JP4741469B2 - 水分硬化性放射線硬化性シーラント組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、水分硬化性放射線硬化性シーラント組成物に関する。特に、本発明は、絶縁ガラスアセンブリにおける使用のためのそのようなシーラント組成物に関する。
1つの態様において、本発明は、
a)水分硬化性、放射線硬化性ポリウレタンプレポリマー、および
b)少なくとも約10重量%のフィラー
を含むデュアル硬化シーラント組成物に関する。
a)水分硬化性ポリウレタンプレポリマー、および
b)放射線硬化性ポリマー、および
c)少なくとも約10重量%のフィラー
を含むブレンドを含むデュアル硬化シーラント組成物に関する。
a)疎水性ポリエステルポリオール、ポリジエンブロックポリオール、ポリオレフィンポリオールまたはそれらの組み合わせからなる群より選択されるポリオール、
b)ポリイソシアネート、および
c)水素活性(メタ)アクリレート
の反応生成物を含むデュアル硬化ポリウレタンプレポリマーに関し、
前記プレポリマーは、プレポリマーのモル当量に基づいて約30%未満のモル当量のアクリレート官能基を含む。
a)疎水性ポリエステルポリオール、ポリジエンブロックポリオール、ポリオレフィンポリオールまたはそれらの組み合わせからなる群より選択されるポリオール、
b)ポリイソシアネート、
c)水素活性(メタ)アクリレート、および☆
d)水素活性有機官能性シラン
の反応生成物を含むデュアル硬化ポリウレタンプレポリマーにも関し、
前記プレポリマーは、プレポリマーのモル当量に基づいて約15%未満のモル当量のシラン官能基を含む。
a)イソシアネート官能基、シラン官能基、またはそれらの組み合わせを含むポリウレタンプレポリマー、および
b)約2の官能性を有するポリオレフィンポリオール、約2の官能性を有するポリジエンブロックポリオールからなる群より選択されるポリオールから誘導されるアクリレートオリゴマー
を含むデュアル硬化シーラント組成物にも関する。
本発明に関し、用語は以下の意味を有する。
本発明のデュアル硬化シーラント組成物は、水分硬化性で放射線硬化性のポリウレタンプレポリマー、または水分硬化性ポリウレタンプレポリマーと放射線硬化性ポリマーとの混合物またはそれらの組み合わせを含む。シーラント組成物は、放射エネルギーへの暴露の際にエチレン性の不飽和官能基の光重合または架橋を通して初期グリーン強度を発揮する。好ましい組成物は、UV硬化への暴露の直後に十分な初期グリーン強度を示し、高温でさえ十分なグリーン強度を維持し、アセンブリ構造が製造直後に搬送されることを可能とする。従って、かかる組成物は、典型的なホットメルトシーラント組成物を超える利点を提供する。本発明の組成物のグリーン強度は、アクリレート二重結合を重合させ、従って、わずかな架橋されてさえ網状構造を作り出すことにより作り出されるものであり、水分硬化される前の組成物の軟化温度で溶融する熱可塑性成分により作り出されるものではないと確信される。組成物の最終特性は、後の水分硬化性官能基と水分の反応に由来する。
本明細書で以後、「デュアル硬化」プレポリマーとも称される水分硬化性、放射線硬化性ポリウレタンプレポリマーは、水分への暴露の際に重合が可能である(水分硬化性)少なくとも1つの第1の官能基および放射線への暴露の際に重合が可能である(放射線硬化性)少なくとも1つの第2の官能基を含む。水分硬化性官能基には、例えば、イソシアネート官能基、シラン官能基、およびそれらの組み合わせが含まれる。放射線硬化性官能基には、例えば、(メタ)アクリレート、アクリル基(例えば、アクリルアミドおよびアクリルオキシ)、メタクリル基(例えば、メタクリルアミドおよびメタクリルオキシ)、およびアルケニル基(例えば、ビニル、アリル、およびヘキセニル)等のエチレン性不飽和官能基を含む。
有用なポリイソシアネートには、例えば、脂肪族、脂環族、アール脂肪族(araliphatic)、アリールアルキル、アルキルアリール、および芳香族イソシアネートおよびそれらの混合物等の少なくとも2つのイソシアネート基を有するいずれか適切なイソシアネートが含まれる。適切なジイソシアネートには、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−トルイジンジイソシアネート、ジアニリジンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、オメガ,オメガ’−ジイソシアナト−1,4−ジエチルベンゼン、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、テトラメチルキシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、4,4’−メチレンジフェニルジイソシアネート、2,4’−メチレンジフェニルジイソシアネートおよび4,4’−メチレンジフェニルジイソシアネートの混合物、2’,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、およびナフタレン−1,5−ジイソシアネート、およびそれらの混合物が含まれる。他の有用なイソシアネートは、米国特許第6,387,449号、第6,355,317号、第6,221,978号、第4,820,368号、第4,808,255号、第4,775,719号および第4,352,858号において開示され、本明細書に組み込まれている。
プレポリマーの調製に有用な適切なポリオールには、例えば、ジオール、トリオールおよびそれらの混合物が含まれる。好ましいポリオールには、ポリエステルポリオール、ポリオレフィンジオール、ポリジエンブロックポリオール、およびそれらの組み合わせが含まれる。好ましいポリオールは、少なくとも約1.5、より好ましくは少なくとも約1.8、最も好ましくは少なくとも約2、好ましくは約4.0以下、より好ましくは約3.5以下、最も好ましくは約3.0以下の官能性を有する。好ましいポリオールは、アモルファスであり、約0℃未満、好ましくは約−20℃未満のTgを有し、および約500g/モルを超える分子量、より好ましくは約500g/モルを超える分子量から約10,000g/モルまでの分子量、最も好ましくは約1000g/モルから約4000g/モルまでの分子量を有する。好ましいポリオールは、疎水性であり、好ましくは構造的に主として炭化水素である。
適切な水素活性単官能性(メタ)アクリレートには、例えば、ヒドロキシアルキルアクリレート(例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)、2−ヒドロキシメチルアクリレート(HEMA)、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート(HPA)および2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、1,3−ジヒドロキシプロピルアクリレートおよび2,3−ジヒドロキシプロピルアクリレートおよびメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリルアミドおよびメタクリルアミド、N−アルキル−N−ヒドロキシエチルアクリルアミドおよびメタクリルアミド、4−ヒドロキシブチルアクリレート(HBA)、ヒドロキシエチル−ベータカルボキシエチルアクリレート、ヒドロキシヘキシルアクリレート、およびヒドロキシオクチルメタクリレート)が含まれる。
ポリウレタンプレポリマーのイソシアネート基と反応性がある少なくとも1つの官能基(例えば、水素)および少なくとも1つのシリル基を含むいずれかの水素活性有機官能性シランが用いられ得る。有用なシリル基の例には、アルコキシシリル、アリールオキシシリル、アルキルオキシイミノシリル、オキシムシリルおよびアミノシリルが含まれる。好ましい水素活性有機官能性シランには、例えば、アミノシラン(例えば、第2級アミノアルコキシシランおよびメルカプトアルコキシシラン)が含まれる。適切なアミノシランの例には、フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、n−ブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、t−ブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、シクロヘキシルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジブチルマレエートアミノプロピルトリメトキシシラン、ジブチルマレエート置換された4−アミノ3,3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシランおよびそれらの混合物が含まれ、それらの具体例には、N−メチル−3−アミノ−2−メチルプロピ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−エチル−3−アミノ−2−メチルプロピルジエトキシシラン、N−エチル−3−アミノ−2−メチルプロピルトリエトキシシラン、N−エチル−3−アミノ−2−メチルプロピルメチルジメトキシシラン、N−ブチル−3−アミノ−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、3−(N−メチル−3−アミノ−1−メチル−1−エトキシ)プロピルトリメトキシシラン、N−エチル−4−アミノ−3,3−ジメチルブチルジメトキシメチルシラン、N−エチル−4−アミノ−3,3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、ビス−(3−トリメトキシシリル−2−メチルプロピル)アミン、N−(3’−トリメトキシシリルプロピル)−3−アミノ−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、N,N−ビス[(3−トリエトキシシリル)プロピル]アミン、N,N−ビス[(3−トリプロポキシ−シリル)プロピル]アミン、N−(3−トリメトキシシリル)プロピル−3−[N−(3−トリメトキシシリル)−プロピルアミノ]プロピオンアミド、N−(3−トリエトキシシリル)プロピル−3−[N−(3−トリエトキシシリル)−プロピルアミノ]プロピオンアミド、N−(3−トリメトキシシリル)プロピル−3−[N−(3−トリエトキシシリル)−プロピルアミノ]プロピオンアミド、3−トリメトキシシリルプロピル−3−[N−(3−トリメトキシシリル)−プロピルアミノ]−2−メチルプロピオネート、3−トリエトキシシリルプロピル3−[N−(3−トリエトキシシリル)−プロピルアミノ]−2−メチルプロピオネート、3−トリメトキシシリルプロピル3−[N−(3−トリエトキシシリル)−プロピルアミノ]−2−メチルプロピオネート、ガンマ−メルカプトプロピル−トリメトキシシランおよびN,N’−ビス((3−トリメトキシシリル)プロピル)アミンが含まれる。
ポリウレタンプレポリマーの調製における使用のために好ましい単官能性アルコールはアモルファスであり、または約50℃以下の融点を示す。単官能性アルコールは、好ましくは、4から18個までの炭素原子、より好ましくは8から16個までの炭素原子、最も好ましくは12から16個までの炭素原子を有し、約74g/molから約1000g/mol、より好ましくは約130g/molから約500g/molの分子量を有するアルキルアルコールである。有用な単官能性アルコールはまた、約750から約56、好ましくは約430から約110のOH価も有する。
水分硬化性ポリウレタンプレポリマーおよび放射線硬化性ポリマーの混合物を含むシーラント組成物については、水分硬化性ポリウレタンプレポリマーは、上記水分硬化性ポリウレタンプレポリマーであり得るし、その場合、官能基は、イソシアネート基、シラン基、またはそれらの組み合わせを含む。好ましい水分硬化性ポリウレタンプレポリマーは、シラン官能基および/またはイソシアネートによりエンドキャップされる。ポリウレタンプレポリマーは、好ましくは、約1500から約20,000g/モルまでの数平均分子量を有する。イソシアネート官能性ポリウレタンプレポリマー、シラン官能性プレポリマーおよび上述のイソシアナト官能性およびシラン官能性を含むプレポリマーを作る方法は、本明細書に組み込まれる。
放射線硬化性ポリマーは、少なくとも2の官能性を有する(メタ)アクリレートポリマーである。有用な(メタ)アクリレートポリマーの例には、ポリブタジエンジアクリレート、ポリブタジエンウレタンジアクリレート、単官能性および多官能性アクリレート(即ち、アクリレートおよびメタクリレート)、アクリレート化ポリエステル、アクリレート化芳香族ウレタン、アクリレート化脂肪族ウレタン、アクリレート化アクリル、およびそれらの組み合わせまたは混合物が含まれる。
組成物は、任意に、光開始剤を含み得る。好ましい光開始剤は、適切な波長および強度の放射に対する暴露の際にエチレン性の不飽和の基のフリーラジカル重合、架橋、または両方を促進することが可能である。光開始剤は、単独で用いられ得るか、または適切な供与体化合物または適切な共開始剤と組み合わせで用いられ得る。光開始剤およびその量は、好ましくは、硬化される組成物の厚さの関数としての均一な反応変換率、並びに所望される初期取り扱い強度(すなわち、グリーン強度)を達成するように十分に高い総変換度率を達成するように選択される。
組成物は、また、ポリオールとポリイソシアネートとの間の反応、加水分解反応、および/または後のシラン基、イソシアネート基またはそれらの組み合わせの架橋反応を促進するために触媒も含み得る。有用な触媒には、例えば、N,N−ジメチルアミノエタノール、N,N−ジメチル−シクロヘキサミン−ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N−エチルモルホリン、N,N,N’,N’,N”−ペンタメチル−ジエチレン−トリアミン、および1−2(ヒドロキシプロピル)イミダゾールを含む第3級アミンおよび例えば、錫(例えば、ジアルキル錫ジカルボキシレート、例えば、ジブチル錫ジラウレートおよびジブチル錫ジアセテート、第3級アミン、カルボン酸の錫塩、例えば、オクタン酸錫および酢酸錫、テトラブチルジオレアトジスタノキサン)、チタニウム化合物、錫カルボキシレート、チタン酸有機ケイ素、チタン酸アルキルを含む金属触媒およびその組み合わせが含まれる。
組成物は任意に、フィラーを含み得る。フィラーの化学組成、およびその粒子サイズと形態、粒子サイズ分布、およびフィラーの表面処理は、好ましくは、組成物上の入射UV光の吸光を最小化するように選択される。(「UV接着剤のシャドー硬化」、ジョージ W.リッター、接着協会の第24回年次会合の会報、83ページ、2001年2月を参照されたい)。
任意に、組成物はまた、非反応性可塑化剤も含む。適切な可塑化剤には、例えば、フタレート、アジペート、ホスフェート、トリメリテート、二安息香酸ジプロピレングリコールおよび二安息香酸ジエチレングリコールおよびそれらの混合物およびエポキシ化された大豆油が含まれる。適切な商業的に入手可能な可塑化剤には、エクソン・ケミカル由来のジェイフレックス可塑化剤、モンサント由来のジオクチル(DIOCTYL)、サンティサイザー(SANTICIZER)、およびジブチル(DIBUTYL)可塑化剤、およびバイエル由来のアディモール(ADIMOLL)、ディスフラモール(DISFLAMOLL)、メサモール(MESAMOLL)、ユニモール(UNIMOLL)、テグダ(TEGDA)、トリアセチン(TRIACETIN)、およびウルトラモール(ULTRAMOLL)可塑化剤が含まれる。ジェイフレックス DTDPおよびDIDP可塑化剤を含む長鎖の分岐したフタレート(例えば、ジトリデシルフタレート、ジ−L−ノニルフタレート、およびジ−L−ウンデシルフタレート)のような好ましい可塑化剤は低揮発性を有する。有用なジオクチルおよびジイソデシルフタレートには、エクソン・ケミカル由来の商品名「ジェイフレックスDOP」および「ジェイフレックスDIDP」の下で入手可能なものが含まれる。有用なジベンゾエートは、ベルシコール・ケミカル・コーポレーション由来の商品名ベンゾフレックス(BENZOFLEX)X9−88、ベンゾフレックス50およびベンゾフレックス400の下で入手可能である。大豆油は、例えば、商品名フレキソール(FLEXOL) EPOの下でユニオンカーバイドコーポレーションから商業的に入手可能であり、ポリマー性可塑化剤は、商品名ウルトラモール(ULTRAMOLL)の下でバイエルから入手可能である。
組成物はまた、任意に、反応性可塑化剤、即ち、水分硬化性、放射線硬化性ポリウレタンプレポリマー、または水分硬化性ポリウレタンプレポリマー、またはそれらの組み合わせの水分反応性成分と反応することが可能である少なくとも1つの官能基を含む可塑化剤も含み得る。「反応性可塑化剤」という用語は、水分への暴露の際にポリウレタンプレポリマーの水分反応性官能基またはそれ自体と反応性となる可塑化剤を包含する。そのような反応性可塑化剤には、水分への暴露の際に活性水素基を有する可塑化剤が含まれる。反応性可塑化剤は、好ましくは、ポリウレタンプレポリマーの官能基と同様の官能基、組成物が基板に適用された後またはその意図される使用の間(例えば、空気、水分またはそれらの組み合わせのような周囲雰囲気への暴露の際)にポリウレタンプレポリマーまたは可塑化剤それ自体と反応性となり得る官能基、またはそのような官能基の組み合わせを有するように選択される。反応性可塑化剤は、好ましくは、例えば、水分、空気またはそれらの組み合わせのような周囲条件への暴露の際にポリウレタンプレポリマーを重合または架橋させるように選択される。反応性可塑化剤には、例えば、アルコキシ、イソシアネート、アルドイミン、ケトミン、ビスオキサゾリドン、およびそれらの組み合わせを含むいずれか適切な反応基を含み得る。
組成物は、任意に、熱可塑性ポリマーを含み得る。有用な熱可塑性ポリマーは、シーラント組成物と相容性であり、熱可塑性エラストマーを含む。有用な熱可塑性ポリマーの例には、ポリアルキレン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリブチレン)、例えば、脂肪族モノ−1−オレフィン(アルファオレフィン)のホモ−、コ−およびターポリマーを含むポリ(アルファ)オレフィン(例えば2から10炭素原子を含むポリ(アルファ)オレフィン)、少なくとも1種のC3 〜C20アルファオレフィンを有するエチレンの均質な直鎖のまたは実質的に直鎖のインターポリマー、ポリイソブチレン、ポリ(アルキレンオキシド)、ポリ(フェニレンジアミンテレフタルアミド)、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート)、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルと例えば、ブタジエン、スチレンを含むモノマーのコポリマー、ポリメチルペンテン、およびポリフェニレンスルフィド(例えば、スチレン−アクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエンゴム)、ポリイミド、ポリアミド、ビニルアルコールとエチレン性不飽和モノマーのコポリマー、ポリ酢酸ビニル(例えば、エチレン酢酸ビニル)、ポリビニルアルコール、塩化ビニルホモポリマーおよびコポリマー(例えば、ポリ塩化ビニル)、エチレン、一酸化炭素およびアクリル酸エステルまたはビニルモノマーのターポリマー、ポリウレタン、ポリスチレン、およびそれらの組み合わせおよびそれらのホモポリマー、コポリマーおよびターポリマーおよびそれらの混合物が含まれる。熱可塑性ポリマーの他の有用なクラスには、アルファルト、ビチューメン、生ゴム、フッ素化ゴム、およびセルロース性樹脂が含まれる。
組成物は、任意に、粘着付与剤を含み得る。好ましい粘着付与剤は、約70℃から約120℃まで、より好ましくは約80℃から約100℃までの環球軟化点を有する。適切な粘着付与剤の例には、脂肪族、脂環族、芳香族、脂肪族−芳香族、芳香族で修飾された脂環族、および脂環族炭化水素樹脂および修飾されたバージョン、およびその水素化誘導体、テルペン(ポリテルペン)、修飾されたテルペン(例えば、フェノールで修飾されたテルペン樹脂)、その水素化誘導体およびその混合物、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、蒸留ロジン、水素化ロジン、二量体化されたロジン、および重合したロジンのような天然および修飾されたロジン、例えば、天然ロジンおよび修飾ロジンのグリセロールエステルおよびペンタエリスリトールエステル(例えば、ペールウッドロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのグリセロールエステル、重合ロジンのグリセロールエステル、水素化ロジンのペンタエリスリトールエステル、およびロジンのフェノールで修飾されたペンタエリスリトールエステル)を含むロジンエステル、アルファメチルスチレン樹脂およびその水素化誘導体、低分子量ポリ乳酸、およびその組み合わせが含まれる。他の有用な粘着付与剤は例えば米国特許第6,355,317号において開示され、それは本明細書に組み込まれている。
組成物は、また、任意に、有機官能性シラン接着促進剤も含み得る。好ましい有機官能性シラン接着促進剤には、アルコキシシリル、アリールオキシシリル、およびそれらの組み合わせのようなシリル基が含まれる。有用なアルコキシシリル基の例には、例えば、酢酸、2−エチルヘキサン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、およびオレイン酸を含むさまざまの酸のシリルエステルを含むメトキシシリル基、エトキシシリル基、プロポキシシリル基、ブトキシシリル基、およびアクリルオキシシリル反応性官能基が含まれる。
組成物はまた、例えば、反射性粒子、非反応性樹脂、紫外線光安定化剤、抗酸化剤、触媒、レオロジー改変剤、殺生物剤、腐食阻害剤、脱水剤、有機溶媒、着色料(例えば、顔料および染料)、界面活性剤、難燃剤、ワックス、およびそれらの混合物を含む他の添加剤も含み得る。存在する場合、それらの成分は、好ましくは、材料を通して伝達される光の量を最大化するようにUV吸収が制限されるように選択され、光重合プロセスを開始させるために光開始剤分子として有用である。UV−吸収剤(UVA)および/またはヒンダードアミン光安定化剤(HALS)はまた、組成物の耐候特性を改善する助けとなり得る。UVAおよびHALSの例には、例えば、チバガイギーCorp.由来のチヌビン(TINUVIN) Pおよびチヌビン327、328、384、900、928、1130、400、123、144および292が含まれる。好ましい材料の例は、ヒドロキシフェニル−s−トリアジン(HPT)、例えば、チヌビン400である。
試験手順
例において用いられる試験手順は以下を含む。
(1)シーラント組成物の均質フィルムを、組成物がプレスされる側にリリースコーティングを有するポリプロピレンフィルムの間に約40ミルの厚さまで周囲温度でプレスする。次いで組成物を、240W/cmの出力を有するフュージョン−VおよびDバルブを備える2つのフュージョン・システムズ・キュア・ユニットを用いるバージニア州、スターリングのEIT,Inc.由来のパワー−パックで測定して320から390nmのUV波長範囲で2000から3500mJ/cm2 の放射エネルギー密度により頂部のポリプロピレンフィルムを通して照射する。試料が20fpmから30fpmで照射されるように配置されるようにコンベア速度を変更することにより、放射エネルギー密度は調節され得る。破壊時の引張り強度、100%伸びでの弾性率およびシーラント組成物の%伸びは、「プラスチックの引張り特性のための標準試験方法」という表題のASTM−638−00に従って定量される。フィルムは、水分硬化のために2週間23℃かつ50%相対湿度で状態調整される。
重ね剪断強度を、ASTM D1002−01張力負荷による単一重なり接合の接着により結合した金属試料の見かけ剪断強度についての標準試験方法に従って測定する。試験方法は、基板として硬質ポリ塩化ビニルPVC(1インチ(約2.5cm)幅×3インチ(約7.6cm)長さ)およびガラス(1インチ(約2.5cm)幅×3インチ(約7.6cm)長さ)を用いて重なり剪断結合を試験するために修正される。ガラスの厚さは、3/16インチである(約4.8mm)(密閉絶縁ガラスユニットの加速された耐候試験のためのASTM E−773−97のための標準厚さ)。重ね剪断の幅は、1インチ(約2.5cm)であり、重なりは、1.0+/−0.05インチ(約2.5±1.3)である。
透過性係数(MVTR)を、「変調された赤外線センサーを用いるプラスチックフィルムおよびシートを通る水蒸気伝達速度についての標準試験方法」という表題のASTM F1249−90に従って定量する。試験を、特定された厚さを有するフィルムの形態の試料についてほぼ37℃(100°F)および90%相対湿度で行う。
重ね剪断方法により調製される試料を、23℃かつ50%相対湿度で少なくとも2週間状態調整する。試料を1週間60℃(140°F)に暴露しながら、1ポンド錘を試料の重ね剪断結合から懸垂する。ポリ塩化ビニルとガラスに対する重ね剪断結合の静荷重抵抗(すなわち、死荷重)を測定する。1ポンド錘が懸垂されたままであれば、試料を、「合格」と記録する。もし1ポンド錘が1週間終了の前に試料から落下するならば、破損時間を記録し、試料を「不合格」と記録する。
任意にチャートレコーダーに取り付けたブルックフィールド・サーモセル・ビスコメーターを用いて粘度を測定する。スピンドルおよび分あたりの回転を、正確な結果を得るために製造者の操作指示書に従って設定する。
プレポリマーの分子量を、テトラヒドロフランの中にプレポリマーを溶解し、GPCに溶液を注入し、ポリスチレン標準に対して分子量を計算することによりゲル透過クロマトグラフィー(GPC)により定量する。多分散性指数を、GPC重量平均分子量/GPC数平均分子量としてGPCにより測定する。
プレスフロー
プレスフロー押し出しレオメーターをグラム/分でシーラント流を測定するために用いる。その直径は、0.104±0.002インチ(約2.6±0.05mm)である。圧力を、表に示す。
硬化されていないシーラント組成物のガラス転移温度(Tg)を、2分間60℃で試料を状態調整し、−60℃に試料を急冷し、次いで、分当り20℃の速度で60℃に試料を加熱することにより「示差走査熱量分析(DSC)によるポリマーの転移温度についての標準試験方法」という表題のASTM D−3418−83にしたがって定量する。報告されるTgは、相変化の開始が起こる温度である。
10rad/secで60℃から−40℃の温度範囲にわたる弾性率および弾性損失のプロットを、ASTM D4065−01 プラスチックについての標準仕様:動的機械的特性:測定および手順の報告にしたがって得た。
シーラント組成物の硬度を、ASTM D−2240にしたがってショアAデュロメーターを用いて測定する。
湿潤UV状態調整
試料、例えば、重ね剪断試験の場合の重ね剪断結合構造を、チャンバ内に配置し、特定の時間紫外線光(UV−A)および35℃(95°F)で100%湿度に連続的に暴露する。
試料、例えば、重ね剪断試験の場合の重ね剪断結合構造を、シンシナチ・サブ・ゼロ・チャンバ モデル番号U−15−X−X25の中に配置する。チャンバの中の温度を、24時間ごとに4回、−40℃から71.1℃(−40°Fから160°F)まで周期変換させる。
試料、例えば、重ね剪断試験の場合の重ね剪断結合構造を、特定の時間相対湿度が100%であり、温度が60℃(140°F)であるチャンバに配置する。
水分硬化性、放射線硬化性プレポリマー(PP1)
アクリレート−シラン−終端ポリウレタンプレポリマーを以下のように調製する。機械的攪拌装置、温度計、コンデンサー、乾燥窒素入り口および乾燥空気入り口を備える反応容器を60℃から70℃に加熱し、真空下に配置する。反応容器に、攪拌とともに、プリプラスト(PRIPLAST)3187二量体酸性ポリエステルジオール(ユニケマ)、10.6gのジェイフレックス(JAYFLEX) DTDP(エクソン・モービル・ケミカルズ)可塑化剤、および0.1gのアーガノックス(IRGANOX)1010(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ)抗酸化剤が入れる。混合物を、約70℃から75℃で含有量を維持しながら90分間真空下で混合する。
2 アルフォル 12,14(コンディー・ビスタ・カンパニー、テキサス州、ヒューストン)
ND=定量せず
シーラント調製
水分硬化性放射線硬化性PPを含むシーラント組成物
例1
フィラーを110℃で14時間通気オーブンの中で予備乾燥する。上記プレポリマー1(PP1)を1から2時間約50℃〜60℃に予備加熱する。加熱されたジャケット、混合容器、温度計、コンデンサーおよび乾燥空気入り口を備える遊星ミキサーに、42.1gのヒップフレックス(HIPFLEX)100、1.5gのウルトラプフレックス(ULTRAPFLEX)・フィラー、11.2gのジェイフレックス(JAYFLEX) DTDP可塑化剤、および0.35gのシルケスト A−171ビニルトリメトキシシラン(OSiスペシャルティーズ−クロンプトンCorp.)を加える。混合物を、ペースト状コンシステンシーに達するまで90℃で1時間完全な真空下で攪拌する。次いで、温度を約40〜50℃に下げ、43.9gのプレポリマー1および0.18gのシルケスト A−171の添加の間乾燥空気によりパージする。混合物を、約40〜50℃で1時間20in.(約50.8cm)の部分的真空下で攪拌する。次いで、容器を乾燥空気の下に置き、残りの成分を加える。残りの成分は、0.17gのA−171、0.5gのシルケスト A−187接着促進剤、0.1gのCGI 819XF光開始剤(チバ・ケミカルズ、ニュージャーシー州、テリータウン)、および0.02gのメタティン(METATIN)740触媒(アシマ・ケミカル・インダストリーズ・リミテッド,Inc.、スイス)である。加熱を停止し、すべての成分を15分間乾燥空気の下で徹底的に混合する。シーラントを、5分間真空とすることにより空気を抜き、排出し、梱包する。
例2〜5のシーラント組成物を、その成分および量が表2において特定されていることを除いて例1のシーラント組成物を調製するために用いられる方法に従って調製する。例1〜5のシーラント組成物を上記試験方法に従って試験する。結果を表3に示す。
水分硬化性ポリウレタンプレポリマー(MCPP1)
シラン終端ポリウレタンプレポリマーを以下のように調製する。機械的攪拌装置、温度計、コンデンサーおよび乾燥窒素入り口を備える反応容器を約60℃〜70℃に加熱し、真空下に置く。反応容器には、攪拌しながら、67.43gのプリプラスト(PRIPLAST)3187ポリエステルジオール(ユニケマ、デラウエア州ニューカッスル)および4.25gのアルフォール(ALFOL) C14 1−テトラデカノール(コンディー・ビスタ・カンパニー、テキサス州ヒューストン)の混合物を入れ、その場合には、反応容器は、すでに約50℃〜60℃に加熱されている。次いで、反応器の内容物を、窒素の下に置き、0.56gアーガノックス(IRGANOX)1010抗酸化剤を加える。内容物を約70℃から75℃に維持しながら、混合物を1時間真空下で混合する。
例6
シーラント組成物を以下のように調製する。上記プレポリマー(MCPP1)を1から2時間約50℃〜60℃に予備加熱する。100℃に加熱され、機械的攪拌装置、温度計、コンデンサーおよび乾燥空気入り口を備える反応容器に、4.3g エスコレッツ(ESCOREZ)5690水素化芳香族修飾脂環式炭化水素樹脂(テキサス州、ヒューストン、エクソンモービル・ケミカル)を加える。エスコレッツ5690樹脂を部分的に溶融して後、8.5gのアティーバ(ATEVA)2850エチレン酢酸ビニルを加え、均一混合物を得るように15から30分間真空下で混合する。この混合物をほぼ100℃に維持し、2.5gのパラポール(PARAPOL)1300、7.4gのジェイフレックス DTDP、26.7gのヒップフレックス、および2.7gのウルトラプフレックス(ULTRAPFLEX)を混合しながら加える。混合物を1時間真空下で混合する。次いで、55℃から65℃に温度を調節し、9.8gのプレポリマーMCPP1、35.4gのCN302ポリブタジエンウレタンジアクリレート、および0.5gのシルケスト A−171ビニルトリメトキシシラン(OSiスペシャルティーズ−クロンプトンCorp.)を添加しながら乾燥空気によりパージする。次いで、混合物を1時間部分真空下で混合する。
Claims (6)
- a)ポリイソシアネートから誘導されたイソシアネート官能基プレポリマーと、疎水性ポリエステルポリオール、ポリジエンブロックポリオール、ポリオレフィンポリオールまたはそれらの組み合わせからなる群より選択されるポリオール、
b)水素活性(メタ)アクリレート モノマー、および、
d)水素活性有機官能性シラン モノマー
の反応生成物を含むデュアル硬化ポリウレタンプレポリマーであって、
前記ポリウレタン プレポリマーは、該ポリウレタン プレポリマーのモル当量に基づいて30%モル当量未満のアクリレート官能基、および該ポリウレタン プレポリマーのモル当量に基づいて15%モル当量未満のシラン官能基を含むデュアル硬化ポリウレタンプレポリマー。 - 請求項1に記載のデュアル硬化ポリウレタンプレポリマー、および
少なくとも10重量%のフィラー
を含むデュアル硬化シーラント組成物。 - 前記ポリウレタン プレポリマーが、3,000g/モル〜15,000g/モルの数平均分子量を有する請求項2に記載のデュアル硬化シーラント組成物。
- a)イソシアネート官能基、シラン官能基またはそれらの組み合わせを含むポリウレタンプレポリマーと、2の官能性を有するポリオレフィンポリオール、2の官能性を有するポリジエンブロックポリオールおよびそれらの組み合わせからなる群より選択されるポリオールから誘導されるアクリレートオリゴマーとの混合物を含み、このアクリレートオリゴマーは前記ポリウレタンプレポリマーとは異なり、及び
b)少なくとも10重量%のフィラー
を含むデュアル硬化シーラント組成物であって、
このシーラント組成物は初期グリーン強度が43.3℃で少なくとも10psiである組成物。 - 少なくとも2枚のガラス板、スペーサー、およびシーラント組成物を含む絶縁ガラスアセンブリであって、前記シーラント組成物は、二つの異なるプレポリマーの混合物を含むシーラント組成物であり、第1のプレポリマーは、水分硬化性ポリウレタンプレポリマーを含み、第2のプレポリマーは放射線硬化性プレポリマーを含み、前記シーラント組成物は初期グリーン強度が43.3℃で少なくとも10psiである組成物である。
- 少なくとも2枚のガラス板、スペーサー、および請求項1に記載のデュアル硬化ポリウレタンプレポリマー、または請求項2ないし4のいずれか1項記載のシーラント組成物を含む絶縁ガラスアセンブリであって、前記ガラスが前記ポリウレタンプレポリマーまたは前記シーラント組成物を介して前記スペーサーに結合する絶縁ガラスアセンブリ。
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