JP4624509B2 - シラン改変ポリウレタン樹脂、その製造方法および湿分硬化性樹脂としてのその使用 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルコキシシラン基および必要に応じヒドロキシ基を有し、湿分の存在下に硬化してコーティング、接着剤および封止剤を形成しうる湿分硬化性樹脂、その製造方法、並びに湿分硬化性樹脂を調製するのに使用される尿素基、イソシアネート基およびアルコキシシラン基を有する化合物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ポリイソシアネート樹脂は大気湿分の存在下に硬化してポリ尿素コーティングを形成しうることが知られている。硬化メカニズムにおいて、イソシアネート基は湿分と反応してアミノ基を形成し、次いでこれは他のイソシアネート基と反応して尿素を形成する。これら湿分硬化性樹脂の欠点の1つは、硬化速度が比較的遅い点である。
米国特許第3,420,800号および第3,567,692号には湿分硬化性ポリイソシアネートの硬化速度をアルジミンもしくはケチミンの配合により増大させうることが示唆されている。対応のアミンを形成する湿分とアルジミンもしくはケチミンとの反応はアミンを形成する湿分とイソシアネート基との反応よりも急速であると言われる。ポリイソシアネートの硬化を加速すべくアルジミンおよびケチミンを使用することの欠点は追加成分の調製を必要とすると共に2種の成分を適正比率にて配合するよう確保する或る種の計量装置を必要とする点である。
【0003】
従って、共反応体を必要としない湿分硬化性樹脂を提供するニーズが存在する。この種の樹脂は米国特許第5,364,955号および第5,766,751号に開示されており、これら特許はNCOプレポリマーをシランアスパルテートと反応させて尿素基もしくはヒダントイン基のいずれかを形成させて調製されたシラン末端樹脂を記載している。シランアスパルテートは、最初にアミノ官能性シランをマレイン酸もしくはフマル酸エステルと反応させて生成される。次いでシランアスパルテートをNCOプレポリマーと反応させて湿分硬化性樹脂を調製する。
この方法の欠点の1つは、高官能性ポリオールからシラン含有樹脂を得られない点である。これらポリオールをポリイソシアネート(主としてジイソシアヌレート)と反応させる場合、2:1のNCO/OH当量比でさえ連鎖延長の故にゲル化がしばしば生ずる。
米国特許第5,162,426号は、イソシアナトアルキルトリアルコキシシランとヒドロキシ官能性エチレン系不飽和モノマーとの反応およびその後の他の不飽和モノマーによる前記不飽和モノマーの重合によりシラン官能性ポリマーを生成させることを開示している。これら樹脂の欠点はイソシアナトアルキルトリアルコキシシランのコストである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来技術の欠点を持たない高官能価ポリオールに基づくシラン含有樹脂を提供することにある。
この課題は本発明による湿分硬化性樹脂およびその製造方法により解決することができ、これらにつき以下詳細に説明する。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、湿分硬化性樹脂の重量に対し0.2〜4.5重量%のアルコキシシラン基含有量(Si、MW28として計算)を有すると共に必要に応じヒドロキシ基を有し、アルコキシシラン基が0.5:1.0〜1.0:1.0のNCO/OH当量比における
(i)少なくとも4の官能価と少なくとも200の当量とを有するポリオールと、
(ii)式I
【化8】
〔式中、
Xは100℃未満でイソシアネート基に対し不活性である同一もしくは異なる有機基を示し、ただしこれら基の少なくとも1つはアルコキシ基であり、
Yは1〜8個の炭素原子を有する直鎖もしくは分枝鎖のアルキレン基を示し、
Rはn+1個のイソシアネート基を有するモノマーポリイソシアネートもしくはポリイソシアネートアダクトからイソシアネート基を除去して得られる残基を示し、
R1 は100℃もしくはそれ以下の温度にてイソシアネート基に対し不活性である有機基、例えば式:
【化9】
Z−CHR3−CR4−
|
COOR2
に対応する基及び式II:
−Y−Si−(X)3 (II)
(上記各式中、YおよびXは上記の意味を有し、
ZはCOOR 5 もしくは芳香族環を示し、
R 2 およびR 5 は同一もしくは異なるものであって1〜9個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
R 3 およびR 4 は同一もしくは異なるものであって水素またはメチル基を示す)
に対応する基からなる群から選択される基を示し、
nは1〜3の整数である〕
に対応する尿素基、イソシアネート基及びアルコキシシラン基を有する化合物
との反応生成物として混入されることを特徴とする湿分硬化性樹脂に関するものである。
【0006】
さらに本発明は、これら湿分硬化性樹枝の製造方法、これら樹脂を結合剤として含有する被覆用、接着用もしくは封止用組成物、並びにこれら樹脂を調製するのに使用される尿素基、イソシアネート基およびアルコキシシラン基を有する化合物にも関するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明による湿分硬化性樹脂を調製するには、高官能価ポリオールをイソシアネート基、尿素基およびアルコキシシラン基を有する化合物と反応させる。後者の化合物は、ポリイソシアネートをアミノ官能性アルコキシシランと反応させて1個のイソシアネート基と1個もしくはそれ以上の尿素基およびアルコキシシラン基とを有する化合物を生成させて合成することができる。
湿分硬化性樹脂は
(a)0.2〜4.5重量%、好ましくは0.2〜4重量%、より好ましくは0.5〜3.5重量%のアルコキシシラン基含有量(Si、MW28として計算)と、
(b)必要に応じ2重量%未満、好ましくは1重量%未満、より好ましくは0.2重量%未満のヒドロキシ基含有量(OH、MW17として計算)とを有する。
【0008】
イソシアネート基、尿素基およびアルコキシシラン基を有し、湿分硬化性樹脂を調製するのに使用しうる適当な化合物は、
Xが100℃未満にてイソシアネート基に対し不活性である同一もしくは異なる有機基であり、ただしこれら基の少なくとも1つはアルコキシ基、好ましくは1〜4個の炭素原子を有するアルキルもしくはアルコキシ基、より好ましくはアルコキシ基であり、
Yが1〜8個の炭素原子を有する直鎖もしくは分枝鎖のアルキレン基、好ましくは2〜4個の炭素原子を有する直鎖基または5〜6個の炭素原子を有する分枝鎖の基、より好ましくは3個の炭素原子を有する直鎖基を示し、
Rがn+1個のイソシアネート基を有するモノマーポリイソシアネートもしくはポリイソシアネートアダクト、好ましくはモノマーポリイソシアネート、より好ましくはモノマージイソシアネート、特に好ましくは脂肪族および/または脂環式結合したイソシアネート基を有するモノマージイソシアネートからイソシアネート基を除去して得られる残基を示し、
R1 が100℃またはそれ以下の温度にてイソシアネート基に対し不活性である有機基、好ましくは1〜12個、好ましくは1〜8個の炭素原子を有するアルキル基、シクロアルキル基もしくは芳香族基を示し、又はR1 は式II
−Y−Si−(X)3 (II)
に対応する基をも示しうる、そして
nが1〜3、好ましくは1もしくは2、より好ましくは1の整数である
式Iに対応するものを包含する。
【0009】
Xがメトキシ基、エトキシ基もしくはプロポキシ基、より好ましくはメトキシ基もしくはエトキシ基、特に好ましくはメトキシ基を示す化合物が特に好適である。アルコキシシラン基とアミノ基とを有し、式Iの化合物を調製するのに使用しうる適当な化合物は、式III
【化7】
〔式中、X、Y、R1 およびnは上記の意味を有する〕
に対応する化合物である。
【0010】
第二アミノ基を有する式IVに対応する適当なアミノアルキルアルコキシシランの例はN−フェニルアミノ−プロピル−トリメトキシシラン(OSIスペシャリティース、ウィトコ社からA−9669として入手しうる)、ビス−(γ−トリメトキシシリルプロピル)アミン(OSIスペシャリティース、ウィトコ社からA−1170として入手しうる)、N−シクロヘキシルアミノプロピルトリエトキシ−シラン、N−メチルアミノプロピル−トリメトキシシランおよび対応のアルキルジエトキシおよびアルキルジメトキシシランを包含する。
【0011】
イソシアネート基、尿素基およびアルコキシシラン基を有する特に好適な化合物は、式IV
【化8】
〔式中、X、Y、Rおよびnは上記の意味を有し、
ZはCOOR5 もしくは芳香族環、好ましくはCOOR5 を示し、
R2 およびR5 は同一もしくは異なるものであって100℃もしくはそれ以下の温度にてイソシアネート基に対し不活性である有機基、例えば1〜9個の炭素原子を有するアルキル基、より好ましくはメチル、エチルもしくはブチル基を示し、
R3 およびR4 は同一もしくは異なるものであって水素または100℃もしくはそれ以下の温度にてイソシアネート基に対し不活性である有機基、例えばメチル基、好ましくは水素を示す〕
に対応するものである。
【0012】
式IVの化合物は、ポリイソシアネートを式V
【化9】
〔式中、X、Y、Z、R、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 およびnは上記の意味を有する〕
に対応する化合物と反応させて調製される。
式Vの化合物は、式VI
H2 N−Y−Si−(X)3 (VI)
〔式中、XおよびYは上記の意味を有する〕
に対応するアミノアルキルアルコキシシランを式VII
Z−CR3 =CR4 −COOR2 (VII)
に対応するマレイン酸、フマル酸もしくは桂皮酸エステルと反応させて調製される。
【0013】
式VIの適するアミノアルキルアルコキシシランの例は2−アミノエチル−ジメチルメトキシシラン;6−アミノヘキシル−トリブトキシシラン;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;3−アミノプロピル−メチルジエトキシシラン;5−アミノペンチル−トリメトキシシラン;5−アミノペンチル−トリエトキシシラン;3−アミノプロピル−トリイソプロポキシシラン;および4−アミノ−3,3−ジメチルブチルジメトキシメチルシランを包含する。4−アミノ−3,3−ジメチルブチルジメトキシ−メチルシランが好適であり、3−アミノプロピル−トリメトキシシランおよび3−アミノプロピル−トリエトキシシランが特に好適である。
ポリアスパルテートの製造に使用するのに適する適宜置換されたマレイン酸、フマル酸もしくは桂皮酸エステルの例はマレイン酸およびフマル酸のジメチル、ジエチル、ジブチル(たとえばジ−n−ブチル)、ジアミル、ジ−2−エチルヘキシルエステルおよびこれらおよび他のアルキル基の混合物に基づく混合エステル;桂皮酸のメチル、エチルおよびブチルエステル;並びに2−および/または−3−位でメチル置換された対応のマレイン酸、フマル酸および桂皮酸エステルを包含する。マレイン酸のジメチル、ジエチルおよびジブチルエステルが好適であり、ジエチルおよびジブチルエステルが特に好適である。
【0014】
第一アミンとマレイン酸、フマル酸および桂皮酸エステルとの式Vのアスパルテートを生成する反応は公知であり、たとえば米国特許第5,364,955号(参考のためここに引用する)に記載されている。アスパルテートの製造は、たとえば0〜100℃の温度で、出発物質を少なくとも1個(好ましくは1個)のオレフィン系二重結合が第一アミノ基ごとに存在するような比率で用いて行うことができる。過剰の出発物質は反応後の蒸留により除去することができる。反応は溶剤を用いて或いは用いずに行うこともできるが、溶剤の使用は大して好適でない。溶剤を用いる場合、ジオキサンが適する溶剤の例である。式Vの化合物は無色ないし淡黄色である。これらはポリイソシアネートモノマーおよび/またはアダクトと反応して、さらに精製することなくイソシアネート基、尿素基およびアルコキシシラン基を有する化合物を生成することができる。
イソシアネート基、尿素基およびアルコキシシラン基を有する化合物を調製するのに適するポリイソシアネートは2〜4、好ましくは2の平均官能価を有するモノマージイソシアネートおよびポリイソシアネートアダクトから選択される。
【0015】
適するモノマージイソシアネートは式
R(NCO)2
〔式中、Rは上記の意味を有する〕により示すことができる。モノマーポリイソシアネートは約112〜1,000、好ましくは約140〜400の分子量を有し、Rが4〜40個、好ましくは4〜18個の炭素原子を有する二価の脂肪族炭化水素基、5〜15個の炭素原子を有する二価の脂環式炭化水素基、7〜15個の炭素原子を有する二価の芳香脂肪族炭化水素基または6〜15個の炭素原子を有する二価の芳香族炭化水素基を示すものを包含する。
【0016】
適する有機ジイソシアネートの例は1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12−ドデカメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−および−1,4−ジイソシアネート、1−イソシアナト−2−イソシアナトメチルシクロペンタン、1−イソシアナト−3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチル−シクロヘキサン(イソホロンジイソシアネートもしくはIPDI)、ビス(4−イソシアナトシクロヘキシル)−メタン、2,4’−ジシクロヘキシル−メタンジイソシアネート、1,3−および1,4−ビス−(イソシアナトメチル)−シクロヘキサン、ビス−(4−イソシアナト−3−メチルシクロヘキシル)−メタン、α,α,α’,α’−テトラメチル−1,3−および/または−1,4−キシリレンジイソシアネート、1−イソシアナト−1−メチル−4(3)−イソシアナトメチルシクロヘキサン、2,4−および/または2,6−ヘキサヒドロトルイレンジイソシアネート、1,3−および/または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/または2,6−トルイレンジイソシアネート、2,4−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ジイソシアナトナフタレンおよびその混合物を包含する。
【0017】
たとえば4−イソシアナトメチル−1,8−オクタメチレンジイソシアネートのような3個もしくはそれ以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート、並びにたとえば4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネートおよびアニリン/ホルムアルデヒド縮合物をホスゲン化して得られるポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートのような芳香族ポリイソシアネートも使用することができる。
好適な有機ジイソシアネートは1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1−イソシアナト−3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(イソホロンジイソシアネートもしくはIPDI)、ビス−(4−イソシアナト−シクロヘキシル)メタン、1−イソシアナト−1−メチル−4(3)−イソシアナトメチルシクロヘキサン、2,4−および/または2,6−トルイレンジイソシアネート、並びに2,4−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを包含する。
【0018】
本発明によれば、ポリイソシアネート成分をポリイソシアネートアダクトとして存在させることもできる。適するポリイソシアネートアダクトはイソシアヌレート基、ウレトジオン基、ビウレット基、ウレタン基、アロファネート基、カルボジイミド基および/またはオキサジアジントリオン基を有するもの、たとえば米国特許第5,668,238号(参考のためここに引用する)に開示されたものである。
好適ポリイソシアネートアダクトはイソシアヌレート基、ビウレット基、アロファネート基および/またはウレトジオン基を有するポリイソシアネート、特に好適モノマージイソシアネートから調製されたものである。
本発明による湿分硬化性樹脂を調製するのに適するポリオールは少なくとも4、好ましくは4〜200、より好ましくは7〜100の平均ヒドロキシ官能価と少なくとも200、好ましくは200〜5000、より好ましくは200〜2500、特に好ましくは200〜1000の当量(末端基分析により測定)とを有する。
【0019】
高分子量化合物の例はポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリヒドロキシポリカーボネート、ポリヒドロキシポリアセタール、ポリヒドロキシポリアクリレート、ポリヒドロキシポリエステルアミドおよびポリヒドロキシポリチオエーテルである。ポリアクリレートポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールおよびポリヒドロキシポリカーボネートが好適であり、特にポリアクリレートポリオールが好適である。
所要のヒドロキシ官能価を得るには、重縮合ポリマーを調製するために2より大の官能価を有する出発物質を使用する必要がある。好ましくは、これら高官能価を有する化合物は、これらポリマーを調製するために使用される低分子量アルコールである。その例はトリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、マンニトール、ソルビトールおよびシュクロースを包含する。アミノ基を有する出発化合物の反応により得られたポリエーテルも使用しうるが、本発明で使用するには大して好適でない。適するアミン出発化合物はエチレンジアミン、ジエチレントリアミンおよびトリエチレンテトラミンを包含する。
【0020】
適する高分子量ポリヒドロキシル化合物の例は、低分子量アルコールとたとえばアジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、マレイン酸、これら酸の無水物および/または酸無水物の混合物のような多塩基性カルボン酸とから調製されたポリエステルポリオールを包含する。ヒドロキシル基を有するポリラクトン、特にポリ−ε−カプロラクトンもプレポリマーを製造するのに適している。
適する出発分子のアルコキシル化により公知方法で得られるポリエーテルポリオールも湿分硬化性樹脂を製造するのに適している。適する出発分子の例は公知のジオールおよび高官能性アルコール、水、2個もしくはそれ以上のN−H結合を有する有機ポリアミンおよびその混合物を包含する。アルコキシル化反応に適する酸化アルキレンは好ましくは酸化エチレンおよび/または酸化プロピレンであって、順次に或いは混合物して使用することができる。
他の適するポリオールはヒドロキシル基を有するポリカーボネートを包含し、ジオールおよび高官能価アルコールとホスゲンまたはたとえばジフェニルカーボネートのようなジアリールカーボネートとの反応により製造することができる。
【0021】
低分子量化合物、並びに高分子量ポリヒドロキシ化合物の出発物質およびその製造方法に関する詳細は米国特許第4,701,480号(参考のためここに引用する)に開示されている。
他の例は公知の高分子量アミン官能性化合物を包含し、前記ポリオールの末端ヒドロキシ基をアミノ基まで変換させることにより製造することができ、さらに米国特許第5,243,012号および第5,466,771号(参考のためここに引用する)にそれぞれ開示された高分子量ポリアスパルテートおよびポリアルジミンを包含する。
【0022】
湿分硬化性樹脂は好ましくは2段階で製造される。第1段階にて、イソシアネート基、尿素基およびアルコキシシラン基を有する化合物は、ポリイソシアネートをアミノ官能性アルコキシシランと反応させて1個のイソシアネート基と1個もしくはそれ以上のアルコキシシラン基とを有する化合物を生成させることにより調製される。生成物が1個のイソシアネート基を有するよう確保するには、アミノ基の当量数をイソシアネート基の当量数より1つ低くする。たとえば1モルのトリイソシアネートを2モルのアミノシランと反応させると共に、1モルのジイソシアネートを1モルのアミノシランと反応させる。
ジイソシアネートを出発物質として使用する場合、過剰のジイソシアネートを反応させ、次いで未反応のジイソシアネートを公知方法にて蒸留により除去することができる。1モルのジイソシアネートを1モルのアミノシランと反応させる場合でさえ、未反応のジイソシアネートが存在しうる。しかしながら、この未反応ジイソシアネートは蒸留により除去することができる。
【0023】
本発明によれば、アルコキシシラン基とアスパルテート基とを有するアミノ官能性化合物(すなわち式Vに対応するもの)とポリイソシアネート成分との反応により形成された特殊な種類の尿素基は、化合物を高められた温度にて必要に応じ触媒の存在下に加熱することにより公知方法でヒダントイン基まで変換させることができる。従って「尿素基」という用語は、基N−CO−N、たとえばヒダントイン基を有する他の化合物をも包含することを意図する。
尿素基をヒダントイン基まで変換させることが望ましければ、2段階法における第2段階により湿分硬化性樹脂の生成後にヒダントイン基を形成させることが好ましい。これは、ヒダントイン基の形成に際しイソシアネート基と尿素基とアルコキシシラン基とを有する化合物のイソシアネート基と反応しうるモノアルコールが放出されるからである。この反応は、イソシアネート基が2段階法の第2段階にて高官能価ポリオールとの反応に用いられないようにする。
【0024】
湿分硬化性樹脂は第2段階にて、1個のイソシアネート基と1個もしくはそれ以上のアルコキシシラン基とを有する化合物を0.5:1.0〜1.0:1.0、好ましくは0.7:1.0〜1.0:1.0、より好ましくは0.95:1.0〜1.0:1.0のNCO/OH当量比にて高官能価ポリオールと反応させることにより得られる。
尿素基を形成する第1段階の反応は10〜120℃、好ましくは20〜100℃、より好ましくは40〜80℃の温度にて行われる一方、ウレタン基を形成する第2段階の反応は20〜150℃、好ましくは50〜120℃、より好ましくは60〜100℃の温度にて行われる。
【0025】
本発明の化合物は1−成分の被覆用、接着用もしくは封止用組成物に使用するのに適し、これらは大気湿分の存在にてアルコキシシラン基の加湿分解からSi−OH基を形成し、次いでこれらが反応してシロキサン基(Si−O−Si)を形成する「シラン重縮合」により硬化することができる。
適する金属、酸性もしくは塩基性の触媒を用いて硬化反応を促進させることができる。その例はたとえばパラトルエンスルホン酸のような酸類;たとえばジラウリン酸ジブチル錫のような金属塩類;たとえばトリエチルアミンもしくはトリエチレンジアミンのような第三アミン類;並びにこれら触媒の混合物を包含する。低分子量の塩基性アミノアルキルトリアルコキシシラン、たとえば式IVにより示されるものも本発明による化合物の硬化を加速する。
1−成分組成物は一般に1−成分組成物の重量に対し30〜80%、好ましくは40〜60%の固形分含有量を有する。適する有機溶剤はポリウレタン化学から公知であるものを包含する。
【0026】
さらに、組成物はたとえば均展剤、湿潤剤、流れ調節剤、皮張り防止剤、消泡剤、充填剤(たとえばシリカ、珪酸アルミニウムおよび高沸点ワックス)、粘度調整剤、可塑剤、顔料、染料、UV吸収剤、並びに熱劣化および酸化劣化に対する安定剤など公知の添加剤をも含有することができる。
1−成分組成物はたとえば木材、プラスチック、皮革、紙、繊維品、ガラス、セラミック、プラスター、石材、金属およびコンクリートなどの任意所望の支持体に施すことができる。これらは標準方法、たとえば噴霧被覆、展延被覆、フラッド被覆、流延、浸漬被覆、ロール被覆により施すことができる。被覆組成物は透明もしくは着色とすることができる。
1−成分組成物は室温にて或いは50〜150℃、好ましくは60〜100℃の高められた温度にて硬化させることができる。好ましくは、湿分硬化性樹脂は室温にて硬化される。
【0027】
以下、限定はしないが実施例を参照して本発明をさらに説明し、ここで部数および%は特記しない限り重量による。
【0028】
【実施例】
シランアスパルテート1: N−(3−トリメトキシシリルプロピル)アスパラギン酸ジエチルエステル
1483部(8.27当量)の3−アミノプロピルトリメトキシシランを撹拌器と熱電対と窒素入口と凝縮器を備えた添加漏斗とが装着された5リットルフラスコに添加した。1423.2部(8.27当量)のマレイン酸ジエチルを2時間かけて添加した。反応器の温度を添加に際し25℃に維持した。反応器をさらに5時間にわたり25℃に維持し、その時点で生成物をガラス容器に注ぎ入れ、窒素シール下に封止した。1週間の後、不飽和度は反応が〜99%完結したことを示す0.6であった。生成物N−(3−トリメトキシシリルプロピル)アスパラギン酸ジエチルエステルは25℃にて11mPa.sの粘度を有した。
アクリルポリオールI
415のOH当量と約95の官能価と4.1%のOH含有量と<10の酸価とを有すると共に40.5%のスチレンと31.4%のヒドロキシエチルメタクリレートと23.7%のブチルアクリレートと0.9%のアクリル酸と3.5%のジ−t−ブチルペルオキシドとから調製されたポリアクリレートポリオール。
ポリエステルポリオールI
770のOH当量と2.2%のOH含有量と約5の官能価とを有すると共に41.2%のトリメチロールプロパンと10.8%のアジピン酸と28.5%のヘキサヒドロフタル酸無水物と19.5%の2−エチルヘキサン酸とから調製されたポリエステルポリオール。
ポリオール1
500のOH当量と約65の官能価と3.40%のOH含有量と<10の酸価とを有し、酢酸ブチルにおける70%溶液として存在し、さらに42%のアクリルポリオールIと28%のポリエステルポリオールIとを含有するポリアクリレート/ポリエステルポリオール混合物。
【0029】
実施例1: 湿分硬化性樹脂1の調製
222.0部(2.0当量)のイソホロンジイソシアネートを室温にて、撹拌器と熱電対と窒素入口と凝縮器を備えた添加漏斗とが装着された反応フラスコに充填した。366.6部(1当量)のシランアスパルテート1を添加漏斗を介し反応フラスコに添加して、反応温度を30℃未満に維持することによりウレタン基を形成する発熱を抑制した。1時間15分の後に添加を完了した。反応混合物を60℃まで加熱し、次いで561.8部のポリオール1を反応混合物に添加した後、イソシアネート基がもはやIRにより検出できなくなるまで2時間にわたり撹拌した。冷却の後、252.2部の酢酸ブチルを添加して70%の最終固形分含有量と25℃にて6300mPa.sの粘度とを得た。
【0030】
実施例2: 湿分硬化性樹脂2の調製
168.0部(2.0当量)の1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートを室温にて、撹拌器と熱電対と窒素入口と凝縮器を備えた添加漏斗とが装着された反応フラスコに充填した。366.6部(1当量)のシランアスパルテート1を反応フラスコに添加漏斗を介し添加して、30℃未満の反応温度を維持することによりウレタン基を形成する発熱を抑制した。1時間15分の後に添加を完了した。反応混合物を60℃まで加熱し、次いで561.8部のポリオール1を反応混合物に添加した後、もはやイソシアネート基がIRにより検出できなくなるまで2時間にわたり撹拌した。冷却の後、229.1部の酢酸ブチルを添加して70%の最終固形分含有量と25℃にて7700mPa.sの粘度とを得た。
【0031】
実施例3: 湿分硬化性樹脂3の調製
132.0部(1.0当量)のビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)−メタンを室温にて、撹拌器と熱電対と窒素入口と凝縮器を備えた添加漏斗とが装着された反応フラスコに充填した。183.3部(0.5当量)のシランアスパルテート1を反応フラスコに添加漏斗を介し添加して、30℃未満に反応温度を維持することによりウレタン基を形成する発熱を抑制した。1時間15分の後に添加を完了した。反応混合物を60℃まで加熱し、次いで280.9部のポリオール1を反応混合物に添加した後、もはやイソシアネート基がIRにより検出できなくなるまで2時間にわたり撹拌した。冷却の後、135.2部の酢酸ブチルを添加して70%の最終固形分含有量を得た。溶液は、流動しないゴム状固体であると思われた。
【0032】
例4(比較): NCOプレポリマーの調製
280部(0.5当量)のポリオール1と126部の酢酸ブチル溶剤とを、撹拌器と温度計と窒素入口と添加漏斗とが装着された丸底フラスコに充填した。111部(1.0当量)のイソホロンジイソシアネートを添加漏斗を介し3時間にわたり添加すると共に、25℃に反応を維持してイソホロンジイソシアネートにおける2個のイソシアネート基の間の異なる反応性を最大化させた。添加が完了した後、反応を25℃にてさらに5時間にわたり維持し、その際滴定によるイソシアネート含有量は6.93%(理論値4.06%)であると判明した。この反応混合物は室温にて96時間の貯蔵後にゲル化した。シランアスパルテートは添加しなかった。
【0033】
例5(比較): NCOプレポリマーの調製
55部(0.5当量)のイソホロンジイソシアネートを、撹拌器と温度計と窒素入口と添加漏斗とが装着された丸底フラスコに充填した。反応を25℃に維持して、イソホロンジイソシアネートにおける2個のイソシアネート基の間の異なる反応性を最大化させた。140部(0.25当量)のポリオール1と63部の酢酸ブチル溶剤とを添加漏斗を介し1時間かけて添加すると共に、反応を25℃に維持してイソホロンジイソシアネートにおける2個のイソシアネート基の間の異なる反応性を最大化させた。添加が完了した後、反応を25℃にさらに6.5時間にわたり維持した。この反応混合物は室温にて14時間の貯蔵後にゲル化した。シランアスパルテートは添加しなかった。
【0034】
先の比較例は、先ず最初にイソシアネート成分をシランアスパルテートと反応させてイソシアネート基とシランアスパルテート基とを有する中間体を生成させ、次いでこれを高官能化ポリオールと反応させて湿分硬化性樹脂を形成させることにより、シラン末端樹脂を調製する必要性を示す。この手順は本発明による実施例にて示される。先ず最初にイソシアネート成分を高官能化ポリオールと反応させてNCOプレポリマーを生成させ、次いでこのプレポリマーをシランアスパルテートと反応させることによりこれら化合物を調製する試みは不成功であった。
【0035】
湿分硬化性樹脂1からのフィルムの作成
二酢酸ジメチル錫とジアザビシクロオクタンとの50:50混合物の1部を100部の湿分硬化性樹脂1に添加することにより被覆パネルを作成した。樹脂を5ミルの湿潤フィルムとして流延させ、これは約3.5ミルの乾燥フィルムをもたらした。コーティングは2時間にて非粘着性となり、1週間後にF鉛筆硬度を有した。
【0036】
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、この詳細は単に例示の目的に過ぎず、本発明の思想および範囲を逸脱することなく各種の変更をなしうることが当業者には了解されよう。
Claims (16)
- 湿分硬化性樹脂の重量に対し0.2〜4.5重量%のアルコキシシラン基含有量(Si、MW28として計算)を有すると共に必要に応じヒドロキシ基を有し、アルコキシシラン基が0.5:1.0〜1.0:1.0のNCO/OH当量比における
(i)少なくとも4の官能価と少なくとも200の当量とを有するポリオールと、
(ii)式I
Xは100℃未満でイソシアネート基に対し不活性である同一もしくは異なる有機基を示し、ただしこれら基の少なくとも1つはアルコキシ基であり、
Yは1〜8個の炭素原子を有する直鎖もしくは分枝鎖のアルキレン基を示し、
Rはn+1個のイソシアネート基を有するモノマーポリイソシアネートもしくはポリイソシアネートアダクトからイソシアネート基を除去して得られる残基を示し、
R1 は、式:
【化2】
Z−CHR3−CR4−
|
COOR2
に対応する基及び式II:
−Y−Si−(X)3 (II)
(これら式中、YおよびXは上記の意味を有し、
ZはCOOR 5 もしくは芳香族環を示し、
R 2 およびR 5 は同一もしくは異なるものであって1〜9個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
R 3 およびR 4 は同一もしくは異なるものであって水素またはメチル基を示す)
に対応する基からなる群から選択される基を示し、
nは1〜3の整数である〕
に対応する尿素基、イソシアネート基及びアルコキシシラン基を有する化合物
との反応生成物として組み込まれることを特徴とする湿分硬化性樹脂。 - 式IV中、
Xが1〜4個の炭素原子を有する同一もしくは異なるアルキルもしくはアルコキシ基を示し、
Yが2〜4個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基を示し、
ZがCOOR5 を示し、
R2 およびR5 が同一もしくは異なるものであって1〜9個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
R3 およびR4 が水素を示す
請求項2に記載の湿分硬化性樹脂。 - 式IV中、
Xが1〜4個の炭素原子を有する同一もしくは異なるアルコキシ基を示し、
Yが3個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基を示し、
ZがCOOR5 を示し、
R2 およびR5 が同一もしくは異なるものであってメチル、エチルもしくはブチルを示し、
R3 およびR4 が水素を示す
請求項2に記載の湿分硬化性樹脂。 - 式I中、
Rがn+1個のイソシアネート基を有するモノマーポリイソシアネートからイソシアネート基を除去して得られる残基を示し、
nが1である
請求項1に記載の湿分硬化性樹脂。 - 式IV中、
Rがn+1個のイソシアネート基を有するモノマーポリイソシアネートからイソシアネート基を除去して得られる残基を示し、
nが1である
請求項2〜4のいずれかに記載の湿分硬化性樹脂。 - 式IV
Xは100℃未満にてイソシアネート基に対し不活性である同一もしくは異なる有機基を示し、ただしこれら基の少なくとも1つはアルコキシ基であり、
Yは1〜8個の炭素原子を有する直鎖もしくは分枝鎖のアルキレン基を示し、
ZはCOOR5 もしくは芳香族環を示し、
Rはn+1個のイソシアネート基を有するモノマーポリイソシアネートもしくはポリイソシアネートアダクトからイソシアネート基を除去して得られる残基を示し、
R2 およびR5 は同一もしくは異なるものであって1〜9個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
R3 およびR4 は同一もしくは異なるものであって水素またはメチル基を示し、
nは1〜2である〕
に対応する尿素基、イソシアネート基およびアルコキシシラン基を有する化合物。 - 式IV中、
Xが1〜4個の炭素原子を有する同一もしくは異なるアルキルもしくはアルコキシ基を示し、
Yが2〜4個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基を示し、
ZがCOOR5 を示し、
R2 およびR5 は同一もしくは異なるものであって1〜9個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
R3 およびR4 が水素を示す
請求項7に記載の化合物。 - 式IV中、
Xが1〜4個の炭素原子を有する同一もしくは異なるアルコキシ基を示し、
Yが3個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基を示し、
ZがCOOR5 を示し、
R2 およびR5 が同一もしくは異なるものであってメチル、エチルもしくはブチルを示し、
R3 およびR4 が水素を示す
請求項7に記載の化合物。 - 式IV中、
Rがn+1個のイソシアネート基を有するモノマーポリイソシアネートからイソシアネート基を除去して得られる残基を示し、
nが1である
請求項7〜9のいずれかに記載の化合物。 - 湿分硬化性樹脂の重量に対し0.2〜4.5重量%のアルコキシシラン基含有量(Si、MW28として計算)を有すると共に必要に応じヒドロキシ基を有する湿分硬化性樹脂の製造方法において、0.5:1.0〜1.0:1.0のNCO/OH当量比にて
(i)少なくとも4の官能価と少なくとも200の当量とを有するポリオールを、
(ii)式I
Yは1〜8個の炭素原子を有する直鎖もしくは分枝鎖のアルキレン基を示し、
Rはn+1個のイソシアネート基を有するモノマーポリイソシアネートもしくはポリイソシアネートアダクトからイソシアネート基を除去して得られる残基を示し、
R1 は、式:
【化6】
Z−CHR3−CR4−
|
COOR2
に対応する基及び式II:
−Y−Si−(X)3 (II)
(これら式中、YおよびXは上記の意味を有し、
ZはCOOR 5 もしくは芳香族環を示し、
R 2 およびR 5 は同一もしくは異なるものであって1〜9個の炭素原子を有するアルキル基を示し、
R 3 およびR 4 は同一もしくは異なるものであって水素またはメチル基を示す)
に対応する基からなる群から選択される基を示し、
nは1〜3の整数である〕
に対応する尿素基、イソシアネート基及びアルコキシシラン基を有する化合物
と反応させることを特徴とする湿分硬化性樹脂の製造方法。 - 式IV中、
Xが1〜4個の炭素原子を有する同一もしくは異なるアルキルもしくはアルコキシ基を示し、
Yが2〜4個の炭素原子を有する直鎖アルキレン基を示し、
ZがCOOR5 を示し、
R2 およびR5 が同一もしくは異なるものであって1〜9個の炭素原子を有するアルキル基を示し、R3 およびR4 が水素を示す
請求項12に記載の方法。 - 式I中、
Rがn+1個のイソシアネート基を有するモノマーポリイソシアネートからイソシアネート基を除去して得られる残基を示し、
nが1である
請求項11に記載の方法。 - 式IV中、
Rがn+1個のイソシアネート基を有するモノマーポリイソシアネートからイソシアネート基を除去して得られる残基を示し、
nが1である
請求項13に記載の方法。 - 結合剤が請求項1に記載の湿分硬化性樹脂からなることを特徴とする1−成分被覆剤、封止剤または接着剤組成物。
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