JP2021505740A - シリル化ポリウレタンおよびその製造方法 - Google Patents

シリル化ポリウレタンおよびその製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、d)1,000〜50,000g/モルの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオール;e)少なくとも1つのポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネート;および、f)一般式(I)の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシラン:[式中、R1は、水素および1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基からなる群から選択される;R2およびR3は、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;R4は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;R5は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;R6およびR7は、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;およびnは1、2または3である]を反応させることにより得られるシリル化ポリウレタンに関する。

Description

本発明は、少なくとも1つのポリオール、少なくとも1つのポリイソシアネート、および本明細書で定義される一般式(I)の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランを反応させることにより得られるシリル化ポリウレタン、およびそれらの製造方法、前記シリル化ポリウレタンを含む硬化性組成物、ならびに接着剤、シーラント、スプレーフォームおよび/またはコーティングとしてのそれらの使用に関する。
湿気硬化型接着剤およびシーラントは、長年にわたって多くの技術的用途で重要な役割を果たしてきた。遊離イソシアネート基を有するポリウレタン接着剤およびシーラント、ならびにジメチルポリシロキサンに基づく従来のシリコーン接着剤およびシーラントに加えて、いわゆるシラン変性接着剤およびシーラントの使用も、近年、着実に進んでいる。
特に、大気中の水分の存在下では、反応性アルコキシシリル基を有するポリマーは、室温でも互いに縮合して、アルコール分子を排除することができる。アルコキシシリル基の含有量およびその構造に応じて、主に長鎖ポリマー(熱可塑性樹脂)、比較的粗いメッシュの3次元ネットワーク(エラストマー)、または高度に架橋されたシステム(熱硬化性)が形成される。
ポリウレタン接着剤およびシーラントと比較して、シラン変性接着剤およびシーラントは、プライマーによる表面前処理なしで広範囲の基材への広範囲の接着力で区別され、イソシアネート基、特にモノマーのジイソシアネートを含まないという利点がある。プレポリマー法では、すべてのイソシアネート基が完全に反応して、ウレタンまたはウレア結合が得られる。しかし、ウレタン基およびウレア基の形成は、強い分子間水素結合により、プレポリマーの粘度を大幅に増加させる。特にウレア結合は、1つだけでなく2つの水素結合を形成する可能性があり、これが粘度の増加に大きく寄与する。粘度の増加は最終製品の加工性を制限し、場合によっては回避される必要がある。この理由のため、ウレア不含シラン変性プレポリマーは非常に重要である。
アミノアルコキシシランは、湿気硬化型組成物用のポリマーエンドキャッピング剤として接着剤配合物に頻繁に使用される。最も一般的なエンドキャッピング剤は、第一級アミン官能性アルコキシシランであり、これは、イソシアネート、アルデヒド、無水物等の多くの求電子剤に対して非常に反応性がある。これにより、取り扱いおよび保管が困難となる。さらに、速くて非常に発熱性の反応により、プレポリマーの大規模生産において、加工性および安全性の問題が課される。高い反応速度はまた、低反応選択性およびオリゴマー化をもたらす。
EP 2852649 A1、EP 2832757 A1、およびEP 2268650 A1には、アミノシランと、安定性の問題を引き起こし得るラクチドもしくは非置換または一置換ラクトンとを反応させることにより得られる、ヒドロキシシランに基づくシラン基を含有するポリマーが開示されている。
欧州特許出願公開第2852649号 欧州特許出願公開第2832757号 欧州特許出願公開第2268650号
したがって、既知のシステムの欠点の少なくともいくつかを克服するシラン変性ポリマーが依然として必要とされている。
前記課題は、求核性が著しく低く、したがって反応性がかなり低い一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランを導入することによって解決され、より優れた反応制御およびより高い貯蔵安定性を可能にすることが見出された。さらに、一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランは、イソシアネート官能性化合物とウレア結合を形成しないため、機械的特性および接着性を維持または向上させると同時に、得られるプレポリマーの粘度を低下させることもできる。さらに、ヒドロキシル官能基の求核性は、ヒドロキシル官能性ポリマーの求核性と非常に類似しており、したがって、多段階だけでなく、単一段階のプレポリマー調製も可能である。
本発明は、以下を反応させることにより得られるシリル化ポリウレタンを提供する:
a)1,000〜50,000g/モルの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオール;
b)少なくとも1つのポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネート、および
c)一般式(I):
Figure 2021505740
ここで、
は、水素および1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基からなる群から選択される;
およびRは、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;
は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;
は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;
およびRは、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;および
nは1、2または3である
の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシラン。
本明細書で使用される「少なくとも1つ」という用語は、1以上、すなわち1、2、3、4、5、6、7、8、9またはそれ以上を意味する。成分に関する表示は成分の種類を指し、分子の絶対数を指すのではない。したがって、「少なくとも1つのポリマー」は、例えば、少なくとも1種のポリマー、すなわち、1種類のポリマーまたはいくつかの異なるポリマーの混合物が使用されてよいことを意味する。
本明細書で使用される単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が明らかに他のことを指示しない限り、単数形と複数形の指示対象の両方を含む。
本明細書で使用される「含んでいる(comprising)」および「含む(comprises)」という用語は、「含んでいる(including)」、「含む(includes)」、「含有している(containing)」または「含有する(contains)」と同義であり、包括的または制限のないものであり、追加の列挙されていないメンバ−、要素、または方法工程を除外しない。
数値の終点の列挙には、それぞれの範囲内に含まれるすべての数および分数、ならびに列挙された終点が含まれる。
量、濃度、寸法、その他のパラメ−タが範囲、好ましい範囲、上限値、下限値、または好ましい上の限界値の形で表現されている場合、任意の上限または好ましい値と任意の下限または好ましい値とを組み合わせることによって得られる任意の範囲も、得られた範囲が文脈で明確に言及されているかどうかにかかわらず、具体的に開示されていると理解されるべきである。
「好ましい」および「好ましくは」という用語は、本明細書において頻繁に使用され、特定の状況下で特定の利益をもたらし得る本開示の実施形態を指す。しかしながら、1つ以上の好ましい(preferable)または好ましい(preferred)実施形態の列挙は、他の実施形態が有用でないことを意味せず、それらの他の実施形態を本開示の範囲から除外することを意図しない。
「ポリオール」は、本発明の目的では、少なくとも2つのヒドロキシル基を有するポリマーとして理解される。原則として、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、およびそれらの水素化生成物、またはポリアクリレートまたはポリメタクリレートなど、少なくとも2つのヒドロキシル基を持つ多くのポリマーをポリオールとして使用し得る。異なるポリオールの混合物も使用し得る。
本発明によれば、ポリオールとしては、ポリエーテルポリオールが好ましく用いられる。「ポリエーテル」は、本発明の目的のために、主鎖中にその繰り返し単位エーテル官能基C−O−Cを含有するポリマーとして理解される。したがって、セルロースエーテル、デンプンエーテル、およびビニルエーテルポリマーなどのラテラルエーテル基を有するポリマー、ならびにポリアセタールは、この定義には含まれない。
ポリエーテルを骨格として含有するポリマーは、柔軟で弾性のある構造を有し、これにより、優れた弾性特性を有する組成物が製造され得る。ポリエーテルは、主鎖が柔軟であるだけでなく、同時に頑丈でもある。したがって、例えば、ポリエーテルは(例えばポリエステルとは対照的に)、水およびバクテリアによって攻撃または分解されない。
本発明の好ましい実施形態では、ポリオールは、ポリオキシアルキレン、特にポリ(プロピレングリコール)およびポリ(エチレングリコール)である。
アリルまたはビニルポリマーで変性されたポリエーテルも、ポリオール成分としての使用に適する。これらのような生成物は、例えば、ポリエーテルの存在下で、スチレンおよび/またはアクリロニトリル、またはそれらの混合物を重合することによって得ることができる。
数平均分子量Mは、ポリマーの算術平均分子量として理解される。数平均分子量Mおよび重量平均分子量Mは、DIN 55672−1:2007−08に従って、好ましくは35℃で、溶離液としてテトラヒドロフラン(THF)を使用するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、SECとも知られる)によって測定される。この方法は当業者に知られている。多分散性は、平均分子量MおよびMから導出される。PD=M/Mとして計算される。
「多分散性」とも呼ばれる比M/Mは、分子量分布の幅を示し、したがって多分散ポリマーの個々の鎖の異なる重合度を示す。多くのポリマーおよび重縮合物に適用可能な多分散性の値は約2である。徹底して制御された重合プロセスにより、1.02〜1.2の範囲の最終ポリマーの多分散性を実現される。値が1の場合、厳密な単分散性が存在する。低い多分散性(例えば、1.5未満)は、比較的狭い分子量分布を示し、分子量に関連する特性、例えば粘度および機械的強度に関連する特定の表現(expression)を示す。
分子量分布が狭く、したがって多分散性が低いポリオキシアルキレンポリマーをポリマー主鎖として使用すると、特に有利な粘弾性特性を実現し得る。これらは、例えば、いわゆる二重金属シアン化物触媒作用(DMC触媒作用)によって製造することができる。これらのポリオキシアルキレンポリマーは、特に狭い分子量分布、高い平均分子量、およびポリマー鎖の末端にある非常に少数の二重結合において顕著である。この種のポリオキシアルキレンポリマーの多分散性PDは最大で1.7である。
本発明の好ましい実施形態では、ポリオールは、2未満、好ましくは1.5未満、より好ましくは1.3未満の多分散性(PD)を有する。
特に好ましい有機骨格は、例えば、約1.01〜約1.3、特に、約1.05〜約1.18、例えば、約1.08〜約1.11の多分散性を有するポリエーテルである。
本発明の好ましい実施形態では、ポリオールは、1000〜50,000g/モル、好ましくは4000〜30,000g/モル、より好ましくは4000〜25,000g/モルの数平均分子量(M)を有する。数平均分子量が4,000〜22,000、特に4,000〜20,000g/モルのポリエーテルポリオールが特に好ましい。
本発明の特定の実施形態では、ポリオールは、10,000〜20,000g/モル、特に好ましくは12,000〜18,000g/モルの数平均分子量(M)を有する。
純粋なポリマーの代わりに、異なる分子量を有する複数のポリマーの混合物を本発明に従って使用することもできる。この場合、多分散性および分子量に関する記述は、有利には、混合物が基づく各ポリマーが好ましい範囲の多分散性を示すように理解されるべきである。しかし、好ましい分子量範囲は、使用されるポリマーの混合物全体で平均された値を指す。
一般的に使用されるポリマーは、ポリオキシメチレンのホモポリマーおよびコポリマー、ポリウレタン、ビニルブチレート、ビニルポリマー、例えば塩化ビニルおよび/または酢酸ビニルを含有するポリマー、レーヨン、エチレンコポリマー、例えばエチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマー、エチレン−アクリレートコポリマー、有機ゴム、主鎖にシリル基を含有し得るような異なるシリル化ポリマーの混合物である。例には、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、およびテトラヒドロフランに基づくポリエーテル、ポリアクリレート、およびポリメタクリレートが含まれる。前述のポリマー主鎖のうち、ポリエーテルおよびポリウレタンが好ましい。ポリエチレンオキシドおよび/またはポリプロピレンオキシドに基づくポリエーテル、特にポリプロピレングリコールが好ましい。ポリエーテルを主鎖として含有するポリマーは、ポリマー主鎖で、柔軟で弾性のある構造を示す。優れた弾性特性を示す組成物はそれを用いて製造することができる。ポリエーテルはそれらのフレームワークにおいて柔軟であるだけでなく、同時に頑丈でもある。例えば、水およびバクテリアに攻撃されたり分解されたりしないため、環境の影響に関して(ポリエステルとは対照的に)比較的安定している。本発明によるシラン架橋接着剤またはシーラントに含まれる、主鎖に炭素原子を有する有機主鎖から構成されるポリマーは、例えば、ポリホスフェート、ポリシラン、ポリシロキサン、ポリスルフィドなどの無機ポリマーを含まない。本発明による実施形態の利点、特にポリウレタンおよびポリエーテルの使用の利点は、シリコーンベースのバインダーまたは他の無機ポリマーと比較して、非常に多種多様な基材への良好な接着、良好な展延性、シリコーンによる基材の汚染がないこと、および高弾性フレームワーク構造である。
本発明に適したポリイソシアネートは、好ましくはジイソシアネートまたはトリイソシアネート、より好ましくはジイソシアネートである。これらは、エチレンジイソシアネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,4−テトラメトキシブタンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、シクロブタン1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン1,3−および1,4−ジイソシアネート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、およびそれらの2以上の混合物、1−イソシアナト−3,3,5−トリメチル−5−イソシアナトメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート、IPDI)、2,4−および2,6−ヘキサヒドロトルイレンジイソシアネート、ヘキサヒドロ−1,3−または−1,4−フェニレンジイソシアネート、ベンジジンジイソシアネート、ナフタレン1,5−ジイソシアネート、1,6−ジイソシアナト−2,2,4−トリメチルヘキサン、1,6−ジイソシアナト−2,4,4−トリメチルヘキサン、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、1,3−および1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−または2,6−トルイレンジイソシアネート(TDI)、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、またはそれらの部分的または完全に水素化されたシクロアルキル誘導体、例えば完全に水素化されたMDI(H12−MDI)、アルキル置換ジフェニルメタンジイソシアネート、例えばモノ−、ジ−、トリ−、またはテトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、ならびにそれらの部分的または完全に水素化されたシクロアルキル誘導体、4,4’−ジイソシアナトフェニルペルフルオロエタン、フタル酸ビスイソシアナトエチルエステル、1−クロロメチルフェニル−2,4−または−2,6−ジイソシアネート、1−ブロモメチルフェニル−2,4−または−2,6−ジイソシアネート、3,3−ビスクロロメチルエーテル−4,4’−ジフェニルジイソシアネート、硫黄含有ジイソシアネート、例えば2モルのジイソシアネートと、1モルのチオジグリコールまたはジヒドロキシヘキシルスルフィドと反応させることにより得られるもの、ダイマーおよびトリマー脂肪酸のジ−およびトリイソシアネート、または前述のジイソシアネートの2つ以上の混合物から選択され得る。ポリイソシアネートとして、例えばジイソシアネートのオリゴマー化により、特に上記のイソシアネートのオリゴマー化により得られるような3価以上のイソシアネートを使用することも可能である。そのような3価以上のポリイソシアネートの例は、HDIまたはIPDIのトリイソシアヌレートまたはそれらの混合物、またはそれらの混合トリイソシアヌレート、ならびにアニリン-ホルムアルデヒド縮合生成物のホスゲン化により得られるようなポリフェニルメチレンポリイソシアネートである。
一般式(I):
Figure 2021505740
において、Rは、水素および1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基からなる群から選択される;RおよびRは、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;Rは、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;Rは、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;RおよびRは、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;およびnは1、2または3である。
一般式(I)中のRは、水素および1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基、好ましくはC−C20アルキルまたはC−C18アリール基からなる群から選択され、これは、少なくとも1つのヘテロ原子によって分断されていてもよい。好ましい実施形態では、Rは、水素であるか、またはC1−アルキル基、より好ましくはメチル、エチルまたはn−プロピル基から選択され、最も好ましくは、Rは水素である。
一般式(I)中のRおよびRは、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基、好ましくはC−C20アルキルまたはC−C18アリール基、より好ましくはC1−アルキル基であり、これらは少なくとも1つのヘテロ原子によって分断されていてもよい。特に好ましくは、一般式(I)中のRおよびRは、同一または異なり、互いに独立して、メチル、エチル、またはn−プロピル基から選択され、最も好ましくはメチル基である。
本発明の一実施形態によれば、Rは、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素基、好ましくはC−C20アルキルから選択され、ここで、1個以上の炭素原子は、好ましくはOまたはNから選択される、少なくとも1つのヘテロ原子で置換されている。好ましくは、Siに対してアルファ位の炭素原子は、OまたはNで置換されている。
は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の置換または非置換炭化水素基、好ましくはC−C20アルキレン基、より好ましくはC−Cアルキレン基から選択され、これらは少なくとも1つのヘテロ原子によって分断されていてもよい。Rは、特に好ましくは、メチレン、エチレン、1,3−プロピレン、2−メチル−1,3−プロピレン、1,4−ブチレン、3−メチル−1,4−ブチレン、または3,3−ジメチル−1,4−ブチレン基から選択され、最も好ましくは1,3−プロピレン基である。
は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基、好ましくはC−C20アルキレン、より好ましくはC−Cアルキレン基から選択され、これらは少なくとも1つのヘテロ原子により分断されていてもよい。Rは、特に好ましくは、メチレン、エチレンまたは1,3−プロピレン、2−メチル−1,3−プロピレン、1,4−ブチレン、3−メチル−1,4−ブチレン、または3,3−ジメチル−1,4−ブチレン基、最も好ましくはエチレンまたは1,3−プロピレン基から選択される。
およびRは、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基、好ましくはC−C20アルキル、アルケニルまたはアルキニル基、またはC−C18アリール基、より好ましくはC−Cアルキル基、特に好ましくは、メチル、エチル、またはn−ヘキシル基、またはC−Cアルケニル基から選択され、これらは少なくとも1つのヘテロ原子により分断されていてもよい。
nは1、2または3、好ましくは2または3、より好ましくは3である。
これに関連して使用される「置換炭化水素基」という用語は、炭化水素基の1個以上の炭素原子および/または水素原子がヘテロ原子または官能基によって置換されていることを意味する。1個以上の炭素原子が、特にO、S、N、および/またはSiから選択される、ヘテロ原子で置換されているヘテロアルキル基は、1個以上の炭素原子をヘテロ原子で置換することによって得られる。そのようなヘテロアルキル基の例は、限定されないが、メトキシメチル、エトキシエチル、プロポキシプロピル、メトキシエチル、イソペントキシプロピル、エチルアミノエチル、トリメトキシプロピルシリルなどである。水素原子を置換し得る官能基は、特に=O、=S、−OH、−SH、−NH−NO、−CN、−F、−Cl、−Br、−I、−OCN、−NCO、C3−8シクロアルキル、C6−14アリール、1〜4個の環原子が独立して窒素、酸素または硫黄である5−10員ヘテロアリール環、1〜3個の環原子が独立して窒素、酸素または硫黄である5−10員ヘテロ脂環式環から選択される。
本明細書で使用されるように、「C−C20アルキル」または「C−Cアルキル」基は、1〜20個または1〜8個の炭素原子を含有する一価の基を指し、これはアルカンの基であり、直鎖状および分枝状有機基を含む。アルキル基の例には、これらに限定されないが、メチル;エチル;プロピル(またはn−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;n−ペンチル;n−ヘキシル;n−ヘプチル;および2−エチルヘキシルが含まれる。本発明では、そのようなアルキル基は、非置換であっても、1つ以上の置換基、例えばハロ、好ましくはフルオロまたはクロロ、ニトロ、シアノ、アミド、アミノ、スルホニル、スルフィニル、スルファニル、スルホキシ、ウレア、チオウレア、スルファモイル、スルファミドおよびヒドロキシ、で置換されていてもよく、場合により、少なくとも1つのヘテロ原子により分断されていてもよい。上記の例示的な炭化水素基のハロゲン化誘導体は、特に、適切な置換アルキル基の例として言及され得る。
「C3〜C8シクロアルキル」基という用語は、3〜8個の炭素原子を有する飽和した単環式または二環式炭化水素基を意味すると理解される。シクロアルキル基の例には、以下が含まれるが、これらに限定されない:シクロプロピル;シクロブチル;シクロペンチル;シクロヘキシル;シクロヘプチル;シクロオクチル;およびノルボルナン。
本明細書で使用される場合、「C−C18アリール」基は、単独で、または「アラルキル基」のように、より大きな部分の一部として使用され、単環式環系が芳香族である、または二環式または三環式環系の環の少なくとも1つの環が芳香族である、任意に置換された単環式、二環式および三環式環系を指す。アリール基は、必要に応じて、少なくとも1つのヘテロ原子によって分断されていてもよい。二環式および三環式環系には、ベンゾ縮合2−3員炭素環式環が含まれる。例示的なアリール基には、これらに限定されないが、フェニル;インデニル;ナフタレニル、テトラヒドロナフチル、テトラヒドロインデニル;テトラヒドロアントラセニル;およびアントラセニルが含まれる。フェニル基が好ましい。
本明細書で使用される「アルケニル」という用語は、少なくとも2個の炭素原子および少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含むアルケニル基、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、またはペンテニル、ならびに1−または2−プロペニル、1−、2−、または3−ブテニルなどのそれらの構造異性体を指す。アルケニル基は、置換または非置換であってよい。それらが置換されている場合、置換基は上記で定義したとおりである。アルケニル基は、直鎖状または分枝状の炭化水素鎖を含む。
本明細書で使用される「アルキニル」という用語は、少なくとも2個の炭素原子および少なくとも1個の炭素−炭素三重結合を含むアルキニル基、例えば、エチニル(アセチレン)、プロピニル、またはブチニルおよび上記のその構造異性体を指す。アルキニル基は、置換または非置換であってよい。それらが置換されている場合、置換基は上記で定義したとおりである。
「C−C20アルキレン」または「C−Cアルキレン」基という用語は、1〜20個または1〜8個の炭素原子を含有する二価の基、すなわちアルカンの基を指し、直鎖状、分枝状の有機基または環状基を含み、これらの基は非置換であっても置換されていてもよく、任意に少なくとも1つのヘテロ原子によって分断されていてもよい。一般に、1〜20個の炭素原子を含有するアルキレン基(C−C20アルキレン)、例えば、置換された、置換されていない、分断されたまたは分断されていない、1〜8個の炭素原子を含有するアルキレン基(C−Cアルキレン)の選択(preference)に留意すべきである。本明細書で成分Aを定義するために「C1−アルキレン基」という用語が使用される場合、前記アルキレン基は、分断されていないことが特に好ましい。
言及される場合、「少なくとも1つのヘテロ原子により分断された」という表現は、基の主鎖が、鎖員として、炭素原子とは異なる少なくとも1つの原子、好ましくは酸素、硫黄、フッ素、窒素、または塩化物を含むことを意味する。
好ましい実施形態では、本発明によるシリル化ポリウレタンは、2〜1000Pa・s、好ましくは2〜500Pa・s、より好ましくは5〜100Pa・sの粘度を有する。前記粘度は、Anton Paar MCR 302レオメーターにより、25℃で、PP25/TG撹拌プレートを使用したニート条件において測定される。
他の好ましい実施形態では、本発明によるシリル化ポリウレタンは、室温より高い融点を有する固体形態である。
好ましい実施形態において、一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシラン化合物は、少なくとも1つの二置換ラクトン化合物と少なくとも1つの第一級または第二級アミノ基を有する少なくとも1つのアミノシランとを反応させることにより得られる。
好ましい実施形態では、前記二置換ラクトンは一般式(II)を有する:
Figure 2021505740
ここで、R、RおよびRは、上記の一般式(I)について定義されたものと同じである。
好ましい実施形態では、一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランの調製に使用されるアミノアルコキシシランは、一般式(III)を有するアミノアルキレンアルコキシシランである:
Figure 2021505740
ここで、R〜Rおよびnは、上記の一般式(I)について定義されたものと同じである。
好ましくは、前記アミノアルキレンアルコキシシランは、ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、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メトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジイソプロポキシシラン、アルファ−アミノメチルトリエトキシシラン、アルファ−アミノメチルトリメトキシシラン、アルファ−アミノメチルジエトキシメチルシラン、アルファ−アミノメチルジメトキシメチルシラン、アルファ−アミノメチルトリイソプロポキシシラン、アルファ−アミノメチルジイソプロポキシメチルシラン、ガンマ−アミノプロピルシラントリオ−ル、ガンマ−アミノプロピルメチルシランジオ−ル、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルシラントリオ−ル、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、ガンマ−(2アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、ガンマ−(6−アミノヘキシル)アミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−(6−アミノヘキシル)アミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリイソプロポキシ、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジイソプロポキシ、ガンマ−(N−エチルアミノ)−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−ガンマ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−ベンジル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ベンジル−ガンマ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−ビニルベンジル−ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−メチル−ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−メチル−ガンマ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−メチル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−エチル−ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−エチル−ガンマ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−エチル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−プロピル−ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−プロピル−ガンマ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−プロピル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ブチル−ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−ブチル−ガンマ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−ブチル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルトリメトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルメチルジエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルジエトキシメチルシラン、N−フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、(2−アミノエチル)アミノメチルトリメトキシシラン、N,N'−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、デルタ−アミノネオヘキシルトリメトキシシラン、N−ベータ−(アミノエチル)−ガンマ−アミノプロピルメチルジメトキシシランおよびデルタアミノネオヘキシルメチルジメトキシシラン、またはそれらの混合物からなる群から選択される。
一般式(I)を有するヒドロキシル官能性シランの合成は、広範囲の温度、例えば、−50〜200℃、好ましくは−10〜180℃、より好ましくは23〜100℃、最も好ましくは30〜60℃で行うことができる。前記反応は、好ましくは、アルゴンまたは窒素雰囲気下で行われる。
好ましい実施形態では、二置換ラクトン化合物とアミノシランとの反応モル比は、0.8〜1.3、より好ましくは1〜1.2である。前記ラクトン化合物が過剰に添加される場合、未反応のラクトン化合物は、反応後に真空を使用して除去されるか、または最終生成物中に混合物として残存する。
前記反応は、反応速度を上げるために、触媒の存在下で行われ得る。前記触媒は、ルイス酸、好ましくは金属含有化合物または典型元素の誘導体、より好ましくはトリエチルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物から選択され得る。
触媒は、アミノアルコキシシランのアミン官能基のモル%に対して、0.001〜5モル%、好ましくは0.01〜3モル%、より好ましくは0.5〜2モル%添加され得る。
前記反応は、溶媒ありで、または溶媒なしで行われ得る。好ましい溶媒は、トルエン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、エチレングリコール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ベンゼン、酢酸エチル、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、n−プロパノール、エタノール、メタノール、クロロホルム、クロロメタンのような水不含極性溶媒であり、好ましくはジクロロメタンである。前記生成物は、例えば硬化性組成物の調製のために、使用される前に、蒸留により溶媒を除去することが好ましい。
反応時間は、0.5〜12時間、好ましくは1〜5時間、より好ましくは1〜3時間で変動し得る。
本発明の一実施形態によれば、好ましくはモノアルコール、モノメルカプタン、モノアミン、およびそれらの混合物からなる群から選択される、イソシアネートに対して単官能性である少なくとも1つの化合物、および/または少なくとも1つのモノイソシアネートは、シリル化ポリウレタンの調製において任意に添加され得る。
すべての単官能アルコール、アミン、またはメルカプタンは、イソシアネートに対して単官能である化合物として適しており、これらは、特に、最大36個の炭素原子を有する単官能性アルコール、最大36個の炭素原子を有する単官能性第一級および/または第二級アミン、または最大36個の炭素原子を有する単官能性メルカプタンである。ポリアルコール、ポリアミン、および/またはポリメルカプタンの混合物も、それらの平均官能価が2を十分に下回っていれば、単官能性化合物として使用し得る。
特に好ましいのは、例えば、ベンジルアルコール、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、およびヘキサノールの異性体などのモノアルコール、エチレングリコールおよび/またはジエチレングリコールのモノエーテル、およびオクタノール、デカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノールなどの脂肪酸の還元により、特にその工業的混合物の形態で、得られる8〜18の炭素原子を有する第一級アルコールである。低級アルコールは無水様式で製造することが困難であるため、4〜18個の炭素原子を有するモノアルコールが好ましい。
また、様々な分子量のモノアルキルポリエーテルアルコールも使用可能であり、数平均分子量が1000から2000の間が好ましい。好ましい代表は、例えば、モノブチルプロピレングリコールである。
最大26個の炭素原子を有する飽和脂肪アルコール、好ましくは、脂肪酸メチルエステルの還元(水素化)によって工業規模で合成することができる、最大22個の炭素原子を有するものも使用することができる。挙げ得る例は、ヘキサノール、オクタノール、ペラルゴンアルコール、デカノール、ラウリルアルコール、ミリスチンアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ガドレイルアルコール、およびベヘニルアルコール、またはゲルベットアルコールの2−ヘキシルデカノール、2−オクチルドデカノール、2−デシルテトラデカノール、2−ドデシルヘキサデカノール、2−テトラデシルロクタデカノール、2−ヘキサデシルイコサノール、エルシルアルコールからのゲルベットアルコール、ベヘニルアルコール、およびオセノールである。該当する場合は、工業用脂肪アルコールのゲル化から得られた混合物を、他の前述のアルコールと一緒に使用してもよい。
イソシアネートに対して単官能性である化合物の割合は、ポリオール化合物および単官能性化合物の合計に基づいて、0〜40モル%、好ましくは1〜40モル%、より好ましくは15〜30モル%である。
適切なモノイソシアネートには、限定はされないが、ブチルイソシアネート、ヘキシルイソシアネート、オクチルイソシアネート、2−エチルヘキシルイソシアネート、ステアリルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、フェニルイソシアネート、およびベンジルイソシアネートが含まれる。
モノイソシアネートの割合は、ポリイソシアネートおよびモノイソシアネートの合計に基づいて、0〜40モル%、好ましくは1〜40モル%、より好ましくは15〜30モル%である。
別の態様では、本発明は、
a)1,000〜50,000g/モルの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオール;
b)少なくとも1つのポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネート、および
c)本明細書で定義される一般式(I)の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシラン:
Figure 2021505740
を反応させることによる、シリル化ポリウレタンの製造方法を提供する。
前記製造プロセスは、以下の方法1〜4を含むさまざまな方法で実行し得る。
方法1
本発明の好ましい実施形態では、シリル化ポリウレタンは、下記の工程により得られる:
(a)1,000〜50,000g/モルの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオールと、少なくとも1つのポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートとを、前記ポリオールのOH基に対して前記ポリイソシアネートのNCO基を化学量論的に過剰に反応させて、NCO−末端ポリウレタンプレポリマーを形成する工程;および
(b)前記NCO−末端ポリウレタンプレポリマーと、本明細書で定義される一般式(I):
Figure 2021505740
の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランとを反応させる工程。
本発明の上記の好ましい実施形態によれば、使用されるポリオールのOH基に対する前記ポリイソシアネートのNCO基の化学量論的過剰は、好ましくは1.01〜2.0、より好ましくは1.05〜1.5に等しい。これにより、NCO−末端ポリウレタンプレポリマーが確実に反応生成物として形成される。
次に、第1工程で得られたNCO−末端ポリウレタンプレポリマーと、本明細書で定義される一般式(I)の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランとを反応させ、好ましくは反応性末端基としてアルコキシシリル基を含む本発明のシリル化ポリウレタンを得る。これは、一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランの少なくとも1つの分子がポリウレタンプレポリマーの各イソシアネート基に対して使用されることを必要とする。好ましくは、一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランは、わずかに化学量論的に過剰に使用される。
上記実施形態は、以下の条件で実施され得る。第1工程において、少なくとも1つのポリオールおよび少なくとも1つのイソシアネート官能性化合物(ポリイソシアネート)を、−10〜150℃、好ましくは25〜100℃の温度で、0.5〜5時間一緒に混合する。第2工程では、一般式(I)の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランがエンドキャッパーとして添加される。適切な反応温度は、−10〜150℃、好ましくは25〜100℃、より好ましくは60〜90℃の範囲である。反応時間は、選択されたイソシアネート官能性化合物、エンドキャッパーおよび使用される触媒に大きく依存し、0.5〜24時間、好ましくは1〜3時間の範囲である。
方法2:
本発明の代替の実施形態では、前記シリル化ポリウレタンは、以下の工程によって得られる:
(a)1,000〜50,000g/モルの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオールと、本明細書で定義される一般式(I):
Figure 2021505740
の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランとを、前記ポリオールのOH基に対して、一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランのOH基を化学量論的に過剰な状態で混合する工程;および
(b)工程(a)で得られた混合物と、少なくとも1つのポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートとを、ポリオールおよび一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランのOH基に対して、ポリイソシアネートのNCO基とを化学量論的に過剰に反応させる工程。
本発明の上記の代替の実施形態によれば、ポリオールのOH基に対する一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランのOH基の化学量論的過剰は、好ましくは1.01〜2.0、より好ましくは1.05〜1.5に等しい。使用されるポリオールおよび一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランのOH基に対するポリイソシアネートのNCO基の化学量論的過剰は、好ましくは1.01〜2.0、より好ましくは1.05〜1.5に等しい。
上述の代替実施形態は、以下の条件下で実行され得る。第1工程では、少なくとも1つのポリオールおよび一般式(I)の少なくとも1つのヒドロキシル官能性アルコキシシランを、−10〜150℃、好ましくは25〜100℃の温度で0.5〜5時間一緒に混合する。前記混合物を−10〜150℃、好ましくは25〜100℃の温度に保つ。第2工程では、少なくとも1つのイソシアネート官能性化合物(ポリイソシアネート)を添加する。適切な反応温度は、−10〜150℃、好ましくは25〜100℃、より好ましくは60〜90℃の範囲である。反応時間は、選択したイソシアネート官能性化合物、エンドキャッパー、および使用する触媒に大きく依存し、0.5〜24時間、好ましくは1〜5時間の範囲である。
方法3:
本発明の代替の実施形態では、シリル化ポリウレタンは、以下の工程によって得られる:
(a)少なくとも1つのポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートと、本明細書で定義される一般式(I):
Figure 2021505740
の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランとを、一般式(I)の前記第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランのOH基に対して前記ポリイソシアネートのNCO基を化学量論的過剰に反応させて、イソシアネートシランを形成する工程;および
(b)工程(a)で得られた前記イソシアネートシランを、数平均分子量が1000〜50,000g/モルである少なくとも1つのポリオールと反応させる工程。
本発明の上記の代替実施形態によれば、使用される一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランのOH基に対するポリイソシアネートのNCO基の化学量論的過剰は、好ましくは1.01〜2.0、より好ましくは1.05〜1.5に等しい。
上述の代替実施形態は、以下の条件下で実行され得る。第1工程では、一般式(I)の少なくとも1つのシラン化合物および少なくとも1つのイソシアネート官能性化合物(ポリイソシアネート)を、−10〜150℃、好ましくは0〜80℃の温度で0.1〜5時間一緒に混合する。第2工程では、少なくとも1つのポリオールを、前記NCO末端エンドキャッパーであるイソシアネートシランに添加する。適切な反応温度は、−10〜150℃、好ましくは25〜100℃、より好ましくは60〜90℃の範囲である。反応時間は、選択されたイソシアネート官能性化合物、エンドキャッパー、および使用される触媒に大きく依存し、1〜72時間、好ましくは6〜12時間の範囲である。
方法4:
あるいは、本発明によるシリル化ポリウレタンは、1000〜50,000g/モルの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオール、少なくとも1つのポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネート、および本明細書に記載の一般式(I)の少なくとも1つの三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランをブレンドすることによるワンポット合成によって得ることができる。
イソシアネートおよび/または少なくとも1つのモノイソシアネートに対して単官能性である上記の少なくとも1つの化合物は、シリル化ポリウレタンの調製において任意に添加され得る。このような場合には、使用されるポリオール化合物および単官能性化合物の合計のOH基に対するポリイソシアネートおよびモノイソシアネートのNCO基の化学量論的過剰は、1.01〜2.0、好ましくは1.05〜1.5に等しい。それらは、例えば、残存OHまたは残存イソシアネートと反応させるために、本明細書に記載されている調製プロセス中またはプロセスが行われた後であってよい。
上記の反応は、通常、溶媒を使用せずに行われる。しかしながら、反応混合物の粘度が高い場合、溶媒を使用し得る。有用な溶媒は、アセトン、ブタノン、酢酸エチル、トルエン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、シクロヘキサンおよびベンゼンである。
本発明による特定の実施形態では、シリル化ポリウレタンを調製するための前述の方法は、少なくとも1つの触媒を添加する工程をさらに含む。原則として、ヒドロキシル基とイソシアネート基との反応を触媒してウレタン結合を形成し得る任意の化合物を使用することができる。
適切な触媒は、鉄またはスズ化合物のような有機金属ルイス酸であり、特に、鉄もしくは2価または4価のスズの1,3−ジカルボニル化合物、カルボン酸スズ(II)またはジカルボン酸ジアルキルスズ(IV)、または対応するジアルコキシレート、例えば、ジブチルスズジラウレート(DBTL)、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジエチルヘキサノエート、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジメチルマレエート、ジブチルスズジエチルマレエート、ジブチルスズジブチルマレエート、ジブチルスズジイソオクチルマレエート、ジブチルスズジトリデシルマレエート、ジブチルスズジベンジルマレエート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズジアセテート、スズ(II)オクトエート、スズ(II)フェノラート、ジオクチルスズジステアレート、ジオクチルスズジラウレート(DOTL)、ジオクチルスズジメチルマレエート、ジオクチルスズジエチルマレエート、ジオクチルスズジブチルマレエート、ジオクチルスズジイソオクチルマレエート、ジオクチルスズジアセテート、およびスズナフタノエート;ジブチルスズジメトキシド、ジブチルスズジフェノキシド、ジブチルスズジイソプロキシドなどのスズアルコキシド;ジブチルスズオキシドおよびジオクチルスズオキシドなどのスズ酸化物、ジブチルスズオキシドとフタル酸エステルとの反応生成物、または2価または4価のスズのアセチルアセトネートである。
例えば、テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネートなどのアルキルチタネート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテートおよびジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテートなどの有機アルミニウム化合物、ジルコニウムテトラアセチルアセトネートおよびチタンテトラアセチルアセトネートなどのキレート化合物、鉛オクトエート、有機ケイ素チタン化合物、またはビスマストリス−2−エチルヘキサノエート、リン酸、p−トルエンスルホン酸、フタル酸などの酸化合物、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ラウリルアミンなどの脂肪族アミン、エチレンジアミン、ヘキシルジアミンなどの脂肪族ジアミン、または、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などの脂肪族ポリアミン、例えばピペリジン、ピペラジンなどの複素環式窒素化合物、m−フェニレンジアミン、エタノールアミン、トリエチルアミンなどの芳香族アミンなどを使用することも可能である。
以下のスズ化合物も適している:ジ(n−ブチル)スズ(IV)スルフィド、ジ(n−ブチル)スズ(IV)オキシド、ジ(n−オクチル)スズ(IV)オキシド、(n−ブチル)Sn(SCHCOO)、(n−オクチル)Sn(SCHCOO)、(n−オクチル)Sn(SCHCHCOO)、(n−オクチル)Sn(SCHCHCOOCHCHOCOCHS)、(n−ブチル)Sn(SCHCOO−i−C17、(n−オクチル)Sn(SCHCOO−i−C17、(n−オクチル)Sn(SCHCOO−n−C17
キレート形成スズオルガニル、例えばジ(n−ブチル)スズ(IV)ジ(アセチルアセトネート)、ジ(n−オクチル)スズ(IV)ジ(アセチルアセトネート)、(n−オクチル)(n−ブチル)スズ(IV)ジ(アセチルアセトネート)も使用し得る。
スズを含まない触媒も特に好ましい。したがって、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、三臭化ホウ素、三ヨウ化ホウ素、または混合ハロゲン化ホウ素などのハロゲン化ホウ素は、硬化触媒としてさらに使用し得る。三フッ化ホウ素錯体、例えば、三フッ化ホウ素ジエチルエーテラート(CAS番号[109−63−71])は、液体として、気体のハロゲン化ホウ素よりも扱いが容易であり、特に好ましい。
他の触媒に加えて、以下のようなルイス塩基も使用し得る:トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリフェニルボラン、トリフェニルホスフィン、1,8−ジアザビシクロウンデカ−7−エン(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノン−5−エン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、4−ジメチルアミノピリジン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、1,8−ビス(テトラメチルグアニジノ)ナフタレン、2−tert−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン、ホスファゼン塩基P−t−Bu、ホスファゼン塩基P−t−Bu−トリス(テトラメチレン)、ホスファゼン塩基P−Et、ホスファゼン塩基P−t−Bu、ホスファゼン塩基P−t−Oct、ホスファゼン塩基P−t−Oct、イミノ-トリス(ジメチルアミノ)ホスホラン、2−tert−ブチルイミノ−2−ジエチルアミノ−1,3−ジメチルペルヒドロ−1,3,2−ジアザホスホリン。好ましい触媒は、DBUおよびトリエチルアミンである。
さらに別の態様では、本発明は、本発明による、または本発明による前述の方法によって得ることができる少なくとも1つのシリル化ポリウレタンを含む硬化性組成物を提供する。
「硬化性組成物」は、物理的または化学的手段により硬化可能な物質または複数の物質の混合物であると理解される。この点について、これらの化学的または物理的手段は、例えば、熱、光、または他の電磁放射の形でのエネルギーの供給であり得るが、単に大気中の水分、水、または反応性成分と接触することもあり得る。これにより、前記組成物は、元の状態からより高い硬度を有する状態に変化する。
好ましい実施形態では、組成物は、加水分解性ケイ素含有基およびDIN 55672−1:2007−08に従ってGPCによって測定される100〜1000g/モルの範囲の重量平均分子量を有する少なくとも1つの化合物も含有する。この化合物は、架橋剤として使用され、前記加水分解性ケイ素含有基に加えて、さらなる官能基を含有してもよい。前記化合物は、シランカップリング剤であってもよい。
この種類のカップリング剤は、粘着付与剤として、物理的性質に影響を与える剤として、乾燥剤として、分散助剤として、またはフィラーなどとして使用することができる。特に、そのようなシランカップリング剤は、接着促進剤として作用し、様々な表面、例えばガラス、アルミニウム、ステンレス鋼、亜鉛、銅、モルタル、PVC、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートへの接着を高めることができる。そのようなシランカップリング剤は、ポリマー成分a)に関連して上述した基と同様に定義され得る反応性ケイ素含有基を含み得る。あるいは、前記基は、式(IV)のものであってもよい:
−(Si(R2−e(Y)−O)−Si(R3−d (IV),
ここで、Rは、1〜20個の炭素原子を含む炭化水素基または式−O−Si(Rのトリオルガノシロキサン基から選択され、ここで、各Rは独立して1〜20個の炭素原子を含む炭化水素基から選択される;各Yは独立してヒドロキシ基または加水分解性基、好ましくはオキシム基またはアルコキシ基から選択される;およびkは0、1、または2であり;eは0、1、または2であり、dは0、1、2、または3であり、ここでdおよびeは両方とも0ではなく、kは0または1〜19の整数であり、kが0の場合、dは0ではない。
式(IV)の化合物は、第1級、第2級、または第3級アミノ基、メルカプト基、エポキシ基、カルボキシル基、ビニル基、イソシアネート基、イソシアヌレート基、ハロゲンなどを含むがこれらに限定されない、さらなる官能基を含有してもよい。
これらのカップリング剤の具体例としては、限定されないが、イソシアネート基含有シラン、例えばガンマ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、ガンマ-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ガンマ-イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、ガンマ-イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、(イソシアネートメチル)トリメトキシシラン、(イソシアネートメチル)メチルジメトキシシラン、(イソシアネートメチル)トリエトキシシラン、および(イソシアネートメチル)ジエトキシメチルシランなど;アミノ基含有シラン、例えばガンマ-アミノプロピルトリメトキシシラン、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イソプロポキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、ガンマ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、ガンマ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、ガンマ−(6−アミノヘキシル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(N−エチルアミノ)−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ベンジル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビニルベンジル−ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルジエトキシメチルシラン、N−フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、(2−アミノエチル)アミノメチルトリメトキシシランおよびN,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン;N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンなどのケチミンタイプのシラン;ガンマ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ガンマ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、ガンマ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ガンマ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシランなどのメルカプト基含有シラン;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−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ガンマ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ベータ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)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)エチルトリエトキシシランなどのエポキシ基含有シラン;ベータ−カルボキシエチルトリエトキシシラン、ベータ−カルボキシエチルフェニルビス(2−メトキシエトキシ)シラン、N−ベータ−(カルボキシメチル)アミノエチル−ガンマ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのカルボキシシラン;ビニルタイプの不飽和基を含有するシラン、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、ガンマ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、ガンマ−アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、およびメタクリロイルオキシメチルトリメトキシシラン;ガンマ−クロロプロピルトリメトキシシランなどのハロゲン含有シラン;トリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレートなどのイソシアヌレートシランなどが挙げられる。また、上記シランの部分縮合物または反応生成物を用いてもよい。ビス(トリメチルシリル)アミン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス[(3−トリエトキシシリル)プロピル]アミン、ビス[(3−トリメトキシシリル)プロピル]アミン、アミノプロピルメチルジエトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−[2−(2−アミノエチルアミノ)エチルアミノ]プロピルトリメトキシシラン、フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−(N−フェニルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−ピペラジニルプロピルメチルジメトキシシラン、3−(N,N−ジメチルアミノプロピル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、および上記の化合物の2つ以上の組み合わせからなる群から選択されるアミノシランは、本発明の範囲内で特に好ましい。
追加の官能基を含まない式(IV)の化合物の例には、テトラアルコキシシラン(テトラアルキルシリケート)、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、エトキシトリメトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、メトキシトリエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ-イソプロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ-イソブトキシシラン、テトラ-t-ブトキシシラン;トリアルコキシシラン、例えばメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランなど;ジアルコキシシラン、例えばジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、およびジフェニルジメトキシシラン;モノアルコキシシラン、例えばトリメチルメトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン;アルキルイソプロペノキシシラン、例えばジメチルジイソプロペノキシシラン、メチルトリイソプロペノキシシラン;およびこれらのシランの部分的に加水分解された縮合物が含まれる。
硬化性組成物はまた、本発明による上記のシリル化ポリウレタンに加えて、補助剤および添加剤、例えば触媒、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、充填剤、反応性希釈剤、乾燥剤、接着促進剤、UV安定剤、殺菌剤、難燃剤、レオロジー調整剤、着色顔料、カラーペーストなどを含有してよい。
「可塑剤」は、組成物の粘度を低下させる物質、したがって加工性を促進する物質として理解される。親水性可塑剤は、吸湿を改善し、低温での反応性を改善する働きをする。可塑剤として適切なものは、例えば、アジピン酸エステル、アゼライン酸エステル、安息香酸エステル、酪酸エステル、酢酸エステル;約8〜約44個の炭素原子を有する高級脂肪酸のエステル、OH基を有するまたはエポキシ化された脂肪酸のエステル、脂肪酸エステルおよび脂肪、グリコール酸エステル、
リン酸エステル、1〜12個の炭素原子を含有する直鎖状または分枝状アルコールのフタル酸エステル、プロピオン酸エステル、セバシン酸エステル、スルホン酸エステル、チオ酪酸エステル、トリメリット酸エステル、クエン酸エステル、およびニトロセルロースおよびポリ酢酸ビニルに基づくエステル、ならびにそれらの2つ以上の混合物である。アジピン酸モノオクチルエステルと2−エチルヘキサノールの非対称エステル(Edenol DOA、Cognis Deutschland GmbH、デュッセルドルフ)が特に適している。
可塑剤は、組成物の総重量に基づいて、0〜40重量%、好ましくは0〜20重量%で前記組成物にさらに使用し得る。
本発明の目的のための「安定剤」は、酸化防止剤、UV安定剤、または加水分解安定剤として理解されるべきである。それらの例は、市販の通常の立体障害フェノールおよび/またはチオエーテルおよび/または置換ベンゾトリアゾールおよび/またはヒンダードアミン光安定剤(HALS)タイプのアミンである。本発明の文脈では、シリル基を有し、架橋時または硬化時に最終生成物に組み込まれるUV安定剤を使用することが好ましい。製品Lowilite 75、Lowilite 77(Great Lakes、USA)は、この目的に特に適している。ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、ベンゾエート、シアノアクリレート、アクリレート、立体障害フェノール、リン、および/または硫黄も添加し得る。
本発明による組成物は、組成物の総重量に基づいて、最大で2重量%、好ましくは1重量%の安定剤を含有し得る。さらに、本発明による組成物は、組成物の総重量に基づいて、最大で7重量%、特に5重量%の酸化防止剤をさらに含有し得る。
「難燃剤」は、有機材料の燃焼性を低下させることにより、材料への火の広がりを抑制または遅延させる化合物として理解される。一般的に使用される難燃性物質は、金属水酸化物、金属酸化物、有機酸エステルなどである。
使用できる触媒は、シラングループの加水分解性基の加水分解開裂、およびその後のSi−OH基の縮合を触媒してシロキサングループを生成できるすべての既知の化合物である(架橋反応と接着促進機能)。その例は、テトラブチルチタネートおよびテトラプロピルチタネートなどのチタネート、ジブチルスズジラウレート(DBTL)、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジエチルヘキサノエート、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジメチルマレエート、ジブチルスズジエチルマレエート、ジブチルスズジブチルマレエート、ジブチルスズジイソオクチルマレエート、ジブチルスズジトリデシルマレエート、ジブチルスズジベンジルマレエート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズジアセテート、スズオクタエート、ジオクチルスズジステアレート、ジオクチルスズジラウレート(DOTL)、ジオクチルスズジエチルマレエート、ジオクチルスズジイソオクチルマレエート、ジオクチルスズジアセテート、スズナフタノエートなどのスズカルボキシレート;ジブチルスズジメトキシド、ジブチルスズジフェノキシド、ジブチルスズジイソプロキシドなどのスズアルコキシド;ジブチルスズオキシド、ジオクチルスズオキシドなどのスズオキシド;ジブチルスズオキシドとフタル酸エステルの反応生成物、ジブチルスズビスアセチルアセトネート;アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテートなどの有機アルミニウム化合物;ジルコニウムテトラアセチルアセトネートおよびチタンテトラアセチルアセトネートなどのキレート化合物;鉛オクタノエート;オクタン酸鉛;ブチルアミン、オクチルアミン、ラウリルアミン、ジブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、オレイルアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、キシリレンジアミン、トリエチレンジアミン、グアニジン、ジフェニルグアニジン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、モルホリン、N−メチルモルホリン、2−エチル−4−メチルイミダゾール、および1,8−ジアザビシクロ−(5,4,0)−ウンデセン−7(DBU)、過剰のポリアミンと多塩基酸から得られる低分子量ポリアミド樹脂、過剰のポリアミンと、エポキシ、3−アミノプロピルトリメトキシシランおよびN−(β−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのアミノ基を有する、シラン接着促進剤との付加物などのアミン化合物またはそのカルボン酸との塩である。
触媒、好ましくはいくつかの触媒の混合物は、組成物の全重量に基づいて、0.01〜5重量%、より好ましくは0.03〜1重量%の量で使用し得る。
本発明による組成物は、さらに充填剤を含んでもよい。ここでの適切な例は、チョーク、石灰粉末、沈殿ケイ酸および/または発熱性ケイ酸、ゼオライト、ベントナイト、炭酸マグネシウム、珪藻土、アルミナ、粘土、タルク、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、砂、石英、フリント、マイカ、ガラス粉末、およびその他の粉砕鉱物である。さらに、有機充填剤、特にカーボンブラック、グラファイト、木質繊維、木粉、おがくず、セルロース、綿、パルプ、木材チップ、みじん切りわら、およびもみ殻が使用されてもよい。また、ガラス繊維、ガラスフィラメント、ポリアクリロニトリル、炭素繊維、ケブラー繊維、ポリエチレン繊維などの短繊維を添加してもよい。粉末アルミニウムも同様に充填剤として適している。
発熱性ケイ酸および/または沈殿ケイ酸は、有利には、10〜90m/gのBET表面積を有する。使用中、それらは本発明による組成物の粘度をさらに増加させることはないが、硬化した組成物の強化に寄与する。
同様に、より大きなBET表面積、有利には100〜250m/g、特に110〜170m/gを有する発熱性および/または沈殿ケイ酸を充填剤として使用することも考えられる。より大きなBET表面積により、同じ効果、例えば硬化した組成物の強化が、より低い重量分率で得られる可能性がある。したがって、他の要件に関して、本発明による組成物を改善するために、さらなる物質を使用してもよい。
さらに、鉱物殻またはプラスチック殻を有する中空球は、充填剤として適している。これらは、例えば、ガラスバブル(登録商標)の商品名で市販されている中空ガラス球であってよい。例えばExpancel(登録商標)またはDualite(登録商標)などのプラスチックをベースとする中空球は、たとえばEP 0520426 B1に記載されている。これらは無機または有機物質で構成されており、それぞれの直径は1mm以下、好ましくは500μm以下である。
用途によっては、組成物にチキソトロピーを付与する充填剤が好ましい。そのような充填剤は、レオロジー補助剤、例えば硬化ヒマシ油、脂肪酸アミド、またはPVCなどの膨潤性プラスチックとしても記載されている。それらが適切な投与装置(例えば、管)から容易に押し出されることを可能にするために、そのような組成物は、3000〜15,000mPa・s、好ましくは40,000〜80,000mPa・s、または50,000〜60,000mPa・sの粘度を有する。
充填剤は、好ましくは、組成物の総重量に基づいて、1〜80重量%の量で使用される。
適切な顔料の例は、二酸化チタン、酸化鉄またはカーボンブラックである。
本発明によれば、レベリング剤、ガス抜き剤、または消泡剤などの界面活性剤を使用してもよい。
殺菌剤などの生物活性物質も、本発明によるポリマー組成物に添加してもよい。これらの物質は、硬化したポリマー組成物の表面上またはマトリックス内の微生物の成長を阻害する。
貯蔵寿命をさらに向上させるために、乾燥剤を使用して水分浸透に関して、本発明による組成物をさらに安定化することがしばしば望ましい。反応性希釈剤を使用することにより、特定の用途のために本発明による接着剤またはシーラントの粘度を下げる必要も時折存在する。粘度が低下した接着剤またはシーラントと混和性で、バインダーと反応する少なくとも1つの基を有するすべての化合物を、反応性希釈剤として使用し得る。
以下の物質は、例えば反応性希釈剤として使用し得る:イソシアナトシラン(例:Synalox 100−50B、Dow)、カルバマトプロピルトリメトキシシラン、アルキルトリメトキシシラン、アルキルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシランおよびビニルトリメトキシシラン(VTMO Geniosil XL 10、Wacker)ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ビニルジメトキシメチルシラン(XL12、Wacker)、ビニルトリエトキシシラン(GF56、Wacker)、ビニルトリアセトキシシラン(GF62、Wacker)、イソオクチルトリメトキシシラン(IOトリメトキシ)、イソオクチルトリエトキシシラン(IOトリエトキシ、Wacker)、N−トリメトキシシリルメチル−O−メチルカルバメート(XL63、Wacker)、N−ジメトキシ(メチル)シリルメチル−O−メチルカルバメート(XL65、Wacker)、ヘキサデシルトリメトキシシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン、および前述の化合物の部分加水分解物と反応したポリアルキレングリコール。
また、反応性希釈剤として使用できるのは、株式会社カネカの以下のポリマーである:MS S203H、MS S303H、MS SAT 010およびMS SAX 350。
例えばイソシアナトシランとシナロックスグレードとの反応から誘導されるシラン変性ポリマーも同様に使用することができる。
同様に、本発明によるシリル化ポリウレタンは、それ自体既知の通常のポリマーまたはプレポリマーとの混合物で、場合により前述の反応性希釈剤、充填剤、ならびにさらなる補助剤および添加剤を同時に使用して使用することができる。「通常のポリマーまたはプレポリマー」は、この文脈では、ポリエステル、ポリオキシアルキレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、またはそれらの混合物から選択することができる。これらは、シロキサン基と反応する基を含まなくてもよいが、任意にアルコキシシリル基またはヒドロキシル基を含んでもよい。
前述の複数のシラン官能性反応性希釈剤は、同時に、組成物において乾燥および/または接着促進効果を有する。これらの反応性希釈剤は、組成物の総重量に基づいて、0.1〜15重量%、好ましくは1〜5重量%の量で使用し得る。
しかしながら、いわゆる粘着付与剤、例えば、炭化水素樹脂、フェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、レゾルシノール樹脂またはその誘導体、変性または未変性の樹脂酸または樹脂エステル(アビエチン酸誘導体)、ポリアミン、ポリアミノアミド、無水物、および無水物含有コポリマーも接着促進剤として適している。少量のポリエポキシド樹脂を添加すると、多くの基材への接着力も向上し得る。微細に粉砕された形態の分子量が700を超える固体エポキシ樹脂は、このために好ましく使用される。粘着付与剤が接着促進剤として使用される場合、それらの性質および量は、接着剤/シーラント組成物およびそれが適用される基材に依存する。典型的な粘着付与樹脂(粘着付与剤)、例えば、テルペン−フェノール樹脂または樹脂酸誘導体は、5〜20重量%の濃度で使用されてもよい。ポリアミン、ポリアミノアミド、またはフェノール樹脂またはレゾルシノール誘導体などの典型的な接着促進剤は、組成物の総重量に基づいて、0.1〜10重量%の範囲で使用してよい。
特に明記しない限り、本明細書に記載の組成物と共に提供されるすべてのパーセント値は、それぞれの場合において、問題の混合物に基づいて、重量%を指す。
本発明による硬化性組成物は、適切な分散ユニット、例えば高速ミキサーで前記成分を緊密に混合することにより、既知の方法に従って製造される。
本発明はまた、接着剤、シーラント、スプレーフォームおよび/またはコーティングとしての、本発明によるシリル化ポリウレタンを含む硬化性組成物の使用を提供する。本発明による硬化性組成物のさらなる適用分野は、プラッキング、ホールフィリング、またはスパックリング化合物としての使用である。
したがって、本発明による組成物は、プラスチック、金属、ガラス、セラミック、木材、木材ベースの材料、紙、紙ベースの材料、ゴムおよびテキスタイル、床の接着、建築要素のシール、窓、壁および床のカバー、一般的な接合用の接着に適している。これに関して、各場合の材料は、それら自体に、または述べられた材料のいずれかと接着結合されてもよい。
原則として、本発明では、本発明の文脈に記載されているすべての特徴、特に実施形態、比例範囲、成分、本発明による組成物、本発明による方法、および好ましいおよび/または特別であると確認された本発明による使用の他の特徴は、相互に排他的ではないすべての可能な組み合わせで実装することができ、好ましいおよび/または特別であると識別された特徴の組み合わせも、好ましいおよび/または特別であるとみなされる。
以下の実施例は、本発明を説明するために使用される。しかしながら、本発明はそれに限定されない。
実施例1および実施例2:
分子量約12000g/モル(OH no.=10mgKOH/g)のポリプロピレングリコール140g(12.5ミリモル)を250mlの3つ口フラスコに注ぎ、80℃で1時間真空乾燥した。真空を解除してアルゴン置換した後、DOTL触媒0.19g(0.25ミリモル)およびイソホロンジイソシアネート(IPDI)5.83g(26.3ミリモル)を添加し、反応混合物を同じ温度で1時間撹拌した。第2工程では、表1に記載されているヒドロキシル官能性シラン26.3ミリモルを添加し、80℃で3時間撹拌し続けた。記載された手順の後、サンプルを収集し、IR分光計で分析した。NCO基のバンドは観察されなかった、すなわち、すべてのNCO基が反応した。
比較例1:
実施例1および2に記載の手順を繰り返した。第2工程では、ヒドロキシル官能性シランに代えて、(3−アミノプロピル)トリメトキシシランを26.3ミリモル添加した。記載された手順の後、サンプルを収集し、IR分光計で分析した。NCO基のバンドは観察されなかった、すなわち、すべてのNCO基が反応した。
実施例3および実施例4:
分子量約12000g/モル(OH no.=10mgKOH/g)のポリプロピレングリコール140g(12.5ミリモル)を250mlの3つ口フラスコに注ぎ、80℃で1時間真空乾燥した。真空を解除し、アルゴン置換した後、DOTL触媒0.19g(0.25ミリモル)と表1に記載されているヒドロキシル官能性シラン26.3ミリモルを添加し、均一に混合した。その後、イソホロンジイソシアネート(IPDI)5.83g(26.3ミリモル)を加え、反応混合物を同じ温度で3時間撹拌した。記載された手順の後、サンプルを収集し、IR分光計で分析した。NCO基のバンドは観察されなかった、すなわち、すべてのNCO基が反応した。
比較例2:
実施例3および4に記載の手順を繰り返した。第1工程において、ヒドロキシル官能性シランに代えて、(3−アミノプロピル)トリメトキシシランを26.3ミリモル添加した。高粘度の濁った液体が形成されたが、これはシーラントまたは接着剤としてのさらなる用途には適していなかった。記載された手順の後、サンプルを収集し、IR分光計で分析した。NCO基のバンドは観察されなかった、すなわち、すべてのNCO基が反応した。
エンドキャッピング後に得られたプレポリマーの粘度を、PP25/TG撹拌プレートを使用して、ニート条件でAnton Paar MCR 302レオメーターによって25℃で測定した。
Figure 2021505740

Claims (15)

  1. a)1,000〜50,000g/モルの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオール;
    b)少なくとも1つのポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネート、および
    c)一般式(I)の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシラン:
    Figure 2021505740
    ここで、
    は、水素および1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基からなる群から選択される;
    およびRは、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;
    は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;
    は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;
    およびRは、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;および
    nは1、2または3である
    を反応させることにより得られる、シリル化ポリウレタン。
  2. イソシアネートに対して単官能性である、好ましくはモノアルコール、モノメルカプタン、モノアミン、およびそれらの混合物からなる群から選択される、少なくとも1つの化合物、および/またはモノイソシアネートがシリル化ポリウレタンの調製において添加された、請求項1に記載のシリル化ポリウレタン。
  3. 前記ポリオールはポリエーテルポリオールである、請求項1または2に記載のシリル化ポリウレタン。
  4. は、水素またはC−Cアルキル基から選択される、好ましくは水素である、請求項1〜3のいずれかに記載のシリル化ポリウレタン。
  5. およびRは、互いに独立して、直鎖状または分枝状の、置換または非置換C−C20アルキル基またはC−C18アリール基、好ましくはC−Cアルキル基、より好ましくはメチル、エチル、またはn−プロピル基から選択され、nは2または3、好ましくは3である、請求項1〜4のいずれかに記載のシリル化ポリウレタン。
  6. およびRは、互いに独立して、直鎖状または分枝状の、置換または非置換C−C20アルキレン基、好ましくはC−Cアルキレン基、より好ましくはメチレン、エチレン、1,3−プロピレン、2−メチル−1,3−プロピレン、1,4−ブチレン、3−メチル−1,4−ブチレン、または3,3−ジメチル−1,4−ブチレン基から選択される、請求項1〜5のいずれかに記載のシリル化ポリウレタン。
  7. およびRは、互いに独立して、直鎖状または分枝状の、置換または非置換C−C20アルキル、アルケニル、またはアルキニル、またはC−C18アリール基、好ましくはC−Cアルキルまたはアルケニル基から選択される、請求項1〜6のいずれかに記載のシリル化ポリウレタン。
  8. 一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランは、少なくとも1つの二置換ラクトン化合物と少なくとも1つの第一級または第二級アミノ基を有する少なくとも1つのアミノシランとを反応させることにより得られる、請求項1〜7のいずれかに記載のシリル化ポリウレタン。
  9. 前記二置換ラクトン化合物は一般式(II):
    Figure 2021505740
    を有し、前記アミノシランは一般式(III):
    Figure 2021505740
    ここで、R〜Rおよびnは、上記一般式(I)について定義されたものと同じである、
    を有する、請求項8に記載のシリル化ポリウレタン。
  10. 前記シリル化ポリウレタンは、
    (a)1,000〜50,000g/モルの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオールと、少なくとも1つのポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートとを、前記ポリオールのOH基に対して前記ポリイソシアネートのNCO基を化学量論的に過剰に反応させて、NCO−末端ポリウレタンプレポリマーを形成する工程;
    (b)前記NCO−末端ポリウレタンプレポリマーと、一般式(I):
    Figure 2021505740
    ここで、R〜Rおよびnは、上記一般式(I)について定義されたものと同じである
    の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランとを反応させる工程
    により得られる、請求項1〜9のいずれかに記載のシリル化ポリウレタン。
  11. 前記シリル化ポリウレタンは、
    (a)1,000〜50,000g/モルの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオールと、ここで定義される一般式(I):
    Figure 2021505740
    の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランとを、前記ポリオールのOH基に対して、一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランのOH基を化学量論的に過剰な状態で混合する工程;および
    (b)工程(a)で得られた混合物と、少なくとも1つのポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートとを、ポリオールおよび一般式(I)の第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシランのOH基に対して、ポリイソシアネートのNCO基を化学量論的に過剰に反応させる工程
    により得られる、請求項1〜9のいずれかに記載のシリル化ポリウレタン。
  12. a)1,000〜50,000g/モルの数平均分子量を有する少なくとも1つのポリオール;
    b)少なくとも1つのポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネート、および
    c)一般式(I):
    Figure 2021505740
    ここで、
    は、水素および1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基からなる群から選択される;
    およびRは、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;
    は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;
    は、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;
    およびRは、同一または異なり、互いに独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状の、置換または非置換炭化水素基から選択される;および
    nは1、2または3である、
    の少なくとも1つの第三級ヒドロキシル官能性アルコキシシラン
    を反応させることによる、シリル化ポリウレタンの製造方法。
  13. 請求項1〜11のいずれかに記載のシリル化ポリウレタン、または請求項12に記載の方法によって得られるシリル化ポリウレタンを含む、硬化性組成物。
  14. 請求項13に記載の硬化性組成物を含む、接着剤、シーラント、スプレーフォームおよび/またはコーティング。
  15. 接着剤、シーラント、スプレーフォームおよび/またはコーティングとしての、請求項13に記載の硬化性組成物の使用。
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