポリイソシアネートとの反応から誘導される一級および/または二級アミン末端ポリウレア、ならびに類似のそのようなシリル化可能なポリマーからなる群から選択され得る。
式(III)のアルコキシシリル含有非シリコーン樹脂は、これらおよび類似のシリル化可能なポリマーを任意の公知または慣用の方法でシリル化することにより得ることができる。例えば、活性水素含有官能性、すなわちヒドロキシル、メルカプト、一級アミンおよび/または二級アミン官能性を有するポリマーは、イソシアナトシランとの反応によってシリル化することができ、イソシアネート末端ポリマーは、メルカプトまたはアミン官能性などのイソシアネートに対して反応性である官能性を有するシランでシリル化することができ、そしてオレフィン性不飽和ポリマーは、ヒドロシリル化反応条件下でヒドリドシラン(ヒドロシラン)との反応によりシリル化することができる。
一実施形態では、式(III)のアルコキシシリル含有非シリコーン樹脂中のポリマー残基Pは、約500〜約50,000の数平均分子量を有し、そして別の実施形態では、約2,000〜約20,000の数平均分子量を有し、ここで数平均分子量は、ポリマー残基が由来するポリマーの末端基の滴定によって測定される。
式(III)のいくつかの特に有用な湿気硬化性シリル化樹脂およびそれらの製造をここでさらに十分に記載する。
活性水素含有シリル化可能なポリマーから得られるアルコキシシリル含有非シリコーン樹脂
式(III)のアルコキシシリル含有非シリコーン樹脂は、(i)ポリエーテルポリオール、(ii)ポリエステルポリオール、(iii)ヒドロキシル末端ポリブタジエン;(iv)例えばポリオール(i)、(ii)および/または(iii)から誘導されたヒドロキシル末端ポリウレタン;ならびに(v)一級および二級アミン末端ポリウレアおよび/またはポリウレタン−ポリウレアのような活性水素含有シリル化可能ポリマーの1つまたは混合物の、シリル化反応剤としてイソシアナトアルコキシシランを使用したシリル化によって得ることができる。シリル化樹脂の調製は、触媒の存在下または非存在下で実施することができる。
適切なポリオールの例には、ポリ(オキシアルキレン)エーテルジオール(すなわち、ポリエーテルジオール)、特に、ポリ(オキシエチレン)エーテルジオール、ポリ(オキシプロピレン)エーテルジオールおよびポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)エーテルジオール、ポリ(オキシアルキレン)エーテルトリオール、ポリ(テトラメチレン)エーテルグリコール、ポリアセタール、ポリヒドロキシポリアクリレート、ポリヒドロキシポリメタクリレート、ポリヒドロキシポリエステルアミド、ポリヒドロキシポリチオエーテル、ポリカプロラクトンジオールおよびトリオール、ポリブタジエンジオールなどが含まれる。本発明の一実施形態において、アルコキシシリル含有非シリコーン樹脂の製造に使用されるポリオールは、1モル当たり約500グラム〜1モル当たり約25,000グラムの数平均分子量(Mn)を有するポリ(オキシエチレン)エーテルジオールである。本発明の他の実施形態では、湿気硬化性シリル化樹脂の製造に使用されるポリオールは、1モル当たり約1,000グラム〜1モル当たり約20,000グラムの数平均分子量を有するポリ(オキシプロピレン)エーテルジオールである。数平均分子量は、ポリオールのヒドロキシル価から決定される。様々な構造、分子量および/または官能性のポリオールの混合物もまた使用することができる。
数平均分子量は、ASTM D4274−11、ポリウレタン原料を試験するための標準試験方法:ポリオールのヒドロキシル価の決定に従ってヒドロキシル基を滴定することによって決定される。
ポリエーテルポリオールは、最大約8または約1〜約8の官能性を有することができるが、有利には2〜4の官能性、より有利には2の官能性(すなわちジオール)を有する。複金属シアン化物(DMC)触媒、アルカリ金属水酸化物触媒、またはアルカリ金属アルコキシド触媒の存在下で製造されたポリエーテルポリオールが特に適しており、米国特許番号3,829,505、3,941,849、4,242,490、4,335,188、4,687,851、4,985,491、5,096,993、5,100,997、5,106,874、5,116,931、5,136,010、5,185,420および5,266,681が参照され、それぞれの全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。そのような触媒の存在下で製造されたポリエーテルポリオールは、高分子量および低レベルの不飽和、それから誘導される組成物の改良された性能を付与すると考えられる性質を有する傾向がある。一実施形態では、ポリエーテルポリオールは、好ましくは1モル当たり約1,000グラム〜1モル当たり約25,000グラム、より好ましくは1モル当たり約2,000グラム〜1モル当たり約20,000グラム、さらにより好ましくは1モル当たり約4,000グラム〜1モル当たり約18,000グラムの数平均分子量を有する。末端エチレン性不飽和のレベルは、一般に、ポリオール1グラム当たり約0.2ミリ当量未満、好ましくは約0.02ミリ当量未満、より好ましくは約0.008ミリ当量(meq/g)未満である。本明細書の湿気硬化性シリル化樹脂を製造するのに適した市販のジオールの例としては、限定されるものではないが、Arcol(登録商標)R−1819(1モル当たり8,000グラムの数平均分子量)、Arcol(登録商標)E−2204(1モル当たり4,000グラムの数平均分子量)およびArcol(登録商標)E−2211(1モル当たり11,000グラムの数平均分子量)、全てBayer Material Scienceとして以前に知られているCovestroAGから入手可能、が挙げられる。
アルコキシシリル含有ポリマー(a)を調製するのに有用なヒドロキシル末端ポリブタジエンの中には、1モル当たり約500〜約10,000、有利には約800〜約5,000グラムの数平均分子量、1グラム当たり約0.1〜約6.0、有利には約0.3〜約1.8ミリ当量の一級ヒドロキシル基含有量、存在するオレフィン部位の0〜100、好ましくは5〜50、より好ましくは10〜30%の水素化度、および0〜約50重量%の共重合された追加のモノマーの平均含有量を有するものである。
1分子当たり平均1個を超える主な一級ヒドロキシル基、例えば、1分子当たり平均約1.7〜約3個以上の一級ヒドロキシル基を有する上記種類のヒドロキシル末端ポリブタジエンが本明細書において好適に使用される。より具体的には、ヒドロキシル末端ポリブタジエンは、1分子あたり平均少なくとも2個、有利には約2.4〜約2.8個のヒドロキシル基を有し、このヒドロキシル基は、主な、即ち一般的に最も長い分子の炭化水素鎖上の末端のアリル位に主にある。「アリル」配置とは、アリルアルコールのアルファ−アリル基、すなわちポリマーの末端ヒドロキシル基が、二重結合した炭素原子に隣接する炭素原子に結合していることを意味する。
ヒドロキシル末端ブタジエンポリマー中に生じるシス−1,4、トランス−1,4および1,2−ビニル不飽和の比率、ヒドロキシル基の数および位置、ならびにポリマーの分子量は、それらの製造に使用される方法によって影響され、その詳細は当技術分野において公知である。
本明細書における有用なヒドロキシル末端ポリブタジエンはまた、本明細書のシリル化ポリマーに特に望ましい特性を付与することができる1つ以上の他の共重合性モノマーを組み込むことができる。共重合モノマーの総量は、平均して、ヒドロキシル末端ポリブタジエンコポリマーの約50重量%を超えないこととなる。共重合性モノマーの中に含まれるのは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソプレン、クロロプレン、2,3−メチル−1,3−ブタジエン、1,4−ペンタジエンなどのようなモノオレフィンおよびジエン、ならびにアクリロニトリル、メタクリロニトリル、メチルスチレン、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、酢酸ビニルなどのようなエチレン性不飽和モノマーである。あるいはまたはそれに加えて、ヒドロキシル末端ポリブタジエンを1つ以上の他のモノマーと反応させてヒドロキシル末端ブロックコポリマーを得ることができる。そのようなモノマーには、ポリエーテルセグメントを提供するエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドなどの1,2−エポキシド、ポリエステルセグメントを提供するe−カプロラクトンなどが含まれる。
シリル化可能なヒドロキシル末端ポリウレタンプレポリマーは、上記のようなポリオール、ポリイソシアネートおよび任意の触媒(好ましくは縮合触媒)を使用することによって得ることができ、ポリオールとポリイソシアネートの割合は、得られるプレポリマー中でヒドロキシル末端を生じるようなものである。従って、例えば、ジオールおよびジイソシアネートの場合には、モル過剰の前者が使用され、それによりヒドロキシル末端ポリウレタンプレポリマーが得られる。
ヒドロキシル末端ポリウレタンプレポリマーは、1つ以上の鎖延長剤および/または1つ以上の他のポリオールを含有する反応混合物からも調製することができる。適切な鎖延長剤の例には、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコールなどの多価アルコールが挙げられる。追加のポリオールは上記のポリオールから選択することができ、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリエステルエーテルポリオール、ポリブタジエンジオール、ポリオキシアルキレンジオール、ポリオキシアルキレントリオール、ポリテトラメチレングリコール、ポリカプロラクトンジオールおよびトリオールなどが挙げられ、それらの全ては少なくとも2個の一級ヒドロキシル基を有している。
シリル化可能なヒドロキシル末端ポリウレタンプレポリマーを調製するための適切な有機ポリイソシアネートとしては、ポリウレタンポリマーがこれまでに得られている、任意の公知および慣用の有機ポリイソシアネート、特に有機ジイソシアネートが挙げられる。有用なジイソシアネートとしては、例えば、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、4,4’−ジフェニル−メタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、2,4−および4,4’−異性体の混合物を含有する種々の液体ジフェニルメタン−ジイソシアネート、Desmodur(Bayer)など、およびそれらの混合物が挙げられる。イソホロンジイソシアネート(IPDI)は、本明細書のシリル化可能なポリウレタンプレポリマーを調製する際に使用するのに特に有利である。
ポリウレタンを製造するための触媒は当技術分野において公知である。シリル化可能なヒドロキシル末端ポリウレタンプレポリマーの調製に有用な特に適切な触媒としては、KATXC6212、K−KAT XC−A209およびK−KAT348(King Industries, Inc.)などのジルコニウム含有およびビスマス含有錯体、TYZOR(登録商標)タイプ(DuPont)、KRタイプ(Kenrich Petrochemical, Inc.)などのチタンキレート、ならびに他の有機金属触媒、例えばAl、Zn、Co、Ni、Feなどの金属を含むものが挙げられる。
上記のように、シリル化可能なヒドロキシル末端ポリウレタンプレポリマーは、有機ポリイソシアネート、例えば上記のいずれかのようなジイソシアネート、そして有利にはイソホロンジイソシアネートと、化学量論的に過剰の選択されたポリオールとの反応によって調製できる。それぞれの反応物の反応性に応じて、上記のいずれかのような触媒を使用することができる。反応温度は典型的には約60℃から約90℃の範囲であり;反応時間は典型的には約2から約8時間のオーダーである。反応混合物はまた、1つ以上の鎖延長剤および/または上記のいずれかのような他のポリオールを含むことができる。
シリル化可能なヒドロキシル基末端ポリウレタンプレポリマーを調製するために、ポリイソシアネートのイソシアネート(NCO基)当量に対して少なくともわずかにモル過剰のポリオールのヒドロキシル(OH基)当量を使用して、ヒドロキシル基でプレポリマー鎖を停止させる。有利には、NCO対OHのモル比は、使用される特定のポリオールまたはポリオールおよび/または鎖延長剤の混合物に応じて、約0.3〜約0.95、より好ましくは約0.5〜約0.90である。
上記のヒドロキシル末端ポリマーをシリル化するのに有用な反応物は、一般式(IV)のイソシアナトシランである:
O=C=N−R11−SiR10 (3−a) (IV)
ここで各R10は独立して、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、フェニル基または約7〜約12個の炭素原子を有するアレーニル基であり;
11は、1〜約12個の炭素原子を含み、任意選択的に1個以上のヘテロ原子を含む二価のヒドロカルビレン基、そしてより具体的には1〜3個の炭素原子を有するアルキル基であり;各Xは独立して、1〜約6個の炭素原子を有するアルコキシ基、または1〜約6個の炭素原子および少なくとも1個のエーテルもしくはエステル官能基を有するアルコキシ基であり;そして、aは1、2または3である。一実施形態において、R11は1〜4個の炭素原子を有し、各Xはメトキシ、エトキシ、プロポキシまたはイソプロポキシであり、そしてaは3である。
上記のポリオールおよびヒドロキシル末端ポリウレタンと反応して式(III)の湿気硬化性シリル化樹脂を得るために本明細書で使用できる特定のイソシアナトシラン(IV)としては、イソシアナトメチルトリメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、イソシアナトイソプロピルトリメトキシシラン、4−イソシアナト−n−ブチルトリメトキシシラン、イソシアナト−t−ブチルトリメトキシシラン、イソシアナトメチルメチルジメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルメチルジメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、イソシアナトイソプロピルトリエトキシシラン、4−イソシアナト−n−ブチルトリエトキシシラン、イソシアナト−t−ブチルトリエトキシシランなどが挙げられる。
上記のポリオールおよびヒドロキシル末端ポリウレタンのシリル化に有用な触媒としては、ヒドロキシル末端ポリウレタンの製造に使用するのに適していると上記で示したものが挙げられる。反応物の反応性に応じて、シリル化反応温度は典型的には約20℃〜約150℃の範囲で、反応時間が典型的には約2〜約16時間のオーダーであり得る。反応混合物はまた、1つ以上の鎖延長剤および/または上記のいずれかのような他のポリオールを含むことができる。
式(III)のアルコキシシリル含有非シリコーンポリマーを調製するために、イソシアナトシランを、イソシアナトシランのNCOイソシアネート(NCO基)当量に対してポリオールのヒドロキシル(OH基)当量のわずかにモル過剰またはわずかにモル不足で使用することができる。有利には、NCO対OHのモル比は、約0.7から約1.5、より好ましくは約0.9から約1.1、さらにより具体的には約0.98から約1.02である。
式(III)の特に有用なアルコキシシリル含有非シリコーン樹脂は、ポリプロピレンジオール、脂肪族ジイソシアネートおよび3−イソシアナトプロピルトリアルコキシシランから製造される。ポリプロピレンジオールは、有利には約0.02未満、より有利には約0.008未満のポリオールの1グラム当りのミリ当量(meq/g)の末端エチレン性不飽和、およびヒドロキシル末端基分析によって決定される1モル当たりの数平均分子量約5,000から約15,000グラムのレベルを有する。イソシアナトシランのイソシアネート(NCO)対ヒドロキシル末端ポリウレタン樹脂のヒドロキシルのモル比は、約0.9〜約1.05、より具体的には約1.0〜約1.5の範囲であり得る。
ヒドロキシル末端シリル化可能な樹脂のシリル化は、アルコキシシリル含有非シリコーン樹脂がコーティングおよびシーリング用途に使用されることになっているときには、実質的に完全であること、すなわち、過剰のイソシアナトシランが使用される場合にはシリル化後に本質的にヒドロキシル基が存在しないこと、または過剰のポリオールが使用される場合にはシリル化後に本質的にイソシアネート基が存在しないことが好ましい。本明細書中で使用される場合、過剰のポリオールが使用されるときのシリル化の実質的な完全性は、90モル%を超える、好ましくは95モル%を超える、最も好ましくは98モル%を超えるイソシアナトシランが、ヒドロキシル末端シリル化可能な樹脂のヒドロキシル基と反応したときである。本明細書中で使用される場合、過剰のイソシアナトシランが使用されるときのシリル化の実質的な完全性は、80モル%を超える、好ましくは90モル%を超える、最も好ましくは95モル%を超えるイソシアナトシランが、ヒドロキシル末端シリル化可能な樹脂のヒドロキシル基と反応したときである。残留イソシアナトシランの量は、イソシアネート基の量を測定することによって決定される。ASTM D2572−97(2010)、ウレタン材料またはプレポリマー中のイソシアネート基についての標準試験方法は、イソシアネート基の量を決定するために使用され得る。
イソシアネート末端ポリウレタン/ポリウレアから得られた湿気硬化性シリル化樹脂
イソシアネート末端ポリウレタンは、得られるプレポリマーがイソシアネートで末端停止するような割合で、1つ以上のポリオール、有利にはジオールを、1つ以上のポリイソシアネート、有利にはジイソシアネートと反応させることによって得ることができる。ジオールとジイソシアネートとの反応の場合には、モル過剰のジイソシアネートが使用される。
イソシアネート末端ポリウレタンプレポリマーの調製に利用できるポリオールには、ポリエーテルポリオール、ヒドロキシル末端ポリカプロラクトンなどのポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールとe−カプロラクトンとの反応から得られるものなどのポリエーテルエステルポリオール、ヒドロキシル末端ポリカプロラクトンと、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドなどの1つ以上のアルキレンオキシドとの反応から得られるものなどのポリエステルエーテルポリオール、およびポリブタジエンポリオールが含まれる。
特に適切なポリオールには、ヒドロキシル末端ポリウレタンの調製に有用であることが上記にて示されたものが含まれる。同様に、ヒドロキシル末端ポリウレタンの製造に関して上述したポリイソシアネートのいずれも、イソシアネート末端ポリウレタンの製造に同様に有用である。一般式(III)のシリル化樹脂のポリマー残留Pが由来するポリマーの数平均分子量は、イソシアネート末端ポリウレタンのイソシアネート末端基分析から決定される。イソシアネート末端ポリウレタンのイソシアネート含有量は、ASTM D2572−97(2010)、ウレタン材料またはプレポリマー中のイソシアネート基の標準試験方法に記載されている方法を使用して決定することができる。
上記のイソシアネート末端ポリウレタンをシリル化するためのシリル化剤は、イソシアネートと反応性である官能性および少なくとも1つの容易に加水分解可能でその後架橋可能な基、例えばアルコキシシリルを含有しなければならない。特に有用なシリル化剤は一般式(V)のシランであり:
−R13−SiR12 (3−a) (V)
ここでGは、イソシアネートに対して反応性である活性水素含有基、例えば、−SHまたは−NHR14であり:ここでR14は、水素またはアルキル、アルケニル、アレーニル、アリール、アラルキル、少なくとも1つのエステル官能基を含むアルキルまたは−R13SiR12 (3−a) であり、ここで各R13は、任意選択的に1個以上のヘテロ原子を含み、約12個までの炭素原子の同一または異なる二価の炭化水素基であり、各R12は独立して、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、フェニル基または約7〜約12個の炭素原子を有するアレーニル基であり;各Xは独立して、1〜約6個の炭素原子を有するアルコキシ基、または1〜約6個の炭素原子および少なくとも1個のエーテルもしくはエステル官能基を有するアルコキシ基であり;そしてaは、1、2または3である。
具体的なシリル化シラン(V)としては、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリプロポキシシラン、2−メルカプトエチルトリsec−ブトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリ−t−ブトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン、2−メルカプトエチルジメトキシエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメトキシエトキシプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、3−メルカプトプロピルメトキシジメチルシラン、3−メルカプトプロピルエトキシジメチルシラン、3−メルカプトプロピルジエトキシメチルシラン、3−メルカプトプロピルシクロヘキソキシジメチルシラン、4−メルカプトブチルトリメトキシシラン、3−メルカプト−3−メチルプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプト−3−メチルプロピル−トリプロポキシシラン、3−メルカプト−3−エチルプロピル−ジメトキシメチルシラン、3−メルカプト−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプト−2−メチルプロピルジメトキシフェニルシラン、3−メルカプトシクロヘキシル−トリメトキシシラン、12−メルカプトドデシルトリメトキシシラン、12−メルカプトドデシルトリエトキシシラン、2−メルカプト−2−メチルエチル−トリプロポキシシラン、2−メルカプトフェニルトリメトキシシラン、2−メルカプトフェニルトリエトキシシラン、2−メルカプトトリルトリメトキシシラン、2−メルカプトトリルトリエトキシシラン、1−メルカプトメチルトリルトリメトキシシラン、1−メルカプトメチルトリルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルフェニルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルフェニルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルフェニルトリメトキシシラン、および3−メルカプトプロピルフェニルトリエトキシシランなどのメルカプトシラン;ならびに、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、4−アミノブチルトリエトキシシラン、N−メチル−3−アミノ−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、N−エチル−3−アミノ−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、N−エチル−3−アミノ−2−メチルプロピルジエトキシメチルシラン、N−エチル−3−アミノ−2−メチルプロピルトリエトキシシラン、N−エチル−3−アミノ−2−メチルプロピル−メチルジメトキシシラン、N−ブチル−3−アミノ−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、3−(N−メチル−2−アミノ−1−メチル−1−エトキシ)−プロピルトリメトキシシラン、N−エチル−4−アミノ−3,3−ジメチル−ブチルジメトキシメチルシラン、N−エチル−4−アミノ−3,3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、N−(シクロヘキシル)−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、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシ−シラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス−(3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピル)アミンおよびN−(3’−トリメトキシシリルプロピル)−3−アミノ−2−メチルプロピルトリ−メトキシシランなどのアミノシランが挙げられる。
触媒は通常、イソシアネート末端ポリウレタンのシリル化に使用される。有利には、縮合触媒が使用されるのは、そのような触媒が本発明の硬化性組成物の式(III)のアルコキシシリル含有非シリコーン樹脂の硬化(加水分解とそれに続く架橋)も触媒するからである。適切な縮合触媒としては、ポリオールおよびヒドロキシル末端ポリウレタンのシリル化に有用であるとして上記に示された触媒のいずれかが挙げられる。
上記のイソシアネート末端ポリウレタンの製造と同様に、イソシアネート末端ポリウレアおよびポリウレタンウレアであって1つ以上のウレタン結合を含有するものは、1つ以上の一級および/または二級アミン末端ポリマーまたは1つ以上のそのようなポリマーの混合物をポリイソシアネートを含む1つ以上のポリオールと反応させることによって製造できる。イソシアネート末端ポリウレアおよびポリウレタンウレアのシリル化は、上記イソシアネート末端ポリウレタンのシリル化に関連して上述したようなイソシアネート反応性シランを用いて実施することができる。
不飽和官能基含有ポリマーから得られる湿気硬化性シリル化樹脂
有用なアルコキシシリル含有非シリコーン樹脂は、ヒドロシラン(ヒドリドシランとも称される)による少なくとも1つの不飽和官能基を含有するポリマーの触媒ヒドロシリル化によって得られるものを含む。
不飽和ポリマーは一般に限定されないが、少なくとも1つの不飽和部位を含有しなければならない。不飽和部位を含む適切なポリマーの例には、アリルキャップドポリエーテル、ビニル官能化ポリエーテルまたはメチルアリルキャップドポリエーテルなどの不飽和ポリエーテル;および末端不飽和アミンなどの不飽和モノマーから誘導されたポリマー;アルキン;アルファオレフィンなどのC−C45オレフィン;アリルグリシジルエーテル、およびビニルシクロヘキセンオキシドなどの不飽和エポキシド;末端不飽和アクリレートまたはメチルアクリレート;不飽和アリールエーテル;不飽和芳香族炭化水素;トリビニルシクロヘキサンなどの不飽和シクロアルカン;ビニル官能化ポリマーまたはオリゴマー;ビニル官能化および/または末端不飽和アリル官能化シランおよび/またはビニル官能化シリコーン;不飽和脂肪酸;不飽和脂肪酸エステル;またはそれらの2つ以上の組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。そのような不飽和ポリマーの実例は、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−オクタデセン、スチレン、アルファ−メチルスチレン、シクロペンテン、ノルボルネン、1,5−ヘキサジエン、ノルボルナジエン、ビニルシクロヘキセン、アリルアルコール、アリル末端ポリエチレングリコール、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、アリル末端イソシアネート−またはアクリレートプレポリマー、ブタジエン、アリルアミン、メタリルアミン、アセチレン、フェニルアセチレンなどの重合または共重合から得られるものを含むが、これらに限定されない。
本発明において有用なヒドリドシランは一般式(VI)のものであり:
HSiR15 3−a (VI)
ここで各R15は独立して、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、フェニル基または約7〜約12個の炭素原子を有するアレーニル基であり;各Xは独立して、1〜約6個の炭素原子を有するアルコキシ基、または1〜約6個の炭素原子および少なくとも1個のエーテルもしくはエステル官能基を有するアルコキシ基であり;そしてaは1、2または3である。ヒドリドシランの代表的かつ非限定的な例には、トリメトキシヒドリドシラン、トリエトキシヒドリドシラン、メチルジメトキシヒドリドシランおよびメチルジエトキシヒドリドシランが含まれる。
ペンダントアルコキシシリル官能性を含有するポリマー
アルコキシシリル含有非シリコーン樹脂の更なる例は、アクリレートアルコキシシランおよびビニルアルコキシシランのような1つ以上のエチレン性不飽和アルコキシシランの既知の方法での重合ならびにそのようなポリマーと1つ以上のエチレン性不飽和非シランモノマーとの共重合から誘導されるアクリロシランポリマーである。
適切なエチレン性不飽和シランとしては、アクリレートアルコキシシラン、例えばガンマアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、およびメタクリラトアルコキシシラン、例えばガンマメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、およびガンマメタクリロキシプロピルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、およびビニルアルコキシシラン、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、およびビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シランが挙げられる。
適切なエチレン性不飽和非シラン含有モノマーはアルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、ここでアルキル基は1〜約12個の炭素原子を有し、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、ノニルメタクリレート、ラウリルメタクリレートなど;メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、ノニルアクリレート、ラウリルアクリレートなどである。例えば、トリメチルシクロヘキシルメタクリレート、トリメチルシクロヘキシルアクリレート、イソブチルメタクリレート、t−ブチルシクロヘキシルアクリレート、またはt−ブチルシクロヘキシルメタクリレートのような脂環式メタクリレートおよびアクリレートも使用することができる。アリールアクリレートおよびアリールメタクリレート、例えばベンジルアクリレートおよびベンジルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、およびそれらの混合物もまた使用することができる。
一実施形態では、本発明の湿気硬化性組成物中のアルコキシシラン含有ポリマー(a)の組み込みレベルは、有利には組成物の約5〜約98重量%、より好ましくは約20〜約70重量%、最も好ましくは、約25〜約50重量%の範囲であり得る。
(2)非スズ硬化触媒(b)
(i)有機チタン化合物
上記に示したように、非スズ硬化触媒(b)の有機チタン化合物成分は有利には、例えば上記のようにアルコキシシリル含有ポリマー(a)を製造するのにも有用なものである。本発明のこの実施形態では、そのような有機チタン化合物は、アルコキシシリル含有ポリマー(a)生成物中に残存させることができ、そして非スズ硬化触媒(b)の製造の完了は、硬化を行う前に本質的に乾燥したシリル化樹脂(またはそれを含有する乾燥配合製品)へ、アミジン化合物を含む、(−)N−C=N−基を含有する化合物の添加のみを必要とする。本質的に乾燥とは、約200未満、好ましくは約50未満の100万分の1(ppm)未満の水の存在を意味する。本質的に乾燥したシリル化樹脂またはそれを含有する乾燥配合製品中の水分量を測定するための手順は、ASTM D6869−03(2011)、KarlyFischer反応(ヨウ素と水の反応)を使用したプラスチック中の水分の電量測定および体積測定のための標準試験方法である。非スズ硬化触媒(b)の製造に使用するのに適した有機チタン化合物には、カルボン酸チタン、アルコキシド、アセチルアセトネート、アルキルスルホネート、アリールスルホネート、ジアルキルホスフェート、ジアルキルピロホスフェート、ケトエステル、ケト酸およびジケトンおよびそれらの組み合わせが含まれる。
いくつかの実施形態において、有機チタン化合物は、一般式(VII)のカルボン酸のカルボキシレートであり:

ここで
16は、水素、C−C25アルキル、酸素または硫黄で中断されているC−C25アルキル、C−C24アルケニル、非置換であるかまたはC−Cアリルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルキル、非置換であるかまたはC−Cアルキルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルケニル、C13−C26ポリシクロアルキル、非置換であるかまたはフェニル環上でC−Cアルキルで置換されているC−Cフェニルアルキル、COR16、非置換であるかまたはC−Cアルキル、C−Cアルコキシ、ハロゲンもしくはカルボキシルで置換されている5または6員複素環式環、ベンゾ結合しており、かつ非置換であるか、またはC−Cアルキル、C−Cアルコキシ、ハロゲンもしくはカルボキシルで置換されている5または6員複素環式環、あるいは下記式の1つのラジカルであり、

ここで
21、R22、R23、R24およびR25は、独立して水素、ヒドロキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ、CF、−COR29、C−C25アルキル、酸素または硫黄によって中断されているC−C25アルキル、C−C25ハロアルキル、C−C18アルコキシ、酸素または硫黄によって中断されているC−C18アルコキシ、C−C18アルキルチオ、C−C24アルケニル、非置換であるかまたはC−Cアルキルで置換されているC−C15シクロアルキル、非置換であるかまたはC−Cアルキルで置換されているC−C15シクロアルケニル、非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているフェニルまたはナフチル、非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキルで置換されているC−Cフェニルアルキル、非置換であるかまたはナフチル環系上でC−Cアルキルで置換されているC10−C12ナフチルアルキル、非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているフェノキシまたはナフトキシ、非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキルで置換されているC−Cフェニルアルコキシ、非置換であるか、またはナフチル環系上でC−Cアルキルで置換されているC10−C12ナフチルアルコキシ、あるいはR22とR23、R23とR24、R24とR25、またはR21とR25は、それらが付く炭素原子と一緒になって、非置換またはC−Cアルキル−、ハロゲン−またはC−Cアルコキシ−置換ベンゾ環を形成し、但しラジカルR21、R22、R23、R24およびR25の少なくとも1つは水素であるという条件であり;
26は、ヒドロキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ、CF、C−C25アルキル、酸素または硫黄によって中断されているC−C25アルキル、C−C25ハロアルキル、C−C18アルコキシ、酸素または硫黄により中断されているC−C18アルコキシ、C−C18アルキルチオまたはC−C24アルケニルであり;
27およびR28は独立して水素、C−C25アルキル、C−C18アルコキシ、または−Y−(CHCOR29であり、ここでR29は、ヒドロキシル、C−C18アルコキシ、酸素または硫黄によって中断されているC−C18アルコキシであり、

30およびR31は独立して、水素、C−C25アルキル、酸素または硫黄によって中断されているC−C25アルキル、C−C24アルケニル、非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているC−C15シクロアルキル、非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているフェニルまたはナフチルであり;
17、R18、R19およびR20は、独立して水素、ヒドロキシル、C−C18アルコキシ、酸素または硫黄によって中断されているC−C18アルコキシ、C−C25アルキル、酸素または硫黄によって中断されているC−C25アルキル、C−C24アルケニル、非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているC−C15シクロアルキル、非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているC−C15シクロアルケニル、非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているフェニルまたはナフチル、非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキルで置換されているC−Cフェニルアルキル、非置換であるか、またはナフチル環系上でC−Cアルキルで置換されているC10−C12ナフチルアルキル、または−COR29であり、但しラジカルR17、R18、R19およびR20の1つがヒドロキシルである場合、同じ炭素原子に結合している他の基はヒドロキシル以外であり、またはR17とR18またはR19とR20は、それらが付く炭素原子と一緒になって非置換またはC−Cアルキル置換のC−C12シクロアルキリデン環を形成するという条件であり;
は直接結合、酸素、硫黄、C(O)、C−C18アルキレン、酸素または硫黄によって中断されているC−C18アルキレン、C−C18アルケニレン、C−C18アルキニレン、C−C20アルキリデン、C−C20フェニルアルキリデンまたはC−Cシクロアルキレンであり、但しjおよびkが0の場合、Xは酸素および硫黄以外であるという条件であり;
Yは酸素または−R32−N(−)であり、ここでR32は水素またはC−Cアルキルであり;そして
jおよびkは独立して0〜約10であり、cは0〜4であり、そしてsは1〜約8である。
一実施形態では、有機チタン化合物は一般式(VIII)を有し:
TiIV (VIII)
ここでLの各々は独立して、1〜20個の炭素原子および酸素、窒素または硫黄原子上に少なくとも1つの孤立電子対を含む有機基であり、ここで酸素、窒素または硫黄原子上の孤立電子対は、TiIVとイオン結合または配位結合を形成することができ、そして任意にてここで、2つ以上のL基は、各L基上の炭素原子間の共有結合を介して一緒に結合することができる。Lは、アルコキシド、カルボキシレート、エノレート、脱プロトン化アミンおよびメルカプチドを含む。L基がTiIVとイオン結合を形成する場合、有機チタン化合物は塩である。L基がTiIVと配位結合を形成する場合、有機チタン化合物は錯体である。
の代表的で非限定的な例には、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、イソブトキシド、sec−ブトキシド、およびtert−ブトキシドなどのアルコキシド;酢酸塩、プロパン酸塩、イソプロパン酸塩、ブタン酸塩、ヘキサン酸塩、フェノキシドおよび2−エチルヘキサン酸塩などのカルボン酸塩;エテノラート、1−プロペノレート、2−プロペノレート、1−ブテノレート、2−ブテノレート、1−ペンテノレート、2−ペンテノレートおよび4−オキソ−2−ペンテノレートなどのエノラート;脱プロトン化メチルアミン、脱プロトン化ジメチルアミン、脱プロトン化ブチルアミンおよび脱プロトン化メチルブチルアミンなどの脱プロトン化アミン;メチルメルカプチド、エチルメルカプチド、プロピルメルカプチド、ヘキシルメルカプチドおよびオクチルメルカプチドなどのメルカプチドが含まれる。
有機チタン化合物の代表的で非限定的な例には、テトラエチルチタネート(Borica:TYTAN(商標)ET)、テトライソプロピルチタネート(Borica:TYTAN(商標)TIPT)、プロピルブチルチタネート(Borica:TYTAN(商標)BIP)、ポリブチルチタネート(Borica:TYTAN(商標)PBT)、テトラn−ブチルチタネート(Borica:TYTAN(商標)TNBT)、テトラn−プロピルチタネート(Borica:TYTAN(商標)TNPT)、テトラ2−エチルヘキシルチタネート(Borica:TYTAN(商標)EHT)、ジ−イソ−プロポキシルチタンキレート(エチルアセトアセテートチタネート)(Borica:TYTAN(商標)S2)、ジ−イソ−ブトキシチタンキレートエチルアセトアセテートチタネート(Borica:TYTAN(商標)S6)、プロプライエタリ(proprietary)チタンキレート(Dorf Ketal:Tyzor(登録商標)GBA、Tyzor(登録商標)GBO)、チタンアセチルアセトネート(Borica:TYTAN(商標)TAA、TYTAN(商標)X85、Dorf Ketal:Tyzor(登録商標)AA−75、Tyzor(登録商標)AA、Tyzor(登録商標)AA−65、Tyzor(登録商標)AA−105)、エタノールおよびイソプロパノール中のチタンアセチルアセトネート(Borica:TYTAN(商標)AP20、TYTAN(商標)AP40)、トリエタノールアミンチタネート(Borica:TYTAN(商標)TET)、アルカノールアミンチタネート(DorfKetal:Tyzor(登録商標)TE、Tyzor(登録商標)TEP、Tyzor(登録商標)TEAZ)およびチタンホスフェート錯体(Borica:TYTAN(商標)AP100、Dorf Ketal:Tyzor(登録商標)IAM)が含まれる。
(ii)(−)N−C=N−結合を含む化合物
特定の実施形態では、非スズ硬化触媒(b)中に存在する(−)N−C=N−結合を含む化合物は、式(IX)〜(XVI)のうちの1つ以上のアミジンであり:



ここで
33は、水素、C−C36アルキル、酸素または硫黄で中断されているC−C25アルキル、C−C24アルケニル、非置換であるかまたはC−Cアリルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルキル、非置換であるかまたはC−Cアルキルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルケニル、C13−C26ポリシクロアルキル、非置換であるかまたはC−Cアルキルによりフェニル環上で置換されているC−Cフェニルアルキル、任意選択的に置換されているアミン基、または任意選択的に8個までの炭素原子を有するヒドロカルビル基でエーテル化されているヒドロキシル基であり;
34およびR35は、それぞれ独立して、水素、C−C25アルキル、酸素または硫黄で中断されているC−C25アルキル、C−C24アルケニル、非置換であるかまたはC−Cアリルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルキル、非置換であるかまたはC−Cアルキルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルケニル、C13−C26ポリシクロアルキル、または非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキルで置換されているC−Cフェニルアルキルであり、またはR34およびR35は、(−)N=C−N−結合によって互いに結合して、1個以上のヘテロ原子を有する複素環または1個以上のヘテロ原子を有する縮合二環を形成し;
36は水素、C−C36アルキル、酸素または硫黄で中断されているC−C36アルキル、C−C24アルケニル、非置換であるか、またはC−Cアリルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルキル、非置換であるか、またはC−Cアルキルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルケニル、C13−C26ポリシクロアルキル、非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキルで置換されているC−Cフェニルアルキル、または任意選択的に約8個までの炭素原子を有するヒドロカルビル基でエーテル化することができるヒドロキシル基であり;
37、R38、R39およびR40は、独立して、水素、アルキル、置換アルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、エーテル、チオエーテル、ハロゲン、−N(R)、ポリエチレンポリアミン、ニトロ、ケト、エステル、または、任意選択的にアルキル、置換アルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、エーテル、チオエーテル、ハロゲン、−N(R)、ポリエチレンポリアミン、ニトロ、ケトまたはエステルで置換されているカルボンアミドであり;
41、R42およびR43は独立して、水素、1〜約36個の炭素のアルキル、アルケニルまたはアルコキシ、5〜約32個の炭素のシクロアルキル、1〜約36個の炭素原子のアルキルアミノ、フェニル、ヒドロキシアルキル、1〜約20個の炭素原子のヒドロキシシクロアルキル、1〜約20個の炭素原子のメトキシアルキル、7〜9個の炭素原子のアラルキル、ここでアラルキルのアリール基は、任意選択的に、1〜約36個の炭素原子のアルキル、エーテル、チオエーテル、ハロゲン、−N(R44、ポリエチレンポリアミン、ニトロ基、ケト基、エステル基、またはカルボンアミド基でさらに置換され、そしてアラルキルのアルキル基は、任意選択的に、アルキル、置換アルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、複素環、エーテル、チオエーテル、ハロゲン、−N(R44、ポリエチレンポリアミン、ニトロ基、ケト基またはエステル基でさらに置換され、そしてここで各R44は独立してアルキル、アルキレン、アリール、アラルキル、シクロアルキルまたは複素環式ラジカルであって、任意選択的にハロゲン、ニトロ、アルキル、アルコキシまたはアミノで置換されているものであり;
45は水素原子または有機基であり;
46〜R66は独立して水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、芳香族、有機金属、ポリマー構造であるか、または一緒になってシクロアルキル、アリールまたは芳香族構造を形成することができ;そして
mは1または2であり、nは2または3であり、lは1、2または3であり、そしてzは1、2または3である。
非スズ硬化触媒(b)の製造に使用できる(−)N−C=N−結合を含む化合物は、N’−シクロヘキシル−N,N−ジメチルホルムアミジン、N’−メチル−N,N−ジ−n−ブチルアセトアミジン、N’−オクタデシル−N,N−ジメチルホルムアミジン、N’−シクロヘキシル−N,N−ジメチルバレラミジン、1−メチル−2−シクロヘキシルイミノピロリジン、3−ブチル−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、N−(ヘキシルイミノメチル)モルホリン、N−(アルファ−(デシルイミノエチル)エチル)ピロリジン、N’−デシル−N,N−ジメチルホルムアミジン、N’−ドデシル−N,N−ジメチルホルムアミジン、N’−シクロヘキシル−N,N−アセトアミジン、ペンタメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ヘプタメチルイソビグアニド、1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノン−5−エン、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデカ−7−エン、1,4−ジアザビシクロ(3.3.0)オクタ−4−エン、2−メチル−1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノン−5−エン、2,7,8−トリメチル−1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノン−5−エン、2−ブチル−1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノン−5−エン、1,9−ジアザビシクロ(6.5.0)トリデカ−8−エン、N−(2−ヒドロキシエチル)イミダゾール、N−(3−アミノプロピル)イミダゾール、4−(ヒドロキシメチル)イミダゾール、1−(tert−ブトキシカルボニル)イミダゾール、イミダゾール−4−プロピオン酸、4−カルボキシルイミダゾール、1−ブチルイミダゾール、2−メチル−4−イミダゾールカルボン酸、4−ホルミルイミダゾール、1−(エトキシカルボニル)イミダゾール、プロピレンオキシドとイミダゾールおよび2−メチルイミダゾールとの反応生成物、4−(ヒドロキシメチル)イミダゾール塩酸塩、1−クロロ−2,3−エポキシプロパンとイミダゾールとのコポリマー、1(p−トルエンスルホニル)イミダゾール、1,1’−カルボニルビスイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−2−イミダゾリンピロメリテート、4−(ヒドロキシメチル)イミダゾールピクレート、2−プロペン酸と4,5−ジヒドロ−2−ノニル−1H−イミダゾール−1−エタノールおよび2−ヘプチル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−エタノールとの反応生成物、二ナトリウム塩、1−(シアノエチル)−2−ウンデシルイミダゾールトリメリテート、1−(2−ヒドロキシプロピル)イミダゾールホルメート、ナトリウムイミダゾレート、銀イミダゾレート、1H−イミダゾール−1−エタノール、2−(8Z)−8−ヘプタデセニル−4,5−ジヒドロ、1H−イミダゾール−1−エタノール、2−(8Z)−8−ヘプタデセニル−4,5−ジヒドロ、モノ酢酸塩、1H−イミダゾール−1−エタノール,−4,5−ジヒドロ,−2−(9Z)−9−オクタデセニル、1H−イミダゾール、4,5−ジヒドロ,−2−(9Z)−9−オクタデセニル、オレイルヒドロキシエチルイミダゾリン、1H−イミダゾール−1−エタノール、4,5−ジヒドロ−2−ウンデシル−,1H−イミダゾール−1−エタノール、2(−8−ヘプタデセニル)−4,5−ジヒドロ、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−トールオイルアルキル−2−イミダゾリン、アゼライン酸塩、1H−イミダゾール−1−エタノール、2−ヘプタデシル−4,5−ジヒドロ、1H−イミダゾール−1−エタノール、2−ノニル−4,5−ジヒドロ、1H−イミダゾール−1−エタノール、4,5−ジヒドロ−2−C15−17−不飽和アルキル誘導体、1H−イミダゾール−1−エタノール、4,5−ジヒドロ−2−ノルココアルキル誘導体、1H−イミダゾール−1−エタノール、4,5−ジヒドロ−2−ノルトールオイルアルキル誘導体、4,5−ジヒドロ−2−ノニル1H−イミダゾール−1−エタノールおよび4,5−ジヒドロ−2−ヘプチル1H−イミダゾール−1−エタノールと2−プロペン酸との反応生成物、1−プロパンスルホン酸、2−(8Z)−8−ヘプタデセニル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−エタノールとの3−クロロ−2−ヒドロキシ−モノナトリウム塩反応生成物、1H−イミダゾール−1−エタノール、4,5−ジヒドロ−2−ノルココアルキル誘導体、および水酸化ナトリウムとのクロロ酢酸ナトリウム塩反応生成物、2−(8−ヘプタデセニル)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−エタンアミン、または2−(8−ヘプタデセニル)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−エタンアミンを有する9−オクタデセン酸化合物である。
いくつかの実施形態において、非スズ硬化触媒(b)中に包含させるための(−)N−C=N−結合を含む化合物は、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノン−5−エンおよび1,1,3,3−テトラメチルグアニジンを含む。
一実施形態では、非スズ硬化触媒(b)は、約10〜約90重量%、より具体的には約25〜約75重量%、さらにより具体的には約40〜約60重量%の有機チタン化合物を含み、硬化触媒(b)の残部は、N−C=N基を含有する化合物からなる。
非スズ硬化触媒(b)は、所望の量の有機チタン化合物と(−)N−C=N−結合を含む化合物とを適切な溶媒系、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコールで合わせることによって調製して、例えば約40〜60重量%の溶液を形成することができる。触媒の成分は、透明な溶液が最終的に得られるという条件で、周囲温度より下、周辺温度、周囲温度より上で合わせることができる。一実施形態では、有機チタン化合物および(−)N−C=N−結合を含む化合物を選択した有機溶媒中で一緒に混合し、続いて、混合物が透明な溶液になるまで、約0.5〜約4時間連続撹拌下で加熱する。有機チタン化合物と(−)N−C=N−結合を含む化合物とを合わせるために用いられる手順に応じて、非スズ硬化触媒(b)はこれらの成分の機械的混合物および/またはそれらの錯体を含有していてもよい。
非スズ硬化触媒(b)は、本明細書の湿気硬化性組成物中に少なくとも触媒硬化有効量で存在する。ほとんどの場合、許容される硬化速度、例えばスキンオーバータイム(SOT)速度は、アルコキシシリル含有ポリマー(a)の総重量に基づいて、約0.01〜約30重量%、より具体的には約1〜約20重量%、さらにより具体的には約5〜15重量%の硬化触媒(b)を含む湿気硬化性組成物で達成することができる。
(3)任意のメルカプト官能性ケイ素化合物(c)
1つ以上のメルカプト官能性ケイ素化合物は、接着促進剤として機能する場合、本明細書の湿気硬化性組成物に有利に組み込まれてもよい。メルカプト官能性シランの例は、米国特許第7,368,584号、第7,560,583号および第7,786,200号に開示されているものであり、硫黄含有シランの例は、米国特許第7,919,650号に開示されているものであり、それぞれの全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書の湿気硬化性組成物に組み込まれる任意のメルカプト官能性ケイ素化合物(c)の量は、広く、例えば、組成物の全重量に基づいて、約0.01〜約10重量%、そして特に約0.1〜約2重量%、さらに特に約0.5〜約1.0重量%で変わり得る。
特定の一実施形態では、メルカプト官能性ケイ素化合物は、一般式(XVII)および(XVIII)の少なくとも1つを有し:
HSGSiZΘ (XVII)
[HSGSiZΘβ[HSGSiZβ [HSGSiZβ [[HSGSiZβ (XVIII)
ここで
、G、GおよびGの各存在は独立して、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリールまたはアラルキル上の水素の置換により誘導される1〜30個の炭素原子を含有するヒドロカルビレン基、より具体的には1〜約6個の炭素原子、さらにより具体的には1〜3個の炭素原子、さらにより具体的には3個の炭素原子の直鎖または分岐鎖アルキレン基であり;
2つのケイ素原子間で架橋構造を形成するZβの各存在は、独立して、架橋基、Si[−O(R67CR67O−]Si基を形成する、異なるSi[−O(R67CR67O−]0.5基と対をなす[−O(R67CR67O−]0.5基であり、ここでR67の各存在は、独立して、水素、直鎖アルキル、分岐鎖アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキルであって約18個までの炭素原子を含有するものからなる群から選択され、そしてgは2〜約15であり、そしてより具体的には、R67の各存在は、水素および1〜約6個の炭素原子の直鎖または分岐鎖アルキル基からなる群から独立して選択され、そしてgは2〜約6であり、さらにより具体的には、R67の各存在は、水素および1〜3個の炭素原子の直鎖または分岐鎖アルキル基からなる群から独立して選択され、そしてgは2〜4の整数であり、さらにより具体的には、R67の各存在は、独立して、水素および1個または2個の炭素原子の直鎖アルキル基からなる群から選択され、但し少なくとも1個のR67はアルキル基であるという条件であり、そしてgは2または3の整数であり;
ケイ素原子と共に環式構造を形成するZΘの各存在は独立して−O(R67CR67O−であり、ここでR67の各存在は、独立して、水素、直鎖アルキル、分岐鎖アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキルであって18個までの炭素原子を含有するものからなる群から選択され、そしてgは2〜約15であり、そしてより具体的にはR67の各存在は、水素および1〜約6個の炭素原子の直鎖または分岐鎖アルキル基からなる群から独立して選択され、そしてgは2〜約6であり、さらにより具体的にはR67の各存在は、水素および1〜3個の炭素原子の直鎖または分岐鎖アルキル基からなる群から独立して選択され、そしてgは2〜4であり、さらにより具体的には、R67の各存在は、独立して、水素および1個または2個の炭素原子の直鎖アルキル基からなる群から選択され、但し少なくとも1つのR67はアルキル基であり、そしてgは2または3であり;
の各存在は独立して−OR68であり、ここでR68の各存在は、水素、直鎖アルキル、分岐鎖アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキルであって約18個までの炭素原子を含有するものからなる群から独立して選択され;そして
tは0〜約20、具体的には0〜5、より具体的には0〜2であり;uは0〜約18、具体的には0〜4、より具体的には0〜2、さらにより具体的には1または2であり;vは、具体的には0〜約20、具体的には0〜5、さらにより具体的には0〜2、さらにより具体的には1または2であり;wは0〜約20、具体的には0〜5、さらにより具体的には0〜2であり;但し式(XVII)については、t+u+v+wが2以上である。
他の実施形態では、tは0〜2、uは0〜2、vは0〜2、そしてwは0〜2であり、具体的には、tは2〜4、uは0〜2、vは0〜2、そしてwは0であり、より具体的にはtは0、uは0〜2、vは0〜2、そしてwは2〜4であり、より具体的にはtは2、uは0、vは0、そしてwは0であり、そしてより具体的にはtは0、uは0、vは0、そしてwは2である。
他の実施形態では、G、G、GおよびGの各々は独立して、1〜約6個の炭素原子、具体的には1〜4個の炭素原子、より具体的には2または3個の炭素原子の二価の直鎖または分岐鎖アルキレン基である。
他の実施形態では、少なくとも1つのG、G、GおよびG基が他のG、G、GおよびG基と異なり、そしてG、G、GおよびGの各々は独立して、1〜約30個の炭素原子を含有するヒドロカルビレン基であり、具体的には、1〜約6個の炭素原子の直鎖または分岐鎖アルキレン基であり、より具体的には1〜4個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖アルキレン基であり、そしてさらにより具体的には、2または3個の炭素原子の直鎖アルキレン基である。
(4)その他の任意成分(d)
本発明の湿気硬化性組成物は、そのアルコキシシラン末端ポリマー成分(a)、硬化触媒成分(b)および任意のメルカプト官能性ケイ素化合物(c)に加えて、1つ以上の任意成分(d)、例えば、湿気硬化性コーティング、シーラントおよび接着剤に既知および従来の量で一般的に含まれるこれらの材料のいずれかをさらに含んでもよい。
例えば、成分(d)を含むそのような任意成分は、アルコキシシリル含有ポリマーの加工、可撓性および/または硬化および/またはそれらの硬化特性に寄与する有機および無機化合物を含むことができる。任意成分としては、有機溶剤、ポリシロキサン、イソシアネート反応性捕捉剤、水捕捉剤、乾燥剤、非ケイ素系エポキシ硬化剤、界面活性剤、着色剤、可塑剤、増量剤、充填剤、強化剤、接着促進剤、有機樹脂改質剤、UV安定剤、色安定剤、湿潤剤、流動・レベリング添加剤、チキソトロープ剤、消泡剤などが挙げられる。
未硬化組成物の粘度を下げそして流動特性を改良するために有機溶剤を使用することができ、それは組成物がコーティングとして使用されるべきときに特に有用である。様々な溶媒、例えば、アルコール、グリコール、トリオール、ポリオール、グリコールエーテル、エステル、ケトン、炭化水素などが挙げられる。
特定の溶媒の代表的かつ非限定的な例としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール(i−プロパノール)、2−メチル−1−プロパノール(i−ブタノール)、2−メチル−2−プロパノール(tert−ブタノール)、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノールなどのアルコール;プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール(ヘキシレングリコール)、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリ(エチレングリコール)、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリ(プロピレングリコール)、1,5−ペンタンジオール、エステルジオール204,2,2,4−トリメチルペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、グリセロール、グリセロールエトキシレート、グリセロールエトキシレート−co−プロポキシレートトリオール、グリセロールプロポキシレート、ペンタエリスリトールなどのグリコール;1−メトキシ−2−プロパノール(プロピレングリコールメチルエーテル)、1−エトキシ−2−プロパノール、1−プロポキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−プロポキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−(2−メトキシエトキシ)エタノール、2−(2−エトキシエトキシ)エタノール、2−(2−プロポキシエトキシ)エタノール、2−(2−ブトキシエトキシ)エタノール(ブチルカルビトール)、ジ(プロピレングリコール)ブチルエーテル、トリ(エチレングリコール)モノメチルエーテル、トリ(エチレングリコール)モノエチルエーテル、トリ(エチレングリコール)モノブチルエーテル、ポリ(エチレングリコール)メチルエーテル、ポリ(エチレングリコール)ジメチルエーテル、ポリ(エチレングリコール−co−プロピレングリコール)、ポリ(エチレングリコール−co−プロピレングリコール)モノブチルエーテル、ポリ(プロピレングリコール)モノブチルエーテル、ジ(プロピレングリコール)ジメチルエーテルなどのグリコールエーテル;メチルアセテート、エチルアセテート、エチルラクテート、2−メトキシエチルアセテート、2−エトキシエチルアセテート、2−ブトキシエチルアセテート、2−(2−メトキシエトキシ)エチルアセテート、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアセテート、2−(2−ブトキシエトキシ)エチルアセテート、グリコールジアセテート、トリエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(1−メトキシ−2−プロパノールアセテート)、プロピレングリコールエチルエーテルアセテートを含むエステル;アセトン、メチルエチルケトン、2,4−ペンタンジオン、ジアセトンアルコールを含むケトン;およびトルエン、キシレン、ナフサ、ミネラルスピリット、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンを含む炭化水素、ならびにこれらの混合物が挙げられる。
特定の実施形態において、溶媒は、本発明の湿気硬化性組成物中に、組成物の総重量に基づいて、1〜約80重量%、有利には約10〜約30重量%、そしていくつかの実施形態においては、約10〜約25重量%の範囲の量で存在することができる。
特に組成物がコーティングとして使用される場合、本発明の湿気硬化性組成物の湿潤およびレベリングを補助するために1つ以上の界面活性剤を使用することができる。有用な界面活性剤としては、非イオン性、カチオン性、アニオン性、両性および/または双性イオン性界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、典型的には炭化水素系、シリコーン系またはフルオロカーボン系である。短鎖疎水性物質を有する有用な界面活性剤。その他の有用な界面活性剤としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、およびそれらの混合物のコポリマーを含むブロックコポリマーを含むアルコキシレート、特にエトキシレート;アルキルアリールアルコキシレート、特にエトキシレートまたはプロポキシレート、およびアルキルフェノールエトキシレートを含むそれらの誘導体;アリールアリールアルコキシレート、特にエトキシレートまたはプロポキシレート、およびそれらの誘導体;アミンアルコキシレート、特にアミンエトキシレート;脂肪酸アルコキシレート;脂肪アルコールアルコキシレート;アルキルスルホネート;アルキルベンゼンおよびアルキルナフタレンスルホネート;硫酸化脂肪アルコール、アミンまたは酸アミド;イセチオン酸ナトリウムの酸エステル;スルホコハク酸ナトリウムのエステル;硫酸化またはスルホン化脂肪酸エステル;ペトローリアムスルホネート;N−アシルサルコシネート;アルキルポリグリコシド;アルキルエトキシル化アミン;およびそれらの混合物が挙げられる。
界面活性剤の代表的で非限定的な例としては、Air ProductsからSurfonyl(登録商標)の商品名で販売されているアルキルアセチレンジオール、ISPによりSurfadone−LP(登録商標)100の商品名で販売されているピロリドン系界面活性剤、2−エチルヘキシルサルフェート、RhodiaによってRhodasurf(登録商標)530の商品名で販売されているイソデシルアルコールエトキシレート、BASFからTetronics(登録商標)の商品名で販売されているエチレンジアミンアルコキシレート、BASFからPluronics(登録商標)の商品名で販売されているエチレンオキシド/プロピレンオキシドコポリマー、およびDow Chemical CorporationからDowfax(登録商標)の商品名で販売されているジフェニルエーテルジェミニ型界面活性剤が挙げられる。
一般に、本明細書の湿気硬化性組成物は、任意の界面活性剤を、組成物の全重量に基づいて、約0.01〜約5重量%、有利には約0.05〜約2重量%、特定の実施形態では約0.1〜約1重量%の量で含有することができる。
本発明の湿気硬化性組成物は着色剤を含むことができる。本明細書で使用されるとき、用語「着色剤」は、色および/または他の不透明性および/または他の視覚効果をポリマーに付与する任意の物質を意味する。着色剤は、離散粒子、分散液、溶液、フレークなどの任意の適切な形態でシリル化ポリウレタンポリマー組成物に添加することができる。単一の着色剤または2つ以上の着色剤の混合物を本発明の湿気硬化性組成物に使用することができる。
有用な着色剤としては、塗料業界で使用されている、および/またはドライカラー製造業者協会(DCMA)に記載されているものなどの顔料、染料および色味剤、ならびに特殊効果材料が挙げられる。有用な種類の着色剤は、不溶性であるが使用条件下で湿潤性である微粉化固体粉末であり得る。着色剤は、有機性または無機性であり得、そして凝集または非凝集であり得る。着色剤は、その使用が当業者によく知られているアクリル粉砕ビヒクルのような粉砕ビヒクルの使用によって本明細書の湿気硬化性組成物に添加することができる。
例示的な有用な顔料および顔料組成物としては、これらに限定されないが、カルバゾールジオキサジン粗顔料、アゾ、モノアゾ、ジスアゾ、ナフトールAS、塩タイプ(レーキ)、ベンズイミダゾロン、縮合、金属錯体、イソインドリノン、イソインドリンおよび多環式フタロシアニン、キナクリドン、ペリレン、ペリノン、ジケトピロロピロール、チオインジゴ、アントラキノン、インダントロン、アントラピリミジン、フラバントロン、ピランスロン、アントアントロン、ジオキサジン、トリアリールカルボニウム、キノフタロン顔料、ジケトピロロピロールレッド、二酸化チタン、カーボンブラックおよびそれらの混合物が挙げられる。「顔料」および「着色充填剤」という用語は互換的に使用することができる。
有用な染料には、フタログリーンまたはブルー、酸化鉄、バナジン酸ビスマス、アントラキノン、ペリレン、アルミニウムおよびキナクリドンのような溶媒および/または水性のものが含まれるが、これらに限定されない。
有用な色味剤には、これらに限らないが、Degussa, Inc.から入手可能なAqua−Chem(登録商標)896、Eastman Chemical, Inc.のAccurate Dispersions部門から市販されているCharisma Colorants(登録商標)およびMaxitoner Industrial Colorants(登録商標)などの水性または水混和性キャリアに分散した顔料が挙げられる。
一般に、着色剤は、所望の視覚的および/または色彩的効果を付与するのに十分である任意の量で、本明細書の湿気硬化性組成物中に存在することができる。着色剤は、例えば、組成物の総量に基づいて、シリル化ポリウレタンポリマー組成物の約1〜約65重量%、例えばシリル化ポリウレタンポリマー組成物の約3〜約40重量%または約5〜約35重量%を含むことができる。
本発明の湿気硬化性組成物は1つ以上の充填剤を含むことができる。充填剤は、組成物を強化および/または増量する任意の無機または有機充填剤であり得る。有用な充填剤としては、例えば、カーボンブラック、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、粘土、タルク、ケイ酸アルミニウム、金属酸化物および水酸化物などの強化充填剤、ならびに処理および未処理炭酸カルシウムなどの増量充填剤などが挙げられる。充填剤は、粉末、微粒子、骨材、凝集体、小板、繊維などの形態であり得る。一実施形態では、1つ以上の充填剤がシランカップリング剤と組み合わされる。
本明細書の硬化組成物の物理的強度をさらに改善するために、補強用カーボンブラックを主充填剤として使用して、黒色または暗色のシリル化ポリウレタンポリマー組成物を得ることができる。本発明において有用ないくつかの市販級のカーボンブラックは、例えばDegussaからのCorax(登録商標)製品が市販されている。無色/半透明の湿気硬化性組成物を得るために、カーボンブラックを排除するための主要充填剤としてより高レベルのヒュームドシリカまたは沈降シリカを使用することができる。充填剤の表面積は、20m/gより上であり得る。
0.07ミクロン〜4ミクロンの粒径を有する処理炭酸カルシウムが好ましい充填剤であり、いくつかの商品名、例えば、Specialty MineralsのUltraPflex(登録商標)およびHiPflex(登録商標);Zeneca ResinsからのWinnofil(登録商標)SPMおよびWinnofil(登録商標)SPT;HuberのHubercarb(登録商標)Qt、Hubercarb(登録商標)3Qt、Hubercarb(登録商標)WおよびECCからのKotomite(登録商標)、OmyaからのOmyabond(登録商標)520、Omyacarb(登録商標)3、Omyacarb(登録商標)5などで入手可能である。これらの充填剤は単独でまたは組み合わせて使用できる。
任意の充填剤は、本明細書の湿気硬化性組成物中に、組成物の全重量に基づいて、約80重量%までの量で、有利には約50重量%までの量で、そして特定の実施形態では、約20から約50重量%の量で含まれ得る。
本明細書の湿気硬化性組成物は、1つ以上の可塑剤を任意に含み得る。例示的な可塑剤としては、フタレート、ジプロピレンおよびジエチレングリコールジベンゾエート、ならびにそれらの混合物、エポキシ化大豆油などが挙げられる。有用な市販のジオクチルおよびジイソデシルフタレートとしては、Exxon ChemicalからのJayflex(登録商標)DOPおよびJayflex(登録商標)DIDPが挙げられる。ジベンゾエート可塑剤は、Velsicol Chemical CorporationからBenzoflex(登録商標)9−88、Benzoflex(登録商標)50およびBenzoflex(登録商標)400、LanxessのMesamoll(登録商標)として入手可能である。任意の可塑剤は、湿気硬化性組成物100部当たり約100重量部まで存在することができ、組成物100部当たり40重量部までが好ましい。
本発明の湿気硬化性組成物に組み込むことができる任意のチキソトロープ剤は、種々のキャスターワックス、ヒュームドシリカ、処理粘土(クレー)およびポリアミドを含む。市販のチキソトロープ剤としては、例えば、DegussaからのAerosil、CabotからのCabo−Sil TS720、CasChemからのCastorwax、RheoxからのThixatrolおよびThixcin、Crayvalley Corp.のCrayvallac、およびKingIndustriesのDislonが挙げられる。
シリル化ポリウレタンの場合、任意のイソシアネート反応性掃去剤は、少なくとも1つの活性水素を有しそして、まだヒドロキシルが存在する場合、イソシアネートとヒドロキシル末端ポリマーとのさらなる反応、アロファネートを形成するイソシアネートとウレタンとの反応、ビウレットを形成するイソシアネートとウレアとの反応、およびアルコールを生成するヒドロキシル末端ポリマーとアルコキシシリル基との反応のような粘度の増加を引き起こす望ましくない反応よりも速い速度でイソシアネートと反応する薬剤である。
イソシアネート反応性掃去剤を、イソシアネートシラン、ヒドロキシル末端ポリマー、および場合により触媒および非プロトン性溶媒などの他の成分の反応混合物に、シリル化反応の終了時または終了近くの所望の時点で添加することができる。ジ−またはポリイソシアネート−伸長ポリオールの場合、ヒドロキシル末端ポリマーは、部分的に反応したジ−またはポリイソシアネートから、または未反応のジ−またはポリイソシアネートからのいずれかからの残留イソシアネートを含み得ることが理解される。シリル化ポリウレタンポリマー組成物中に存在する残留イソシアネートは、ポリオール(ii)を連鎖延長するために使用されるジ−またはポリイソシアネートから、またはヒドロキシル末端ポリマーと反応させるために使用されるイソシアネートシランから生じ得る。イソシアネート反応性剤を添加するための望ましい点は、反応混合物の粘度によって、または他の方法によって決定することができる。したがって、イソシアネート反応性掃去剤は、配合物および最終生成物の所望の特性に応じて特定の粘度で反応混合物に添加される。本発明の一実施形態では、イソシアネート反応性掃去剤は、25℃の温度で測定したときに約1,000cP〜約150,000cPの粘度範囲で反応混合物に添加され、本発明の他の実施形態では25℃の温度で測定したときに約30,000cP〜約75,000cPの粘度範囲で反応混合物に添加される。このようにして、イソシアネート反応性捕捉剤は、シリル化ポリウレタンポリマー組成物の最終粘度のバッチ間変動を最小にする。
酸化的変化に対する保護を提供するために、任意の酸化防止剤を本発明の湿気硬化性組成物に添加することができる。酸化防止剤を使用することができる量は広い範囲内で、例えば組成物の重量を基準にして約0.01〜約10重量%、そしてさらに特に約0.01〜約3重量%で変化する。
本明細書の湿気硬化性組成物には、そのパッケージ安定性を改善し、早期硬化を防ぐために、必要に応じて水除去剤を添加することができる。有用な水捕捉剤としては、アルコキシシラン、例えばビニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシランなどが挙げられる。水捕捉剤の濃度は、組成物の重量を基準にして約0〜約5重量%の範囲内であり得る。
任意の水分除去剤の代替として、またはそれに加えて、本明細書の湿気硬化性組成物に乾燥剤を任意に添加して、そのパッケージ安定性を改善し、早期硬化を防止することができる。この目的のために、任意の既知のまたは従来の乾燥剤、例えばシリカゲルを利用することができる。
本発明の一実施形態によれば、色安定剤を湿気硬化性組成物に添加して、その経時の黄変を減らすことができる。色安定剤の代表的で非限定的な例としては、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニル−アルキルホスファイト、フェニル−ジアルキルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジステアリル−ペンタエリスリトールジホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−クミルフェニル)−ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)−ペンタエリスリトールジホスファイト、ジイソデシルオキシペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4,6−トリス(tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、トリステアリールソルビトールトリホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)−メチルホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチル−6−メチルフェニル)−エチルホスファイト、2,2’,2’’−ニトリロ−[トリエチルトリス(3,3’,5,5’−テトラ−tert−ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジイル)ホスファイト]および2−エチルヘキシル(3,3’,5,5’−テトラ−tert−ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジイル)ホスファイトが挙げられる。
一実施形態では、使用される色安定剤の量は、湿気硬化性組成物の重量を基準にして約0.01〜約3重量%、そして好ましくは約0.5〜約2重量%の範囲で変えることができる。
上記の任意のメルカプト官能性ケイ素化合物(c)に加えて、またはその代わりに、1つ以上の他のシラン接着促進剤を本発明の湿気硬化性組成物に任意に組み込んでもよい。適切なそのようなシラン接着促進剤としては、N−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス−ガンマ−トリメトキシシリルプロピル)アミン、N−フェニル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、トリアミノ官能性トリメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、ベータ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、トリメトキシ(3−オキシラニルメトキシプロピル)シラン、ジメトキシメチル(3−オキシラニルメトキシプロピル)シラン、ベータ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、イソシアナトプロピルメチルジメトキシシラン、ベータ−シアノエチルトリメトキシシラン、ガンマ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、4−アミノ−3,3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、およびN−エチル−3−トリメトキシシリル−2−メチルプロパンアミン、トリス−(ガンマ−トリメトキシシリル)イソシアヌレートなど、ならびにそれらの組合せが挙げられる。
本明細書の湿気硬化性組成物に組み込まれる任意のメルカプト官能性ケイ素化合物(c)および/または他の任意の接着促進剤の総量は、例えば、組成物の全重量に基づいて約0.01〜約10重量%、特に約0.1〜約2重量%の範囲で広く変動し得る。
(A)アルコキシシリル含有ポリマーの製造
SPUR樹脂A、SPUR樹脂B、E−SPUR−1、E−SPUR−2、M−SPUR−3およびM−SPUR−4と命名された6つのアルコキシシリル含有ポリマーを、評価用の湿気硬化性接着剤組成物として配合するために調製した。
(1)SPUR樹脂A:トリエトキシシリル末端を有するシリル化ポリウレタン
2リットルの3つ口樹脂ケトルに、1144グラム(0.1モル)の乾燥ポリオキシプロピレンジオールおよび5.50グラムのIrganox1135酸化防止剤(BASF)を入れ、続いて撹拌および窒素保護下で60℃に加熱した。その後、10.20グラム(0.043モル)のイソホロンジイソシアネートおよび0.15ミリリットルのジエチレングリコールジメチルエーテル中のジブチルスズジラウレートの10重量%溶液。等温後、反応温度を80℃に上げた。反応は窒素保護下で進行し、粘度の増加およびNCO含有量の減少についてモニターした。反応が所望のキャッピング点に達したとき、28.26グラム(0.114モル)のイソシアナトプロピルトリエトキシシランを添加した。滴定により測定してNCOがほぼゼロに達するまで、混合物を同じ温度で反応させた。ブタノール(2グラム)を添加し、そして反応物を冷却させた。SPUR Aと命名されたシリル化ポリポリウレタン樹脂生成物は室温で72,300cPの粘度を有しそしてSPUR A生成物のFTIRスペクトルにおいてNCOピークは検出されなかった。
(2)SPUR樹脂B:トリメトキシ末端を有するシリル化ポリウレタンポリマー
2リットルの3つ口樹脂ケトルに、800グラム(0.085モル)の乾燥ポリオキシプロピレンジオール(0.085モル)および5グラムのIrganox1135酸化防止剤(BASF)を入れ、続いて撹拌および窒素保護下で60℃に加熱した。その後、9.50グラム(0.043モル)のイソホロンジイソシアネートを添加した。10分後、ジエチレングリコールジメチルエーテル中のジブチルスズジラウレートの10重量%溶液0.15ミリリットルを添加した。等温後、反応温度を80℃に加熱した。反応は窒素保護下で進行し、粘度の増加およびNCO含有量の減少についてモニターした。反応が所望のキャッピング点に達したとき、19.59グラム(0.09モル)のイソシアナトプロピルトリメトキシシランを添加した。滴定により測定してNCOがほぼゼロに達するまで、混合物を同じ温度で反応させた。メタノール(0.2グラム)および1.90グラムのビニルトリメトキシシランを添加し、混合し、次いで室温に冷却した。SPUR Bと命名されたシリル化SPUR樹脂生成物は室温で53,000cPの粘度を有し、そしてSPOR B生成物のFTIRスペクトルにおいてNCO基は検出されなかった。
(3)E−SPUR−1:トリエトキシシリル末端ポリウレタン樹脂のジメチルスズメルカプチド触媒調製)
1L樹脂ケトルに、440グラムの乾燥ヒドロキシ末端ポリプロピレンオキシド(0.024モル、商品名Acclaim18200でCovestroから入手)、および2.2グラムのIrganox1135を入れた。ケトルを撹拌およびN保護しながら60℃まで加熱した。3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン(13.35グラム、0.0518モル、MomentiveからのSilquestA−Link25)を加えて撹拌した。10分後、ジメチルスズメルカプチド(9ppmのSn、MomentiveからFomrezUL22の商品名で入手)を混合物に添加した。ケトルの温度をゆっくりと90℃に上げ、滴定によりNCO価が0%近くに低下するまでこの温度に維持した。混合物を冷却した。温度が80℃に達したときにエタノール(3.70グラム)を混合物に加えた。シリル化ポリウレタンプレポリマーは、約31,000センチポアズの粘度で、FTIRによって検出されるNCO含有量を有さなかった。
(4)E−SPUR−2:トリエトキシシリル末端ポリウレタン樹脂のジブチルスズジラウレート触媒調製
2L樹脂ケトルに、957.4グラムの乾燥ヒドロキシ末端ポリプロピレンオキシド(0.0725モル、商品名Acclaim12200NでCovestroから入手)および4.89グラムのIrganox1135を入れた。ケトルを撹拌およびN保護しながら60℃に加熱した。イソホロンジイソシアネート(8.05グラム、0.0363モル、Chovestroから入手)を加え、10分間撹拌した。ジブチルスズジラウレート(5ppmのSn、MomentiveからFomrezSUL4の商品名で入手)を入れた。NCO含有量が滴定により0%近くに減少するまで、反応混合物を70〜73℃に維持した。3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン(6.62グラム、0.0653モル、MomentiveからSilquestA−Link25の商品名で入手)を加えた。ケトルの温度をゆっくりと90℃に上げ、滴定によりNCOが0%近くに低下するまでこのレベルに維持した。反応混合物を80℃に冷却し、次いで8.0グラムのエタノールを加えた。シリル化ポリウレタンプレポリマーは、約35,000センチポアズの粘度で、FTIRによって検出されるNCO含有量を有さなかった。
(5)M−SPUR−3:トリメトキシシリル末端ポリウレタン樹脂(M−SPUR)のチタンエチルアセトアセテート触媒調製
1L樹脂ケトルに、423グラムの乾燥ヒドロキシ末端ポリプロピレンオキシド(0.0535モル、HuangmaChemicalからHMBT80の商品名で入手)および2.1gのIrganox1135を入れた。ケトルを撹拌およびN保護しながら60℃に加熱した。イソホロンジイソシアネート(21.42グラム、0.0965モル、Chovestroから入手)を添加し、10分間撹拌した。チタンエチルアセトアセテート(12ppmのTi、BoricaからTytanS2の商品名で入手)を入れ、混合物を80℃の温度に加熱した。滴定によりNCO含有量が0%に減少するまで反応を80℃で進行させ、次いで20.82グラムのイソプロピルトリメトキシシラン(MomentiveからのSilquestA−link35)を添加した。キャッピング反応は、滴定によりNCOが0%近くに減少するまで70〜75℃で継続した。ヒーターを止めた。メタノール(0.056グラム)およびビニルトリメトキシシラン(9.35グラム、Momentiveから商標SilquestA−171シランで入手)を加えた。シリル化ポリウレタンプレポリマーは、約45,000センチポアズの粘度で、FTIRによって検出されるNCO含有量を有さなかった。
(6)M−SPUR−4:トリメトキシシリル末端ポリウレタン樹脂のジブチルスズラウレート触媒調製
500mlの樹脂ケトルに、371.5グラムの乾燥ヒドロキシ末端ポリプロピレンオキシド(0.032モル、Huangma ChemicalからHMBT120の商品名で入手)および1.86グラムのIrganox1135を入れ、撹拌およびN保護しながら60℃に加熱した。イソホロンジイソシアネート(3.53グラム、0.16モル、Chovestroから入手)を添加し、10分間撹拌した。ジブチルスズジラウレート(12ppmのSn、Momentiveから商品名FomrezSUL4で入手)を入れ、滴定によりNCO含有量が0%近くに減少するまで70〜73℃で加熱した。3−イソプロピルトリメトキシシラン(7.26グラム、0.165モル、MomentiveからSilquestA−link35シランの商品名で入手)を添加し、混合物を滴定によりNCO含有量がほぼ0%に減少するまで80〜83℃で撹拌した。加熱を止め、0.045グラムのメタノールおよびビニルトリメトキシシラン(7.68グラム、商標名SilquestA−171シランでMomentiveから入手)を添加した。シリル化ポリウレタンプレポリマーは、約50,000センチポアズの粘度で、FTIRによって検出されるNCO含有量を有さなかった。
(B)メルカプト官能性ケイ素化合物の調製
3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(720.5グラム、3.02モル)のSilquestA−189(Momentive Performance Materials,Inc.)、および817.0グラム(9.07モル)の2−メチル−1,3−プロパンジオール(Aldrich)を、マグネチックスターラー、ショートパスコンデンサーおよびレシーバーフラスコを備えた3リットル丸底フラスコに入れた。硫酸(0.78グラム)を反応フラスコに加え、混合物を最初3999.67パスカル(30トル)〜約1333.22パスカル(10トル)の真空下で約50℃に3.5時間加熱した。エタノール(389.4グラム、8.5モル)を集めた。次に反応生成物をエタノール中21重量%のナトリウムエトキシ2.5グラムで中和し、次いで1時間ストリッピングした。集めた生成物の重量は1108.9グラムであった。本明細書ではメルカプト官能性ケイ素化合物をMFSCと称することとする。
(C)スキンオーバータイム(SOT)試験手順
以下の実施例の湿気硬化性接着剤組成物の硬化速度は、以下のように実施されたスキンオーバータイム(SOT)試験手順に従って決定された。
実施例1および比較例1
実施例1および比較例1の湿気硬化性接着剤組成物を、下記の表1に示す成分およびそれらの量(重量%)を用いてSPUR樹脂Aと共に配合した。そして接着剤組成物を、前述の試験手順を用いてSOTについて評価し、結果を以下の表1に示す。
表1のSOT試験結果が示すように、本発明による硬化触媒を含有する実施例1の接着剤配合物は、ジブチルスズジラウレート(DBTDL)を硬化触媒として含有する比較例1の接着剤配合物により示される10時間を超えるSOTと比較して38分未満のSOTを示した。
実施例2および3ならびに比較例2〜8
SPUR樹脂Bを以下のようにベース接着剤組成物(「ベース接着剤」)として配合した。
下記の表2に記載されるように、完全に配合された湿気硬化性接着剤組成物をベース接着剤を用いて調製した(全ての量は重量パーセント)。
硬化した接着剤組成物の特性および様々な基材上の接着剤の性能に関するSOT試験の結果を以下の表3に示す。
表3のデータが示すように、本発明による硬化触媒を含有する実施例2および3の接着剤組成物は、硬化触媒としてジブチルスズジラウレート(DBTDL)を含有する比較例4の接着剤組成物と同等のSOTを、および他の硬化触媒系を含む比較例1、2および5〜8のそれより速いSOT示した。
試験した基材のほとんどについて、実施例2および3の硬化接着剤組成物の重ね剪断接合強度(接着性の尺度)は、ほとんどの場合、比較例2〜8の硬化接着剤組成物の強度と同等であり、場合によってはそれを超えていた。
実施例4および5ならびに比較例9〜14
実施例4および5ならびに比較例9〜14の湿気硬化性接着剤組成物は、下記の表4に示されるように、上記のベース接着剤を用いて調製された(全ての量は重量パーセント)。
硬化した接着剤組成物の特性およびSOT試験の結果を以下の表5に示す。
本発明による硬化触媒を含有する実施例4および5の接着剤組成物についてのSOT試験結果は、他の硬化触媒系を含有する比較例9〜13の接着剤組成物を用いて得られたものよりはるかに優れていた。実施例4および5の硬化した接着剤の特性は、多くの場合、比較例9〜14の特性と同等であり、場合によってはそれより優れていた。
実施例6および7ならびに比較例15〜20
ベース接着剤は、以下の表6に示すように、実施例6および7ならびに比較例15〜20の湿気硬化性接着剤組成物として配合した(全ての量は重量パーセント)。全ての接着剤組成物は、アミジン化合物DBUの混合物および/または錯体を含有していた。DBUと有機金属化合物の両方を含有するこれらの接着剤のうち、実施例6および7の接着剤においてのみ、有機金属化合物は有機チタン化合物であった。
硬化した組成物の特性およびSOT試験の結果を以下の表7に示す。
表7のデータが示すように、全ての硬化接着剤組成物の物理的特性は大部分が同等であったが、本発明による硬化触媒を含有する実施例6および7の接着剤組成物は比較例15〜20のものよりも著しく改善されたSOTを提供した。比較例15は、DBU単独では効果的な触媒ではないことを実証した。スズおよび他の非スズ硬化触媒は、有機チタン化合物およびDBUの混合物ほど迅速なSOTを達成するのに効果的ではなかった。
比較例21〜28
ベース接着剤およびチタンを含有するもの以外の様々な有機金属化合物を用いて、湿気硬化性接着剤組成物を調製した。各接着剤の組成(全ての量は重量パーセント)、硬化した接着剤の特性およびそれらのSOTを以下の表8に示す。
表8のデータが示すように、ベース接着剤のSPUR樹脂Bのようなアルコキシシリル含有ポリマーの硬化に使用することが知られている有機金属触媒は、本発明のスズを含まない硬化触媒によって提供されるものよりはるかに長い硬化時間を必要とする。
実施例8〜13および比較例29〜65
ベース接着剤と、下記表9に記載されているアミン化合物および有機金属化合物それぞれ0.1重量%とを配合した湿気硬化性接着剤組成物について、SOTを測定した。
表9に示すように、本発明による硬化触媒を含有する実施例8〜13の接着剤のSOTは、アミンと有機スズ化合物DBTDLの他の組合せを含有する比較例29〜65のそれと比較してはるかに優れていた。
実施例14〜17
湿気硬化性接着剤組成物を、以下の表10に示す成分およびそれらの量(重量パーセント)を用いて調製した。SOT試験結果は表に含まれている。
表10の湿気硬化性組成物は、MFSCが他の接着促進剤および本発明の非スズ硬化触媒を含有する配合物に使用できることを示している。
実施例18;比較例66〜70
市販のアルコキシ末端メチルフェニルシリコーン樹脂(CoatOSil165、MomentivePerformance Materials Inc.)を、以下の表11に示すように湿気硬化性クリアーコーティング組成物に配合した(全ての量は重量パーセント)。各コーティング組成物を、アルカリ性溶液で洗浄された、ウォーターブレイクフリー冷間圧延急勾配パネル上にスプレーした。コーティング厚は約2ミルであった。硬化条件は、周囲温度および50%相対湿度で30分、続いて100℃および50%相対湿度で4時間であった。適用したコーティングの硬化挙動を以下の表11に示す。
表11に示すように、本発明による非スズ硬化触媒を示す実施例18の湿気硬化性コーティング組成物のみが硬化を受け、比較例66〜70の硬化触媒はそれらのコーティングの硬化をもたらさなかった。
実施例19〜20、比較例71〜74
E−SPUR樹脂に基づくシーラント配合物、物理的特性および硬化特性を調製しそして上記のように試験した。配合物および試験結果を表12に示す。
*「時間」は、配合物の製造後のスキンオーバータイムが測定されることを意味する。
^硬化配合物は引張試験には柔らかすぎる。
実施例21〜22、比較例75〜78
E−SPUR樹脂に基づくシーラント配合物、物理的特性および硬化特性を調製しそして上記のように試験した。配合物および試験結果を表13に示す。
本発明を特定の実施形態を参照して説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更を加えてもよく、その要素と等価物を置換してもよいことが当業者には理解されよう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるように修正を加えることができる。したがって、本発明は本明細書に開示された特定の実施形態に限定されず、本発明は添付の特許請求の範囲内に含まれるすべての実施形態を含むことが意図されている。

Claims (30)

  1. a)少なくとも1つのアルコキシシリル含有ポリマー;
    b)有機チタン化合物および少なくとも1つの(−)N−C=N−結合を含む化合物の混合物および/または錯体を含む少なくとも1つの非スズ硬化触媒
    を含む、湿気硬化性組成物。
  2. アルコキシシリル含有ポリマー(a)が、2個または3個のアルコキシ基を有する、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  3. アルコキシシリル含有ポリマー(a)が、少なくとも2個の炭素原子を含有する少なくとも1個のアルコキシ基を有する、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  4. アルコキシシリル含有ポリマー(a)が、2個または3個のアルコキシ基を有し、それら基各々が少なくとも2個の炭素原子を含有する、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  5. アルコキシシリル含有ポリマー(a)が、アルコキシシリル含有シリコーン樹脂である、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  6. アルコキシシリル含有シリコーン樹脂が、骨格に式−(RSiO)−の二価単位を含み、各R基は独立してC−C10−アルキル;Cl、F、N、OもしくはSのうちの1つ以上で置換されているC−C10アルキル;フェニル;C−C16アルキルアリール;C−C16アリールアルキル;またはC−Cポリオキシアルキレンエーテルあるいはそのような基の2つ以上の組み合わせである、請求項5に記載の湿気硬化性組成物。
  7. アルコキシシリル含有シリコーン樹脂が一般式(I)のものであり:
    (3−a)Si−Z−[R SiO][R SiO]SiR (3−a) (I)
    ここで下付き文字xは0〜約10,000であり;下付き文字yは0〜約1,000であり;aは1、2または3であり;Rは独立して、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、フェニル基または7〜約12個の炭素原子を有するアレーニル基であり;Rはメチルであり;Zは−O−または二価のC2d基であり、ここでdは2〜約6であり;Zは結合またはSiR 基であり、ここでRは二価のC2d基であり;Rは、C−C10−アルキル、Cl、F、N、OもしくはSで1つ以上置換されているC−C10アルキル、フェニル、C−C10アルキルアリール、C−C16アリールアルキル、C−Cポリアルキレンエーテル、またはそのような基の2つ以上の組み合わせであり;そしてXは独立して、1〜約6個の炭素原子を有するアルコキシ基、または1〜約6個の炭素原子および少なくとも1個のエーテルもしくはエステル官能基を有するアルコキシ基である、請求項5に記載の湿気硬化性組成物。
  8. アルコキシシリル含有シリコーン樹脂が一般式(II)のものであり:

    ここで
    各Rは独立して、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、フェニル基または7〜約12個の炭素原子を有するアレーニル基であり;各Rは独立して、1〜約10個の炭素原子を有する直鎖アルキル、3〜約10個の炭素原子を有する分岐鎖アルキル、および3〜約10個の炭素原子を有するシクロアルキル基、フェニル基および7〜10個の炭素原子を含むアレーニル基から選択される一価炭化水素基であり;
    各Xは独立して、1〜約6個の炭素原子を有するアルコキシ基、または1〜約6個の炭素原子および少なくとも1個のエーテルもしくはエステル官能基を有するアルコキシ基であり;各Xは独立して加水分解性基−ORであり;そして
    aは1、2または3であり、eは0〜2であり、fは0または1であり、iは0〜25であり、rは0〜100であり、そしてsは0〜約100であり、但し4≦i+r+s≦125であり、(ai+er+fs)/(3i+2r+s)は0.05〜0.6であり、そして繰り返し単位中の全ての半分の酸素原子、O1/2は、異なる繰り返し単位中の別の半分の酸素原子と合わさって、2つの繰り返し単位を共有結合させる完全な酸素原子、−O−を形成するという条件である、請求項5に記載の湿気硬化性組成物。
  9. アルコキシシリル含有ポリマー(a)が非シリコーン樹脂である、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  10. 非シリコーン樹脂が、一般式(III)のアルコキシシリル含有樹脂であり:
    P[−L−SiR (3−a) (III)
    ここで
    Pは少なくとも1つの付加または縮合モノマーから誘導されたポリマー残基であり;
    Lは二価の連結基であり;
    各Rは独立して、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基、フェニル基または約7〜約12個の炭素原子を有するアレーニル基であり;
    各Xは独立して、1〜約6個の炭素原子を有するアルコキシ基、または1〜約6個の炭素原子および少なくとも1個のエーテルもしくはエステル官能基を有するアルコキシ基であり;
    各aは独立して1、2または3であり;そして、
    qは1〜約15である、請求項9に記載の湿気硬化性組成物。
  11. ポリマー残基Pは、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエーテル−co−ポリエステル、ポリエステル−co−ポリエーテル、ポリチオエーテル、ポリアミン、ポリアミド、ポリエステル−co−ポリアミド、ポリアクリレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブタジエン、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアクリレートまたはポリメタクリレートの1つから選択される、請求項10に記載の湿気硬化性組成物。
  12. アルコキシシリル含有ポリマー(a)は、(i)イソシアナトシランによる活性水素含有ポリマーのシリル化、(ii)ソシアネート官能性を有するシランによるイソシアネート末端ポリマーのシリル化、(iii)エチレン性不飽和シランの重合、(iv)エチレン性不飽和シランおよびエチレン性不飽和非シランの共重合、または(v)ヒドロシランによるエチレン性不飽和ポリマーのヒドロシリル化の少なくとも1つから得られる、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  13. 活性水素含有ポリマーは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールまたはヒドロキシル末端ポリウレタンであり、そしてイソシアネート末端ポリマーはイソシアネート末端ポリウレタンである、請求項12に記載の湿気硬化性組成物。
  14. アルコキシシリル含有ポリマー(a)は有機チタン触媒の存在下で調製され、引き続いて該ポリマー生成物に(−)N−C=N−基含有化合物を添加すると非スズ硬化触媒(b)が得られる、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  15. 非スズ硬化触媒は、チタンカルボキシレート、チタンアルコキシド、チタンアセチルアセトネート、チタンアルキルスルホネート、チタンジアルキルホスフェート、チタンジアルキルピロホスフェート、チタンアリールスルホネート、チタンケト酸、チタンケトエステルおよびチタンジケトンからなる群から選択される少なくとも1つの有機チタン化合物である、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  16. 有機チタン化合物は、一般式(VII)のカルボン酸のチタンカルボキシレートであり:

    ここで
    16は水素、C−C25アルキル、酸素または硫黄で中断されているC−C25アルキル;C−C24アルケニル、非置換であるかまたはC−Cアリルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルキル;非置換であるか、またはC−Cアルキルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルケニル;C13−C26ポリシクロアルキル、非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキルにより置換されているC−Cフェニルアルキル;COR16、非置換であるか、またはC−Cアルキル、C−Cアルコキシ、ハロゲンまたはカルボキシルで置換されている5または6員複素環式環;ベンゾ縮合しそして非置換であるか、またはC−Cアルキル、C−Cアルコキシ、ハロゲンまたはカルボキシルにより置換されている5または6員複素環式環;あるいは下記式うちの1つのラジカルであり:

    ここで
    17、R18、R19およびR20は独立して、水素、ヒドロキシル、C−C18アルコキシ、酸素または硫黄によって中断されているC−C18アルコキシ;C−C25アルキル、酸素または硫黄によって中断されているC−C25アルキル;C−C24アルケニル、非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているC−C15シクロアルキル;非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているC−C15シクロアルケニル;非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているフェニルまたはナフチル;非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキルで置換されているC−Cフェニルアルキル;非置換であるか、またはナフチル環系上でC−Cアルキルで置換されているC10−C12ナフチルアルキル;または−COR29であり、但しラジカルR17、R18、R19およびR20の1つがヒドロキシルである場合、同じ炭素原子に結合している他のラジカルはヒドロキシル以外であり;または他のR17、R18、R19およびR20はそれらが付く炭素原子と一緒になって非置換であるか、またはC−Cアルキル置換C−C12シクロアルキリデン環を形成し;R29は、ヒドロキシル、C−C18アルコキシ、酸素または硫黄によって中断されているC−C18アルコキシであり、

    21、R22、R23、R24およびR25は、独立して、水素、ヒドロキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ、CF、−COR29、C−C25アルキル、酸素または硫黄によって中断されているC−C25アルキル;C−C25ハロアルキル、C−C18アルコキシ、酸素または硫黄によって中断されているC−C18アルコキシ;C−C18アルキルチオ、C−C24アルケニル、非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているC−C15シクロアルキル;非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているC−C15シクロアルケニル;非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているフェニルまたはナフチル;非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキルで置換されているC−Cフェニルアルキル;非置換であるか、またはナフチル環系上でC−Cアルキルで置換されているC10−C12ナフチルアルキル;非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているフェノキシまたはナフトキシ;非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキルで置換されているC−Cフェニルアルコキシ;非置換であるか、またはナフチル環系上でC−Cアルキルで置換されているC10−C12ナフチルアルコキシであり;あるいは、R22およびR23、R23およびR24、R24およびR25、またはR21およびR25は、それらが付く炭素原子と一緒になって、非置換またはC−Cアルキル−、ハロゲン−またはC−Cアルコキシ−置換ベンゾ環を形成し、但しラジカルR21、R22、R23、R24およびR25の少なくとも1つは水素であるという条件であり;
    26は、ヒドロキシル、ハロゲン、ニトロ、シアノ、CF、C−C25アルキル、酸素または硫黄によって中断されているC−C25アルキル;C−C25ハロアルキル、C−C18アルコキシ、酸素または硫黄によって中断されているC−C18アルコキシ;C−C18アルキルチオ;またはC−C24アルケニルであり;
    27およびR28は独立して水素、C−C25アルキル、C−C18アルコキシまたは−Y−(CHCOR29であり;
    30およびR31は独立して水素、C−C25アルキル、酸素または硫黄によって中断されているC−C25アルキル;C−C24アルケニル、非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているC−C15シクロアルキル;非置換であるか、またはC−Cアルキルで置換されているフェニルまたはナフチルであり;Xは直接結合、酸素、硫黄、C(O)、C−C18アルキレン、酸素または硫黄によって中断されているC−C18アルキレン;C−C18アルケニレン、C−C18アルキニレン、C−C20アルキリデン、C−C20フェニルアルキリデン、またはC−Cシクロアルキレンであり、但しjおよびkが0の場合、Xは酸素および硫黄以外であるという条件であり;
    Yは酸素または−R32−N(−)であり、ここでR32は水素またはC−Cアルキルであり;そして
    jおよびkは独立して0〜約10であり、cは0〜4であり、そしてsは1〜約8である、請求項15に記載の湿気硬化性組成物。
  17. 有機チタン化合物は、チタン(IV)ブトキシド、チタン(IV)メトキシド、チタン(IV)エトキシド、チタン(IV)プロポキシド;チタン2,4−ジオキソペンタン、チタン2−オキソ−ブタン酸、チタンメチルスルホネート、チタンフェニルスルホネート、テトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、プロピルブチルチタネート、ポリブチルチタネート、テトラn−ブチルチタネート、テトラn−プロピルチタネート、テトラ2−エチルヘキシルチタネート、ジ−イソ−プロポキシルチタニウムキレート(エチルアセトアセテートチタネート)、ジ−イソ−ブトキシチタンキレートエチルアセトアセテートチタネート、プロプライエタリチタンキレート、チタンアセチルアセトネート、エタノールおよびイソプロパノール中のチタンアセチルアセトネート、トリエタノールアミンチタネート、アルカノールアミンチタネート、およびチタンホスフェート錯体からなる群から選択される少なくとも1つのメンバーである、請求項15に記載の湿気硬化性組成物。
  18. 非スズ硬化触媒(b)中に存在する(−)N−C=N−基含有化合物は、式(IX)〜(XVI)からなる群から選択される少なくとも1つのアミジン化合物であり、



    ここで
    33は水素、C−C36アルキル、酸素または硫黄で中断されているC−C25アルキル;C−C24アルケニル、非置換であるか、またはC−Cアリルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルキル;非置換であるか、またはC−Cアルキルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルケニル;C13−C26ポリシクロアルキル、非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキル、任意に置換されているアミン基、または8個までの炭素原子を有するヒドロカルビル基で任意にエーテル化されているヒドロキシル基で置換されているC−Cフェニルアルキルであり;
    34およびR35は、それぞれ独立して、水素、C−C25アルキル、酸素または硫黄で中断されているC−C25アルキル;C−C24アルケニル、非置換であるか、またはC−Cアリルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルキル;非置換であるか、またはC−Cアルキルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルケニル;C13−C26ポリシクロアルキル、または非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキルで置換されているC−Cフェニルアルキルであり、あるいはR34およびR35は、(−)N=C−N−結合によって互いに結合して、1個以上のヘテロ原子を有する複素環または1個以上のヘテロ原子を有する縮合二環を形成し;
    36は水素、C−C36アルキル、酸素または硫黄で中断されているC−C36アルキル;C−C24アルケニル、非置換であるか、またはC−Cアリルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルキル;非置換であるか、またはC−Cアルキルおよび/またはカルボキシルで置換されているC−C15シクロアルケニル;C13−C26ポリシクロアルキル、非置換であるか、またはフェニル環上でC−Cアルキルまたは約8個までの炭素原子を有するヒドロカルビル基で任意にエーテル化しうるヒドロキシル基で置換されているC−Cフェニルアルキルであり;
    37、R38、R39およびR40は独立して水素、アルキル、置換アルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、エーテル、チオエーテル、ハロゲン、−N(R)、ポリエチレンポリアミン、ニトロ、ケト、エステル、またはカルボンアミド、アルキル、置換アルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、エーテル、チオエーテル、ハロゲン、−N(R)、ポリエチレンポリアミン、ニトロ、ケトまたはエステルで任意に置換されているアルキルであり;
    41、R42およびR43は独立して、水素、アルキル、アルケニルまたはアルコキシであって1〜約36個の炭素のもの、5〜約32個の炭素のシクロアルキル、1〜約36個の炭素原子のアルキルアミノ、フェニル、ヒドロキシアルキル、1〜約20個の炭素原子のヒドロキシシクロアルキル、1〜約20個の炭素原子のメトキシアルキル、7〜9個の炭素原子のアラルキル、ここでアラルキルのアリール基は、任意にて、1〜約36個の炭素原子のアルキル、エーテル、チオエーテル、ハロゲン、−N(R44、ポリエチレンポリアミン、ニトロ基、ケト基、エステル基、またはカルボンアミド基でさらに置換され、そしてアラルキルのアルキル基は、任意にて、アルキル、置換アルキル、ヒドロキシアルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、複素環、エーテル、チオエーテル、ハロゲン、−N(R44、ポリエチレンポリアミン、ニトロ基、ケト基またはエステル基でさらに置換され、そしてここで各R44は独立して、アルキル、アルキレン、アリール、アラルキル、シクロアルキルまたは複素環式ラジカルであって、任意にてハロゲン、ニトロ、アルキル、アルコキシまたはアミノで置換されているものであり;そして
    45は、水素または有機基であり;
    46〜R66は独立して水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、芳香族、有機金属、ポリマー構造であるか、または一緒になってシクロアルキル、アリール、または芳香族構造を形成することができ;そして
    mは1または2であり、nは2または3であり、lは1、2または3であり、そしてzは1、2または3である、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  19. アミジン化合物は、N’−シクロヘキシル−N,N−ジメチルホルムアミジン、N’−メチル−N,N−ジ−n−ブチルアセトアミジン、N’−オクタデシル−N,N−ジメチルホルムアミジン、N’−シクロヘキシル−N,N−ジメチルバレラミジン、1−メチル−2−シクロヘキシルイミノピロリジン、3−ブチル−3,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、N−(ヘキシルイミノメチル)モルホリン、N−(アルファ−(デシルイミノエチル)エチル)ピロリジン、N’−デシル−N,N−ジメチルホルムアミジン、N’−ドデシル−N,N−ジメチルホルムアミジン、N’−シクロヘキシル−N,N−アセトアミジン、ペンタメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ヘプタメチルイソビグアニド、1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノン−5−エン、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデカ−7−エン、1,4−ジアザビシクロ(3.3.0)オクタ−4−エン、2−メチル−1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノン−5−エン、2,7,8−トリメチル−1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノン−5−エン、2−ブチル−1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノン−5−エン、1,9−ジアザビシクロ(6.5.0)トリデカ−8−エン、N−(2−ヒドロキシエチル)イミダゾール、N−(3−アミノプロピル)イミダゾール、4−(ヒドロキシメチル)イミダゾール、1−(tert−ブトキシカルボニル)イミダゾール、イミダゾール−4−プロピオン酸、4−カルボキシルイミダゾール、1−ブチルイミダゾール、2−メチル−4−イミダゾールカルボン酸、4−ホルミルイミダゾール、1−(エトキシカルボニル)イミダゾール、プロピレンオキシドとイミダゾールおよび2−メチルイミダゾールとの反応生成物、4−(ヒドロキシメチル)イミダゾール塩酸塩、1−クロロ−2,3−エポキシプロパンとイミダゾールとのコポリマー、1(p−トルエンスルホニル)イミダゾール、1,1’−カルボニルビスイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−2−イミダゾリンピロメリテート、4−(ヒドロキシメチル)イミダゾールピクレート、2−プロペン酸と4,5−ジヒドロ−2−ノニル−1H−イミダゾール−1−エタノールおよび2−ヘプチル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−エタノールとの反応生成物、二ナトリウム塩、1−(シアノエチル)−2−ウンデシルイミダゾールトリメリテート、1−(2−ヒドロキシプロピル)イミダゾールホルメート、イミダゾレートナトリウム、イミダゾレート銀、1H−イミダゾール−1−エタノール、2−(8Z)−8−ヘプタデセニル−4,5−ジヒドロ、1H−イミダゾール−1−エタノール、2−(8Z)−8−ヘプタデセニル−4,5−ジヒドロ、モノ酢酸塩、1H−イミダゾール−1−エタノール,−4,5−ジヒドロ,−2−(9Z)−9−オクタデセニル、1H−イミダゾール、4,5−ジヒドロ,−2−(9Z)−9−オクタデセニル、オレイルヒドロキシエチルイミダゾリン、1H−イミダゾール−1−エタノール、4,5−ジヒドロ−2−ウンデシル−、1H−イミダゾール−1−エタノール、2(−8−ヘプタデセニル)−4,5−ジヒドロ、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−トールオイルアルキル−2−イミダゾリン、アゼライン酸塩、1H−イミダゾール−1−エタノール、2−ヘプタデシル−4,5−ジヒドロ、1H−イミダゾール−1−エタノール、2−ノニル−4,5−ジヒドロ、1H−イミダゾール−1−エタノール、4,5−ジヒドロ−2−C15−17−不飽和アルキル誘導体、1H−イミダゾール−1−エタノール、4,5−ジヒドロ−2−ノルココアルキル誘導体、1H−イミダゾール−1−エタノール、4,5−ジヒドロ−2−ノルトールオイルアルキル誘導体、4,5−ジヒドロ−2−ノニル1H−イミダゾール−1−エタノールおよび4,5−ジヒドロ−2−ヘプチル1H−イミダゾール−1−エタノールと2−プロペン酸との反応生成物、1−プロパンスルホン酸、2−(8Z)−8−ヘプタデセニル−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−エタノールとの3−クロロ−2−ヒドロキシ−モノナトリウム塩反応生成物、1H−イミダゾール−1−エタノール、4,5−ジヒドロ−2−ノルココアルキル誘導体、および水酸化ナトリウムとのクロロ酢酸ナトリウム塩反応生成物、2−(8−ヘプタデセニル)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−エタンアミン、または2−(8−ヘプタデセニル)−4,5−ジヒドロ−1H−イミダゾール−1−エタンアミンを有する9−オクタデセン酸化合物からなる群から選択される少なくとも1つのメンバーである、請求項18に記載の湿気硬化性組成物。
  20. アミジンが、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノン−5−エンおよび1,1,3,3−テトラメチルグアニジンのうちの少なくとも1つである、請求項18に記載の湿気硬化性組成物。
  21. 有機チタン化合物は、チタンカルボキシレート、チタンアルコキシド、チタンアセチルアセトネート、チタンアルキルスルホネート、チタンジアルキルホスフェート、チタンジアルキルピロホスフェート、チタンアリールスルホネート、チタンケト酸、チタンケトエステルおよびチタンジケトンからなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項18〜20のいずれかに記載の湿気硬化性組成物。
  22. 有機チタン化合物は、チタン(IV)ブトキシド、チタン(IV)メトキシド、チタン(IV)エトキシド、チタン(IV)プロポキシド;チタン2,4−ジオキソペンタン、チタン2−オキソ−ブタン酸、チタンメチルスルホネート、チタンフェニルスルホネート、テトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、プロピルブチルチタネート、ポリブチルチタネート、テトラn−ブチルチタネート、テトラn−プロピルチタネート、テトラ2−エチルヘキシルチタネート、ジ−イソ−プロポキシルチタンキレート(エチルアセトアセテートチタネート)、ジ−イソ−ブトキシチタンキレートエチルアセトアセテートチタネート、プロプライエタリチタンキレート、チタンアセチルアセトネート、エタノールおよびイソプロパノール中のチタンアセチルアセトネート、トリエタノールアミンチタネート、アルカノールアミンチタネートおよびチタンホスフェート錯体からなる群から選択される少なくとも1つのメンバーである、請求項18〜20のいずれかに記載の湿気硬化性組成物。
  23. 少なくとも1つのメルカプト官能性ケイ素含有化合物を含む、請求項1〜22のいずれかに記載の湿気硬化性組成物。
  24. 一般式(XVII)または(XVIII)から選択される少なくとも1つのメルカプト官能性ケイ素化合物(c)を含み、
    HSGSiZΘ (XVII)
    または
    [HSGSiZΘβ[HSGSiZβ [HSGSiZβ [[HSGSiZβ (XVIII)
    ここで
    、G、GおよびGの各存在は独立して、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリールまたはアラルキル上の水素の置換により誘導される1〜30個の炭素原子を含有するヒドロカルビレン基であり;
    2つのケイ素原子の間に架橋構造を形成するZβの各存在は独立して、[−O(R67CR67O−]0.5基であって、異なるSi[−O(R67CR67O−]0.5基と対をなして架橋基Si[−O(R67CR67O−]Siを形成するもの、ここでR67の各存在は独立して、水素、直鎖アルキル、分岐鎖アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキルであって約18個までの炭素原子を含有するものからなる群から選択され、そしてgは2〜約15の整数であり;
    ケイ素原子とともに環状構造を形成するZΘの各存在は独立して、−O(R67CR67O−であり、ここでR67の各存在は独立して、水素、直鎖アルキル、分岐鎖アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキルであって18個までの炭素原子を含むものからなる群から選択され、そしてgは2〜約15の整数であり、
    の各存在は独立して−OR68であり、ここでR68の各存在は独立して、水素、直鎖アルキル、分岐鎖アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アリールおよびアラルキルであって約18個までの炭素原子を含むものからなる群から選択され;そして
    tは0〜約20であり;uは0〜約18であり;vは0〜約20であり;wは0〜約20であり;但し式(XVII)について、t+u+v+wは2以上であるという条件である、請求項1〜22のいずれかに記載の湿気硬化性組成物。
  25. 、G、GおよびGは独立して、1〜約6個の炭素原子の直鎖または分岐鎖アルキレン基である、請求項24に記載の湿気硬化性組成物。
  26. 67の各存在は、水素および1〜約6個の炭素原子の直鎖または分岐鎖アルキル基からなる群から独立して選択され、そしてgは2〜約6である、請求項24に記載の湿気硬化性組成物。
  27. 有機チタン化合物は式(VIII)のものであり:
    TiIV (VIII)
    ここでLの各存在は独立して、1〜20個の炭素原子および酸素、窒素または硫黄原子上に少なくとも1つの孤立電子対を含む有機基であり、ここで酸素、窒素または硫黄原子上の孤立電子対はイオン結合を形成して塩を形成するかまたは配位結合を形成してTiIVと錯体を形成する、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  28. 有機溶媒、ポリシロキサン、イソシアネート反応性捕捉剤、水捕捉剤、乾燥剤、非ケイ素系エポキシ硬化剤、界面活性剤、着色剤、可塑剤、増量剤、充填剤、補強剤、メルカプト官能性ケイ素化合物(c)以外の接着促進剤、有機樹脂改質剤、UV安定剤、色安定剤、湿潤剤、流動およびレベリング添加剤、チキソトロープ剤および消泡剤からなる群から選択される少なくとも1つの追加成分(d)を含む、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  29. コーティング、シーラントまたは接着剤として配合される、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
  30. 請求項1に記載の湿気硬化性組成物の硬化から生じる硬化組成物。

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