JP2022543549A - 低減した表面粘着性を有する湿気硬化性ポリウレタン組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、以下を含む湿気硬化性組成物に関する:(a)イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリウレタンポリマーP;(b)ブロックされた加水分解的に活性化可能なアミノ基を有する少なくとも1種のブロックされたポリアミンBA;及び(c)下記式(V)の少なくとも1種のモノアミンMA:式中、Raは、直鎖状、環状、若しくは分岐状のアルキル又はアルケニル基、又は1~12個のC原子を有し、かつエーテル酸素原子を任意選択に含む、任意選択で置換されているアリール基を表し;Rb及びRcは、独立して、基Ra又は水素原子のいずれかを表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つは、水素原子であるか、又はRb及びRcは、モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成する;ここで、ポリマーPは、2,4-及び/又は2,6-トルイレンジイソシアネート(TDI)と、少なくとも1種のポリオールとの反応生成物であり、このポリオールは、>2の平均官能基数を有し;かつこの組成物中のモノアミンMAの量は、ポリマーPの100重量部当たり、0.2~25重量部である。この組成物は、低弾性率シーラントとして高度に適しており、かつ低弾性率及び高い移動能力に関して優れた機械的特性を示し、かつ特に低い表面粘着性を示す。TIFF2022543549000014.tif24160
Description
本発明は、湿気硬化性ポリウレタン組成物の分野、及び特に、低弾性率シーラントとしてのその使用に関する。
遊離イソシアネート基を有する湿分反応性ポリウレタンをベースとする一液形組成物は、接着剤、シーラント及びコーティング材料として長期間使用されてきた。このような系は、混合操作を必要とせず、オープンタイムによって建設用途及び日曜大工用途の両方における快適な適用プロセスが可能となるため、使用することが容易である。
特に、ジョイントシーラント用途のために、このような一液形ポリウレタン組成物は、殆どの場合、課題を効率的に果たすために、硬化した状態で特定の特性を有する必要がある。一方では、ジョイント基材上の適当な接着が必要とされ、他方、シーラント材料は、シーラント本体を破断することなく基材の動きを相殺することができるように、低い弾性率を含めた十分な弾性を有する必要がある。一般に、このようなジョイントシーラントは、DIN53504による応力-ひずみ試験において、0.5~25%の範囲の伸びで約0.7MPa未満の弾性率、及び0.5~100%の範囲の伸びで約0.35MPa未満の弾性率を必要とする。
このような低弾性率湿気硬化性一液形ポリウレタン組成物と関連する1つの主要な問題は、硬化の後にこれらの組成物が示す固有の表面粘着性である。組成物の弾性率がより低いほど、この現象は通常はより明白である。表面粘着性は、例えば、汚れ又は粉塵の蓄積によって審美的に不愉快な表面をもたらす。特に、ブロックされたアミノ基を有する潜在性水活性化可能な硬化剤を含む一液形ポリウレタン組成物について、この現象は公知であり、特に、低弾性率のシーラントにおいて顕著である。通常のイソシアネート基含有ポリマーをベースとする湿気硬化性組成物におけるブロックされたアミンの使用は、例えば、米国特許第7,625,993号明細書又は米国特許第8,252,859号明細書から公知である。
この問題を克服する戦略は、この分野において公知である。例えば、欧州特許第3315528号明細書(Sika Technology AG)は、ポリウレタンをベースとするホットメルト接着剤の表面粘着性を低減させるために、結晶性単官能性アルコールを使用する。しかし、低い弾性率のシーラントに対しては、このアプローチは十分ではない。
したがって、非常に低い弾性率だけでなく、低い表面粘着性もまた示す、弾性シーラントとして有用な一液形ポリウレタン組成物が必要とされている。
本発明の目的は、特に低弾性率を有し、したがって特に高い移動能力を有するジョイントシーラントとして適しており、及び例外的に低い表面粘着性を同時に示す、一液形ポリウレタン組成物を提供することである。
本発明による組成物は、接合部(ジョイント)又は表面をシールするのに特に適しているが、また、特に、弾性の接着剤又はコーティングとして用いることもできる。
驚いたことに、確定した量の少なくとも1種の単官能性アミンを、請求項1に記載のイソシアネート官能性ポリウレタンポリマーと潜在性アミン硬化剤とを含む組成物に加えることによって、上記の目的を達成することができることが見出された。本発明による組成物は、DIN53504による応力-ひずみ試験において、0.5~25%の範囲の伸びで約0.7MPa未満の弾性率、及び0.5~100%の範囲の伸びで約0.35MPa未満の弾性率を示す。さらに、低弾性率を維持する一方で、前記単官能性アミンを含まないか、又は先行技術からの他の添加剤、例えば、アルコールを含む組成物と比較して、それらの表面粘着性は有意に低減する。
本発明の別の態様によれば、接合部(ジョイント)をシールするための方法を提供する。
「ポリ」で始まる物質名、例えば、ポリアミン、ポリオール又はポリイソシアネートは、1分子当たり、それらの名称において出現する2個若しくはそれより多い官能基を形式的に含有する物質を示す。例えば、ポリオールは、少なくとも2個のヒドロキシル基を有する化合物を指す。ポリエーテルは、少なくとも2個のエーテル基を有する化合物を指す。「第一級ポリアミン」は、少なくとも2個の第一級アミノ基を有する化合物を指す。したがって、「モノ」で始まる物質、例えば、モノアミンは、1個のみのそれぞれの官能基、例えば、アミンを形式的に含有する。
一方では、用語「ポリマー」は、本文献において、重合度、モル質量、及び鎖長に関してやはり異なる化学的に均一な巨大分子の集合体を包含し、この集合体は、重合反応(鎖生長付加重合、ラジカル重合、重付加、重縮合)によって調製されてきた。他方、この用語はまた、重合反応からの巨大分子のこのような集合体の誘導体、言い換えると、例えば、現存する巨大分子上の官能基の反応、例えば、付加又は置換によって得られ、及び化学的に均一又は化学的に非均一であり得る化合物を包含する。
「分子量」は、分子又は分子残基のモル質量(g/mol)を指す。「平均分子量」は、オリゴマー分子又はポリマー分子又は分子残基の多分散混合物の数平均分子量(Mn)を指す。これは典型的には、標準物質としてポリスチレンに対するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて決定される。
用語「(メタ)アクリル」は、メタクリル又はアクリルを示す。したがって、用語「(メタ)アクリレート」は、メタクリレート又はアクリレートを示す。
「芳香族イソシアネート」又は「脂肪族イソシアネート」は、イソシアネート基が、芳香族又は脂肪族炭素原子に直接結合しているイソシアネートを指す。したがって、この種類のイソシアネート基は、「芳香族イソシアネート基」又は「脂肪族イソシアネート基」と称される。
用語「名目官能基数」(f)は、特定の官能基に関して、所与の物質又はポリマーの平均又は実際の官能基数を意味する。例えば、純粋なポリエーテルジオールは、f=2のヒドロキシル名目官能基数を有する。同様に、グリセリンは、ヒドロキシル基に関して、3個の名目官能基数を有する。
用語「粘度」は、剪断速度(速度勾配)に対する剪断応力の比によって決定される動的粘度又は剪断粘度を指し、DIN EN ISO3219において記載されているように決定される。
物質又は組成物は、貯蔵の結果としてその使用のために関連性のある程度まで、その適用又は使用特性における変化を伴わずに、適切な容器において室温にて長期間に亘り、典型的には、少なくとも3カ月~6カ月又はそれ超までに亘り貯蔵できるとき、「貯蔵安定」又は「貯蔵可能」と称される。
用語「貯蔵寿命」とは、この貯蔵寿命の後で分散型接着剤組成物が実質的に凝固、分離又は定着した期間を示し、組成物は基材の表面へと均質で均一なフィルム又はビーズとして容易に適用(塗布)することができない。
単位用語「重量%」は、他に特定されない場合、それぞれの総組成物の重量に基づく重量パーセントを意味する。用語「重量」及び「質量」は、本文献を通して互換的に使用される。
本文献において記述した全ての産業的規準及び標準的方法は、出願のときにおけるそれぞれの最新バージョンを指す。
用語「室温」(略して「RT」)は、23℃の温度を示す。
用語「標準的圧力」は、1バールの絶対圧力を示す。
本発明は、本発明の第1の態様において、
(a)イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリウレタンポリマーP;
(b)ブロックされた加水分解的に活性化可能なアミノ基を有する少なくとも1種のブロックされたポリアミンBA;及び
(c)少なくとも1種の、式(V)のモノアミンMA:
を含む、湿気硬化性組成物に関し、
式中、
Raは、直鎖状、環状、若しくは分岐状のアルキル又はアルケニル基、又は1~12個のC原子、好ましくは、2~10個のC原子、より好ましくは、3~8個のC原子を有し、かつエーテル酸素原子を任意選択により含む、任意選択により置換されているアリール基を表し;
Rb及びRcは、独立して、基Ra又は水素原子のいずれかを表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つは、水素原子であるか、又はRb及びRcは、モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成する;
ここで、
ポリマーPは、2,4-及び/又は2,6-トルイレンジイソシアネート(TDI)と少なくとも1種のポリオールとの反応生成物であり、このポリオールは、>2の平均官能基数を有し;かつ
組成物中の前記モノアミンMAの量は、上記ポリマーPの100重量部当たり、0.2~25重量部である。
(a)イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリウレタンポリマーP;
(b)ブロックされた加水分解的に活性化可能なアミノ基を有する少なくとも1種のブロックされたポリアミンBA;及び
(c)少なくとも1種の、式(V)のモノアミンMA:
式中、
Raは、直鎖状、環状、若しくは分岐状のアルキル又はアルケニル基、又は1~12個のC原子、好ましくは、2~10個のC原子、より好ましくは、3~8個のC原子を有し、かつエーテル酸素原子を任意選択により含む、任意選択により置換されているアリール基を表し;
Rb及びRcは、独立して、基Ra又は水素原子のいずれかを表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つは、水素原子であるか、又はRb及びRcは、モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成する;
ここで、
ポリマーPは、2,4-及び/又は2,6-トルイレンジイソシアネート(TDI)と少なくとも1種のポリオールとの反応生成物であり、このポリオールは、>2の平均官能基数を有し;かつ
組成物中の前記モノアミンMAの量は、上記ポリマーPの100重量部当たり、0.2~25重量部である。
イソシアネート基を有するポリウレタンポリマーP
組成物は、イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリウレタンポリマーPを含み、ここで、ポリマーPは、2,4-及び/又は2,6-トルイレンジイソシアネート(TDI)と少なくとも1種のポリオールとの反応生成物であり、ここで、ポリオールは、>2の平均官能基数を有する。
組成物は、イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリウレタンポリマーPを含み、ここで、ポリマーPは、2,4-及び/又は2,6-トルイレンジイソシアネート(TDI)と少なくとも1種のポリオールとの反応生成物であり、ここで、ポリオールは、>2の平均官能基数を有する。
TDIは、ポリマーPの生成のためのポリイソシアネートとして使用されることが必要である。他の芳香族ポリイソシアネート、例えば、ジフェニルメタン4,4’-若しくは2,4’-若しくは2,2’-ジイソシアネート、又はこれらの異性体の任意の混合物(MDI)、又は脂肪族ポリイソシアネート、例えば、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(IPDI)は、本発明の望ましい効果をもたらさない。
ポリウレタンポリマーPは、少なくとも1種のポリオールと超化学量論量のMDIとの反応から特に得られる。反応は好ましくは、50~160℃の範囲の温度にて任意選択により適切な触媒の存在下で湿気(水分)を除外して行われる。NCO/OH比は、好ましくは、1.3/1~2.5/1の範囲内である。反応混合物中のOH基の変換の後に残存するポリイソシアネート、特に、モノマーのジイソシアネートは、必要に応じて、特に、蒸留を用いて除去することができ、これは、高いNCO/OH比の場合は好ましくてもよい。得られたポリウレタンポリマーは好ましくは、0.5重量%~10重量%、特に、1重量%~5重量%、より好ましくは、1重量%~3重量%の範囲の遊離イソシアネート基の含量を有する。ポリウレタンポリマーは、可塑剤又は溶媒のさらなる使用を伴って任意選択により調製することができ、この場合、使用される可塑剤又は溶媒は、イソシアネートに対して反応性である任意の基を含有しない。
ポリマーPとして適したイソシアネート官能性ポリマーの合成のための適切なポリオールは、市販のポリオール又はこれらの混合物、特に、
- ポリエーテルポリオール、特に、ポリオキシアルキレンジオール及び/又はポリオキシアルキレントリオール、特に、エチレンオキシド又は1,2-プロピレンオキシド又は1,2-若しくは2,3-ブチレンオキシド又はオキセタン又はテトラヒドロフラン又はこれらの混合物の重合生成物であり、これらは、2個若しくはそれより多い活性水素原子を有する開始分子、特に、開始分子、例えば、水、アンモニア、又は複数のOH若しくはNH基を有する化合物、例えば、1,2-エタンジオール、1,2-若しくは1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、異性体ジプロピレングリコール若しくはトリプロピレングリコール、異性体ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ウンデカンジオール、1,3-若しくは1,4-シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、水素化ビスフェノールA、1,1,1-トリメチロールエタン、1,1,1-トリメチロールプロパン、グリセロール若しくはアニリン、又は上記の化合物の混合物の助けで重合されていてもよい。同様に適切であるのは、その中に分散しているポリマー粒子を有するポリエーテルポリオール、特に、スチレン-アクリロニトリル粒子(SAN)又はポリ尿素又はポリヒドラゾジカーボンアミド粒子(PHD)を有するものである。
- ポリエーテルポリオール、特に、ポリオキシアルキレンジオール及び/又はポリオキシアルキレントリオール、特に、エチレンオキシド又は1,2-プロピレンオキシド又は1,2-若しくは2,3-ブチレンオキシド又はオキセタン又はテトラヒドロフラン又はこれらの混合物の重合生成物であり、これらは、2個若しくはそれより多い活性水素原子を有する開始分子、特に、開始分子、例えば、水、アンモニア、又は複数のOH若しくはNH基を有する化合物、例えば、1,2-エタンジオール、1,2-若しくは1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、異性体ジプロピレングリコール若しくはトリプロピレングリコール、異性体ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ウンデカンジオール、1,3-若しくは1,4-シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、水素化ビスフェノールA、1,1,1-トリメチロールエタン、1,1,1-トリメチロールプロパン、グリセロール若しくはアニリン、又は上記の化合物の混合物の助けで重合されていてもよい。同様に適切であるのは、その中に分散しているポリマー粒子を有するポリエーテルポリオール、特に、スチレン-アクリロニトリル粒子(SAN)又はポリ尿素又はポリヒドラゾジカーボンアミド粒子(PHD)を有するものである。
好ましいポリエーテルポリオールは、ポリオキシプロピレンジオール若しくはポリオキシプロピレントリオール、又はいわゆる、エチレンオキシド末端(EOエンドキャップされた)ポリオキシプロピレンジオール若しくはポリオキシプロピレントリオールである。後者は、混合ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンポリオールであり、これは、ポリオキシプロピレンジオール若しくはポリオキシプロピレントリオールが、ポリプロポキシル化反応の終わりに、さらにエチレンオキシドと共にアルコキシル化され、したがって最終的に第一級ヒドロキシル基を有するという点で特に得られる。
好ましいポリエーテルポリオールは、0.02meq/g未満、特に、0.01meq/g未満の不飽和度を有する。
- 公知のプロセス、特に、二価若しくは多価アルコールとの、ヒドロキシカルボン酸若しくはラクトンの重縮合、又は脂肪族及び/若しくは芳香族ポリカルボン酸の重縮合によって調製される、オリゴエステロールとまた称されるポリエステルポリオール。二価アルコール、例えば、特に、1,2-エタンジオール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、1,1,1-トリメチロールプロパン、又は上記のアルコールの混合物と、有機ジカルボン酸又はその無水物若しくはエステル、例えば、特に、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸若しくはヘキサヒドロフタル酸又は上記の酸の混合物、又はラクトン、例えば、特に、ε-カプロラクトンから形成されるポリエステルポリオールとの反応からのポリエステルジオールが好ましい。アジピン酸又はセバシン酸又はドデカンジカルボン酸及びヘキサンジオール又はネオペンチルグリコールから形成されるポリエステルポリオールが特に好ましい。
- 例えば、上述のアルコール(ポリエステルポリオールを形成するために使用される)と、炭酸ジアルキル、炭酸ジアリール又はホスゲンとの反応によって得ることができるような、ポリカーボネートポリオール。
- 少なくとも2個のヒドロキシル基を担持し、及び上記のタイプのポリエーテル、ポリエステル及び/又はポリカーボネート構造を有する少なくとも2個の異なるブロックを有するブロックコポリマー、特に、ポリエーテルポリエステルポリオール。
- ポリアクリレートポリオール及びポリメタクリレートポリオール。
- ポリヒドロキシ官能性油脂、例えば、天然油脂、特に、ヒマシ油;又は天然油脂の化学修飾によって得られるポリオール(オレオケミカルポリオールと称される)、例えば、カルボン酸若しくはアルコールによる天然油脂の酸化及びそれに続く開環によって得られるエポキシポリエステル若しくはエポキシポリエーテル、又は不飽和油のヒドロホルミル化及び水素化によって得られるポリオール;又は分解プロセス、例えば、加アルコール分解若しくはオゾン分解、及びそれに続く例えば、このように得られた分解生成物若しくはその誘導体のエステル交換若しくは二量体化による化学連結による天然油脂から得られるポリオール。天然油脂の適切な分解生成物は特に、脂肪酸及び脂肪アルコール、及びまた脂肪酸エステル、特に、例えば、ヒドロホルミル化及び水素化によってヒドロキシ脂肪酸エステルへと誘導体化することができるメチルエステル(FAME)である。
- またオリゴヒドロカルボノールと称されるポリ炭化水素ポリオール、例えば、ポリヒドロキシ官能性ポリオレフィン、ポリイソブチレン、ポリイソプレン;例えば、Kraton Polymersによって生成されるような、ポリヒドロキシ官能性エチレン-プロピレン、エチレン-ブチレン又はエチレン-プロピレン-ジエンコポリマー;アニオン重合から特にまた調製することができるジエン、特に、1,3-ブタジエンのポリヒドロキシ官能性ポリマー;ジエン、例えば、1,3-ブタジエン又はジエン混合物のポリヒドロキシ官能性コポリマー、及びビニルモノマー、例えば、スチレン、アクリロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、イソブチレン及びイソプレン、例えば、エポキシド又はアミノアルコール及びカルボキシル末端アクリロニトリル/ブタジエンコポリマーから調製することができるようなポリヒドロキシ官能性アクリロニトリル/ブタジエンコポリマー(例えば、Emerald Performance Materialsから名称Hypro(登録商標)CTBN又はCTBNX又はETBNで市販されている);並びにジエンの水素化ポリヒドロキシ官能性ポリマー又はコポリマー。
- 公知のプロセス、特に、二価若しくは多価アルコールとの、ヒドロキシカルボン酸若しくはラクトンの重縮合、又は脂肪族及び/若しくは芳香族ポリカルボン酸の重縮合によって調製される、オリゴエステロールとまた称されるポリエステルポリオール。二価アルコール、例えば、特に、1,2-エタンジオール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、1,1,1-トリメチロールプロパン、又は上記のアルコールの混合物と、有機ジカルボン酸又はその無水物若しくはエステル、例えば、特に、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸若しくはヘキサヒドロフタル酸又は上記の酸の混合物、又はラクトン、例えば、特に、ε-カプロラクトンから形成されるポリエステルポリオールとの反応からのポリエステルジオールが好ましい。アジピン酸又はセバシン酸又はドデカンジカルボン酸及びヘキサンジオール又はネオペンチルグリコールから形成されるポリエステルポリオールが特に好ましい。
- 例えば、上述のアルコール(ポリエステルポリオールを形成するために使用される)と、炭酸ジアルキル、炭酸ジアリール又はホスゲンとの反応によって得ることができるような、ポリカーボネートポリオール。
- 少なくとも2個のヒドロキシル基を担持し、及び上記のタイプのポリエーテル、ポリエステル及び/又はポリカーボネート構造を有する少なくとも2個の異なるブロックを有するブロックコポリマー、特に、ポリエーテルポリエステルポリオール。
- ポリアクリレートポリオール及びポリメタクリレートポリオール。
- ポリヒドロキシ官能性油脂、例えば、天然油脂、特に、ヒマシ油;又は天然油脂の化学修飾によって得られるポリオール(オレオケミカルポリオールと称される)、例えば、カルボン酸若しくはアルコールによる天然油脂の酸化及びそれに続く開環によって得られるエポキシポリエステル若しくはエポキシポリエーテル、又は不飽和油のヒドロホルミル化及び水素化によって得られるポリオール;又は分解プロセス、例えば、加アルコール分解若しくはオゾン分解、及びそれに続く例えば、このように得られた分解生成物若しくはその誘導体のエステル交換若しくは二量体化による化学連結による天然油脂から得られるポリオール。天然油脂の適切な分解生成物は特に、脂肪酸及び脂肪アルコール、及びまた脂肪酸エステル、特に、例えば、ヒドロホルミル化及び水素化によってヒドロキシ脂肪酸エステルへと誘導体化することができるメチルエステル(FAME)である。
- またオリゴヒドロカルボノールと称されるポリ炭化水素ポリオール、例えば、ポリヒドロキシ官能性ポリオレフィン、ポリイソブチレン、ポリイソプレン;例えば、Kraton Polymersによって生成されるような、ポリヒドロキシ官能性エチレン-プロピレン、エチレン-ブチレン又はエチレン-プロピレン-ジエンコポリマー;アニオン重合から特にまた調製することができるジエン、特に、1,3-ブタジエンのポリヒドロキシ官能性ポリマー;ジエン、例えば、1,3-ブタジエン又はジエン混合物のポリヒドロキシ官能性コポリマー、及びビニルモノマー、例えば、スチレン、アクリロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、イソブチレン及びイソプレン、例えば、エポキシド又はアミノアルコール及びカルボキシル末端アクリロニトリル/ブタジエンコポリマーから調製することができるようなポリヒドロキシ官能性アクリロニトリル/ブタジエンコポリマー(例えば、Emerald Performance Materialsから名称Hypro(登録商標)CTBN又はCTBNX又はETBNで市販されている);並びにジエンの水素化ポリヒドロキシ官能性ポリマー又はコポリマー。
また特に適しているのは、ポリオールの混合物である。混合物の場合、ポリオールの平均官能基数は、個々のポリオールの平均官能基数を使用して総平均として計算される。このように、全体的な平均官能基数が>2であるように、十分な量の>2の官能基数を有するポリオールが、混合物中に含有される限り、≦2の官能基数を有するポリオールの混合物を使用することが可能である。
全てのポリオールの平均官能基数が≦2である場合、望ましい技術的効果は、十分な様式で得ることができない。
好ましい実施形態では、ポリマーPの生成のために使用されるポリオールの全体的な平均OH官能基数は、>2.25、特に、>2.5、特に、>2.75である。
本発明による湿気硬化性組成物の好ましい実施形態では、ポリマーPの合成のために使用されるポリオールは、2.1~3.5、好ましくは、2.5~3の平均OH官能基数を有し、及び/又は前記ポリマーPは、1.8~2.2のOH基に対するNCO基のモル比を使用して前記ポリオール及びTDIから調製される。
ポリオールに関して、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリ(メタ)アクリレートポリオール又はポリブタジエンポリオールが好ましい。
ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、特に、脂肪族ポリエステルポリオール、又はポリカーボネートポリオール、特に、脂肪族ポリカーボネートポリオールが特に好ましい。
最も好ましいのは、ポリエーテルポリオール、特に、ポリオキシプロピレンジオール若しくはトリオール又はエチレンオキシド末端ポリオキシプロピレンジオール若しくはトリオールである。
400~20,000g/mol、好ましくは、1,000~15,000g/molの範囲の平均分子量を有するポリオールが好ましい。
2.1~3.5、好ましくは、2.5~3の範囲の平均OH官能基数を有するポリオールが好ましい。
室温にて液体であるポリオールが好ましい。
イソシアネート基を含有するポリウレタンポリマーの調製において、二官能性若しくは多官能性アルコールの画分、特に、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジブロモネオペンチルグリコール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,2-オクタンジオール、1,8-オクタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3-若しくは1,4-シクロヘキサンジメタノール、エトキシ化ビスフェノールA、プロポキシル化ビスフェノールA、シクロヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、ダイマー脂肪酸アルコール、1,1,1-トリメチロールエタン、1,1,1-トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、糖アルコール、例えば、特に、キシリトール、ソルビトール及びマンニトール、又は糖、例えば、特に、スクロース、又は記述したアルコールのアルコキシル化誘導体、又は記述したアルコールの混合物を使用することがまた可能である。
ポリマーPとして適したイソシアネート基を含有するポリウレタンポリマーは好ましくは、1,500~20,000g/mol、特に、2,000~15,000g/molの範囲の平均分子量Mnを有する。
これは好ましくは、室温にて液体である。
組成物内のポリマーPの量は、総組成物に基づいて、好ましくは、10~50重量%、好ましくは、15~40重量%の範囲である。
モノアミンMA
組成物は、下記式(V)の少なくとも1種のモノアミンMAを含む:
式中、
Raは、直鎖状、環状、若しくは分岐状のアルキル又はアルケニル基、又は1~12個のC原子、好ましくは、2~10個のC原子、より好ましくは、3~8個のC原子を有し、かつエーテル酸素原子を任意選択で含む、任意選択で置換されているアリール基を表し;
Rb及びRcは、独立して、基Ra又は水素原子を表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つは、水素原子であるか、又はRb及びRcは、モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成する。
組成物は、下記式(V)の少なくとも1種のモノアミンMAを含む:
Raは、直鎖状、環状、若しくは分岐状のアルキル又はアルケニル基、又は1~12個のC原子、好ましくは、2~10個のC原子、より好ましくは、3~8個のC原子を有し、かつエーテル酸素原子を任意選択で含む、任意選択で置換されているアリール基を表し;
Rb及びRcは、独立して、基Ra又は水素原子を表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つは、水素原子であるか、又はRb及びRcは、モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成する。
組成物中の前記モノアミンMAの量は、100重量部の上記ポリマーP当たり、0.2~25、好ましくは、0.3~10、より好ましくは、0.4~5重量部である。
組成物の好ましい実施形態では、Rb及びRcは、独立して、基Ra又は水素原子を表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つは、水素原子である。
組成物の特に好ましい実施形態では、Rbは基Raであり、Rcは水素原子である。この実施形態では、Ra及びRbは、好ましくは、互いに独立して、直鎖状、環状、若しくは分岐状のアルキル若しくはアルケニル基、又は1~12個のC原子、好ましくは、2~10個のC原子、より好ましくは、3~8個のC原子を有する、任意選択により置換されているアリール基である。最も好ましくは、Ra及びRbは、3~8個のC原子を有する直鎖状又は分岐状アルキル基である。
組成物の他の好ましい実施形態では、Rb及びRcは、モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成する。適切なアルデヒドは、ブロックされたポリアミンBAについてさらに下記で考察するのと同じである。この実施形態は、非乾燥成分、例えば、充填剤と組み合わせて使用するとき、特に好ましい。この場合、モノアミンMAからできているアルジミンは、モノアミンMAを放出する一方で、内部乾燥剤として作用し得る。この実施形態では、Rb及びRcは、水素原子であり、Raは、直鎖状、環状、若しくは分岐状のアルキル若しくはアルケニル基、又は1~12個のC原子、好ましくは、2~10個のC原子、より好ましくは、3~8個のC原子を有し、及びエーテル酸素原子を任意選択により含む、任意選択により置換されているアリール基を表す。好ましくはここで、Raは、3~8個のC原子を有する直鎖状又は分岐状アルキル基である。
ポリアミンBA
組成物は、ブロックされた加水分解的に活性化可能なアミノ基を有する少なくとも1種のブロックされたポリアミンBAを含む。
組成物は、ブロックされた加水分解的に活性化可能なアミノ基を有する少なくとも1種のブロックされたポリアミンBAを含む。
前記ブロックされたポリアミンBAの役割は、イソシアネート官能性ポリマーPのための潜在性硬化剤を提供することである。例えば空気からの湿気(水分)の影響下で、前記ブロックされたポリアミンBAは、アミン架橋剤を加水分解及び放出し、アミン架橋剤は、ポリマーPのイソシアネート基と容易に反応し、架橋構造を形成する。このような潜在性硬化剤を使用したポリウレタンの硬化は、この分野において周知であり、ポリウレタン組成物の制御された気泡がない硬化をもたらす。
本発明による湿気硬化性組成物の好ましい実施形態では、前記ブロックされたポリアミンBA、及びイソシアネート基を有するポリマーPは、イソシアネート基に対するブロックされたアミノ基の比が、0.1~1.1、好ましくは、0.2~1.1、特に好ましくは、0.3~1.0であるような量で硬化性組成物中に存在する。
硬化助剤として使用されるポリアミンBAの形態のブロックされたアミンは好ましくは、少なくとも1個のアルジミノ基又はオキサゾリジノ基を有する。湿気を除外したイソシアネート基と一緒のこれらのブロックされたアミノ基は、特に、貯蔵安定である。
ブロックされたアミンとして適しているのは、特に、ビス-オキサゾリジン、特に、下記式(Ia)又は(Ib)のビス-オキサゾリジンである:
式中、
Dは、特に、1,6-ヘキシレン又は(1,5,5-トリメチルシクロヘキサン-1-イル)メタン-1,3又は4(2)-メチル-1,3-フェニレンを表す6~15個の炭素原子を有する二価炭化水素基であり、かつ
Gは、3~26個のC原子を有する一価有機基、特に、2-プロピル、3-ヘプチル、フェニル又は置換フェニル基である。
Dは、特に、1,6-ヘキシレン又は(1,5,5-トリメチルシクロヘキサン-1-イル)メタン-1,3又は4(2)-メチル-1,3-フェニレンを表す6~15個の炭素原子を有する二価炭化水素基であり、かつ
Gは、3~26個のC原子を有する一価有機基、特に、2-プロピル、3-ヘプチル、フェニル又は置換フェニル基である。
特に好ましいのは、1,6-ヘキシレンについてDであり、Gは、12~26個の炭素原子を有する置換フェニル基、特に、パラ位において任意選択による分岐状のデシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニル基、トリデシルフェニル基若しくはテトラデシルフェニル基で置換されているフェニル基である。このようなビス-オキサゾリジンは、室温にて液体及び無臭であり、イソシアネート基と一緒に貯蔵において安定であり、急速な硬化が可能となる。
好ましい実施形態では、ポリアミンBAは、下記式(I)のアルジミンである:
式(I)において、
Aは、n個の第一級アミノ基及びm個のHX基の除去の後の、アミンの残部であり;
nは、2又は3又は4であり;
mは、0又は1又は2であり、ただし、m+nは、2又は3又は4であり;
R1及びR2は、それぞれ独立して、1~12個のC原子を有する一価炭化水素基であるか、又は一緒になって、5~8個、好ましくは、6個のC原子を有する任意選択により置換されている炭素環式環の部分である4~12個のC原子を有する二価炭化水素基を形成し;
R3は、水素原子、又は1~12個のC原子を有するアルキル基、シクロアルキル基、アリールアルキル基、若しくはアルコキシカルボニル基であり;
R4は、水素原子、又はアルキル-、シクロアルキル-、アリールアルキル-、アリール-、-OR5’、-SR5’、及び-NR5’R5’’から選択される1~20個のC原子を有する一価基であり、ここで、R5’及びR5’’は、それぞれ独立して、炭化水素基であるか、又は一緒に、5員、6員、若しくは7員環の部分であるアルキレン基を形成し;かつ
Xは、O又はS又はNR6であり、ここで、R6は、炭酸エステル基、ニトリル基、ニトロ基、ホスホン酸エステル基、スルホン基、若しくはスルホン酸エステル基で任意選択により置換されている1~20個のC原子を有する炭化水素基である。
Aは、n個の第一級アミノ基及びm個のHX基の除去の後の、アミンの残部であり;
nは、2又は3又は4であり;
mは、0又は1又は2であり、ただし、m+nは、2又は3又は4であり;
R1及びR2は、それぞれ独立して、1~12個のC原子を有する一価炭化水素基であるか、又は一緒になって、5~8個、好ましくは、6個のC原子を有する任意選択により置換されている炭素環式環の部分である4~12個のC原子を有する二価炭化水素基を形成し;
R3は、水素原子、又は1~12個のC原子を有するアルキル基、シクロアルキル基、アリールアルキル基、若しくはアルコキシカルボニル基であり;
R4は、水素原子、又はアルキル-、シクロアルキル-、アリールアルキル-、アリール-、-OR5’、-SR5’、及び-NR5’R5’’から選択される1~20個のC原子を有する一価基であり、ここで、R5’及びR5’’は、それぞれ独立して、炭化水素基であるか、又は一緒に、5員、6員、若しくは7員環の部分であるアルキレン基を形成し;かつ
Xは、O又はS又はNR6であり、ここで、R6は、炭酸エステル基、ニトリル基、ニトロ基、ホスホン酸エステル基、スルホン基、若しくはスルホン酸エステル基で任意選択により置換されている1~20個のC原子を有する炭化水素基である。
好ましくは、Aは、2-メチル-1,5-ペンチレン;1,6-ヘキシレン;2,2(4),4-トリメチル-1,6-ヘキサメチレン;1,8-オクチレン;1,10-デシレン;1,12-ドデシレン;(1,5,5-トリメチルシクロヘキサン-1-イル)メタン-1.3;1,3-シクロへキシレン-ビス(メチレン);1,4-シクロへキシレン-ビス(メチレン);1,3-フェニレン-ビス(メチレン);2-及び/若しくは4-メチル-1,3-シクロへキシレン;3-オキサ-1,5-ペンチレン;3,6-ジオキサ-1,8-オクチレン;4,7-ジオキサ-1,10-デシレン;170~450g/molの範囲の分子量を有するα,ω-ポリオキシプロピレン;及び330~450g/molの範囲の平均分子量を有するトリメチロールプロパン開始トリス(ω-ポリオキシプロピレン)からなる群から選択される基である。
特に好ましくは、Aは、1,6-ヘキシレン;(1,5,5-トリメチルシクロヘキサン-1-イル)メタン-1,3;3-オキサ-1,5-ペンチレン;約200g/molの平均分子量を有するα,ω-ポリオキシプロピレン、又は約390g/molの平均分子量を有するトリメチロールプロパントリス(ω-ポリオキシプロピレン)である。
最も好ましくは、Aは、1,6-ヘキシレン又は(1,5,5-トリメチルシクロヘキサン-1-イル)メタン-1,3である。
好ましくは、R1及びR2は、それぞれメチルである。
好ましくは、R3は、水素である。
R4は、好ましくは、11~20個のC原子を有する直鎖状アルキル基、特に、11個のC原子を有する直鎖状アルキル基である。
これらのアルジミンは、加水分解的活性化及びイソシアネートとの架橋の前、間、及び後に、低粘度及び実質的に無臭である。
好ましくは、mは、0であり、nは、2又は3、特に、2である。
mが1である場合、nは好ましくは、1である。
mが1である場合、Xは好ましくは、Oである。
式(II)及び(III)において、パラメーターm、n、A、X、R1、R2、R3、及びR4は、上記に定義されているのと同じ意味を有する。
この縮合反応のために、式(III)のアルデヒドは好ましくは、式(II)のアミンの第一級アミノ基に基づいて、化学量論的に又は化学量論を超えて使用される。反応は、15~120℃の範囲の温度にて、適当な場合、溶媒の存在下で又は溶媒非含有で有利に行われる。放出された水は好ましくは、例えば、適切な溶媒を用いて、又は真空をかけることによって反応混合物から直接的に共沸的に除去される。
式(II)の好ましいアミンは、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン、1,6-ヘキサンジアミン、2,2,4-及び2,4,4-トリメチル-ヘキサメチレンジアミン、1,8-オクタンジアミン、1,10-デカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、1-アミノ-3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)ベンゼン、2-及び/若しくは4-メチル-1,3-ジアミノシクロヘキサン、2-(2-アミノエトキシ)エタノール、3,6-ジオキサオクタン-1,8ジアミン、4,7-ジオキサデカン-1,10-ジアミン、及び200~500g/molの範囲の平均分子量を有するポリオキシプロピレンアミン、特に、Jeffamine(登録商標)D-230、Jeffamine(登録商標)D-400及びJeffamine(登録商標)T-403からなる群から選択される。
本発明による湿気硬化性組成物のいくつかの好ましい実施形態では、前記ブロックされたポリアミンBAは、ポリマーのブロックされたポリアミンPBAであり、これは、少なくとも2個のブロックされた加水分解的に活性化可能なアミノ基を有するポリマーである。
これは、式(I)におけるAは、ポリマー残部、好ましくは、ポリエーテル残部であることを意味する。このタイプのアルジミンは、ポリマー骨格、特に、ポリエーテル骨格を有する式(II)のアミンを使用して調製することができる。このようなアミンの例は、200~500g/molの範囲の平均分子量を有するポリオキシプロピレンアミン、特に、Jeffamine(登録商標)D-230、Jeffamine(登録商標)D-400及びJeffamine(登録商標)T-403である。
本発明の湿気硬化性組成物は好ましくは、総組成物をベースとして、好ましくは、5~60重量%、特に、25~50重量%の量で少なくとも1種の充填剤を含む。
用語「充填剤」は、本開示において、ポリウレタンをベースとする単一構成要素組成物中の充填剤として一般に使用される固体微粒子材料を指す。
充填剤は、未硬化の組成物のレオロジー特性、並びにまた完全に硬化した組成物の機械的特性及び表面の性質に影響を与える。適切な充填剤は、無機及び有機の充填剤、例えば、脂肪酸、より特定すると、ステアリン酸で任意選択によりコーティングされている天然、粉砕した若しくは沈降した白亜(全体的に若しくは主として炭酸カルシウムからなる);硫酸バリウム(BaSO4、重晶石又は重晶石とまた称される)、焼成カオリン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、シリカ、特に、熱分解プロセスからの微粉化シリカ、カーボンブラック、特に、工業的に製造されたカーボンブラック、二酸化チタン、PVC粉末、又は中空ビーズである。好ましい充填剤は、炭酸カルシウム、焼成カオリン、カーボンブラック、微粉化シリカ、及び難燃性充填剤、例えば、水酸化物又は水和物、特に、アルミニウムの水酸化物又は水和物、好ましくは、水酸化アルミニウムである。
異なる充填剤の混合物を使用することは完全に可能であり、それどころか有利であり得る。
本発明の組成物のための充填剤として非常に好ましいのは、白亜(炭酸カルシウム)である。特に好ましいのは、例えば、名称範囲Omyacarb(登録商標)(Omya AG、Switzerland)又はSocal(登録商標)(Solvay)の下で入手可能な、コーティングした又はコーティングしていない白亜である。
充填剤のタイプ及び量は、本発明において特に限定されない。適切な充填剤の例は、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム及び鉱物を含有するカルシウム、例えば、石灰石、方解石、白亜、ドロマイト、珪灰石、石膏、リン灰石、リン鉱石、及びこれらの混合物を含む。
好ましくは、充填剤は、1.0~100.0μm、より好ましくは、1.0~60.0μm、最も好ましくは、2.0~50.0μmの範囲の粒径中央値d50を有する。
用語「粒径中央値d50」は、本開示において、それ未満で全ての粒子の50容量%がd50値より小さい粒径を指す。用語「粒径」は、粒子の面積等価球径を指す。粒径分布は、標準ISO13320:2009に記載されているような方法によってレーザー回折によって測定することができる。粒径分布の測定においてMastersizer2000装置(Malvern Instruments Ltd、GBの商標)を、使用することができる。
好ましい実施形態では、本発明による組成物は、炭酸カルシウム及び/又は二酸化チタン及び/又はカーボンブラックから選択される少なくとも1種の充填剤を含む。
特に、多くの充填剤は、かなりの量の化学吸着又は物理吸着された水を含有し、これは、組成物の保存安定性にとって有害であり得るため、組成物の調合の前に前記充填剤を乾燥させることが有利であり得る。しかしながら、モノアミンMAであって、Rb及びRcが、モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成するモノアミンMAを使用するとき、モノアミンMAであるこのアルジミンは、水を化学的に結合し、モノアミンMAの遊離アミンを放出することによって、その場で(in situで)乾燥剤として作用し得るため、乾燥を低減させるか又は完全に省略し得る。このように、この実施形態は、乾燥させた充填剤又は他の構成物をより厳密でなく使用し得るという利点を有し、これは、原料貯蔵及び調合プロセスを促進する。
本発明による組成物は、好ましくは、チキソトロピー剤、充填剤、可塑剤、触媒、及び接着促進剤からなるリストから選択される、少なくとも1種の添加剤をさらに含有し得る。
適切な触媒は、特に、オキサゾリジノ及び/又はアルジミノ基の加水分解のための触媒、特に、有機酸、特に、カルボン酸、例えば、2-エチルヘキサン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、ネオデカン酸、安息香酸、サリチル酸又は2-ニトロ安息香酸、有機カルボン酸無水物、例えば、無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸無水物又はヘキサヒドロメチルフタル酸無水物、カルボン酸のシリルエステル、有機スルホン酸、例えば、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸又は4-ドデシルベンゼンスルホン酸、スルホン酸エステル、他の有機酸若しくは無機酸、又は上述の酸及び酸エステルの混合物である。カルボン酸、特に、芳香族カルボン酸、例えば、安息香酸、2-ニトロ安息香酸、又は特に、サリチル酸が特に好ましい。
さらなる適切な触媒は、イソシアネート基の反応を加速するための触媒、特に、有機スズ(IV)化合物、例えば、特に、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジクロリド、ジブチルスズジアセチルアセトネート、ジメチルスズジラウレート、ジオクチルスズジアセテート、ジオクチルスズジラウレート又はジオクチルスズジアセチルアセトネート、特に、アルコラート、カルボキシレート、1,3-ジケトネート、オキシネート、1,3-ケトエステレート及び1,3-ケト-アミデートから選択されるリガンドを有するビスマス(III)若しくはジルコニウム(IV)の錯体化合物、又は第三級アミノ基を含有する化合物、特に、2,2’ジモルホリノジエチルエーテル(DMDEE)である。
特に、異なる触媒の組合せもまた適切である。
この場合、イソシアネート基の反応を促進するための触媒は、特に、硬化した組成物の安定性が過剰に障害されない量でのみ存在する。
組成物は、好ましくは、少なくとも1個のエステル又はエーテル基を有する1種若しくは複数の可塑剤をさらに任意選択により含有する。
適切な可塑剤は、低い蒸気圧を有し、好ましくは、標準的圧力で測定して200℃超の沸点を有する液体又は固体の不活性な有機物質である。可塑剤は、アジピン酸及びセバシン酸可塑剤、リン酸可塑剤、クエン酸可塑剤、脂肪酸エステル及びエポキシド化脂肪酸エステル、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ベンゾエート、及びフタレート又は1,2-ジカルボキシシクロヘキサンのエステルからなる群から選択することができる。
適切な脂肪酸エステルは、約14個超又は約16個超の炭素原子を含有する脂肪酸のアルキルエステル、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、アラキン酸及びベヘン酸及びこれらの混合物のアルキルエステルを含む。脂肪アルコールとして適切なのは、当業者には公知のプロセスの使用によって脂肪酸又はそのエステルから得ることができるものなどの、上記の脂肪酸のアルコールである。
特に適切な可塑剤は、カルボン酸エステル、例えば、フタル酸エステル、特に、フタル酸ジイソノニル(DINP)、フタル酸ジイソデシル(DIDP)又はジ(2-プロピルヘプチル)フタレート(DPHP)、水素化フタレート、特に、水素化ジイソノニルフタレート又はジイソノニル-1,2-シクロヘキサンジカルボキシレート(DINCH)、テレフタレート、特に、ビス(2-エチルヘキシル)テレフタレート又はジイソノニルテレフタレート、水素化テレフタレート、特に、水素化ビス(2-エチルヘキシル)テレフタレート又はジイソノニルテレフタレート又はビス(2-エチルヘキシル)-1,4-シクロヘキサンジカルボキシレート、トリメリテート、アジペート、特に、アジピン酸ジオクチル、アゼラート、セバケート、ベンゾエート、グリコールエーテル、グリコールエステル、有機リン酸又はスルホン酸エステル、ポリブテン、ポリイソブテン、又は天然の脂肪若しくは油に由来する可塑剤、特に、エポキシド化ダイズ油又は亜麻仁油である。
好ましくは、少なくとも1個のエステル又はエーテル基を有する1種若しくは複数の可塑剤は、もしある場合、組成物の全重量に対して0.5~40.0重量%、例えば、1.0~35重量%、特に、10.0~30.0重量%の総量で単一構成要素シーラント又は接着剤組成物中に存在することができる。
湿気硬化性組成物は、他の添加剤、特に、
- 無機若しくは有機顔料、特に、二酸化チタン、酸化クロム若しくは酸化鉄;
- 繊維、特に、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維、プラスチック繊維、例えば、ポリアミド繊維若しくはポリエチレン繊維、若しくは天然繊維、例えば、ウール、セルロース、アサ若しくはサイザル;
- ナノ充填剤、例えば、グラフェン若しくはカーボンナノチューブ;
- 染料;
- 乾燥剤、特に、分子篩粉末、酸化カルシウム、高度に反応性のイソシアネート、例えば、p-トシルイソシアネート、モノ-オキサゾリジン、例えば、Incozol(登録商標)2(Incorezから)若しくはオルトギ酸エステル;
- 接着促進剤若しくは接着剤、特に、オルガノアルコキシシラン、特に、エポキシシラン、例えば、特に、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン若しくは3-グリシドキシプロピル-トリエトキシシラン、(メタ)アクリロシラン、無水シラン、カルバマトシラン、アルキルシラン若しくはイミノシラン、若しくはこれらのシランのオリゴマー形態、若しくはチタネート;
- イソシアネート基の反応を加速するさらなる触媒、特に、塩、石鹸、若しくはスズ、亜鉛、ビスマス、鉄、アルミニウム、モリブデン、ジオキソモリブデン、チタン、ジルコニウム若しくはカリウムの錯体、特に、2-エチルヘキサン酸第一スズ、ネオデカン酸スズ(II)、酢酸亜鉛(II)、2-エチルヘキサン酸亜鉛(II)、ラウリン酸亜鉛(II)、アセチルアセトン酸亜鉛(II)、乳酸アルミニウム、オレイン酸アルミニウム、ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)若しくは酢酸カリウム;第三級アミノ基含有化合物、特に、N-エチルジイソプロピルアミン、N、N、N’、N’-テトラメチルアルキレンジアミン、ペンタメチル-アルキレン-トリアミン及びその高級な相同体、ビス(N、N-ジエチルアミノエチル)アジペート、トリス(3-ジメチルアミノプロピル)アミン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン(DBN)、N-アルキルモルホリン、N、N’-ジメチルピペラジン;窒素芳香族化合物、例えば、4-ジメチルアミノピリジン、N-メチルイミダゾール、N-ビニルイミダゾール若しくは1,2-ジメチルイミダゾール;有機アンモニウム化合物、例えば、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム若しくはアルコキシル化第三級アミン;いわゆる、公知の金属若しくはアミン触媒の修正物である「遅効性」触媒;
- レオロジー改質剤、特に、増粘剤、特に、層状ケイ酸塩、例えば、ベントナイト、ヒマシ油の誘導体、水添ヒマシ油、ポリアミド、ポリアミドワックス、ポリウレタン、尿素化合物、発熱性ケイ酸、セルロースエーテル若しくは疎水的に改質されたポリオキシエチレン;
- 溶媒、特に、アセトン、酢酸メチル、tert-ブチルアセテート、1-メトキシ-2-プロピルアセテート、エチル3-エトキシプロピオネート、ジイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、アセタール、例えば、プロピラール、ブチラール、2-エチルヘキシラール、ジオキソラン、グリセロールホルマール若しくは2,5,7,10-テトラキソウンデカン(TOU)、トルエン、キシレン、ヘプタン、オクタン、ナフサ、ホワイトスピリット、石油エーテル若しくはガソリン、特に、Solvesso(商標)タイプ(旧Exxon Mobile)、及び炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、ブチロラクトン、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、p-クロロベンゾトリフルオリド若しくはベンゾトリフルオリド;
- 天然の樹脂、脂肪若しくは油、例えば、ロジン、シェラック、亜麻仁油、ヒマシ油若しくはダイズ油;
- 特に、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、イソプレン、酢酸ビニル若しくは(メタ)アクリル酸アルキル、特に、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリイソブチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)若しくはアタクチックポリ-α-オレフィン(APAO)を含む群からの、不飽和モノマーの非反応性ポリマー、特に、ホモポリマー若しくはコポリマー;
- 難燃剤物質、特に、既に記述した充填剤である水酸化アルミニウム若しくは水酸化マグネシウム、及び特に、有機リン酸エステル、特に、リン酸トリエチル、リン酸トリクレシル、リン酸トリフェニル、リン酸ジフェニルクレシル、リン酸イソデシルジフェニル、トリス(1,3-ジクロロ-2-プロピル)ホスフェート、トリス(2-クロロエチル)ホスフェート、トリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート、トリス(クロロイソプロピル)ホスフェート、トリス(クロロプロピル)ホスフェート、イソプロピル化トリフェニルホスフェート、異なるイソプロピル化の程度のモノ、ビス若しくはトリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、レソルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)若しくはポリリン酸アンモニウム;
- 添加剤、特に、湿潤剤、レベリング剤、消泡剤、脱気剤、酸化、熱、光若しくは紫外線に対する安定剤、若しくは殺生物剤;
又は湿気硬化性組成物中に一般に使用される他の物質
を含有し得る。
- 無機若しくは有機顔料、特に、二酸化チタン、酸化クロム若しくは酸化鉄;
- 繊維、特に、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維、プラスチック繊維、例えば、ポリアミド繊維若しくはポリエチレン繊維、若しくは天然繊維、例えば、ウール、セルロース、アサ若しくはサイザル;
- ナノ充填剤、例えば、グラフェン若しくはカーボンナノチューブ;
- 染料;
- 乾燥剤、特に、分子篩粉末、酸化カルシウム、高度に反応性のイソシアネート、例えば、p-トシルイソシアネート、モノ-オキサゾリジン、例えば、Incozol(登録商標)2(Incorezから)若しくはオルトギ酸エステル;
- 接着促進剤若しくは接着剤、特に、オルガノアルコキシシラン、特に、エポキシシラン、例えば、特に、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン若しくは3-グリシドキシプロピル-トリエトキシシラン、(メタ)アクリロシラン、無水シラン、カルバマトシラン、アルキルシラン若しくはイミノシラン、若しくはこれらのシランのオリゴマー形態、若しくはチタネート;
- イソシアネート基の反応を加速するさらなる触媒、特に、塩、石鹸、若しくはスズ、亜鉛、ビスマス、鉄、アルミニウム、モリブデン、ジオキソモリブデン、チタン、ジルコニウム若しくはカリウムの錯体、特に、2-エチルヘキサン酸第一スズ、ネオデカン酸スズ(II)、酢酸亜鉛(II)、2-エチルヘキサン酸亜鉛(II)、ラウリン酸亜鉛(II)、アセチルアセトン酸亜鉛(II)、乳酸アルミニウム、オレイン酸アルミニウム、ジイソプロポキシチタンビス(エチルアセトアセテート)若しくは酢酸カリウム;第三級アミノ基含有化合物、特に、N-エチルジイソプロピルアミン、N、N、N’、N’-テトラメチルアルキレンジアミン、ペンタメチル-アルキレン-トリアミン及びその高級な相同体、ビス(N、N-ジエチルアミノエチル)アジペート、トリス(3-ジメチルアミノプロピル)アミン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン(DBN)、N-アルキルモルホリン、N、N’-ジメチルピペラジン;窒素芳香族化合物、例えば、4-ジメチルアミノピリジン、N-メチルイミダゾール、N-ビニルイミダゾール若しくは1,2-ジメチルイミダゾール;有機アンモニウム化合物、例えば、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム若しくはアルコキシル化第三級アミン;いわゆる、公知の金属若しくはアミン触媒の修正物である「遅効性」触媒;
- レオロジー改質剤、特に、増粘剤、特に、層状ケイ酸塩、例えば、ベントナイト、ヒマシ油の誘導体、水添ヒマシ油、ポリアミド、ポリアミドワックス、ポリウレタン、尿素化合物、発熱性ケイ酸、セルロースエーテル若しくは疎水的に改質されたポリオキシエチレン;
- 溶媒、特に、アセトン、酢酸メチル、tert-ブチルアセテート、1-メトキシ-2-プロピルアセテート、エチル3-エトキシプロピオネート、ジイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノ-2-エチルヘキシルエーテル、アセタール、例えば、プロピラール、ブチラール、2-エチルヘキシラール、ジオキソラン、グリセロールホルマール若しくは2,5,7,10-テトラキソウンデカン(TOU)、トルエン、キシレン、ヘプタン、オクタン、ナフサ、ホワイトスピリット、石油エーテル若しくはガソリン、特に、Solvesso(商標)タイプ(旧Exxon Mobile)、及び炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、ブチロラクトン、N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン、p-クロロベンゾトリフルオリド若しくはベンゾトリフルオリド;
- 天然の樹脂、脂肪若しくは油、例えば、ロジン、シェラック、亜麻仁油、ヒマシ油若しくはダイズ油;
- 特に、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、イソプレン、酢酸ビニル若しくは(メタ)アクリル酸アルキル、特に、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリイソブチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)若しくはアタクチックポリ-α-オレフィン(APAO)を含む群からの、不飽和モノマーの非反応性ポリマー、特に、ホモポリマー若しくはコポリマー;
- 難燃剤物質、特に、既に記述した充填剤である水酸化アルミニウム若しくは水酸化マグネシウム、及び特に、有機リン酸エステル、特に、リン酸トリエチル、リン酸トリクレシル、リン酸トリフェニル、リン酸ジフェニルクレシル、リン酸イソデシルジフェニル、トリス(1,3-ジクロロ-2-プロピル)ホスフェート、トリス(2-クロロエチル)ホスフェート、トリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート、トリス(クロロイソプロピル)ホスフェート、トリス(クロロプロピル)ホスフェート、イソプロピル化トリフェニルホスフェート、異なるイソプロピル化の程度のモノ、ビス若しくはトリス(イソプロピルフェニル)ホスフェート、レソルシノールビス(ジフェニルホスフェート)、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)若しくはポリリン酸アンモニウム;
- 添加剤、特に、湿潤剤、レベリング剤、消泡剤、脱気剤、酸化、熱、光若しくは紫外線に対する安定剤、若しくは殺生物剤;
又は湿気硬化性組成物中に一般に使用される他の物質
を含有し得る。
特定の物質を、組成物中への混合の前に化学的又は物理的に乾燥させることは、有用であり得る。
殺生物剤(保存剤)を、殺生物剤の総組成に対して、0重量%~2重量%、好ましくは、0.2重量%~1.8重量%、より好ましくは、0.4重量%~1.5重量%の量で本発明によるシーラント組成物に加え得る。
一般に、保存剤とまた示される任意の公知のタイプの殺生物剤は、本発明の組成物中で使用することができる。
保存剤として適切であるのは、通例の保存剤、例えば、ベンゾイソチアゾリノン(BIT)、メチルイソチアゾリノン(MIT)、オクチルイソチアゾリノン(OIT)、クロロメチルイソチアゾリノン(CMIT)などである。
1つ若しくは複数の実施形態によると、さらなる添加剤の総量は、単一構成要素シーラント又は接着剤組成物の全重量に対して、好ましくは、0.1~15.0重量%、より好ましくは、0.2~5.0重量%である。
本発明による湿気硬化性組成物の特に好ましい実施形態は、
- この組成物に対して、10~40重量%、好ましくは、15~35重量%の、イソシアネート基を有するポリウレタンポリマーP;
- この組成物に対して、1~5重量%、好ましくは、2~4重量%の、ブロックされた加水分解的に活性化可能なアミノ基を有するブロックされたポリアミンBA;
- この組成物に対して、5~40重量%、好ましくは、10~30重量%の少なくとも1種の可塑剤;
- 組成物をベースとして、0~40重量%、好ましくは、2.5~10重量%の少なくとも1種のチキソトロピー添加剤;
- この組成物に対して、0.05~2重量%、好ましくは、0.1~1重量%の前記モノアミンMA;
- この組成物に対して、0~60重量%、好ましくは、10~50重量%の少なくとも1種の充填剤;
- この組成物に対して、0~5重量%、好ましくは、0.1~2.5重量%の接着促進剤、乾燥剤、触媒、及び安定剤からなる群から選択される少なくとも1種のさらなる添加剤
を含む。
- この組成物に対して、10~40重量%、好ましくは、15~35重量%の、イソシアネート基を有するポリウレタンポリマーP;
- この組成物に対して、1~5重量%、好ましくは、2~4重量%の、ブロックされた加水分解的に活性化可能なアミノ基を有するブロックされたポリアミンBA;
- この組成物に対して、5~40重量%、好ましくは、10~30重量%の少なくとも1種の可塑剤;
- 組成物をベースとして、0~40重量%、好ましくは、2.5~10重量%の少なくとも1種のチキソトロピー添加剤;
- この組成物に対して、0.05~2重量%、好ましくは、0.1~1重量%の前記モノアミンMA;
- この組成物に対して、0~60重量%、好ましくは、10~50重量%の少なくとも1種の充填剤;
- この組成物に対して、0~5重量%、好ましくは、0.1~2.5重量%の接着促進剤、乾燥剤、触媒、及び安定剤からなる群から選択される少なくとも1種のさらなる添加剤
を含む。
本発明による組成物は、成分を室温にて一緒に混合することによって調製することができる。好ましくは、調合の間の湿気を除外すること以外は特別な制限を伴わずに、接着剤組成物の調製のために任意の適切な混合器具を使用することができる。
特に、ポリウレタン組成物は、湿気の除外及び周囲温度にて湿密容器内での貯蔵を伴って生成される。適切な防湿性容器は、特に、任意選択によりコーティングされた金属及び/又はプラスチックからなり、特に、円筒状シリンダー、容器、バケツ、キャニスター、缶、袋、管状袋、カートリッジ又はチューブを表す。
組成物は、一液形組成物として、混合する必要性を伴わずにそれ自体として適用され、湿気又は水の影響下で硬化し始める。硬化を促進するために、組成物は、しかし、水を含有するか又は水を放出する促進構成要素と混合することができる。
硬化条件下、すなわち、水と接触して、イソシアネート基は、湿気の影響下でブロックされたアミノ基と反応する。イソシアネート基の一部、特に、ブロックされたアミノ基に対して過剰であるものは、湿気の影響下で、互いに、及び/又は組成物中に任意選択により存在するさらなる反応性基、特に、ヒドロキシル基又は遊離アミノ基と反応する。組成物の硬化をもたらすイソシアネート基のこれらの反応の全体はまた、架橋と称される。
湿気硬化性組成物を硬化するのに必要とされる湿気は、好ましくは、組成物中への拡散によって、空気(大気中の湿気)から通過する。同時に、硬化した組成物の固体層(「スキン」)は、組成物の空気と接触する表面上に形成される。硬化は、拡散の方向に沿って外側から内側へと進み、スキンは、進行性により厚くなり、最終的に適用された組成物全体を取り囲む。湿気はさらに又は完全にまた、組成物が適用された1種若しくは複数の基材に由来し、組成物中に入り、及び/又は適用の間若しくは適用の後に組成物と混合され、かつ例えば、ブラッシング若しくは噴霧によってこれと接触する促進構成要素に由来し得る。
湿気硬化性組成物は好ましくは、特に、約-10~50℃の範囲の、好ましくは、-5~45℃の範囲の、特に好ましくは、0~40℃の範囲の周囲温度にて適用される。
湿気硬化性組成物の硬化は好ましくはまた、周囲温度にて行われる。
本発明による組成物は、長い加工時間(オープンタイム)及び急速な硬化を有する。
「オープンタイム」は、官能基の喪失を伴わずにその間に組成物を加工又は後加工することができる期間を指す。一液形組成物において、スキンが形成されたとき、遅くてもオープンタイムを超える。
「硬化速度」は、例えば、形成されたスキンの厚さを決定することによる、適用の後の所与の期間内の組成物中のポリマー形成の量である。
架橋の間、アミノ基をブロックするのに使用されるアルデヒドは、遊離する。アルデヒドが殆ど不揮発性及び無臭である場合、これは硬化した組成物中に殆ど残存し、可塑剤として作用する。
好ましくは、本発明による湿気硬化性組成物は、弾性接着剤又は弾性シーラント又は弾性コーティング、特に、シーラントとして使用される。
シーラントとして、湿気硬化性組成物は、全ての種類のジョイント(接合部)、継ぎ目若しくは空隙、特に、建設におけるジョイント(接合部)、例えば、構成要素の間の拡張ジョイント若しくは接続ジョイント、又は土木におけるソイルジョイントの弾性シーリングとして特に適している。特に、構造の拡張ジョイントのシールのために、柔らかい弾性及び高い低温柔軟性を有するシーラントが特に適している。
コーティングとして、湿気硬化性組成物は、特に、バルコニー、テラス、屋根、特に、平屋根若しくは僅かに傾斜した屋根若しくは屋上庭園のための、又は建物内の浴室若しくは台所におけるタイル若しくはセラミックタイル下、又は滴受け、水路、マンホール、サイロ、ドック若しくは下水処理場において、構造又はそのパーツの保護及び/又はシールに特に適している。
これはまた、例えば、雨の漏る屋根膜若しくはもはや適切でない床材からのシール若しくはコーティングとして、又は高度に反応性の噴霧シールのための修復化合物として、修復の目的のために使用することができる。
湿気硬化性組成物は、疑似塑性特性を有するペースト状の稠度を有するように配合し得る。このような組成物は、適切な前置装置を用いて、例えば、市販のカートリッジ又はバケツ又はホボックから、例えば、実質的に円形又は三角形の横断面領域を有し得るビーズの形態で適用(塗布)される。
湿気硬化性組成物は、液体、及びいわゆるセルフレベリングであるか、又は僅かにのみ揺変性であるようにさらに配合することができ、適用(塗布)のために注ぎ出すことができる。コーティングとして、例えば、これは次いで、例えば、ローラー、スライダー、鋸歯状こて又はスパチュラを用いて、表面全体にわたって望ましい層厚さまで分布させることができる。この場合、0.5~3mm、特に、1.0~2.5mmの範囲の層厚さは典型的には、1つの操作で適用(塗布)される。
湿気硬化性組成物で結合又はシール又はコーティングすることができる適切な基材は、特に、
- ガラス、ガラスセラミック、コンクリート、モルタル、セメントスクリード、繊維セメント、特に、繊維セメントボード、れんが、れんが、プラスター、特に、石膏ボード若しくは無水スクリード、又は天然石、例えば、花崗岩若しくは大理石;
- PCC(ポリマー修飾セメントモルタル)又はECC(エポキシ樹脂修飾セメントモルタル)をベースとする、修復又はレベリング化合物;
- 金属又は合金、例えば、アルミニウム、銅、鉄、鋼、表面精錬した金属又は合金、例えば、亜鉛メッキ又はクロムめっきした金属を含めた非鉄金属;
- アスファルト又はビチューメン;
- 革、織物、紙、木材、樹脂、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂若しくはエポキシ樹脂で結合させた木材をベースとする材料、樹脂-織物複合体又は他のいわゆる、ポリマー複合体;
- それぞれが、未処理であるか、又は例えば、プラズマ、コロナ、若しくは炎光を用いて表面処理された、プラスチック、例えば、ハード及びソフトPVC、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、PMMA、ABS、SAN、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、PUR、POM、TPO、PE、PP、EPM又はEPDM;
- 繊維強化プラスチック、例えば、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、ガラス繊維強化プラスチック(GRP)及びシート状形成化合物(SMC);
- 特に、EPS、XPS、PUR、PIR、ロックウール、グラスウール又は気泡ガラス(泡ガラス)の断熱材;
- コーティング又は塗装された基材、特に、塗装されたタイル、塗装されたコンクリート、パウダーコーティングされた金属又は合金又は塗装されたシート;
- 塗料又はワニス、特に、自動車の仕上剤
である。
- ガラス、ガラスセラミック、コンクリート、モルタル、セメントスクリード、繊維セメント、特に、繊維セメントボード、れんが、れんが、プラスター、特に、石膏ボード若しくは無水スクリード、又は天然石、例えば、花崗岩若しくは大理石;
- PCC(ポリマー修飾セメントモルタル)又はECC(エポキシ樹脂修飾セメントモルタル)をベースとする、修復又はレベリング化合物;
- 金属又は合金、例えば、アルミニウム、銅、鉄、鋼、表面精錬した金属又は合金、例えば、亜鉛メッキ又はクロムめっきした金属を含めた非鉄金属;
- アスファルト又はビチューメン;
- 革、織物、紙、木材、樹脂、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂若しくはエポキシ樹脂で結合させた木材をベースとする材料、樹脂-織物複合体又は他のいわゆる、ポリマー複合体;
- それぞれが、未処理であるか、又は例えば、プラズマ、コロナ、若しくは炎光を用いて表面処理された、プラスチック、例えば、ハード及びソフトPVC、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、PMMA、ABS、SAN、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、PUR、POM、TPO、PE、PP、EPM又はEPDM;
- 繊維強化プラスチック、例えば、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、ガラス繊維強化プラスチック(GRP)及びシート状形成化合物(SMC);
- 特に、EPS、XPS、PUR、PIR、ロックウール、グラスウール又は気泡ガラス(泡ガラス)の断熱材;
- コーティング又は塗装された基材、特に、塗装されたタイル、塗装されたコンクリート、パウダーコーティングされた金属又は合金又は塗装されたシート;
- 塗料又はワニス、特に、自動車の仕上剤
である。
必要に応じて、基材は、特に、物理的及び/若しくは化学的クリーニング方法、又は活性化剤若しくはプライマーの適用によって、適用の前に事前処理することができる。
2つの同一若しくは同様の、又は2つの異なる基材を、結合及び/又はシールすることができる。
本発明による単一構成要素組成物は、弾性シーラントとして使用することを意図するとき、好ましくは、空気中で乾燥させた後、7日の間23℃にて50%の相対湿度で、5~25、好ましくは、9~21のShore A硬度を有する。
本発明の別の態様によれば、基材S1と基材S2との間のジョイント(接合部)をシールするための方法を提供し、この方法は、以下の工程を含む:
(i)上記の説明による湿気硬化性組成物を、基材S1と基材S2との間の隙間に適用し、それによって、この組成物を基材S1及びS2の両方と接触させるようにすること;
及び、続いて、
(ii)湿気、特に、空気からの湿気によって、適用した上記組成物を硬化させること;
ここで、基材S2は、基材S1と同一又は異なる材料から形成されている。
(i)上記の説明による湿気硬化性組成物を、基材S1と基材S2との間の隙間に適用し、それによって、この組成物を基材S1及びS2の両方と接触させるようにすること;
及び、続いて、
(ii)湿気、特に、空気からの湿気によって、適用した上記組成物を硬化させること;
ここで、基材S2は、基材S1と同一又は異なる材料から形成されている。
本発明の別の態様によれば、ジョイントシーラント(目地材)としての本発明の湿気硬化性組成物の使用を提供する。
本発明のまた別の態様は、イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリウレタンポリマーPを含む硬化した湿気硬化性組成物の表面粘着性及び/又は弾性率を低減させるための、下記式(V)のモノアミンMAの使用である:
式中、
Raは、直鎖状、環状、若しくは分岐状のアルキル若しくはアルケニル基、又は1~12個のC原子、好ましくは、2~10個のC原子、より好ましくは、3~8個のC原子を有し、及びエーテル酸素原子を任意選択で含む、任意選択により置換されているアリール基を表し;
Rb及びRcは、独立して、基Ra又は水素原子のいずれかを表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つは、水素原子であるか、又はRb及びRcは、モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成する;
ここで、上記ポリマーPは、2,4-及び/又は2,6-トルイレンジイソシアネート(TDI)と少なくとも1種のポリオールとの反応生成物であり、ここで、ポリオールは、>2の平均官能基数を有し;
組成物中の上記モノアミンMAの量は、上記ポリマーPの100重量部当たり、0.2~25重量部である。
Raは、直鎖状、環状、若しくは分岐状のアルキル若しくはアルケニル基、又は1~12個のC原子、好ましくは、2~10個のC原子、より好ましくは、3~8個のC原子を有し、及びエーテル酸素原子を任意選択で含む、任意選択により置換されているアリール基を表し;
Rb及びRcは、独立して、基Ra又は水素原子のいずれかを表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つは、水素原子であるか、又はRb及びRcは、モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成する;
ここで、上記ポリマーPは、2,4-及び/又は2,6-トルイレンジイソシアネート(TDI)と少なくとも1種のポリオールとの反応生成物であり、ここで、ポリオールは、>2の平均官能基数を有し;
組成物中の上記モノアミンMAの量は、上記ポリマーPの100重量部当たり、0.2~25重量部である。
前記使用の好ましい実施形態では、Rb及びRcは、独立して、基Ra又は水素原子を表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つは、水素原子である。モノアミンM A及びポリマーPのための全ての他の好ましい実施形態は、記載内容においてさらに上記で一般に考察したのと同じである。
本発明のまた別の態様は、本発明による乾燥及び/又は硬化した単一構成要素シーラント又は接着剤組成物である。
本発明を、下記の実験パートにおいてさらに説明するが、しかし、本発明の範囲への制限であると解釈すべきではない。
試験方法
それぞれ、0.5~25%の伸び及び0.5~100%の伸びでの引張強度、破断伸び、及び弾性率を、23℃及び50%相対湿度にて7日間硬化させた2mmの層厚さを有するフィルム上でDIN53504(引張速度:200mm/分)によって決定した。
それぞれ、0.5~25%の伸び及び0.5~100%の伸びでの引張強度、破断伸び、及び弾性率を、23℃及び50%相対湿度にて7日間硬化させた2mmの層厚さを有するフィルム上でDIN53504(引張速度:200mm/分)によって決定した。
Shore A硬度は、23℃及び50%相対湿度にて7日間硬化させた6mmの層厚さを有する試料上でDIN53505によって決定した。
30gのそれぞれのシーラント組成物をプラスチック製のコップ中に充填し、それに続いて1分間speedmixerにおいて混合し、滑らかな表面を得ることによって、表面粘着性(表面に接着したグラムでの砂)を決定した。組成物をコップ内で23℃及び50%相対湿度にて3日間硬化した。この後、硬化したシーラントの曝露された表面上へと砂を注ぎ、コップをひっくり返し、粘着しない砂を落とした。砂の接着部分は、実験室の天秤を使用して秤量によって決定した。砂処理の前及び砂処理の後のコップの重量の差異によって、表面粘着性を決定した。
原料
実施例のシーラント組成物のために使用された原料及び重要な特性に関するそれらの説明を、表1において示す。
実施例のシーラント組成物のために使用された原料及び重要な特性に関するそれらの説明を、表1において示す。
チキソトロピー剤、アルジミン、及びポリウレタンポリマーの調製
チキソトロピー剤
チキソトロピー剤は、真空ミキサーにおいて300gのフタル酸ジイソデシル及び48gの4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(Desmodur(登録商標)44MC L、Covestroから)を装填し、それに続いて僅かに予熱することによって調製し、次いで、激しく撹拌しながら、27gのモノブチルアミンをゆっくりと滴下で添加した。このように得られたペーストを、真空下及び外部冷却で1時間の間さらに撹拌した。
チキソトロピー剤
チキソトロピー剤は、真空ミキサーにおいて300gのフタル酸ジイソデシル及び48gの4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(Desmodur(登録商標)44MC L、Covestroから)を装填し、それに続いて僅かに予熱することによって調製し、次いで、激しく撹拌しながら、27gのモノブチルアミンをゆっくりと滴下で添加した。このように得られたペーストを、真空下及び外部冷却で1時間の間さらに撹拌した。
アルジミン:N,N’-ビス(2,2-ジメチル-3-ラウロイルオキシプロピリデン)-3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルアミン
598g(2.1mol)の2,2-ジメチル-3-ラウロイルオキシ-プロパナールを、丸底フラスコ中に窒素雰囲気下にて入れた。撹拌しながら、170.3g(1mol)の3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルアミン(EvonikからのVestamin(登録商標)IPD)溶液(水中の70重量%)を加え、次いで、揮発性構成物を80℃及び10ミリバールの真空にて除去した。約367g/Eqの計算した当量に相当する2.73mmol N/gのアミン含量を有する732gの殆ど無色の液体を得た。
598g(2.1mol)の2,2-ジメチル-3-ラウロイルオキシ-プロパナールを、丸底フラスコ中に窒素雰囲気下にて入れた。撹拌しながら、170.3g(1mol)の3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルアミン(EvonikからのVestamin(登録商標)IPD)溶液(水中の70重量%)を加え、次いで、揮発性構成物を80℃及び10ミリバールの真空にて除去した。約367g/Eqの計算した当量に相当する2.73mmol N/gのアミン含量を有する732gの殆ど無色の液体を得た。
ポリマーP1の調製
イソシアネート官能基を有するポリウレタンをベースとするポリマーP1は、反応が完了するまで公知のポリウレタン合成プロセスによって、1.95のOH基に対するNCO基のモル比で80℃にて窒素下でエチレンオキシドキャップされたポリオキシプロピレントリオール(MW6000g/mol)とジイソシアン酸トルエン(TDI)とを反応させることによって調製した。使用したTDIは、80重量%の2,4-トルエンジイソシアネート及び20重量%の2,6-トルエンジイソシアネートの混合物ブレンドであった。
イソシアネート官能基を有するポリウレタンをベースとするポリマーP1は、反応が完了するまで公知のポリウレタン合成プロセスによって、1.95のOH基に対するNCO基のモル比で80℃にて窒素下でエチレンオキシドキャップされたポリオキシプロピレントリオール(MW6000g/mol)とジイソシアン酸トルエン(TDI)とを反応させることによって調製した。使用したTDIは、80重量%の2,4-トルエンジイソシアネート及び20重量%の2,6-トルエンジイソシアネートの混合物ブレンドであった。
ポリマーP2の調製
3241gのポリオキシプロピレンジオール(Acclaim(登録商標)4200N、Bayer MaterialScience AG、OH数28.5mg KOH/g)、1351gのポリオキシプロピレンポリオキシエチレントリオール(Caradol(登録商標)MD34-02、Shell Chemicals Ltd.、UK、OH数35.0mg KOH/g)及び395gのトリレンジイソシアネート(TDI、Desmodur(登録商標)T80P、Bayer MaterialScience AG)を、80℃にて反応させ、1.47重量%の遊離イソシアネート基の含量を有するNCO末端ポリウレタンポリマーを得た。
3241gのポリオキシプロピレンジオール(Acclaim(登録商標)4200N、Bayer MaterialScience AG、OH数28.5mg KOH/g)、1351gのポリオキシプロピレンポリオキシエチレントリオール(Caradol(登録商標)MD34-02、Shell Chemicals Ltd.、UK、OH数35.0mg KOH/g)及び395gのトリレンジイソシアネート(TDI、Desmodur(登録商標)T80P、Bayer MaterialScience AG)を、80℃にて反応させ、1.47重量%の遊離イソシアネート基の含量を有するNCO末端ポリウレタンポリマーを得た。
ポリマーP3の調製
4051gのポリオキシプロピレンポリオキシエチレントリオール(Caradol(登録商標)MD34-02、Shell Chemicals Ltd.、UK、OH数35.0mg KOH/g)、675gの4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート(4,4’-MDI;Desmodur(登録商標)44MC L、Bayer MaterialScience AG)及び1172gのフタル酸ジイソデシル(DIDP、Palatinol(登録商標)Z、BASF SE、Germany)を、80℃にて公知の方法によって反応させ、2.38重量%の遊離イソシアネート基の含量を有するNCO末端ポリウレタンポリマーを得た。
4051gのポリオキシプロピレンポリオキシエチレントリオール(Caradol(登録商標)MD34-02、Shell Chemicals Ltd.、UK、OH数35.0mg KOH/g)、675gの4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート(4,4’-MDI;Desmodur(登録商標)44MC L、Bayer MaterialScience AG)及び1172gのフタル酸ジイソデシル(DIDP、Palatinol(登録商標)Z、BASF SE、Germany)を、80℃にて公知の方法によって反応させ、2.38重量%の遊離イソシアネート基の含量を有するNCO末端ポリウレタンポリマーを得た。
ポリマーP4の調製
1632gのポリオキシプロピレンジオール(Acclaim(登録商標)4200、Covestroから、OH数28.5mg KOH/g)、4410gのポリオキシプロピレンポリオキシエチレントリオール(Caradol(登録商標)MD34-02、Shellから、OH数35.0mg KOH/g)及び800gのジイソシアン酸イソホロン(Vestanat(登録商標)IPDI、Degussa)を、2.1重量%の遊離イソシアネート基の含量を有する液体(室温にて)NCO末端ポリウレタンポリマーと公知の方法によって80℃にて反応させた。
1632gのポリオキシプロピレンジオール(Acclaim(登録商標)4200、Covestroから、OH数28.5mg KOH/g)、4410gのポリオキシプロピレンポリオキシエチレントリオール(Caradol(登録商標)MD34-02、Shellから、OH数35.0mg KOH/g)及び800gのジイソシアン酸イソホロン(Vestanat(登録商標)IPDI、Degussa)を、2.1重量%の遊離イソシアネート基の含量を有する液体(室温にて)NCO末端ポリウレタンポリマーと公知の方法によって80℃にて反応させた。
実施例の組成物E1~E3及びR1~R5
各組成物について、表1において示す成分を、遊星形ミキサーを用いて真空下で湿気を除外して表2において示した量(重量部)でよく混合し、湿気を除外して貯蔵した。いくつかの発明性のない参照(「参照」と表示)及び発明性のある実施例の組成物は、表2において示すようなそれぞれの量を使用して、表1における原料から作製した。
各組成物について、表1において示す成分を、遊星形ミキサーを用いて真空下で湿気を除外して表2において示した量(重量部)でよく混合し、湿気を除外して貯蔵した。いくつかの発明性のない参照(「参照」と表示)及び発明性のある実施例の組成物は、表2において示すようなそれぞれの量を使用して、表1における原料から作製した。
試験結果
それぞれの実施例の組成物上で使用した試験方法の結果を、表3において詳述する。
それぞれの実施例の組成物上で使用した試験方法の結果を、表3において詳述する。
表3の結果は、本発明のシーラント組成物E1~E3が、0.5~25%の範囲の伸びで<0.7MPaの低い弾性率、及び0.5~100%の範囲の伸びで<0.35MPaを示し、一方同時に、低い表面粘着性から中程度の表面粘着性のみを示す。モノアミンMAを伴わない、その他の点では同じ組成物(R1)において、表面粘着性は、有意に増加する。モノアミンMAを伴わずに別のTDIをベースとするポリマーPを使用するとき、同じことがあてはまる(R5)。代わりにアルコールを使用すると(R2)、表面粘着性は低いが、弾性率は有意に増加し、弾性シーラントについての適合性は低減する。ポリマーPのために異なるポリイソシアネートを使用した他の参照例(R3及びR4)は、弾性シーラントとしての使用目的には高すぎる弾性率及び/又は高すぎる表面粘着性を示す。
Claims (15)
- 以下を含む湿気硬化性組成物であって:
(a)イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリウレタンポリマーP;
(b)ブロックされた加水分解的に活性化可能なアミノ基を有する少なくとも1種のブロックされたポリアミンBA;及び
(c)下記式(V)の少なくとも1種のモノアミンMA:
Raは、直鎖状、環状、若しくは分岐状のアルキル又はアルケニル基、又は1~12個のC原子を有し、かつエーテル酸素原子を任意選択で含む、任意選択で置換されているアリール基を表し;
Rb及びRcは、独立して、基Ra又は水素原子のいずれかを表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つは、水素原子であるか、又はRb及びRcは、前記モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成する;
ここで、
ポリマーPは、2,4-及び/又は2,6-トルイレンジイソシアネート(TDI)と少なくとも1種のポリオールとの反応生成物であり、前記ポリオールは、>2の平均官能基数を有し;かつ
前記組成物中の前記モノアミンMAの量は、前記ポリマーPの100重量部当たり、0.2~25重量部である、
湿気硬化性組成物。 - Rb及びRcが、独立して、基Ra又は水素原子を表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つが、水素原子であることを特徴とする、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
- Rbが基Raであり、かつRcが水素原子であることを特徴とする、請求項2に記載の湿気硬化性組成物。
- Rb及びRcが、前記モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成することを特徴とする、請求項1に記載の湿気硬化性組成物。
- 前記ブロックされたポリアミンBA、及びイソシアネート基を有する前記ポリマーPは、前記イソシアネート基に対するブロックされたアミノ基の比が、0.1~1.1、好ましくは0.2~1.1、特に好ましくは0.3~1.0であるような量で前記硬化性組成物中に存在することを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の湿気硬化性組成物。
- 前記ブロックされたポリアミンBAが、下記式(I)のアルジミンであることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の湿気硬化性組成物:
Aは、n個の第一級アミノ基及びm個のHX基の除去の後の、アミンの残部であり;
nは、2又は3又は4であり;
mは、0又は1又は2であり、ただし、m+nは、2又は3又は4であり;
R1及びR2は、それぞれ独立して、1~12個のC原子を有する一価炭化水素基であるか、又は一緒になって、5~8個、好ましくは、6個のC原子を有する任意選択で置換されている炭素環式環の部分である4~12個のC原子を有する二価炭化水素基を形成し;
R3は、水素原子、又は1~12個のC原子を有するアルキル基、シクロアルキル基、アリールアルキル基、若しくはアルコキシカルボニル基であり;
R4は、水素原子、又はアルキル-、シクロアルキル-、アリールアルキル-、アリール-、-OR5’、-SR5’及び-NR5’R5’’から選択される1~20個のC原子を有する一価基であり、ここで、R5’及びR5’’は、それぞれ独立して、炭化水素基であるか、又は一緒になって、5員、6員、若しくは7員環の部分であるアルキレン基を形成し;かつ
Xは、O又はS又はNR6であり、ここで、R6は、炭酸エステル基、ニトリル基、ニトロ基、ホスホン酸エステル基、スルホン基、若しくはスルホン酸エステル基で任意選択で置換されている1~20個のC原子を有する炭化水素基である。 - R1及びR2が、それぞれメチルであり、かつ/又はR3が水素原子であり、かつ/又はR4が11~20個のC原子を有する直鎖状アルキル基であることを特徴とする、請求項6に記載の湿気硬化性組成物。
- mが0であり、かつnが2又は3であることを特徴とする、請求項6又は7に記載の硬化性組成物。
- 前記ブロックされたポリアミンBAが、少なくとも2個のブロックされた加水分解的に活性化可能なアミノ基を有するポリマーである、ブロックされたポリアミンPBAポリマーであることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の湿気硬化性組成物。
- ポリマーPの合成のために使用される前記ポリオールが、2.1~3.5、好ましくは、2.5~3の平均OH官能基数を有し、かつ/又は前記ポリマーPが、1.8~2.2のOH基に対するNCO基のモル比を使用して前記ポリオール及びTDIから調製されることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載の湿気硬化性組成物。
- 以下を含むことを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載の湿気硬化性組成物:
- 前記組成物に対して、10~40重量%、好ましくは、15~35重量%の、イソシアネート基を有する前記ポリウレタンポリマーP;
- 前記組成物に対して、1~5重量%、好ましくは、2~4重量%の、ブロックされた加水分解的に活性化可能なアミノ基を有する前記ブロックされたポリアミンBA;
- 前記組成物に対して、5~40重量%、好ましくは、10~30重量%の少なくとも1種の可塑剤;
- 前記組成物に対して、0~40重量%、好ましくは、2.5~10重量%の少なくとも1種のチキソトロピー添加剤;
- 前記組成物に対して、0.05~2重量%、好ましくは、0.1~1重量%の前記モノアミンMA;
- 前記組成物に対して、0~60重量%、好ましくは、10~50重量%の少なくとも1種の充填剤;
- 前記組成物に対して、0~5重量%、好ましくは、0.1~2.5重量%の接着促進剤、乾燥剤、触媒、及び安定剤からなる群から選択される少なくとも1種のさらなる添加剤。 - 以下の工程を含む、基材S1と基材S2との間の接合部をシールするための方法:
(i)請求項1~11のいずれか一項に記載の湿気硬化性組成物を、基材S1と基材S2との間の隙間に適用し、それによって、前記組成物を基材S1及びS2の両方と接触させるようにすること;
及び、続いて、
(ii)湿気、特に、空気からの湿気によって、適用した前記組成物を硬化させること;
ここで、前記基材S2は、前記基材S1と同一又は異なる材料から形成されている。 - ジョイントシーラントとしての、請求項1~11のいずれかに記載の湿気硬化性組成物の使用。
- イソシアネート基を有する少なくとも1種のポリウレタンポリマーPを含む硬化した湿気硬化性組成物の表面粘着性及び/又は弾性率を低減させるための、下記式(V)のモノアミンMAの使用:
Raは、直鎖状、環状、若しくは分岐状のアルキル又はアルケニル基、又は1~12個のC原子を有し、かつエーテル酸素原子を任意選択で含む、任意選択で置換されているアリール基を表し;
Rb及びRcは、独立して、基Ra又は水素原子のいずれかを表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つは、水素原子であるか、又はRb及びRcは、前記モノアミンMAのN原子と一緒になって、水の影響下でアルデヒドとアミンRa-NH2に加水分解するアルジミン基を形成する;
ここで、前記ポリマーPは、2,4-及び/又は2,6-トルイレンジイソシアネート(TDI)と少なくとも1種のポリオールとの反応生成物であり、前記ポリオールは、>2の平均官能基数を有し;かつ
前記組成物中の前記モノアミンMAの量は、前記ポリマーPの100重量部当たり、0.2~25重量部である。 - Rb及びRcが、独立して、基Ra又は水素原子を表し、ただし、Rb及びRcのうち少なくとも1つが、水素原子であることを特徴とする、請求項14に記載の使用。
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