JP2020125434A - 硬化性組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
項1
ポリオキシアルキレン骨格およびイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(A)および
ポリカーボネート骨格および/またはポリエステル骨格、およびイソシアネート基を有する、ウレタンプレポリマー(B)
を含む硬化性組成物。
項2
ウレタンプレポリマー(A)の数平均分子量が1000以上である、項1に記載の硬化性組成物。
項3
ウレタンプレポリマー(B)の数平均分子量が4000以下である、項1または2に記載の硬化性組成物。
項4
ウレタンプレポリマー(B)の数平均分子量のウレタンプレポリマー(A)の数平均分子量に対する比率((ウレタンプレポリマー(B)のMn)/(ウレタンプレポリマー(A)のMn)×100%)が100%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
項5
ウレタンプレポリマー(A)がポリイソシアネート(a)とポリオキシアルキレンポリオールとの反応物を含み、かつ
ウレタンプレポリマー(B)がポリイソシアネート(b)とポリカーボネートポリオールおよび/またはポリエステルポリオールとの反応物を含む、項1〜4のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
項6
ポリカーボネートポリオールおよび/またはポリエステルポリオールは脂肪族である、項5に記載の硬化性組成物。
項7
ポリイソシアネート(a)および/またはポリイソシアネート(b)は脂肪族である、項5または6に記載の硬化性組成物。
項8
シリコーン添加剤(C)を含む、項1〜7のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
項9
シリコーン添加剤(C)がポリエーテル変性シリコーンである、項8に記載の硬化性組成物。
項10
ポリエーテル変性シリコーンが(AB)n型ポリエーテル変性シリコーンである、項9に記載の硬化性組成物。
項11
添加剤(C)の動粘度が3000mm2/s以上である、項8〜10のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
項12
潜在性硬化剤を含む、項1〜11のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
項13
ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの樹脂基材に適用される、項1〜12のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
ポリオキシアルキレン骨格およびイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(A)および
ポリカーボネート骨格および/またはポリエステル骨格、およびイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(B)
を含む。
ウレタンプレポリマー(A)は、ポリオキシアルキレン骨格を有する、イソシアネート基含有ポリマーである。
−[R1−O−]p−
(式中、R1はアルキレン基を示し、pは整数を示す。)
で示される骨格であってよい。
およびこれらの多量体(2量体、3量体、5量体、7量体、ウレチジンジオン、ウレイトンイミン、イソシヌレート変性体、ポリカルボジイミド等)、ビウレット変性体、その他誘導体等が挙げられる。
ウレタンプレポリマー(B)は、ポリカーボネート骨格および/またはポリエステル骨格を有する、イソシアネート基含有ポリマーである。
−[−R2−O−CO−O−]q−
(式中、R2は二価の炭化水素基を示し、qは整数を示す。)
で示される骨格であってよい。
−[C(=O)−R3−O−]r−
(式中、R3は二価の炭化水素基を示し、rは整数を示す。)
で示される骨格であってよい。
−[−C(=O)−R31−C(=O)O−R32−O−]s−
(式中、R31およびR32は、それぞれ独立して二価の炭化水素を示し、sは整数を示す。)
で示される骨格であってもよい。
相溶性の観点から、本発明における硬化性組成物はシリコーン添加剤(C)を含むことが好ましい。シリコーン添加剤とはポリオルガノシロキサンからなる添加剤であり、整泡剤として使用されてもよい。シリコーン添加剤(C)は、ポリオルガノシロキサン(例えばポリジメチルシロキサン)、またはポリオルガノシロキサンの末端、側鎖または主鎖に特定の構造が導入されている変性シリコーンであってよい。シリコーン添加剤(C)の存在により、ウレタンプレポリマー(A)とウレタンプレポリマー(B)の相溶性を向上させることができる。硬化性組成物の調製が容易になることで作業性を向上させることができる。さらに、本願発明者はウレタンプレポリマー(A)とウレタンプレポリマー(B)の相溶性を向上させることにより、硬化性組成物の基材への接着性が向上できることを見出した。特にウレタンプレポリマー(A)の分子量が高い場合(例えばウレタンプレポリマー(A)の数平均分子量が2500以上の場合、特に4000以上の場合)、ウレタンプレポリマー(A)とウレタンプレポリマー(B)との相溶性が低下するため、シリコーン添加剤の添加が効果的である。
本発明の硬化性組成物は、潜在性硬化剤をさらに含むことができる。潜在性硬化剤とは熱により活性化する硬化剤であって、例えばアミン系潜在性硬化剤等が挙げられる。アミン系潜在性硬化剤として、例えば、融点が50℃以上の任意の芳香族、脂肪族に属する任意の固形アミンを用いることができる。その例としては、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2’−ジアミノビフェニル、2,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジアミノビフェニル、2,4−ジアミノフェノール、2,5−ジアミノフェノール、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,3−トリレンジアミン、2,4−トリレンジアミン、2,5−トリレンジアミン、2,6−トリレンジアミン、3,4−トリレンジアミン等の芳香族アミン;1,12−ドデカンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,14−テトラデカンジアミン、1,16−ヘキサデカンジアミン等の脂肪族アミン;ジピン酸ジヒドラジド、セバチン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、1,3−ビス(ヒドラジノカルボエチル)−5−イソプロピルヒダントイン、エイコサン二酸ジヒドラジド、ハイドロキノンジグリコール酸ジヒドラジド、レゾルシノールジグリコール酸ジヒドラジド、4,4’−エチリデンビスフェノールジグリコール酸ジヒドラジドなどのジヒドラジド化合物;ジシアンジアミドが挙げられ、これらは単独または二種以上組み合わせて使用することができる。
本発明における硬化性組成物は、上記以外の成分として、必要に応じて、充填剤、可塑剤、硬化触媒、シランカップリング剤、ポリイソシアネート化合物等のその他添加剤を含み得る。
本発明の硬化性組成物は、慣用の方法により、各成分を混合または混錬することにより製造することができる。また、本発明の硬化性組成物は、二成分系や三成分系として使用してもよいが、通常、一成分系として使用される。
(樹脂基材に対する接着性)
プラズマ処理ありなしでの接着性を評価するため、2mmtのPC/ABS板(住友ベークライト製)にプラズマ処理をしたものと未処理の板を準備した。PC/ABS板を、100mm×25mmの大きさに切断して、PC/ABS板を作製した。同じ大きさのPC/ABS板との間に、各接着剤を厚みが1mmtになるように塗布し、80℃15分の条件で硬化してせん断接着強度試験サンプルを作製した。このように作製したせん断接着強度試験サンプルを引張強度テスターに搭載し、試験片の両端を逆方向に50mm/minの速度で引張り、破壊状態を確認した。接着性の評価基準は次のとおりである。
A:接着剤層の凝集破壊
B:PC/ABSと接着層との間の部分的界面破壊
C:PC/ABSと接着剤層との間の完全界面破壊
ウベローデ粘度計により、JISZ8803に準拠して測定した。
数平均分子量(Mn)は、THFを溶媒として、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算値として算出した。
電位差滴定法により、JISK0113に準拠して測定した。
表1に示す原料を、プラネタリーミキサーを用いて、窒素雰囲気下で80℃で3時間反応させて、NCO末端ウレタンプレポリマーI〜Vを得た。なお、表1中、NCO/OH比は、プレポリマー中に存在するNCO基とOH基とのモル比を示し、原材料欄の数値は質量部を示す。
・ポリオキシアルキレンポリオール1:旭硝子(株)製エクセノール5030(数平均分子量Mn5000、平均官能基数f=3、OH価=33)
・ポリオキシアルキレンポリオール2:旭硝子(株)製エクセノール2020(数平均分子量Mn2000、平均官能基数f=2、OH価=56)
・ポリカーボネートポリオール:宇部興産(株)製UH−200(数平均分子量Mn2000、平均官能基数f=2、OH価=56)
・ポリエステルポリオール1:(株)ダイセル製プラクセル220(数平均分子量Mn2000、平均官能基数f=2、OH価56)
・ポリエステルポリオール2:(株)ダイセル製プラクセル205(数平均分子量Mn530、平均官能基数f=2、OH価213)
・ポリカーボネート/ポリエステルポリオール:宇部興産(株)製UHC50−200(数平均分子量Mn2000、平均官能基数f=2、OH価56、ポリカーボネートとポリカプロラクトンの共重合体)
・ポリイソシアネート:イソホロンジイソシアネート(IPDI)
・可塑剤:フタル酸ジイソノニル(DINP)
表2に示す組成(質量部)で原料をプラネタリーミキサーを用いて混合し、硬化性組成物(接着剤)を調製した。得られた接着剤を用いて樹脂基材に対する接着性を評価した。結果を表2に示す。表2中の接着性の欄における数字はせん断接着強度(MPa)を意味する。
シリコーン添加剤(C1):東レ・ダウコーニング(株)製SZ-1923(ポリエーテル変性シリコーン(AB)n型 動粘度 12,000mm2/s(25℃))
シリコーン添加剤(C2):東レ・ダウコーニング(株)製KF-352A(ポリエーテル変性シリコーン側鎖変性型 動粘度 1,600mm2/s(25℃))
充填剤1:Cabot Specialty Chemicals Inc.製 TS720(疎水性シリカ)
充填剤2:白石カルシウム(株)製 CCR-B(表面処理炭酸カルシウム)
充填剤3:白石カルシウム(株)製 ホワイトンSB(重質炭酸カルシウム)
充填剤4:三菱化学(株)製 三菱#40(カーボンブラック)
潜在性硬化剤:中心粒径 13μmの固形アミン(1,12−ドデカンジアミン、融点71℃)の表面が中心粒径0.02μmの微粉体(酸化チタン微粉体)で被覆された微粉体コーティングアミン。
可塑剤:新日本理化(株)製 DINP
ポリイソシアネート化合物:住化コベストロウレタン(株)製 デスモジュールN3200A(脂肪族ポリイソシアネートビウレット変性体)
シランカップリング剤:信越化学工業(株)製 KBM-1003(ビニルトリメトキシシラン)
Claims (13)
- ポリオキシアルキレン骨格およびイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(A)および
ポリカーボネート骨格および/またはポリエステル骨格、およびイソシアネート基を有する、ウレタンプレポリマー(B)
を含む硬化性組成物。 - ウレタンプレポリマー(A)の数平均分子量が1000以上である、請求項1に記載の硬化性組成物。
- ウレタンプレポリマー(B)の数平均分子量が4000以下である、請求項1または2に記載の硬化性組成物。
- ウレタンプレポリマー(B)の数平均分子量のウレタンプレポリマー(A)の数平均分子量に対する比率((ウレタンプレポリマー(B)のMn)/(ウレタンプレポリマー(A)のMn)×100%)が100%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
- ウレタンプレポリマー(A)がポリオキシアルキレンポリオールとポリイソシアネート(a)との反応物を含み、かつ
ウレタンプレポリマー(B)がポリカーボネートポリオールおよび/またはポリエステルポリオールとポリイソシアネート(b)との反応物を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の硬化性組成物。 - ポリカーボネートポリオールおよび/またはポリエステルポリオールは脂肪族である、請求項5に記載の硬化性組成物。
- ポリイソシアネート(a)および/またはポリイソシアネート(b)は脂肪族である、請求項5または6に記載の硬化性組成物。
- シリコーン添加剤(C)を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
- シリコーン添加剤(C)がポリエーテル変性シリコーンである、請求項8に記載の硬化性組成物。
- ポリエーテル変性シリコーンが(AB)n型ポリエーテル変性シリコーンである、請求項9に記載の硬化性組成物。
- 添加剤(C)の動粘度が3000mm2/s以上である、請求項8〜10のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
- 潜在性硬化剤を含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
- ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの樹脂基材に適用される、請求項1〜12のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
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