JP2021518460A - ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンコポリマーを含有するホットメルト接着剤組成物ならびにその調製方法および使用方法 - Google Patents

ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンコポリマーを含有するホットメルト接着剤組成物ならびにその調製方法および使用方法 Download PDF

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Abstract

ホットメルト接着剤組成物は、ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー、ポリジオルガノシロキサン、およびポリオルガノシリケート樹脂を含む。ホットメルト接着剤組成物は、電子デバイス組立工程において有用である。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第119条(e)に基づき、共に2018年3月19日に出願された、米国仮特許出願第62/644826号および米国仮特許出願第62/644852号の利益を主張する。米国仮特許出願第62/644826号および米国仮特許出願第62/644852号は、共に参照により本明細書に組み入れられる。
ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、ポリオルガノシロキサンホットメルト接着剤組成物に含めることができる。そのホットメルト接着剤組成物は、冷却、硬化、またはその両方によって固まらせ、接着剤および/またはシーラントを形成し得る。ホットメルト接着剤組成物は、電子デバイス組立工程で有用である。
従来のポリオルガノシロキサンホットメルト接着剤組成物は、ある特定の用途に対して不十分なグリーン強度および耐クリープ性を有するという欠点を抱えている。グリーン強度を向上させるために、炭化水素ワックスが添加されてきた。しかしながら、そのような炭化水素ワックスを含有するポリオルガノシロキサンホットメルト接着剤組成物には、グリーン強度が不十分であるという欠点があり得、そのような炭化水素ワックスの添加は耐クリープ性を十分に改善しない。
電子デバイス組立工程などの組立工程の生産性を高めるために、分配時に比較的低い溶融粘度を有し、冷却時にグリーン強度を迅速に構築するホットメルト接着剤組成物に対する業界のニーズがある。
ホットメルト接着剤組成物は、(A)ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー(コポリマー)、(B)ポリジオルガノシロキサン、および(C)ポリオルガノシリケート樹脂を含む。本明細書では、ホットメルト接着剤組成物の調製方法、および組立工程におけるホットメルト接着剤組成物の使用方法も提供する。
ホットメルト接着剤組成物は、(A)ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー、(B)ポリジオルガノシロキサン、および(C)ポリオルガノシリケート樹脂を含む。ホットメルト接着剤組成物は、例えば硬化させずに、冷却することにより固まらせてもよい。あるいは、ホットメルト接着剤組成物は、例えば、ヒドロシリル化反応によって、縮合反応によって、またはそれらの組み合わせによって、反応性であり得る。反応性ホットメルト接着剤組成物は、冷却および硬化により固まる。ホットメルト接着剤組成物は、(D)触媒、(E)架橋剤、(F)阻害剤、(G)ビヒクル、(H)水分捕捉剤、(I)充填剤、(J)着色剤、(K)蛍光増白剤、(L)腐食防止剤、(M)熱安定剤、ならびに(E)、(F)、(G)、(H)、(I)、(J)、(K)、(L)、および(M)のうちの2つ以上の組み合わせ、からなる群から選択される1つ以上の追加の出発材料をさらに含み得る、すなわち、からなる群から選択される追加の出発材料をさらに含み得る。ホットメルト接着剤組成物が反応性である場合、ホットメルト接着剤組成物は、典型的には、(A)ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー、(B)ポリジオルガノシロキサン、および(C)ポリオルガノシリケート樹脂に加えて、(D)触媒および(E)架橋剤を含む。ホットメルト接着剤組成物が反応性である場合、(A)ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー、(B)ポリジオルガノシロキサン、および(C)ポリオルガノシリケート樹脂のうちの少なくとも1つは反応性置換基を有する。(E)架橋剤が存在する場合、(A)ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー、(B)ポリジオルガノシロキサン、および(C)ポリオルガノシリケート樹脂のうちの少なくとも1つは、(E)架橋剤上の反応性置換基と反応することができる反応性置換基を有する。(E)架橋剤が反応性ホットメルト接着剤組成物中に存在しない場合、(A)ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー、(B)ポリジオルガノシロキサン、および(C)ポリオルガノシリケート樹脂のうちの少なくとも2つは、反応性置換基を有する。あるいは、出発材料(A)、(B)、および(C)の全ては、反応性ホットメルト接着剤組成物中に反応性置換基を有し得る。
(A)ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー
出発材料(A)は、ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーである。ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月19日に出願された同時係属中の米国特許出願第62/644826号に記載のように調製することができる。ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは:
1)
A)1分子当たり1〜2個の終端シリル基を有するポリオレフィンであって、終端シリル基は、式
Figure 2021518460
を有し、式中、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、下付き文字aは、1または2である、ポリオレフィン(シリル終端ポリオレフィン)と、
B)ケイ素結合水素原子と反応することができる(Rについて本明細書に記載される)1〜2個の加水分解性置換基を有する実質的に線状のポリジオルガノシロキサンと、
C)ルイス酸触媒と、を含む出発材料を組み合わせることを含む方法によって、調製され得る。
出発材料は、D)溶媒、E)少なくとも1個のケイ素結合水素原子を有するアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物、およびD)とE)の両方、からなる群から選択される1つ以上の追加の出発材料を、任意選択でさらに含んでもよい。
ステップ1)は、50℃〜200℃、代替として100℃〜120℃の温度で周囲圧力での混合などの任意の便利な手段によって実行され得る。ステップ1)は、溶液処理(すなわち、他の出発材料をD)溶媒に溶解および/もしくは分散させて加熱する)、または溶融押出し(例えば、処理中に溶媒を使用しない場合、もしくは溶媒を除去する場合)などの任意の便利な手段で実行され得る。
この方法は、1つまたは複数の追加のステップを任意選択でさらに含んでもよい。例えば、この方法は、2)ステップ1)の後にポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを回収することをさらに含んでもよい。回収は、ストリッピングおよび/または蒸留などの任意の便利な手段によって、不要な材料、例えば触媒、副生成物、および/または未反応出発材料に対して行うことができる。代替として、回収は、非溶媒中のポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーの沈殿により行うことができ、それにより任意選択で水洗により不要な材料を除去することができる。
A)シリル終端ポリオレフィン
出発材料A)は、1分子当たり1〜2個の終端シリル基を有するポリオレフィン(シリル終端ポリオレフィン)である。終端シリル基は、式(A1):
Figure 2021518460
を有し、式中、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各下付き文字aは、独立して、1または2である。Rの好適な一価ヒドロカルビル基は、1〜20個の炭素原子、代替として1〜12個の炭素原子、代替として1〜8個の炭素原子、代替として1〜4個の炭素原子、代替として1〜2個の炭素原子を有してもよい。代替として、Rのヒドロカルビル基は、アルキル基、アルケニル基およびアリール基からなる群から選択されてもよく、代替としてアルキルおよびアリールからなる群から選択されてもよく;代替としてアルキルであってもよい。アルキル基は、メチル、エチル、プロピル(例えば、イソ−プロピルおよび/またはn−プロピル)、ブチル(例えば、イソブチル、n−ブチル、tert−ブチル、および/またはsec−ブチル)、ペンチル(例えば、イソペンチル、ネオペンチル、および/またはtert−ペンチル)、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、およびデシル、ならびにシクロペンチルおよびシクロヘキシルなどのシクロアルキル基を含む6個以上の炭素原子の分岐飽和一価ヒドロカルビル基によって例示される。アルケニル基は、ビニル、アリル、ブテニル(n−ブテニル、イソブテニルおよびt−ブテニルを含む)、ならびにヘキセニル(それらの直鎖および分岐異性体を含む)によって例示されるが、これらに限定されない。アリール基は、シクロペンタジエニル、フェニル、トリル、キシリル、アントラセニル、ベンジル、1−フェニルエチル、2−フェニルエチル、およびナフチルによって例示される。単環式アリール基は、5〜9個の炭素原子、代替として6〜7個の炭素原子、および代替として5〜6個の炭素原子を有してもよい。多環式アリール基は、10〜17個の炭素原子、代替として10〜14個の炭素原子、および代替として12〜14個の炭素原子を有してもよい。代替として、各Rは、アルキルおよびアリール、代替としてメチルおよびフェニルからなる群から独立して選択され得る。代替として、各Rは、メチルであってもよい。
代替として、シリル終端ポリオレフィンは、単位式(A2):
Figure 2021518460
を有し、式中、下付き文字aおよびRは、上記の通りであり、下付き文字fは、0〜1であり、下付き文字tおよびuは、0<t≦1、0≦u≦1であるような相対値を有し、下付き文字gは、1以上であり、各Retは、エチレン単位を表し、各Rは、エチレン以外のオレフィン単位を表す。Rは、アルファ−オレフィンまたは環状オレフィンであってもよい。アルファ−オレフィンの例は、以下に記載し、エチレン、プロピレン、およびオクテンが挙げられる。環状オレフィンの例は、以下に記載し、エチリデンノルボルネン、ノルボルネン、ビニルノルボルネン、シクロヘキセン、およびシクロペンテンが挙げられる。代替として、下付き文字gは、1〜500、代替として10〜400、代替として18〜360であってもよい。代替として、下付き文字gは、シリル終端ポリオレフィンに500〜50,000g/mol、代替として500〜10,000g/molのMnを与えるのに十分な値を有し得る。
代替として、シリル終端ポリオレフィンは、単位式(A3):
Figure 2021518460
を有し、式中、下付き文字a、f、g、tおよびu、ならびにRは、上記の通りである。各Rは、独立して、2〜20個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基である。Rの一価ヒドロカルビル基は、アルキル、アルケニルまたはアリール、代替としてアルキルであってもよい。代替として、Rは、2〜12個の炭素原子、および代替として2〜6個の炭素原子のアルキル基であってもよい。代替として、各Rは、ヘキシル基である。
出発材料A)であるシリル終端ポリオレフィンは、1分子当たり1個の終端シリル基を有してもよい(すなわち、下付き文字f=1)。ポリマー鎖の一端にシリル基を有するこのシリル終端ポリオレフィンの例は、ジメチル、水素シリル終端ポリエチレン;ジメチル、水素シリル終端ポリ(エチレン/オクテン)コポリマー;メチル、ジ水素シリル終端ポリエチレン;メチル、ジ水素シリル終端ポリ(エチレン/オクテン)コポリマー;ジフェニル水素シリル終端ポリエチレン;ジフェニル水素シリル終端ポリ(エチレン/オクテン)コポリマー;フェニルジ水素シリル終端ポリエチレン;フェニルジ水素シリル終端ポリ(エチレン/オクテン)コポリマー;クロロフェニル水素シリル終端ポリエチレン;またはクロロフェニル水素シリル終端ポリ(エチレン/オクテン)コポリマーを含む。このシリル終端ポリオレフィンは、共に参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月19日に出願された同時係属中の米国特許出願第62/644635号、および2018年3月19日に出願された米国特許出願第62/644624号に記載されているプロセスによって調製することができる。
1分子当たり1個の終端シリル基を有するシリル終端ポリオレフィンは、1)a)ポリメリル金属、任意選択でb)窒素含有ヘテロ環、およびc)ハロシランを含む出発材料を組み合わせ、それによりシリル終端ポリオレフィンを含む生成物を形成することを含むプロセスによって調製され得る。出発材料は、任選択でd)溶媒をさらに含んでもよい。プロセスは、任意選択で、2)生成物を水で洗浄すること、および3)生成物を回収することから選択される1つまたは複数の追加のステップをさらに含んでもよい。a)ポリメリル金属は、i)オレフィンモノマー、ii)触媒、およびiii)式R M(式中、Mは、元素周期表の1族、2族、12族または13族からの金属原子であり、各Rは、独立して、1〜20個の炭素原子の1価ヒドロカルビル基であり、下付き文字Nは、1からMに選択された金属の最大原子価である)のチェーンシャトリング剤を含む出発材料を組み合わせることを含むプロセスによって調製され得る。ある特定の実施形態において、Mは、カルシウム(Ca)、マグネシウムおよび亜鉛(Zn)を含むがこれらに限定されない二価金属であってもよく、この実施形態では、下付き文字N=2である。ある特定の実施形態において、Mは、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、およびガリウム(Ga)を含むがこれらに限定されない三価金属であってもよく、この実施形態では、下付き文字N=3である。代替として、Mは、ZnまたはAlのいずれかであってもよく、代替として、Znであってもよい。1〜20個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基は、(本明細書で定義されるような)アルキル基であってもよく、代替として、エチル、プロピル、オクチル、およびそれらの組み合わせにより例示される。適切なオレフィンモノマーは、例えば、米国特許第7,858,706号の欄16、5〜36行目および米国特許第8,053,529号の欄12、7〜41行目に開示されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。適切なオレフィンモノマーの例は、2〜30個の炭素原子、代替として2〜20個の炭素原子の直鎖または分枝鎖アルファ−オレフィン、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、および1−エイコセン;3〜30個、代替として3〜20個の炭素原子のシクロオレフィン、例えばシクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネン、テトラシクロドデセン、および2−メチル−1,4,5,8−ジメタノ−1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロナフタレンを含む。代替として、出発材料i)は、エチレンと、任意選択で、プロピレンまたは1−オクテンなどのエチレン以外の1種以上のオレフィンモノマーとを含んでもよい。代替として、オレフィンモノマーは、エチレンおよび1−オクテンであってもよい。代替として、オレフィンモノマーは、エチレンであってもよい。適切な触媒(および任意選択の共触媒)は、例えば、米国特許第7,858,706号の欄19、45行目から欄51、29行目、および米国特許第8,053,529号の欄16、37行目から欄48、17行目に開示されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。好適なチェーンシャトリング剤としては、トリアルキルアルミニウムおよびジアルキル亜鉛化合物、例えばトリエチルアルミニウム、トリ(イソプロピル)アルミニウム、トリ(イソブチル)アルミニウム、トリ(n−ヘキシル)アルミニウム、トリ(n−オクチル)アルミニウム、トリエチルガリウム、およびジエチル亜鉛が挙げられる。好適なチェーンシャトリング剤は、米国特許第7,858,706号の欄16、37行目から欄19、44行目および米国特許第8,053,529号の欄12、49行目から欄14、40行目に開示されており、それらは参照により本明細書に組み込まれる。
シリル終端ポリオレフィンを調製するのに有用なポリメリル金属は、Arriolaらへの米国特許第7,858,706号の欄52、2行目から欄57、21行目、およびCarnahanらへの米国特許第8,053,529号に開示されているような既知のプロセス条件および装置を使用して調製され得る。
例えば、ポリメリル金属がポリメリル−亜鉛であり、ハロシランがクロロシランである場合、任意選択の窒素含有複素環が付加され得る。任意選択の窒素含有複素環は、
Figure 2021518460
ならびにb1)、b2)およびb3)の2つ以上の混合物からなる群から選択される一般式を有していてもよく、式b1),b2),およびb3)中、Rは、一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Rは、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、Dは、アミノ官能性ヒドロカルビル基または式−NR11 基であり、式中、各R11は、一価ヒドロカルビル基であり、R13は、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、R14は、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、R15は、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、R16は、水素原子または一価ヒドロカルビル基であり、R17は、水素原子または一価ヒドロカルビル基である。R〜R17の好適なヒドロカルビル基は、1〜12個の炭素原子、代替として1〜8個の炭素原子、代替として1〜4個の炭素原子、および代替として1〜2個の炭素原子を有していてもよい。代替として、R〜R17のヒドロカルビル基は、アルキル基であってもよい。アルキル基は、メチル、エチル、プロピル(その分岐および直鎖異性体を含む)、ブチル(その分岐および直鎖異性体を含む)、およびヘキシルによって;代替としてメチルによって例示される。代替として、各R〜R10は、水素およびメチルからなる群から選択してもよい。代替として、各R13〜R17は、水素であってもよい。プロセスにおいて塩基性添加剤として使用される窒素含有複素環は、
Figure 2021518460
ピリジンN−オキシド、ならびにb4)、b5)およびb6)の2つ以上の混合物からなる群から選択され得る。
窒素含有複素環が使用される場合、得られた生成物は、例えば、本明細書に記載のポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するための方法において、シリル終端ポリオレフィンを使用する前に水洗により窒素含有複素環を除去することにより回収され得る。
ハロシランは、式H12 SiX(4−J−K)を有していてもよく、式中、各R12は、独立して、水素および1〜18個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基から選択され、各Xは、独立して、ハロゲン原子であり、下付き文字Jは、1〜3であり、下付き文字Kは、0〜2であり、ただし数量(J+K)≦3である。好適なハロシランの例は、ジハロシラン、例えばメチル水素ジクロロシラン、メチル水素ジヨードシラン、メチル水素クロロヨードシラン、エチル水素ジクロロシラン、エチル水素ジブロモシラン、エチル水素ジヨードシラン、エチル水素クロロヨードシラン、プロピル水素ジクロロシラン、プロピル水素ジブロモシラン、プロピル水素ジヨードシラン、プロピル水素クロロヨードシラン、フェニル水素ジクロロシラン、フェニル水素ジヨードシラン、フェニル水素ジブロモシラン、およびそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。適切なハロシランの例は、モノハロシラン、例えばジメチル水素クロロシラン、ジメチル水素ブロモシラン、ジメチル水素ヨードシラン、ジエチル水素クロロシラン、ジエチル水素ヨードシラン、ジプロピル水素クロロシラン、ジプロピル水素ブロモシラン、ジプロピル水素ヨードシラン、ジフェニル水素クロロシラン、ジフェニル水素ヨードシラン、ジフェニル水素ブロモシラン、およびそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。代替として、ハロシランは、c1)ジメチル水素クロロシラン、c2)ジフェニル水素クロロシラン、c3)フェニルジ水素クロロシラン、c4)フェニル水素ジクロロシラン、c5)ジメチル水素ヨードシラン、ならびにc1)、c2)、c3)、c4)およびc5)の2つ以上の混合物からなる群から選択され得る。
出発材料(d)溶媒は、シリル終端ポリオレフィンを作製するためのプロセスのステップ1)で任意選択で使用されてもよい。溶媒は、芳香族溶媒またはイソパラフィン系炭化水素溶媒などの炭化水素溶媒であってもよい。好適な溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ベンゼン、トルエン、キシレン、Isopar(商標)E、Isopar(商標)G、Isopar(商標)H、Isopar(商標)L、Isopar(商標)Mを含むがそれらに限定されないイソパラフィン系流体、Exxsol(商標)Dまたは異性体を含むがそれらに限定されない脱芳香族流体、およびそれらの2つ以上の混合物の群から選択される、非極性脂肪族または芳香族炭化水素溶媒が挙げられるが、それらに限定されない。代替として、溶媒は、トルエンおよび/またはIsopar(商標)Eであってもよい。
代替として、出発材料A)であるシリル終端ポリオレフィンは、1分子当たり2個のシリル終端基を有し得る(すなわち、下付き文字f=0である式(A2)および(A3)において、シリル終端ポリオレフィンはテレケリックである)。そのようなテレケリックシリル終端ポリオレフィンは、参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月19日に出願された同時係属中の米国特許出願シリアル番号62/644808に開示されているような方法によって調製され得る。テレケリックシリル終端ポリオレフィンは、例えば、1)a’)ケイ素終端有機金属およびc)ハロシラン(上記の通り)を含む出発材料を組み合わせ、それによりシリル終端ポリオレフィンを含む生成物を得ることを含むプロセスによって調製され得る。さらなる実施形態において、このプロセスの出発材料は、b)窒素含有複素環(上記の通り)をさらに含んでもよい。このプロセスの出発材料は、任意選択でd)溶媒(上記の通り)をさらに含んでもよい。
プロセスは、任意選択で、1つまたは複数の追加のステップをさらに含んでもよい。例えば、プロセスは、2)テレケリックシリル終端ポリオレフィンを回収することをさらに含んでもよい。回収は、沈殿および濾過などの任意の適切な手段によって、任意選択で水洗を伴って実行され、それによって不要な材料が除去さえ得る。
各出発材料の量は、各出発材料の特定の選択を含む様々な要因に依存する。しかしながら、ある特定の実施形態において、出発材料a’)のモル当量当たり、モル過剰の出発材料c)が使用されてもよい。例えば、出発材料c)の量は、出発材料a’)のモル当量当たり2〜3モル当量であってもよい。出発材料b)が使用される場合、出発材料b)の量は、出発材料a’)のモル当量当たり2モル当量であってもよい。
d)溶媒の量は、出発材料a’)、c)、および存在する場合はb)の選択を含む様々な要因に依存する。しかしながら、d)溶媒の量は、ステップ1)で使用されるすべての出発材料の合計重量に基づいて65%〜95%であってもよい。
出発材料a’)は、式(II)または(III):
Figure 2021518460
を有するケイ素終端有機金属であってもよく、式中、
MAは、Zn、Mg、およびCaからなる群から選択される二価金属であり;
MBは、Al、B、およびGaからなる文から選択される三価金属であり;
各Zは、独立して選択された1〜20個の炭素原子の二価ヒドロカルビル基であり、
mは、1〜100,000の数であり、
各Jは、独立して、水素原子または1〜20個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基であり、
各R、R、およびRは、独立して、水素原子、1〜10個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基、ビニル基、アルコキシ基、またはM、DおよびT単位:
Figure 2021518460
から選択される1つ以上のシロキシ単位からなる群から選択され、式中、各Rは、独立して、水素原子、1〜10個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基、または環状、ビニル基、もしくはアルコキシ基であり、
、R、およびRの2つまたは3つ全てが、それぞれ独立してDおよびT単位から選択される1つ以上のシロキシ単位である場合、R、R、およびRの2つまたは3つ全てが、任意選択で互いに結合して環構造を形成してもよい。
ある特定の実施形態において、式(II)および(III)の下付き文字mは、1〜75,000、1〜50,000、1〜25,000、1〜10,000、1〜5,000、1〜2,500、および/または1〜1,000の数である。
式(II)のある特定の実施形態において、MAはZnである。式(III)のある特定の実施形態において、MBはAlである。式(II)のさらなる実施形態において、Jはエチル基である。式(III)のさらなる実施形態において、Jは水素原子である。
このプロセスの前に、ケイ素終端有機金属は、共に参照により本明細書に組み込まれる、2018年3月19日に出願された同時係属中の米国特許出願番号62/644654および62/644664の開示に従って調製され得る。
例えば、ある特定の実施形態において、ケイ素終端有機金属は、(a)ビニル終端ケイ素系化合物、(b)チェーンシャトリング剤、(c)プロ触媒、(d)活性剤、(e)任意選択の溶媒、および(f)任意選択のスカベンジャーを含む出発材料を組み合わせ、それによりケイ素終端有機金属を含む生成物を得ることを含むプロセスによって調製され得る。
代替として、ケイ素終端有機金属は、高温で出発材料を組み合わせることを含むプロセスによって調製されてもよく、出発材料は、(a)ビニル終端ケイ素系化合物、(b)チェーンシャトリング剤、および任意選択で(e)溶媒を含む。このプロセスは、60℃〜200℃、代替として80℃〜180℃、および代替として100℃〜150℃の温度で行ってもよい。このプロセスは、30分から200時間の期間にわたって行われてもよい。
ある特定の実施形態において、(a)ビニル終端ケイ素系化合物は、式(IV):
Figure 2021518460
(式中、Z、R、R、およびRは、上述した通りである)を有し得る。
ある特定の実施形態において、(b)チェーンシャトリング剤は、式R Mを有していてもよく、式中、R、M、および下付き文字Nは、上記の通りである。
ある特定の実施形態において、(c)プロ触媒は、活性剤と組み合わされた場合、不飽和モノマーの重合が可能な任意の化合物または化合物の組み合わせであってもよい。適切なプロ触媒は、WO2005/090426、WO2005/090427、WO2007/035485、WO2009/012215、WO2014/105411、WO2017/173080、米国特許出願公開第2006/0199930号、第2007/0167578号、第2008/0311812号、ならびに米国特許第7,355,089B2号、第8,058,373B2号および第8,785,554B2号に開示されているものを含むが、これらに限定されない。窒素含有複素環およびハロシランは、1分子当たり1個の終端シリル基を有するシリル終端ポリオレフィンを作製するために使用される出発材料b)およびc)について上述した通りである。
ある特定の実施形態において、(d)活性化剤は、プロ触媒を活性化して活性触媒組成物または系を形成することができる任意の化合物または化合物の組み合わせであってもよい。好適な活性剤としては、ブレンステッド酸、ルイス酸、カルボカチオン種、または当技術分野で知られている任意の活性剤、例えば、WO2005/090427および米国特許第8,501,885B2号に開示されているもの、が挙げられるが、それらに限定されない。例示的実施形態において、共触媒は、[(C16−1833−37CHNH]テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート塩である。
ある特定の実施形態において、(e)任意選択の溶媒は、出発材料(d)として上に開示されるか、または以下に記載されるような任意の溶媒であってもよい。
さらなる実施形態において、上記のプロセスによって調製されたケイ素終端有機金属の後に、後続の重合ステップが行われてもよい。具体的には、上記のプロセスによって調製されたケイ素終端有機金属は、米国特許第7,858,706号および米国特許第8,053,529号に開示されているものを含むがこれらに限定されない、当技術分野で知られている重合プロセス条件下で少なくとも1つのオレフィンモノマー、本明細書で定義されるプロ触媒、本明細書で定義される活性剤、ならびに溶媒および/またはスカベンジャーなどの任意選択の材料と組み合わせることができる。そのような重合ステップは、本質的に、式(I)の下付き文字nならびに式(II)および(III)の下付き文字mを増加させる。重合ステップでの使用に適したオレフィンモノマーの例は、上記の通りである。
以下で説明されるように、ケイ素終端有機金属はまた、6−ブロモ−1−ヘキセン、THF、およびクロロジメチルシランを含む出発材料を組み合わせてヘキサ−5−エン−1−イルジメチルシランを形成し、続いてヘキサ−5−エン−1−イルジメチルシラン、トリエチルボラン、ボラン−ジメチルスルフィド錯体、およびジエチル亜鉛を組み合わせて、ケイ素終端有機金属を形成することにより調製され得る。
代替として、ケイ素終端有機金属は、適切な出発材料、すなわちオレフィンモノマー、触媒、チェーンシャトリング剤、触媒、プロ触媒、活性剤、および溶媒(その適切な例は本明細書に記載されている)を変えることにより、以下の参考例Hに記載されるようなプロセスを使用するバッチ反応器で調製され得る。出発材料を組み合わせるステップ1)は、周囲圧力で50℃〜200℃、代替として100℃〜120℃の温度で混合するなどの任意の適切な手段によって実行され得る。加熱は、不活性な乾燥条件下で行うことができる。ある特定の実施形態において、出発材料を組み合わせるステップ1)は、30分〜20時間、代替として1時間〜10時間の期間行うことができる。さらなる実施形態において、出発材料を組み合わせるステップ1)は、溶液処理(すなわち、(d)溶媒中の出発材料の溶解および/もしくは分散ならびに加熱)、または溶融押出し(例えば、(d)溶媒が使用されない、もしくは処理中に除去される場合)により行うことができる。
次いで、出発材料(a’)について上記のように調製されたケイ素終端有機金属は、上記のような(c)ハロシラン、および任意選択で(b)窒素含有複素環、および/または(d)溶媒と組み合わされ、それによりテレケリックシリル終端ポリオレフィンが生成させ得る。
代替として、シリル終端ポリオレフィンは、溶液重合プロセスで調製されてもよく、ポリオレフィンポリマーは、a)i)オレフィンモノマー、ii)触媒、およびiii)上記のチェーンシャトリング剤を組み合わせて、iv)ポリメリル金属を調製することと、b)iv)ポリメリル金属、v)ハロシラン、および任意選択でv)窒素含有複素環を組み合わせることと、を含む方法によって作製され、ステップa)およびb)は溶液中で実行される。溶液中では、得られたシリル終端ポリオレフィンは、反応混合物の総重量の10%〜20%を構成し得る。残りは、典型的には未反応のオレフィンモノマーおよび非反応性溶媒を含む。商業プロセスは、典型的には連続反応器内で行われ、新鮮なオレフィンモノマーおよび触媒が連続的に供給されて、ポリオレフィンへの定常状態の変換が達成され、これらの供給およびポリオレフィンへの変換に見合った速度でポリオレフィンが除去される。これらのシステムでは、オレフィンモノマーは完全にはポリオレフィンに変換されない。例えば、エチレンおよびアルファ−オレフィンの共重合の場合、反応器からの流出物は、典型的には未反応のモノマー、10%のエチレンおよび50%超のアルファ−オレフィンを含む。重合後、溶媒および未反応のモノマーを脱揮プロセスにより除去して、固体のシリル終端ポリオレフィンを残すことができる。
シリル終端ポリオレフィンの脱揮後、シリル終端ポリオレフィン、ポリジオルガノシロキサン、および触媒を含む出発材料は、ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを作製するための上記の方法のステップ1)で組み合わされてもよい。代替として、脱揮ステップは省略してもよい、すなわち、ステップb)の後に形成された混合物を使用して、本明細書に記載の方法のステップ1)において出発材料A)シリル終端ポリオレフィンを送達してもよい。本明細書に記載のポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するためのこの方法は、ポリジオルガノシロキサンをシリル終端ポリオレフィンとカップリングすることが、未反応オレフィンモノマーの存在下で(例えば、溶液中で、上記したシリル終端ポリオレフィンを脱揮することなく)行われ得るという利点を提供することができる。この種類のシステムでは、ポリジオルガノシロキサンは、シリル終端ポリオレフィンを作製するための上記の連続反応器からの流出物と共に第2の反応器に供給することができた。第2の反応器における化学は、オレフィンの反応を含まないため、カップリング効率に悪影響を与えることなく、オレフィンモノマーの存在下でこれを行うことができると予想される。これは、連続反応器からの未反応のモノマーが、脱揮前に第2の反応器においてヒドロシリル化を介してカップリングを行うという課題を提示していた以前のプロセスを超える利益を表している。この以前のプロセスでは、遊離オレフィンモノマーの濃度は、ビニル終端ポリオレフィンの濃度よりもはるかに高かったため、この第2の反応の前にオレフィンモノマーが除去されない限り、シロキサンとポリオレフィンとの間のカップリング効率は不良であった。本発明は、溶液中において、第2の反応器で効率的なカップリングを可能にする利益を提供することができ、次いで、得られたポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、脱揮され得る。したがって、本発明の一実施形態において、その方法は、i)未反応モノマーと、任意選択で溶媒との混合物において本明細書に記載のA)シリル終端ポリオレフィンを形成することと、ii)その混合物と、B)上記した実質的に線状のポリジオルガノシロキサンと、C)上記方法のステップ1)のルイス酸触媒と、を組み合わせることと、をさらに含むことができる。
出発材料A)は、1つのシリル終端ポリオレフィンであってもよく、または以下の特性:構造、粘度、平均分子量、オレフィンブロック、および配列の少なくとも1つが異なる2つ以上のシリル終端ポリオレフィンを含んでもよい。代替として、出発材料A)は、シリル終端ポリオレフィンの混合物を含んでもよく、1分子当たり1個の終端シリル基を有するシリル終端ポリオレフィン(モノ終端シリル終端ポリオレフィン)とテレケリックシリル終端ポリオレフィンの両方が、出発材料A)のための混合物で使用される。
本明細書に記載されるコポリマーを作製するための方法のステップ1)で使用される出発材料A)の量は、モノ終端シリル終端ポリオレフィンおよびテレケリックシリル終端ポリオレフィンの混合物が使用されるかどうか、形成されるポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーの所望の構造、ならびに出発材料B)の選択を含む様々な要因に依存するが、出発材料A)の量は、ステップ1)で組み合わされたすべての出発材料の合計重量に基づいて5%〜95%であってもよい。代替として、出発材料A)の量は、同じ基準で、10%〜60%、および代替として10%〜40%であってもよい。
B)ポリジオルガノシロキサン
コポリマーを作製するための方法において、出発材料B)は、1分子当たり、出発材料A)のケイ素結合水素原子と反応することができる1〜2個の加水分解性置換基を有するポリジオルガノシロキサンである。ポリジオルガノシロキサンは、実質的に線形であるか、代替として線形である。
出発材料B)は、式(B1)のポリジオルガノシロキサンを含んでいてもよく、
Figure 2021518460
式中、各Rは、独立して、加水分解性置換基であり、各Rは、独立して、水素原子、または加水分解性官能性を含まない一価有機基であり、Rは、RおよびRから選択され、下付き文字bは、0または正の数である。代替として、下付き文字bは、少なくとも2の平均値を有する。代替として、下付き文字bは、2〜2000であってもよい。代替として、下付き文字bは、10〜1,000であってもよい。代替として、下付き文字bは、30〜500であってもよい。
のための加水分解性置換基は、出発材料A)のケイ素結合水素原子と反応することができる任意の加水分解性置換基であってもよい。例示的な加水分解性置換基としては、塩素もしくはヨウ素などのハロゲン原子;アセトアミド基、ベンズアミド基、もしくはメチルアセトアミド基などのアミド基;アセトキシ基などのアシルオキシ基;アルコキシ基もしくはアルケニルオキシ基などの炭化水素オキシ基、アミノ基;アミノキシ基;ヒドロキシル基;メルカプト基;オキシモ基;ケトキシモ基;アルコキシシリルヒドロカルビレン官能基;またはそれらの組み合わせが挙げられる。代替として、各Rは、アルコキシ基であってもよい。代替として、各Rは、アルコキシ基およびヒドロキシル基から選択してもよい。代替として、各Rは、メトキシであってもよい。代替として、各Rは、ヒドロキシル基であってもよい。
の適切な一価有機基は、一価ヒドロカルビル基および一価ハロゲン化ヒドロカルビル基を含む。一価ヒドロカルビル基の例は、例えばRについて上記したものなどのアルキル、およびRについて上記したものなどのアリールを含むが、それらに限定されない。一価ハロゲン化炭化水素基の例は、クロロメチルおよびクロロプロピル基などの塩素化アルキル基;フルオロメチル、2−フルオロプロピル、3,3,3−トリフルオロプロピル、4,4,4−トリフルオロブチル、4,4,4,3,3−ペンタフルオロブチル、5,5,5,4,4,3,3−ヘプタフルオロペンチル、6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフルオロヘキシルおよび8,8,8,7,7−ペンタフルオロオクチルなどのフッ化アルキル基;2,2−ジクロロシクロプロピル、2,3−ジクロロシクロペンチルなどの塩素化シクロアルキル基;ならびに、2,2−ジフルオロシクロプロピル、2,3−ジフルオロシクロブチル、3,4−ジフルオロシクロヘキシル、3,4−ジフルオロ−5−メチルシクロヘプチルなどのフッ素化シクロアルキル基を含むが、それらに限定されない。他の一価有機基の例は、グリシドキシアルキル等の酸素原子で置換されたヒドロカルビル基、およびアミノアルキル等の窒素原子で置換された炭化水素基、ならびにシアノエチルおよびシアノプロピルなどのシアノ官能基を含むが、それらに限定されない。代替として、各Rは、アルキルおよびアリール、代替としてメチルおよびフェニルによって例示される一価ヒドロカルビル基である。
一実施形態において、各Rは、上記のようなR基である。代替として、各Rは、上記のようなR基である。代替として、ポリジオルガノシロキサンの混合物は、出発材料B)として使用されてもよく、Rのいくつかの例はRであり、Rの他の例はRである。出発材料B)は、1つのポリジオルガノシロキサンであってもよく、または以下の特性:構造、粘度、平均分子量、シロキサン単位、および配列の少なくとも1つが異なる2つ以上のポリオルガノシロキサンを含んでもよい。
出発材料B)は、
i)α,ω−ジメチルヒドロキシルシロキシ終端、ポリジメチルシロキサン;
ii)α−ジメチルヒドロキシルシロキシ終端、ω−トリメチルシロキシ終端、ポリジメチルシロキサン;
iii)α,ω−ジメチルヒドロキシルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルフェニルシロキサン);
iv)α−ジメチルヒドロキシルシロキシ終端、ω−トリメチルシロキシ終端、ポリ(ジメチルシロキサン/メチルフェニルシロキサン);
v)α,ω−(フェニル、メチル、ヒドロキシル−シロキシ)終端、ポリジメチルシロキサン;
vi)α,ω−ジメチルメトキシシロキシ終端ポリジメチルシロキサン;
vii)α−ジメチルメトキシシロキシ終端、ω−トリメチルシロキシ終端、ポリジメチルシロキサン;
viii)i)、ii)、iii)、iv)、v)、vi)、およびvii)の2つ以上の組み合わせなどのポリジオルガノシロキサンを含んでもよい。
出発材料B)としての使用に適したポリジオルガノシロキサンを調製する方法、例えば対応するオルガノハロシランの加水分解および縮合、または環状ポリジオルガノシロキサンの平衡化などは、当技術分野において周知である。
本明細書に記載の方法のステップ1)で使用される出発材料B)の量は、モノ終端およびテレケリックポリジオルガノシロキサンの混合物が使用されるかどうか、形成されるポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーの所望の構造、ならびに出発材料A)およびB)の選択を含む様々な要因に依存するが、出発材料B)の量は、ステップ1)で組み合わされたすべての出発材料の合計重量に基づいて5%〜95%であってもよい。代替として、出発材料B)の量は、同じ基準で、10%〜60%、および代替として10%〜40%であってもよい。
C)触媒
コポリマーを作製するための方法において、出発材料C)、触媒は、ルイス酸触媒であってもよい。ルイス酸触媒は、例えば、ホウ素を含有するものが好適である。代替として、ルイス酸触媒は、少なくとも1つのペルフルオロアリール基、代替として1分子当たり1〜3つのペルフルオロアリール基、代替として1分子当たり2〜3つのペルフルオロアリール基、および代替として1分子当たり3つのペルフルオロアリール基を有する三価ホウ素化合物であってもよい。ペルフルオロアリール基は、6〜12個の炭素原子、代替として6〜10個の炭素原子、および代替として6個の炭素原子を有していてもよい。例えば、ルイス酸触媒は、(C)(CB;(CB;(C)BF;BF(C;B(C;BCl(C);BCl(C;B(C)(C;B(C(C);[C(mCF)]B;[C(pOCF)]B;(C)B(OH);(CBOH;(CBH;(C)BH;(C11)B(C;(C14)B(C);(CB(OC);または(CB−CHCHSi(CH)から選択してもよい。代替として、出発材料C)は、式B(C、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランのPiers−Rubinsztajn反応触媒であってもよい。
本明細書に記載の方法のステップ1)で使用される触媒の量は、さまざまな因子、例えば、出発材料A)およびB)の選択、ならびにケイ素結合水素原子および加水分解性置換基のそれぞれの含有量、ならびにステップ1)中の温度に左右されるが、触媒の量は、A)およびB)を含む出発材料の反応を触媒するのに十分であり、代替として、触媒の量は、出発材料B)の加水分解性置換基の1モル当量当たり0.0001〜0.1モル当量の触媒、同じ基準で、代替として0.001〜0.1、代替として0.005〜0.05モル当量を提供するのに十分である。
D)溶媒
出発材料D)は、上記のコポリマーを作製するための方法の間に任意選択で添加されてもよい。溶媒は、有機溶媒であってもよく、例示としては、D1)アセトン、メチルエチルケトン、もしくはメチルイソブチルケトンなどのケトン;D2)ベンゼン、トルエン、もしくはキシレンなどの芳香族炭化水素;D3)ヘプタン、ヘキサン、もしくはオクタンなどの脂肪族炭化水素;D4)プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールn−ブチルエーテル、プロピレングリコールn−プロピルエーテル、もしくはエチレングリコールn−ブチルエーテルなどのグリコールエーテル;D5)ジクロロメタン、1,1,1−トリクロロエタン、もしくは塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素;D6)クロロホルム;D7)ジメチルスルホキシド;D8)ジメチルホルムアミド;D9)アセトニトリル;D10)テトラヒドロフラン;D11)ホワイトスピリット;D12)ミネラルスピリット;D13)ナフサ;D14)ExxonMobil Chemical Companyから市販されているIsopar(商標)Eなどのイソパラフィン、または、D1)、D2)、D3)、D4)、D5)、D6)、D7)、D8)、D9)、D10)、D11)、D12)、D13)、およびD14)の2つ以上の組み合わせが挙げられる。
溶媒の量は、選択される溶媒の種類と、本明細書に記載のポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するための方法のステップ1)での使用のために選択される出発材料の量および種類と、を含むさまざまな因子に左右される。しかしながら、存在する場合、溶媒の量は、ステップ1)で組み合わされたすべての出発材料の合計重量に基づいて1%〜99%、代替として2%〜50%の範囲であってもよい。溶媒は、例えば、混合および送達を補助するために、A)、B)、およびC)を含む出発材料を組み合わせる間に添加されてもよい。代替として、本明細書に記載の方法のステップ1)で他の出発材料と組み合わせる前に、出発材料の1つ以上が溶媒に溶解されてもよい。
出発材料E)アルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物
出発材料E)は、少なくとも1個のケイ素結合水素原子を有するアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物である。好適なアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物の例は、単位式(E1):
Figure 2021518460
(HR SiO1/2dd(R SiO1/2ee(HRSiO2/2ff(R SiO2/2gg(RSiO3/2hh(HSiO3/2ii(SiO4/2jjのアルコキシ官能性有機水素シロキサンオリゴマーによって例示され、式中、RおよびRは、上記の通りであり、各下付き文字aaは、独立して0、1、または2、代替として、0または1であり、各下付き文字bbは、独立して0、1、または2であり、下付き文字cc>0であり、各Rは、独立して2〜18個の炭素原子の二価ヒドロカルビル基であり、下付き文字dd≧0であり、下付き文字eeは、5≧ee≧0であるような値を有し、下付き文字ff≧0であり、下付き文字gg≧0であり、下付き文字hh>0であり、下付き文字ii≧0、および下付き文字jj≧0であり、数量(cc+dd+ee+ff+gg+hh+ii+jj)≦50である。Rのための好適な二価ヒドロカルビル基は、エチレン、プロピレン、ブチレンもしくはヘキシレンなどのアルキレン基;フェニレンなどのアリーレン基、または
Figure 2021518460
などのアルキルアリーレン基によって例示される。代替として、各Rは、式−C−の基である。そのようなアルコキシ官能性オルガノ水素シロキサンオリゴマーの例は、すべて2017年6月26日に提出され、またすべて参照により本明細書に組み込まれる、Weyenbergへの米国特許第3,175,993号ならびに同時係属の米国仮特許出願第62/524636号、同第62/524637号、および同第62/524639号の方法によって調製され得る。
代替として、出発材料E)は、式(E2):
Figure 2021518460
を有し、式中、R、R、R、および下付き文字aaは、上記の通りであり、下付き文字Dは、0〜20、代替として1〜10である。
代替として、出発材料E)は、式(E3):
Figure 2021518460
を有してもよく、式中、R、R、R、および下付き文字aaは、上記の通りである。
代替として、出発材料E)は、式(E4)、(E5)、またはその両方を含んでもよく、
式(E4)は
Figure 2021518460
であり、
式(E5)は、
Figure 2021518460
であり、式中、R、R、R、および下付き文字aaは、上記の通りである。
代替として、出発材料E)は、単位式(E6):
Figure 2021518460
を有してもよく、式中、R、R、R、および下付き文字aaは、上記の通りであり、下付き文字Eは、0以上であり、下付き文字Fは、1以上であり、下付き文字Gは、1以上であり、4≦(E+F+G)≦50である。
本明細書に記載のポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーの単位式(I)において、基R10は、出発材料E)のケイ素結合水素原子と、出発材料B)の加水分解性置換基との反応生成物として形成する。出発材料E)が含まれるとき、出発材料B)は、テレケリックポリジオルガノシロキサンを含む。出発材料B)およびE)の量は、出発材料B)のためのテレケリックポリジオルガノシロキサン中1モル当量の加水分解性置換基に対して最大1.05モル当量の出発材料E)が存在するように選択され得る(E:Bのモル比)。代替として、例えば、BAB構造を有するトリブロックコポリマーが形成されるとき、E:Bモル比は、1.05:1〜1:1であってもよい。一実施形態において、出発材料A)、B)、C)、およびE)は、ステップ1)で同時に組み合わせてもよい。代替として、出発材料A)、B)、およびC)は、ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーの終端において(出発材料B)からの)1つの加水分解性置換基が、出発材料A)からのSiHと未反応のままであるような量で組み合わされてもよく、その後、出発材料E)は、出発材料E)上のSiHが出発材料B)からの残りの加水分解性置換基と反応するように添加される。このようにして、アルコキシ−シリルヒドロカルビレン官能性終端基を含むBAB構造を有するコポリマー、またはB(AB)n構造を有するコポリマーが調製され得る。
上記のように調製されたポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、単位式(I):
Figure 2021518460
を含み、式中、R、R、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りである。
各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンブロックである。各Rは、単位式H[(Ret(Rを有してもよく、式中、Ret、R、ならびに下付き文字t、uおよびgは、上記の通りである。代替として、各Rは、単位式(II):H[(CHCH(CHRCHを有してもよく、式中、Rならびに下付き文字t、uおよびgは、上記の通りである。代替として、水素終端ポリオレフィンブロックは、水素終端エチレンポリマーブロックであってもよい。代替として、二価ポリオレフィンブロックは、水素終端エチレン−オクテンコポリマーブロックであってもよい。
各Rは、独立して選択された二価ポリオレフィンブロックである。各Rは、単位式[(Ret(Rを有してもよく、式中、Ret、R、ならびに下付き文字t、uおよびgは、上記の通りである。代替として、各Rは、単位式(III):[(CHCH(CHRCHを有してもよく、式中、Rならびに下付き文字t、uおよびgは、上記の通りである。代替として、二価ポリオレフィンブロックは、二価エチレンポリマーブロックであってもよい。代替として、二価ポリオレフィンブロックは、二価エチレン−オクテンコポリマーブロックであってもよい。
各R10は、Rおよびアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基から独立して選択される。一実施形態において、各R10は、Rである(すなわち、出発材料E)がポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを調製するために使用されないとき)。代替として、R10の少なくともいくつかの例は:
Figure 2021518460
Figure 2021518460
から選択される式を有してもよく、式中、R、R、R、ならびに下付き文字aa、D、E、F、およびGは、上記の通りである。
上記の単位式(I)中、下付き文字wは、0〜2である。下付き文字xは、0または正の数である。下付き文字yは、0または正の数である。下付き文字zは、0〜2である。数量(w+y)≧1数量(x+z)≧1下付き文字w=0の場合、下付き文字zは>0である。下付き文字z=0の場合、下付き文字w>0である。
一実施形態において、単位式(I)中、下付き文字x=0であり、下付き文字y=0であり、下付き文字w=1であり、下付き文字z=1である。この実施形態では、ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、AB構造を有する。この実施形態において、コポリマーは、式(IV):
Figure 2021518460
を有し、式中、R、R、R、R10、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りである。
代替の実施形態において、単位式(I)中、下付き文字w=2であり、下付き文字z=0であり、下付き文字x≧1であり、下付き文字y≧0である。この実施形態において、コポリマーは、式(V):
Figure 2021518460
を有し、式中、R、R、R、R、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りであり、下付き文字cは、0または正の数である。代替として、下付き文字cは、1〜1,000;代替として2〜1,000;代替として1〜100、および代替として2〜100であってもよい。代替として、式(V)中、下付き文字c>0であり、すなわち単位式(I)の場合、下付き文字w=2であり、下付き文字x>1であり、下付き文字y>1であり、下付き文字z=0である。代替として、下付き文字c=0であるとき、コポリマーは、(ABA)構造を有する。
代替の実施形態において、単位式(I)中、下付き文字w=2であり、下付き文字x=1であり、下付き文字y=0であり、下付き文字z=0であり、コポリマーは(ABA)構造を有する。このコポリマーは、式(VI):
Figure 2021518460
を有し、式中、R、R、R、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りである。このコポリマーは、出発材料A)が、1分子当たり1つのシリル終端基を有し、出発材料B)が、1分子当たり2つの加水分解性置換基(テレケリック)を有する上記方法で作製することができる。
代替の実施形態において、単位式(I)中、下付き文字z=2であり、下付き文字w=0であり、下付き文字x≧0であり、下付き文字y≧1であり、コポリマーは、式(VII):
Figure 2021518460
を有し、式中、R、R、R、R10、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りであり、下付き文字dは、0または正の数である。代替として、下付き文字dは、1〜1,000;代替として2〜1,000;代替として1〜100、および代替として2〜100であってもよい。代替として、式(VII)中、下付き文字d>0であり、すなわち単位式(I)の場合、下付き文字w=0であり、下付き文字x>1であり、下付き文字y>1であり、下付き文字z=2である。代替として、下付き文字d=0であり、コポリマーは(BAB)構造を有する。
代替の実施形態において、単位式(I)中、下付き文字w=0であり、下付き文字x=1であり、下付き文字y=0であり、下付き文字z=2であり、コポリマーは、式(VIII):
Figure 2021518460
を有し、式中、R、R、R、R10、下付き文字a、および下付き文字bは、上記の通りである。このコポリマーは、出発材料B)が、1分子当たり1つの加水分解性置換基を有し、出発材料A)が、テレケリックである上記方法で作製することができる。
代替として、式(I)および(IV)〜(VIII)のいずれか1つは:各Rはメチルである、および各Rはメチルである、のうちの1つ以上を有していてもよい。この実施形態において、各Rは、水素終端ポリエチレンまたは水素終端ポリ(エチレン/オクテン)であってもよく、各Rは、ポリエチレンまたはポリ(エチレン/オクテン)であってもよい。上記のように調製されたポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンコポリマーの任意の1つ以上を、ホットメルト接着剤組成物中の出発材料(A)として使用してもよい。
B)ポリジオルガノシロキサン
ホットメルト接着剤組成物において出発材料(B)として有用なポリジオルガノシロキサンは、実質的に線状であってもよく、代替として線状であってもよい。ポリジオルガノシロキサンは、式X kk (2−kk)SiO2/2の二官能性単位(「D」単位)と、式X mm (3−mm)SiRL1の終端を含み、式中、各Rは、独立して選択された一価の有機基、例えばRについて上記したもの、各Xは、独立して選択された加水分解性置換基であり、下付き文字kkは、0または1であり、下付き文字mmは、0、1、または2であり、RL1は、酸素原子、または終端単位のケイ素原子を別のケイ素原子に結合する二価のヒドロカルビル基である。ポリジオルガノシロキサンは、式RSiO3/2の三官能性単位(「T」単位)の合計に基づいて最大20%を任意選択で含有することができ、式中、Rは上記の通りである。
代替として、(B)ポリジオルガノシロキサンにおいて、各Rは、独立して、アルキル、アルケニルおよびアリールからなる群から選択してもよい。代替として、各Rは、メチル、ビニル、およびフェニルから選択してもよい。代替として、R基の少なくとも50%、あるいは少なくとも80%は、1〜4個の炭素原子のアルキル基であるか、あるいはメチル基である。代替として、ポリジオルガノシロキサンの終端単位は、(MeSiO1/2)、(MePhSiO1/2)、および(MeViSiO1/2)によって例示することができ、D単位は、(MeSiO2/2)および(MePhSiO2/2)によって例示することができる。
終端単位の式において、RL1は、酸素原子、二価ヒドロカルビル基、または二価ヒドロカルビル基と二価シロキサン基との組み合わせである。RL1は、ホットメルト接着剤組成物の固化中に終端単位が除去されないように、ポリジオルガノシロキサン中の別のケイ素原子に対して終端単位のケイ素原子を結合させる。RL1のための好適な二価ヒドロカルビル基は、エチレン、プロピレン、ブチレンもしくはヘキシレンなどのアルキレン基;フェニレンなどのアリーレン基、または
Figure 2021518460
などのアルキルアリーン基によって例示される。代替として、RL1の例は、酸素原子であってもよく、RL1の異なる例は、二価のヒドロカルビル基である。代替として、各RL1は、酸素原子であってもよい。RL1が二価のヒドロカルビル基である場合、出発材料(B)は、ヒドロシリル化触媒の存在下での、少なくとも1つのケイ素結合水素原子を有するアルコキシシラン官能性オルガノシロキサン化合物と、1分子当たり平均で少なくとも2つの脂肪族不飽和有機基との反応生成物を含み得る。
のための加水分解性置換基としては、水素原子;ハロゲン原子;アセトアミド基、ベンズアミド基、もしくはメチルアセトアミド基などのアミド基;アセトキシ基などのアシルオキシ基;アルコキシ基(例えば、メトキシおよびエトキシ)もしくはアルケニルオキシ基などの炭化水素オキシ基;アミノ基;アミノキシ基;ヒドロキシル基;メルカプト基;オキシモ基;ケトキシモ基;アルコキシシリルヒドロカルビレン官能基;またはそれらの組み合わせが例示される。代替として、Xは、ハロゲン原子;アセトアミド基、ベンズアミド基、もしくはメチルアセトアミド基などのアミド基;アセトキシ基などのアシルオキシ基;アルコキシ基(例えば、メトキシおよびエトキシ)またはアルケニルオキシ基などの炭化水素オキシ基;アミノ基;アミノキシ基;ヒドロキシル基;メルカプト基;アルコキシシリルヒドロカルビレン基;またはそれらの組み合わせから選択してもよい。代替として、各Xは、ヒドロキシル基、炭化水素オキシ基、またはアルコキシシリルヒドロカルビレン基であってもよい。代替として、各Xは、ヒドロキシル基またはメトキシ基であってもよい。代替として、各Xは、ヒドロキシル基であってもよい。代替として、各Xは、アルコキシシリルヒドロカルビレン基であってもよい。
一実施形態において、ポリジオルガノシロキサンは、加水分解性置換基、すなわち、下付き文字kkおよび下付き文字mmのうちの少なくとも1つが>0である加水分解性置換基を有し得る。この実施形態において、ホットメルト接着剤組成物は、反応性、例えば、縮合反応硬化性であり得る。出発物質(B)のための加水分解性置換基を有する好適なポリジオルガノシロキサンは、例えば、米国特許第8,580,073号の4欄、35行から5欄、56行に開示されている。
この実施形態において、出発材料(B)は、式(B1):
Figure 2021518460
を有するポリジオルガノシロキサンを含んでいてもよく、式中、RL1、R、およびXは、上記の通りであり、各下付き文字nnは、独立して、1、2、または3であり、下付き文字ooは、ポリジオルガノシロキサンに対して、少なくとも25℃で1000mPa・sのゼロ剪断粘度および/または少なくとも300のDPを提供するのに十分な値を有する整数である。DPは、ポリスチレン標準較正を使用してGPCによって測定することができる。代替として、下付き文字ooは、100〜10,000の範囲の値を有することができる。そのような粘度測定は、コーンアンドプレート形状を備えたレオメーターを使用して行うことができ、ゼロ剪断粘度は、粘度が剪断応力および剪断速度に依存しない状況で得られる。
代替として、出発材料(B)は、上記の式(B1)において、各下付き文字nnが、1であり、各RL1が、酸素原子である場合、α,ω−二官能性ポリジオルガノシロキサンを含んでいてもよい。例えば、出発材料(B)は、式(B2):
SiO−(R SiO)pp−SiR を有していてもよく、式中、XおよびRは、上記の通りであり、下付き文字ppは、式(B2)のポリジオルガノシロキサンに対して上記の粘度を付与するのに十分な値を有する整数である。代替として、下付き文字ppは、100〜10,000、代替として150〜500、代替として300〜900の範囲の値であってもよい。
代替として、出発物質(B)は、上記の式(B2)のヒドロキシル官能性ポリジオルガノシロキサンを含んでいてもよく、式中、各Xは、ヒドロキシル基であってもよく、各Rは、メチルなどのアルキル基であってもよく、下付き文字ppは、ヒドロキシル官能性ポリジオルガノシロキサンが25℃で少なくとも1000mPa・sのゼロ剪断粘度を有するような値を有し得る。代替として、下付き文字pp値は、300〜900の範囲の値を有していてもよい。例示的なヒドロキシル末端封鎖ポリジオルガノシロキサンは、ヒドロキシル末端封鎖ポリジメチルシロキサンである。出発物質(B)としての使用に好適なシラノール末端封鎖ポリジオルガノシロキサンは、対応するオルガノハロシランの加水分解および縮合、または環状ポリジオルガノシロキサンの平衡化などの当技術分野において既知の方法によって調製することができる。
あるいは、出発材料(B)は、例えば、上記の式(B1)において、各RL1が、二価ヒドロカルビル基または二価ヒドロカルビル基と二価シロキサン基との組み合わせである場合、アルコキシシリルヒドロカルビレン末端封鎖ポリジオルガノシロキサンを含み得る。代替として、各Rは、アルキルであってもよく、各RL1は、エチレンなどのアルキレンであってもよく、各下付き文字nnは、3であってもよい。
アルコキシシリルヒドロカルビレン末端封鎖ポリジオルガノシロキサンは、ビニル終端ポリジメチルシロキサンを(アルコキシシリルヒドロカルビル)テトラメチルジシロキサンと反応させることにより調製することができる。そのようなアルコキシシリルヒドロカルビレン末端封鎖ポリジオルガノシロキサンの例は、参照により本明細書に組み入れられる、Weyenbergの米国特許第3,175,993号で開示されている方法、および米国特許公開第2015/0376482号の段落[0016]〜[0020]および[0045]〜[0060]で開示されている方法などの方法によって調製することができる。代替として、Rが、二価炭化水素基であるポリジオルガノシロキサンは、下記の触媒などのヒドロシリル化反応触媒の存在下において、上記の終端脂肪族不飽和基を有するポリジオルガノシロキサンを、分子終端に少なくとも1個のケイ素結合水素原子を有するアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物と反応させることにより調製することができる。好適なアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物の例は、単位式:
Figure 2021518460
(HR SiO1/2dd(R SiO1/2ee(HRSiO2/2ff(R SiO2/2gg(RSiO3/2hh(HSiO3/2ii(SiO4/2jjのアルコキシ官能性オルガノ水素シロキサンオリゴマーによって例示され、式中、RおよびR、ならびに下付き文字aa、bb、cc、dd、ee、ff、gg、hh、ii、およびjjは、上記の通りである。そのようなアルコキシ官能性オルガノ水素シロキサンオリゴマーの例は、全て2017年6月26日に提出され、また全て参照により本明細書に組み込まれる、同時係属の米国仮特許出願第62/524636号、同第62/524637号、および同第62/524639号の方法によって調製することができる。
代替として、(B)ポリジオルガノシロキサンは、上記のD単位および終端単位において下付き文字kk=0および下付き文字mm=0である場合、加水分解性置換基を含まないことがある。一実施形態において、例えば、ホットメルト接着剤組成物がヒドロシリル化反応硬化性である場合、ポリジオルガノシロキサンは終端脂肪族不飽和基を有し得る。
この実施形態において、出発材料(B)は、
式(B3):RM1 M2SiO(RM1 SiO)qq(RM1M2SiO)rrSiRM1 M2
式(B4):RM1 SiO(RM1 SiO)ss(RM1M2SiO)ttSiRM1
またはそれらの組み合わせのポリジオルガノシロキサンを含み得る。
式(B3)および(B4)において、各RM1は、独立して、水素原子または脂肪族不飽和を含まない一価ヒドロカルビル基であり、各RM2は、独立して、脂肪族不飽和ヒドロカルビル基である。下付き文字qqは、0または正の数であり得る。代替として、下付き文字qqは、少なくとも2の平均値を有する。代替として、下付き文字qqは、2〜2000の範囲の値を有していてもよい。下付き文字rrは、0または正の数であり得る。代替として、下付き文字rrの平均値は、0〜2000の範囲であってもよい。下付き文字ssは、0または正の数であってもよい。代替として、下付き文字ssは、0〜2000の範囲の平均値を有していてもよい。下付き文字ttは、少なくとも2の平均値を有する。代替として、下付き文字ttは、2〜2000の範囲の平均値を有していてもよい。RM1にとって好適な一価有機基は、上記の通りである。代替として、式(B3)および(B4)において、各RM1は、メチルなどのアルキルおよびフェニルなどのアリールによって例示される一価炭化水素基であり、各RM2は、独立して、ビニル、アリル、ブテニル、およびヘキセニルなどのアルケニル基によって例示される脂肪族不飽和一価有機基、ならびにエチニルおよびプロピニルなどのアルキニル基である。
この実施形態において、出発材料(B)は、ポリジオルガノシロキサン、例えば、
i)ジメチルビニルシロキシ終端ポリジメチルシロキサン、
ii)ジメチルビニルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルビニルシロキサン)、
iii)ジメチルビニルシロキシ終端ポリメチルビニルシロキサン、
iv)トリメチルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルビニルシロキサン)、
v)トリメチルシロキシ終端ポリメチルビニルシロキサン、
vi)ジメチルビニルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルビニルシロキサン)、
vii)ジメチルビニルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルフェニルシロキサン)、
viii)ジメチルビニルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/ジフェニルシロキサン)、
ix)フェニル、メチル、ビニル−シロキシ終端ポリジメチルシロキサン、
x)ジメチルヘキセニルシロキシ終端ポリジメチルシロキサン、
xi)ジメチルヘキセニルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルヘキセニルシロキサン)、
xii)ジメチルヘキセニルシロキシ終端ポリメチルヘキセニルシロキサン、
xiii)トリメチルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルヘキセニルシロキサン)、
xiv)トリメチルシロキシ終端ポリメチルヘキセニルシロキサン
xv)ジメチルヘキセニル−シロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルヘキセニルシロキサン)、
xvi)ジメチルビニルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルヘキセニルシロキサン)
xvii)それらの組み合わせなどのポリジオルガノシロキサンを含み得る。
出発材料(B)としての使用に適したポリジオルガノシロキサンを調製する方法、例えば対応するオルガノハロシランの加水分解および縮合、または環状ポリジオルガノシロキサンの平衡化などは、当技術分野において周知である。
代替の実施形態において、ポリジオルガノシロキサンは、式(B5):RM3 SiO(RM3 SiO)ssSiRM3 を有することができ、式中、下付き文字ssは、上記の通りであり、各RM3は、脂肪族不飽和を含まない独立して選択された一価ヒドロカルビル基である。各RM3は、アルキル基、またはフェニルなどのアリール基であり得る。代替として、各RM3は、メチルなどのアルキル基であり得る。
式(B5)のポリジオルガノシロキサンは、非反応性ホットメルト接着剤組成物において使用してもよく、または反応性置換基(例えば、縮合反応硬化性ホットメルト接着剤組成物のための、またはヒドロシリル化硬化性ホットメルト接着剤組成物中に終端脂肪族不飽和ヒドロカルビル基を有するポリジオルガノシロキサンのための、加水分解性置換基X)を有する1つ以上の追加のポリジオルガノシロキサンを含有する反応性ホットメルト接着剤組成物に添加してもよい。式(B5)のポリジオルガノシロキサンの例としては、トリメチルシロキシ終端ポリジメチルシロキサンおよびトリメチルシロキシ終端(ジメチル/メチルフェニル)シロキサンコポリマーが挙げられる。
ホットメルト接着剤組成物中の出発材料(B)の量は、(A)、(B)、および(C)に加えて任意の出発材料が添加されるか否か、およびホットメルト接着剤組成物が反応性であるか否かを含む様々な因子に左右される。しかしながら、出発材料(B)ポリジオルガノシロキサンは、ホットメルト接着剤組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、0%〜35%の量でホットメルト接着剤組成物中に存在してもよく、代替として、同じ基準で5%〜25%の量で存在してもよい。
(C)ポリオルガノシリケート樹脂
出発材料として有用なポリオルガノシリケート樹脂(C)は、式R SiO1/2の単官能性単位(「M」単位)と、式SiO4/2の四官能性シリケート単位(「Q」単位)とを含み、式中、各Rは、出発物質(B)について上記したように、独立して選択された一価有機基である。代替として、ポリオルガノシリケート樹脂において、各Rは、独立して、アルキル、アルケニル、およびアリールからなる群から選択してもよい。代替として、各Rは、メチル、ビニル、およびフェニルから選択してもよい。代替として、R基の少なくとも3分の1、代替として少なくとも3分の2は、メチル基である。代替として、M単位は、(MeSiO1/2)、(MePhSiO1/2)、および(MeViSiO1/2)によって例示することができる。ポリオルガノシリケート樹脂は、ベンゼン、トルエン、キシレン、およびヘプタンなどの液体炭化水素によって例示される、上記の溶媒などの溶媒中に可溶性であるか、または低粘度の線状および環状ポリジオルガノシロキサンなどの液体有機ケイ素化合物中で可溶性である。
調製すると、ポリオルガノシリケート樹脂は、上記のMおよびQ単位を含み、ポリオルガノシロキサンは、ケイ素結合ヒドロキシル基を有する単位をさらに含み、式Si(OSiR のネオペンタマーを含んでいてもよく、式中、Rは、上記の通りであり、例えば、ネオペンタマーは、テトラキス(トリメチルシロキシ)シランであってもよい。29SiNMR分光法を使用して、ヒドロキシル含有量ならびにMおよびQ単位のモル比を測定することができ、当該比は、ネオペンタマーからのMおよびQ単位を除いて、{M(樹脂)}/{Q(樹脂)}として表される。M:Q比は、ポリオルガノシリケート樹脂の樹脂部分のトリオルガノシロキシ基(M単位)の総数の、樹脂部分中のシリケート基(Q単位)の総数に対するモル比を表す。M:Q比は0.5:1〜1.5:1である。
ポリオルガノシリケート樹脂のMnは、存在するRで表される炭化水素基の種類を含む様々な因子に左右される。ポリオルガノシリケート樹脂のMnは、ネオペンタマーを表すピークが測定から除外される場合、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)を使用して測定された数平均分子量を指す。ポリオルガノシリケート樹脂のMnは、3,000Daより大きくてもよく、代替として、>3,000Da〜8,000Daであってもよい。代替として、ポリオルガノシリケート樹脂のMnは、3,500Da〜8,000Daであってもよい。
米国特許第8,580,073号の欄3、5行から欄4、31行、および米国特許公開第2016/0376482号の段落[0023]〜[0026]は、本明細書に開示されるホットメルト接着剤組成物において使用するための好適なポリオルガノシリケート樹脂であるMQ樹脂を開示するために、参照により本明細書に組み込まれる。ポリオルガノシリケート樹脂は、対応するシランの共加水分解などの任意の好適な方法によって、またはシリカヒドロゾルキャッピング法によって、調製することができる。ポリオルガノシリケート樹脂は、Daudtらの米国特許第2,676,182号、Rivers−Farrellらの米国特許第4,611,042号、およびButlerらの米国特許第4,774,310号において開示されているプロセスなどのシリカヒドロゾルキャッピングプロセスによって調製することができる。上記したDaudtらの方法は、酸性条件下で、シリカヒドロゾルを、トリメチルクロロシランなどの加水分解性トリオルガノシラン、ヘキサメチルジシロキサンなどのシロキサン、またはそれらの混合物と反応させることと、M−単位およびQ−単位を有するコポリマーを回収することと、を含む。得られたコポリマーは、一般に2〜5重量パーセントのヒドロキシル基を含有する。
ポリオルガノシリケート樹脂を調製するために使用する中間体は、トリオルガノシランおよび4つの加水分解性置換基を有するシランまたはアルカリ金属シリケートであってもよい。トリオルガノシランは、式R SiXを有することができ、式中、Rは、上記の通りであり、Xは、Xについて上記した置換基などの加水分解性置換基を表す。4つの加水分解性置換基を有するシランは、式SiX を有することができ、各Xは、ハロゲン、アルコキシ、またはヒドロキシルである。適切なアルカリ金属シリケートには、ナトリウムシリケートが含まれる。
上記のようにして調製したポリオルガノシリケート樹脂は、典型的には、ケイ素結合ヒドロキシル基、すなわち、式HOSi3/2および/またはHOR SiO1/2を含有する。ポリオルガノシリケート樹脂は、FTIR分光法で測定したときに、最大2%のケイ素結合ヒドロキシル基を含むことができる。ある特定の用途では、ケイ素結合ヒドロキシル基の量は、0.7%未満、代替として0.3%未満、代替として1%未満、代替として0.3%〜0.8%であることが望ましい場合がある。ポリオルガノシリケート樹脂の調製中に形成されたケイ素結合ヒドロキシル基は、シリコーン樹脂を適切な終端基を含有するシラン、ジシロキサン、またはジシラザンと反応させることにより、トリヒドロカルビルシロキサン基または別の加水分解性基に変換することができる。加水分解性基を含有するシランは、ポリオルガノシリケート樹脂上のケイ素結合ヒドロキシル基と反応するのに必要な量よりもモル過剰で添加し得る。
一実施形態において、ポリオルガノシリケート樹脂は、式XSiO3/2および/またはXR SiO1/2によって表される単位を、2%以下、代替として0.7%以下、代替として0.3%以下、代替として0.3%〜0.8%さらに含むことができ、式中、Rは、上記の通りであり、Xは、Xについて上記したように、加水分解性置換基を表す。ポリオルガノシロキサン中に存在するシラノール基の濃度は、FTIR分光法を使用して判定し得る。
代替として、ポリオルガノシリケート樹脂は、終端脂肪族不飽和基を有し得る。ポリオルガノシリケート樹脂は、Daudtらの生成物を、最終生成物中に3〜30モルパーセントの不飽和有機基を提供するのに十分な量で、不飽和有機基含有末端封鎖剤と、脂肪族不飽和を含まない末端封鎖剤とを反応させることによって、調製され得る。末端封鎖剤の例には、シラザン、シロキサン、およびシランが含まれるが、これらに限定されない。適切な末端封鎖剤は、当技術分野で既知であり、米国特許第4,584,355号、同第4,591,622号、および同第4,585,836号に例示されている。単一の末端封鎖剤またはそのような薬剤の混合物を使用して、樹脂を調製し得る。
代替として、ポリオルガノシリケート樹脂は、アルコキシ官能基をさらに含み得る。この樹脂は、上記の終端脂肪族不飽和基を有するポリオルガノシリケート樹脂を、以下に記載する触媒などのヒドロシリル化反応触媒の存在下で、分子終端において、少なくとも1個のケイ素結合水素原子を有するアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物と反応させることによって、調製し得る。好適なアルコキシシリル官能性有機ケイ素化合物の例は、単位式:
Figure 2021518460
(HR SiO1/2dd(R SiO1/2ee(HRSiO2/2ff(R SiO2/2gg(RSiO3/2hh(HSiO3/2ii(SiO4/2jjのアルコキシ官能性オルガノ水素シロキサンオリゴマーによって例示され、式中、RおよびR、ならびに下付き文字aa、bb、cc、dd、ee、ff、gg、hh、ii、およびjjは、上記の通りである。そのようなアルコキシ官能性オルガノ水素シロキサンオリゴマーの例は、全て2017年6月26日に提出され、また全て参照により本明細書に組み込まれる、同時係属の米国仮特許出願第62/524636号、同第62/524637号、および同第62/524639号の方法によって調製し得る。ポリアルコキシシリル官能性ポリオルガノシリケート樹脂およびそれらの調製方法の例は、例えば、Gordonらの米国特許第9,862,867号およびBekemeierらの米国特許公開第2015/0376482号の段落[0011]〜[0016]および段落[0021]〜[0044]に開示されており、それらは、参照により本明細書に組み込まれる。得られるポリアルコキシシリル官能性ポリオルガノシリケート樹脂は、MQまたはMDQ樹脂であり得る。
ホットメルト接着剤組成物中の出発材料(C)の量は、(A)、(B)、および(C)に加えて任意の出発材料が添加されるか否か、およびホットメルト接着剤組成物が反応性であるか否かを含む様々な因子に左右される。しかしながら、出発材料である(C)ポリオルガノシリケート樹脂は、(C)ポリオルガノシリケート樹脂対ポリジオルガノシロキサン(樹脂/ポリマー、比)の重量比50/50〜70/30、代替として55/45〜65/35を提供するのに十分な量で、ホットメルト接着剤組成物中に存在し得る。樹脂/ポリマー比に占めるポリジオルガノシロキサンの量は、(B)ポリジオルガノシロキサンおよび出発材料(A)のポリジオルガノシロキサンブロックを含む。
(D)触媒
触媒は、ホットメルト接着剤組成物が反応性である場合、他の出発材料上の反応性置換基を触媒することができる任意の触媒であってもよい。ホットメルト接着剤組成物がヒドロシリル化反応を介して反応性である場合、触媒はヒドロシリル化反応触媒である。ホットメルト接着剤組成物が縮合反応を介して反応性である場合、触媒は縮合反応触媒である。二重硬化ホットメルト接着剤組成物では、ヒドロシリル化反応触媒および縮合反応触媒の両方を、ホットメルト接着剤組成物に添加し得る。
ヒドロシリル化反応触媒は、当技術分野において知られており、市販されている白金族金属触媒を含む。そのようなヒドロシリル化触媒は、白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム、およびイリジウムから選択される金属であってもよい。代替として、ヒドロシリル化触媒は、そのような金属の化合物、例えば、クロリドトリス(トリフェニルホスファン)ロジウム(I)(Wilkinsonの触媒)、ロジウムジホスフィンキレート、例えば、[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ジクロロジロジウムもしくは[1,2−ビス(ジエチルホスフィノ)エタン]ジクロロジロジウム、塩化白金酸(Speierの触媒)、塩化白金酸六水和物、二塩化白金、およびその化合物と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体、またはマトリックスもしくはコアシェル型構造中にマイクロカプセル化された白金族化合物であってもよい。白金と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体としては、白金との1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体(Karstedtの触媒)が挙げられる。これらの錯体は樹脂マトリックス中にマイクロカプセル化することができる。代替として、ヒドロシリル化触媒は、白金との1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体を含んでもよい。例示的なヒドロシリル化触媒は、米国特許第3,159,601号、同第3,220,972号、同第3,296,291号、同第3,419,593号、同第3,516,946号、同第3,814,730号、同第3,989,668号、同第4,766,176号、同第4,784,879号、同第5,017,654号、同第5,036,117号、および同第5,175,325号、ならびに第EP 0 347 895 B号に記載されている。
ヒドロシリル化反応性ホットメルト接着剤組成物に使用される触媒の量は、出発材料(A)、(B)、および(C)の選択、それらのそれぞれのケイ素結合水素原子および終端脂肪族不飽和基の含有量、阻害剤が存在しているか否か、および処理中の温度を含む様々な因子に左右される。しかしながら、触媒の量は、出発材料中の反応性置換基のヒドロシリル化反応を触媒するのに十分であり、代替として、触媒の量は、ホットメルト接着剤組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、1ppm〜1000ppmの白金族金属を提供するのに十分であり、代替として、同じ基準に基づいて、5ppm〜100ppmの白金族金属を提供するのに十分である。
縮合反応触媒は、当技術分野で知られており、かつ市販されているスズおよびチタン化合物を含む。縮合反応触媒のための有機スズ化合物は、スズの価数が+4または+2の有機スズ化合物であり、すなわち、スズ(IV)化合物またはスズ(II)化合物である。スズ(IV)化合物の例としては、カルボン酸の第二スズ塩、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジメチルスズジラウレート、ジ−(n−ブチル)スズビスケトネート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズジアセチルアセトネート、ジブチルスズジメトキシド、カルボメトキシフェニルスズトリスウベレート、ジブチルスズジオクタノエート、ジブチルスズジホルメート、イソブチルスズトリセロエート、ジメチルスズジブチレート、ジメチルスズジネオデコノエート、ジブチルスズジネオデコノエート、トリエチルスズタルトレート、ジブチルスズジベンゾエート、ブチルスズトリ−2−エチルヘキサノエート、ジオクチルスズジアセテート、スズオクチレート、スズオレエート、スズブチレート、スズナフテネート、ジメチルスズジクロリド、それらの組み合わせ、および/またはそれらの部分加水分解生成物が挙げられる。スズ(IV)化合物は、当技術分野で知られており、Dow Chemical CompanyのビジネスユニットであるAcima Specialty Chemicals of Switzerland,EuropeからMetatin(商標)740およびFascat(商標)4202などが市販されている。スズ(II)化合物の例としては、有機カルボン酸のスズ(II)塩、例えば、スズ(II)ジアセテート、スズ(II)ジオクタノエート、スズ(II)ジエチルヘキサノエート、スズ(II)ジラウレート、カルボン酸の第一錫塩、例えば、オクタン酸第一錫、オレイン酸第一錫、酢酸第一錫、ラウリン酸第一錫、ステアリン酸第一錫、ナフテン酸第一錫、ヘキサン酸第一錫、コハク酸第一錫、カプリル酸第一錫、およびそれらの組み合わせが挙げられる。チタン酸テトラブチル、2,5−ジ−イソプロポキシ−ビス(酢酸エチル)チタンなどの有機チタン化合物、またこれらの塩をアセト酢酸エステルおよびベータジケトンなどのキレート剤で部分的にキレート化した誘導体を、縮合反応触媒として代わりに使用してもよい。
縮合反応性ホットメルト接着剤組成物に使用される触媒の量は、出発材料(A)、(B)、および(C)の選択ならびにそれらの各種類、および加水分解性置換基の含有量、架橋剤が存在しているか否か、および処理中の温度を含む様々な因子に左右されるが、触媒の量は、出発材料中の反応性置換基の縮合反応を触媒するのに十分であり、あるいは、触媒の量は、出発材料(A)、(B)、および(C)の合計重量に基づいて、0.01%〜3%であってもよい。代替として、触媒の量は、同じ基準で0.05%〜1%であってもよい。
(E)架橋剤
出発材料(E)は、架橋剤であり、それが反応性であるとき、ホットメルト接着剤組成物に添加してもよい。架橋剤の選択は、反応性の種類、例えば、ヒドロシリル化または縮合、または二重硬化によって決まる。
一実施形態において、例えば、ホットメルト接着剤組成物が、ヒドロシリル化反応性である場合、架橋剤は、1分子当たり少なくとも3個のケイ素結合水素原子を有するシリル化合物であり得る。この実施形態において、出発材料(E)は、SiH官能性有機ケイ素化合物、すなわち、1分子当たり平均で1個以上のケイ素結合水素原子を有する化合物であり得る。この架橋剤は、シランおよび/または有機水素ケイ素化合物を含み得る。代替として、この架橋剤は、1分子当たり平均で少なくとも2個のケイ素結合水素原子を有していてもよい。ヒドロシリル化反応性ホットメルト接着剤組成物中の架橋剤の量は、架橋剤のSiH含有量、出発材料(A)、(B)、および(C)の不飽和基含有量を含む様々な因子に左右されるが、架橋剤の量は、ホットメルト接着剤組成物におけるSiH基の、ホットメルト接着剤組成物における終端脂肪族不飽和有機基に対するモル比(一般に総SiH:Vi比と称される)0.3:1〜5:1、代替として0.1:10〜10:1の範囲を提供するのに十分であり得る。架橋剤は、モノマーまたはポリマー構造を有することができる。架橋剤がポリマー構造を有する場合、ポリマー構造は、線状、分岐状、環状、または樹脂状構造であり得る。架橋剤がポリマーである場合、架橋剤はホモポリマーまたはコポリマーであることができる。架橋剤中のケイ素結合水素原子は、終端、ペンダント、または終端とペンダント位置の両方に配置することができる。架橋剤は、1つのSiH官能性化合物であり得る。代替として、架橋剤は、2つ以上のSiH官能性化合物の組み合わせを含んでいてもよい。架橋剤は、以下の特性:すなわち、構造、平均分子量、粘度、シロキサン単位、および配列のうちの少なくとも1つが異なる2つ以上のオルガノ水素ポリシロキサンであり得る。
架橋剤は、式RM4 uuSiHvvのシランを含んでいてもよく、式中、下付き文字uuは、0、1、2、または3であり、下付き文字vvは、1、2、3、または4であり、ただし、数量(uu+vv)=4である。各RM4は、独立して、ハロゲン原子または一価ヒドロカルビル基、例えば、Rについて上記した一価ヒドロカルビル基である。RM4にとって好適なハロゲン原子としては、塩素、フッ素、臭素、およびヨウ素が例示され、代替として塩素が例示される。架橋剤にとって好適なシランの例は、トリクロロシラン(HSiCl)およびMeHSiClが例示される。
代替として、架橋剤のための有機水素ケイ素化合物は、HRM5 SiO1/2,RM5 SiO1/2、HRM5SiO2/2、RM5 SiO2/2、RM5SiO3/2、HSiO3/2、およびSiO4/2単位を含むが、それらに限定されないシロキサン単位を含むポリオルガノ水素シロキサンを含んでいてもよい。前述の式において、各RM5は、独立して、上記の終端脂肪族不飽和を含まない一価ヒドロカルビル基から選択される。
架橋剤は、
式(III):RM5 SiO(RM5 SiO)ww(RM5HSiO)xxSiRM5
式(IV):RM5 HSiO(RM5 SiO)yy(RM5HSiO)zzSiRM5 H、または
それらの組み合わせのポリオルガノ水素シロキサンを含み得る。
上記の式(III)および(IV)において、下付き文字wwは、0〜2000の範囲の平均値を有し、下付き文字xxは、2〜2000の範囲の平均値を有し、下付き文字yyは、0〜2000の範囲の平均値を有し、下付き文字zzは、0〜2000の範囲の平均値を有する。上記のように、各RM5は、独立して、一価の有機基である。
架橋剤のためのポリオルガノ水素シロキサンは、以下によって例示される:
a)ジメチル水素シロキシ終端ポリジメチルシロキサン、
b)ジメチル水素シロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチル水素シロキサン)、
c)ジメチル水素シロキシ終端ポリメチル水素シロキサン、
d)トリメチルシロキシ終端ポリ(ジメチルシロキサン/メチル水素シロキサン)、
e)トリメチルシロキシ終端ポリメチル水素シロキサン、
f)(CHSiO1/2単位およびSiO4/2単位から本質的になる樹脂、ならびに
g)それらの組み合わせなどのポリジオルガノシロキサン。
オルガノハロシランの加水分解および縮合などの、架橋剤としての使用に好適な線状、分岐状、および環状オルガノ水素ポリシロキサンを調製する方法は、当技術分野において周知である。架橋剤としての使用に好適なオルガノ水素ポリシロキサン樹脂を調製する方法もまた、米国特許第5,310,843号、同第4,370,358号、および同第4,707,531号に例示されているように周知である。
代替として、有機水素ケイ素化合物は、環状有機水素ケイ素化合物を含んでいてもよい。そのような有機水素ケイ素化合物は、市販されており、SYL−OFF(商標)SL2 CROSSLINKERおよびSYL−OFF(商標)SL12 CROSSLINKERが挙げられ、それらは両方とも、Dow Silicones Corporation of Midland,Michigan,U.S.Aから市販されている。上記の有機水素ケイ素化合物およびそれらの調製のための方法は、WO2003/093349およびWO2003/093369に例示されている。
この実施形態において、ホットメルト接着剤組成物中の架橋剤の正確な量は、出発材料(A)、(B)、および(C)の種類および量、ならびに存在する場合は任意の追加の出発材料の種類と量を含む様々な因子に左右されることになる。しかしながら、ホットメルト接着剤組成物中の架橋剤の量は、ホットメルト接着剤組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、0%〜25%、代替として0.1%〜15%、代替として1%〜5%であってもよい。
ホットメルト接着剤組成物が縮合反応性である場合、架橋剤は、1分子当たり少なくとも2つの加水分解性置換基を有するシリル化合物であり得る。この実施形態において、架橋剤は、式:RM6 (4−A)SiX のモノマーによって表されるシランおよびそのオリゴマー反応生成物であってもよく、式中、RM6は、一価の有機基、例えば、Rについて上記した一価のヒドロカルビル基および一価のハロゲン化ヒドロカルビル基、例えば、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基である。上記の式中のXは、Xについて上記したように、加水分解性置換基である。代替として、Xは、1〜4個の炭素原子を有するアルコキシ基、ケトキシム基、アミノキシ基、アセトアミド基、N−メチルアセトアミド基、またはアセトキシ基から選択してもよく、下付き文字Aは、2〜4、代替として3〜4である。ケトキシム基は、一般式−ONC(RM6のものであり、式中、各RM6は、独立して、1〜6個の炭素原子のアルキル基またはフェニル基を表す。
縮合反応性ホットメルト接着剤組成物中における架橋剤として好適なシランの具体例としては、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、テトラメトキシシランテトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、および3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、(1,6−ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン)グリシドキシ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メトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、テトラ(メチルエチルケトキシモ)シラン、メチル−トリス(メチルエチルケトキシモ)シランおよびビニル−トリス(メチルエチルケトキシモ)シラン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。
この実施形態において、架橋剤は、出発材料(A)、(B)、および(C)の合計重量に基づいて、0.01%〜10%、代替として0.3%〜5%の量で縮合反応性ホットメルト接着剤組成物に添加され得る。このシランは、水分捕捉剤としての組成物に安定性を提供することと、ネットワーク形成を助けることと、接着促進剤として作用することと、を含むが、それらに限定されないいくつかの目的のために添加することができる。
(F)阻害剤
例えば、ヒドロシリル化反応を介して組成物がより反応性である場合、同じ開始材料を含有しているが、阻害剤は除外されているホットメルト接着剤組成物と比較して、出発材料の反応速度を変更するために、出発材料(F)阻害剤を、ホットメルト接着剤組成物に添加してもよい。ヒドロシリル化反応の阻害剤は、(F1)アセチレンアルコール、例えばメチルブチノール、エチニルシクロヘキサノール、ジメチルヘキシノールおよび3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、1−ブチン−3−オール、1−プロピン−3−オール、2−メチル−3−ブチン−2−オール、3−メチル−1−ブチン−3−オール、3−メチル−1−ペンチン−3−オール、3−フェニル−1−ブチン−3−オール、4−エチル−1−オクチン−3−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オールおよび1−エチニル−1−シクロヘキサノール、ならびにそれらの2つ以上の組み合わせ;(F2)シクロアルケニルシロキサン、例えば1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン、およびそれらの2つ以上の組み合わせにより例示されるメチルビニルシクロシロキサン;(F3)エン−イン化合物、例えば3−メチル−3−ペンテン−1−イン、3,5−ジメチル−3−ヘキセン−1−イン、およびそれらの2つ以上の組み合わせ;(E4)トリアゾール、例えばベンゾトリアゾール;(F5)ホスフィン;(F6)メルカプタン;(F7)ヒドラジン;(F8)アミン、例えばテトラメチルエチレンジアミン;(F9)フマレート、例えばフマル酸ジアルキル、フマル酸ジアルケニル、フマル酸ジアルコキシアルキル、およびそれらの2つ以上の組み合わせ;(F10)マレエート、例えばマレイン酸ジアリル;(F11)ニトリル;(F23)エーテル;(F13)一酸化炭素;(F14)アルコール、例えばベンジルアルコール;(F15)シリル化アセチレン系化合物;ならびに(F1)〜(F15)の2つ以上の組み合わせにより例示される。
シリル化アセチレン化合物は、例えば上述のものなどのシリル化アセチレン化合物を含まない、または有機アセチレンアルコールを含む反応生成物と比較して、ステップ1)において生成された反応生成物の着色(黄変)を低減または最小限化するために使用され得る。シリル化アセチレン化合物は、(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ)トリメチルシラン、((1,1−ジメチル−2−プロピニル)オキシ)トリメチルシラン、ビス(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ)ジメチルシラン、ビス(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ)シランメチルビニルシラン、ビス((1,1−ジメチル−2−プロピニル)オキシ)ジメチルシラン、メチル(トリス(1,1−ジメチル−2−プロピニルオキシ))シラン、メチル(トリス(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ))シラン、(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ)ジメチルフェニルシラン、(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ)ジメチルヘキセニルシラン、(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ)トリエチルシラン、ビス(3−メチル−1−ブチン−3−オキシ)メチルトリフルオロプロピルシラン、(3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オキシ)トリメチルシラン、(3−フェニル−1−ブチン−3−オキシ)ジフェニルメチルシラン、(3−フェニル−1−ブチン−3−オキシ)ジメチルフェニルシラン、(3−フェニル−1−ブチン−3−オキシ)ジメチルビニルシラン、(3−フェニル−1−ブチン−3−オキシ)ジメチルヘキセニルシラン、(シクロヘキシル−1−エチン−1−オキシ)ジメチルヘキセニルシラン、(シクロヘキシル−1−エチン−1−オキシ)ジメチルビニルシラン、(シクロヘキシル−1−エチン−1−オキシ)ジフェニルメチルシラン、(シクロヘキシル−1−エチン−1−オキシ)トリメチルシラン、およびこれらの組み合わせにより例示される。代替として、阻害剤は、メチル(トリス(1,1−ジメチル−2−プロピニルオキシ))シラン、((1,1−ジメチル−2−プロピニル)オキシ)トリメチルシラン、またはそれらの組み合わせにより例示される。阻害剤として有用なシリル化アセチレン化合物は、酸受容体の存在下で上述のアセチレンアルコールをクロロシランと反応させることによってアセチレンアルコールをシリル化するなどの、当技術分野において知られている方法により調製され得る。
そのメルト接着剤組成物に添加される阻害剤の量は、組成物の所望のポットライフ、処理および分配のために選択された温度、使用される特定の阻害剤、ならびに使用される他の出発材料の選択および量を含む様々な因子に左右されることになる。しかしながら、存在する場合、阻害剤の量は、ホットメルト接着剤組成物における全ての出発材料の合計重量に基づいて、>0%〜1%、代替として>0%〜5%、代替として0.001%〜1%、代替として0.01%〜0.5%、および代替として0.0025%〜0.025%の範囲であってもよい。
(G)ビヒクル
ビヒクル(例えば、溶媒および/または希釈剤)は、ホットメルト接着剤組成物に任意選択で添加してもよい。ビヒクルは、ホットメルト接着剤組成物の流れと、ポリオルガノシリケート樹脂などのある特定の出発材料の導入とを促進することができ、かつ/またはビヒクルは、ホットメルト接着剤組成物においてレオロジー助剤として作用することができる。本明細書で使用されるビヒクルは、ホットメルト接着剤組成物で使用される出発材料の流動化を助けるが、本質的にこれらの出発材料のいずれとも反応しないビヒクルである。ビヒクルは、ホットメルト接着剤組成物中の出発材料の溶解度および揮発性に基づいて選択することができる。その溶解度は、ビヒクルがホットメルト接着剤組成物の出発材料を溶解および/または分散させるのに十分であることを指す。揮発性とは、そのビヒクルの蒸気圧を指す。ビヒクルの揮発性が十分でない場合(蒸気圧が低すぎる場合)、ビヒクルは、ホットメルト接着剤中に可塑剤として残留することがあり、または反応性ホットメルト接着剤が物理的特性を発現するための時間量は、所望よりも長いことがある。
好適なビヒクルとしては、好適な蒸気圧を有するポリオルガノシロキサン、例えば、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、および他の低分子量ポリオルガノシロキサン、例えば、Dow Silicones Corporation of Midland,Michigan,U.S.Aから市販されている0.65〜1.5センチストーク(cSt)のDOWSIL(商標)200 FluidsおよびDOWSIL(商標)OS FLUIDSが含まれる。
代替として、ビヒクルは、有機溶媒であってもよい。有機溶媒は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、もしくはn−プロパノールなどのアルコール;アセトン、メチルエチルケトン、もしくはメチルイソブチルケトンなどのケトン;ベンゼン、トルエン、もしくはキシレンなどの芳香族炭化水素;ヘプタン、ヘキサン、もしくはオクタンなどの脂肪族炭化水素;プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールn−ブチルエーテル、プロピレングリコールn−プロピルエーテル、もしくはエチレングリコールn−ブチルエーテルなどのグリコールエーテル;ジクロロメタン、1,1,1−トリクロロエタン、もしくはメチレンクロリドなどのハロゲン化炭化水素;クロロホルム;ジメチルスルホキシド;ジメチルホルムアミド、アセトニトリル;テトラヒドロフラン;ペトロール;ミネラルスピリット;ナフサ;n−メチルピロリドン;またはそれらの組み合わせであり得る。
ビヒクルの量は、選択されるビヒクルの種類と、ホットメルト接着剤組成物のために選択される他の出発材料の量および種類とを含む様々な因子に左右され得る。しかしながら、ビヒクルの量は、組成物における全ての出発材料の合計重量に基づいて、1%〜99%、代替として2%〜50%の範囲であってもよい。出発材料(G)は1つのビヒクルであってもよい。代替として、出発材料(G)は、2つ以上の異なるビヒクルを含んでもよい。
水分捕捉剤
成分(H)は、ホットメルト接着剤組成物に任意選択で添加してもよい水分捕捉剤である。水分捕捉剤を添加して、ホットメルト接着剤組成物の貯蔵寿命を低下させる可能性がある様々な供給源由来の水を結合させることができる。例えば、ホットメルト接着剤組成物が縮合反応性である場合、水分捕捉剤は、水および/またはアルコールなどの縮合反応の副産物を結合することができる。
水分捕捉剤に好適な吸着剤の例は、無機微粒子であり得る。吸着剤は、10マイクロメートル以下、代替として5マイクロメートル以下の粒子径を有し得る。吸着剤は、水およびアルコールを吸着するのに十分な平均細孔径、例えば、10Å(オングストローム)以下、代替として5Å以下、あるいは3Å以下を有し得る。吸着剤の例としては、ゼオライト、例えば、チャバサイト、モルデナイト、および方沸石;モレキュラーシーブ、例えば、アルカリ金属アルミノシリケート、シリカゲル、シリカ−マグネシアゲル、活性炭、活性アルミナ、酸化カルシウム、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
市販の水分捕捉剤の例としては、乾燥モレキュラーシーブ、例えば、SYLOSIV(商標)の商標でGrace Davidsonから市販されている、およびPURMOLの商標でZeochem of Louisville,Kentucky,U.S.A.から市販されている3Å(オングストローム)モレキュラーシーブ、およびIneos Silicas of Warrington,Englandから入手可能なDoucil zeolite 4Aなどの4Åモレキュラーシーブが挙げられる。他の有用なモレキュラーシーブとしては、MOLSIV ADSORBENT TYPE 13X、3A、4A、および5Aが挙げられ、これら全ては、UOP of Illinois,U.S.A.から市販されており;Arkema of King of Prussia,Pennsylvania,U.S.A.からのSILIPORITE NK 30APおよび65xP;W.R.Grace of Maryland,U.S.Aから入手可能なモレキュラーシーブが挙げられる。
代替として、水分捕捉剤は、化学的手段によって水および/または他の副産物を結合し得る。組成物に添加されるシラン架橋剤の量((E)架橋剤として添加される任意の量に加えて)は、化学的水分捕捉剤として機能し得る。理論に拘束されることを望むものではないが、化学的水分捕捉剤は、組成物の部分が一緒に混合された後、組成物を水の無い状態に保つために、複数の部分の組成物の乾燥部分へと添加され得ると考えられる。例えば、水分捕捉剤として好適なアルコキシシランは、ホットメルト接着剤組成物を製造するためのプロセス温度に耐える150℃を超える沸点を有し、フェニルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
水分捕捉剤の量は、選択される特定の水分捕捉剤によって左右される。しかしながら、水分捕捉剤が化学的水分捕捉剤である場合、その量は、組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、0%〜5%、代替として0.1%〜1%の範囲であり得る。
(I)充填剤
成分(I)は充填剤である。充填剤は、無機充填剤、例えば、ヒュームシリカ、シリカエーロゲル、シリカキセロゲル、または沈降シリカ、熱分解法シリカ、珪藻土シリカ、石英粉末、粉砕石英、ケイ酸アルミニウム、混合ケイ酸アルミニウムおよびケイ酸マグネシウム、ケイ酸ジルコニウム、雲母粉末、炭酸カルシウム、例えば、沈降炭酸カルシウムまたは粉砕炭酸カルシウム、ガラス粉末および繊維、熱分解酸化物およびルチル型の酸化チタン、ジルコン酸バリウム、硫酸バリウム、メタホウ酸バリウム、窒化ホウ素、リトポン、鉄、亜鉛、クロム、ジルコニウム、およびマグネシウムの酸化物、様々な形態のアルミナ(水和または無水)、グラファイト、タルク、珪藻土、チョークサンド、カーボンブラック、およびクレー、例えば、焼成クレー、および有機材料、例えば、フタロシアニン、コルク粉末、おがくず、合成繊維および合成ポリマー(ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、およびポリ塩化ビニル)を含み得る。充填剤は、当技術分野で知られており、市販されている。例えば、ヒュームドシリカは当技術分野で知られており、例えば、Cabot Corporation of Massachusetts,U.S.AによってCAB−O−SILの名称で市販されている。粉砕シリカは、U.S.Silica of Berkeley Springs,WVによって、MIN−U−SILという名称で販売されている。好適な沈降炭酸カルシウムとしては、Solvay S.A.of Brussels,BelgiumからのWinnofil(商標)SPMおよびSpecialty Minerals Inc.of New York,U.S.AからのUltra−pflex(商標)ならびにUltra−pflex(商標)100が挙げられる。充填剤は、ホットメルト接着剤組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、最大30%、代替として5%〜15%の量で添加してもよい。
充填剤は、任意選択で充填剤処理剤で処理してもよい。充填剤処理剤の量は、選択した処理剤の種類、処理される微粒子の種類と量、ならびに組成物に添加される前に微粒子が処理されるか否か、または微粒子がその場で処理されるか否かなどの因子に従って変化し得る。しかしながら、充填剤処理剤は、ホットメルト接着剤組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、0.01%〜20%、代替として0.1%〜15%、代替として0.5%〜5%の量で使用してもよい。充填剤、物理的水分捕捉剤、および/またはある特定の着色剤などの微粒子は、存在する場合、任意選択で充填剤処理剤で表面処理してもよい。微粒子は、ホットメルト接着剤組成物に添加される前に、またはその場で、充填剤処理剤で処理してもよい。充填剤処理剤は、アルコキシシラン、アルコキシ官能性オリゴシロキサン、環状ポリオルガノシロキサン、ヒドロキシル官能性オリゴシロキサン、例えば、ジメチルシロキサンもしくはメチルフェニルシロキサン、または脂肪酸を含み得る。脂肪酸の例には、ステアリン酸カルシウムなどのステアリン酸塩が含まれる。
使用され得るいくつかの代表的な有機ケイ素充填剤処理剤としては、シリカ充填剤を処理するために通常使用される組成物、例えば、オルガノクロロシラン、オルガノシロキサン、オルガノジシラザン、例えば、ヘキサアルキルジシラザン、および、オルガノアルコキシシラン、例えば、C13Si(OCH、C17Si(OC、C1021Si(OCH、C1225Si(OCH、C1429Si(OC、およびCCHCHSi(OCHが挙げられる。使用され得る他の処理剤としては、アルキルチオール、脂肪酸、チタネート、チタネートカップリング剤、ジルコネートカップリング剤、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
代替として、充填剤処理剤は、式:RM7 Si(ORM8(4−B)を有するアルコキシシランを含んでいてもよく、式中、下付き文字Bは、1〜3の値を有することができ、代替として下付き文字B=3の値を有していてもよい。各RM7は、独立して、一価有機基、例えば、1〜50個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基、代替として8〜30個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基、代替として8〜18個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基である。RM7は、アルキル基、例えば、ヘキシル、オクチル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、およびオクタデシル(それぞれの分岐状および線状異性体を含む)および芳香族基、例えば、ベンジルおよびフェニルエチルによって例示される。RM7は、飽和または不飽和、および分枝状または非分枝状であり得る。代替として、RM7は、飽和および非分岐状であり得る。
各RM8は、独立して、1〜4個の炭素原子、代替として1〜2個の炭素原子の飽和炭化水素基である。充填剤処理剤は、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラン、フェニルエチルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、およびそれらの組み合わせにより例示される。
アルコキシ官能性オリゴシロキサンもまた充填剤処理剤として使用してもよい。例えば、好適なアルコキシ官能性オリゴシロキサンとしては、式(RM9O)Si(OSiRM10 M11(4−C)のものが挙げられる。この式では、下付き文字Cは、1、2、または3であり、代替として下付き文字C=3である。各RM9は、アルキル基であり得る。各RM10は、1〜10個の炭素原子の不飽和一価炭化水素基であり得る。各RM11は、少なくとも10個の炭素原子を有する不飽和一価炭化水素基であってもよい。
(J)着色剤
出発材料(J)は、ホットメルト接着剤組成物に任意選択で添加され得る着色剤(例えば、染料および/または顔料)である。好適な着色剤の例としては、インジゴ、二酸化チタン、Stan−Tone 50SP01 GreenまたはStan−Tone 40SP03 Blue(PolyOneから市販されている)およびカーボンブラックが挙げられる。カーボンブラックの代表的な非限定的な例としては、Chevron Phillips Chemical Company LPから市販されているShawiniganアセチレンブラック;Elementis Pigments Inc.,of Fairview Heights,IL U.S.A.によって供給されるSUPERJET(商標)カーボンブラック(LB−1011);Sid Richardson Carbon Co,of Akron,OH U.S.Aによって供給されるSR 511;着色剤 BA 33酸化鉄着色剤(Cathay Pigments(USA),Inc.Valparaiso,IN 46383 USAから市販されている);およびN330、N550、N762、N990 (Degussa Engineered Carbons of Parsippany,NJ,U.S.A.から)が挙げられる。着色剤の例は、当技術分野で知られており、米国特許第4,962,076号;同第5,051,455号;および同第5,053,442号;および米国特許公開第2015/0376482号の段落[0070]において開示されており、それらは参照により本明細書に組み込まれる。
着色剤の量は、選択された着色剤の種類およびホットメルト接着剤の所望の着色度、ならびにホットメルト接着剤組成物中の出発材料の選択を含む様々な因子に左右される。例えば、ホットメルト接着剤組成物は、ホットメルト接着剤組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、着色剤を0〜10%、代替として0.001%〜5%含み得る。
(K)蛍光増白剤
出発材料(K)は、例えば、ホットメルト接着剤組成物が基材上に分配されるときに良好な分配を保証するのを助けるために、ホットメルト接着剤組成物に添加され得る蛍光増白剤である。蛍光増白剤は、電磁スペクトルの紫外領域と紫色領域(通常は340〜370nm)の光を吸収し、青色領域(通常は420〜470nm)の光を蛍光によって再放出する任意の化学化合物であることができ、耐熱性にも優れている。例示的な蛍光増白剤としては、スチルベン、例えば、4,4’−ジアミノ−2,2’−スチルベンジスルホン酸、クマリン、イミダゾリン、ジアゾール、トリアゾール、およびベンゾオキサゾリンが挙げられる。BASF Corporation of Southfield,Michigan,U.S.AからTINOPAL(商標)OBとして市販されている2,5−チオフェンジイルビス(5−tert−ブチル−1,3−ベンゾオキサゾール)などの蛍光増白剤は市販されている。存在する場合、蛍光増白剤の量は、ホットメルト接着剤組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、1ppm〜1%であってもよく、代替として0.01%〜0.05%であってもよい。
(L)腐食防止剤
出発材料(L)は、ホットメルト接着剤組成物に任意選択で添加してよい腐食防止剤である。好適な腐食防止剤の例としては、ベンゾトリアゾール、メルカプタベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、および市販の腐食防止剤、例えば、R.T.Vanderbilt of Norwalk,Connecticut,U.S.A.からの2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール誘導体(CUVAN(商標)826)およびアルキルチアジアゾール(CUVAN(商標)484)が挙げられる。存在する場合、腐食防止剤の量は、ホットメルト接着剤組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、0.05%〜0.5%であり得る。
(M)老化防止添加剤
出発物質(M)は、任意選択でホットメルト接着剤組成物に添加され得る老化防止添加剤である。老化防止添加剤は、(M1)酸化防止剤、(M2)UV吸収剤、(M3)UV安定剤、(M4)熱安定剤、または(M1)、(M2)、(M3)、および(M4)のうちの2つ以上の組み合わせを含み得る。好適な抗酸化剤は、当技術分野で知られており、市販されている。好適な酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、およびフェノール系酸化防止剤と安定剤との組み合わせが挙げられる。フェノール系酸化防止剤は、完全に立体障害のあるフェノール類および部分的に立体障害のあるフェノール類を含む。代替として、安定剤は、テトラメチルピペリジン誘導体などの立体障害アミンであってもよい。好適なフェノール系酸化防止剤としては、ビタミンE、およびCiba Specialty Chemicals,U.S.A.からのIRGANOX(商標)1010が挙げられる。IRGANOX(商標)1010は、ペンタエリスリトールテトラキス(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)を含む。UV吸収剤の例としては、フェノール,2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−ドデシル−4−メチル−,分岐状および線状(TINUVIN(商標)571)が挙げられる。UV安定剤の例としては、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート;メチル1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル/セバケート;およびそれらの組み合わせ(TINUVIN(商標)272)が挙げられる。これらおよび他のTINUVIN(商標)添加剤、例えば、TINUVIN(商標)765は、Ciba Specialty Chemicals of Tarrytown,NY,U.S.A.から市販されている。他のUVおよび光安定剤は市販されており、ChemturaからのLowLite、PolyOneからのOnCap、およびE.I.du Pont de Nemours and Company of Delaware,U.S.A.からの光安定剤210がその例である。オリゴマー(高分子量)安定剤は、代替として、例えば、安定剤が組成物またはその硬化生成物から移行する可能性を最小限にするために使用され得る。オリゴマー抗酸化安定剤(具体的には、ヒンダードアミン光安定剤(HALS))の例は、Ciba TINUVIN(商標)622であり、それは、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−l−ピペリジンエタノールと共重合したブタン二酸のジメチルエステルである。熱安定剤としては、Ce、Cu、Zr、Mg、Fe、またはZnの金属塩、例えば、酸化鉄、カーボンブラック、カルボン酸鉄塩、水和セリウム、ジルコン酸バリウム、オクタン酸セリウムおよびオクタン酸ジルコニウム、ならびにポルフィリンを挙げることができる。老化防止添加剤の量は、選択される特定の老化防止添加剤および所望の老化防止の利益を含む様々な因子に左右される。しかしながら、老化防止添加剤の量は、ホットメルト接着剤組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、0〜5%、代替として0.001%〜1%、代替として0.1%〜4%、代替として0.5%〜3%であってもよい。
上記のホットメルト接着剤組成物のための出発材料を選択する場合、本明細書に記載のある特定の出発材料は、複数の機能を有し得るため、出発材料の種類間で重複してもよい。例えば、ある特定のアルコキシシランは、任意のホットメルト接着剤組成物における、充填剤処理剤として、および接着促進剤として、有用であることができ、代替として、当該アルコキシシランはまた、縮合反応性ホットメルト接着剤組成物において、水分捕捉剤および/または架橋剤としても有用であり得る。カーボンブラックは、着色剤および/または充填剤として有用であり得る。
一実施形態において、ホットメルト接着剤組成物は、Bekemeierらの米国特許公開第2015/0376482号に記載されているように、(A)上記のポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを湿気硬化性ホットメルト接着剤組成物に添加することにより調製することができる。そのポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、ホットメルト接着剤組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、少なくとも0.5%、代替として0.5%〜20%の量であり得る。
ホットメルト接着剤組成物を作製するための方法
ホットメルト接着剤組成物は、出発材料(A)、(B)、および(C)、および任意選択で1つ以上の追加の出発材料(D)、(E)、(F)、(G)、(H)、(I)、(J)、(K)、(L)、および(M)を組み合わせることを含む方法によって、調製し得る。組み合わせは、出発材料を押出装置に供給して出発材料を混合するなどの任意の簡便な手段によって行うことができ、任意選択で、揮発性物質、例えば、ビヒクルが存在している場合、これを除去し、ホットメルト接着剤組成物を回収する。ホットメルト接着剤組成物は、97.5%〜100%、あるいは98.5%〜100%、あるいは99%〜100%の不揮発性含有量を有し得る。
上記のビヒクルは、ホットメルト接着剤組成物の調製に使用され得る。例えば、ポリオルガノシリケート樹脂などの1つ以上の出発材料をビヒクルに溶解または分散させることができる。ビヒクルは、出発材料の流動および導入を助ける。しかしながら、ビヒクルの一部または全部は、ホットメルト接着剤組成物を製造するための連続プロセスで除去してもよい。一実施形態において、ホットメルト接着剤組成物を固化させることによって調製されるホットメルト接着剤は、0%〜2.5%、代替として0%〜0.5%のビヒクルを含有する。
典型的には、ホットメルト接着剤組成物を調製するために、(A)、(B)、および(C)を含む出発材料および任意の追加の出発材料が連続混合装置に供給される。その装置への添加の順序は、ホットメルト接着剤組成物の製造には重要ではない。ホットメルト接着剤組成物が縮合反応性であり、ポリオルガノシリケート樹脂が0.7%を超えるシラノールを有する場合、ポリオルガノシリケート樹脂と一緒に使用してもよい任意のシラン架橋剤および触媒を添加して、反応を起こさせ、揮発性の反応副産物(例えば、水またはアルコール)を取り除くことが望ましいことがある。連続混合装置は、出発材料を混合することができなければならず、揮発性物質、例えば上記の副産物およびビヒクルを除去するための手段を含んでいるべきである。典型的には、脱揮式二軸押出機などの押出装置が使用される。押出装置を使用する場合、出発材料は押出機に供給され、50℃〜250℃、代替として110℃〜190℃の温度で加熱され得る。出発原料を加熱すると、粘度も下がり、混合が容易になる。一実施形態において、出発材料(A)ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマー、(B)ポリジオルガノシロキサン、(C)ポリオルガノシリケート樹脂、および(G)ビヒクルが最初に押出装置に供給される。ホットメルト接着剤組成物が反応性である場合、触媒および架橋剤を、同時に、またはプロセスの後の時点で添加することができる。ヒドロシリル化反応性ホットメルト接着剤組成物が調製されているとき、阻害剤は触媒の前に添加してもよい。
真空は、連続混合装置(例えば、脱揮式押出機)上で単一または複数の段階で適用され得る。複数の真空段階を使用すると、ビヒクルを除去するのに有益であり得る。架橋剤などのある特定の出発材料は揮発性であり得るため、揮発性出発材料の溶媒による除去を防ぐために、溶媒の一部または全てが除去された後、任意の揮発性出発材料を添加してもよい。当業者は、例えば、米国特許第8,580,073号の欄7、28行から欄8、24行、米国特許公開第2008/0300358号、または米国特許公開第2015/0376482号に記載された処理技術を使用して、本明細書に記載の出発材料からホットメルト接着剤組成物を調製することができる。
使用/適用の方法
本明細書に記載のホットメルト接着剤組成物は、1)基材上に溶融したホットメルト接着剤組成物を分配することと、2)その基材を、ステップ1)の後、およびステップ3)と同時に、シリコーンホットメルト接着剤組成物と、1つ以上の追加の基材とを用いて組み立てることと、3)そのホットメルト接着剤を冷却することと、を含む組立工程において使用することができる。ホットメルト接着剤組成物は、冷却すると、凝固して、接着剤および/またはシーラントとなる。組立工程は、任意選択でさらに:4)ステップ3)の間および/またはステップ3)の後に、ホットメルト接着剤組成物を硬化させることを含み得る。本明細書に記載のホットメルト接着剤組成物およびプロセスは、電子デバイスの組み立てに有用である。ホットメルトの分配は、制御されタイミングがはかられた圧縮空気、容積式排気(positive displacement)、噴射、および当技術分野で知られている任意の他の簡便な手段によるものでよい。
基材(および任意の追加の基材)は、電子デバイスの任意のコンポーネントであり得る。基材は、ガラス、プラスチック、シリコーンエラストマー、金属、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される構成材料を含み得る。例示的なプラスチックとしては、ガラス入りポリカーボネート、ガラス繊維、ポリテトラフルオロエチレン、およびポリ塩化ビニルが挙げられる。例示的な金属基材としては、アルミニウム、マグネシウム、およびステンレス鋼が挙げられる。
これらの実施例は、本発明のいくつかの実施形態を例示するためのものであり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。参考例は、他に示されない限り、先行技術であると見なされるべきではない。
参考例A−ジメチル水素クロロシラン(HMeSiCl)によるジ−ポリエチレン−亜鉛のシリル化のための手順
ジポリエチレン亜鉛およびIsopar(Mw=1580Da、10mM)をバイアルに入れた。その内容物を透明で均質になるまでバイアルを120℃で加熱した。ジメチル水素クロロシランおよびNMIをバイアルに加えた。バイアルを90℃で3時間加熱した。次いで、ヨウ素(I)を添加し、未反応のジポリエチレン亜鉛をクエンチした。得られた生成物をH NMRで評価した。HMeSiClのモル当量および生成物への変換の結果を、以下に示す。
Figure 2021518460
参考例Aは、比較的揮発性の高いクロロシランが使用された場合、追加当量のクロロシランで改善されたシリル化が達成可能であることを示した。
参考例B−ジフェニル水素クロロシラン(HPhSiCl)によるジ−ポリエチレン−亜鉛のシリル化のための手順
HMeSiClの代わりにHPhSiClを使用したことを除いて、参考例Aを繰り返した。その結果を以下に示す。
Figure 2021518460
参考例Bは、添加剤としてNMIを使用してジ−ポリエチレン−亜鉛の完全なシリル化が可能であることを示した。
参考例C−HPhSiClによるジ−ポリエチレン−亜鉛のシリル化のための手順
ジポリエチレン亜鉛およびIsopar(Mw=1580Da、10mM)をバイアルに入れた。その内容物を透明で均質になるまでバイアルを120℃で加熱した。NMI、またはNMIとTMEDAとのブレンドから選択された添加物と、フェニル、二水素、クロロシランとを、バイアルに加えた。バイアルを一定時間加熱した。次いで、ヨウ素(I)を添加し、未反応のジポリエチレン亜鉛をクエンチした。得られた生成物をH NMRで評価した。クロロシランのモル当量、添加剤のモル当量、加熱時間および温度、ならびに生成物への変換の結果を、以下に示す。
Figure 2021518460
参考例Cは、フェニル、二水素、クロロシランによる完全なシリル化が、エントリ6に記載された条件で観察されることを示した。少なくとも1当量のNMIがヒドロシリル化を完了することができた。エントリ5では比較目的で、NMIおよび別のアミン塩基のブレンドを添加剤として使用した。
参考例D
ジポリエチレン亜鉛およびIsopar(Mw=1080Da、10mM)をバイアルに入れた。内容物が透明で均質になるまでバイアルを120℃で加熱した。フェニル、二水素、クロロシランおよび添加剤をバイアルに加えた。バイアルを100℃で1時間加熱した。次いで、Iを添加し、未反応のジ−ポリエチレン亜鉛をクエンチした。得られた生成物をH NMRで評価した。添加剤および生成物への変換の結果を、以下に示す。
Figure 2021518460
参考例Dは、4−ジメチルアミノピリジンおよびピリジン−N−オキシドを添加剤として使用して試験した条件下で完全なシリル化が観察されることを示した。この例はまた、エントリ2およびエントリ3に示されるように、添加剤を含まない比較対照(エントリ8)よりも多くのシリルポリマーが形成されるため、N−メチルピリドンおよびDMPUを添加剤として使用してシリル化を促進できることも示した。
参考例E
HMeSiClの代わりにフェニル水素ジクロロシラン(HPhSiCl2)を使用して、また添加剤として2当量の代わりに1.2当量のNMIを使用して、参考例Aを繰り返した。その結果を以下に示す。
Figure 2021518460
参考例Eは、HPhSiClの量が低減された場合でも、置換が2つのSi−Cl結合の1つだけで起こることを示した。
参考例F
ジポリエチレン亜鉛およびIsopar(Mw=1205Da、10mM)をバイアルに入れた。内容物が透明で均質になるまでバイアルを120℃で加熱した。ジメチル水素ヨードシラン(HMeSil)およびNMIをバイアルに加えた。バイアルを110℃で3時間加熱した。次いで、Iを添加し、未反応のジ−ポリエチレン亜鉛をクエンチした。得られた生成物をH NMRで評価した。HMeSilのモル当量および生成物への変換の結果を、以下に示す。
Figure 2021518460
参考例Fは、NMIがクロロシラン以外のハロシラン(例えばヨードシラン)によるシリル化も促進することを示した。NMIがない場合、ヨードシランは、この例で試験された条件下でジポリエチレン亜鉛と完全に反応するのに十分に求電子性ではなかった。
参考例G
PhSiClによるエチレン/オクテンポリメリル亜鉛のシリル化を、以下のように行った。グローブボックス内で、20mLのバイアルにコポリメリル亜鉛(Mn=1940Da、30.66%オクテン、Isopar(商標)E中の3.10%ポリマー、14.95g、0.117mmol、0.500当量)を投入した。混合物を攪拌し、混合物が透明で均質になるまで110℃に加熱した。NMI(22.5μL、0.282mmol、1.20当量)を添加し、続いてクロロフェニルシラン(37.6μL、0.282mmol、1.20当量)を添加した。混合物を1時間攪拌した。溶液の一部を除去し、変換分析のために過剰のヨウ素でクエンチした。ポリマー溶液を過剰のメタノールに注ぎ込むと、ポリマーが沈殿した。ポリマーを濾過により単離し、真空オーブン内で乾燥させた。
Figure 2021518460
参考例Gは、エチレン/オクテンコポリメリル亜鉛によるシリル化がNMIを使用して可能であることを示した。
参考例H−シリル終端有機金属の一般的な調製手順
2LのPARR回分反応器内で重合を行った。反応器を電気加熱マントルで加熱し、冷却水を含有する内部蛇行冷却コイルにより冷却した。反応器および加熱/冷却システムの両方を、CAMILE TGプロセスコンピューターによって制御および監視した。反応器の底部には、反応器の内容物をステンレス鋼のダンプポット内に排出するダンプ弁が取り付けられていた。ポットとタンクの両方を窒素でパージして、ダンプポットを30ガロンのブロータンクと通気させた。重合または触媒補給のために使用した全ての溶媒は、重合に影響を及ぼし得るあらゆる不純物を除去するために溶媒精製カラムを通した。1−オクテン、Isopar(商標)Eおよびトルエンを、A2アルミナを含む第1のカラム、Q5を含む第2のカラムの2つのカラムに通過させた。エチレンを、A204アルミナおよび4Åモレキュラーシーブを含む第1のカラム、Q5反応物を含む第2のカラムの2つのカラムに通過させた。移動に使用した窒素を、A204アルミナ、4Åモレキュラーシーブ、およびQ5を含む単一のカラムに通過させた。
所望の反応器負荷に応じて、所望量のIsopar(商標)Eおよび/またはトルエン溶媒および/または1−オクテンを、ショットタンクを介してロードカラムに加えた。ロードカラムは、ロードカラムを載せた電子天秤を使用して、ロード設定点まで充填した。液体供給物の添加後、反応器を重合温度設定点まで加熱した。エチレンが使用される場合、反応圧力設定点を維持するための反応温度になったときに、エチレンを反応器に添加した。エチレン添加量を、マイクロ−モーション流量計で監視した。
スカベンジャー、MMAO−3A(Akzo Nobelから市販されている)は、不活性なグローブボックス内で取り扱い、シリンジに引き込み、触媒ショットタンクに圧力で移した。これに続いて、各5mLのトルエンで3回すすいでから、反応器内に注入した。チェーンシャトリング剤は、不活性なグローブボックス内で取り扱い、シリンジに引き込み、触媒ショットタンクに圧力で移した。これに続いて、各5mLのトルエンで3回すすいでから、反応器内に注入した。プロ触媒および活性剤を適量の精製トルエンと混合して所望のモル濃度の溶液を得た。触媒および活性化剤は、不活性なグローブボックス内で取り扱い、シリンジに引き込み、触媒ショットタンクに圧力で移した。これに続いて、各5mLのトルエンで3回すすいだ。触媒添加直後に運転タイマーを開始した。エチレンを使用した場合、次いでそれをCAMILEにより添加して反応器内の反応圧力設定点を維持した。これらの重合は、10分間の実行、または目標とするエチレンの取り込みのいずれかで行った。次いで、攪拌機を停止し、下部のダンプ弁を開いて、反応器の内容物を、金属表面に吸収された余分な水分を追い出すために使用前に130℃オーブン内に60分超の間保管した清浄なダンプポット内に排出した。反応器の内容物がダンプポット内に排出されたら、ボール弁を介して、窒素不活性化の通常の流れをアルゴンに切り替えた。アルゴンを計算された期間流し、ポット内のガス量を5回交換させた。アルゴンの不活性化が完了したら、ダンプポットを固定具から降ろし、入口弁および出口弁が付いた二次蓋をポットの上部にシールした。次いで、供給ラインおよび入口/出口弁を介して、追加の5回のガス交換のためにポットをアルゴンで不活性化した。完了したら、弁を閉じた。次いで、内容物を外気と接触させることなく、ポットをグローブボックスに移した。
参考例I−参考例Hの一般的手順による試料の調製
ホモポリエチレン試料を、参考例Hの一般的手順に従って、次の条件を使用して調製した:120℃、23gの最初のエチレン添加、600gのトルエン、10μmolのMMAO−3A、プロ触媒に対し1.2当量の活性剤。使用するプロ触媒の量は、所望の効率に達するように調整した。重合中にエチレンを供給し、必要に応じて反応器を冷却することによって、反応器圧力および温度を一定に保った。重合は、活性剤としてビス(水素化獣脂アルキル)メチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、プロ触媒としてビス(N−イソブチル−6−メシチルピリジン−2−アミン)ジメチルハフニウム、およびチェーンシャトリング剤としてビス(8−(ジメチルシリル)オクチル)亜鉛を用いて行った。H−NMR Mn:鎖当たり1586、GPC Mn:鎖当たり1310。
ポリ(エチレン/オクテン)コポリマー試料を、参考例Hの一般的手順に従って、次の条件を使用して調製した:120℃、23gの最初のエチレン添加、397gのIsopar(商標)E、115gの1−オクテン、10μmolのMMAO−3A、プロ触媒に対し1.2当量の活性剤。使用するプロ触媒の量は、所望の効率に達するように調整した。重合中にエチレンを供給し、必要に応じて反応器を冷却することによって、反応器圧力および温度を一定に保った。重合は、活性剤としてビス(水素化獣脂アルキル)メチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、プロ触媒として[N−[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]−α−[2−(1−メチルエチル)−フェニル]−6−(1−ナフタレニル−C2)−2−ピリジンメタンアミナト]ジメチルハフニウム、およびチェーンシャトリング剤としてビス(8−(ジメチルシリル)ヘキシル)亜鉛を用いて行った。GPC Mn:鎖当たり25,020、コモノマーの取り込み:48%1−オクテン。
参考例J
この参考例Jは、モノ−SiH終端ポリエチレンを精製するために使用される水洗浄方法を示す。上記のように調製された0.90gのモノ−SiHポリエチレンを、磁気攪拌棒を含む100mL丸底フラスコ内でトルエン中10%に希釈した。フラスコを85℃のアルミブロックに入れることで溶液を加熱した。モノ−SiH終端ポリエチレンは溶解した。脱イオン水(6g)を添加し、5分間混合した。次いで攪拌を停止し、プラスチックピペットを使用して水層(底部)を除去した。優れた分離が達成された。どちらの相も透明であり、洗浄水のpHはアルカリ性であった。
以下のプロセスを85℃で7回行った。脱イオン水(4g)を添加し、5分間混合した。水相を除去した。得られたトルエンおよびモノ−SiH終端ポリオレフィンの溶液をTeflon(商標)シートに注ぎ、一晩乾燥させた。最終的な水洗液のpHはわずかに酸性であり、イミダゾールが正常に除去されたことを示している。
上記の参考例に記載のように調製したシリル終端ポリオレフィンは、ポリエチレン−ポリジメチルシロキサンコポリマーなどのポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを作製するための出発材料として使用することができる。
参考例1−ポリエチレン−ポリジメチルシロキサンジブロックコポリマー
この参考例1では、(AB)構造を有するポリエチレン−ポリジメチルシロキサンブロックコポリマーを以下のように調製した:63%テレケリックMeHSi終端ポリエチレン(Mn:1700Da)1.44g(1モル当量)を、攪拌棒付きの100mLジャー中の窒素充填グローブボックスの中に入れた。NMR(Gelest,Inc.of Morrisville,Pennsylvania,U.S.A.から市販されている:DMS−S21)で測定された4860のMnを有するビスシラノール終端ポリジメチルシロキサン3.3361g(1.234当量、化学量論は前以て経験的にデッドチェーンエンドを考慮に入れて決定した)を、グローブボックス内のバイアルに直接量り入れた。7.3mLのトルエンを加え、ポリエチレンを溶かすためにジャーを103℃に加熱し、そのジャーを側壁にぶつからないように穏やかに攪拌した。トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランの20mg/mLのトルエン溶液350μLを加えると、すぐにバブリングが観察された。ジャーに緩く栓をし、Hガスを発生させ、ジャーを100℃で一晩加熱した。
一晩運転した後、反応物を室温に冷却し、固まらせた。ジャーにイソプロパノールを加え、得られたコポリマーをスパチュラで砕いた。混合物を激しく攪拌して破片を砕いた。攪拌を止め、コポリマーを使い捨てのプラスチックフリットに集め、次いで40℃の真空オーブンで乾燥させた。4.50gの材料を捕集した。H−NMRは、Si−H官能性の完全な消費を示した。トリクロロベンゼンにおける高温GPCは、(ポリエチレン−ポリジメチルシロキサン)の約6.5繰り返し単位を示した。
この参考例2では、ABA構造を有するポリエチレン−ポリジメチルシロキサントリブロックコポリマーを以下のように調製した:
Figure 2021518460
グローブボックス中で:150mgのポリエチレン−SiMeH(モノ終端)、1.2kDa、および261mgのテレケリックヒドロキシル終端PDMS(DMS−S21オイルとしてGelestから市販されている、1モル当量Si−OH)を120℃まで加熱した。続いて、トルエン中のトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン(0.01モル当量)の100mg/mL溶液6μLを添加し、その時点で水素の発生が観察された。その溶液を20分間攪拌し、次いでグローブボックスから取り出し、イソプロパノール(iPrOH)に沈殿させ、高真空下で60℃で一晩乾燥させて、415mgの白色ワックス状固体を得た。H NMRスペクトルは、トリブロックコポリマーの形成と一致していた。
この参考例3では、ABA構造を有するポリエチレン−ポリジメチルシロキサントリブロックコポリマーを以下のように調製した:
Figure 2021518460
グローブボックス中で:150mgのポリエチレン−SiMeH(モノ終端)、1.2kDa、および1.62gのテレケリックヒドロキシル終端PDMS(1モル当量Si−OH、DMS−S31)を120℃まで加熱した。続いて、トルエン中のトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン(0.01モル当量)の100mg/mL溶液6μLを添加した。その溶液を20分間攪拌し、次いでグローブボックスから取り出し、iPrOHに沈殿させ、高真空下で60℃で一晩乾燥させて、1.65gの白色ワックス状固体を得た。H NMRスペクトルは、トリブロックコポリマーの形成と一致しており、4.04ppmでのSiH共鳴の消失によって示されるように、明らかな残留SiH官能性はなかった。
参考例4−GPC試験方法
上記の参考例で説明したようにして調製したコポリマーおよびシリル終端ポリオレフィンの試料を、160℃に維持したPolymerChar GPC−IRで分析した。各試料を、1x PLgel 20μm 50x7.5mmガードカラムおよび4x PLgel 20μm Mixed A LS 300x7.5mmカラムを通して、300ppmのブチル化ヒドロキシルトルエン(BHT)によって安定化された1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)を用いて、1mL/分の流速で溶出させた。16mgのコポリマー試料を量り取り、機器によって8mLのTCBで希釈した。分子量については、ポリスチレン(PS)標準(Agilent PS−1およびPS−2)の従来の較正を、この温度でTCB中のPSおよびPEについての既知のMark−Houwink係数を用いてホモポリエチレン(PE)に調整された見かけの単位と共に使用した。内部フローマーカーとしてデカンを使用し、保持時間をこのピークに調整した。コモノマーの組み込みについては、既知の組成のコポリマーを使用して、組み込みのための較正曲線を作成した。
この実施例5では、オーブン乾燥させた1L丸底フラスコおよび攪拌棒に、55.28g(18.96mmol、2.25当量)のSiH終端ポリを加えた(エチレン−コ−オクテン)(M2672g/mol、SiH 2916g/molによる有効M13C−NMRによる2.70mol%オクテン)。フラスコをグローブボックスに入れた。次いで、150mLのジャーに、トルエン中のビス−シラノール終端PDMS(GPCによるM 3130g/mol)の50重量%溶液57.4g(8.43mmol、1当量)を量り取り、モレキュラーシーブで乾燥させた。その溶液を丸底フラスコに注ぎ、合計約350mLのトルエンとなるまで、トルエンで数回リンスして洗い流した。Stevens凝縮器をフラスコに取り付け、フラスコを100℃に加熱した。3mLトルエン中のトリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン(52.5mg、0.09mmol、0.5mol%)溶液を調製した。100℃で1.5時間加熱した後、フラスコは、わずかに濁った溶液を含有していたが、ポリマーのチャンクは残っていなかった。次いで、0.5mLの触媒溶液を加えると、多くの気泡が形成した。1分後、泡の形成が遅くなり、さらに2mLを3回に分けて加えた。少量のバブリングが継続した。1.5時間後、アリコートを取り出し、125℃に設定したホットプレート上で窒素流下で乾燥させ、テトラクロロエタンに溶解し、NMRで分析した。NMRは、SiHが完全に存在していないことを示した。
材料をグローブボックスから取り出し、風袋を引いたスチールパンに注いだ。フラスコの内側に残ったポリマーをパンに洗い流した。パンをアルミホイルで覆い、ドラフト内に置いて一晩乾燥させた。
次いで、週末にかけて、パンを55℃に設定した真空オーブンに移した。83.10gの材料が白色固体として単離された。従来のGPCではPDMSがいくらか残っているようであったため、その材料を、100℃で約350mLのトルエンに再溶解し、次いで室温まで冷却した。次いで、スラッシュをイソプロパノール(1L)の攪拌溶液に加え、沈殿させた。その混合物は乳白色の溶液を形成した。ポリマーを単離するために、その混合物を1Lの容器に注ぎ、3000rpmで30分間遠心分離した。このプロセスは3つのバッチで完了された。使い捨てのプラスチックフリットを通して上澄みをデカントした。次いで、圧縮したポリマーをフリットに注ぎ出し、乾燥させた。残留ポリマーを少量のイソプロパノールで遠心分離容器から洗い流し、少なくとも1時間、または液体の大部分が捕集されるまで、空気をフィルターケーキから空気を吸引した。次いで、プラスチックフリットを覆い、真空オーブン中に55℃で一晩置いた。最終材料の高温液体クロマトグラフィーは、混合物が0.9重量%の遊離PDMSを含有していることを示した。得られた組成物は、トリブロックコポリマー中に63.1%のポリオレフィンを示した。
産業上の利用可能性
ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーの代わりに、ポリオレフィンホモポリマーを含有する比較のホットメルト接着剤組成物に比べて、ポリオルガノシロキサンホットメルト接着剤組成物に対して性能上の利益を提供することが見出された。理論に拘束されることを望むものではないが、ポリジオルガノシロキサンポリマーブロックにポリオレフィンをグラフトすることにより、得られたコポリマーは、ポリオルガノシリケート樹脂とポリジオルガノシロキサンポリマーとを含むポリジオルガノシロキサンホットメルト接着剤組成物中への優れた分散性を有することができ、それにより、剛性/弾性率の増加という所望の性能目標が向上すると考えられる。分散されたポリオレフィン相の結晶化は、サブミクロンの分散した粒子または相が複合材料を補強する方法と同様の補強を提供すると考えられる。
ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーを、ポリエチレンなどの比較的少量のポリオレフィン(例えば、最大5%を含む)を提供するのに十分な量で、ポリオルガノシロキサンホットメルト接着剤組成物に対して添加すると、ホットメルト分配温度から冷却するにあたり、ポリエチレン相の結晶化の結果として、比較的狭い5℃のウィンドウ内で(コポリマーを含有しない同じポリオルガノシロキサンホットメルト接着剤組成物と比較して)、粘度または弾性率を1桁を超えて増加させることができる。これは、従来のポリオルガノシロキサンホットメルト接着剤組成物を超える有意な改善であり、温度の低下と共に、はるかにより漸進的な粘度または弾性率の増加を示す。
用語の定義と用法
特に明細書の文脈による指定がない限り、すべての量、比、および百分率は、重量基準である。組成物中の全出発材料の量は、合計で100重量%になる。発明の簡単な概要および要約は、参照により本明細書に組み込まれる。特に明細書の文脈による指定がない限り、冠詞「a」、「an」、および「the」はそれぞれ1つまたは複数を指す。範囲の開示は、範囲自体およびその中に包含されるもの、ならびに終点も含む。例えば、1〜20の範囲の開示は、終点を含む1〜20の範囲だけでなく、1、2、3、4、6、10、および20を個別に含み、またその範囲に包含される任意の他の数も含む。さらに、例えば、1〜20の範囲の開示は、1〜3、2〜6、10〜20、および2〜10、ならびにその範囲に包含される任意の他の部分集合を含む。同様に、マーカッシュグループの開示には、グループ全体およびその中に包括される任意の個別のメンバーおよびサブグループも含まれる。例えば、マーカッシュグループの水素原子、アルキル基、アルケニル基、またはアリール基の開示には、個別に要素のアルキル;下位群の水素、アルキルおよびアリール;下位群の水素およびアルキル;ならびにその群に包含される任意の他の個々の要素および下位群が含まれる。
「元素周期表」とは、CRC Press、Inc.によって1987年に発行された、CRC Handbook of Chemistry and Physics、68th Editionに掲載されている元素周期表を指す。また、族(複数可)へのいかなる言及も、族の番号付けのためのIUPACシステムを使用する、この元素周期表に反映される族(複数可)を意味する。
「クリープ」という用語は、静的荷重(一定応力)下での剪断断ひずみを指す。本発明によるホットメルト接着剤の耐クリープ性は、ポリオレフィン−ポリオルガノシロキサンブロックコポリマーを含有しない従来のポリオルガノシロキサン組成物よりも最少のクリープまたはより小さいクリープを示す耐クリープ性は、望ましい特性である。
「含む(comprise)」という用語、およびその派生語(例えば、含む(comprising)、含む(comprises))は、それらが本明細書に開示されているか否かにかかわらず、任意の追加の成分、出発材料、ステップまたは手順の存在を除外することを意図するものではない。
「グリーン強度」という用語は、ホットメルト接着剤が完全に硬化する前に、反応性ホットメルト接着剤組成物を分配温度からより低い温度に冷却したときの凝固および弾性率の増加を指す。本明細書に記載のように調製されたホットメルト接着剤は、迅速に、かつ少量だけの冷却後に、例えば5℃による冷却後の凝固後に、高いグリーン強度を有することが望ましい。
「ヒドロカルビル」という用語は、分岐鎖状または非分岐鎖状、飽和または不飽和、環式または非環式の基を含む、水素および炭素原子のみを含有する基を意味する。一価ヒドロカルビル基は、シクロアルキル基を含むアルキル基、アルケニル基、アルカジエニル基、シクロアルケニル基、シクロアルカジエニル基、アリール基、およびアルキニル基を含む。
「着色剤」という用語は、本明細書に記載のホットメルト接着剤組成物から調製されるホットメルト接着剤に色を付与するために使用される任意の出発材料を含む。
「テレケリック」という用語は、反応性ポリマーを指し、反応性ポリマーが鎖末端に反応性官能基を有することを意味し、ポリマー鎖末端は、同じまたは異なる反応性官能基を有し得る。本明細書で使用される場合、A)シリル終端ポリオレフィンおよび(B)ポリジオルガノシロキサンのいずれか一方もしくは両方がテレケリックであってもよく、またはどちらもテレケリックでなくてもよい。
明細書全体にわたり、以下の略語が使用される:
Figure 2021518460
Figure 2021518460
発明の実施形態
第1の実施形態において、ホットメルト接着剤組成物は非反応性であってもよく、ホットメルト接着剤組成物は、溶融分配温度からより低い温度へとホットメルト接着剤組成物を冷却することによって形成される。この実施形態において、出発材料は、上記の(A)、(B)、および(C)を含み、上記の出発材料上の置換基(R基)は、互いに反応せず、(D)触媒、(E)架橋剤、および(F)阻害剤は、典型的には非反応性ホットメルト接着剤組成物に添加されない。
第2の実施形態において、ホットメルト接着剤組成物は、反応性であり、出発材料(A)、(B)、(C)、および(D)を含む。反応性ホットメルト接着剤組成物は、冷却および硬化の両方によって、固まる。ホットメルト接着剤組成物が反応性である場合、ホットメルト接着剤組成物は出発材料(E)架橋剤をさらに含み得る。ホットメルト接着剤組成物がヒドロシリル化反応硬化性である場合、出発材料(D)は、上記のヒドロシリル化反応触媒を含む。ヒドロシリル化反応硬化性ホットメルト接着剤組成物において、出発材料(A)、(B)、および(C)のうちの1つ以上は、この実施形態において、ヒドロシリル化反応することができる終端脂肪族不飽和ヒドロカルビル基を有する。この実施形態において、(E)架橋剤は、ケイ素結合水素原子を有し得る。この実施形態において、(F)阻害剤を添加して、ヒドロシリル化反応硬化性ホットメルト接着剤組成物の硬化速度を制御することができる。
ホットメルト接着剤組成物が縮合反応硬化性ホットメルト接着剤組成物である場合、出発材料(D)は、縮合反応触媒を含む。この実施形態において、出発材料(A)、(B)、および(C)のうちの1つ以上は、ケイ素結合加水分解性置換基を有する。この実施形態において、縮合反応硬化性ホットメルト接着剤組成物は、(H)水分捕捉剤をさらに含んでもよい。
代替として、ホットメルト接着剤組成物は、例えば、ヒドロシリル化反応触媒および縮合反応触媒の両方を含有する二重硬化組成物であってもよい。
本発明の第3の実施形態において、ホットメルト接着剤組成物は:
(A)ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーであって、そのポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、単位式(I):
Figure 2021518460
を含み、式中、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Rは、独立して、水素原子、および加水分解性官能性を含まない一価有機基から選択され、各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンであり、各Rは、独立して選択された二価ポリオレフィンであり、各R10は、独立して、Rおよびアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基から選択され、各下付き文字aは、独立して1または2であり、各下付き文字bは、独立して0または正の数であり、下付き文字wは、0〜2であり、下付き文字xは、0または正の数であり、下付き文字yは、0または正の数であり、下付き文字zは、0〜2であり、数量(w+y)≧1であり、数量(x+z)≧1であり、ただし、下付き文字wが0であるとき、下付き文字z>0であり、下付き文字z=0であるとき、下付き文字w>0である、ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーと、
(B)ポリジオルガノシロキサンと、
(C)ポリオルガノシリケート樹脂と、を含む。
第4の実施形態において、第3の実施形態のコポリマーは、式(IV):
Figure 2021518460
式(V):
Figure 2021518460
(式中、下付き文字c≧0である)、
式(VI):
Figure 2021518460
式(VII):
Figure 2021518460
(式中、下付き文字d≧0である)
式(VIII):
Figure 2021518460
または、式(IV)、(V)、(VI)、および(VIII)の2つ以上の組み合わせ、からなる群から選択され、
式中、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Rは、独立して、水素原子、および加水分解性官能性を含まない一価有機基から選択され、各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンブロックであり、各Rは、独立して選択された二価ポリオレフィンブロックであり、各R10は、独立して、Rおよびアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基から選択され、各下付き文字aは、独立して1または2であり、各下付き文字b≧0である。
第5の実施形態において、第4の実施形態のコポリマーは:
Figure 2021518460
Figure 2021518460
から選択される式を有するアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基を表すR10の少なくとも1つの例を有し、式中、各RLは、酸素原子であり、各RDは、独立して、2〜18個の炭素原子の二価ヒドロカルビル基であり、各下付き文字aaは、独立して、0、1、または2であり、代替として0または1であり、下付き文字Dは、0〜20であり、代替として1〜10であり、Eは、0以上であり、下付き文字Fは、1以上であり、下付き文字Gは、1以上であり、4≦(E+F+G)≦50である。
第6の実施形態において、第3、第4、または第5の実施形態のいずれか1つにおける、条件(i)および(ii)のうちの1つ以上が満たされ、
条件(i)は、各Rが、単位式H[(CHCH(CHRCHを有することであり、
条件(ii)は、各Rが、単位式[(CHCH(CHRCHを有することであり、式中、
下付き文字tおよびuは、0<t≦1、0≦u≦1であるような相対値を有し、下付き文字g≧1であり、各Rは、独立して選択された、2〜20個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基である。
第7の実施形態において、第3、第4、第5、または第6の実施形態のいずれか1つにおけるポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、(B)反応性ポリジオルガノシロキサン、(C)ポリオルガノシリケート樹脂、または(B)および(C)の両方と反応することができる。
第8の実施形態において、第7の実施形態におけるホットメルト接着剤組成物は、(D)触媒、(E)架橋剤、(F)阻害剤、(G)ビヒクル、(H)水分捕捉剤、(I)充填剤、(J)着色剤、(K)蛍光増白剤、(L)腐食防止剤、(M)熱安定剤、ならびに(E)、(F)、(G)、(H)、(I)、(J)、(K)、(L)、および(M)のうちの2つ以上の組み合わせからなる群から選択される追加の出発材料をさらに含む。
第9の実施形態において、第3から第7の実施形態のいずれか1つの組成物におけるポリジオルガノシロキサンは、終端ヒドロキシル基(すなわち、シラノール終端)を有する。
第10の実施形態において、第9の実施形態におけるポリジオルガノシロキサンはポリジメチルシロキサンである。
第11の実施形態において、第9または第10の実施形態におけるポリオルガノシリケート樹脂はメチル基を有する。
第12の実施形態において、1〜11の実施形態のいずれか1つの組成物において、出発材料(B)ポリジオルガノシロキサンおよび出発材料(C)ポリオルガノシリケート樹脂は:
Figure 2021518460
Figure 2021518460
から選択される式を有する、少なくとも1つの例であるケイ素結合アルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基を含み、式中、各Rは、酸素原子であり、各Rは、独立して、2〜18個の炭素原子の二価ヒドロカルビル基であり、各下付き文字aaは、独立して、0、1、または2であり、代替として0または1であり、下付き文字Dは、0〜20であり、代替として1〜10であり、Eは、0以上であり、下付き文字Fは、1以上であり、下付き文字Gは、1以上であり、4≦(E+F+G)≦50である。

Claims (17)

  1. ホットメルト接着剤組成物であって、
    (A)ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーであって、前記ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーは、単位式(I):
    Figure 2021518460
    を含み、式中、各Rは、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Rは、独立して、水素原子、および加水分解性官能性を含まない一価有機基から選択され、各Rは、独立して選択された水素終端ポリオレフィンであり、各Rは、独立して選択された二価ポリオレフィンであり、各R10は、独立して、Rおよびアルコキシシリル官能性ヒドロカルビレン含有基から選択され、各下付き文字aは、独立して1または2であり、各下付き文字bは、独立して0または正の数であり、下付き文字wは、0〜2であり、下付き文字xは、0または正の数であり、下付き文字yは、0または正の数であり、下付き文字zは、0〜2であり、数量(w+y)≧1であり、数量(x+z)≧1であり、ただし、下付き文字wが0であるとき、下付き文字z>0であり、下付き文字z=0であるとき、下付き文字w>0である、ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーと、
    (B)ポリジオルガノシロキサンと、
    (C)ポリオルガノシリケート樹脂と、を含む、ホットメルト接着剤組成物。
  2. 単位式(I)において、下付き文字w=1であり、下付き文字x=0であり、下付き文字y=0であり、下付き文字z=1であり、(A)前記コポリマーが、式(IV):
    Figure 2021518460
    を有する、請求項1に記載のホットメルト接着剤組成物。
  3. 単位式(I)において、下付き文字w=2であり、下付き文字z=0であり、下付き文字x≧1であり、下付き文字y≧0であり、前記コポリマーが、式(V):
    Figure 2021518460
    を有し、式中、下付き文字c≧0である、請求項1に記載の組成物。
  4. 単位式(I)において、下付き文字z=2であり、下付き文字w=0であり、下付き文字x≧0であり、下付き文字y≧1であり、前記コポリマーが、式(VII):
    Figure 2021518460
    を有し、式中、下付き文字d≧0である、請求項1に記載の組成物。
  5. (i)各Rが、単位式H[(CHCH(CHRCHを有し、
    (ii)各Rが、単位式[(CHCH(CHRCHを有し、または
    (iii)(i)および(ii)の両方であり、式中、下付き文字tおよびuは、0<t≦1、0≦u≦1であるような相対値を有し、下付き文字g≧1であり、各Rは、独立して選択された、2〜20個の炭素原子の一価ヒドロカルビル基である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 前記ポリオレフィン−ポリジオルガノシロキサンブロックコポリマーが、(B)反応性の前記ポリジオルガノシロキサン、(C)前記ポリオルガノシリケート樹脂、または(B)および(C)の両方と反応することができる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. (D)触媒、(E)架橋剤、(F)阻害剤、(G)ビヒクル、(H)水分捕捉剤、(I)充填剤、(J)着色剤、(K)蛍光増白剤、(L)腐食防止剤、(M)熱安定剤、ならびに(E)、(F)、(G)、(H)、(I)、(J)、(K)、(L)、および(M)のうちの2つ以上の組み合わせからなる群から選択される追加の出発材料をさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。
  8. 条件(I)および条件(II)のうちの1つまたは両方が、満たされ、
    条件(I)は、(E)前記架橋剤が存在し、出発材料(A)の全てまたは一部が、(E)前記架橋剤と反応できることであり、
    条件(II)は、(D)前記触媒が存在し、出発材料(A)、(B)、および(C)のうちの少なくとも2つが、反応性であることである、請求項7に記載の組成物。
  9. 出発材料(B)および出発材料(C)のうちの少なくとも1つが、ケイ素結合水素原子または終端脂肪族不飽和一価有機基を含み、出発材料(D)が、存在し、ヒドロシリル化反応触媒を含み、
    ただし、出発材料(A)、(B)、および(C)の全てが、ケイ素結合水素原子を含まない場合、前記組成物は、架橋剤(E)として、1分子当たり2個以上のケイ素結合水素原子を有するSiH官能性ポリジオルガノシロキサンをさらに含み、
    出発材料(A)、(B)、および(C)の全てが、終端脂肪族不飽和一価有機基を含まない場合、前記組成物は、架橋剤(E)として、1分子当たり2つ以上の終端脂肪族不飽和一価有機基を有するポリジオルガノシロキサンをさらに含む、請求項7または請求項8に記載の組成物。
  10. 出発材料(B)が、単位式:(R aaM1 (3−aa)Si−O1/2(R SiO2/2bbを含むポリジオルガノシロキサンであり、各Rが、独立して選択された、脂肪族不飽和を含まない一価ヒドロカルビル基であり、各RM1は、終端脂肪族不飽和を有する一価ヒドロカルビル基であり、下付き文字aaは、0、1、または2であり、下付き文字bb>1であり、代替として下付き文字bbは、20〜1,000であり、代替として下付き文字bbは、30〜400である、請求項9に記載の組成物。
  11. 出発材料(C)が、単位式(RM2SiO1/2cc(SiO4/2ddを含むポリオルガノシリケート樹脂であり、式中、各RM2は、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、下付き文字cc>0であり、下付き文字dd>0であり、代替として0.3<cc<0.6であり、0.4<dd<0.7である、請求項9または請求項10に記載の組成物。
  12. 出発材料(B)が、加水分解性置換基を含み、出発材料(C)が、加水分解性置換基を含み、出発材料(D)が、存在し、かつ出発材料(B)の前記加水分解性置換基と、出発材料(C)の前記加水分解性置換基との反応を触媒することができる縮合反応触媒を含む、請求項7または請求項8に記載の組成物。
  13. 出発材料(B)上の前記加水分解性置換基が、ケイ素結合水素原子、ヒドロキシル基、およびヒドロカルビルオキシ基からなる群から選択され、出発材料(C)上の前記加水分解性置換基が、ケイ素結合水素原子、ヒドロキシル基、およびヒドロカルビルオキシ基からなる群から選択され、ただし、出発材料(A)、(B)、および(C)のうちの少なくとも1つが、加水分解性置換基として、ヒドロキシル基またはヒドロカルビルオキシ基、あるいはその両方を有する請求項12に記載の組成物。
  14. 出発材料(B)が、単位式:(RM3 ee(3−ee)Si−RD1 1/2(RM3SiO2/2ffを含むポリジオルガノシロキサンであり、式中、各RM3が、独立して選択された一価ヒドロカルビル基であり、各Xは、独立して選択された加水分解性置換基であり、各RD1が、独立して、酸素原子および二価ヒドロカルビル基から選択され、下付き文字eeは、0または1であり、下付き文字ff≧1であり、代替として下付き文字ffは、20〜1,000であり、代替として下付き文字ffは30〜400である、請求項12または請求項13に記載の組成物。
  15. 出発材料(C)が、単位式(RM4SiO1/2gg(SiO4/2hhを含むポリオルガノシリケート樹脂であり、式中、各RM4が、独立して、一価ヒドロカルビル基および加水分解性置換基からなる群から選択され、下付き文字gg>0であり、下付き文字hh>0であり、代替として0.3<gg<0.6および0.4<hh<0.7である、請求項12〜14のいずれか一項に記載の組成物。
  16. 出発材料(A)が、前記組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、少なくとも0.1重量%の量で存在し、代替として、出発材料(A)が、前記組成物中の全ての出発材料の合計重量に基づいて、0.1重量%〜30重量%の量で存在する、請求項1〜15のいずれか一項に記載の組成物。
  17. 電子デバイスの組立工程における、請求項1〜16のいずれか一項に記載のホットメルト接着剤組成物の使用。
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