JP2023512697A - シラン基を含有するポリマー - Google Patents

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Abstract

本発明は、イソシアネート基の1モル当量当たり少なくとも1モルのアミノ-、メルカプト-、又はヒドロキシシランの化学量論比で、(i)少なくとも3/1のNCO/OHモル比での少なくとも1種のジイソシアネートモノマーと少なくとも1種のポリエーテルポリオールとの反応、及び好適な分離方法による未反応ジイソシアネートモノマーの大部分のその後の除去から得られる、0.3~4重量%の範囲内のNCO含有量及び最大でも0.3重量%のジイソシアネートモノマー含有量を有するイソシアネート基含有ポリマーを(ii)少なくとも1種のアミノ-、メルカプト-、又はヒドロキシシランと反応させることから得られるシラン基含有ポリマーに関する。このシラン基含有ポリマーは、貯蔵に安定であり、可塑剤又は溶媒での希釈なしに室温で取り扱うのが容易であり、かつ優れた作業性、迅速な硬化、良好な伸びと共に高い強度、及び好ましい実施形態において、向上した熱安定性を硬化性組成物に提供する。このシラン基含有ポリマーは、湿気硬化性シーラント、接着剤又はコーティングの構成要素として特に好適である。

Description

本発明は、シラン基を含有するポリマーに、及び硬化性組成物、とりわけ湿気硬化性接着剤、シーラント又はコーティングでのその使用に関する。
シラン官能性又はシラン末端ポリマーとも呼ばれる、シラン基を含有するポリマーは、湿気硬化性接着剤、シーラント又はコーティングの構成成分として公知である。
シラン基を含有するポリマーへの様々な公知のルートがある。第一に、アリルエーテル末端ポリエーテルポリオールのヒドロシリル化によって得られるMSポリマーと呼ばれるものがあり;また、イソシアナトシランとポリエーテルポリオールとの反応から得られるSPURポリマーと呼ばれるものがあり;最後にアミノ-又はヒドロキシシランと、ポリエーテルポリオール及びジイソシアネートモノマーの反応からのイソシアネート基を含有するポリマーとの反応からのシラン基を含有するポリマーがある。
後者は、機械的特性、特に高い伸長性と相まって良好な強度に関して非常に興味深い。その調製用の出発原料として役立つイソシアネート基を含有するポリマーは、例えば、米国特許第6,545,087号明細書又は米国特許第9,790,315号明細書に記載される、約2/1のNCO/OH比でジイソシアネートモノマーとポリエーテルジオールとを反応させることによって調製される。それらは、かなりの量のジイソシアネートモノマーと、2つ又はそれを超えるポリエーテルジオールがジイソシアネートモノマーによって付加されている鎖延長ポリマーとを含有する。これらの第2の構成成分のために、それらから得られるシラン基を含有するポリマーは、高い粘度を有し、その結果として、室温で十分に自由に流れるために及びこれ故に効率よく取り扱われるために、典型的にはかなりの量の可塑剤で希釈されなければならない。しかしながら、結果として、湿気硬化性接着剤、シーラント又はコーティングの処方の自由は、その可塑剤含有量に関して制限される。特に多孔質基材のシーリング及びプラスチックの接合に関して、移動可塑剤による基材へのいかなる損傷の危険にもさらさないために、非常に低い可塑剤含有量を有するシーラント及び接着剤が必要とされる。加えて、シラン基を含有するこれらの公知のポリマーは、硬化速度、強度及び熱安定性に関して、改善が依然として必要とされている。
欧州特許第1 237 967号明細書、米国特許第6,884,904号明細書又は欧州特許第1 553 118号明細書は、ジイソシアネートモノマーが2/1を十分に超えるNCO/OH比でポリエーテルポリオールと反応させられ、次いで未転化のジイソシアネートモノマーが留去される、イソシアネート基を含有するポリマーを記載している。これは、得られるイソシアネート基を含有するポリマーの粘度及びEHS分類に関して利点を生じる。
可塑剤又は溶媒での希釈なしでも、室温で効率よく取り扱うことができ、より速い硬化並びに/又は良好な伸長性及び弾性及び/若しくは向上した熱安定性と相まってより高い強度を可能にする、シラン基を含有するポリマーを提供することが本発明の目的である。
この目的は、請求項1において特許請求されるようなシラン基を含有するポリマーによって達成される。それは、イソシアネート基に関して少なくとも1/1の化学量論比での、少なくとも3/1のNCO/OH比で、ジイソシアネートモノマーをポリエーテルポリオールと反応させること、及びその後に未転化の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前もって得られる、イソシアネート基を含有するポリマーと、アミノ-、メルカプト-又はヒドロキシシランとの反応から得られる。シラン基を含有する本発明のポリマーは、イソシアネート基を含まず、ジイソシアネートモノマーのほとんどいかなるシラン付加体も含有せず、低レベルの鎖延長ポリマー構成要素を含有するにすぎない。結果として、それは、室温で特に低い粘度を有し、非常に良好な加工性を有する湿気硬化性組成物を可能にする。意外にも、本発明のポリマーは、特に迅速な硬化並びに、ある程度まで、また特に高い強度(引張強度及び/又は弾性率及び/又はショア硬度)を示す。本発明のポリマーは、低レベルの可塑剤若しくは溶媒の又は可塑剤若しくは溶媒を全く欠く、イソシアネート基を含有するポリマーをベースとするシラン基を含有する従来のポリマーから発して得ることができない種類の、特に貯蔵に安定な及び非常に効率よく処理可能なシーラント、接着剤又はコーティングを製造するために使用することができる。本発明のポリマーを使って得られる製品は、意外にも、硬化後にさえも、特に、向上した熱安定性及び/又は、特に高い伸長性と相まって特に高い強度などの、有利な特性を有する。
本発明の更なる態様は、更なる独立クレームの主題である。本発明の特に好ましい実施形態は、従属クレームの主題である。
本発明は、イソシアネート基の1モル当量当たり少なくとも1モルのアミノ-、メルカプト-、又はヒドロキシシランの化学量論比での
(i)少なくとも3/1のNCO/OHモル比での、少なくとも1種のジイソシアネートモノマーと少なくとも1種のポリエーテルポリオールとの反応、及びその後の、好適な分離方法を用いた未転化のジイソシアネートモノマーの大部分の除去から得られる、イソシアネート基を含有し、かつ0.3重量%~4重量%の範囲内のNCO含有量及び0.3重量%以下のジイソシアネートモノマー含有量を有するポリマーと、
(ii)少なくとも1種のアミノ-、メルカプト-、又はヒドロキシシランと
の反応からのシラン基を含有するポリマーを提供する。
「ジイソシアネートモノマー」は、4~15個の炭素原子を有する二価の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言う。
「NCO含有量」は、重量%単位でのイソシアネート基の含有量を言う。
「オルガノシラン」又は略して「シラン」は、少なくとも1つのシラン基を有する有機化合物を言う。
「アルコキシシラン基」又は略して「シラン基」は、有機基に結合した及び1~3つ、とりわけ2又は3つの、加水分解できるアルコキシ基をケイ素原子上に有するシリル基を言う。
「アミノシラン」、「メルカプトシラン」又は「ヒドロキシシラン」は、それぞれ、アミノ、メルカプト又はヒドロキシル基を、シラン基に加えて有機基上に有するオルガノシランを言う。
「分子量」は、分子又は分子残基のモル質量(1分子当たりのグラム単位での)を言う。「平均分子量」は、オリゴマー又はポリマー分子又は分子酸基の多分散混合物の数平均分子量(M)を言う。それは、標準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)によって測定される。
反応基に関連して用語「モル比」は、対応する反応基のモル当量の数の比に関する。
各場合における式中の点線は、置換基と対応する分子基との間の結合を表す。
「可塑剤」は、硬化の過程でポリマー中へ化学的に組み込まれない及び硬化したポリマーに可塑化効果を発揮する非揮発性物質を言う。
物質又は組成物は、貯蔵の結果としてその使用に関連する程度までその塗布又は使用特性のいかなる変化もなしに、長期間にわたって、典型的には少なくとも3ヶ月間、6ヶ月まで又はそれを超えて、好適な容器中に室温で貯蔵できる場合に「貯蔵に安定である」又は「貯蔵できる」と言われる。
「室温」は、23℃の温度を言う。
本公文書に述べられる全ての業界標準及び規範は、最初の出願日に正当なバージョンに関する。
wt%と省略される、重量百分率(重量%)は、特に明記しない限り、全体組成物又は全体分子を基準とする組成物の構成成分又は分子の質量割合を言う。用語「質量」及び「重量」は、本公文書では同義語として用いられる。
シラン基を含有する本発明のポリマーは、イソシアネート基を含まない。
それは、特に室温で液体であり、且つ低い粘度のものである。特に、それは、可塑剤又は溶媒での希釈なしでさえも室温で効率よく取り扱うことができる。
シラン基を含有するポリマーは、好ましくは、可塑剤及び溶媒を本質的に含まない。特に、それは、1重量%未満の可塑剤を含有する。そのようなポリマーは、硬化性組成物に使用される場合、組成物が可塑剤を含有すべきかどうか、どれくらいの可塑剤を及びどの可塑剤を含有すべきかに関して完全な自由を可能にする。
シラン基を含有するポリマーは、好ましくは、下記式(I)のシラン基を有する:
Figure 2023512697000001
(式中、
bは、0、1又は2、とりわけ0又は1であり、
は、エーテル基を任意選択的に含有し、かつ1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
は、環状及び/又は芳香族部分を任意選択的に有し、かつ1つ又は複数のヘテロ原子、とりわけアミド、カルバメート、又はモルホリノ基を任意選択的に有する1~12個の炭素原子を有する二価のヒドロカルビル基であり、かつ
Xは、O、S、又はNRであり、ここで、Rは、H、又はアルコキシシリル、エーテル、若しくはカルボン酸エステル基の形態でのヘテロ原子を任意選択的に有する1~20個の炭素原子を有する一価のヒドロカルビル基である)。
好ましくは、Rは、メチル又はエチル又はイソプロピルである。
より好ましくは、Rはメチルである。シラン基を含有するこの種のポリマーは、特に反応性が高い。
より好ましくは、更に、Rはエチルである。シラン基を含有するそのようなポリマーは、貯蔵時に特に安定であり、毒性学的に有利である。
好ましくは、Xは、O又はNRである。
好ましくは、Rは、H、エチル、ブチル、フェニル又は、6~20個の炭素原子を有し、任意選択的にエーテル又はカルボン酸基を有する脂肪族ヒドロカルビル基である。
最も好ましくは、XはNRであり、R
Figure 2023512697000002
(式中、Rは、メチル又はエチル、とりわけエチルである)
である。
X=NRの場合に、Rは、好ましくは、1,3-プロピレン、1,3-ブチレン若しくは1,4-ブチレン(ここで、ブチレンは、1つ若しくは2つのメチル基で置換されていてもよい)、より好ましくは1,3-プロピレンである。
X=Oの場合に、Rは、好ましくは、6~12個の炭素原子を有する、及びアミド、カルバメート又はモルホリノ基を有する二価のヒドロカルビル基、とりわけ、式
Figure 2023512697000003
の基である。
式(I)の好ましいシラン基は、高い伸長性と相まって高い強度を可能にする。
シラン基を含有するポリマーは、1分子当たり平均1.3~4、より好ましくは1.5~3.5、とりわけ1.7~3.5の、シラン基を有する。
シラン基を含有する特に好ましいポリマーは、線状であり、1分子当たり平均1.7~2、好ましくは1.8~2、とりわけ1.9~2の、シラン基を有する。そのようなポリマーは、特に高い伸長性を可能にする。
シラン基を含有する特に好ましいポリマーは、分岐しており、1分子当たり平均2.1~3、好ましくは2.2~3の、シラン基を有する。
シラン基を含有するポリマーは、好ましくは、3000~30,000g/モル、好ましくは5000~20,000g/モルの範囲内の平均分子量Mを有する。
シラン基を含有するポリマーがそれから誘導されるイソシアネート基を含有するポリマーは、好ましくは、0.3重量%~3.5重量%、とりわけ0.4重量%~2.5重量%の範囲内のNCO含有量を有する。
イソシアネート基を含有するポリマーは、好ましくは、2500~30,000g/モル、好ましくは4000~20,000g/モルの範囲内の平均分子量Mを有する。
イソシアネート基を含有するポリマーは、好ましくは、0.25重量%以下、好ましくは0.2重量%以下、とりわけ0.15重量%以下のジイソシアネートモノマー含有量を有する。
好適なジイソシアネートモノマーは、市販の芳香族又は脂肪族ジイソシアネート、とりわけ、ジフェニルメタン 2,4’-及び/若しくは2,2’-ジイソシアネート(MDI)の画分を任意選択的に含有する、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それとトリレン 2,6-ジイソシアネート(TDI)との混合物、フェニレン 1,4-ジイソシアネート(PDI)、ナフタレン 1,5-ジイソシアネート(NDI)、ヘキサン 1,6-ジイソシアネート(HDI)、2,2(4),4-トリメチルヘキサメチレン 1,6-ジイソシアネート(TMDI)、シクロヘキサン 1,3-若しくは1,4-ジイソシアネート、1-イソシアナト-3,3,5-トリメチル-5-イソシアナトメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート若しくはIPDI)、パー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)、1,3-若しくは1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、m-若しくはp-キシリレンジイソシアネート(XDI)、m-テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、又はそれらの混合物である。
より好ましくは、ジイソシアネートモノマーは、MDI、TDI、HDI及びIPDIからなる群から選択される。
これらの中で、IPDIが特に好ましい。このようにして得られるシラン基を含有するポリマーは、特に低い粘度のものであり、特に良好な加工性、高い伸長性及び特に良好な光安定性を有する組成物を可能にする。
これらの中で、MDI、とりわけジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネート(4,4’-MDI)が非常に特に好ましい。このようにして得られるシラン基を含有するポリマーは、意外にも低い粘度のものであり、良好な加工性、特に高い強度及び特に良好な熱安定性を有する組成物を可能にする。MDIをベースとするイソシアネート基を含有する従来のポリマーから発して調製されるシラン基を含有するポリマーは、それに反して、非常に高い粘度を有し、調製中のゲル化を防ぐために大量の可塑剤又は溶媒で希釈されなければならない。
好適なポリエーテルポリオールは、室温で好ましくは液体である市販のポリオールである。
ポリエーテルポリオール中に存在する繰り返し単位は、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-ブチレンオキシ又は1,4-ブチレンオキシ基である。
より好ましくは、それは、主に又は専ら、1,2-プロピレンオキシ基を有する。より具体的には、全繰り返し単位を基準として、それは、80重量%~100重量%の1,2-プロピレンオキシ基と0重量%~20重量%の1,2-エチレンオキシ基とを有する。
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、とりわけ、2つ又はそれを超える活性水素原子を有するスターター分子、とりわけ、水、アンモニア又は例えば、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、異性体の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、異性体のブタンジオール、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-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、グリセロール又はアニリン、或いは上述の化合物の混合物などの、多数のOH又はNH基を有する化合物などのスターター分子の助けを借りて重合させられ得る、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れらの混合物の重合生成物が、特に好適である。
ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシプロピレントリオール、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が特に好ましい。これらは、最終的に第一級ヒドロキシル基を有するという結果で、ポリプロポキシル化反応の終わりにポリオキシプロピレンジオール若しくはトリオールをエチレンオキシドで更にアルコキシル化することによってとりわけ得られるポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレンコポリオールである。
0.02ミリ当量/g未満、とりわけ0.01ミリ当量/g未満のレベルの不飽和を有するポリエーテルポリオールが好ましい。
ポリエーテルポリオールは、好ましくは、5~58mg KOH/g、とりわけ6~40mg KOH/gの範囲内のOH価を有する。
ポリエーテルポリオールは、好ましくは、2000~20,000g/モルの範囲内の平均分子量Mを有する。
ポリエーテルポリオールは、好ましくは、1.7~3の範囲内の平均OH官能価を有する。
ポリエーテルポリオールは、好ましくは、ポリエーテルジオールである。シラン基を含有するそのようなポリマーは、特に高い伸長性を有する組成物を可能にする。
ポリエーテルジオールは、好ましくは、1.7~2、好ましくは1.8~2、とりわけ1.9~2の範囲内の平均OH官能価を有する。それらの製造の結果として、市販のポリエーテルジオールは、一定含有量のモノオールを含有し、その結果としてそれらの平均OH官能価は、典型的には2よりもわずかに下である。
ポリエーテルジオールは、好ましくは、5~58mg KOH/g、とりわけ6~33mg KOH/gの範囲内のOH価を有する。
5~20mg KOH/g、とりわけ6~15mg KOH/gの範囲内のOH価を有するポリエーテルジオールが特に好ましい。そのようなポリマーは、特に高い伸長性及び弾性を有する組成物を可能にする。
ポリエーテルジオールを使って調製されたイソシアネート基を含有するポリマーは、好ましくは、0.3重量%~3.5重量%、とりわけ0.4重量%~2.2重量%の範囲内のNCO含有量を有する。
本発明の好ましい実施形態において、ポリエーテルポリオールは、2.2~3の範囲内の平均OH官能価を有するポリエーテルトリオールである。それらの製造の結果として、市販のポリエーテルトリオールは、一定含有量のモノオールを含有し、その結果としてそれらの平均OH官能価は、典型的には3よりも幾分下である。
シラン基を含有するそのようなポリマーは、硬化後に特に良好な熱安定性を有する組成物を可能にする。
ポリエーテルトリオールは、好ましくは、15~58mg KOH/g、とりわけ20~40mg KOH/gの範囲内のOH価を有する。
ポリエーテルトリオールを使って調製されたイソシアネート基を含有するポリマーは、好ましくは、0.8重量%~3.5重量%、とりわけ1.2重量%~2.5重量%の範囲内のNCO含有量を有する。
ポリエーテルトリオールとジイソシアネートモノマーとしての4,4’-MDIとから誘導されるシラン基を含有するポリマーが非常に特に好ましい。そのようなポリマーは、調製の過程でゲル化するので、大量の可塑剤又は溶媒の添加なしでの従来ルートによって、得ることができない。シラン基を含有するポリマーをベースとする湿気硬化性組成物に比例して使用される場合、それは、高められた伸長性及び向上した熱安定性と相まって強度の著しい増加を可能にする。
イソシアネート基を含有するポリマーの調製におけるNCO/OHモル比は、好ましくは3/1~20/1の範囲内、より好ましくは4/1~15/1の範囲内、とりわけ5/1~13/1の範囲内にある。
反応は、好ましくは、20~160℃、とりわけ40~140℃の範囲内の温度で、任意選択的に好適な触媒の存在下で、湿気を排除して行われる。
反応後に、反応混合物中に残っているジイソシアネートモノマーは、記載される残留含有量まで、好適な分離方法を用いて除去される。
好ましい分離方法は、好ましくは減圧を適用した、蒸留方法、とりわけ薄膜蒸留又はショートパス蒸留である。
ジイソシアネートモノマーが、120~200℃の範囲内のジャケット温度及び0.001~0.5ミリバールの圧力のショートパスエバポレーターにおいて除去される多段階方法が特に好ましい。
ジイソシアネートモノマーとして好ましい、4,4’-MDIの場合には、蒸留除去は特に要求が厳しい。例えば、凝縮物が固化しない及びシステムを閉塞させないことが確実にされなければならない。0.001~0.5ミリバールで160~200℃の範囲内のジャケット温度で操作すること、及び除去されたジイソシアネートモノマーを40~60℃の範囲内の温度で凝縮させることが好ましい。
ジイソシアネートモノマーをポリエーテルポリオールと反応させ、その後、溶媒又は共留剤の使用なしに反応混合物中に残ってい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ジイソシアネートモノマーをその後再使用すること、すなわち、それを再びイソシアネート基を含有するポリマーの調製のために使用することが好ましい。
本反応において、ポリエーテルポリオールのOH基が、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。これはまた、ポリオールとジイソシアネートモノマーとの間の反応生成物のOH基及び/又はイソシアネート基の反応があるから、鎖延長反応と呼ばれるものをもたらす。選択されるNCO/OH比が高ければ高いほど、起こる鎖延長反応のレベルはより低くなり、且つ得られるポリマーの多分散性及びこれ故にまた粘度もより低くなる。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、あらゆるOH基と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的NCO含有量に対するモノマーを除かれたポリマーの有効なNCO含有量である。
イソシアネート基を含有するポリマーは、好ましくは、低い含有量の鎖延長構成要素を含有するにすぎない。ポリマーのNCO含有量は、ポリエーテルポリオールのOH基の1モル当たり1モルのジイソシアネートモノマーの付加から計算される理論NCO含有量の、好ましくは少なくとも90%、とりわけ少なくとも95%である。
イソシアネート基を含有するポリマーは、室温で液体であり、且つ低い粘度のものであり、低い含有量のジイソシアネートモノマーを含有し、及び湿気を排除して貯蔵に非常に安定である。
それは、イソシアネート基の1モル当量当たり少なくとも1モルのアミノ-、メルカプト-又はヒドロキシシランの化学量論比で少なくとも1種のアミノ-、メルカプト-又はヒドロキシシランと反応させられ、シラン基を含有する本発明のポリマーを与える。
イソシアネート基を含有するポリマーとの反応のためのアミノ-、メルカプト-又はヒドロキシシランは、好ましくは、式(II)
Figure 2023512697000004
(式中、R、R、X、及びbは、既に与えられた定義を有する)
のシランである。
式(II)の好ましいシランは、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルジメトキシメチルシラン、4-アミノブチルトリメトキシシラン、4-アミノ-3-メチルブチルトリメトキシシラン、4-アミノ-3,3-ジメチルブチルトリメトキシシラン、N-エチル-3-アミノ-(2-メチルプロピル)トリメトキシシラン、N-ブチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ジエチル N-(3-トリメトキシシリルプロピル)アミノスクシネート、ジエチル N-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)アミノスクシネート、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、N-(3-トリメトキシシリルプロピル)-2-ヒドロキシプロパンアミド、N-(3-トリメトキシシリルプロピル)-4-ヒドロキシペンタンアミド、N-(3-トリメトキシシリルプロピル)-4-ヒドロキシオクタンアミド、N-(3-トリメトキシシリルプロピル)-5-ヒドロキシデカンアミド、N-(3-トリメトキシシリルプロピル)-2-ヒドロキシプロピルカルバメート、2-モルホリノ-4(5)-(2-トリメトキシシリルエチル)シクロヘキサン-1-オール、2-モルホリノ-4(5)-(2-トリメトキシシリルエチル)シクロヘキサン-1-オール、1-モルホリノ-3-(3-(トリエトキシシリル)プロポキシ)プロパン-2-オール、及びケイ素上のメトキシ基の代わりにエトキシ基を持った対応する類似体からなる群から選択される。
式(II)の特に好ましいシランは、ジエチル N-(3-トリメトキシシリルプロピル)アミノスクシネート、ジエチル N-(3-トリエトキシシリルプロピル)アミノスクシネート、ジエチル N-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)アミノスクシネート、ジエチル N-(3-ジエトキシメチルシリルプロピル)アミノスクシネート、N-(3-トリメトキシシリルプロピル)-2-ヒドロキシプロパンアミド、N-(3-トリエトキシシリルプロピル)-2-ヒドロキシプロパンアミド、N-(3-ジメトキシメチルシリルプロピル)-2-ヒドロキシプロパンアミド又はN-(3-ジエトキシメチルシリルプロピル)-2-ヒドロキシプロパンアミドである。
アミノ-、メルカプト-又はヒドロキシシランは、イソシアネート基の1モル当量当たり少なくとも1モルのアミノ-、メルカプト-又はヒドロキシシランの化学量論比でイソシアネート基を含有するポリマーと反応させられる。
イソシアネート基の1モル当量当たり1~1.3、好ましくは1~1.2、とりわけ1~1.1モルの範囲内のアミノ-、メルカプト-又はヒドロキシシランの化学量論が好ましい。
反応は、20~160℃、とりわけ60~120℃の範囲内の温度で実施される。触媒、とりわけ第三級アミン又は金属化合物、とりわけビスマス(III)、亜鉛(II)、ジルコニウム(IV)若しくはスズ(II)化合物又は有機スズ(IV)化合物が、ここでは任意選択的に使用される。
シラン基を含有する特に好ましいポリマーは、既に記載されたように、ポリエーテルトリオールから誘導される。シラン基を含有するそのようなポリマーは、1分子当たり平均2超、好ましくは2.1~4、とりわけ2.2~3.5の、シラン基を有する。それは、硬化後に特に良好な熱安定性を有する組成物を可能にする。
それは、好ましくは、シラン基を含有する、更なる、好ましくは線状の、ポリマーと、向上した熱安定性をとりわけ可能にするシラン基を含有する本発明のポリマーと組み合わせて使用される。
シラン基を含有する特に好ましいポリマーは、ジイソシアネートモノマーとしてのIPDIから誘導される。それは、したがってとりわけ、式(Ia)又は(Ib)
Figure 2023512697000005
(式中、R、R、X及びbは、既に与えられた定義を有する)
のシラン基を有する。そのようなポリマーは、特に良好な熱安定性と相まって高い伸長性及び特に高い光安定性を可能にする。
ポリエーテルトリオールとジイソシアネートモノマーとしての4,4’-MDIとから誘導されるシラン基を含有するポリマーが非常に特に好ましい。
それは、したがってとりわけ、式(Ic)
Figure 2023512697000006
(式中、R、R、X及びbは、既に与えられた定義を有する)
のシラン基を有する。
そのようなポリマーは、調製の過程でゲル化するので、大量の可塑剤又は溶媒の添加なしに従来ルートによって得ることができない。それは、特に高い強度及び特に良好な熱安定性を有する組成物を可能にする。それは、より好ましくは、非常に高い伸長性及び向上した熱安定性と相まって向上した強度を可能にする、シラン基を含有する、更なる、好ましくは線状の、ポリマーと組み合わせて使用される。
シラン基を含有するポリマーは、湿気を排除して貯蔵に安定である。湿気と接触すると、シラン基は加水分解される。これは、シラノール基(Si-OH基)、その後の縮合反応により、シロキサン基(Si-O-Si基)を形成する。これらの反応の結果として、ポリマーは硬化して架橋したプラスチックを与える。硬化のための湿気は、空気(空気の湿度)に由来し得るか、又はポリマーは、例えば塗装、噴霧若しくは混合によって、含水成分と接触し得るかのどちらかである。硬化中に、シラノール基は、例えば、ポリマーが塗布された基材のヒドロキシル基と縮合することができ、その結果として基材への接着の追加の向上が架橋時に可能である。
本発明は、更に、以下を特徴とするシラン基を含有するポリマーの調製方法を提供する:
(a)少なくとも3/1のNCO/OHモル比で、少なくとも1種のジイソシアネートモノマーを、5~58mg KOH/g、とりわけ6~40mg KOH/gの範囲内のOH価を有する少なくとも1種のポリエーテルポリオールと反応させる、
(b)次いで、未転化のジイソシアネートモノマーの大部分を、好適な分離方法を用いて除去する、及び
(c)得られたイソシアネート基を含有するポリマーを、最後に、イソシアネート基の1モル当量当たり、少なくとも1モルのアミノ-、メルカプト-、又はヒドロキシシランの化学量論比で、少なくとも1種のアミノ-、メルカプト-、又はヒドロキシシランと反応させる。
本発明は、更に、シラン基を含有する本発明のポリマーと、触媒、架橋剤、接着促進剤、乾燥剤、可塑剤、及び充填材からなる群から選択される少なくとも1種の更なる構成成分とを含む硬化性組成物を提供する。
好適な触媒は、シラン基を含有するポリマーの架橋を加速させる金属触媒及び/又は窒素化合物である。
好適な金属触媒は、とりわけ、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、又はスズ、とりわけ有機スズ化合物、有機チタネート、有機ジルコネート又は有機アルミネートであり、これらの化合物は、とりわけ、アルコキシ基、アミノアルコキシ基、スルホネート基、カルボキシル基、1,3-ジケトネート基、1,3-ケトエステレート基、ジアルキルホスフェート基又はジアルキルピロホスフェート基を有する。
特に好適な有機スズ化合物は、ジアルキルスズオキシド、ジアルキルスズジクロリド、ジアルキルスズジカルボキシレート、及びジアルキルスズジケトネート、とりわけジブチルスズオキシド、ジブチルスズジクロリド、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセチルアセトネート、ジオクチルスズオキシド、ジオクチルスズジクロリド、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若しくはジオクチルスズジアセチルアセトネート、又はアルキルスズチオエステルである。
特に好適な有機チタネートは、ビス(エチルアセトアセタト)ジイソブトキシチタン(IV)、ビス(エチルアセトアセタト)ジイソプロポキシチタン(IV)、ビス(アセチルアセトナト)ジイソプロポキシチタン(IV)、ビス(アセチルアセトナト)ジイソブトキシチタン(IV)、トリス(オキシエチル)アミンイソプロポキシチタン(IV)、ビス[トリス(オキシエチル)アミン]ジイソプロポキシチタン(IV)、ビス(2-エチルヘキサン-1,3-ジオキシ)チタン(IV)、トリス[2-((2-アミノエチル)アミノ)エトキシ]エトキシチタン(IV)、ビス(ネオペンチル(ジアリル)オキシ)-ジエトキシチタン(IV)、チタン(IV)テトラブトキシド、テトラ(2-エチルヘキシルオキシ)チタネート、テトラ(イソプロポキシ)チタネート又はポリブチルチタネートである。商業的に入手可能な製品Tyzor(登録商標)AA、GBA、GBO、AA-75、AA-65、AA-105、DC、BEAT、BTP、TE、TnBT、KTM、TOT、TPT又はIBAY(全てDorf Ketal製);Tytan PBT、TET、X85、TAA、ET、S2、S4又はS6(全てBorica Company Ltd.製)及びKen-React(登録商標)KR(登録商標)TTS、7、9QS、12、26S、33DS、38S、39DS、44、134S、138S、133DS、158FS又はLICA(登録商標)44(全てKenrich Petrochemicals製)がとりわけ好適である。
特に好適な有機ジルコネートは、商業的に入手可能な製品Ken-React(登録商標)NZ(登録商標)38J、KZ(登録商標)TPPJ、KZ(登録商標)TPP、NZ(登録商標)01、09、12、38、44若しくは97(全てKenrich Petrochemicals製)又はSnapcure(登録商標)3020、3030、1020(全てJohnson Matthey & Brandenberger製)である。
特に好適な有機アルミネートは、商業的に入手可能な製品K-Kat 5218(King Industries製)である。
触媒として好適な窒素化合物は、とりわけ、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、ポリオキシアルキレンアミン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどのアミン;特に、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルジメトキシメチルシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-N’-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン若しくはケイ素上のメトキシ基の代わりにエトキシ基を持ったそれらの類似体などのアミノシラン;特に、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)、6-ジブチルアミノ-1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エンなどの環状アミジン;特に、テトラメチルグアニジン、2-グアニジノベンズイミダゾール、アセチルアセトングアニジン、1,3-ジ-o-トリルグアニジン、2-tert-ブチル-1,1,3,3-テトラメチルグアニジンなどのグアニジン類、若しくはカルボジイミドと、特に、ポリエーテルアミン若しくはアミノシランアミンなどの、アミンとの反応生成物;又は、特に、N-(3-トリメトキシシリルプロピル)-4,5-ジヒドロイミダゾール若しくはN-(3-トリエトキシシリルプロピル)-4,5-ジヒドロイミダゾールなどのイミダゾール類である。
異なる触媒の組合せ、とりわけ少なくとも1種の金属触媒と少なくとも1種の窒素化合物との組合せがまた好適である。
好ましい触媒は、有機スズ化合物、有機チタネート、アミン、とりわけアミノシラン、アミジン、グアニジン類又はイミダゾール類である。
好適な接着促進剤及び/又は架橋剤は、とりわけ、アミノシラン、メルカプトシラン、エポキシシラン、(メタ)アクリロシラン、アンヒドリドシラン、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、又はこれらのシランのオリゴマー形態、又は第一級アミンとエポキシシラン若しくは(メタ)アクリロシラン若しくはアンヒドロシランとの付加体である。3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-N’-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン若しくはケイ素上のメトキシシラン基の代わりにエトキシシラン基を持った対応するシラン、又はこれらのシランのオリゴマー形態が特に好適である。
特に好適な乾燥剤は、テトラエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、シラン基のα-位に官能基を有するオルガノシラン、とりわけN-(メチルジメトキシシリルメチル)-O-メチルカルバメート又は(又メタクリルオキシメチル)シラン、メトキシメチルシラン、オルトギ酸エスエル、及びまた酸化カルシウム又はモレキュラーシーブである。ビニルトリメトキシシラン又はビニルトリエトキシシランが好ましい。シラン基を含有するポリマーがメトキシシラン基を有する場合、ビニルトリメトキシシランが好ましく、一方、シラン基を含有するポリマーがエトキシシラン基を有する場合、ビニルトリエトキシシランが好ましい。
好適な可塑剤は、とりわけ、フタレート、とりわけジイソノニルフタレート(DINP)、ジイソデシルフタレート(DIDP)若しくはジ(2-プロピルヘプチル)フタレート(DPHP)、水素化フタレートつまりシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシレート、とりわけ水素化ジイソノニルフタレートつまりジイソノニル 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、とりわけビス(2-エチルヘキシル)テレフタレート(DOTP)若しく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つまりシクロヘキサン-1,4-ジカルボキシレート、とりわけ水素化ビス(2-エチルヘキシル)テレフタレートつまりビス(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つまりジイソノニル 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、とりわけジオクチルアジペート、アゼレート、セバケート、ベンゾエートなどのカルボン酸エステル、ポリオール、とりわけポリエーテルポリオール若しくはポリエステルポリオール、グリコールエーテル、グリコールエステル、とりわけアセテート基の形態で、ブロックされたヒドロキシル基を有するポリエーテルモノオール若しくはポリオール、有機リン酸エステル若しくはスルホン酸エステル、ポリブテン若しくは「バイオディーゼル」とも呼ばれる、天然脂肪若しくは油、とりわけ脂肪酸メチル若しくはエチルエステル、又はエポキシ化大豆油若しくはアマニ油である。
好適な充填材は、とりわけ、脂肪酸、とりわけステアレートで任意選択的に被覆された、粉砕若しくは沈澱炭酸カルシウム、バライト、石英粉、ケイ砂、ドロマイト、ウォラストナイト、か焼カオリン、マイカ若しくはタルクなどの、層状シリケート、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の微粉化されたシリカなどの、シリカ、セメント、石膏、フライアッシュ、工業的に生産されるカーボンブラック、黒鉛、金属粉、例えばアルミニウム、銅、鉄、銀又は鋼、PVC粉末又は中空ビーズである。沈澱した、脂肪酸被覆炭酸カルシウム及び/又はカーボンブラックが好ましい。
更なる好適な構成成分は、とりわけ、以下の助剤及び添加剤:
- シラン基を含有する更なるオリゴマー又はポリマー;
- 溶媒;
- 繊維、特にガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミック繊維、ポリアミド繊維若しくはポリエチレン繊維などの、ポリマー繊維、又は木材、セルロース、大麻若しくはサイザルアサなどの、天然繊維;
- グラフェンなどのナノ繊維又はカーボンナノチューブ;
- 染料;
- 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;
- レオロジー改質剤、特に増粘剤、特に、ベントナイトなどの、層状シリケート、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的に改質されたポリオキシエチレン;
- 酸化、熱、光若しくはUV放射線に対する安定剤;
- ロジン、セラック、アマニ油、ヒマシ油又は大豆油などの、天然樹脂、脂肪若しくは油;
- 非反応性ポリマー、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、酢酸ビニル若しくはアルキル(メタ)アクリレートを含む群からの、不飽和モノマーの、特にホモポリマー又はコポリマー、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);
- 難燃性物質、とりわけ既に述べられる充填材 水酸化アルミニウム若しく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、酸化、熱、光若しくはUV放射線に対する安定剤、又は殺生物剤
である。
組成物に特定の構成成分を混ぜ込む前に化学的又は物理的乾燥にかけることは賢明であり得る。
硬化性組成物は、好ましくは5重量%~80重量%、より好ましくは10重量%~70重量%、とりわけ20重量%~60重量%の、シラン基を含有するポリマーを含有する。
本発明の好ましい実施形態において、硬化性組成物は、ポリエーテルトリオールから誘導された、シラン基を含有する少なくとも1種の発明のポリマーと、シラン基を含有する少なくとも1種の更なる、とりわけ線状の、ポリマーとを含む。
ポリエーテルトリオールから誘導されるシラン基を含有する本発明のポリマーと、シラン基を含有する更なるポリマーとの間の重量比は、ここで、好ましくは10/90~70/30、とりわけ15/85~60/40の範囲内にある。
シラン基を含有する更なるポリマーは、好ましくは、
- ポリエーテルジオールから誘導されるシラン基を含有する発明のポリマー;
- ジイソシアネートモノマーのその後の除去なしに、1.3~2.5/1、とりわけ1.8~2.5/1の範囲内のNCO/OHモル比での、ジイソシアネートモノマーとポリエーテルポリオール、とりわけジオールとの反応からのシラン基を含有するポリマーから誘導されるシラン基を含有するポリマー;
- とりわけジイソシアネートでの、任意選択的に鎖延長ありの、アリル基を含有するポリエーテルとヒドロシランとの反応から得られるシラン基を含有するポリエーテル;
- とりわけジイソシアネートでの、任意選択的に鎖延長ありの、アルキレンオキシドとエポキシシランとの共重合から得られるシラン基を含有するポリエーテル;
- ジイソシアネートを使用する、任意選択的に鎖延長ありの、ポリエーテルポリオール、とりわけジオールと、イソシアナトシランとの反応から得られるシラン基を含有するポリエーテル
からなる群から選択される。
ポリエーテルトリオールから誘導されるシラン基を含有する本発明のポリマーは、とりわけ、組成物の熱安定性並びに場合により強度及び/又は伸長性を向上させる。
硬化性組成物は、とりわけ、湿気を排除して製造され、湿気を通さない容器中に周囲温度で貯蔵される。好適な湿気を通さない容器は、とりわけ、任意選択的に被覆された金属及び/又はプラスチックからなり、とりわけドラム、輸送ボックス、ホブボック、バケツ、キャニスター、缶、バッグ、チューブラーバッグ、カートリッジ又はチューブである。
硬化性組成物は、一成分組成物の形態に又は二成分組成物の形態にあり得る。
「一成分」組成物は、組成物の全構成成分が、同じ容器中に一緒に混合貯蔵される、及び湿気で硬化できるものを言う。
「二成分」組成物は、組成物の構成成分が、別個の容器中に貯蔵される2つの異なる成分中に存在するものを言う。2つの成分は、組成物の塗布の直前まで又は塗布中まで互いに混合されず、混合するとすぐに、混合組成物は、硬化が湿気の作用によってのみ進行する又は完了する状態で、硬化する。
硬化性組成物は、好ましくは、一成分組成物である。好適なパッケージング及び貯蔵を前提として、それは、典型的には数ヶ月間、1年まで、又はそれを超えて、貯蔵に安定である。
硬化性組成物を塗布すると、存在するシラン基は湿気と接触し、硬化のプロセスを開始する。硬化は、温度、接触の種類、湿気の量、及び任意の触媒の存在に応じて様々な速度で進行する。空気湿度を用いての硬化の場合、先ずスキンが組成物の表面上に形成される。スキン時間と呼ばれるものは、硬化速度の尺度である。
これは、硬化した組成物の形成をもたらす。
一成分組成物の場合に、それは、そのままで塗布され、次いで湿気又は水の影響下で硬化し始める。硬化の加速のために、水を含有する若しくは水を放出する加速剤成分並びに/又は触媒並びに/又は硬化剤を塗布時に組成物に混ぜ込むことができる、又は組成物は、それの塗布後に、そのような加速剤成分と接触させることができる。
硬化性組成物は、好ましくは、周囲温度、とりわけ約-10~50℃の範囲内、好ましくは-5℃~45℃、とりわけ0~40℃の範囲内で塗布される。
硬化は、好ましくは同様に、周囲温度で実現される。
硬化した状態で、本組成物は、著しく弾性の特性、特に高い強度及び高い伸長性、良好な熱安定性、並びに様々な基材上での良好な接着特性を有する。結果として、それは、多数の使用のために、とりわけ、建築用途又は工業用途向けのシーラント、接着剤、被覆材、コーティング又は塗料として、例えばジョイントシーラント、寄せ木張り接着剤、二次接着剤、艶出接着剤として、車体シーラント、シームシーラント若しくは空洞シーラントとして、床被覆材、床コーティング、バルコニーコーティング、屋根コーティング若しくは立体駐車場コーティングとして好適である。
硬化性組成物を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。
硬化性組成物は、構造的に粘性のある特性のペースト状稠度を有するように調合することができる。この種の組成物は、本質的に丸い又は三角形の断面積を有し得る、例えばビーズの形態で、例えば市販のカートリッジ又は小型の樽又はホブボックから、好適なデバイスを用いて塗布される。
硬化性組成物はまた、それが流体であり、及び「セルフレベリング」又はほんのわずかにチキソトロピックであり、且つ塗布のために注ぎ出すことができるように調合することができる。その後、コーティングとして、例えば、例えばローラー、滑り棒、ギザギザの塗布機又はこてを用いて平坦に分配して、所望の層厚さを与えることができる。一回の操作で、典型的には0.5~3mm、とりわけ1~2.5mmの範囲内の層厚さが塗布される。
接合又はシーリング又はコーティングのための好適な基材は、とりわけ、
- ガラス、ガラスセラミック、スクリーン印刷されたセラミック、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、とりわけ繊維セメント板、煉瓦、タイル、石膏、とりわけ石膏板若しくは無水物スクリード、又は花崗岩若しくは大理石などの、天然石;
- 亜鉛めっき若しくはクロムめっき金属などの、表面仕上げ金属又は合金を含む、アルミニウム、銅、鉄、鋼、非鉄金属などの、金属又は合金;
- プラスチック、特に硬質又は軟質PVC、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)、ポリエステル、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(ここで、プラスチックの表面は、任意選択的にプラズマ、コロナ又は火炎処理を受けている);
- 塗料又はワニス、とりわけ自動車トップコート;
- PCC(ポリマー変性セメントモルタル)又はECC(エポキシ樹脂変性セメントモルタル)をベースとする修理又はレベリングコンパウンド;
- アスファルト又はビチューメン;
- 皮革、布地、紙、木材、フェノール樹脂、メラミン樹脂又はエポキシ樹脂などの樹脂で接合された木材系材料、樹脂-布地複合材又は更なるいわゆるポリマー複合材;
- とりわけEPS、XPS、PUR、PIR、ロックウール、ガラスウール又は発泡ガラスでできた絶縁発泡体
である。
必要ならば、基材は、とりわけ物理的及び/若しくは化学的洗浄方法又は活性化剤若しくはプライマーの塗布によって、塗布前に前処理することができる。
2つの同一の基材又は2つの異なる基材を、接合するか又はシールすることが可能である。
2つの基材の接合又はシーリング後に、接合された又はシールされた物品が得られる。この物品は、構築構造物又はその部品、とりわけ地上又は地下の土木工学における構築構造物、橋、屋根、階段若しくはファサードであり得るか、又はそれは、工業財若しくは消費財、とりわけ窓、パイプ、家庭用電化製品又は、自動車、バス、トラック、鉄道車両、船、航空機若しくはヘリコプターなどの、輸送手段、或いはそれらのインストール可能な構成要素であり得る。
一実施形態において、硬化性組成物は、その上、少なくとも1種のエポキシ樹脂を含む。そのような組成物は、好ましくは、2つの成分を有する。それは、とりわけ、アミノシラン、エポキシシラン、ビニルシラン、2つ若しくは3つの第一級若しくは第二級脂肪族アミノ基を有するポリアミン及びエポキシ基の反応のための加速剤から選択される少なくとも1つの更なる構成成分を含む。それは任意選択的にその上水を含む。
アミノ基を有する化合物とエポキシ樹脂とは、好ましくは、同じ成分中にない。
シラン基を含有するポリマーとエポキシ樹脂との間の重量比は、好ましくは、20/80~70/30の範囲内にある。
そのような組成物は、非常に特に高い強度を可能にする高い含有量のエポキシ樹脂と、高い強度と相まって高い伸長性及び弾性を可能にするシラン基を含有する高い含有量のポリマーとで、特に高い強度を有する。
好適なエポキシ樹脂は、とりわけ、室温で自由に流れる、及び25℃よりも下のガラス転移温度を有する液体エポキシ樹脂である。
ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル又はビスフェノールA/Fジグリシジルエーテルをベースとする液体エポキシ樹脂、とりわけ、例えば、数割合の固体ビスフェノールA樹脂又はフェノールノボラックを任意選択的に含む、Dow、Huntsman又はMomentiveから商業的に入手可能であるような、工業グレード品質のものが好ましい。
そのような組成物のための特に好適なシランは、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン又はビニルトリエトキシシランである。
好適なポリアミンは、とりわけ、2,2-ジメチルプロパン-1,3-ジアミン、ペンタン-1,3-ジアミン(DAMP)、ペンタン-1,5-ジアミン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン(MPMD)、2-ブチル-2-エチルペンタン-1,5-ジアミン(C11ネオジアミン)、ヘキサン-1,6-ジアミン、2,5-ジメチルヘキサン-1,6-ジアミン、2,2(4),4-トリメチルヘキサメチレンジアミン(TMD)、ヘプタン-1,7-ジアミン、オクタン-1,8-ジアミン、ノナン-1,9-ジアミン、デカン-1,10-ジアミン、ウンデカン-1,11-ジアミン、ドデカン-1,12-ジアミン、1,2-、1,3-若しくは1,4-ジアミノシクロヘキサン、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-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(イソホロンジアミン若しくはIPDA)、2(4)-メチル-1,3-ジアミノシクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノ-3-メチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノ-3-エチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノ-3,5-ジメチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノ-3-エチル-5-メチルシクロヘキシル)メタン、2,5(2,6)-ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(NBDA)、3(4),8(9)-ビス(アミノメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、1,4-ジアミノ-2,2,6-トリメチルシクロヘキサン(TMCDA)、メンタン-1,8-ジアミン、1,3-ビス(アミノメチル)ベンゼン(MXDA)若しくは1,4-ビス(アミノメチル)ベンゼン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン(BHMT)、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、ペンタエチレンヘキサミン(PEHA)若しくは線状ポリエチレンアミンの高級同族体、ジプロピレントリアミン(DPTA)、N-(2-アミノエチル)プロパン-1,3-ジアミン(N3アミン)、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミン(N4アミン)、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)-1,4-ジアミノブタン、N5-(3-アミノプロピル)-2-メチルペンタン-1,5-ジアミン、N3-(3-アミノペンチル)ペンタン-1,3-ジアミン、N5-(3-アミノ-1-エチルプロピル)-2-メチルペンタン-1,5-ジアミン若しくはN,N’-ビス(3-アミノ-1-エチルプロピル)-2-メチルペンタン-1,5-ジアミン、2-アミノエチルピペラジン、3-ジメチルアミノプロピルアミン(DMAPA)、N,N-ジメチルジ(1,3-プロピレン)トリアミン(DMAPAPA)、N,N’-ビス(アミノエチル)ピペラジン、N,N’-ビス(アミノプロピル)ピペラジン、N,N-ビス(3-アミノプロピル)メチルアミン、N,N-ビス(3-アミノプロピル)エチルアミン、4-アミノメチルオクタン-1,8-ジアミン、1,3,5-トリス(アミノメチル)ベンゼン、1,3,5-トリス(アミノメチル)シクロヘキサン、トリス(2-アミノエチル)アミン、トリス(2-アミノプロピル)アミン、トリス(3-アミノプロピル)アミン、N-ベンジルエタン-1,2-ジアミン、N-ベンジルプロパン-1,2-ジアミン、N-ベンジル-1,3-ビス(アミノメチル)ベンゼン、N-2-エチルヘキシル-1,3-ビス(アミノメチル)ベンゼン、N-(2-フェニルエチル)-1,3-ビス(アミノメチル)ベンゼン、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、4,7-ジオキサデカン-2,9-ジアミン、4,9-ジオキサドデカン-1,12-ジアミン、5,8-ジオキサドデカン-3,10-ジアミン、4,7,10-トリオキサトリデカン-1,13-ジアミン若しくはこれらのジアミンの高級オリゴマー、ビス(3-アミノプロピル)ポリテトラヒドロフラン若しくは他のポリテトラヒドロフランジアミン、3,9-ビス(3-アミノプロピル)-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、ポリオキシアルキレンジ-若しくはトリアミン、とりわけJeffamine(登録商標)D-230、Jeffamine(登録商標)D-400、Jeffamine(登録商標)D-2000、Jeffamine(登録商標)EDR-104、Jeffamine(登録商標)EDR-148、Jeffamine(登録商標)EDR-176、Jeffamine(登録商標)T-403、Jeffamine(登録商標)T-3000、Jeffamine(登録商標)T-5000(全てHuntsman製)、又はこれらの若しくは更なるポリアミンとエポキシ樹脂若しくは、特に、クレジルグリシジルエーテルなどの、モノエポキシドとの付加体、及びまたポリアミドアミンと呼ばれるもの若しくはマンニッヒ塩基と呼ばれるもの、とりわけ、フェナルカミンである。
MPMD、TMD、1,2-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、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、IPDA、2(4)-メチル-1,3-ジアミノシクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、NBDA、MXDA、BHMT、TETA、TEPA、N4アミン、DMAPAPA、N-ベンジルエタン-1,2-ジアミン、200~500g/モルの範囲内の平均分子量Mを有するポリオキシプロピレンジアミン若しくはトリアミン、又はMPMD若しくはプロパン-1,2-ジアミンとクレジルグリシジルエーテルとの付加体が好ましい。
エポキシ基の反応のための好適な加速剤は、とりわけ、酸又は酸へ加水分解できる化合物であり、とりわけ、サリチル酸などの有機カルボン酸、p-トルエンスルホン酸などの有機スルホン酸、スルホン酸エステル、リン酸、又は、特に、硝酸カルシウムなどどの硝酸塩、又は、特に、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、トリエタノールアミンなどの第三級アミン、特に、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などのイミダゾール類、アミジン若しくはグアニジン、フェノール類、特に、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールなどのマンニッヒ塩基、又はメルカプト基を有する化合物である。
より好ましくは、エポキシ樹脂を含む硬化性組成物は、少なくとも1種のアミノシラン及び任意選択的にビニルシラン、任意選択的に2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、任意選択的にポリアミン及び任意選択的にスズ触媒を含む。
そのようなエポキシ樹脂を含む硬化性組成物は、組成物の2つの成分を互いに混合すること及び組成物と湿気との接触によって硬化する。存在するシラン基は、上に記載されたように、ここで湿気と反応し、存在するエポキシ基は、第一級若しくは第二級アミノ基と及び/又は互いに反応し、アミノシランは、シラン基によって及びアミノ基によってポリエーテルポリマー相とエポキシ樹脂相とを互いに結び付けることができる。これは、高い強度、耐衝撃性、安定性及び、シラン基を含有するポリマーとエポキシ樹脂との間の比率に応じて、より大きい又はより少ない伸長性及び弾性の高品質材料をもたらす。
本発明は、更に、硬化性組成物からそれと湿気との接触後に得られた硬化した組成物を提供する。
実施例が本明細書で以下に提示され、それらは、記載された本発明を更に明らかにすることを意図する。本発明は、もちろん、これらの記載される実施例に限定されない。
「標準気候条件」(「SCC」)は、23±1℃の温度及び50±5%の相対空気湿度を言う。
特に明記しない限り、使用される化学薬品は、Sigma-Aldrich製であった。
ジイソデシルフタレートは、(BASF製の)Palatinol(登録商標)10-Pの形態で使用した。
粘度は、恒温のRheotec RC30コーン-プレート粘度計(コーン直径25mm、コーン角1°、コーンチップ-プレート距離0.05mm、せん断速度10s-1)で測定した。
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ての事前の誘導体化後にHPLC(フォトダイオードアレイによる検出;移動相として0.04M酢酸ナトリウム/アセトニトリル)を用いて測定した。
モノマーの除去ありのイソシアネート基を含有するポリマーの調製:
ポリマーD-1:
812.0g(0.15当量OH)のポリオキシプロピレンジオール(OH価10mg KOH/g、Acclaim(登録商標)12200N、Covestro製)と166.6g(1.5当量NCO)のIPDI(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、Vestanat(登録商標)IPDI、Evonik製)とを、80℃で公知の方法によって反応させて5.7重量%のNCO含有量、20℃で11.0Pa・sの粘度及び約9.5重量%のIPDIモノマー含有量を有するポリマーを得た。
その後、揮発性構成成分、とりわけIPDIモノマーの大部分を、ショートパスエバポレーターでの蒸留によって除去した(ジャケット温度160℃、圧力0.1~0.005ミリバール)。このようにして得られた線状ポリマーは、0.85重量%のNCO含有量、20℃で19.1Pa・sの粘度及び0.06重量%のIPDIモノマー含有量を有した。
ポリマーD-2:
725.0gの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、Desmophen(登録商標)5031 BT、Covestro製)と275gのジフェニルメタン 4,4’-ジイソシアネート(Desmodur 44 MC L、Covestro製)とを、80℃で公知の方法によって7.6重量%のNCO含有量、20℃で6.5Pa・sの粘度及び約20重量%のジフェニルメタン 4,4’-ジイソシアネートモノマー含有量を有するポリマーに変換させた。
その後、揮発性構成成分、とりわけジフェニルメタン 4,4’-ジイソシアネートモノマーの大部分を、ショートパスエバポレーターでの蒸留によって除去した(ジャケット温度180℃、圧力0.1~0.005ミリバール、凝縮温度47℃)。このようにして得られたポリマーは、1.7重量%のNCO含有量、20℃で19Pa・sの粘度及び0.04重量%のジフェニルメタン 4,4’-ジイソシアネートモノマー含有量を有した。
ポリマーD-3:
780.0gの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、Desmophen(登録商標)5031 BT、Covestro製)と220gのIPDI(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、Vestanat(登録商標)IPDI、Evonik製)とを、0.01gのジブチルスズジラウレートの存在下に80℃で公知の方法によって6.4重量%のNCO含有量、20℃で4.1Pa・sの粘度及び約12重量%のIPDIモノマー含有量を有するポリマーに変換させた。
その後、揮発性構成成分、とりわけIPDIモノマーの大部分を、ショートパスエバポレーターでの蒸留によって除去した(ジャケット温度160℃、圧力0.1~0.005ミリバール)。このようにして得られたポリマーは、1.9重量%のNCO含有量、20℃で8.2Pa・sの粘度及び0.02重量%のIPDIモノマー含有量を有した。
ポリマーD-4:
727.0gのポリオキシプロピレンジオール(OH価28mg KOH/g、Acclaim(登録商標)4200、Covestro製)と273.0gのジフェニルメタン 4,4’-ジイソシアネート(Desmodur 44 MC L、Covestro製)とを、80℃で公知の方法によって7.4重量%のNCO含有量、20℃で5.2Pa・sの粘度及び約17重量%のジフェニルメタン 4,4’-ジイソシアネートモノマー含有量を有するポリマーに変換させた。
その後、揮発性構成成分、とりわけジフェニルメタン 4,4’-ジイソシアネートモノマーの大部分を、ショートパスエバポレーターでの蒸留によって除去した(ジャケット温度180℃、圧力0.1~0.005ミリバール、凝縮温度47℃)。このようにして得られた線状ポリマーは、1.8重量%のNCO含有量、20℃で13.3Pa・sの粘度及び0.08重量%のジフェニルメタン 4,4’-ジイソシアネートモノマー含有量を有した。
イソシアネート基を含有する従来のポリマーの調製:
ポリマーC-1:(NCO/OH=2.1/1)
1000.0gのポリオキシプロピレンジオール(OH価10mg KOH/g、Acclaim(登録商標)12200N、Covestro製)、122.8gのジイソデシルフタレート、41.6gのIPDI(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、Vestanat(登録商標)IPDI、Evonik製)及び0.12gのジブチルスズジラウレートを、90℃で公知の方法によって0.63重量%のNCO含有量、20℃で31Pa・sの粘度及び約0.5重量%のIPDIモノマー含有量を有するポリマーに変換させた。
ポリマーC-2:(NCO/OH=2.1/1)
190.0gの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、Desmophen(登録商標)5031 BT、Covestro製)と25.0gのジフェニルメタン 4,4’-ジイソシアネート(Desmodur(登録商標)44 MC L、Covestro製)とを、80℃で公知の方法によって変換させた。反応混合物は、反応中にゲル化し、したがって更なる使用のために不適であった。
使用される式(II)のシラン:
シランA-1 約1/1のモル比での3-アミノプロピルトリメトキシシランとジエチルマレエートとの反応から得られる、ジエチル N-(3-トリメトキシシリルプロピル)アミノスクシネート(351.5g/モル)
シランA-2 約1/1のモル比での3-アミノプロピルトリエトキシシランとジエチルマレエートとの反応から得られる、ジエチル N-(3-トリエトキシシリルプロピル)アミノスクシネート(393.6g/モル)
シランA-3 約2/1のモル比での3-アミノプロピルジエトキシメチルシランとL-ラクチドとの反応から得られる、N-(3-ジエトキシメチルシリルプロピル)-2-ヒドロキシプロパンアミド(263.4g/モル)
シラン基を含有するポリマーの調製:
ポリマーS-1:(発明の)
上記のように調製された、300gのポリマーD-1の初期装入物に、湿気を排除した窒素雰囲気下で、25.1gのシランA-2を添加し、イソシアネート基がFT-IR分光法を用いてもはや検出できなくなるまで60℃で混合物を撹拌した。結果として得られたポリマーを室温まで冷却し、湿気を排除して貯蔵した。それは、無色透明であり、製造の翌日に20℃で40Pa・sの粘度を有した。
ポリマーS-2:(発明の)
上記のように調製された、300gのポリマーD-1の初期装入物に、湿気を排除した窒素雰囲気下で、16.8gのシランA-3及び0.06gのBi触媒(Coscat(登録商標)83、Vertellus製)を添加し、イソシアネート基がFT-IR分光法を用いてもはや検出できなくなるまで80℃で混合物を撹拌した。結果として得られたポリマーを室温まで冷却し、湿気を排除して貯蔵した。それは、無色透明であり、製造の翌日に20℃で90Pa・sの粘度を有した。
ポリマーS-3:(発明の)
上記のように調製された、247.0gのポリマーD-2の初期装入物に、湿気を排除した窒素雰囲気下で、36.2gのシランA-1を添加し、イソシアネート基がFT-IR分光法を用いてもはや検出できなくなるまで60℃で混合物を撹拌した。結果として得られたポリマーを室温まで冷却し、湿気を排除して貯蔵した。それは、無色透明であり、製造の翌日に20℃で357Pa・sの粘度を有した。
ポリマーS-4:(発明の)
上記のように調製された、221.0gのポリマーD-3の初期装入物に、湿気を排除した窒素雰囲気下で、36.2gのシランA-1を添加し、イソシアネート基がFT-IR分光法を用いてもはや検出できなくなるまで60℃で混合物を撹拌した。結果として得られたポリマーを室温まで冷却し、湿気を排除して貯蔵した。それは、無色透明であり、製造の翌日に20℃で70Pa・sの粘度を有した。
ポリマーS-5:(発明の)
上記のように調製された、233.3gのポリマーD-4の初期装入物に、湿気を排除した窒素雰囲気下で、36.2gのシランA-1を添加し、イソシアネート基がFT-IR分光法を用いてもはや検出できなくなるまで60℃で混合物を撹拌した。結果として得られたポリマーを室温まで冷却し、湿気を排除して貯蔵した。それは、無色透明であり、製造の翌日に20℃で108Pa・sの粘度を有した。
ポリマーR-0:(比較の)
上記のように調製された、333.3gのポリマーC-1の初期装入物に、湿気を排除した窒素雰囲気下で、18.1gのシランA-1を添加し、イソシアネート基がFT-IR分光法を用いてもはや検出できなくなるまで60℃で混合物を撹拌した。結果として得られたポリマーを室温まで冷却し、湿気を排除して貯蔵した。それは、10重量%の可塑剤(ジイソデシルフタレート)を含有し、無色透明であり、製造の翌日に20℃で99Pa・sの粘度を有した。
ポリマーR-1:(比較の)
上記のように調製された、333.3gのポリマーC-1の初期装入物に、湿気を排除した窒素雰囲気下で、20.2gのシランA-2を添加し、イソシアネート基がFT-IR分光法を用いてもはや検出できなくなるまで60℃で混合物を撹拌した。結果として得られたポリマーを室温まで冷却し、湿気を排除して貯蔵した。それは、10重量%の可塑剤(ジイソデシルフタレート)を含有し、無色透明であり、製造の翌日に20℃で79Pa・sの粘度を有した。
ポリマーR-2:(比較の)
上記のように調製された、333.3gのポリマーC-1の初期装入物に、湿気を排除した窒素雰囲気下で、13.6gのシランA-3及び0.06gのBi触媒(Coscat(登録商標)83、Vertellus製)を添加し、イソシアネート基がFT-IR分光法を用いてもはや検出できなくなるまで80℃で混合物を撹拌した。結果として得られたポリマーを室温まで冷却し、湿気を排除して貯蔵した。それは、10重量%の可塑剤(ジイソデシルフタレート)を含有し、無色透明であり、製造の翌日に20℃で113Pa・sの粘度を有した。
ポリマーSPUR-1:(比較の)
190.0gのDesmophen(登録商標)5031 BTと19.5gの3-イソシアナトプロピルトリメトキシシランとを、シラン基を含有するポリマーに80℃で公知の方法によって変換させた。結果として得られたポリマーを室温まで冷却し、湿気を排除して貯蔵した。それは、無色透明であり、製造の翌日に20℃で5Pa・sの粘度を有した。
Figure 2023512697000007
湿気硬化性組成物:
組成物Z1~Z12:
各組成物に関して、表2~3に明記される原料を明記される量(重量部単位での)で、遠心ミキサー(SpeedMixer(商標)DAC 150、FlackTek Inc.)を用いて3000rpmで1分間湿気を排除して混合し、湿気を排除して貯蔵した。
組成物を以下のとおり試験した:
貯蔵安定性の尺度として、閉鎖アルミニウム管中で湿気を排除しての貯蔵後に室温で1日後(1d RT)及び空気循環オーブン中で、60℃で7日後(7d 60℃)に粘度を測定した。
オープンタイムの尺度として、スキン時間(ST)を測定した。このために、2、3グラムの組成物を約2mmの層厚さでボール紙に塗布し、標準気候条件下で、組成物の表面をそっとたたくために使用されるLDPEピペット上にその後もはやいかなる残渣も残らなくなる期間を測定した。
硬度及び熱安定性の尺度として、ショアA硬度を、標準気候条件下に7日間(7d SCC)硬化させた試験検体に関して、又は標準気候条件下で7日間、次いで80℃、90℃若しくは100℃での空気循環オーブン中で明記された温度で明記された期間貯蔵された試験検体に関してDIN 53505に従って測定した。
機械的特性を測定するために、組成物をシリコーン被覆剥離紙に塗布して厚さ2mmのフィルムを得て、フィルムを標準気候条件下で14日貯蔵し、30mmの試験片長さ及び4mmの試験片幅の75mmの長さを有する2、3のダンベルをフィルムから打ち抜き、これらを、引張強度(破断荷重)、破断点伸び並びにMoE 5%(0.5%-5%伸びでの)及びMoE 50%(0.5%-50%伸びでの)に関して200mm/分の歪み速度でDIN 53504に従って試験した。
接着接合の強度の尺度として、ラップせん断強度(LSS)をガラス上で測定した。このために、イソプロパノールで脱脂し、Sika(登録商標)Aktivator 205(Sika Schweiz AG製)で前処理された2つのガラス板を、オーバーラップした接着接合が12×25mmの寸法及び4mmの厚さを有し、ガラス板がトップエンドで突出するように接合することによって接合試験検体を製造した。標準気候条件下での14日の貯蔵時間後にラップせん断強度を、20mm/分の歪み速度でDIN EN 1465に従って測定した。
結果を表2~3に報告する。
比較例は、(Ref.)で識別される。
Figure 2023512697000008
Figure 2023512697000009
表3から、本発明の組成物Z8~Z10及びZ12は良好な熱安定性を有するが、比較組成物Z7及びZ11は、不十分な熱安定性を有することが明らかである。90℃で14日間及び100℃で7日間の貯蔵後に、それらのショアA試験検体は、測定が全く可能ではないような程度まで破壊されてしまった。
エポキシ樹脂を含む二成分組成物:
組成物Z13及びZ14:
各組成物に関して、62.2重量部(PW)の表4に明記されるようなシラン基を含有するポリマー、1.4PWのジイソデシルフタレート、2.4PWのビニルトリメトキシシラン、27.4PWの1,2-ジアミノシクロヘキサン(Dytek(登録商標)DCH-99、Invista製)、2.3PWの3-アミノプロピルトリメトキシシラン、2.3PWの2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(Ancamine(登録商標)K54、Evonik製)、0.4PWの安定剤(Irganox 1010、BASF製)、1.5 PWのカーボンブラック及び0.1PWのジブチルスズジラウレートを、遠心ミキサー(SpeedMixer(商標)DAC 150、FlackTek Inc.)を用いて混合することによって第1の成分1を製造し、混合物を、湿気を排除して貯蔵した。
その上、各組成物に関して、70.2PWのビスフェノールAジグリシジルエーテル(Araldite(登録商標)GY 250、Huntsman製)、23.4PWのヘキサンジオールジグリシジルエーテル(Araldite(登録商標)DY-H、Huntsman製)、0.5 PWの乳化剤、1.9PWの水、2.4 PWのヒュームドシリカ、1.5PWのカーボンブラック及び0.1PWのジブチルスズジラウレートを、遠心ミキサーを用いて処理することによって第2の成分2を製造し、混合物の貯蔵を生み出した。
2つの成分を次いで、遠心ミキサーを用いて0.6/1の第1の/第2の成分の重量比で処理して均質な液体を得て、これを直ちに以下の通り試験した。
機械的特性の測定に関しては、混合された組成物をPTFE被覆フィルム上へ注いで厚さ2mmのフィルムを得て、標準気候条件下で貯蔵した。1日後に、30mmの試験片長さ及び4mmの試験片幅の75mmの長さを有する多数のダンベル形状の試験検体をフィルムから打ち抜き、更なる6日間標準気候条件下で貯蔵した。その後、これらを、DIN EN 53504に記載されているように、2mm/分の歪み速度で、引張強度(破断荷重)、破断点伸び並びに0.5-1%伸びでの弾性率(MoE 0.5-1%)及び0.5%-5%伸びでの弾性率(MoE 0.5-5%)を測定した。同様に、多数の試験検体を打ち抜き、引裂抵抗の測定のために貯蔵し、500mm/分の歪み速度でDIN ISO 34に従って試験した。
SCC下で7日後に、フィルム全ての外観を目視により格付けした。全てのフィルムは、硬化後に色が黒色であり、シルキーマット表面で完全にゼロの粘着性を有し、均質であり、ブリスターがなかった。そのようなフィルムは、「良い」と言われた。
これらの結果を表4に報告する。
Figure 2023512697000010
組成物Z-13及びZ-14は、DIN EN 53504に従った引張試験において、低レベルの弾性、しかし主に可塑性を有する変形を示す。それらは、とりわけ、基材の凝集接合のための構造用接着剤として又は高い硬度及び靱性の封入コンパウンドとして好適である。

Claims (15)

  1. イソシアネート基の1モル当量当たり少なくとも1モルのアミノ-、メルカプト-、又はヒドロキシシランの化学量論比での
    (i)少なくとも3/1のNCO/OHモル比での、少なくとも1種のジイソシアネートモノマーと少なくとも1種のポリエーテルポリオールとの反応、及びその後の、好適な分離方法を用いた未転化のジイソシアネートモノマーの大部分の除去から得られる、イソシアネート基を含有し、かつ0.3重量%~4重量%の範囲内のNCO含有量及び0.3重量%以下のジイソシアネートモノマー含有量を有するポリマーと、
    (ii)少なくとも1種のアミノ-、メルカプト-、又はヒドロキシシランと
    の反応からのシラン基を含有するポリマー。
  2. 下記式(I)のシラン基を有することを特徴とする、請求項1に記載のシラン基を含有するポリマー:
    Figure 2023512697000011
    (式中、
    bは、0、1又は2、とりわけ0又は1であり、
    は、エーテル基を任意選択的に含有し、かつ1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり、
    は、環状及び/又は芳香族部分を任意選択的に有し、かつ1つ又は複数のヘテロ原子、とりわけアミド、カルバメート、又はモルホリノ基を任意選択的に有する1~12個の炭素原子を有する二価のヒドロカルビル基であり、かつ
    Xは、O、S、又はNRであり、ここで、Rは、H、又はアルコキシシリル、エーテル、若しくはカルボン酸エステル基の形態でのヘテロ原子を任意選択的に有する1~20個の炭素原子を有する一価のヒドロカルビル基である)。
  3. 1分子当たり平均1.3~4、より好ましくは1.5~3.5、とりわけ1.7~3.5の、シラン基を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のシラン基を含有するポリマー。
  4. 前記ジイソシアネートモノマーは、ジフェニルメタン2,4’-及び/又は2,2’-ジイソシアネートの画分あり又はなしのジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネート、トリレン2,4-ジイソシアネート、トリレン2,4-ジイソシアネートとトリレン2,6-ジイソシアネートとの混合物、ヘキサン1,6-ジイソシアネート、及び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からなる群から選択され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シラン基を含有するポリマー。
  5. 前記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1~4のいずれか一項に記載のシラン基を含有するポリマー。
  6. 前記ポリエーテルポリオールは、全繰り返し単位を基準として、80重量%~100重量%の1,2-プロピレンオキシ基と、0重量%~20重量%の1,2-エチレンオキシ基と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シラン基を含有するポリマー。
  7. 前記ポリエーテルポリオールは、5~58mg KOH/gの範囲内のOH価を有す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シラン基を含有するポリマー。
  8. 前記ポリエーテルポリオールは、1.7~2の範囲内の平均OH官能価を有するポリエーテルジオールであることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載のシラン基を含有するポリマー。
  9. 前記ポリエーテルポリオールは、2.2~3の範囲内の平均OH官能価を有するポリエーテルトリオールであることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載のシラン基を含有するポリマー。
  10. 以下を特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載のシラン基を含有するポリマーの調製方法:
    (a)少なくとも3/1のNCO/OHモル比で、少なくとも1種のジイソシアネートモノマーを、5~58mg KOH/gの範囲内のOH価を有する少なくとも1種のポリエーテルポリオールと反応させる、
    (b)次いで、未転化の前記ジイソシアネートモノマーの大部分を、好適な分離方法を用いて除去する、及び
    (c)得られたイソシアネート基を含有するポリマーを、最後に、イソシアネート基の1モル当量当たり、少なくとも1モルのアミノ-、メルカプト-、又はヒドロキシシランの化学量論比で、少なくとも1種のアミノ-、メルカプト-、又はヒドロキシシランと反応させる。
  11. 請求項1~9のいずれか一項に記載の少なくとも1種のシラン基を含有するポリマーと、触媒、架橋剤、接着促進剤、乾燥剤、可塑剤、及び充填材からなる群から選択される少なくとも1つの更なる構成成分とを含む硬化性組成物。
  12. ポリエーテルトリオールから誘導される請求項9に記載の少なくとも1種のシラン基を含有するポリマーと、シラン基を含有する、少なくとも1種の更なる、とりわけ線状の、ポリマーとを含むことを特徴とする、請求項11に記載の硬化性組成物。
  13. 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されることを特徴とする、請求項11又は12に記載の硬化性組成物。
  14. 少なくとも1種のエポキシ樹脂を更に含むことを特徴とする、請求項11に記載の硬化性組成物。
  15. 湿気との接触後に請求項11~14のいずれか一項に記載の硬化性組成物から得られる硬化した組成物。
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