JP2022526281A - 二液硬化性組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
・第1液(成分A)であって:
第1液の総重量に基づいて少なくとも51重量%の1つまたは複数のシアノアクリレートモノマーであるが、但し、少なくとも1つのシアノアクリレートモノマーは、-X-O-Rb基[式中、Xは、任意選択により1個またはいくつかの酸素原子で中断されている線状または分岐状アルキレン基であり、Rbはアルキル基である。]を含むシアノアクリレートモノマーを含む第1液(成分A)と;
・第2液(成分B)であって:
- (メタ)アクリル系モノマー、(メタ)アクリル系官能化オリゴマー、(メタ)アクリル系官能化樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つのマイケル受容体Mであるが、但し、少なくとも1つのマイケル受容体Mは、式-O(CHRa-CH2O)n-[式中、nは1~10(マイケル受容体M1)、より好ましくは1~4の範囲、さらにより好ましくは、nは1または2であり、Raは、CH3またはHを表す。]の少なくとも1つの基を含む少なくとも1つのマイケル受容体M;ならびに
- 求核開始剤を
含む第2液(成分B)と;
を含む二液硬化性組成物であって、
第2液が:
- マイケル受容体M1の総含有量が、第2液の総重量に基づいて少なくとも20重量%であり;
- シアノアクリレートモノマーを含まない
ことを特徴とする、二液硬化性組成物に関する。
シアノアクリレートモノマー
好ましい実施形態において、シアノアクリレートモノマーは、一般式(I):
を有し、式中、Rは、C1~C18線状または分岐状アルキル、C3~C20アルコキシアルキル、トリメチルシリル化C1~C3アルキル、フルフリル、アリル、シクロヘキシル、および以下の式:-Ri-O-C(O)-C(Rj)=CH2[式中、Riは有機部分(好ましくはアルキレン基)であり、RjはHまたはCH3である]を有する基からなる群から選択される。式(I)中、Rは、好ましくはC1~C18線状または分岐状アルキルまたはC3~C20アルコキシアルキルを表す。
[式中、R1=CH3またはH、R2=C1~C4線状または分岐状アルキル、およびmは1~3の範囲である。]を有するものである。
組成物の第1液は、例えば、チキソトロープ剤、増粘剤、強化剤、促進剤、過化合物、接着促進剤、顔料、着色剤、安定剤、抗酸化剤、可塑剤、およびこれらの混合物からなる群から選択される、少なくとも1つの添加剤をさらに含有しうる。
マイケル受容体M
組成物の第2液は、(メタ)アクリル系モノマー、(メタ)アクリル系官能化オリゴマー、(メタ)アクリル系官能化樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つのマイケル受容体Mを含む。
-i)一般式(III)の化合物
CH2=CR3(CO2R4) (III)
[式中、R3はメチルまたはH(好ましくはH)を表し、R4は、水素原子、C1~C8線状もしくは分岐状アルキル、C2~C6線状もしくは分岐状アルコキシアルキル、フルフリルまたはイソボルニル基である。];
-ii)ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(TMPTA)、エトキシル化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PETA)、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート(PETMA)、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ビスフェノール-A-ジアクリレート、ビスフェノール-A-ジメタクリレート、エトキシル化ビスフェノール-A-ジアクリレート、プロポキシル化ビスフェノール-A-ジアクリレート、およびこれらの混合物からなる群から選択される化合物;ならびに
-iii)これらの混合物
からなる群から選択され得る。
求核開始剤は、イオン性または非イオン性であり得る電子が豊富な開始剤である。
- 有機塩基(例えば、カフェイン、テオブロミン、5-クロロ-2-メチルベンゾチアゾール、テトラヒドロキノリンなど);
- ハードアニオンを有する塩(例えば、塩化コリン、塩化ベンザルコニウムなど);
- (メタ)アクリル酸のCa2+、Zn2+またはMg2+塩;および
- これらの混合物
からなる群から選択されうる。
組成物の第2液は、例えば、チキソトロープ剤、増粘剤、強化剤、促進剤、過化合物、接着促進剤、顔料、着色剤、安定剤、抗酸化剤、可塑剤、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含有しうる。
二液組成物は、パッケージ(二液シリンジなど)またはリザーバポットから分注されうる。前者は一般に、手操作での塗布に便利であり、第1液:第2液の体積比は、1:1~10:1の範囲、より好ましくは2:1または4:1であり得る。二液組成物は、自動化装置を使用して分注することもでき、混合比は、1:1~10:1で継続的に調整可能であり得る。
・第1液(成分A)であって:
- 第1液の総重量に基づいて少なくとも70重量%の1つまたは複数のシアノアクリレートモノマー(但し、少なくとも1つのシアノアクリレートモノマーは、-X-O-Rb基[式中、Xは、任意選択により1個またはいくつかの酸素原子で中断されている線状または分岐状アルキレン基であり、Rbはアルキル基である。]を含むシアノアクリレートモノマー;
- 0.001重量%~0.2重量%の安定剤;
- 2重量%~8重量%のチキソトロープ剤;
- 2重量%~8重量%の増粘剤;
を含む第1液(成分A)と;
・第2液(成分B)であって:
- (メタ)アクリル系モノマー、(メタ)アクリル系官能化オリゴマー、(メタ)アクリル系官能化樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも40重量%の少なくとも1つのマイケル受容体Mであるが、但し、少なくとも1つのマイケル受容体Mは、式-O(CHRa-CH2O)n-[式中、nは1~10(マイケル受容体M1)、より好ましくは1~4の範囲であり、さらにより好ましくは、nは1または2であり、Raは、CH3またはHを表す。]の少なくとも1つの基を含む少なくとも1つのマイケル受容体M;
- 第2液の総重量に基づいて0.01重量%~1重量%の求核開始剤;
- 0重量%~5重量%のチキソトロープ剤;
を含む第2液(成分B)と
を含み、
第2液は、マイケル受容体M1の総含有量が、第2液の総重量に基づいて少なくとも40重量%であることを特徴とする。
本発明はまた、上で定義した二液硬化性組成物を含むシリンジまたはカートリッジまたはディスペンスヘッドにも関する。
本発明はまた、基材を結合させるための上記の二液硬化性組成物の使用にも関する。
- 上記の二液硬化性組成物を、基材のうちの少なくとも片方に塗布する工程と、
- 基材同士を、合わせた基材間に接着剤の結合を形成させるのに十分な時間の間、合わせる工程と、
- 任意選択により、合わせた(任意選択により固定した)基材を、特に100℃超、より好ましくは120℃超の温度まで加熱する工程と、
を含む、基材を結合させるための方法にも関する。
・迅速な固着:好ましくは1分未満、より好ましくは35秒未満;
・長時間の接着オープンタイム:室温(25℃)で好ましくは30分超;
・高い結合強度;
・高度のCTV;
・高い耐熱老化性;
・温水中の浸漬に対する高い抵抗性;
・良好なエネルギー吸収;
・有機溶媒に対する良好な抵抗性(好ましくは常温における、アセトン中での24時間の間の不溶性50%~100%)。
・第1液の総重量に基づいて、好ましくは少なくとも51重量%のシアノアクリレートモノマーを含む第1液;
・以下を含む第2液:
- (メタ)アクリル系モノマー、(メタ)アクリル系官能化オリゴマー、(メタ)アクリル系官能化樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つのマイケル受容体M(但し、少なくとも1つのマイケル受容体Mは、式-O(CHRa-CH2O)n-[式中、nは1~10(マイケル受容体M1)、より好ましくは1~4の範囲であり、さらにより好ましくは、nは1または2であり、Raは、CH3またはHを表す]の少なくとも1つの基を含む);ならびに
- 求核開始剤
を含み、
第2液が、マイケル受容体M1の総含有量が、第2液の総重量に基づいて少なくとも20重量%であり、シアノアクリレートモノマーを含まないことを特徴とする、使用に関する。
エチルシアノアクリレート(ECA):Cartell Chemical Co Ltd
メトキシエチルシアノアクリレート(MECA):Cartell Chemical Co Ltd
SO2:Carburos Metalicos SA
Sartomer SR 454:Arkemaから市販されているエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート
Sartomer SR 349:Arkemaから市販されているエトキシル化ビスフェノールAジアクリレート
Degacryl 449:Evonikより市販されているポリメチルメタクリレート
Aerosil R202:Evonikより市販されている疎水性ヒュームドシリカ
以下の全ては、Sigma Aldrich Mercから入手した:
メタンスルホン酸、BF3エーテラート、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、イタコン酸、カフェイン、過安息香酸tert-ブチル。
引張剪断試験データは、ASTM D1002に準拠して測定した場合、接触面が25mm2の重複する重ね剪断(標準試験片)の部品を組み立てた後にメガパスカル(MPa)で測定された結合強度を反映する(接着した重ね剪断は、組立後、試験前の24時間の間、静止された)。また、150℃の乾式加熱に3日間曝露した後、組み立てられた重ね剪断標本上の抵抗性の試験も測定し、また、温水(60℃)中に3日間浸漬させた組立試料についても測定した。
例2の組成物は、第1液がシアノアクリレート成分としてECA/MECA混合物の代わりにECAモノマーのみを含む例1の組成物に対応する、比較組成物である。そのため、例2の組成物中に、-X-O-Rb基[式中、Xは、任意選択により1個またはいくつかの酸素原子で中断されている線状または分岐状アルキレン基であり、Rbはアルキル基である。]を含むシアノアクリレートモノマーは存在しない。
Claims (20)
- ・第1液(成分A)であって、第1液の総重量に基づいて少なくとも51重量%の1つまたは複数のシアノアクリレートモノマーであるが、但し、少なくとも1つのシアノアクリレートモノマーは、-X-O-Rb基[式中、Xは、任意選択により1個またはいくつかの酸素原子で中断されている線状または分岐状アルキレン基であり、Rbはアルキル基である。]を含むシアノアクリレートモノマーを含む第1液(成分A)と;
・第2液(成分B)であって:
- (メタ)アクリル系モノマー、(メタ)アクリル系官能化オリゴマー、(メタ)アクリル系官能化樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つのマイケル受容体Mであるが、但し、少なくとも1つのマイケル受容体Mは、式-O(CHRa-CH2O)n-[式中、nは1~10(マイケル受容体M1)、より好ましくは1~4の範囲、さらにより好ましくは、nは1または2であり、Raは、CH3またはHを表す。]の少なくとも1つの基を含む少なくとも1つのマイケル受容体M;ならびに
- 求核開始剤;
を含む第2液(成分B)と
を含む二液硬化性組成物であって、
第2液が:
- マイケル受容体M1の総含有量が、第2液の総重量に基づいて少なくとも20重量%であり;
- シアノアクリレートモノマーを含まない
ことを特徴とする、二液硬化性組成物。 - 第1液中のシアノアクリレートモノマーの総含有量が、第1液の総重量に基づいて60重量%超、好ましくは70重量%以上、より具体的には85重量%以上である、請求項1から3のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。
- 組成物の第1液が、組成物の第1液の総重量に基づいて少なくとも20重量%の、より好ましくは少なくとも30重量%の、さらにより好ましくは少なくとも50重量%の、-X-O-Rb基[式中、Xは、任意選択により1個またはいくつかの酸素原子で中断された線状または分岐状アルキレン基であり、Rbはアルキル基である。]を含む少なくとも1つのシアノアクリレートモノマーを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。
- -X-O-Rb基を含むシアノアクリレートモノマーが、Xが、2~5個の炭素原子、より好ましくは1個または2個の炭素原子を含む線状アルキレンであり、Rbが、1~6個の炭素原子、好ましくは1個または2個の炭素原子を含むアルキル基であることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。
- -X-O-Rb基を含むシアノアクリレートモノマーが、2-メトキシエチルシアノアクリレート、2-エトキシエチルシアノアクリレート、2-(1-メトキシ)プロピルシアノアクリレート、2-(2’-メトキシ)-エトキシエチル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-エトキシ)-エトキシエチル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-プロピルオキシ)-エトキシエチル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-ブトキシ)-エトキシエチル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-ペンチルオキシ)-エトキシエチル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-ヘキシルオキシ)-エトキシエチル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-メトキシ)-プロピルオキシプロピル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-エトキシ)-プロピルオキシプロピル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-プロピルオキシ)-プロピルオキシプロピル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-ブチルオキシ)-プロピルオキシプロピル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-ペンチルオキシ)-プロピルオキシプロピル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-ヘキシルオキシ)-プロピルオキシプロピル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-メトキシ)-ブチルオキシブチル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-エトキシ)-ブチルオキシブチル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-ブチルオキシ)-ブチルオキシブチル-2”-シアノアクリレート、2-(3’-メトキシ)-プロピルオキシエチル-2”-シアノアクリレート、2-(3’-メトキシ)-ブチルオキシエチル-2”-シアノアクリレート、2-(3’-メトキシ)-プロピルオキシプロピル-2”-シアノアクリレート、2-(3’-メトキシ)-ブチルオキシプロピル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-メトキシ)-エトキシプロピル-2”-シアノアクリレート、2-(2’-メトキシ)-エトキシブチル-2”-シアノアクリレート、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1から6のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。
- 組成物の第1液が、例えば、チキソトロープ剤、増粘剤、強化剤、促進剤、過化合物、接着促進剤、顔料、着色剤、安定剤、抗酸化剤、可塑剤、およびこれらの混合物からなる群から選択される、少なくとも1つの添加剤を含有する、好ましくは組成物の第1液が、増粘剤およびチキソトロープ剤を含む、さらにより好ましくは、接着促進剤および少なくとも1つの安定剤をさらに含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。
- (メタ)アクリル系モノマーが:
-i)一般式(III)の化合物:
CH2=CR3(CO2R4) (III)
[式中、R3はメチルまたはH(好ましくはH)を表し、R4は、水素原子、C1~C8線状もしくは分岐アルキル、C2~C6線状もしくは分岐状アルコキシアルキル、フルフリルまたはイソボルニル基である。];
-ii)ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ビスフェノール-A-ジアクリレート、ビスフェノール-A-ジメタクリレート、エトキシル化ビスフェノール-A-ジアクリレート、プロポキシル化ビスフェノール-A-ジアクリレート、およびこれらの混合物からなる群から選択される化合物;ならびに
-iii)これらの混合物
からなる群から選択される、請求項1から8のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。 - 組成物の第2液が、第2液の総重量に基づいて30重量%超、より好ましくは50重量%以上、さらにより好ましくは70重量%以上、特に90重量%以上のマイケル受容体Mを含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。
- マイケル受容体M1が、エトキシル化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1から10のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。
- 組成物の第2液のマイケル受容体Mが、マイケル受容体M1である、請求項1から11のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。
- 求核開始剤が、
- 有機塩基;
- ハードアニオンの塩;
- (メタ)アクリル酸のCa2+、Zn2+またはMg2+塩;および
- これらの混合物
からなる群から選択される、請求項1から12のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。 - 組成物の第2液中の求核開始剤がカフェインである、請求項1から13のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。
- 組成物の第2液が、例えば、チキソトロープ剤、増粘剤、強化剤、促進剤、過化合物、接着促進剤、顔料、着色剤、安定剤、抗酸化剤、可塑剤、およびこれらの混合物からなる群から選択される、少なくとも1つの添加剤をさらに含有する、請求項1から14のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。
- 第1液:第2液の体積比が、1:1~10:1、好ましくは2:1~4:1の範囲である、請求項1から15のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。
- ・第1液(成分A)であって:
- 第1液の総重量に基づいて少なくとも70重量%の1つまたは複数のシアノアクリレートモノマーであるが、但し、少なくとも1つのシアノアクリレートモノマーは、-X-O-Rb基[式中、Xは、任意選択により1個またはいくつかの酸素原子で中断されている線状または分岐状アルキレン基であり、Rbはアルキル基である。]を含むシアノアクリレートモノマー;
- 0.001重量%~0.2重量%の安定剤;
- 2重量%~8重量%のチキソトロープ剤;
- 2重量%~8重量%の増粘剤;
を含む第1液(成分A)と;
・第2液(成分B)であって:
- (メタ)アクリル系モノマー、(メタ)アクリル系官能化オリゴマー、(メタ)アクリル系官能化樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも40重量%の少なくとも1つのマイケル受容体Mであるが、但し、少なくとも1つのマイケル受容体Mは、式-O(CHRa-CH2O)n-[式中、nは1~10(マイケル受容体M1)、より好ましくは1~4の範囲であり、さらにより好ましくは、nは1または2であり、Raは、CH3またはHを表す。]の少なくとも1つの基を含む少なくとも1つのマイケル受容体M;
- 第2液の総重量に基づいて0.01重量%~1重量%の求核開始剤;
- 0重量%~5重量%のチキソトロープ剤;
を含む第2液(成分B)と
を含み、
第2液が、マイケル受容体M1の総含有量が、第2液の総重量に基づいて少なくとも40重量%であることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物。 - 請求項1から17のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物を含む、シリンジまたはカートリッジまたはディスペンスヘッド。
- - 請求項1から17のいずれか一項に記載の二液硬化性組成物を、基材のうちの少なくとも片方に施用する工程と、
- 基材同士を、合わせた基材間に接着剤の結合を形成させるのに十分な時間の間、合わせる工程と、
- 任意選択により、合わせた(任意選択により固定した)基材を、特に100℃超、より好ましくは120℃超の温度まで加熱する工程と
を含む、基材を結合するための方法。 - 二液硬化性組成物の耐熱性を改善するための、二液硬化性組成物の第1液中に-X-O-Rb基[式中、Xは、任意選択により1個またはいくつかの酸素原子で中断されている線状または分岐状アルキレン基であり、Rbはアルキル基である。]を含む少なくとも1つのシアノアクリレートモノマーの使用であって、二液硬化性組成物が:
・第1液の総重量に基づいて、好ましくは少なくとも51重量%のシアノアクリレートモノマーを含む第1液と;
・第2液であって:
- (メタ)アクリル系モノマー、(メタ)アクリル系官能化オリゴマー、(メタ)アクリル系官能化樹脂、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つのマイケル受容体Mであるが、但し、少なくとも1つのマイケル受容体Mは、式-O(CHRa-CH2O)n-[式中、nは1~10(マイケル受容体M1)、より好ましくは1~4の範囲であり、さらにより好ましくは、nは1または2であり、Raは、CH3またはHを表す。]の少なくとも1つの基を含む少なくとも1つのマイケル受容体M;ならびに
- 求核開始剤
を含む第2液と
を含み、
第2液が、マイケル受容体M1の総含有量が、第2液の総重量に基づいて少なくとも20重量%であり、シアノアクリレートモノマーを含まないことを特徴とする、使用。
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