JP2023523937A - アルファ-シラン末端有機ポリマーをベースとする反応性ホットメルト接着剤組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、組成物の総重量を基準として、a)3wt%~49wt%の少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーと;b)1wt%から20wt%未満、好ましくは1wt%~10wt%の少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーと;c)1wt%~20wt%、好ましくは1wt%~10wt%の、少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物と;d)0.001wt%~5wt%、好ましくは0.001wt%~1wt%の、第1級若しくは第2級アミノ基又は加水分解して第1級若しくは第2級アミノ基となるブロック化アミノ基を含む少なくとも1種の低分子量シランとを含む、反応性ホットメルト接着剤組成物に関する。本発明は、それらを製造する方法、及び前記組成物を使用した表面ラミネーションの方法にさらに関する。
Description
本発明は反応性ホットメルト接着剤組成物に関する。本発明はさらに、それらを製造する方法に関し、この組成物を使用した表面ラミネーションの方法にも関する。
反応性ホットメルト接着剤は、例えば短い硬化時間、高い初期強度、及び安定性などの利点のおかげで、大きな市場シェアを占め、様々に採用され、多くの用途において溶剤型接着剤に取って代わってきた(例えば、Bodo Muller、Walter Rath、Formulierung von Kleb- und Dichtstoffen [Formulation of Adhesives and Sealants]、Vincentz Network; 第1版、2004年12月を参照)。
反応性ホットメルト接着剤の中でも主要な代表物は、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)をベースとする水分架橋性ポリウレタンである。モノマーMDIを使用した加工は、その増感効果に起因して、EU規制2020/1149から明らかなように、最近ではREACHのもとで制限されてきた。
MDIをベースとする、モノマー含量の低い反応性ポリウレタンホットメルト接着剤を製造する方法が特許文献に記載されている(例えば、国際公開第03/055929号、国際公開第01/40342号、国際公開第03/033562号、国際公開第03/006521号を参照)。
ポリウレタンホットメルト接着剤をシラン処理する方法も記載されており、これはイソシアネートを含まない代替物を代表するものである。この方法は一般に、水分架橋性ジ-及び/又はトリアルコキシシラン単位の導入を必要とする。製造の1つの可能性は、反応性ポリウレタンホットメルト接着剤のイソシアネート基と第2級アミノシランとの反応により示される(例えば国際公開第2004/005420A1号)。架橋反応は、一般にアミノシラン、スズ促進剤、及び/又は強窒素塩基(例えば、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン)を使用して促進される。この方法の欠点は、これらの促進剤が反応性ポリウレタンホットメルト接着剤に通常存在するエステル単位の加水分解を同時に促進し得ることである。得られる配合物も一般には、ロール塗工機において加工されるのを可能にする十分な安定性をもはや有していない。反応性ホットメルト接着剤はしばしばロール塗工機を使用して加工され、多くの場合周囲湿度にさらされる。したがって配合物は十分に安定でなければならず、短時間のプラント停止の間であっても、塗布量及びストリンギングの著しい増加などをもたらす程度まで周囲水分と反応してはならず、後者は塗工外観に悪影響を与える。
シラン末端ポリマーをベースとする安定なホットメルト接着剤配合物は、興味深い種類の接着剤を構成する。さらに、そのようなシラン官能性接着剤は広い接着性の範囲を有し、このことは例えばイソシアネート架橋系と比較して利点となり得る。シラン末端ポリマーの場合はシラン基が一般に2~3の縮合反応に関与することができるので、構造的に同等なイソシアネート系バインダーと比較してより高い架橋密度も可能である。これに関連して、他の要素の中でも、これらの接着剤が高温において確実な操作で部分的にアプリケータロールにより加工されることが可能であること、この用途に典型的であるような高い初期接着性を有すること、工業用途において許容可能である化学的貫通硬化(through-curing)も示すことが有利となる。
この開発の一部として、シラン系配合物の製造について、2つの経路が推測されている。接着剤のイソシアネート基を第2級アミノシランと化学的に反応させる、上記でより詳細に記載されるような既存の反応性PUホットメルト接着剤のシラン処理だけでなく、他方では市販のシランバインダーが、高い初期接着性を実現するという目的で結晶性又はアモルファス樹脂と共に配合される。
例えば、国際公開第2007/074143A1号は、シラン官能化ポリウレタンプレポリマーによる水分硬化ホットメルト接着剤組成物を記載している。
国際公開第2013/026654A1号は、オルガニルオキシシラン末端ポリマーをベースとする架橋性組成物を記載している。これに関連し、独国特許出願公開第102013213835号におけるように、例えばGeniosil(登録商標)STP-E10及びシリコーン樹脂などの、アルファ-シランのブレンドが記載されている。
国際公開第2011/087741A2号は、本及び関連物品を綴じるための接着剤、並びにシラン修飾液体ポリマーを有するそのような接着剤の製造を記載している。接着剤は特に、モノマージイソシアネート含量が低減されているか又はモノマージイソシアネートを含有しないと言われている。
どちらの場合も結果は当初は満足できるものではなかった。得られる配合物は、初期接着性が低すぎるか、ロール安定性ではないか、又は貫通硬化が遅すぎるものであった。
初期接着性を改善するための候補は、ポリエステル及びポリアクリレート樹脂を含む。ポリエステル樹脂については、例えばアミノシランなどの典型的なシラン接着促進剤により触媒される、加水分解による劣化のリスクがある。他方では、適切な結晶性ポリアクリレート樹脂は非常に高温(およそ150℃)で溶融されなければならない。しかしこれらの温度では、市販のポリエーテル系シランバインダーは安定性を欠く。
したがって、本発明の目的は、上記の欠点を全く示さないか又は少なくともより低い度合いで示す反応性ホットメルト接着剤組成物を提供することであった。
前記目的は、組成物の総重量を基準として、
a)3wt%~49wt%の少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーと、
b)1wt%から20wt%未満、好ましくは1wt%~10wt%の少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーと、
c)1wt%~20wt%、好ましくは1wt%~10wt%の、少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物と、
d)0.001wt%~5wt%、好ましくは0.001wt%~1wt%の、第1級若しくは第2級アミノ基又は加水分解して第1級若しくは第2級アミノ基となるブロック化アミノ基を含む少なくとも1種の低分子量シランと
を含む反応性ホットメルト接着剤組成物により、達成された。
a)3wt%~49wt%の少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーと、
b)1wt%から20wt%未満、好ましくは1wt%~10wt%の少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーと、
c)1wt%~20wt%、好ましくは1wt%~10wt%の、少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物と、
d)0.001wt%~5wt%、好ましくは0.001wt%~1wt%の、第1級若しくは第2級アミノ基又は加水分解して第1級若しくは第2級アミノ基となるブロック化アミノ基を含む少なくとも1種の低分子量シランと
を含む反応性ホットメルト接着剤組成物により、達成された。
前記目的は、同様に、本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物を製造する方法であって、
(a)130℃~170℃の範囲内の温度で、少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーを、少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物へ加えるか、又は少なくとも1種の化合物を含む混合物へ加える工程と、
(b)80℃~120℃の範囲内の温度まで混合物を冷却する工程と、
(c)少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーを冷却済み混合物へ加える工程と、
(d)第1級若しくは第2級アミノ基又は加水分解して第1級若しくは第2級アミノ基となるブロック化アミノ基を含む少なくとも1種の低分子量シランを加えて、本発明に記載される反応性ホットメルト接着剤組成物を得る工程と
を含む、方法によって、達成された。
(a)130℃~170℃の範囲内の温度で、少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーを、少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物へ加えるか、又は少なくとも1種の化合物を含む混合物へ加える工程と、
(b)80℃~120℃の範囲内の温度まで混合物を冷却する工程と、
(c)少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーを冷却済み混合物へ加える工程と、
(d)第1級若しくは第2級アミノ基又は加水分解して第1級若しくは第2級アミノ基となるブロック化アミノ基を含む少なくとも1種の低分子量シランを加えて、本発明に記載される反応性ホットメルト接着剤組成物を得る工程と
を含む、方法によって、達成された。
前記目的は、同様に、アプリケータロールによって本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物を基材に塗布する工程を含む、表面ラミネーションの方法によって、達成された。
許容可能な貫通硬化速度を有する、100~120℃の加工温度におけるロール安定性接着剤の要件は、驚くことにシラン末端ポリマー(いわゆるアルファ-シラン)をベースとするバインダーにより実現され、ここでは少なくとも100℃まで液体である化合物を使用して、及びまた第1級若しくは第2級アミノ基又は加水分解して第1級若しくは第2級アミノ基となるブロック化アミノ基を含む少なくとも1種の低分子量シランも使用して、少なくとも150℃までにおいて溶解させることができるアクリレート樹脂系ポリマーを採用することが可能である。このようにして、満足できる初期接着性を有する加水分解安定性配合物を製造することが可能である。さらに、本発明の反応性ホットメルト接着剤組成物は高い架橋密度を有し、このことは良好な可塑剤安定性の理由となり得る。
したがって、本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物は、100℃で低粘度でありロール安定性が高く、アルファ-シラン末端ポリマーをベースとし、室温で表面ラミネーションのための十分に高い初期接着性を示し化学的観点から十分な速度で貫通硬化される、水分架橋性接着剤配合物を指す。硬化の過程の縮合反応はアルコール(より詳細にはメタノール、場合によりエタノールも)の脱離をもたらし、シロキサン基の形成を伴う。
より詳しく見ると、アルファ-シランについては、ケイ素原子に対してアルファ位に位置しているドナー原子(例えば窒素原子)の結果として(アルファ効果)、アルコキシシランの主に自己触媒性の2段階縮合反応があることが知られている。本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物は、アミノシランにより促進され、例えばスズオルガニル(有機スズ化合物)又はジアザビシクロウンデセンなどのさらなる共触媒を使用せずに機能する。驚くことに、本発明の一部として、アルファ-シランを含有する配合物は、慣例的な周囲条件下(およそ約20~23℃の室温、およそ30~65%r.hの周囲湿度)で封じ込めがなく100℃でおよそ30~60分にわたってロール安定性であり、緩やかな促進にもかかわらずまたさらなる共触媒を使用しないにもかかわらず十分な速度で化学的に貫通硬化されることが分かった。
本発明はしたがって反応性ホットメルト接着剤組成物に関する。「ホットメルト接着剤」という用語はここでは、室温で固体であるか又は高いせん断弾性率を有し、高温で、通常は100℃~120℃の温度で液体の形態である接着剤の概要を述べる。ホットメルト接着剤は液体の形態で塗布され再固化され、そのため室温では再び固体の形態となるか又は高いせん断弾性率を有する。「反応性」ホットメルト接着剤のさらなる特徴は、それらが化学反応によって架橋することである。この場合、通常は、例えば大気湿度の形態でホットメルト接着剤と接触する水との反応がある。したがってそれは水分架橋と呼ばれる。これはまた本発明の反応性高温塗布接着剤組成物にも当てはまる。
本発明の反応性高温塗布接着剤組成物は同様に100℃~120℃の温度で液体である。この場合、これらの接着剤は慣例的に4000mPas~12000mPasの粘度を有する。本発明の反応性高温塗布接着剤組成物は好ましくはイソシアネートを含まない。
本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物は成分a)~d)を含む。本発明の組成物は追加の構成成分をさらに含んでいてもよい。したがって本発明の一実施形態は、成分a)~d)から成る反応性ホットメルト接着剤組成物に関する。本発明の別の実施形態は、成分a)~d)だけでなく、1種又は複数の、例えば2種、3種、4種、5種、6種、7種、8種、9種、又は10種などの成分をさらに含む、反応性ホットメルト接着剤組成物に関する。
本発明の反応性ホットメルト接着剤組成物の成分a)は、少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーを指す。したがって、本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物は、1種のアルファ-シラン末端ポリマー、又は2種以上のポリマー、例えば2種、3種、若しくは4種などのポリマーを含んでいてもよい。この場合、適任の当業者にとって、ポリマーは純粋な化合物ではないが、代わりにそれらの製造の結果として、特徴的な化合物分布を有する化合物の混合物として存在し、したがって「ポリマー」は化合物のこの混合物の簡略表現であることが明らかである。
アルファ-シラン末端有機ポリマーは当業者に既知であり、例えば商業的に入手することができる。例えば、Wacker Chemie AG社、Munich(ドイツ)は、Geniosil(登録商標)の名称で、例えばGeniosil(登録商標)STP-E10又はGeniosil(登録商標)XB 502などの名称で、そのようなアルファ-シラン修飾ポリマーを販売している。
アルファ-シランの特徴は、いわゆるアルファ効果である。この効果により、ケイ素原子に対してアルファ位にある、すなわち1個のメチレン架橋のみによってケイ素原子と隔てられている、例えば窒素又は酸素などの負の電荷を有するドナーの近接部は、ケイ素原子上のアルコキシ基を活性化させる効果を有する。これらの基はしたがって水などの求核試薬に対してより反応性が高い。このことはひいては、例えばスズ含有触媒を必要とすることなく、促進された加水分解をもたらす。シランの加水分解は、架橋してシロキサンを形成することを伴う場合がある。したがって、本発明の反応性ホットメルト接着剤組成物は、水分架橋反応してシロキサンを形成することが可能であるアルファ-シラン末端ホットメルト接着剤を指す。
少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーは好ましくは、式
*-X-C(=O)-N(R)-C(R1R2)-Si(R3)a(OR4)3-a
[式中、
XはO又はN(R)であり、
各Rは他のいかなるものとも独立に、水素、又は1~20個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルであり、
R1及びR2は互いに独立に、水素、又は1~20個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルであり、
R3及びR4は互いに独立に、1~20個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルであり、
aは0、1、又は2であり、
「*」はポリマーへの結合のための結合を示す]
の様々な末端基を含むポリマーである。
*-X-C(=O)-N(R)-C(R1R2)-Si(R3)a(OR4)3-a
[式中、
XはO又はN(R)であり、
各Rは他のいかなるものとも独立に、水素、又は1~20個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルであり、
R1及びR2は互いに独立に、水素、又は1~20個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルであり、
R3及びR4は互いに独立に、1~20個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルであり、
aは0、1、又は2であり、
「*」はポリマーへの結合のための結合を示す]
の様々な末端基を含むポリマーである。
より好ましくはRは、水素、又は1~4個の炭素原子を含むアルキルラジカルであり、アルキルラジカルは直鎖又は分岐であってもよい。さらにより好ましくはRはH、メチル、又はエチルであり、さらにより好ましくは水素又はメチルである。
特により好ましくはRは水素である。
より好ましくはR1及びR2は同一である。さらに、より好ましくはR1及びR2は水素、又は1~4個の炭素原子を含むアルキルラジカルであり、アルキルラジカルは直鎖又は分岐であってもよい。さらにより好ましくはR1及びR2はH、メチル、又はエチルであり、さらにより好ましくは水素又はメチルである。
より好ましくはR1及びR2は同一である。さらに、より好ましくはR1及びR2は水素、又は1~4個の炭素原子を含むアルキルラジカルであり、アルキルラジカルは直鎖又は分岐であってもよい。さらにより好ましくはR1及びR2はH、メチル、又はエチルであり、さらにより好ましくは水素又はメチルである。
特により好ましくはR1及びR2は水素である。
より好ましくはR3及びR4は同一である。さらに、より好ましくはR3及びR4は1~4個の炭素原子を含むアルキルラジカルであり、アルキルラジカルは直鎖又は分岐であってもよい。さらにより好ましくはR3及びR4はメチル又はエチルである。
より好ましくはR3及びR4は同一である。さらに、より好ましくはR3及びR4は1~4個の炭素原子を含むアルキルラジカルであり、アルキルラジカルは直鎖又は分岐であってもよい。さらにより好ましくはR3及びR4はメチル又はエチルである。
特により好ましくはR3及びR4はメチルである。
好ましくはaは1又は2であり、より好ましくはaは1である。
好ましくはaは1又は2であり、より好ましくはaは1である。
例示的な少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーは、式*-O-C(=O)-NH-CH2-Si(CH3)(OCH3)2の様々な末端基を含むポリマーである。
上記でより詳細に記載される様々な末端基は有機ポリマーを末端化する。有機ポリマーは、好ましくはポリオキシアルキレン、炭化水素ポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、又はポリカーボネートである。ポリオキシアルキレンが好ましい。有機ポリマーは好ましくは、上記で列挙される末端基より他にさらなるシラン基を含有しない。
好ましいポリオキシアルキレンは、例えば5000g/mol~50000g/mol、より好ましくは7500g/mol~30000g/mol、より好ましくは10000g/mol~15000g/molの範囲内の数平均分子量を有するポリプロピレンである。
成分a)は組成物の総重量を基準として3wt%~49wt%の割合を有する。割合は好ましくは3~20wt%、より好ましくは5~20wt%である。
本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物は、成分b)として少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーをさらに含む。したがって本発明の組成物は、1種又は複数の、例えば2種、3種、又は4種などのアクリレート系ポリマーを含んでいてもよい。この場合、適任の当業者にとって、ポリマーは純粋な化合物ではないが、代わりにそれらの製造の結果として、特徴的な化合物分布を有する化合物の混合物として存在し、したがって「ポリマー」は化合物のこの混合物の簡略表現であることが明らかである。成分b)は好ましくは1種のアクリル樹脂系ポリマーのみを含む。
有機ポリマーとしての成分a)が同様にアクリレート樹脂系ポリマーである場合、成分b)がアルファ-シラン末端基を含有しないという点において成分a)及びb)は互いに区別することができる。
アクリレート系ポリマーは、好ましくはホモアクリレート、ホモメタクリレート、少なくとも2種の異なるアクリレートのコポリマー、少なくとも2種の異なるメタクリレートのコポリマー、又は少なくとも1種のアクリレート及び少なくとも1種のメタクリレートのコポリマーである。
成分b)の割合は、本発明の反応性ホットメルト接着剤組成物の総重量を基準として1wt%~20wt%である。割合は好ましくは1wt%~10wt%である。より好ましくは割合は8wt%~9wt%である。
成分b)の目的は十分な初期接着性を得ることである。これに関連して、メチルメタクリレート及びn-ブチルメタクリレートから成るコポリマーが特により優先される。
少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーは結晶性、部分結晶性、又はアモルファスであってもよく、したがって融点、溶融温度範囲(この場合低温側の温度点を融点と呼ぶ)、又はガラス転移温度を有する。この温度は、好ましくは30℃~300℃の範囲、より好ましくは30℃~250℃の範囲、さらにより好ましくは30℃~150℃の範囲、さらにより好ましくは30℃~80℃の範囲、さらにより好ましくは40℃~75℃の範囲、さらにより好ましくは50℃~70℃の範囲、より詳細には60℃にある。少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーは好ましくはアモルファスであるので、その場合指定される温度値はそのガラス転移温度を指す。
少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーは好ましくは10000g/mol~150000g/molの範囲の平均重量平均分子量(average weight-average molar weight)を有する。より好ましいのは25000g/mol~125000g/molの範囲、さらにより好ましいのは30000g/mol~110000g/molの範囲、さらにより好ましいのは35000g/mol~100000g/molの範囲、さらにより好ましいのは40000g/mol~90000g/molの範囲、さらにより好ましいのは45000g/mol~80000g/molの範囲、さらにより好ましいのは50000g/mol~70000g/molの範囲であり、より詳細には平均重量平均分子重量(average weight-average molar weight)は60000g/molである。
成分c)として、反応性ホットメルト接着剤組成物は、少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物を含む。
本発明の文脈において、「少なくとも150℃で溶解する」とは、固体アクリル樹脂系ポリマーの溶解を指す。しかし溶解はより低温でも生じることがある。融点又は溶融温度範囲又はガラス転移温度が150℃未満である場合、「溶解する」とは化合物との単相混合物の生成を指す。
成分c)は、1種の化合物、又は2種以上、例えば2種、3種、若しくは4種などの化合物を含んでいてもよい。有利にはこれは1種の化合物のみを含む。成分c)は成分a)又はb)とは異なる。したがって化合物は、少なくとも100℃までそれ自体が液体の形態であり成分a)及びb)とは異なると同時に、組成物全体の割合としてのその可能な割合の範囲内で少なくとも150℃で成分b)を溶解させることが可能であるならば、成分c)と考えるべきである。
成分c)の割合は、本発明の反応性高温塗布接着剤組成物の総重量を基準として1wt%~20wt%である。割合は好ましくは1wt%~10wt%である。より好ましくは割合は6wt%である。
化合物にとっての唯一の重要な要素は、溶解力は別として、少なくとも100℃で液体として存在することである。多くの化合物を使用でき、当業者は簡単な溶解試験により適切な化合物を見出すことが可能である。下記に列挙されるのは使用できる例示的な化合物である。
少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物は、有利には可塑剤であってもよい。
例示的な可塑剤は先行技術で知られている。これに関連して、DIN EN ISO 1043-3(2017-03)に列挙される例を参照することができる。
したがって可塑剤の例は以下の通りである:
そのような可塑剤は市販されている。実例は、BASF SE社、Ludwigshafen(ドイツ)のHexamoll(登録商標)DINCHである。ジイソノニル1,2-シクロヘキサンジカルボキシレート又はイソデシルベンゾエートが優先される。
少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物がポリアルキレングリコールであることも可能である。好ましいポリアルキレングリコールは、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールであり、より好ましくはポリプロピレングリコールである。ポリアルキレングリコールは好ましくは500g/mol~5000g/molの範囲内、より好ましくは750g/mol~4000g/molの範囲内、より好ましくは1000g/mol~3000g/molの範囲内の数平均分子量を有し、より詳細には数平均分子量は2000g/molである。
少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物がアルコキシシランであることも可能である。アルコキシシランは市販されている。例として挙げることができるのは、Evonik Industries AG社、Essen(ドイツ)のTegopac(登録商標)の商標名を有するものである。これはペンダント架橋エトキシシランを含むバインダーである。
本発明の反応性ホットメルト接着剤組成物は、第1級若しくは第2級アミノ基、好ましくは第1級アミノ基、又は加水分解して第1級若しくは第2級アミノ基となるブロック化アミノ基を含む、少なくとも1種の低分子量シランを含む成分d)をさらに含む。したがって成分d)は、1種又は複数の、例えば2種、3種、又は4種などのそのようなシランを含んでいてもよい。好ましくは成分d)は、1種の成分のみから成る。成分d)は、成分a)~c)とは異なっており、したがって成分a)~c)の1つと解釈することができないならば単に成分d)と考えられる。
成分d)の少なくとも1種の低分子量シランは第1級アミノ基-NH2を含む。このアミノ基は例えばアミド基-C(=O)NH2などの官能基の一部であってもよく、又は狭義での第1級アミンであってもよい。有利にはこれはアミンである。第2級アミノ基を含む低分子量シランも使用してもよい。ブロック化アミノシランを使用することも可能である。この場合、ブロック化アミノ基は加水分解して第1級又は第2級アミノ基となり、好ましくは第1級アミノ基となる。Evonik社(ドイツ)よりVPS 1262の商標名で販売されている、((トリエトキシシリル)プロピル)メチルイソブチルイミンが一例となる。ここでもまたアミノ基は官能基の一部であってもよく、又はアミノ基であり、アミノ基が好ましい。2個以上の第1級アミノ基が存在することが当然可能であり、より詳細には2個以上の第1級アミノ基、2個以上の第2級アミノ基、並びに少なくとも1個の第1級アミノ基及び少なくとも1個の第2級アミノ基が存在することが可能である。第1級又は第2級アミノ基の代わりに、それらのブロック化した形態が存在することも当然可能である。しかし、第1級又は第2級、より好ましくは第1級アミノ基が優先される。
有利な低分子量シランは100g/mol~500g/molの範囲内の分子量を有する。
好ましい低分子量シランは独国特許出願公開第102012200790号に記載されている。したがって、好ましい低分子量シランは、式
DSi(OR7’)g’R8’ (3-g’) (IX)
[式中、
R7’は同一又は異なっていてもよく、水素原子又は場合により置換されている炭化水素ラジカルであり、
Dは同一又は異なっていてもよく、第1級、又は第2級、又はブロック化アミノ基の塩基性窒素を有する一価のSiC結合ラジカルであり、
R8’は同一又は異なっていてもよく、塩基性窒素を含まない一価の、場合により置換されているSiC結合有機ラジカルであり、
g’は1、2、又は3、好ましくは2又は3である]
の単位を含むものである。
DSi(OR7’)g’R8’ (3-g’) (IX)
[式中、
R7’は同一又は異なっていてもよく、水素原子又は場合により置換されている炭化水素ラジカルであり、
Dは同一又は異なっていてもよく、第1級、又は第2級、又はブロック化アミノ基の塩基性窒素を有する一価のSiC結合ラジカルであり、
R8’は同一又は異なっていてもよく、塩基性窒素を含まない一価の、場合により置換されているSiC結合有機ラジカルであり、
g’は1、2、又は3、好ましくは2又は3である]
の単位を含むものである。
場合により置換されている炭化水素ラジカルR7’の例は、ラジカルR3’について下記に示される例である。
ラジカルR7’は、好ましくは水素原子、及び1~18個の炭素原子を有する場合によりハロゲン原子で置換されている炭化水素ラジカル、より好ましくは水素原子、及び1~10個の炭素原子を有する炭化水素ラジカル、より詳細にはメチル及びエチルラジカルである。
ラジカルR8’の例は、R3’について下記に示される例である。
ラジカルR8’は好ましくは、1~18個の炭素原子を有する場合によりハロゲン原子で置換されている炭化水素ラジカル、より好ましくは1~5個の炭素原子を有する炭化水素ラジカル、より詳細にはメチルラジカルを含む。
ラジカルR8’は好ましくは、1~18個の炭素原子を有する場合によりハロゲン原子で置換されている炭化水素ラジカル、より好ましくは1~5個の炭素原子を有する炭化水素ラジカル、より詳細にはメチルラジカルを含む。
ラジカルDの例は、式H2N(CH2)3-、H2N(CH2)2NH(CH2)3-、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3-、H3CNH(CH2)3-、C2H5NH(CH2)3-、C3H7NH(CH2)3-、C4H9NH(CH2)3-、C5H11NH(CH2)3-、C6H13NH(CH2)3-、C7H15NH(CH2)3-、H2N(CH2)4-、H2N-CH2-CH(CH3)-CH2-、H2N(CH2)5-、シクロ-C5H9NH(CH2)3-、シクロ-C6H11NH(CH2)3-、フェニル-NH(CH2)3-、(CH3)2N(CH2)3-、(C2H5)2N(CH2)3-、(C3H7)2NH(CH2)3-、(C4H9)2NH(CH2)3-、(C5R11)2NH(CH2)3-、(C6H13)2NH(CH2)3-、(C7H15)2NH(CH2)3-、H2N(CH2)-、H2N(CH2)2NH(CH2)-、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)-、H3CNH(CH2)-、C2H5NH(CH2)-、C3H7NH(CH2)-、C4H9NH(CH2)-、C5H11NH(CH2)-、C6H13NH(CH2)-、C7H15NH(CH2)-、シクロ-C5H9NH(CH2)-、シクロ-C6H11NH(CH2)-、フェニル-NH(CH2)-、(CH3)2N(CH2)-、(C2H5)2N(CH2)-、(C3H7)2NH(CH2)-、(C4H9)2NH(CH2)-、(C5H11)2NH(CH2)-、(C6H13)2NH(CH2)-、(C7H15)2NH(CH2)-、(CH3O)3Si(CH2)3NH(CH2)3-、(C2H5O)3Si(CH2)3NH(CH2)3-、(CH3O)2(CH3)Si(CH2)3NH(CH2)3-、及び(C2H5O)2(CH3)Si(CH2)3NH(CH2)3-のラジカル、並びにまた上記の第1級アミノ基と第1級アミノ基(ブロック化アミノ基)に対して反応性であるエポキシド基又は二重結合を含有する化合物との反応生成物のラジカルである。
式(IX)のシランの例は、H2N(CH2)3-Si(OCH3)3、H2N(CH2)3-Si(OC2H5)3、H2N(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、H2N(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OH)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OH)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si-(OCH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、シクロ-C6H11NH(CH2)3Si-(OCH3)3、シクロ-C6H11NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、シクロ-C6H11NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、シクロ-C6H11NH(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3、シクロ-C6H11NH(CH2)3-Si(OH)3、シクロ-C6H11NH(CH2)3-Si(OH)2CH3、フェニル-NH(CH2)3-Si(OCH3)3、フェニル-NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、フェニル-NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、フェニル-NH(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3、フェニル-NH(CH2)3-Si(OH)3、フェニル-NH(CH2)3-Si(OH)2CH3、HN((CH2)3-Si(OCH3)3)2、HN((CH2)3-Si(OC2H5)3)2HN((CH2)3-Si(OCH3)2CH3)2、HN((CH2)3-Si(OC2H5)2CH3)2、シクロ-C6H11NH(CH2)-Si(OCH3)3、シクロ-C6H11NH(CH2)-Si(OC2H5)3、シクロ-C6H11NH(CH2)-Si(OCH3)2CH3、シクロ-C6H11NH(CH2)-Si(OC2H5)2CH3、シクロ-C6H11NH(CH2)-Si(OH)3、シクロ-C6H11NH(CH2)-Si(OH)2CH3、フェニル-NH(CH2)-Si(OCH3)3、フェニル-NH(CH2)-Si(OC2H5)3、フェニル-NH(CH2)-Si(OCH3)2CH3、フェニル-NH(CH2)-Si(OC2H5)2CH3、フェニル-NH(CH2)-Si(OH)3、及びフェニル-NH(CH2)-Si(OH)2CH3、並びにまたそれらの部分加水分解物であり、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、シクロ-C6H11NH(CH2)3-Si(OCH3)3、シクロ-C6H11NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、及びシクロ-C6H11NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、並びにまた各々の場合におけるそれらの部分加水分解物が好ましく、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、シクロ-C6H11NH(CH2)3-Si(OCH3)3、シクロ-C6H11NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、並びにまた各々の場合におけるそれらの部分加水分解物が特に好ましい。
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、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルジメトキシシラン、又は3-ウレイドプロピルトリメトキシシランもまた特に好ましい例である。特に好ましいのは3-アミノプロピルトリメトキシシランである。
成分d)の割合は、本発明の反応性ホットメルト接着剤組成物の総重量を基準として0.001wt%~5wt%である。割合は好ましくは0.001wt%~1wt%である。さらに好ましくは割合は0.2wt%である。
上記で列挙した成分a)~d)の他に、本発明の反応性高温塗布接着剤組成物は追加の成分を含んでいてもよい。
したがって本発明の反応性高温塗布接着剤組成物は、フェニルシリコーン樹脂などの少なくとも1種のシリコーン樹脂を含んでいてもよい。シリコーン樹脂は、例えば独国特許出願公開第102013213835号に記載されている。シリコーン樹脂は、まだ上記で指定される成分の1つではない場合、本発明の文脈において追加成分と考えるものとする。
独国特許出願公開第102013213835号による考えられるシリコーン樹脂は、したがって式
R3’ c’(R4’O)d’R5’ e’SiO(4-c’-d’-e’)/2 (II)
[式中、
R3’は同一又は異なっていてもよく、水素原子、又は一価の、SiC結合した、場合により置換されている脂肪族炭化水素ラジカル、又は式(II)の2個の単位を架橋する、二価の、場合により置換されている脂肪族炭化水素ラジカルであり、
R4’は同一又は異なっていてもよく、水素原子、又は一価の場合により置換されている炭化水素ラジカルであり、
R5’は同一又は異なっていてもよく、一価の、SiC結合した、場合により置換されている芳香族炭化水素ラジカルであり、
c’は0、1、2、又は3であり、
d’は0、1、2、又は3であり、好ましくは0、1、又は2であり、より好ましくは0又は1であり、
e’は0、1、又は2、好ましくは0又は1であり、
ただし、c’+d’+e’の和は3以下であり、e’は少なくとも1個の単位において0以外であり、式(II)の単位の少なくとも40%において和c’+e’は0又は1とする]
の単位を含む。
R3’ c’(R4’O)d’R5’ e’SiO(4-c’-d’-e’)/2 (II)
[式中、
R3’は同一又は異なっていてもよく、水素原子、又は一価の、SiC結合した、場合により置換されている脂肪族炭化水素ラジカル、又は式(II)の2個の単位を架橋する、二価の、場合により置換されている脂肪族炭化水素ラジカルであり、
R4’は同一又は異なっていてもよく、水素原子、又は一価の場合により置換されている炭化水素ラジカルであり、
R5’は同一又は異なっていてもよく、一価の、SiC結合した、場合により置換されている芳香族炭化水素ラジカルであり、
c’は0、1、2、又は3であり、
d’は0、1、2、又は3であり、好ましくは0、1、又は2であり、より好ましくは0又は1であり、
e’は0、1、又は2、好ましくは0又は1であり、
ただし、c’+d’+e’の和は3以下であり、e’は少なくとも1個の単位において0以外であり、式(II)の単位の少なくとも40%において和c’+e’は0又は1とする]
の単位を含む。
適切なシリコーン樹脂は、好ましくは少なくとも90wt%の程度まで式(II)の単位から成り、より好ましくは式(II)の単位のみから成る。
ラジカルR3’の例は、アルキルラジカル、例えばメチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、1-n-ブチル、2-n-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert-ペンチルラジカルなど;ヘキシルラジカル、例えばn-ヘキシルラジカルなど;ヘプチルラジカル、例えばn-ヘプチルラジカルなど;オクチルラジカル、例えばn-オクチルラジカル、イソオクチルラジカル、及び2,2,4-トリメチルペンチルラジカルなど;ノニルラジカル、例えばn-ノニルラジカルなど;デシルラジカル、例えばn-デシルラジカルなど;ドデシルラジカル、例えばn-ドデシルラジカルなど;オクタデシルラジカル、例えばn-オクタデシルラジカルなど;シクロアルキルラジカル、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチルラジカル、及びメチルシクロヘキシルラジカルなど;アルケニルラジカル、例えばビニル、1-プロペニル、及び2-プロペニルラジカルなど;アリールラジカル、例えばフェニル、ナフチル、アントリル、及びフェナントリルラジカルなど;アルカリールラジカル、例えばo-、m-、p-トリルラジカルなど;例えばキシリルラジカル及びエチルフェニルラジカルなど;並びにアラルキルラジカル、例えばベンジルラジカル、o及びβ-フェニルエチルラジカルなどである。
置換されているラジカルR3’の例は、ハロアルキルラジカル、例えば3,3,3-トリフルオロ-n-プロピルラジカル、2,2,2,2’,2’,2’-ヘキサフルオロイソプロピルラジカル、及びヘプタフルオロイソプロピルラジカルなど、並びにハロアリールラジカル、例えばo-、m-、及びp-クロロフェニルラジカルなどである。
ラジカルR3’は好ましくは、1~6個の炭素原子を有する、場合によりハロゲン原子で置換されている、一価の炭化水素ラジカル、より好ましくは1個又は2個の炭素原子を有するアルキルラジカル、より詳細にはメチルラジカルを含む。ラジカルR3’は代わりに、式(II)の2個のシリル基を互いに結合させる二価の脂肪族ラジカル、例えば1~10個の炭素原子を有するアルキレンラジカルなど、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、又はブチレンラジカルなどを含んでいてもよい。
しかし好ましくは、ラジカルR3’は、1~18個の炭素原子を有する、場合によりハロゲン原子で置換されている、一価の、SiC結合した脂肪族炭化水素ラジカル、より好ましくは1~6個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素ラジカル、より詳細にはメチルラジカルを含む。
ラジカルR4’の例は、水素原子、又はラジカルR3’について指定された例である。
ラジカルR4’は好ましくは、水素原子、又は1~10個の炭素原子を有する、場合によりハロゲン原子で置換されているアルキルラジカル、より好ましくは1~4個の炭素原子を有するアルキルラジカル、より詳細にはメチル及びエチルラジカルを含む。
ラジカルR4’は好ましくは、水素原子、又は1~10個の炭素原子を有する、場合によりハロゲン原子で置換されているアルキルラジカル、より好ましくは1~4個の炭素原子を有するアルキルラジカル、より詳細にはメチル及びエチルラジカルを含む。
ラジカルR5’の例は、R3’について上記で指定された芳香族ラジカルである。
ラジカルR5’は好ましくは、1~18個の炭素原子を有する、場合によりハロゲン原子で置換されている、SiC結合した芳香族炭化水素ラジカル、例えばエチルフェニル、トリル、キシリル、クロロフェニル、ナフチル、又はスチリルラジカルなど、より好ましくはフェニルラジカルを含む。
ラジカルR5’は好ましくは、1~18個の炭素原子を有する、場合によりハロゲン原子で置換されている、SiC結合した芳香族炭化水素ラジカル、例えばエチルフェニル、トリル、キシリル、クロロフェニル、ナフチル、又はスチリルラジカルなど、より好ましくはフェニルラジカルを含む。
すべてのラジカルR3’の少なくとも90%がメチルラジカルであり、すべてのラジカルR4’の少なくとも90%がメチル、エチル、プロピル、又はイソプロピルラジカルであり、すべてのラジカルR5’の少なくとも90%がフェニルラジカルであるシリコーン樹脂を使用することが優先される。
好ましいシリコーン樹脂は、各々の場合において式(II)の単位の全数を基準として、少なくとも40%、より好ましくは少なくとも60%の、c’が0である式(II)の単位を含むものである。
使用される好ましいシリコーン樹脂は、各々の場合において式(II)の単位の全数を基準として、少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%の、d’が0又は1の値を有する式(II)の単位を含むものである。
使用される好ましいシリコーン樹脂は、各々の場合において式(II)の単位の全数を基準として、少なくとも20%、より好ましくは少なくとも40%の、e’が1の値を有する式(II)の単位を含むものである。e’が1である式(II)の単位のみを含むシリコーン樹脂を使用してもよいが、より好ましくは少なくとも10%、より好ましくは少なくとも20%、60%以下、より好ましくは80%以下の、e’が0である式(II)の単位を含む、シリコーン樹脂を使用してもよい。
使用される好ましいシリコーン樹脂は、各々の場合において式(II)の単位の全数を基準として、少なくとも50%、より好ましくは少なくとも70%、より詳細には少なくとも80%の、和c’+e’が1である式(II)の単位を含むものである。
本発明の1つの特に好ましい実施形態は、各々の場合において式(II)の単位の全数を基準として、少なくとも20%、より好ましくは少なくとも40%の、e’が1の値を有しc’が0の値を有する式(II)の単位を含むシリコーン樹脂を使用する。好ましくはこの場合、式(II)のすべての単位の40%以下、より好ましくは70%以下が0以外のd’を有する。
本発明のさらなる特に好ましい実施形態は、各々の場合において式(II)の単位の全数を基準として、少なくとも20%、より好ましくは少なくとも40%の、e’が1の値を有しc’が0の値を有する式(II)の単位を含み、少なくとも1%、好ましくは少なくとも10%の、c’が1又は2、好ましくは1でありe’が0である式(II)の単位も含む、シリコーン樹脂を使用する。
シリコーン樹脂の例は、式SiO4/2、Si(OR4’)O3/2、Si(OR4’)2O2/2、及びSi(OR4’)3O1/2の(Q)単位、式PhSiO3/2、PhSi(OR4’)O2/2、PhSi(OR4’)2O1/2、MeSiO3/2、MeSi(OR4’)O2/2、及びMeSi(OR4’)2O1/2の(T)単位、式Me2SiO2/2、Me2Si(OR4’)O1/2、Ph2SiO2/2及びPh2Si(OR4’)O1/2、MePhSiO2/2及びMePhSi(OR4’)O1/2の(D)単位、並びに式Me3SiO1/2の(M)単位から実質的に成る、好ましくはそれらのみから成るオルガノポリシロキサン樹脂であり、式中、Meはメチルラジカルであり、Phはフェニルラジカルであり、R4’は水素原子、又は1~10個の炭素原子を有する場合によりハロゲン原子で置換されているアルキルラジカル、より好ましくは水素原子、又は1~4個の炭素原子を有するアルキルラジカルであり、樹脂は1モルの(T)単位当たり、0~2molの(Q)単位、0~2molの(D)単位、及び0~2molの(M)単位を含有する。
好ましいシリコーン樹脂の例は、式PhSiO3/2、PhSi(OR4’)O2/2、及びPhSi(OR4’)2O1/2のT単位、式MeSiO3/2、MeSi(OR4’)O2/2、及びMeSi(OR4’)2O1/2のT単位、並びに式Me2SiO2/2及びMe2Si(OR4’)O1/2のD単位、から実質的に成る、好ましくはそれらのみから成るオルガノポリシロキサン樹脂であり、式中、Meはメチルラジカルであり、Phはフェニルラジカルであり、R4’は水素原子、又は1~10個の炭素原子を有する場合によりハロゲン原子で置換されているアルキルラジカル、より好ましくは水素原子、又は1~4個の炭素原子を有するアルキルラジカルであり、(T)単位対(D)単位のモル比は0.5~2.0である。
これらの例の中で、特に好ましいシリコーン樹脂は、式(II)の単位が少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%、より詳細には少なくとも85%の程度まで式PhSiO3/2、PhSi(OR4’)O2/2、PhSi(OR4’)2O1/2、MeSiO3/2、MeSi(OR4’)O2/2、及びMeSi(OR4’)2O1/2のT単位で構成されるものであり、これらのシリコーン樹脂は少なくとも30%、好ましくは少なくとも40%、より詳細には少なくとも50%の、式PhSiO3/2、PhSi(OR4’)O2/2、及びPhSi(OR4’)2O1/2のT単位、並びに少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より詳細には少なくとも20%の、MeSiO3/2、MeSi(OR4’)O2/2、及びMeSi(OR4’)2O1/2のT単位を含む。
シリコーン樹脂は好ましくは、少なくとも500g/mol、より好ましくは少なくとも600g/molの平均モル質量(数平均)Mnを有する。平均モル質量Mnは、好ましくは400000g/mol以下、より好ましくは100000g/mol以下、より詳細には50000g/mol以下である。
23℃及び1000hPaにおけるそのようなシリコーン樹脂は固体又は液体のいずれかであってもよく、シリコーン樹脂は好ましくは液体である。
シリコーン樹脂は商業的に慣例的な製品(例えば、Wacker Chemie社(ドイツ)のSilres(登録商標)IC 368)であり、又はそれらはケイ素化学において一般的な方法により製造されてもよい。
さらに、本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物は少なくとも1種の粘着付与ポリマー(粘着付与剤)をさらに含んでいてもよい。割合は有利には組成物の総重量を基準として10wt%~40wt%である。
さらに、本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物は少なくとも1種のフィラーをさらに含んでいてもよい。有利には、それらの割合は組成物の総重量を基準として10wt%~40wt%である。例示的なフィラーは、例えばチョークのような炭酸カルシウム、又は高級α-アルミナなどのα-アルミナである。フィラーの使用によって、接着剤組成物が加工される際のストリンギングを防ぐ又は低減することが可能である。
本発明の反応性ホットメルト接着剤組成物を使用して高レベルの充填を実現することができ、これは様々な用途において有利である場合がある。ここで挙げることができる例には、高熱伝導率を必要とする用途又は燃焼挙動に関して特定の要件がある用途が含まれる。
本発明のさらなる態様は、本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物を製造する方法であって、工程a)~d)を含む、方法である。
ここで第1の工程(a)において、少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが、少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物へ加えられる。
少なくとも1種のアクリル樹脂系ポリマーはまた、少なくとも1種の化合物を含む混合物へ加えられてもよい。
130℃~170℃の範囲内、好ましくは140℃~160℃の範囲内の温度で、より詳細には150℃で添加が行われる。
工程(a)において粘着付与ポリマーを加えることがさらに可能である。
次の工程(b)において、混合物は80℃~120℃の範囲内の温度まで冷却される。
次の工程(b)において、混合物は80℃~120℃の範囲内の温度まで冷却される。
これに続いて工程(c)として、少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーが冷却済みの混合物に加えられる。
最後に、工程(d)において、少なくとも1つの第1級若しくは第2級アミノ基、好ましくは第1級アミノ基、又は加水分解して第1級若しくは第2級アミノ基となるブロック化アミノ基を含む、少なくとも1種の低分子量シランを加えて、本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物を得る。
工程(c)においてさらに、少なくとも1種のフィラーを加えてもよい。工程間で脱ガスを行うことができるように工程(c)及び(d)は好ましくは逐次的に行われる。
本発明の反応性ホットメルト接着剤組成物はロール安定性であり、したがってロールによる塗布に適している。したがって、本発明の反応性ホットメルト接着剤組成物は、本発明による反応性ホットメルト接着剤組成物がアプリケータロールにより基材に塗布される、表面ラミネーションの方法に特に適している。
驚くことに、ロール安定性の時間を超える場合であっても、すなわち、加工中のバインダーが塗布後の印象を決める著しいストリンギングを示す場合であっても、ロール塗工機により塗工をきれいにできることが分かった。
したがって、本発明のさらなる主題は、ロール塗工における本発明の反応性ホットメルト組成物の使用である。
本発明の反応性ホットメルト接着剤組成物の有利な塗工は、初期接着性を含めたそれらの良好な接着性の結果として生じる。例えば窓用形材の外装において使用する場合のような、ロール塗工がない場合であっても、下記に述べる有利な特性は明らかである。他の用途は、改善された熱伝導率を実現できるものである。改善された燃焼挙動に関連した用途も挙げることができる。
明らかな利点としては、特に以下が挙げられる:
- イソシアネートが存在しないこと、
- 特に金属上、ガラス上、及び他の材料上での、良好な接着性範囲
- CO2生成に起因する発泡がないこと。
- イソシアネートが存在しないこと、
- 特に金属上、ガラス上、及び他の材料上での、良好な接着性範囲
- CO2生成に起因する発泡がないこと。
本発明は下記の実施例を用いてより詳細に説明され、本発明はこれらの実施例に限定されない。
実施例
実施例1
60gのDINCH、344gのDERTOPHENE T、7gのMODAREZ MFP L、及び7gのIRGANOX 1135を、バタフライ撹拌機を有する遊星型ミキサーにおいて、減圧下(50mbar)、150℃で混合した。その後80gのELVACITE 2016を小分けして加え、均質になるまで混合物を撹拌した。溶液を100℃まで冷却し、200gのGENIOSIL XB 502を加え、300gのCALCIT MX 30を分散させ、混合物を50 mbarの減圧下で10分間脱気した。最後に2gのGENIOSIL GF 96を入れて撹拌し、混合物をさらに2分間撹拌した(表1を参照)。
実施例1
60gのDINCH、344gのDERTOPHENE T、7gのMODAREZ MFP L、及び7gのIRGANOX 1135を、バタフライ撹拌機を有する遊星型ミキサーにおいて、減圧下(50mbar)、150℃で混合した。その後80gのELVACITE 2016を小分けして加え、均質になるまで混合物を撹拌した。溶液を100℃まで冷却し、200gのGENIOSIL XB 502を加え、300gのCALCIT MX 30を分散させ、混合物を50 mbarの減圧下で10分間脱気した。最後に2gのGENIOSIL GF 96を入れて撹拌し、混合物をさらに2分間撹拌した(表1を参照)。
得られる配合物の物理化学的特性を以下の通りまとめることができる:粘度(100℃、3.4s-1において):10Pa・s。
実施例2
60gのDesmophen 2061 BD(ポリプロピレングリコール2000)、344gのDERTOPHENE T、7gのMODAREZ MFP L、及び7gのIRGANOX 1135を、バタフライ撹拌機を有する遊星型ミキサーにおいて、減圧下(50mbar)、150℃で混合した。その後80gのELVACITE 2016を小分けして加え、均質になるまで混合物を撹拌した。溶液を100℃まで冷却し、200gのGENIOSIL XB 502を加え、300gのCALCIT MX 30を分散させ、混合物を50 mbarの減圧下で10分間脱気した。最後に2gのGENIOSIL GF 96を入れて撹拌し、混合物をさらに2分間撹拌した(表2aを参照)。
60gのDesmophen 2061 BD(ポリプロピレングリコール2000)、344gのDERTOPHENE T、7gのMODAREZ MFP L、及び7gのIRGANOX 1135を、バタフライ撹拌機を有する遊星型ミキサーにおいて、減圧下(50mbar)、150℃で混合した。その後80gのELVACITE 2016を小分けして加え、均質になるまで混合物を撹拌した。溶液を100℃まで冷却し、200gのGENIOSIL XB 502を加え、300gのCALCIT MX 30を分散させ、混合物を50 mbarの減圧下で10分間脱気した。最後に2gのGENIOSIL GF 96を入れて撹拌し、混合物をさらに2分間撹拌した(表2aを参照)。
得られる配合物の物理化学的特性を以下の通りまとめることができる:粘度(100℃、3.4s-1において):10Pa・s。得られる配合物による重ねせん断強度の構築を表2bにまとめる。
実施例3
60gのJayflex MB10(イソデシルベンゾエート)、344gのDERTOPHENE T、7gのMODAREZ MFP L、及び7gのIRGANOX 1135を、バタフライ撹拌機を有する遊星型ミキサーにおいて、減圧下(50mbar)、150℃で混合した。その後80gのELVACITE 2016を小分けして加え、均質になるまで混合物を撹拌した。溶液を100℃まで冷却し、200gのGENIOSIL XB 502を加え、300gのCALCIT MX 30を分散させ、混合物を50 mbarの減圧下で10分間脱気した。最後に2gのGENIOSIL GF 96を入れて撹拌し、混合物をさらに2分間撹拌した(表3を参照)。
60gのJayflex MB10(イソデシルベンゾエート)、344gのDERTOPHENE T、7gのMODAREZ MFP L、及び7gのIRGANOX 1135を、バタフライ撹拌機を有する遊星型ミキサーにおいて、減圧下(50mbar)、150℃で混合した。その後80gのELVACITE 2016を小分けして加え、均質になるまで混合物を撹拌した。溶液を100℃まで冷却し、200gのGENIOSIL XB 502を加え、300gのCALCIT MX 30を分散させ、混合物を50 mbarの減圧下で10分間脱気した。最後に2gのGENIOSIL GF 96を入れて撹拌し、混合物をさらに2分間撹拌した(表3を参照)。
得られる配合物の物理化学的特性を以下の通りまとめることができる:粘度(100℃、3.4s-1において):10Pa・s。
実施例4
60gのTEGOPAC BOND 251、344gのDERTOPHENE T、7gのMODAREZ MFP L、及び7gのIRGANOX 1135を、バタフライ撹拌機を有する遊星型ミキサーにおいて、減圧下(50mbar)、150℃で混合した。その後80gのELVACITE 2016を小分けして加え、均質になるまで混合物を撹拌した。溶液を100℃まで冷却し、200gのGENIOSIL XB 502を加え、300gのCALCIT MX 30を分散させ、混合物を50 mbarの減圧下で10分間脱気した。最後に2gのGENIOSIL GF 96を入れて撹拌し、混合物をさらに2分間撹拌した(表4を参照)。
60gのTEGOPAC BOND 251、344gのDERTOPHENE T、7gのMODAREZ MFP L、及び7gのIRGANOX 1135を、バタフライ撹拌機を有する遊星型ミキサーにおいて、減圧下(50mbar)、150℃で混合した。その後80gのELVACITE 2016を小分けして加え、均質になるまで混合物を撹拌した。溶液を100℃まで冷却し、200gのGENIOSIL XB 502を加え、300gのCALCIT MX 30を分散させ、混合物を50 mbarの減圧下で10分間脱気した。最後に2gのGENIOSIL GF 96を入れて撹拌し、混合物をさらに2分間撹拌した(表4を参照)。
得られる配合物の物理化学的特性を以下の通りまとめることができる:粘度(100℃、3.4s-1において):10Pa・s。
実施例5
60gのTEGOPAC BOND 251、344gのDERTOPHENE T、7gのMODAREZ MFP L、及び7gのIRGANOX 1135を、バタフライ撹拌機を有する遊星型ミキサーにおいて、減圧下(50mbar)、150℃で混合した。その後80gのELVACITE 2016を小分けして加え、均質になるまで混合物を撹拌した。溶液を100℃まで冷却し、200gのGENIOSIL XB 502を加えた。この混合物に、250gのEdelkorund F 1200及び250gのEdelkorund Fepa Nr. F 220をそれぞれ分散させ、混合物を50 mbarの減圧下で10分間脱気した。最後に2gのGENIOSIL GF 96を入れて撹拌し、混合物をさらに2分間撹拌した(表5を参照)。
60gのTEGOPAC BOND 251、344gのDERTOPHENE T、7gのMODAREZ MFP L、及び7gのIRGANOX 1135を、バタフライ撹拌機を有する遊星型ミキサーにおいて、減圧下(50mbar)、150℃で混合した。その後80gのELVACITE 2016を小分けして加え、均質になるまで混合物を撹拌した。溶液を100℃まで冷却し、200gのGENIOSIL XB 502を加えた。この混合物に、250gのEdelkorund F 1200及び250gのEdelkorund Fepa Nr. F 220をそれぞれ分散させ、混合物を50 mbarの減圧下で10分間脱気した。最後に2gのGENIOSIL GF 96を入れて撹拌し、混合物をさらに2分間撹拌した(表5を参照)。
実施例6
およそ3mm厚さの接着剤のフィルムを実施例5の配合物から製造し、室温で4週間にわたって硬化させた(およそ20℃及び50%の相対湿度)。この接着剤のフィルムについて、熱伝導率(トランジエントホットブリッジ)がおよそ0.6W/m・Kと決定された。
およそ3mm厚さの接着剤のフィルムを実施例5の配合物から製造し、室温で4週間にわたって硬化させた(およそ20℃及び50%の相対湿度)。この接着剤のフィルムについて、熱伝導率(トランジエントホットブリッジ)がおよそ0.6W/m・Kと決定された。
Claims (15)
- 組成物の総重量を基準として、
a)3wt%~49wt%の少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーと、
b)1wt%から20wt%未満、好ましくは1wt%~10wt%の少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーと、
c)1wt%~20wt%、好ましくは1wt%~10wt%の、少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で前記少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物と、
d)0.001wt%~5wt%、好ましくは0.001wt%~1wt%の、第1級若しくは第2級アミノ基又は加水分解して前記第1級若しくは前記第2級アミノ基となるブロック化アミノ基を含む少なくとも1種の低分子量シランと
を含む、反応性ホットメルト接着剤組成物。 - 前記少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーが、式
*-X-C(=O)-N(R)-C(R1R2)-Si(R3)a(OR4)3-a
[式中、
XはO又はN(R)であり、
各Rは他のいかなるものとも独立に、水素、又は1~20個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルであり、
R1及びR2は互いに独立に、水素、又は1~20個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルであり、
R3及びR4は互いに独立に、1~20個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルであり、
aは1又は2であり、
「*」はポリマーへの結合のための結合を示す]
の様々な末端基を含むことを特徴とする、請求項1に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物。 - 前記有機ポリマーが、ポリオキシアルキレン、炭化水素ポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、又はポリカーボネートであることを特徴する、請求項1又は2に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物。
- 前記アクリレート樹脂系ポリマーが、ホモアクリレート、ホモメタクリレート、少なくとも2種の異なるアクリレートのコポリマー、少なくとも2種の異なるメタクリレートのコポリマー、又は少なくとも1種のアクリレート及び少なくとも1種のメタクリレートのコポリマーであることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物。
- 少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で前記少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する前記少なくとも1種の化合物が、可塑剤であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物。
- 少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で前記少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する前記少なくとも1種の化合物が、ポリアルキレングリコールであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物。
- 少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で前記少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する前記少なくとも1種の化合物が、アルコキシシランであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物。
- 第1級若しくは第2級アミノ基又は加水分解して前記第1級若しくは前記第2級アミノ基となるブロック化アミノ基を含む前記少なくとも1種の低分子量シランが、100~500g/molの範囲内の分子量を有することを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物。
- 前記組成物の総重量を基準として10wt%~40wt%の少なくとも1種の粘着付与ポリマー(粘着付与剤)をさらに含むことを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物。
- 前記組成物の総重量を基準として10wt%~40wt%の少なくとも1種のフィラーをさらに含むことを特徴とする、請求項1から9のいずれか1項に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物を製造する方法であって、
(a)130℃~170℃の範囲内の温度で、少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーを、少なくとも100℃で液体であり且つ少なくとも150℃で前記少なくとも1種のアクリレート樹脂系ポリマーが溶解する少なくとも1種の化合物へ加えるか、又は前記少なくとも1種の化合物を含む混合物へ加える工程と、
(b)80℃~120℃の範囲内の温度まで前記混合物を冷却する工程と、
(c)少なくとも1種のアルファ-シラン末端有機ポリマーを前記冷却済み混合物へ加える工程と、
(d)第1級若しくは第2級アミノ基又は加水分解して前記第1級若しくは前記第2級アミノ基となるブロック化アミノ基を含む少なくとも1種の低分子量シランを加えて、請求項1から10のいずれか1項に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物を得る工程と
を含む、方法。 - 工程(a)においてさらに粘着付与ポリマーが加えられることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 工程(c)においてさらに少なくとも1種のフィラーが加えられることを特徴とする、請求項11又は12に記載の方法。
- 前記工程(c)及び(d)が逐次的に行われ、脱ガスが前記工程間で行われることを特徴とする、請求項11から13のいずれか1項に記載の方法。
- 表面ラミネーションの方法であって、
- 請求項1から10のいずれか1項に記載の反応性ホットメルト接着剤組成物をアプリケータロールにより基材に塗布する工程
を含む、方法。
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