JP2023512156A - 直鎖状イソシアネート基含有ポリマー - Google Patents
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Abstract
本発明は、0.3~1.5重量%の範囲のNCO含有率及び0.5重量%以下のジイソシアネートモノマー含有率を有する直鎖状イソシアネート基含有ポリマーであって、少なくとも1つの芳香族ジイソシアネートモノマーと、5~21mg KOH/gの範囲のOH価を有するポリエーテルジオールとを、少なくとも5/1のNCO/OH比で反応させ、かつその後、適切な分離プロセスによってジイソシアネートモノマーの大部分を除去することから得られることを特徴とする直鎖状イソシアネート基含有ポリマー、並びにこのポリマーを含有する、0.1重量%未満のジイソシアネートモノマー含有率を有する湿分硬化性ポリウレタン組成物に関する。本発明によるポリマーは、高い伸び、驚くほど高い強度、及びプラスチック基材への驚くほど良好な接着性を有する弾性接着剤の製造を可能にする。
Description
本発明は、湿分硬化性ポリウレタン組成物に対して低いモノマーレベルを有するポリマー及びプラスチック基材への良好な接着性を有する弾性接着剤としてのその使用に関する。
水分又は水とのイソシアネート基の反応によって架橋し、硬化してエラストマーが得られるポリウレタン組成物は、特に、建設及び製造業において弾性接着剤又はシーラントとして、例えば組立品における部品の接合又はジョイントの充填に使用される。その接着性及び弾性のために、例えば振動又は温度の変化によって引き起こされる、基材に作用する力を穏やかに減衰し、緩衝することができる。
このようなポリウレタン組成物は、バインダーとしてイソシアネート基を含有するポリマーを含有し、それは、ジイソシアネートモノマーとポリオールとの反応によって調製される。このようにして得られたポリマーは、鎖延長反応のために、通常、1重量%~3重量%の範囲の残留ジイソシアネートモノマー含有率を有する。ジイソシアネートモノマーは、健康に有害である可能性がある。特に、0.1重量%を超える濃度でジイソシアネートモノマーを含有する配合物は、ラベル及びデータシートに危険記号及び警告メッセージを提供しなければならず、一部の国では販売及び使用に関して規制を受け得る。したがって、特に0.1重量%未満の低含有率でモノマーを有するポリウレタン組成物に関心が集まっている。ジイソシアネートモノマーの低い含有率を有する、イソシアネート基を含有するポリマーへの魅力的な経路は、ポリマーの調製においてジイソシアネートモノマーを過剰に使用し、次いで蒸留によって未転化ジイソシアネートモノマーの大部分を除去する経路である。この経路は、低分子量、したがって揮発性であるジイソシアネートモノマー、例えばヘキサンジイソシアネートでの実行が特に容易である。しかしながら、それをベースとするポリマーによって硬化が遅くなり、製品の機械的強度が低くなる。
ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネート(4,4’-MDI)をベースとするポリマーは、高い弾性と併せて高い強度を可能にする。しかしながら、過剰なモノマーを蒸留除去する場合、製造は、4,4’-MDIの揮発性が低いためにかなり厳しい。
プラスチック基材の接合のための弾性接着剤は、例えば、自動車のヘッドランプハウジング若しくはパノラマルーフ、船若しくは電車における有機ガラス又はトレーラーの様々な部品の接合に関して、工業において一層必要とされている。本明細書における接着剤は、急速且つ確実に硬化し、高い強度を有しながら非常に弾性であり、プラスチック基材の複雑な前処理なしに熱及び水ストレス下でも高い接着強さを有する。しかしながら、低いモノマーレベルを有するポリマーをベースとする接着剤は、特にまたジイソシアネートモノマーを実質的に欠いているため、プラスチック基材への接着性の増強に弱点を示す。
したがって、本発明の目的は、低含有率でジイソシアネートモノマーを有するポリマーであって、確実な硬化及び高い強度を有し、ラベリングの義務を有さず、プラスチック基材へのその接着性を明確に向上させる弾性接着剤を可能にするポリマーを提供することである。
この目的は、請求項1に記載の直鎖状ポリマーによって達成される。そのポリマーは、0.3重量%~1.5重量%の範囲のNCO含有率を有し、且つ芳香族ジイソシアネートモノマー、特にジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネート及び5~21mg KOH/gの範囲のOH価を有するポリエーテルジオールをベースとする。本発明のポリマーは、ジイソシアネートモノマーの低い含有率を有する直鎖状及び長い鎖長のポリマーである。それは、室温で液体であり、比較的低い粘度を有し、水分を排除した場合に優れた貯蔵安定性を有する。それは、魅力的なEHS分類並びに熱及び水ストレス下でも、プラスチック基材、例えばPVC、PMMA又はポリカーボネートへの驚くほど良好な接着性を有する弾性接着剤を可能にする。特に本明細書で驚くべきことは、本発明のポリマーが、かかる長鎖の直鎖状ポリマーでは期待されなかった優れた機械的性質、特に高い強度(引張り強さ及び弾性率)を接着剤に付与するという事実である。短鎖ポリエーテルジオールをベースとするポリマーと比較すると、同等の機械的性質を有する本発明のポリマーは、プラスチック基材への著しくより良好な接着性を達成する。
本発明の更なる態様は、更なる独立請求項の主題である。本発明の特に好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。
本発明は、イソシアネート基を含有し、かつ0.3重量%~1.5重量%の範囲のNCO含有率及び0.5重量%以下のジイソシアネートモノマー含有率を有する直鎖状ポリマーであって、
少なくとも1つの芳香族ジイソシアネートモノマーと、5~21mg KOH/gの範囲のOH価を有するポリエーテルジオールとを少なくとも5/1のNCO/OH比で反応させ、かつその後、適切な分離方法によって芳香族ジイソシアネートモノマーの大部分を除去することから得られることを特徴とする、
直鎖状ポリマーを提供する。
少なくとも1つの芳香族ジイソシアネートモノマーと、5~21mg KOH/gの範囲のOH価を有するポリエーテルジオールとを少なくとも5/1のNCO/OH比で反応させ、かつその後、適切な分離方法によって芳香族ジイソシアネートモノマーの大部分を除去することから得られることを特徴とする、
直鎖状ポリマーを提供する。
「ジイソシアネートモノマー」とは、4~15個の炭素原子を有する二価ヒドロカルビル基によって分離された2つのイソシアネート基を有する有機化合物を意味する。
「芳香族」イソシアネート基とは、芳香族炭素原子に直接結合された基を意味する。主に芳香族イソシアネート基を有するイソシアネートは、それに応じて「芳香族イソシアネート」と呼ばれる。
「脂肪族」イソシアネート基とは、脂肪族又は脂環式炭素原子に直接結合された基を意味する。主に脂肪族イソシアネート基を有するイソシアネートは、それに応じて「脂肪族イソシアネート」と呼ばれる。
「芳香族ジイソシアネートモノマー」とは、芳香族イソシアネート基を有するジイソシアネートモノマーを意味する。
「NCO含有率」とは、重量%でのイソシアネート基の含有率を意味する。
「分子量」とは、分子又は分子残基のモル質量(g/mol)を意味する。「平均分子量」とは、オリゴマー又はポリマー分子又は分子残基の多分散混合物の平均分子量(Mn)を意味する。それは、標準物質としてのポリスチレンに対してゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって決定される。
物質又は組成物は、この貯蔵により、その使用に関連する程度までその用途又は使用特性にいずれの変化も生じることなく、長期間、通常、少なくとも3か月、好ましくは6か月まで又はそれを超えて適切な容器中で室温において貯蔵することができる場合、「貯蔵安定性」又は「貯蔵性」と呼ばれる。
「プラスチック」とは、巨大分子をベースとする有機材料を意味する。
「室温」とは、23℃の温度を意味する。
本明細書に記載のすべての業界標準及び基準は、最初の出願日に有効なバージョンに関係する。
重量%と略される重量パーセンテージは、別段の指定がない限り、組成物全体又は分子全体を基準とした組成物又は分子の成分の比率(質量による)を意味する。「質量」及び「重量」という用語は、本明細書において同義で使用される。
イソシアネート基を含有する本発明のポリマーは、プレポリマーと呼ぶこともできる。
本発明のポリマーは、好ましくは、0.5重量%~1.3重量%、特に0.7重量%~1.1重量%の範囲のNCO含有率を有する。
より好ましくは、そのポリマーは、0.8重量%~1.1重量%、特に0.9重量%~1.1重量%の範囲のNCO含有率を有する。かかるポリマーは、プラスチック基材への非常に良好な接着性を有する、特に貯蔵安定性の組成物を可能にする。本発明のポリマーは、好ましくは、0.3重量%以下、特に0.2重量%以下のジイソシアネートモノマー含有率を有する。かかるポリマーは、0.1重量%未満のジイソシアネートモノマー含有率を有する湿分硬化性ポリウレタン組成物の製造に特に適しており、これらは、特に安全注意事項さえなく安全に取り扱うことができ、したがって危険標識なしに多くの国で販売することができる。
適切な芳香族ジイソシアネートモノマーは、特に、ジフェニルメタン2,4’-及び/又は2,2’-ジイソシアネート(MDI)のフラクションを任意選択的に有する、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネート、トリレン2,4-ジイソシアネート又はトリレン2,6-ジイソシアネート(TDI)とのその混合物、フェニレン1,4-ジイソシアネート(PDI)、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-ジイソシアナトベンゼン、ナフタレン1,5-ジイソシアネート(NDI)又は3,3’-ジメチル-4,4’-ジイソシアナトジフェニル(TODI)である。これらの中でも、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネート、又はトリレン2,4-ジイソシアネート、又はフェニレン1,4-ジイソシアネートが好ましい。
特に好ましい芳香族ジイソシアネートモノマーは、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネート(4,4’-MDI)である。この4,4’-MDIは、ごく低い比率のジフェニルメタン2,4’-及び/又は2,2’-ジイソシアネートを含有する品質のものであり、且つ室温で固体である。それは、高い伸長性及び弾性と併せて、特に急速な硬化及び特に高い強度を有する接着剤を可能にする。4,4’-MDIは、好ましくは、蒸留されており、少なくとも95%、特に少なくとも97.5%の純度を有する。この品質の市販のジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートは、例えば、Desmodur(登録商標)44MC(Covestro)、又はLupranat(登録商標)MRS若しくはME(BASF)、又はSuprasec(登録商標)1400(Huntsman)である。
ポリエーテルジオールは、好ましくは、1,2-エチレンオキシ、1,2-プロピレンオキシ、1,3-プロピレンオキシ、1,2-ブチレンオキシ及び1,4-ブチレンオキシからなる群から選択される反復単位を含有する。特定の割合で1,2-エチレンオキシ基を含むか又は含まない1,2-プロピレンオキシ基が好ましい。
更に詳細には、ポリエーテルジオールは、80重量%~100重量%の1,2-プロピレンオキシ基及び0重量%~20重量%の1,2-エチレンオキシ基を含有する。ポリエーテルジオールが1,2-エチレンオキシ基を含有する場合、1,2-プロピレンオキシ基及び1,2-エチレンオキシ基は、好ましくは、それぞれ均一なブロックを形成し、そのポリ(1,2-エチレンオキシ)ブロックは、鎖の末端にある。
ポリエーテルジオールは、好ましくは、6~19mg KOH/g、特に9~14mg KOH/g、最も好ましくは12~14mg KOH/gの範囲のOH価を有する。
ポリエーテルジオールは、好ましくは、5,500~20,000g/mol、より好ましくは6,000~18,000g/mol、特に8,000~12,000g/mol、最も好ましくは8,000~9,000g/molの範囲の平均分子量Mnを有する。
ポリエーテルジオールは、好ましくは、少なくとも1.8、特に少なくとも1.9の平均OH官能価を有する。それを製造した結果、市販のポリエーテルジオールは、特定の含有率のモノオールを含有し、その結果として、平均OH官能価は、通常、わずかに2を下回る。
ポリエーテルジオールは、好ましくは、ASTM D-2849-69に従って測定される0.02ミリ当量/g未満、特に0.01ミリ当量/g未満の不飽和レベルを有する。0.01ミリ当量/g未満の不飽和レベルを有するポリエーテルジオールは、特に、複金属シアン化物錯体触媒(DMC触媒)と呼ばれる触媒を用いて調製されている。
ポリエーテルジオールは、より好ましくは、6~19mg KOH/g、好ましくは9~14mg KOH/g、最も好ましくは12~14mg KOH/gの範囲のOH価及び少なくとも1.9のOH平均官能価を有する。
適切なポリエーテルジオールは、例えば、Acclaim(登録商標)Polyol 8200N、Acclaim(登録商標)Polyol 12200N、Acclaim(登録商標)Polyol 18200N(すべてCovestro)又はPreminol(登録商標)S4013F(旭硝子株式会社)として市販されている。
好ましくは、本発明のポリマーは、移動相としてのテトラヒドロフラン及び屈折率検出器を用いて、標準物質としてのポリスチレンに対してゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって決定される6,000~40,000g/molの範囲の平均分子量Mnを有する。より好ましくは、平均分子量Mnは、8,000~30,000g/mol、特に8,000~15,000g/molの範囲である。
本発明のポリマーは、少なくとも5/1のNCO/OH比での少なくとも1つの芳香族ジイソシアネートモノマーと、ポリエーテルジオールとの反応から得られる。NCO/OH比は、好ましくは、5/1~20/1の範囲、より好ましくは6/1~15/1の範囲、特に7/1~13/1の範囲である。この反応は、好ましくは、範囲20~160℃、特に40~140℃の温度で任意選択的に適切な触媒の存在下において水分を排除して行われる。反応後、反応混合物中に残るジイソシアネートモノマーは、適切な分離方法を用いて、記載の残留含有率に除去される。
好ましい分離方法は、蒸留方法、特に薄膜蒸留又はショートパス蒸留であり、好ましくは減圧が適用される。
芳香族ジイソシアネートモノマーが、120~200℃の範囲のジャケット温度及び0.001~0.5mbarの圧力を用いてショートパス蒸発器において除去される多段階法が特に好ましい。芳香族ジイソシアネートモノマーとして好ましい4,4’-MDIの場合、蒸留除去は、特に要求が厳しい。例えば、確実に凝縮液が凝固して、システムをブロックしないようにしなければならない。160~200℃の範囲のジャケット温度で0.001~0.5mbarにおいて操作し、40~60℃の範囲の温度で除去されたモノマーを凝縮することが好ましい。
芳香族ジイソシアネートモノマーをポリエーテルジオールと反応させ、続いて、溶媒又は共留剤を使用することなく、反応混合物中に残存するジイソシアネートモノマーの大部分を除去することが好ましい。反応後に除去された芳香族ジイソシアネートモノマーを続いて再利用すること、すなわちイソシアネート基を含有するポリマーを調製するためにそれを再び使用することが好ましい。
最も好ましくは、イソシアネート基を含有するポリマーは、0.5重量%~1.3重量%の範囲のNCO含有率及び0.3重量%以下のジイソシアネートモノマー含有率を有する。かかるポリマーは、プラスチック基材への良好な接着性、良好な機械的性質及び良好なEHS分類を有する弾性接着剤に特に適している。
本発明のポリマーは、室温で液体であり、比較的低い粘度を有する。それは、好ましくは、20℃で80Pa・s以下、特に70Pa・s以下、より好ましくは60Pa・s以下の粘度を有する。粘度は、本明細書では、コーンプレート粘度計を用いて10s-1のせん断速度で決定される。
その反応において、ポリエーテルジオールのOH基が芳香族ジイソシアネートモノマーのイソシアネート基と反応する。これにより、ジオールとジイソシアネートモノマーとの反応生成物のOH基及び/又はイソシアネート基の反応があることにおいて鎖延長反応と呼ばれる反応も起こる。選択されるNCO/OH比が高いほど、起こる鎖延長反応のレベルが低くなり、多分散性が低くなり、したがって得られるポリマーの粘度も低くなる。鎖延長反応の尺度は、ポリマーの平均分子量又はGPC分析におけるピークの幅及び分布である。更なる尺度は、すべてのOH基と芳香族ジイソシアネートモノマーとの反応から計算される理論NCO含有率に対する、モノマーが除去されたポリマーのNCO有効含有率である。
本発明のポリマーは、好ましくは、連鎖延長された成分を低含有率でのみ含有する。本発明のポリマーにおけるNCO含有率は、ポリエーテルジオールのOH基の1モル当たりジイソシアネートモノマーの1モルの添加から計算される理論NCO含有率の好ましくは少なくとも90%、特に少なくとも95%である。
本発明のポリマーは、低い粘度を有し、ジイソシアネートモノマーを低含有率で含有し、且つ水分を排除した場合に非常に貯蔵安定性である。それは、特に、急速な硬化、高い強度、高い伸長性及び特にプラスチック基材への良好な接着性を有する弾性接着剤の製造に適している。
本発明は、0.1重量%未満のジイソシアネートモノマー含有率を有し、イソシアネート基を含有する本発明の直鎖状ポリマーを含む湿分硬化性ポリウレタン組成物を更に提供する。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、好ましくは、組成物全体を基準として5重量%~80重量%、特に10重量%~70重量%、より好ましくは20重量%~60重量%の範囲の本発明のポリマーの含有率を有する。
本発明のポリマーの他に、湿分硬化性ポリウレタン組成物は、本発明のポリマーに対応しないイソシアネート基を含有する少なくとも1つの更なるポリマーを含有し得る。イソシアネート基を含有する適切な更なるポリマーは、従来通りに調製されたポリマー又はモノマーが除去されている他のポリマーである。芳香族イソシアネート基を含有する更なるポリマーが適しているが、脂肪族イソシアネート基を含有するポリマーも適している。
イソシアネート基を含有する適切な更なるポリマーは、少なくとも1つのポリオールと、超化学量論量の少なくとも1つのジイソシアネートとの反応から得られる。この反応は、好ましくは、20~160℃、特に40~140℃の範囲の温度で任意選択的に適切な触媒の存在下において水分を排除して行われる。NCO/OH比は、好ましくは、1.3/1~10/1の範囲である。OH基の反応後の反応混合物中に残存するジイソシアネートモノマーは、特に蒸留によって除去することができる。ジイソシアネートモノマーが蒸留によってポリマーから除去される場合、反応におけるNCO/OH比は、好ましくは、3/1~10/1の範囲内であり、蒸留後のイソシアネート基を含有する得られるポリマーは、好ましくは、0.5重量%以下、より好ましくは0.3重量%以下のジイソシアネートモノマーを含有する。ジイソシアネートモノマーがポリマーから除去された場合、反応におけるNCO/OH比は、好ましくは、1.3/1~2.5/1の範囲内である。かかるポリマーは、特に、3.5重量%以下、好ましくは2重量%以下のジイソシアネートモノマーを含有する。
好ましいジイソシアネートモノマーは、上述の芳香族ジイソシアネート、更に脂肪族若しくは脂環式ジイソシアネート、特にMDI、TDI、ヘキサン1,6-ジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)若しくはペルヒドロ(ジフェニルメタン2,4’-若しくは4,4’-ジイソシアネート)(HMDI)又はその混合物である。4,4’-MDI、TDI又はIPDIが特に好ましい。
適切なポリオールは、市販のポリオール又はその混合物、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或いはその混合物の重合生成物であり、これらは、2若しくは3個の活性水素原子を有する開始分子、特に水、アンモニア又は2つ以上のOH若しくはNH基を有する化合物、例えばエタン-1,2-ジオール、プロパン-1,2-若しくは-1,3-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又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、シクロヘキサン-1,3-若しくは-1,4-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、グリセロール又はアニリン或いは上記の化合物の混合物を利用して重合され得る。同様に、それに分散されるポリマー粒子を有する、特にスチレン/アクリロニトリル(SAN)粒子又はポリ尿素若しくはポリヒドラゾジカルボンアミド(PHD)粒子を有するポリエーテルポリオールが適している。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であるか、又はエチレンオキシド末端(EOキャップ若しくはEO先端)ポリオキシプロピレンジオール若しくはトリオールと呼ばれるものである。後者は、特に、エチレンオキシドを用いて、ポリプロポキシル化反応の結果としてのポリオキシプロピレンジオール又はトリオールを更にアルコキシル化することによって得られ、第一級ヒドロキシル基を有する結果となる。
- 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或いはその混合物の重合生成物であり、これらは、2若しくは3個の活性水素原子を有する開始分子、特に水、アンモニア又は2つ以上のOH若しくはNH基を有する化合物、例えばエタン-1,2-ジオール、プロパン-1,2-若しくは-1,3-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又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、シクロヘキサン-1,3-若しくは-1,4-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、グリセロール又はアニリン或いは上記の化合物の混合物を利用して重合され得る。同様に、それに分散されるポリマー粒子を有する、特にスチレン/アクリロニトリル(SAN)粒子又はポリ尿素若しくはポリヒドラゾジカルボンアミド(PHD)粒子を有するポリエーテルポリオールが適している。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であるか、又はエチレンオキシド末端(EOキャップ若しくはEO先端)ポリオキシプロピレンジオール若しくはトリオールと呼ばれるものである。後者は、特に、エチレンオキシドを用いて、ポリプロポキシル化反応の結果としてのポリオキシプロピレンジオール又はトリオールを更にアルコキシル化することによって得られ、第一級ヒドロキシル基を有する結果となる。
好ましいポリエーテルポリオールは、0.02ミリ当量/g未満、特に0.01ミリ当量/g未満の不飽和度を有する。
- 既知のプロセス、特に二価若しくは多価アルコールと、ヒドロキシカルボン酸若しくはラクトンと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との重縮合によって調製される、オリゴエステロールとも呼ばれるポリエステルポリオール。二価アルコール、例えば特にエタン-1,2-ジオール、ジエチレングリコール、プロパン-1,2-ジオール、ジプロピレングリコール、ブタン-1,4-ジオール、ペンタン-1,5-ジオール、ヘキサン-1,6-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、シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸、シクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸若しくは-1,4-ジカルボン酸又は上記の酸の混合物との反応からのポリエステルジオール或いは特にε-カプロラクトンなどのラクトンから形成されるポリエステルポリオールが好ましい。アジピン酸、又はセバシン酸、又はドデカンジカルボン酸と、ヘキサンジオール又はネオペンチルグリコールと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、ポリエステルポリオールの形成に使用される上記のアルコールと、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート又はホスゲンとの反応によって得られるポリカーボネートポリオール。
- 少なくとも2つのOH基を保持し、且つ上述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つ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。
- ポリアクリレート又はポリメタクリレートポリオール。
- ポリヒドロキシ官能性脂肪又はオイル、例えば天然脂肪及びオイル、特にヒマシ油;又は天然脂肪及びオイル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呼ばれる -、例えば不飽和オイルのエポキシ化に続いて、カルボン酸若しくはアルコールでの開環によって得られるエポキシポリエステル又はエポキシポリエーテル或いは不飽和オイル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;或いはアルコール分解若しくはオゾン分解などの分解プロセスに続いて、例えばこのようにして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反応又は二量体化による化学結合によって天然脂肪及びオイルから得られるポリオール。天然脂肪及びオイルの適切な分解生成物は、特に脂肪酸及び脂肪アルコールであり、更に脂肪酸エステル、特にメチルエステル(FAME)であり、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に誘導体化することができる。
- オリゴヒドロカルボノールとも呼ばれるポリ炭化水素ポリオール、例えば特に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によって製造されている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;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であって、特にアニオン重合から製造することもできるポリマー;ジエン、特に1,3-ブタジエン若しくはジエン混合物と、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、イソブチレン又はイソプレンとのポリヒドロキシ官能性コポリマー、特にエポキシド若しくはアミノアルコールから製造され得る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(Emerald Performance Materialsから例えばHypro(登録商標)CTBN又はCTBNX又はETBNの名称で市販されている);又はジエンの水素化ポリヒドロキシ官能性ポリマー若しくはコポリマー。ポリオールの混合物が特に適している。
- 既知のプロセス、特に二価若しくは多価アルコールと、ヒドロキシカルボン酸若しくはラクトンと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との重縮合によって調製される、オリゴエステロールとも呼ばれるポリエステルポリオール。二価アルコール、例えば特にエタン-1,2-ジオール、ジエチレングリコール、プロパン-1,2-ジオール、ジプロピレングリコール、ブタン-1,4-ジオール、ペンタン-1,5-ジオール、ヘキサン-1,6-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、シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸、シクロヘキサン-1,3-ジカルボン酸若しくは-1,4-ジカルボン酸又は上記の酸の混合物との反応からのポリエステルジオール或いは特にε-カプロラクトンなどのラクトンから形成されるポリエステルポリオールが好ましい。アジピン酸、又はセバシン酸、又はドデカンジカルボン酸と、ヘキサンジオール又はネオペンチルグリコールと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、ポリエステルポリオールの形成に使用される上記のアルコールと、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート又はホスゲンとの反応によって得られるポリカーボネートポリオール。
- 少なくとも2つのOH基を保持し、且つ上述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つ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。
- ポリアクリレート又はポリメタクリレートポリオール。
- ポリヒドロキシ官能性脂肪又はオイル、例えば天然脂肪及びオイル、特にヒマシ油;又は天然脂肪及びオイル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呼ばれる -、例えば不飽和オイルのエポキシ化に続いて、カルボン酸若しくはアルコールでの開環によって得られるエポキシポリエステル又はエポキシポリエーテル或いは不飽和オイル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;或いはアルコール分解若しくはオゾン分解などの分解プロセスに続いて、例えばこのようにして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反応又は二量体化による化学結合によって天然脂肪及びオイルから得られるポリオール。天然脂肪及びオイルの適切な分解生成物は、特に脂肪酸及び脂肪アルコールであり、更に脂肪酸エステル、特にメチルエステル(FAME)であり、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に誘導体化することができる。
- オリゴヒドロカルボノールとも呼ばれるポリ炭化水素ポリオール、例えば特に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によって製造されている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;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であって、特にアニオン重合から製造することもできるポリマー;ジエン、特に1,3-ブタジエン若しくはジエン混合物と、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、イソブチレン又はイソプレンとのポリヒドロキシ官能性コポリマー、特にエポキシド若しくはアミノアルコールから製造され得る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(Emerald Performance Materialsから例えばHypro(登録商標)CTBN又はCTBNX又はETBNの名称で市販されている);又はジエンの水素化ポリヒドロキシ官能性ポリマー若しくはコポリマー。ポリオールの混合物が特に適している。
少なくとも22mg KOH/gのOH価を有するポリオール及び/又はポリエーテルトリオールが好ましい。
イソシアネート基を含有するポリマーを製造するために、二官能性若しくは多官能性アルコール、特にエタン-1,2-ジオール、プロパン-1,2-ジオール、プロパン-1,3-ジオール、2-メチルプロパン-1,3-ジオール、ブタン-1,2-ジオール、ブタン-1,3-ジオール、ブタン-1,4-ジオール、ペンタン-1,3-ジオール、ペンタン-1,5-ジオール、3-メチルペンタン-1,5-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、ヘキサン-1,2-ジオール、ヘキサン-1,6-ジオール、ヘプタン-1,7-ジオール、オクタン-1,2-ジオール、オクタン-1,8-ジオール、2-エチルヘキサン-1,3-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、シクロヘキサン-1,3-メタノール若しくは-1,4-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、二量体脂肪酸アルコール、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、ペンタエリトリトール、糖アルコール、例えば特にキシリトール、ソルビトール若しくはマンニトール又は特にショ糖などの糖或いは上記のアルコールのアルコキシル化誘導体又は上記のアルコールの混合物のフラクションを更に使用することも可能である。
好ましくは、湿分硬化性ポリウレタン組成物は、組成物中における、イソシアネート基を含有するポリマーの総量を基準として少なくとも25重量%、好ましくは少なくとも40重量%、特に少なくとも60重量%の本発明のポリマーの含有率を有する。
好ましくは、湿分硬化性ポリウレタン組成物は、イソシアネート基を含有し、且つ2を超える平均NCO官能価を有する少なくとも1つの分岐状構成成分を更に含有する。本発明のポリマーと共に、これは、プラスチック基材への良好な接着性と併せて良好な機械的強度及び熱安定性を可能にする。
好ましくは、イソシアネート基を含有する分岐状構成成分は、ジイソシアネートオリゴマー及びイソシアネート基を含有する分岐状ポリマーからなる群から選択される。
好ましくは、イソシアネート基を含有する分岐状構成成分は、2.2~4、特に2.3~3.5の範囲の平均NCO官能価を有する。
好ましいジイソシアネートオリゴマーは、HDIビウレット、例えばDesmodur(登録商標)N100若しくはN3200(Covestro)、Tolonate(登録商標)HDB若しくはHDB-LV(Vencorex)又はDuranate(登録商標)24A-100(旭化成株式会社);HDIイソシアヌレート、例えばDesmodur(登録商標)N3300、N3600若しくはN3790BA(すべてCovestro)、Tolonate(登録商標)HDT、HDT-LV若しくはHDT-LV2(Vencorex)、Duranate(登録商標)TPA-100若しくはTHA-100(旭化成株式会社)又はCoronate(登録商標)HX(日本ポリウレタン工業株式会社);HDIウレトジオン、例えばDesmodur(登録商標)N3400(Covestro);HDIイミノオキサジアジンジオオン、例えばDesmodur(登録商標)XP2410(Covestro);HDIアロファネート、例えばDesmodur(登録商標)VP LS2102(Covestro);IPDIイソシアヌレート、例えば溶解状態でのDesmodur(登録商標)Z4470(Covestro)として又は固体状態でのVestanat(登録商標)T1890/100(Evonik)として;TDIオリゴマー、例えばDesmodur(登録商標)IL(Covestro);又はTDI/HDIをベースとする混合イソシアヌレート、例えばDesmodur(登録商標)HL(Covestro)(ここで、「HDI」は、ヘキサン1,6-ジイソシアネートを意味し、「IPDI」は、イソホロンジイソシアネートを意味し、「TDI」は、トリレン2,4-ジイソシアネート又はトリレン2,6-ジイソシアネートとのその混合物を意味する)である。
イソシアネート基を含有し、且つ2.2~3、特に2.3~3の範囲の平均NCO官能価を有する分岐状ポリマーが好ましい。
イソシアネート基を含有する特に好ましい分岐状ポリマーは、1重量%~2.5重量%の範囲のNCO含有率及び0.3重量%以下のジイソシアネートモノマー含有率を有し、且つ4,4’-MDI又はIPDI、特に4,4’-MDIと、2.2~3の範囲のOH平均官能価及び20~60mg KOH/gの範囲、特に22~42mg KOH/gの範囲のOH価を有する、任意選択的にエチレンオキシド末端のポリオキシプロピレントリオールとを少なくとも4/1のNCO/OH比で反応させ、且つその後、未転化ジイソシアネートモノマーの大部分を除去することから得られる。
イソシアネート基を含有する特に好ましい更なる分岐状ポリマーは、1.2重量%~2.5重量%の範囲のNCO含有率を有する従来通りに調製されるポリマーであり、少なくとも1つのジイソシアネートモノマーと、少なくとも1つのポリオキシプロピレントリオール及び任意選択的に少なくとも1つのポリオキシプロピレンジオールとの反応から得られ、そのトリオール及びジオールは、任意選択的に、1.5/1~2.2/1の範囲のNCO/OH比で1,2-エチレンオキシ基のフラクションを含有する。この目的に好ましいジイソシアネートモノマーは、4,4’-MDI、TDI又はIPDIである。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、本発明のポリマーに加えて、イソシアネート基を含有する少なくとも1つの更なる直鎖状ポリマーを含有する。1.6重量%~2.4重量%、特に1.6重量%~2.1重量%の範囲のNCO含有率及び0.3重量%以下のジイソシアネートモノマー含有率を有するポリマーであって、4,4’-MDIと、23~38mg KOH/g、特に25~32mg KOH/gの範囲のOH価を有する任意選択的にエチレンオキシド末端のポリオキシプロピレントリオールとを少なくとも4/1のNCO/OH比で反応させ、且つその後、上述の未転化4,4’-MDIの大部分を除去することから得られるポリマーがこの目的のために特に好ましい。
好ましくは、湿分硬化性ポリウレタン組成物は、60/40~99/1、好ましくは70/30~98/2の範囲の重量比で直鎖状ポリマー及び分岐状イソシアネート基含有構成成分を含有する。この範囲内において、有利な機械的性質とプラスチック基材への良好な接着性との特に魅力的な組み合わせが存在する。
湿分硬化性ポリウレタン組成物が少なくとも1つのジイソシアネートオリゴマーを含有する場合、直鎖状ポリマーとジイソシアネートオリゴマーとの重量比は、好ましくは、90/10~99.5/0.5の範囲、好ましくは95/5~99/1、特に95/5~98/2の範囲である。
湿分硬化性ポリウレタン組成物がイソシアネート基を含有する少なくとも1つの分岐状ポリマーを含有する場合、直鎖状ポリマーと分岐状ポリマーとの重量比は、好ましくは、60/40~95/5、特に70/30~90/10の範囲である。
本発明の一実施形態において、湿分硬化性ポリウレタン組成物は、少なくとも1つのブロックアミンを更に含む。
適切なブロックアミンは、好ましくは、少なくとも1つのアルジミノ基又はオキサゾリジノ基を有する。水分と接触すると、アミノ基の放出と共に、それは、加水分解され、利用可能なイソシアネート基と反応し、急速なブリスター不含の硬化、特に非粘着性表面及び/又は特に良好な機械的性質を促進し得る。
好ましいオキサゾリジンは、ビスオキサゾリジン、イソブチルアルデヒド、ベンズアルデヒド又は置換ベンズアルデヒド、特に10~14個の炭素原子を有する任意選択的に分岐状のアルキル基によってパラ位で置換されたベンズアルデヒドから誘導されるオキサゾリジンである。OH官能性モノオキサゾリジンとジイソシアネート、特にヘキサメチレン1,6-ジイソシアネートとの反応から得られるビスオキサゾリジンが好ましい。適切なモノオキサゾリジンは、特に、水の放出及び除去を伴う、ジエタノールアミンとアルデヒドの反応から得られる。
適切なアルジミンは、特に市販の第1級ジアミン又はトリアミンと非エノール化性アルデヒドとの反応からのジアミン又はトリアルジミンである。これらは、アルデヒド基の炭素原子に対してα位に水素原子を有さないアルデヒドである。
特に好ましいブロックアミンは、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)ヘキシレン-1,6-ジアミン、N,N’-ビス(2,2-ジメチル-3-アセトキシプロピリデン)-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、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、N,N’-ビス(ベンジリデン)-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、N,N’-ビス(4-C10~14-アルキルベンジリデン)-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、450~750g/molの範囲の平均分子量Mnを有するN,N’-ビス(2,2-ジメチル-3-アセトキシプロピリデン)ポリオキシプロピレンジアミン、750~1,050g/molの範囲の平均分子量Mnを有する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)ポリオキシプロピレンジアミン、380~680g/molの範囲の平均分子量Mnを有するN,N’-ビス(ベンジリデン)ポリオキシプロピレンジアミン、680~1,100g/molの範囲の平均分子量Mnを有するN,N’-ビス(4-C10~14-アルキルベンジリデン)ポリオキシプロピレンジアミン、730~880g/molの範囲の平均分子量Mnを有するN,N’,N’’-トリス(2,2-ジメチル-3-アセトキシプロピリデン)ポリオキシプロピレントリアミン及び1,150~1,300g/molの範囲の平均分子量Mnを有するN,N’,N’’-トリス(2,2-ジメチル-3-ラウロイルオキシプロピリデン)ポリオキシプロピレントリアミンからなる群から選択される。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、好ましくは、触媒、充填剤、可塑剤及び安定剤から選択される少なくとも1つの更なる構成成分を更に含む。
適切な触媒は、イソシアネート基、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ラート、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、ビスマス(III)又はジルコニウム(IV)の錯体と、アルコキシド、カルボキシレート、1,3-ジケトネート、オキシネート、1,3-ケトステアレート及び1,3-ケトアミデート又は三級アミノ基を含有する化合物、例えば特に2,2’-ジモルホリノジエチルエーテル(DMDEE)から選択される配位子との反応を促進する触媒である。湿分硬化性ポリウレタン組成物がブロックアミンを含有する場合、適切な触媒は、ブロックアミノ基の加水分解の触媒、特に有機酸、特に安息香酸、2-ニトロ安息香酸又はサリチル酸などの芳香族カルボン酸でもある。また、異なる触媒の組み合わせが特に適している。
適切な充填剤は、任意選択的に、脂肪酸、特にステアリン酸でコーティングされた特に重質若しくは沈降炭酸カルシウム、バリタ、石英粉、石英砂、ドロマイト、珪灰石、焼成カオリン、層状ケイ酸塩、例えばマイカ又はタルク、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、熱分解プロセスから得られる微細シリカを含むシリカ、セメント、石膏、フライアッシュ、工業的に製造されたカーボンブラック、グラファイト、例えばアルミニウム、銅、鉄、銀若しくは鋼の金属粉末、PVC粉末又は中空ビーズである。脂肪酸、特にステアリン酸で任意選択的にコーティングされた炭酸カルシウム、焼成カオリン又は工業的に製造されたカーボンブラックが好ましい。
適切な可塑剤は、特に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)、水素化フタレート又はシクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸エステル、特に水素化フタル酸ジイソノニル又はジイソノニルシクロヘキサン-1,2-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(DOTP)又はジイソノニルテレフタレート(DINT)、水素化テレフタレート又はシクロヘキサン-1,4-ジカルボン酸エステル、特に水素化ビス(2-エチルヘキシル)テレフタレート又はビス(2-エチルヘキシル)シクロヘキサン-1,4-ジカルボキシレート、又は水素化ジイソノニルテレフタレート、又はジイソノニルシクロヘキサン-1,4-ジカルボキシレート、イソフタレート、トリメリテート、アジペート、特にアジピン酸ジオクチル、アゼレート、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、ポリエーテル構造を有する可塑剤、特にアセテート基の形でブロックヒドロキシル基を有するポリプロピレンオキシドモノオール、ジオール又はトリオール、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脂肪若しくはオイル、特にエポキシ化ダイズ又はアマニ油に由来する可塑剤である。好ましい可塑剤は、フタレート、水素化フタレート、アジペート又はポリエーテル構造を有する可塑剤である。
適切な安定剤は、特に酸化、熱、光又は紫外線に対する安定剤である。組成物は、好ましくは、少なくとも1つの紫外線安定剤を含む。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、更なる添加剤、特に、
- 無機又は有機顔料、特に二酸化チタン、酸化クロム又は酸化鉄;
- 繊維、特にガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維、ポリマー繊維、例えばポリアミド繊維又はポリエチレン繊維又は天然繊維、例えば羊毛、セルロース、麻又はサイザル;
- グラフェン又はカーボンナノチューブなどの充填材;
- 染料;
- 乾燥剤、特に分子ふるい粉末、酸化カルシウム、p-トシルイソシアネートなどの高反応性イソシアネート、Incozol(登録商標)2(Incorez)などのモノオキサゾリジン又はオルトギ酸エステル;
- 接着性向上剤、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又は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、シラン無水物、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又はこれらのシランのオリゴマー形態或いはチタネート;
- イソシアネート基の反応を促進する更なる触媒;
- 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、水素化ヒマシ油、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、ヒュームドシリカ、セルロースエーテル又は疎水性修飾ポリオキシエチレン;
- 溶媒、特にアセトン、酢酸メチル、酢酸t-ブチル、酢酸1-メトキシ-2-プロピル、3-エトキシプロピオン酸エチル、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又は2,5,7,10-テトラオキサウンデカン(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、石油エーテル又はガソリン、特にSolvesso(商標)グレード(Exxon)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又はベンゾトリフルオリド;
- 天然樹脂、脂肪又はオイル、例えばロジン、セラック、アマニ油、ヒマシ油又はダイズ油;
- 非反応性ポリマー、特に不飽和モノマーのホモ又はコポリマー、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、酢酸ビニル又はアルキル(メタ)アクリレート、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)又はアタクチックポリ-α-オレフィン(APAO)を含む群からのポリマー;
- 難燃剤物質、特に上記の充填剤水酸化アルミニウム又は水酸化マグネシウム又は有機リン酸エステル;
- 添加剤、特に湿潤剤、レベリング剤、消泡剤、脱気剤又は殺生物剤;又は
湿分硬化性ポリウレタン組成物に通常使用される更なる物質
を含有し得る。
- 無機又は有機顔料、特に二酸化チタン、酸化クロム又は酸化鉄;
- 繊維、特にガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維、ポリマー繊維、例えばポリアミド繊維又はポリエチレン繊維又は天然繊維、例えば羊毛、セルロース、麻又はサイザル;
- グラフェン又はカーボンナノチューブなどの充填材;
- 染料;
- 乾燥剤、特に分子ふるい粉末、酸化カルシウム、p-トシルイソシアネートなどの高反応性イソシアネート、Incozol(登録商標)2(Incorez)などのモノオキサゾリジン又はオルトギ酸エステル;
- 接着性向上剤、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又は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、シラン無水物、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又はこれらのシランのオリゴマー形態或いはチタネート;
- イソシアネート基の反応を促進する更なる触媒;
- 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、水素化ヒマシ油、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、ヒュームドシリカ、セルロースエーテル又は疎水性修飾ポリオキシエチレン;
- 溶媒、特にアセトン、酢酸メチル、酢酸t-ブチル、酢酸1-メトキシ-2-プロピル、3-エトキシプロピオン酸エチル、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又は2,5,7,10-テトラオキサウンデカン(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、石油エーテル又はガソリン、特にSolvesso(商標)グレード(Exxon)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又はベンゾトリフルオリド;
- 天然樹脂、脂肪又はオイル、例えばロジン、セラック、アマニ油、ヒマシ油又はダイズ油;
- 非反応性ポリマー、特に不飽和モノマーのホモ又はコポリマー、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、酢酸ビニル又はアルキル(メタ)アクリレート、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)又はアタクチックポリ-α-オレフィン(APAO)を含む群からのポリマー;
- 難燃剤物質、特に上記の充填剤水酸化アルミニウム又は水酸化マグネシウム又は有機リン酸エステル;
- 添加剤、特に湿潤剤、レベリング剤、消泡剤、脱気剤又は殺生物剤;又は
湿分硬化性ポリウレタン組成物に通常使用される更なる物質
を含有し得る。
組成物中にそれらを混合する前に、特定の物質を化学的又は物理的に乾燥させることが推奨され得る。
イソシアネート基を含有する本発明のポリマーが組成物の更なる成分、特に充填剤と混合される場合、ジイソシアネートモノマーの含有量は、存在する水分と反応することによって更に低減され得る。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、好ましくは、
- その10重量%~70重量%が本発明のポリマーである、30重量%~70重量%の、イソシアネート基を含有するポリマー、
- 20重量%~60重量%の充填剤、
- 0重量%~25重量%、特に0重量%~10重量%の可塑剤、及び
任意選択的に、更なる構成成分、特にジイソシアネートオリゴマー、ブロックアミン又は触媒
を含有する。
- その10重量%~70重量%が本発明のポリマーである、30重量%~70重量%の、イソシアネート基を含有するポリマー、
- 20重量%~60重量%の充填剤、
- 0重量%~25重量%、特に0重量%~10重量%の可塑剤、及び
任意選択的に、更なる構成成分、特にジイソシアネートオリゴマー、ブロックアミン又は触媒
を含有する。
硬化後の湿分硬化性ポリウレタン組成物は、高い伸長性と併せて高い強度を有する。実施例に記載のように決定される引張り強さは、好ましくは、少なくとも1.5MPa、より好ましくは少なくとも2MPa、特に少なくとも2.5MPaである。実施例に記載のように決定される、0.05~5%の伸び率の範囲における弾性率は、好ましくは、2~20MPa、特に3~15MPaの範囲である。実施例に記載のように決定される破断点伸びは、好ましくは、少なくとも300%、特に少なくとも500%である。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、特に、水分を排除して製造され、湿密容器内で周囲温度において保管される。適切な湿密容器は、特に、任意選択的に、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、特にドラム、輸送ボックス、輸送用コンテナ、バケット、キャニスター、缶、バッグ、チューブ状バッグ、カートリッジ又はチューブである。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、一成分組成物の形態又は多成分、特に二成分組成物の形態をとり得る。
「一成分」組成物と呼ばれる組成物は、組成物のすべての成分が同一容器内にあり、且つそのままで貯蔵安定性である組成物である。
「二成分」組成物と呼ばれる組成物は、組成物の成分が、別々の容器に保管される2つの異なる構成要素中に存在し、組成物を適用する直前まで又は適用時に互いに混合されない組成物である。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、好ましくは、一成分組成物である。適切にパッケージし、貯蔵すれば、一般に数か月~1年以上にわたって貯蔵安定性である。
湿分硬化性ポリウレタン組成物を適用(塗布)すると、硬化プロセスが開始する。この結果、硬化組成物が得られる。
一成分組成物の場合、それをそのまま適用すると、次に水分又は水の影響下で硬化し始める。硬化を促進するために、適用時、水、及び/若しくは触媒、及び/若しくは硬化剤を含有若しくは放出する促進剤成分を組成物中に混合することができるか、又はその適用後、かかる促進剤成分と組成物とを接触させることができる。
硬化の過程において、イソシアネート基は、水分の影響下で互いに反応する。湿分硬化性ポリウレタン組成物がブロックアミンを含有する場合、イソシアネート基は、加水分解される際、ブロックアミノ基と更に反応する。組成物の硬化を引き起こすイソシアネート基のこれらの反応全体は、架橋とも呼ばれる。
湿分硬化性ポリウレタン組成物の硬化に必要な水分は、好ましくは、空気(大気水分)からの拡散によって組成物中に入る。そのプロセスにおいて、硬化組成物の固体層(「スキン」)は、空気と接触する組成物の表面に形成される。硬化は、外部から内部への拡散方向に進み、スキンは、次第に厚くなり、最終的に塗布された組成物全体を覆う。水分は、組成物が塗布された1つ又は複数の基材から更に又は完全に組成物内に入ることもでき、且つ/或いは適用時に組成物中に混合されるか又は例えばペイント若しくはスプレーによる塗布後にそれと接触される促進剤成分から生じ得る。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、好ましくは、周囲温度、約-10~50℃の範囲内、好ましくは-5~45℃、特に0~40℃の範囲内で適用される。湿分硬化性ポリウレタン組成物は、好ましくは、同様に周囲温度で硬化される。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、長い処理時間(開放時間又はオープンタイム)及び急速な硬化を有する。湿分硬化性ポリウレタン組成物がブロックアミンを含有する場合、アミノ基のブロックに使用されるアルデヒドは、架橋の過程で放出される。これが主に不揮発性である場合、それは、硬化組成物に大部分が残り、可塑剤として作用する。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、弾性接着剤、又は弾性シーラント、又は弾性コーティングとして使用することが好ましい。
接着剤及び/又はシーラントとしての湿分硬化性ポリウレタン組成物は、建設及び製造業において又は自動車組み立てにおける接合及びシーリング用途、特にパーケット、組立品の接合、取り付け可能な部品の接合、モジュールの接合、窓ガラスの接合、連結部のシーリング、車体構造のシーリング、継ぎ目のシーリング又はキャビティのシーリングに特に適している。車両製造における弾性接合は、例えば、プラスチックカバー、トリムストリップ、フランジ、フェンダー、運転者のキャビン又は車両の塗装本体に取り付け可能な他の部品又は本体内への窓ガラスの接合など、部品の接着取り付けであり、前記車両は、更に特に、自動車、トラック、バス、電車又は船である。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、特に、すべての種類のジョイント、シーム又はキャビティ、特に建設におけるジョイント、例えば構造部品、特にプラスチック製の伸縮継手又は連結ジョイント、土木工学における床のジョイント、弾性シーリングのためのシーラントとして適している。可撓性及び高い低温可撓性を有するシーラントは、特に、建築構造における伸縮継手のシーリングに適している。コーティングとして、湿分硬化性ポリウレタン組成物は、特にプラスチック性材料の分野における建築構造、特にバルコニー、テラス、屋根、特に平坦な屋根若しくはわずかに傾いた屋根部分又はルーフガーデン或いは湿気のある部屋又は台所のタイル又はセラミックプレート下の建物室内において、雫受け、導管、シャフト、サイロ、タンク又は排水処理システムにおいて保護及び/又はシーリングに適している。それは、例えば、目的にもはや適合しない、漏れを起こしている屋根膜又は床のカバー材のシール若しくはコーティングとして又は高反応性のスプレーシールのための修復化合物として修復目的に使用することもできる。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、構造的粘性を有するペースト状コンシステンシーを有するように配合され得る。この種類の組成物は、適切なデバイス、例えば市販のカートリッジ又はたる又はコンテナを用いて、例えば本質的に円形若しくは三角形の断面を有し得るビーズ状で適用される。湿分硬化性ポリウレタン組成物は、液体であり、且つ「自己均展性」であるか又はごくわずかにチキソトロープ性であり、塗布のために注ぎ出すことができるように配合することもできる。コーティングとして、それは、続いて、例えばローラー、スライドバー、歯付きアプリケーター又はこてを用いて、目的の層厚にフラットに分布させることができる。1つの操作において、通常、0.5~3mm、特に1~2.5mmの範囲の層厚で塗布される。
少なくとも1つのプラスチック基材の接合、シール又はコーティングのための弾性接着剤、又は弾性シーラント、又は弾性コーティングとして湿分硬化性ポリウレタン組成物を使用することが好ましい。
適切なプラスチック基材は、特に硬質及び可撓性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、EPDM、又はポリカーボネートと、ABS及び/若しくはSANなどの更なるプラスチックとのブレンドであり、これらのプラスチックは、それぞれ未処理形態又は例えばプラズマ、コロナ若しくは炎で処理された表面処理形態をとり得、繊維強化プラスチック、例えば特に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(GFRP)又はシート成形化合物(SMC)であり得る。
好ましくは、プラスチック基材は、硬質PVC、可撓性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、EPDM、並びにポリカーボネートと、特にABS及び/又はSANなどの更なるプラスチックとのブレンドからなる群から選択される。
これらの中でも、硬質PVC、ポリカーボネート、ポリカーボネートと、ABS及び/又はSAN、PMMA又はABSとのブレンド、特にポリカーボネート又はポリカーボネートのブレンドが好ましい。これらのプラスチックは、複雑な前処理なしに良好な接着性に関して特に重要であり、特に頻繁に接合されなければならない。
湿分硬化性ポリウレタン組成物で接合、又はシール、又はコーティングすることができる適切な更なる基材は、特に、
- 表面加工金属又は合金、例えば亜鉛めっき又はクロムめっき金属を含む、アルミニウム、銅、鋼、非鉄金属などの金属又は合金;
- 被覆又は塗装された基材、特に塗装タイル、被覆コンクリート、粉末被覆金属若しくは合金又は塗装金属シート;
- 塗装又はワニス、特に自動車用トップコート;
- 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、タイル、石膏、特に石膏ボード、又は無水スクリード、又は花崗岩若しくは大理石などの天然石;
- 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均展性化合物;
- アスファルト又はビチューメン;
- フェノール、メラミン又はエポキシ樹脂などの樹脂で接合された革、織物、紙、木材、木材材料;樹脂/織物複合材又はポリマー複合材と呼ばれる更なる材料;
- 特にEPS、XPS、PUR、PIR、ロックウール、ガラスウール又は気泡ガラスで製造された断熱フォーム
である。
- 表面加工金属又は合金、例えば亜鉛めっき又はクロムめっき金属を含む、アルミニウム、銅、鋼、非鉄金属などの金属又は合金;
- 被覆又は塗装された基材、特に塗装タイル、被覆コンクリート、粉末被覆金属若しくは合金又は塗装金属シート;
- 塗装又はワニス、特に自動車用トップコート;
- 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、タイル、石膏、特に石膏ボード、又は無水スクリード、又は花崗岩若しくは大理石などの天然石;
- 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均展性化合物;
- アスファルト又はビチューメン;
- フェノール、メラミン又はエポキシ樹脂などの樹脂で接合された革、織物、紙、木材、木材材料;樹脂/織物複合材又はポリマー複合材と呼ばれる更なる材料;
- 特にEPS、XPS、PUR、PIR、ロックウール、ガラスウール又は気泡ガラスで製造された断熱フォーム
である。
必要に応じて、塗布前に、特に物理的及び/若しくは化学的クリーニング法又は活性化剤若しくはプライマーの塗布によって基材を前処理することができる。
2つの同じ基材又は2つの異なる基材を接合し、且つ/又はシールすることが可能である。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、好ましくは、以下の工程を含む接合又はシールする方法において使用される:
(i)ここに記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物を、
- 第1基材に適用(塗布)し、かつ組成物のオープンタイム(開放時間)内に組成物を第2基材と接触させるか、又は
- ここに記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物を第1及び第2基材に適用(塗布)し、かつ組成物のオープンタイム(開放時間)内に2つの基材を接着するか、又は
- ここに記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物を2つの基材間に適用(塗布)すること、
(ii)水分との接触によって組成物を硬化させること。
(i)ここに記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物を、
- 第1基材に適用(塗布)し、かつ組成物のオープンタイム(開放時間)内に組成物を第2基材と接触させるか、又は
- ここに記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物を第1及び第2基材に適用(塗布)し、かつ組成物のオープンタイム(開放時間)内に2つの基材を接着するか、又は
- ここに記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物を2つの基材間に適用(塗布)すること、
(ii)水分との接触によって組成物を硬化させること。
湿分硬化性ポリウレタン組成物は、好ましくは、以下の工程を含むコーティング又はシールする方法においても使用される:
(i)ここに記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物を基材に適用(塗布)すること、
(ii)水分との接触によって組成物を硬化させること。
(i)ここに記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物を基材に適用(塗布)すること、
(ii)水分との接触によって組成物を硬化させること。
これらの方法において、基材の好ましくは少なくとも1つは、上述のようにプラスチック基材である。
湿分硬化性ポリウレタン組成物の塗布及び硬化により、組成物で接合、又はシール、又は被覆された物品が得られる。この物品は、建築構造又はその一部、特に地上又は地下の土木工学における建築構造、屋根、階段又はファサードであり得るか、或いは工業製品又は消費者製品、特に窓、ランプ、交通信号、家庭用機器又は特に自動車、バス、キャラバン、トラック、電車、船、航空機若しくはヘリコプターなどの輸送手段又はその取り付け可能な部品、例えば有機ガラス製の窓、パノラマルーフ若しくはランプハウジングであり得る。
本発明は、湿分硬化性ポリウレタン組成物から、水分とのその接触後に得られる硬化組成物を更に提供する。
本発明は、少なくとも1つのプラスチック基材と、上述のような水分との接触によって硬化された組成物とを含む接着結合剤を更に提供する。
実施例が以下に提示され、記載の本発明を更に説明することが意図される。本発明は、当然のことながら、これらの記載の実施例に限定されない。
「標準気候条件(「SCC」)」とは、23±1℃の温度及び50±5%の相対空気湿度を意味する。別段の指定がない限り、使用される化学製品は、Sigma-Aldrichから入手された。
粘度は、サーモスタットRheotec RC30コーンプレート粘度計で測定された(コーン直径25mm、コーン角度1°、コーン先端-プレート距離0.05mm、せん断速度10s-1)。ジイソシアネートモノマー含有量は、n-プロピル-4-ニトロベンジルアミンを用いた誘導体化の前後にHPLC(フォトダイオードアレイを介して検出;移動相として0.04M酢酸ナトリウム/アセトニトリル)によって決定された。
使用されたポリオール:
Acclaim(登録商標)4200:ポリオキシプロピレンジオール、OH価28mg KOH/g(Covestro)
Acclaim(登録商標)8200N:ポリオキシプロピレンジオール、OH価14mg KOH/g(Covestro)
Acclaim(登録商標)12200N:ポリオキシプロピレンジオール、OH価10mg KOH/g(Covestro)
Desmophen(登録商標)5031BT:エチレンオキシド末端ポリオキシプロピレントリオール、OH価28mg KOH/g(Covestro)。
Acclaim(登録商標)4200:ポリオキシプロピレンジオール、OH価28mg KOH/g(Covestro)
Acclaim(登録商標)8200N:ポリオキシプロピレンジオール、OH価14mg KOH/g(Covestro)
Acclaim(登録商標)12200N:ポリオキシプロピレンジオール、OH価10mg KOH/g(Covestro)
Desmophen(登録商標)5031BT:エチレンオキシド末端ポリオキシプロピレントリオール、OH価28mg KOH/g(Covestro)。
使用されたジイソシアネートモノマー:
Desmodur(登録商標)44MC L:NCO含有率33.6重量%を有するジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネート(Covestro)。
Desmodur(登録商標)44MC L:NCO含有率33.6重量%を有するジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネート(Covestro)。
イソシアネート基を含有するポリマーの調製:
ポリマーL1(直鎖状):
既知の方法によって80℃でAcclaim(登録商標)8200N 757.7g(OH0.19当量)及びDesmodur(登録商標)44MC L242.3g(NCO1.9当量)を反応させて、NCO含有率が7.2重量%であり、20℃での粘度が6.8Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が約20重量%であるポリマーが得られた。続いて、揮発性成分、特にジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの大部分をショートパス蒸発器(ジャケット温度180℃、圧力0.1~0.005mbar、凝縮温度47℃)において蒸留によって除去した。このようにして得た直鎖状ポリマーは、NCO含有率が1.0重量%であり、20℃での粘度が25.0Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が0.06重量%であった。
ポリマーL1(直鎖状):
既知の方法によって80℃でAcclaim(登録商標)8200N 757.7g(OH0.19当量)及びDesmodur(登録商標)44MC L242.3g(NCO1.9当量)を反応させて、NCO含有率が7.2重量%であり、20℃での粘度が6.8Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が約20重量%であるポリマーが得られた。続いて、揮発性成分、特にジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの大部分をショートパス蒸発器(ジャケット温度180℃、圧力0.1~0.005mbar、凝縮温度47℃)において蒸留によって除去した。このようにして得た直鎖状ポリマーは、NCO含有率が1.0重量%であり、20℃での粘度が25.0Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が0.06重量%であった。
ポリマーL2(直鎖状):
既知の方法によって80℃でAcclaim(登録商標)12200N 812.0g(OH0.15当量)及びDesmodur(登録商標)44MC L188.0g(NCO1.5当量)を反応させて、NCO含有率が5.6重量%であり、20℃での粘度が13.9Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が約14重量%であるポリマーが得られた。続いて、揮発性成分、特にジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの大部分をショートパス蒸発器(ジャケット温度180℃、圧力0.1~0.005mbar、凝縮温度47℃)において蒸留によって除去した。このようにして得た直鎖状ポリマーは、NCO含有率が0.7重量%であり、20℃での粘度が29.4Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が0.04重量%であった。
既知の方法によって80℃でAcclaim(登録商標)12200N 812.0g(OH0.15当量)及びDesmodur(登録商標)44MC L188.0g(NCO1.5当量)を反応させて、NCO含有率が5.6重量%であり、20℃での粘度が13.9Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が約14重量%であるポリマーが得られた。続いて、揮発性成分、特にジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの大部分をショートパス蒸発器(ジャケット温度180℃、圧力0.1~0.005mbar、凝縮温度47℃)において蒸留によって除去した。このようにして得た直鎖状ポリマーは、NCO含有率が0.7重量%であり、20℃での粘度が29.4Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が0.04重量%であった。
ポリマー参照-1(直鎖状、比較):
Acclaim(登録商標)4200 727.0g及びDesmodur(登録商標)44MC L 273.0gを80℃で既知の方法によって反応させて、NCO含有率が7.4重量%であり、20℃での粘度が5.2Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が約17重量%であるポリマーを得た。続いて、揮発性構成成分、特にジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの大部分をショートパス蒸発器(ジャケット温度180℃、圧力0.1~0.005mbar、凝縮温度47℃)において蒸留によって除去した。このようにして得た直鎖状ポリマーは、NCO含有率が1.8重量%であり、20℃での粘度が13.3a・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が0.08重量%であった。
Acclaim(登録商標)4200 727.0g及びDesmodur(登録商標)44MC L 273.0gを80℃で既知の方法によって反応させて、NCO含有率が7.4重量%であり、20℃での粘度が5.2Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が約17重量%であるポリマーを得た。続いて、揮発性構成成分、特にジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの大部分をショートパス蒸発器(ジャケット温度180℃、圧力0.1~0.005mbar、凝縮温度47℃)において蒸留によって除去した。このようにして得た直鎖状ポリマーは、NCO含有率が1.8重量%であり、20℃での粘度が13.3a・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が0.08重量%であった。
ポリマーC1(分岐状):
既知の方法によって80℃でDesmophen(登録商標)5031BT 725.0g及びDesmodur(登録商標)44MC L275gを反応させて、NCO含有率が7.6重量%であり、20℃での粘度が6.5Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が約20重量%である有するポリマーが得られた。続いて、揮発性成分、特にジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの大部分をショートパス蒸発器(ジャケット温度180℃、圧力0.1~0.005mbar、凝縮温度47℃)において蒸留によって除去した。このようにして得たポリマーは、NCO含有率が1.7重量%であり、20℃での粘度が19Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が0.04重量%であった。
既知の方法によって80℃でDesmophen(登録商標)5031BT 725.0g及びDesmodur(登録商標)44MC L275gを反応させて、NCO含有率が7.6重量%であり、20℃での粘度が6.5Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が約20重量%である有するポリマーが得られた。続いて、揮発性成分、特にジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの大部分をショートパス蒸発器(ジャケット温度180℃、圧力0.1~0.005mbar、凝縮温度47℃)において蒸留によって除去した。このようにして得たポリマーは、NCO含有率が1.7重量%であり、20℃での粘度が19Pa・sであり、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートモノマーの含有率が0.04重量%であった。
湿分硬化性ポリウレタン組成物:
組成物Z1~Z7:
各化合物について、遠心ミキサー(SpeedMixer(商標)DAC 150、FlackTek Inc.)を使用して、水分を排除して、表1に指定の成分を指定の量(重量部)で3000rpmにおいて1分間混合し、水分を排除して保存した。各組成物を以下の通りに試験した。
組成物Z1~Z7:
各化合物について、遠心ミキサー(SpeedMixer(商標)DAC 150、FlackTek Inc.)を使用して、水分を排除して、表1に指定の成分を指定の量(重量部)で3000rpmにおいて1分間混合し、水分を排除して保存した。各組成物を以下の通りに試験した。
標準気候条件下において14日間硬化された試験片でショアA硬度をDIN 53505に従って決定した。機械的性質を決定するために、シリコーン被覆剥離紙に組成物を塗布し、厚さ2mmのフィルムを得て、それを標準気候条件下で14日間保管し、棒長さ30mm及び棒幅4mmと共に長さ75mmを有する数個のダンベルをフィルムから打ち抜き、これらを、DIN EN53504に準拠してひずみ速度200mm/分で引張り強さ(破断力)、破断点伸び及び5%弾性率(伸び率0.5~5%での)について試験した。
幅約10mm、高さ5mm及び長さ15mmの4つの平行なビーズ形状の組成物をそれぞれの基材に適用し、標準気候条件下で7日間硬化させることにより、プラスチック基材への接着性を決定した。続いて、接合表面の真上の狭い端で第1ビーズに切り込みを入れ、丸いピンセットでビーズの切断端を保持し、基材からビーズを引き離そうとすることにより、硬化組成物の接着性を最初に試験した。次いで、ビーズを基材に対して下に再び切り込みを入れ、切り離された部分を丸いピンセットで巻取り、ビーズを基材から引き離すことをもう一度試みた。このようにして、ビーズ全体を基材から引っ張ることによって切り取った。続いて、破損プロファイルから接着性を評価し、「7日間SCC」下で表1において報告した。次いで、試験片の一部を脱イオン水中に浸して7日間保管し、次いで標準気候条件下で2時間保管し、次いで丸いピンセットで引っ張ることにより、基材から第2ビーズを切り離し、破損プロファイルから接着性を評価し、「7日間H2O」下で表1において報告した。次いで、試験片を空気循環オーブン内で80℃において24時間保管し、続いて標準気候条件下で2時間保管し、次いで第3ビーズを記載の接着性について試験し、破損プロファイルから接着性を評価し、「1日間80℃」下で表1において報告した。最後に、試験片を70℃及び相対湿度100%で7日間保管し、続いて標準気候条件下で2時間保管し、第4ビーズを記載の接着性について試験し、破損プロファイルから接着性を評価し、「7日間70℃/相対湿度100%」下で表1において報告した。
使用したプラスチック基材は、以下のプラスチックシート(300×200×2mm)であった:
PMMA:Plexiglas(登録商標)XT 0A000(Evonik Roehm)
PC:Makrolon(登録商標)GP clear099(未被覆ポリカーボネート、Covestro)
ABS:Metzoplast ABS/G(Metzeler Plastics GmbH)
PVC:KoemaDur(登録商標)ES(Koemmerling Kunststoffe)
接着性を以下のスケール下で評価した:
100は、95%を超える凝集破壊を表し、非常に良好な接着性を意味する。
40は、40%の凝集破壊を表し、中程度の接着性を意味する。
5は、凝集破壊5%を表し、不十分な接着性を意味する。
0は、凝集破壊0%(100%接着破壊)を表し、乏しい接着性を意味する。
PMMA:Plexiglas(登録商標)XT 0A000(Evonik Roehm)
PC:Makrolon(登録商標)GP clear099(未被覆ポリカーボネート、Covestro)
ABS:Metzoplast ABS/G(Metzeler Plastics GmbH)
PVC:KoemaDur(登録商標)ES(Koemmerling Kunststoffe)
接着性を以下のスケール下で評価した:
100は、95%を超える凝集破壊を表し、非常に良好な接着性を意味する。
40は、40%の凝集破壊を表し、中程度の接着性を意味する。
5は、凝集破壊5%を表し、不十分な接着性を意味する。
0は、凝集破壊0%(100%接着破壊)を表し、乏しい接着性を意味する。
その結果を表1に報告する。比較例は、(参照)によって同定される。
Claims (15)
- イソシアネート基を含有し、かつ0.3重量%~1.5重量%の範囲のNCO含有率及び0.5重量%以下のジイソシアネートモノマー含有率を有する直鎖状ポリマーであって、
少なくとも1つの芳香族ジイソシアネートモノマーと、5~21mg KOH/gの範囲のOH価を有するポリエーテルジオールとを少なくとも5/1のNCO/OH比で反応させ、かつその後、適切な分離方法によって前記芳香族ジイソシアネートモノマーの大部分を除去することから得られることを特徴とする、
直鎖状ポリマー。 - 前記芳香族ジイソシアネートモノマーは、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネートであることを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
- 前記ポリエーテルジオールは、80重量%~100重量%の1,2-プロピレンオキシ基及び0重量%~20重量%の1,2-エチレンオキシ基を含有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のポリマー。
- 前記ポリエーテルジオールは、6~19mg KOH/gの範囲のOH価及び少なくとも1.9の平均OH官能価を有することを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載のポリマー。
- 過剰な前記ジイソシアネートモノマーを、蒸留方法によって除去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ポリマー。
- 0.5重量%~1.3重量%の範囲のNCO含有率及び0.3重量%以下のジイソシアネートモノマー含有率を有す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ポリマー。
- 前記NCO含有率は、前記ポリエーテルジオールのOH基の1モル当たりジイソシアネートモノマーの1モルの添加から計算される理論NCO含有率の少なくとも90%であることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載のポリマー。
- 0.1重量%未満のジイソシアネートモノマー含有率を有する湿分硬化性ポリウレタン組成物であって、請求項1~7のいずれか一項に記載のポリマーを含む、湿分硬化性ポリウレタン組成物。
- 前記組成物全体を基準として、5重量%~80重量%の範囲の請求項1~7のいずれか一項に記載のポリマーの含有率を有することを特徴とする、請求項8に記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物。
- 前記組成物中におけるイソシアネート基を含有するポリマーの総量を基準として、少なくとも25重量%の請求項1~7のいずれか一項に記載のポリマーの含有率を有することを特徴とする、請求項8又は9に記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物。
- イソシアネート基を含有し、かつ2を超える平均NCO官能価を有する少なくとも1つの構成成分を更に含むことを特徴とする、請求項8~10のいずれか一項に記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物。
- 少なくとも1つのプラスチック基材の接合、シール、又はコーティングのための、弾性接着剤、又は弾性シーラント、又は弾性コーティングとしての、請求項8~11のいずれか一項に記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物の使用。
- 前記プラスチック基材は、硬質PVC、可撓性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、EPDM、及びポリカーボネートと、特にABS及び/又はSANなどの更なるプラスチックとのブレンドからなる群から選択されることを特徴とする、請求項12に記載の使用。
- 請求項8~11のいずれか一項に記載の湿分硬化性ポリウレタン組成物を水分と接触させた後に得られる硬化組成物。
- 少なくとも1つのプラスチック基材と、水分との接触によって硬化させた請求項8~11のいずれか一項に記載のポリウレタン組成物とを含む結合複合材。
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