JP5361384B2 - アルジミン含有化合物 - Google Patents

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Description

本発明は、アルジミン及びアルジミン含有化合物の分野に関する。
アルジミン類は、アミンとアルデヒドとの縮合物であり、ずっと以前から公知の物質群を構成する。水と接触した場合、アルジミンは、対応するアミンとアルデヒドに加水分解されるが、水の不存在下では安定である。この特性によって、アルジミンは、アミン又はアルデヒドの化合した又は保護された形態として用いることができる。したがって、アルジミンは、例えば、ポリウレタン化学において用いられ、イソシアネート含有プラスチック前駆体用の、水分によって活性化されうる架橋剤、いわゆる「潜在的アミン」又は「潜在的硬化剤」として作用する。イソシアネート含有システム中での潜在的硬化剤としてのアルジミンの使用は2つの利点を有している:第一に、硬化したプラスチック中での望ましくない気泡の形成を避けることができ、なぜなら、イソシアネートと水分との直接の反応とは異なり、潜在的アミンによる硬化は、二酸化炭素(CO)の発生を伴って起こらないからである;第二に、速い硬化速度を達成することが可能だからである。しかし、貯蔵可能なイソシアネート含有プラスチック前駆体中でのアルジミンの使用は、アルジミノ基とイソシアネート基との間の時期尚早の反応によって貯蔵寿命の短縮の危険がある。例えば、米国特許第4,469,831号明細書、米国特許第4,853,454号明細書、及び米国特許第5,087,661号明細書には、ポリイソシアネートとポリアルジミンの組成物が記載されており、これは水分の影響下で架橋し、それにより硬化することで高分子量プラスチックを与える。しかし、そのようなポリアルジミンは、加水分解時に強い臭気のあるアルデヒドを脱離する。国際出願公開WO2004/013088A1号パンフレットは、一級ポリアミンと無臭のアルデヒドとの反応から調製される無臭のポリアルジミンを記載している。
追加の官能基を有するアルジミン類が公知である。米国特許第4,224,417号明細書は、例えば、ヒドロキシアルジミン、及びそれらとポリイソシアネートとの反応生成物を記載している。米国特許第3,493,543号明細書、米国特許第3,554,974号明細書、米国特許第4,108,842号明細書、米国特許第4,404,379号明細書、及び米国特許第6,136,942号明細書は、アミノアルジミン又はその互変異性形としてのシクロアミナールと、ポリイソシアネートとのそれらの反応生成物と、イソシアネート含有組成物のための潜在的硬化剤としてのそれらの使用を記載しており、このイソシアネート含有組成物は水分の影響下で急速に且つ気泡なしに硬化する。しかし、上記文献に記載された組成物は、非常に制限された貯蔵寿命しかもたないという欠点がある。これは、記載されたアルジミン中のアルジミノ基もしくはシクロアミナール基の形態で存在する保護されたアミノ基、又はそれらの反応生成物は、イソシアネート基に対して完全には不活性ではなく、イソシアネート基(特に反応性の芳香族イソシアネート基)と、水分の不存在下でさえ徐々に反応し、それによって粘度の増大を引き起こし、これが短時間の後でさえこの組成物を使用不能にしうるという事実によるものである。活性水素を有する記載されたアルジミン、その反応生成物、及びそれらを含む組成物のさらなる欠点は、水分との接触時に強い臭気の生成を示すことであり、これはアルジミノ基の加水分解時に遊離した強い臭気のアルデヒドによるものであり、そのために限られた範囲でしか使用することができず、特に室内ではそうである。
米国特許第4,469,831号明細書 米国特許第4,853,454号明細書 米国特許第5,087,661号明細書 国際出願公開WO2004/013088A1号パンフレット 米国特許第4,224,417号明細書 米国特許第3,493,543号明細書 米国特許第3,554,974号明細書 米国特許第4,108,842号明細書 米国特許第4,404,379号明細書 米国特許第6,136,942号明細書
〔本発明のまとめ〕
したがって、本発明の目的は、無臭であり、同様に無臭のアルデヒドを遊離し、イソシアネート基を有するプラスチック前駆体のために特に使用でき、改善された貯蔵寿命によって特徴づけられるアルジミンを提供することである。
驚くべきことに、請求項1に記載したアルジミン含有化合物がこの目的を達成することを発見した。さらに、前記アルジミン含有化合物が、類い希な特性を有し且つプラスチック前駆体として又はプラスチック前駆体の成分として使用可能である物質となることを発見した。それらは簡単な方法で調製でき、広い範囲の構造的特性及び化学的反応性基を有する。したがって、それらは反応性システム中での広範囲な応用可能性を有している。これらのアルジミン含有化合物を用いて調製されたイソシアネート含有組成物は、長い貯蔵寿命を有する。そのような組成物は、水分の影響下で急速に且つ気泡生成なしに硬化し、臭気がなく、例えば、良好な機械特性を有する接着剤、シーラント、コーティング、又は被覆剤として適している。
〔好ましい態様の説明〕
本発明は下記式(I)のアルジミン含有化合物に関する。
Figure 0005361384
式中、mは1〜4の整数であり、pは1〜6の整数であり、qは0〜5の整数であり、但し、pとqの合計が2〜6の値を有することを条件とする。さらに、置換基Rは、6〜30の炭素原子を有する一価の炭化水素基であって、任意選択で少なくとも1つのヘテロ原子、特にエーテル酸素の形態のヘテロ原子を有していてもよく、あるいはRは下記式(II)の置換基である。
Figure 0005361384
式(II)中、置換基Rは2〜20の炭素原子を有する二価の炭化水素基であって、任意選択で少なくとも1つのヘテロ原子、特にエーテル酸素の形態のヘテロ原子を有していてもよい。置換基Rは1〜20の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。
さらに、R及びRは、2つの置換基が互いに独立して、各場合に1〜12の炭素原子を有する一価の炭化水素基であるか、あるいはR及びRは一緒になって、4〜20の炭素原子を有する二価の炭化水素基であり、且つ5〜8、好ましくは6つの炭素原子を有する炭素環(この炭素環は任意選択で置換されていてもよい)の一部である単一置換基を形成する。
さらに、置換基Rは、(m+1)価の炭化水素基であり、この基は2〜12の炭素原子を有し、かつ任意選択で少なくとも1つのヘテロ原子、特にエーテル酸素又は第三級アミン窒素の形態のヘテロ原子を含んでいてもよい。
さらに、XはO、S、又はN−Rであり、ここでRは、1〜20の炭素原子を有し、且つ任意選択で少なくとも1つのカルボン酸エステル、ニトリル、ニトロ、ホスホン酸エステル、スルホン、又はスルホン酸エステル基を有していてもよい一価の炭化水素基であるか、あるいは下記式(III)の置換基である。
Figure 0005361384
さらに、Aは以下の:
Figure 0005361384
からなる群から選択される反応性基である。
上記式中、YはO又はSであり、YはO、S、又はN−Hであり、ZはH又はCHであり、YはO又はN−Hである。さらに、Rは、(p+q)価の有機基である。そのような基は任意選択でヘテロ原子を含んでいてもよく、R−[A]p+qから、p+qのAを取り除くことによって得ることができる。あるいは、置換基Rは、N、NR14、O、OC(O)O、Si、P(O)O、又はSOである。ここで、置換基R14は、1〜20の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。最後に、Qは以下の群から選択される置換基である。
Figure 0005361384
上記式中の破線は、記載した置換基への結合である。
式(I)のアルジミン含有化合物は、活性水素を含む式(XI)の少なくとも1つのアルジミンを、XH基と付加反応しうる1つ以上の反応性基をもつ少なくとも1つの化合物Dと反応させることによって調製できる。活性水素を有する、式(XI)のアルジミンの反応性基XHは、付加反応で、化合物Dの1つ以上の反応性基と反応して、以下では「付加体」ともよばれるアルジミン含有化合物を与える。本明細書において、用語「活性水素」は、窒素、酸素、又は硫黄原子に結合した脱プロトン化可能な水素原子を示す。用語「活性水素を有する反応性基」は、活性水素を有する官能基を意味し、特に一級又は二級アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、又は尿素基を意味する。「アルジミン含有」又は「イソシアネート含有」などの物質の属性は、そこに示した官能基、すなわち、アルジミノ基又はイソシアネート基がその物質中に存在することを示す。
Figure 0005361384
置換基R、R、R、R、及びX、並びに指数mは、式(I)のアルジミン含有化合物に対して既に開示した意味を有する。
式(XI)のアルジミンは、少なくとも1種の立体的に混み合った脂肪族アルデヒドAと、式[H2N]m-R4-XHに相当する少なくとも1種の脂肪族アミンB(これは、1つ以上の一級アミノ基に加えて、活性水素を有するさらなる反応性基も有する)とから調製できる。
アルデヒドAとアミンBとの間の反応は、水の脱離を伴う縮合反応で起きる。そのような縮合反応は非常によく知られており、例えば、Houben-Weyl, 「Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry]」, vol. XI/2, 第73頁以下に記載されている。本発明では、アルデヒドAは、アミンBの一級アミノ基に対して化学量論量又は化学量論過剰量で用いられる。通常、そのような縮合反応は、溶媒の存在下で、反応において生成する水を共沸除去することによって行われる。しかし、式(XI)のアルジミンの調製のためには、溶媒を用いない調製方法が好ましく、縮合で生成される水は真空を適用することによって反応混合物から直接除去される。溶媒を用いない調製の結果として、調製が完了した後に溶媒を留去する必要がなく、このことは調製方法を簡略化する。加えて、それによりこのアルジミンは、厄介な臭気を生じさせうる溶媒残渣を含まない。
式(XI)のアルジミンの調製のためには、式(IV)の少なくとも1種の立体的に混み合った脂肪族アルデヒドAを用いる。
Figure 0005361384
式(IV)で、R、R、及びRは式(I)に対して記載したものと同じ意味を有する。
アルデヒドAは無臭である。「無臭」の物質は、ほとんどの人が臭気を感じることができないほど、すなわち、鼻で知覚できないほど、ほとんど臭気をもたない物質を意味するものとして理解される。
アルデヒドAは、例えば、カルボン酸R−COOHと式(V)のβ-ヒドロキシアルデヒドから、エステル化反応で調製される。このエステル化は、例えば、Houben-Weyl, 「Methoden der organischen Chemie [Methods for Organic Chemistry]」, vol. VIII, 第516-528頁に記載されている公知の方法によって達成できる。式(V)のβ-ヒドロキシアルデヒドは、例えば、ホルムアルデヒド(あるいはパラホルムアルデヒド又は1,3,5-トリオキサンなどのホルムアルデヒドのオリゴマー形態)と式(VI)のアルデヒドから、交差アルドール付加で得られる。
Figure 0005361384
式(V)及び(VI)において、R及びRは式(I)に対して説明したものと同じ意味を有する。
アルデヒドAの調製は、溶媒の不存在下で行うことが好ましい。式(V)のβ-ヒドロキシアルデヒドは、溶媒を用いずにカルボン酸と直接反応させ、エステル化で生成した水は減圧下で除去される。出発物質からアルデヒドAをもたらすアルドール反応及びエステル化反応は、一般的方法で、ワンポット反応として行うことが好ましい。
例として、式(V)のβ-ヒドロキシアルデヒドとのエステル化のための適切なカルボン酸R−COOHとして以下のものが挙げられる: 飽和脂肪族カルボン酸(例えば、ヘプタン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸);モノ不飽和脂肪族カルボン酸(例えば、パルミトレイン酸、オレイン酸、エルカ酸);ポリ不飽和脂肪族カルボン酸(例えば、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、アラキドン酸);脂環式カルボン酸(例えば、シクロヘキサンカルボン酸);アリール脂肪族カルボン酸(例えば、フェニル酢酸);芳香族カルボン酸(例えば、安息香酸、ナフトエ酸、トルイル酸、アニス酸);これらの酸の異性体;天然の油及び脂肪、例えば、菜種油、ヒマワリ油、亜麻仁油、オリーブ油、ヤシ油、アブラヤシ核油、及びアブラヤシ油などの工業的鹸化による脂肪酸混合物;及び、ジカルボン酸(例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,12-ドデカン二酸、マレイン酸、フマル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、3,6,9-トリオキサウンデカン二酸、及びポリエチレングリコールの類似の誘導体)の、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、これらのアルコールの高級同族体及び異性体)によるモノエステル化で得られるジカルボン酸のモノアルキル及びモノアリールエステル。
カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、これらの酸の異性体、およびこれらの酸を含んでいる脂肪酸の工業的混合物が好ましい。ラウリン酸が特に好ましい。
式(V)のβ-ヒドロキシアルデヒドを与えるための、ホルムアルデヒドとの反応のための式(VI)の適切なアルデヒドは、例えば、イソブチルアルデヒド、2-メチルブチルアルデヒド、2-エチルブチルアルデヒド、2-メチルバレロアルデヒド、2-エチルカプロンアルデヒド、シクロペンタンカルボキシアルデヒド、シクロヘキサンカルボキシアルデヒド、1,2,3,6-テトラヒドロベンズアルデヒド、2-メチル-3-フェニルプロピオンアルデヒド、2-フェニルプロピオンアルデヒド、及びジフェニルアセトアルデヒドである。イソブチルアルデヒドが好ましい。
式(V)の適切なβ-ヒドロキシアルデヒドは、例えば、ホルムアルデヒドと、好適であるとして上述した式(VI)のアルデヒドとの反応による生成物である。3-ヒドロキシピバルアルデヒドが好ましい。
アミンBは、1つ以上の一級アミノ基に加えて、活性水素を含むさらなる反応性基を有する脂肪族アミンである。本明細書では、用語「一級アミノ基」は有機基に結合されているNH基を示し、一方、用語「二級アミノ基」は2つの有機基に結合しているNH基を指す。用語「脂肪族アミン」は、脂肪族、脂環族、又はアリール脂肪族基に結合された少なくとも1つのアミノ基を含む化合物を指す。したがって、それらは、アミノ基が芳香族基に直接結合している芳香族アミン、例えば、アニリン又は2-アミノピリジンとは異なる。
適切なアミンBは、例えば以下に述べる化合物である:
- 脂肪族ヒドロキシアミン類〔例えば、2-アミノエタノール、2-メチルアミノエタノール、 1-アミノ-2-プロパノール、3-アミノ-1-プロパノール、4-アミノ-1-ブタノール、4-アミノ-2-ブタノール、2-アミノ-2-メチルプロパノール、5-アミノ-1-ペンタノール、6-アミノ-1-ヘキサノール、7-アミノ-1-ヘプタノール、8-アミノ-1-オクタノール、10-アミノ-1-デカノール、12-アミノ-1-ドデカノール、4-(2-アミノエチル)-2-ヒドロキシエチルベンゼン、3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサノール〕; 例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジブチレングリコール、およびこれらのグリコールの高級オリゴマー及びポリマーなどのグリコールの誘導体であって、一級アミノ基を有するもの〔例えば、2-(2-アミノエトキシ)エタノール、トリエチレングリコールモノアミン、α-(2-ヒドロキシメチルエチル)-ω-(2-アミノメチルエトキシ)ポリ(オキシ(メチル-1,2-エタンジイル)) 〕;ポリアルコキシル化されたトリヒドロキシ又はそれより多いヒドロキシをもつアルコールの誘導体又はポリアルコキシル化ジアミンの誘導体であって、1つ以上の一級アミノ基を有するもの;グリコールのモノシアノエチル化と続く水素化による生成物〔例えば、3-(2-ヒドロキシエトキシ)プロピルアミン、3-(2-(2-ヒドロキシエトキシ)エトキシ)プロピルアミン、3-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)プロピルアミン〕;
- 脂肪族メルカプトアミン類〔例えば、2-アミノエタンチオール(システアミン)、3-アミノプロパンチオール、4-アミノ-1-ブタンチオール、6-アミノ-1-ヘキサンチオール、8-アミノ-1-オクタンチオール、10-アミノ-1-デカンチオール、12-アミノ-1-ドデカンチオール;アミノチオ糖、例えば、2-アミノ-2-デオキシ-6-チオグルコース〕;
- 1つ以上の一級アミノ基に加えて二級アミノ基を有する2官能又は多官能性脂肪族アミン〔例えば、N-メチル-1,2-エタンジアミン、N-エチル-1,2-エタンジアミン、N-ブチル-1,2-エタンジアミン、N-ヘキシル-1,2-エタンジアミン、N-(2-エチルヘキシル)-1,2-エタンジアミン、N-シクロヘキシル-1,2-エタンジアミン、4-アミノメチルピペリジン、3-(4-アミノブチル)ピペリジン、N-アミノエチルピペラジン、ジエチレントリアミン(DETA)、ビスヘキサメチレントリアミン(BHMT);一級モノおよびジアミンのシアノエチル化又はシアノブチル化によるジ-及びトリアミン〔例えば、N-メチル-1,3-プロパンジアミン、N-エチル-1,3-プロパンジアミン、N-ブチル-1,3-プロパンジアミン、N-ヘキシル-1,3-プロパンジアミン、N-(2-エチルヘキシル)-1,3-プロパンジアミン、N-ドデシル-1,3-プロパンジアミン、N-シクロヘキシル-1,3-プロパンジアミン、3-メチルアミノ-1-ペンチルアミン、3-エチルアミノ-1-ペンチルアミン、3-ブチルアミノ-1-ペンチルアミン、3-ヘキシルアミノ-1-ペンチルアミン、3-(2-エチルヘキシル)アミノ-1-ペンチルアミン、3-ドデシルアミノ-1-ペンチルアミン、3-シクロヘキシルアミノ-1-ペンチルアミン、ジプロピレントリアミン(DPTA)、N3-(3-アミノペンチル)-1,3-ペンタンジアミン、N5-(3-アミノプロピル)-2-メチル-1,5-ペンタンジアミン、N5-(3-アミノ-1-エチルプロピル)-2-メチル-1,5-ペンタンジアミン、および脂肪ジアミン(例えば、N-ココアルキル-1,3-プロパンジアミン、N-オレイル-1,3-プロパンジアミン、N-ソヤアルキル(soyaalkyl)-1,3-プロパンジアミン、N-タロウアルキル(tallowalkyl)-1,3-プロパンジアミン、またはN-(C16-22-アルキル)-1,3-プロパンジアミン、例えば、入手可能なものとして、Akzo Nobel社の商品名Duomeen(登録商標)で入手できるようなもの〕; 脂肪族一級ジ-又はポリアミンと、アクリロニトリル、マレイン酸又はフマル酸のジエステル、シトラコン酸ジエステル、アクリル酸及びメタクリル酸のエステル、並
びにイタコン酸ジエステルとを1:1のモル比で反応させたマイケルタイプの付加反応による生成物;
- 1つ以上の一級アミノ基を有する、3つの置換基を有する尿素〔例えば、N-(2-アミノエチル)エチレン尿素、N-(2-アミノエチル)プロピレン尿素、又はN-(2-アミノエチル)-N’-メチル尿素〕。
特に好適な脂肪族ヒドロキシアミン及びメルカプトアミンは、一級アミノ基がヒドロキシル又はメルカプト基から少なくとも5原子の鎖によって、あるいは環によって隔てられているものであり、例えば、5-アミノ-1-ペンタノール、6-アミノ-1-ヘキサノール、7-アミノ-1-ヘプタノール、8-アミノ-1-オクタノール、10-アミノ-1-デカノール、12-アミノ-1-ドデカノール、4-(2-アミノエチル)-2-ヒドロキシエチルベンゼン、3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサノール、2-(2-アミノエトキシ)エタノール、トリエチレングリコールモノアミン、α-(2-ヒドロキシメチルエチル)-ω-(2-アミノメチルエトキシ)ポリ(オキシ(メチル-1,2-エタンジイル)、3-(2-ヒドロキシエトキシ)プロピルアミン、(3-(2-(2-ヒドロキシエトキシ)エトキシ)プロピルアミン、3-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)プロピルアミン、 6-アミノ-1-ヘキサンチオール、8-アミノ-1-オクタンチオール、10-アミノ-1-デカンチオール、および12-アミノ-1-ドデカンチオールなどである。
好ましいアミンBは、1つ以上の一級アミノ基に加えて二級アミノ基を有する2官能又は多官能脂肪族アミンであり、特に、N-メチル-1,2-エタンジアミン、N-エチル-1,2-エタンジアミン、N-シクロヘキシル-1,2-エタンジアミン、N-メチル-1,3-プロパンジアミン、N-エチル-1,3-プロパンジアミン、N-ブチル-1,3-プロパンジアミン、N-シクロヘキシル-1,3-プロパンジアミン、4-アミノメチルピペリジン、3-(4-アミノブチル)ピペリジン、DETA、DPTA、BHMT、及び脂肪ジアミン(例えば、N-ココアルキル(cocoalkyl)-1,3-プロパンジアミン、N-オレイル-1,3-プロパンジアミン、N-ソヤアルキル(soyaalkyl)-1,3-プロパンジアミン、およびN-タロウアルキル(tallowalkyl)-1,3-プロパンジアミン、である。
一級アミノ基が、少なくとも5つの原子の鎖によって又は環によってヒドロキシル基又はメルカプト基から隔てられている脂肪族ヒドロキシルアミン及び脂肪族メルカプトアミンも好ましく、特に、5-アミノ-1-ペンタノール、6-アミノ-1-ヘキサノール、及びそれらの高級同族体、4-(2-アミノエチル)-2-ヒドロキシエチルベンゼン、3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサノール、2-(2-アミノエトキシ)エタノール、トリエチレングリコールモノアミン及びそれらのより分子量の大きなオリゴマー及びポリマー、3-(2-ヒドロキシエトキシ)プロピルアミン、3-(2-(2-ヒドロキシエトキシ)エトキシ)プロピルアミン、及び3-(6-ヒドロキシヘキシルオキシ)プロピルアミンである。
用いるアミンBがヒドロキシアミンである場合は、アルデヒドAとアミンBとの間の反応は、ヒドロキシアルジミンをもたらし;用いるアミンBがメルカプトアミンである場合は、メルカプトアルジミンをもたらし;用いるアミンBが、1つ以上の一級アミノ基に加えて1つ以上の二級アミノ基をもつ2官能又は多官能アミンである場合は、アミノアルジミンをもたらし;あるいは、用いるアミンBが1つ以上の一級アミノ基を有する、3つの置換基をもつ尿素(三置換尿素)である場合は、尿素アルジミンをもたらす。
一つの態様では、式(XI)のアルジミンは、置換基Xとして置換基N−Rを有する。式(XI)のそのようなアルジミンは、式(IV)の少なくとも1種の立体的に混み合った脂肪族アルデヒドAを、第一のステップで式[H2N]m-R4-NH2の2官能又は多官能脂肪族一級アミンCと反応させて式(VII)の中間体を与え、この中間体は1つ以上のアルジミノ基に加えて一級アミノ基も含む。次にこの中間体を、第二のステップの付加反応において、式(VIII)のマイケル受容体と、二重結合数:NH基数=1:1の割合で反応させる。それによって、1つ以上のアルジミノ基に加えて少なくとも1つ、好ましくはちょうど1つの二級アミノ基をも含むアミノアルジミンが生成する。
Figure 0005361384
式(VII)中、m、R、R、R、及びRは式(I)について説明したものと同じ意味を有する。
Figure 0005361384
したがって、式(XI)の形態のアルジミンにおいて、XはN−R基であり、Rは式(IX)又は(IX’)の一価の炭化水素基である。式(VIII)、(IX)、及び(IX’)において、Rは、-COOR13、-CN、-NO、-PO(OR13、-SO13、及び-SOOR13からなる群から選択される基であり、R10は、水素原子、又は-R13、-COOR13、及び-CHCOOR13からなる群から選択される基であり、R11及びR12は互いに独立して、水素原子、又は-R13、-COOR13、及び-CNからなる群から選択される基であり、R13は1〜20の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。
アミンCは、少なくとも2つの一級アミノ基を有する脂肪族アミンである。
適切なアミンCの例は、脂肪族ポリアミン、例えば、エチレンジアミン、1,2-および1,3-プロパンジアミン、2-メチル-1,2-プロパンジアミン、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、1,3-および1,4-ブタンジアミン、1,3-および1,5-ペンタンジアミン、2-ブチル-2-エチル-1,5-ペンタンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン(HMDA)、2,2,4-および2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジアミンおよびそれらの混合物(TMD)、1,7-ヘプタンジアミン、1,8-オクタンジアミン、2,4-ジメチル-1,8-オクタンジアミン、4-アミノメチル-1,8-オクタンジアミン、1,9-ノナンジアミン、2-メチル-1,9-ノナンジアミン、5-メチル-1,9-ノナンジアミン、1,10-デカンジアミン、イソデカンジアミン、1,11-ウンデカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、メチルビス(3-アミノプロピル)アミン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン(MPMD)、1,3-ジアミノペンタン(DAMP)、2,5-ジメチル-1,6-ヘキサメチレンジアミン; 脂環式ポリアミン、例えば、1,2-、1,3-、及び1,4-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(H12MDA)、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(M-MECA)、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、すなわちIPDA)、2-および4-メチル-1,3-ジアミノシクロヘキサンならびにそれらの混合物、1,3-および1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3,5-トリス(アミノメチル)シクロヘキサン、1-シクロヘキシルアミノ-3-アミノプロパン、2,5(2,6)-ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン(NBDA、三井化学社製)、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)、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; アリール脂肪族ポリアミン、例えば、1,3-キシリレンジアミン(MXDA)、1,4-キシリレンジアミン(PXDA)、1,3,5-トリス(アミノメチル)ベンゼン; エーテル基を含む脂肪族ポリアミン、例えば、ビス(2-アミノエチル)エーテル、4,7-ジオキサデカン-1,10-ジアミン、4,9-ジオキサドデカン-1,12-ジアミン、及びそれらのより高分子量オリゴマー、理論的には2又は3つのアミノ基を有するポリオキシアルキレンポリアミン〔例えば、Jeffamine(登録商標)(Huntsman Chemical 製)の名称で入手可能〕、である。
一級アミノ基(複数)が、少なくとも5つの原子の鎖、又は環によって隔てられているジ-又はトリアミンが好ましく、特に以下のものである:
1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、2,2,4-および2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン及びそれらの混合物、1,10-デカンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、1,3-および1,4-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、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、1,3-および1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、2,5(2,6)-ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、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)、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、1,3-および1,4-キシリレンジアミン、1,3,5-トリス(アミノメチル)ベンゼン、および理論的には2又は3つのアミノ基を有するポリオキシアルキレンポリアミン〔例えば、Jeffamine(登録商標)(Huntsman Chemical 製)の名称で入手可能〕。
式(VIII)の好適なマイケル受容体の例は、マレイン酸又はフマル酸のジエステル(例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸ジエチル);シトラコン酸ジエステル(例えば、シトラコン酸ジメチル);アクリル酸又はメタクリル酸のエステル(例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフリル、(メタ)アクリル酸イソボルニル);イタコン酸エステル(例えば、イタコン酸ジメチル);桂皮酸エステル(例えば、桂皮酸メチル);ビニルホスホン酸ジエステル(例えば、ビニルホスホン酸ジメチル);ビニルスルホン酸エステル、特にビニルスルホン酸アリール;ビニルスルホン類;ビニルニトリル(例えば、アクリロニトリル、2-ペンテンニトリル又はフマロニトリル);1-ニトロエチレン(例えば、β-ニトロスチレン;及びクノーブナーゲル縮合物(例えば、マロン酸ジエステルと、アルデヒド、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又はベンズアルデヒドとからの縮合物)、である。マレイン酸ジエステル、アクリル酸エステル、ホスホン酸ジエステル、及びビニルニトリルが好ましい。
式(VII)の中間体をもたらすためのアルデヒドAとアミンCとの反応は、アルデヒドAとアミンBとの反応についてさらに上に記載したように、水の脱離を伴う縮合反応で起こる。アルデヒドAとアミンCとの間の化学量論は、mモルのアルデヒドAを、m+1個の一級アミノ基を含むアミンC1モルに対して用いるように選択される。無溶媒製造法が好ましく、縮合で生成した水は減圧の適用によって反応混合物から除去される。
式(VII)の中間体と式(VIII)のマイケル受容体との反応は、例えば、中間体を、化学量論量又は若干過剰な化学量論量の式(VIII)のマイケル受容体と混合し、中間体が式(XI)のアルジミンに完全に変換されるまで、その混合物を20〜110℃の温度で加熱することによって行われる。この反応は好ましくは溶媒の使用なしに行われる。
式(XI)のアルジミンは、式(X)に例として示したように、環状形と平衡にある可能性がある。これらの環状形は環状アミナールであり、アミノアルジミンの場合はイミダゾリジン類又はテトラヒドロピリミジン類;ヒドロキシアルジミンの場合は、環状アミノアセタール、例えば、オキサゾリジン類又はテトラヒドロオキサジン類;メルカプトアルジミンの場合は、環状チオアミナール類、例えば、チアゾリジン類又はテトラヒドロチアジン類、である。
Figure 0005361384
式(X)中、m、R、R、R、R、及びXは、式(I)について記載したものと同じ意味を有する。
驚くべきことに、式(XI)のほとんどのアルジミンは、環化する傾向を示さない。特にアミノアルジミンからは、IR及びNMRスペクトル法を用いて、これらの化合物が主に開鎖(オープンチェーン)、すなわちアルジミンの形態で存在している一方で、環状、すなわちアミナールの形態は生じていないか又は僅かに微量生じているかであることを示すことができる。このことは、例えば米国特許第4,404,379号明細書及び同6,136,942号明細書に記載されているような従来技術によるアミノアルジミンの挙動とは反対である:これらは実際に環状アミナール形で主に存在する。一級アミノ基が、少なくとも5原子の鎖によって、又は環によって、ヒドロキシル基又はメルカプト基から隔てられているヒドロキシアミン及びメルカプトアミン類も、ほとんど環化を示さない。式(XI)のアルジミンにおける環状構造の実質的な不存在は、特にイソシアネート含有組成物中でのそれらの使用に関して利点と考えるべきであり、なぜなら、このアルジミンは、したがって、アミナール、オキサゾリジン、及びチオアミナールに存在し且つイソシアネート含有組成物の貯蔵寿命を短くしうる塩基性窒素原子が実質的にないからである。
式(XI)のアルジミンは無臭である。それらは、適切な条件下、特に水分の不存在下で長期の貯蔵寿命をもつ。水分が侵入した場合、アルジミンのアルジミノ基は形式的に中間体を経てアミノ基に加水分解し、アルジミンの調製のために用いた対応するアルデヒドAが遊離する。この加水分解反応は可逆的であり、化学平衡は実質的にアルジミン側にあるので、アミンに対して反応性の基の不存在下では、アルジミノ基のわずかにいくらかしか部分的な又は完全な加水分解を起こさないと推測される。
好適な化合物Dは、付加反応しうる以下の反応性基を1つより多く有する物質である:イソシアネート、イソチオシアネート、シクロカーボネート(環状カーボネート)、エポキシド、エピスルフィド、アジリジン、アクリレート、メタクリレート、1-エチニルカルボニル、1-プロピニルカルボニル、マレイミド、シトラコンイミド、ビニル、イソプロペニル、及びアリル基、並びに前記のものの中からの様々な基を有する化合物。イソシアネート、エポキシド、アクリレート、マレイミド、ビニル、イソプロペニル、及びアリル基が好ましい。イソシアネート基が特に好ましい。
化合物Dは、特に、式(XII):
Figure 0005361384
の化合物であり、式(XII)中、A’は以下:
Figure 0005361384
からなる群から選択される反応性基であり、
A’は反応性基Aと同じであるか又はそれとは異なることができ、その他の置換基及び指数は式(I)について記載したとおりである。
好適な化合物Dの例は以下の通りである。
- 2官能又は多官能性の、モノマー又はオリゴマーの脂肪族、脂環式、アリール脂肪族、及び芳香族イソシアネート(ポリイソシアネート)〔例えば、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2-メチルペンタメチレン-1,5-ジイソシアネート、2,2,4-および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)、1,12-ドデカメチレンジイソシアネート、リジン及びリジンエステルジイソシアネート、シクロヘキサン-1,3-及び1,4-ジイソシアネート及びこれらの異性体の任意の所望する混合物、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、すなわちIPDI)、パーヒドロ-2,4'-及び-4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート(HMDI)、1,4-ジイソシアナト-2,2,6,-トリメチルシクロヘキサン(TMCDI)、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、m-およびp-キシリレンジイソシアネート(m-およびp-XDI)、 1,3,5-トリス(イソシアナトメチル)ベンゼン、m-及びp-テトラメチルキシレン-1,3-及び1,4-ジイソシアネート(m-及びp-TMXDI)、ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ナフタレン、α,α,α’,α,’α’’,α’’-ヘキサメチルメシチレン-1,3,5-トリイソシアネート、ダイマー及びトリマー脂肪酸イソシアネート〔例えば、3,6-ビス(9-イソシアナトノニル)-4,5-ジ(1-ヘプテニル)シクロヘキサン(ジメリルジイソシアネート)、2,4-及び2,6-トリレンジイソシアネート並びにそれらの異性体の任意の所望の混合物(TDI)、4,4’-、2,4’-及び2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート並びにこららの異性体の任意の所望の混合物(MDI)、MDI及びMDI同族体の混合物(ポリメリックMDIすなわちPMDI)、1,3-及び1,4-フェニレンジイソシアネート、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-ジイソシアナトベンゼン、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート(NDI)、3,3’-ジメチル-4,4’-ジイソシアナトビフェニル(TOBI)、トリス(4-イソシアナトフェニル)メタン、トリス(4-イソシアナトフェニル)チオホスフェート;
ウレトジオン、イソシアヌレート、又はイミノオキサジアジンジオン基を含む、これらのイソシアネートのオリゴマー;エステル、尿素、ウレタン、ビウレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレトンイミン、又はオキサジアジントリオン基を含む、変性した二官能性及び多官能性イソシアネート;及び、イソシアネート含有ポリウレタンポリマー、すなわち、ポリイソシアネートと、2つ以上のヒドロキシル基を有する物質(いわゆる「ポリオール」、例えば、二官能又は多官能アルコール、グリコール又はアミノアルコール、ポリヒドロキシ官能性の、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、又はポリ炭化水素、特にポリエーテル)との反応生成物(この反応生成物は1つより多いイソシアネート基を有する);
- 2官能性又は多官能性エポキシド(ポリエポキシド)、例えば、ビス(2,3-エポキシシクロペンチル)エーテル、ポリヒドロキシ脂肪族及び脂環式アルコール〔例えば、1,4-ブタンジオール、ポリプロピレングリコール、及び2,2-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン〕のポリグリシジルエーテル;多価フェノールのポリグリシジルエーテル〔多価フェノールは、例えば、レゾルシノール、ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジブロモフェニル)プロパン、1,1,2,2-テトラキス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、フェノールノボラック及びクレゾールノボラックなどの、酸性条件下で得られるフェノールとホルムアルデヒドの縮合物〕、並びにこれらのアルコール及びフェノールで、又はポリカルボン酸(例えば、ダイマー脂肪酸又はその混合物)で予備伸長させたポリグリシジルエーテル;多塩基カルボン酸(例えば、フタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、及びヘキサヒドロフタル酸)のポリグリシジルエステル;アミン、アミド、及びヘテロ環窒素塩基のN-グリシジル誘導体〔例えば、N,N-ジグリシジルアニリン、N,N-ジグリシジルトルイジン、N,N,O-トリグリシジル-4-アミノフェノール、N,N,N’,N’-テトラグリシジルビス(4-アミノフェニル)メタン、トリグリシジルシアヌレート、及びトリグリシジルイソシアヌレート〕;
- アクリレート、メタクリレート、又はアクリルアミド基を有する2官能性又は多官能性化合物〔例えば、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリ(メタ)アクリレート、トリス(2-ヒドロキシエチル)シアヌレートのトリ(メタ)アクリレート、N,N’,N’’-トリス(メタ)アクリロイルパーヒドロトリアジン〕; 脂肪族ポリエーテル、ポリエステル、ノボラック、フェノール、脂肪族又は脂環式のアルコール、グリコール、及びポリエステルグリコール、並びに前記の化合物のモノ-及びポリアルコキシル化誘導体の2官能性又は多官能性アクリレート及びメタクリレート〔例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート〕; 2以上の官能性を有する、アクリレート又はメタクリレート官能性のポリブタジエン、ポリイソプレン、又はそれらのブロックコポリマー; 上述したエポキシドなどの2官能又は多官能エポキシドと、アクリル酸及びメタクリル酸との付加体; 2官能又は多官能ポリウレタン(メタ)アクリレート; 2官能又は多官能アクリルアミド、例えば、N,N’-メチレンビスアクリルアミド;
- 1-エチニルカルボニル又は1-プロピニルカルボニル基を有する2官能又は多官能化合物;
- マレイミド又はシトラコンイミド基を有する2官能又は多官能化合物、例えば、脂肪族、脂環式、又は芳香族のジ-及びポリアミンと、マレイン酸無水物又はシトラコン酸無水物からのビス-及びポリマレイミド、例えば、α,ω-ダイマー脂肪酸ビス(マレイミド)、4,4’-ジフェニルメタンビス(マレイミド)、1,3-キシリレンビス(シトラコンイミド); アミノ末端ブタジエン/アクリロニトリルコポリマー(例えば、Noveon社からHycar(登録商標)ATBNの名称で入手可能)とマレイン酸無水物又はシトラコン酸無水物とからのビス-及びポリマレイミド; ジ-及びポリイソシアネートとN-ヒドロキシエチルマレイミドとの2官能又は多官能付加体; 2価又は多価アルコールと6-マレイミドヘキサン酸とのエステル;
- ビニル及び/又はイソプロペニル基を有する2官能又は多官能化合物、例えば、1,3-及び1,4-ジビニルベンゼン、ジビニルスルホン、クロトン酸ビニル、ジアリリデンペンタエリスリトールアセタール、1,3-ジイソプロペニルベンゼン及び1,3,5-トリイソプロペニルベンゼン、3-(2-ビニルオキシエトキシ)スチレン、ジビニルジメチルシラン、トリビニルメチルシラン、トリビニルメトキシシラン、ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3-ジビニル-1,3-ジフェニル-1,3-ジメチルジシロキサン、1,3-ジビニルテトラエトキシジシロキサン、トリビニルペンタメチルトリシロキサン、4-ビニルオキシブトキシトリビニルシラン、トリス(4-ビニルオキシブトキシ)ビニルシラン; 2官能又は多官能ビニル及びイソプロペニルエーテル、例えば、ジビニルエーテル、イソプロペニルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、オクタデカンジオールジビニルエーテル、ダイマー脂肪酸ジオールジビニルエーテル、及びジビニルブチラール; ジカルボン酸のジビニルエステル、例えば、アジピン酸ジビニル;
- アリル基を有する2官能又は多官能化合物、例えば、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルホスフェート; アルコール及びグリコール並びにそれらのモノ及びポリアルコキシル化誘導体の2官能又は多官能アリルエーテル、例えば、1,4-ビス(アリルオキシ)ブタン、1,6-ビス(アリルオキシ)ヘキサン、トリエチレングリコールジアリルエーテル、ビスフェノールAジアリルエーテル、3,3’-ジアリルビスフェノールAジアリルエーテル、3,3’-ジアリルビスフェノールA、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、グリセリルトリアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル; カルボン酸の2官能又は多官能アリルエステル及びアリルアミド、例えば、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート及びテレフタレート、ジアリルオキサレート、ジアリルセバケート、ジアリルマレート、ジアリルフマレート、ジアリルイタコネート; 2官能アリルカーボネート、例えば、ジアリルカーボネート、ジ-及びトリエチレングリコールビスアリルカーボネート; ジ及びポリイソシアネートとグリシドール、アリルアルコール、又はアリルグリコールとの2官能又は多官能付加体、例えば、1,6-ヘキサメチレンビスアリルカルバメート;
- 及び、ヘテロ官能性である、すなわち、上述したものの中からの少なくとも2種の異なる反応性基を有する2官能又は多官能化合物(AがA’とは異なる)、例えば、4-アリルオキシフェニルイソシアネート、1-アルケニルイソシアネート(例えば、ビニルイソシアネート、プロペニルイソシアネート、及びイソプロペニルイソシアネート、2-イソシアナトエチルメタクリレート、1,2-ジメチル-3-イソシアナトプロピルアクリレート、p-イソシアナトスチレン、m-及びp-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネート(m-及びp-TMI)、m-及びp-エテニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネート、イソプロペニル-α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、グリシジルアリルエーテル、グリシジルオキシトリビニルシラン、トリグリシジルオキシビニルシラン、N-(トリビニルシリルオキシメチル)マレイミド; ジ-及びポリイソシアネートと、グリシドール、アリルアルコール、アリルグリコール、N-ヒドロキシエチルマレイミド、ヒドロキシ官能性アクリレート及びメタクリレート(例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート及びメタクリレート)とのヘテロ官能性付加体; ジ及びポリイソシアネートのモノ及びポリカルボジイミドとアクリル又はメタクリル酸とのヘテロ官能性付加体; 2官能又は多官能エポキシドとアクリル又はメタクリル酸とのヘテロ官能性付加体、ビニルアリルエーテル、エチレングリコールビニルアリルエーテル、ビニルアリルフタレート、エチレングリコール2-アリルフェニルビニルエーテル、アリル(メタ)アクリレート、ビニルアクリレート、2-ビニルオキシエチル(メタ)アクリレート。
特に好適な化合物Dは、2官能又は多官能の脂肪族、脂環式、アリール脂肪族、及び芳香族のイソシアネート、例えば、既に述べたモノマー性及びオリゴマー性ポリイソシアネート、並びにポリイソシアネートとポリオール、特に、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリアクリレートポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリ炭化水素系ポリオール、及びこれらのポリオールの混合物との反応生成物であり、この反応生成物は1つより多いイソシアネート基を有する。
化合物Dの反応性基と、活性水素を有する式(XI)のアルジミンの反応性基とに応じて、付加反応は求核的又はフリーラジカルによるものでありうる。簡単にするために、本明細書中の「付加反応」の用語は、例えば、エポキシドと求核剤によって起こる開環置換反応も含み、なぜなら、別の分子として求核剤を遊離しないそのような置換反応の結果は、付加反応と等価だからである。活性水素を有するアルジミンの反応性基が、化合物Dの求電子反応性基を攻撃することによって求核剤として作用する場合、例えば、アミノ又はヒドロキシル基がイソシアネート基を攻撃する場合は、本付加反応は求核的である。アクリレート基へのメルカプト基の反応は、フリーラジカル付加反応の例としてあげられ、フリーラジカル開始剤が、この種の付加反応には通常必要とされる。
付加体、すなわち、式(I)のアルジミン含有化合物を与えるための、式(XI)のアルジミンと化合物Dとの間の反応は、それぞれの反応に関与する反応性基の間の反応に通常用いられる公知の条件下、例えば、20〜100℃で行われる。本反応は、溶媒を用いて、あるいは好ましくは溶媒の不存在下で行われる。適切な場合は、補助剤、例えば、触媒、開始剤、又は安定化剤などを同時に用いることができる。イソシアネートとの反応は、アミノアルジミンに対しては室温でかつ触媒なしで行うことが好ましく、ヒドロキシ、メルカプト、及びウレアアルジミンに対しては、40〜100℃で、イソシアネートとアルコールとの間のウレタン化反応に用いられる触媒、例えば、有機錫化合物、ビスマス錯体、三級アミン化合物、又はそのような触媒の組み合わせを用いて行うことが好ましい。
本反応を化学量論的に、すなわち、化合物Dの反応性基の1モル当量当たり、アルジミンの活性水素1モル当量で行う場合は、(それらの反応性基が完全に反応された結果として)、ポリアルジミンが付加体として得られる。したがって、多様なポリアルジミンが、簡単な方法で、それらの調製について、対応する一級ポリアミン(これは限られた範囲でしか技術的に、かつ市販品としても入手可能でない)に頼らなければならないことなく得られる。化合物Dの、及び式(XI)のアルジミンの、構造、官能性、及び分子量に応じて、これらのポリアルジミンは非常に様々な特性を有することができ、したがって、それらは特定用途の必要性に合わせることができる。
式(XI)のアルジミンと化合物Dの適切な反応によって、ヘテロ官能性(すなわち、1以上のアルジミノ基に加えて、多重反応(polyreaction)に利用可能な1つ以上の別の反応性基をも有する)である式(I)のアルジミン含有化合物を調製することもできる。式(I)のヘテロ官能性アルジミン含有化合物は、式(XI)のアルジミンと化合物Dとの間の反応が化学量論未満で、すなわち、化合物Dの反応性基1モル当量当たり、アルジミンの活性水素1モル当量未満で行なわれる場合に得られる。化合物Dそれ自体は、ホモ又はヘテロ官能性であってよい。
記載した方法で得られる、式(XI)のアルジミンと化合物Dとの付加体(すなわち、式(I)のアルジミン含有化合物)は、式(XI)のアルジミンのように無臭である。それらは適切な条件下で、特に水分の不存在下で、長期の貯蔵寿命をもつ。アルジミノ基に加えて、多重反応に利用可能な追加の反応性基を含むヘテロ官能性付加体は、それらが、これらの反応性基の反応を誘起する因子、例えば、熱又はUV照射などから遠ざけられている場合には、長期の貯蔵寿命を有する。
式(XI)のアルジミンと式(I)のアルジミン含有化合物は、非常に広範囲に用いることができる。概ね、それらが式(IV)のアルデヒド及び/又はアミンBの供給源として作用しうる場合はいつでもそれらを用いることができる。特に、それらは、アルデヒド反応性及び/又はアミン反応性のシステム中で、保護されたアミン又は保護されたアルデヒドの機能として用いられることができ、必要な場合には目的とする方法でシステム中にて脱保護できる。特に、それらは、一級アミンと反応する化合物が存在するシステム中で用いられる。脱保護は、例えば、水又は湿分と、特に空気中の湿気との接触によって、加水分解によって起こすことが出来る。
湿分の侵入時に、式(XI)のアルジミン、及び式(I)のアルジミン含有化合物のアルジミノ基が中間体を経て形式上アミノ基に加水分解され、式(XI)のアルジミンの調製のために用いた対応するアルデヒドAが遊離される。この加水分解反応は可逆的であり、化学平衡は実質的にアルジミン側にあるので、アミンに対する反応性の基の不存在下では、アルジミノ基のわずかにいくらかだけしか部分的又は完全に加水分解を受ないことが予測される。アミンに対して反応性の基、特にイソシアネート基、を含むヘテロ官能性付加体の特別な場合には、加水分解されるアルジミノ基は一方で、例えばさらにイソシアネート基と反応して、尿素基を与える。これらの場合には、式(I)において、m、p、及びqの値はm・p≦qとなるように選択されて、ヘテロ官能性付加体の架橋があり、これはさらなる物質の関与なしに高分子量プラスチックに直接導くこともできる。アミンに対して反応性の基と加水分解性アルジミノ基との反応は、アミノ基を経由して必ずしも起こる必要はない。もちろん、加水分解反応の中間体との反応も可能である。例えば、ヘミアミナールの形態の加水分解中のアルジミノ基が、アミンに対して反応性の基と直接反応することが考えられる。
アルジミノ基の加水分解のために好適な触媒は、例えば、有機カルボン酸(例えば、安息香酸、サリチル酸、又は2-ニトロ安息香酸)、有機カルボン酸無水物(例えば、無水フタル酸又はヘキサヒドロフタル酸無水物)、有機カルボン酸のシリルエステル、有機スルホン酸(例えば、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、又は4-ドデシルベンゼンスルホン酸)、あるいはその他の有機もしくは無機酸、あるいは前記の酸の混合物である。
式(I)のアルジミン含有化合物は、例えば、プラスチック前駆体のためのビルディングブロックとして用いることができる。本明細書においては、「プラスチック前駆体」の用語は、モノマー、オリゴマー、又はポリマー有機化合物、あるいはそのような化合物を実質的に含む均一又は不均一な組成物を指し、これは、それらに存在する反応性基と多重反応への利用可能性に応じて、単独で又はその他の分子とともに、反応して高分子量プラスチック、すなわち有機ポリマーを与えることができ、その方法は、硬化時に起こる反応が共有結合により又は別の機構で架橋構造へと導くのかとは別に、一般に、「硬化」又は「架橋」といわれる。「多重反応(polyreaction)」の語は、重付加、重縮合、及び重合反応の全ての種類を含む。本明細書では、「ポリマー」の語は、化学的には均一であるが重合度、モル質量、及び鎖長に関して異なり、かつ多重反応によって調製される高分子と、多重反応によるそのような群の高分子の誘導体、すなわち、例えば、化学的に均一又は化学的に不均一であってよい特定した高分子との官能基の反応、例えば付加又は置換などによって得られる化合物の両方を含む。物質の名称、例えば「ポリアルジミン」、「ポリアミン」、「ポリイソシアネート」、又は「ポリオール」などの中の「ポリ」の接頭辞は、本明細書中で、各物質は1分子当たりのその表示中にある官能基を1つより多く式の上で含むことを意味する。
ポリアルジミンを表す式(I)の純粋なアルジミノ官能性化合物は、ビルディングブロックとして、特に潜在的硬化剤として、そのようなアルジミノ基又はその加水分解された形態に対して反応性である反応性基を含むプラスチック前駆体のために用いることができる。アルジミノ基に加えて、多重反応に利用可能な少なくとも1つのさらなる反応性基も含む式(I)のヘテロ官能性化合物は、ビルディングブロックとして、例えばコモノマー又は潜在的硬化剤として、プラスチック前駆体のために用いることができ;あるいは、アルジミノ基はそのままで、あるいは加水分解後のアルジミノ基が、式(I)の化合物中に存在するその他の反応性基と分子の連結を伴って反応しうる場合は、それ自体がプラスチック前駆体としても用いられる。このことは、イソシアネート基を追加して含む式(I)のアルジミン含有化合物の場合に特に適用される。
記載した式(I)のアルジミン含有化合物をビルディングブロック、例えば、潜在的硬化剤として又はコモノマーとして用いることができる適切なプラスチック前駆体は、そのようなアルジミン又はその部分的もしくは完全な加水分解後のアルジミンと反応する少なくとも1種の反応性基を有する物質を含むものであり、この反応はそれら自身により、若しくはさらなる反応と組み合わせられて、プラスチック前駆体の架橋をもたらす。そのような反応性基の例は、イソシアネート、イソチオシアネート、エポキシド、エピスルフィド、及びシクロカーボネート(環状カーボネート)基である。アルジミノ基とこれらの反応性基の反応は、水分及び/又は熱によって開始できる。特に好適な反応性基は、イソシアネート基、イソチオシアネート基、及びエポキシ基である。好適なプラスチック前駆体は、上記反応性基を有する物質に加えて、多重反応に利用可能な基、例えば、アジリジン、アクリレート、メタクリレート、1-エチニルカルボニル、1-プロピニルカルボニル、マレイミド、シトラコンイミド、ビニル、イソプロペニル、アリル、又はシラノール基もしくは加水分解してシラノール基を与える基を含むさらなる物質を含むプラスチック前駆体でもある。
式(I)のアルジミン含有化合物をビルディングブロック、例えば潜在的硬化剤もしくはコモノマーとして用いることができる好適なプラスチック前駆体は、上述した反応性基、特にイソシアネート基、イソチオシアネート基、及びエポキシ基、の少なくとも1種を含むものである。その他の好適なプラスチック前駆体はヘテロ官能性プラスチック前駆体、すなわち、多重反応に利用可能な2種以上の異なる種類の反応性基、例えば、イソシアネート、イソチオシアネート、エポキシ、エピスルフィド、シクロカーボネート、アジリジン、アクリロイル、メタクリロイル、1-エチニルカルボニル、1-プロピニルカルボニル、マレイミド、シトラコンイミド、ビニル、イソプロペニル、アリル、又はシラノール基、あるいは加水分解してシラノール基を与える基、を含むプラスチック前駆体である。
式(I)のアルジミン含有化合物を用いることができる特に好適なプラスチック前駆体は、イソシアネート含有組成物、すなわち、反応性基として、ポリウレタンポリマー及び/又はポリイソシアネートの一部であるイソシアネート基のみ又は十分な量のイソシアネート基を含むプラスチック前駆体である。
成分として式(I)のアルジミン含有化合物を含む好適なプラスチック前駆体は、1成分形又は2成分形であることができる。
特に好適な1成分形プラスチック前駆体は、式(I)の少なくとも1種のアルジミン含有化合物と、ポリイソシアネートとポリオールとの反応生成物である少なくとも1種のイソシアネート含有ポリウレタンポリマーPとを含む1成分形イソシアネート含有組成物である。本明細書では、「ポリウレタンポリマー」の語は、ジイソシアネート重付加法によって調製される全てのポリマーを含む。これはまた、ウレタン基を実質的に含まない又は全く含まないポリマーも含み、例えば、ポリエーテルポリウレタン、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレア、ポリウレア、ポリエステルポリウレア、ポリイソシアヌレート、ポリカルボジイミドなどである。
上記イソシアネート含有ポリウレタンポリマーPは、少なくとも1種のポリオールを少なくとも1種のポリイソシアネートと反応させることによって調製される。この反応は、ポリオールとポリイソシアネートを一般的な方法によって反応させることによって行うことができ、例えば、50℃〜100℃の温度で、任意選択で適切な触媒を同時に用いてもよく、ポリイソシアネートは、そのイソシアネート基がポリオールの水酸基に対して化学量論的に過剰に存在するように計量される。ポリイソシアネートの過剰量は、例えば、ポリオールの全てのヒドロキシル基の反応後に得られるポリウレタンポリマーP中に、全ポリウレタンポリマーPを基準にして0.1〜15質量%、特に0.5〜5質量%のフリーイソシアネート基含有量が残るように選択される。適切な場合は、ポリウレタンポリマーPは可塑剤を同時に用いて調製することができ、用いられるこの可塑剤はイソシアネートに対して如何なる反応性基も含まない。
以下の市販されているポリオール又はそれらの任意の所望の混合物が、例えば、そのようなイソシアネート含有ポリウレタンポリマーPの調製のためのポリオールとして用いられる:
- ポリオキシアルキレンポリオール、これはポリエーテルポリオール又はオリゴエーテロールともいわれ、これらは、エチレンオキシド、1,2-プロピレンオキシド、1,2-又は2,3-ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン、又はそれらの混合物の重合生成物であり、1分子当たり2つ以上の活性水素原子を有する開始剤を用いて重合でき、開始剤は、例えば、水、アンモニア、又は複数のOH又はNH基を有する化合物、例えば、1,2-エタンジオール、1,2-及び1,3-プロパンジオール、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、ジプロピレングリコール及びトリプロピレングリコールの異性体類、ブタンジオール異性体類、ペンタンジオール異性体類、ヘキサンジオール異性体類、ヘプタンジオール異性体類、オクタンジオール異性体類、ノナンジオール異性体類、デカンジオール異性体類、ウンデカンジオール異性体類、1,3-及び1,4-シクロヘキサンジメタノール、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、アニリン、及び前記の化合物の混合物である。低不飽和度(ASTM D-2849-69に準拠して測定し、ポリオール1g当たりのミリ当量不飽和度で表した(mEq/g))を有するポリオキシアルキレンポリオール(これは、例えば、いわゆるダブルメタルシアニド錯体触媒(DMC触媒)を用いて調製される)、及びより高い不飽和度を有するポリオキシアルキレンポリオール(これは、例えば、アニオン触媒、例えばNaOH、KOH、CsOH、又はアルカリ金属アルコラートを用いて調製される)の両方を用いることができる。
ポリオキシアルキレンジオール又はポリオキシアルキレントリオール、特にポリオキシプロピレンジオール又はポリオキシプロピレントリオールが特に適している。0.02mEq/g未満の不飽和度を有し且つ1000〜30000g/molの範囲の分子量を有するポリオキシアルキレンジオール又はポリオキシアルキレントリオール、及び400〜8000g/molの分子量を有するポリオキシプロピレンジオール及びポリオキシプロピレントリオールが特に適している。本明細書では、「分子量」の語は、平均分子量Mを意味する。
また特に適しているものは、いわゆるエチレンオキシド末端(「EO末端キャップ」、エチレンオキシド末端キャップ)のポリオキシプロピレンポリオールである。後のものは、例えば、純粋なポリオキシプロピレンポリオール、特にポリオキシプロピレンジオール及びトリオールが、ポリプロポキシル化反応の終了後にエチレンオキシドでさらにアルコキシル化された場合に得られる特別なポリオキシプロピレンポリオキシエチレンポリオールであり、したがって一級水酸基を有する。
- スチレン/アクリロニトリル、及びアクリロニトリル/メチルメタクリレートグラフト化ポリエーテルポリオール。
- ポリエステルポリオール、これはオリゴエステロールともいわれ、例えば、1,2-エタンジオール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセロール、1,1,1-トリメチロールプロパン、又はこれらの前記のアルコールの混合物などの2価又は3価アルコールと、有機ジカルボン酸又はその無水物もしくはエステル、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、及びヘキサヒドロフタル酸、又は前記の酸の混合物とから調製されるもの、並びにラクトン、例えば、ε-カプロラクトンからのポリエステルポリオール。
- 例えば、上記のアルコール(ポリエステルポリオールの合成に用いるもの)を、ジアルキルカーボネート、ジアリールカーボネート、又はホスゲンと反応させることによって得られるポリカーボネートポリオール。
- ポリアクリレートポリオール及びポリメタクリレートポリオール。
- ポリ炭化水素系ポリオール、これはオリゴハイドロカーボノールともいわれ、例えば、ポリヒドロキシ官能性のエチレン/プロピレン、エチレン/ブチレン、又はエチレン/プロピレン/ジエンコポリマー類(例えば、Kraton Polymers社によって製造されている)、あるいはジエン類(例えば、1,3-ブタジエン又はジエン混合物)及びビニルモノマー(例えば、スチレン、アクリロニトリル、又はイソブチレン)からのポリヒドロキシ官能性コポリマー、又はポリヒドロキシ官能性ポリブタジエンポリオール(例えば、1,3-ブタジエンとアリルアルコールの共重合によって調製されるもの)。
- ポリヒドロキシ官能性のアクリロニトリル/ポリブタジエンコポリマー(例えば、エポキシド又はアミノアルコールと、カルボキシル末端のアクリロニトリル/ポリブタジエンコポリマー(Hanse ChemieからHycar(登録商標)CTBNの名称で市販されている)とから調製できる)。
これらの記載したポリオールは、250〜30000g/mol、特に1000〜30000g/molの平均分子量と、1.6〜3の範囲の平均OH官能数を有する。
これらの記載したポリオールに加えて、少量の低分子量の2価又は多価アルコール、例えば、1,2-エタンジオール、1,2-及び1,3-プロパンジオール、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、ジプロピレングリコール及びトリプロピレングリコールの異性体類、ブタンジオール異性体類、ペンタンジオール異性体類、ヘキサンジオール異性体類、ヘプタンジオール異性体類、オクタンジオール異性体類、ノナンジオール異性体類、デカンジオール異性体類、ウンデカンジオール異性体類、1,3-及び1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールA、ダイマー脂肪アルコール、1,1,1-トリメチロールエタン、1,1,1-トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、糖アルコール(例えば、キシロトール、ソルビトール、マンニトール)、糖類(例えば、スクロース)、その他の多価アルコール、前記の2価及び多価アルコールの低分子量アルコキシル化生成物、並びに前記のアルコールの混合物を、ポリウレタンポリマーPの調製において同時に用いることができる。
モノマー又はオリゴマーの2官能又は多官能イソシアネート(化合物Dとして好適であると述べたものなど)は、そのようなイソシアネート含有ポリウレタンポリマーの調製のためのポリイソシアネートとして用いられる。特に好適なポリイソシアネートは、MDI、HDI、TDI、及びIPDIである。
1成分形プラスチック前駆体は、式(I)の少なくとも1種のアルジミン含有化合物を、特に上で既に詳細に記載した好ましい態様の一つにおいて含む。式(I)のアルジミン含有化合物は別途調製でき、プラスチック前駆体中にそのようなものとして組み込むことができる。しかし、それはその場で、すなわち、プラスチック前駆体の調製の過程で、式(XI)の少なくとも1種のアルジミンの適切な量と少なくとも1種の化合物Dをその場で、すなわち、プラスチック前駆体のさらなる成分の存在下で反応させて付加体を得ることによって、調製することもできる。特に、説明した1成分形イソシアネート含有組成物は、適切な量の少なくとも一種の式(XI)のアルジミンと少なくとも1種の化合物Dをその場で反応させる方法によって調製することができ、この化合物Dは、ポリウレタンポリマーPとして詳細に上述したイソシアネート含有ポリウレタンポリマーであることが好ましい。
1成分形のイソシアネート含有組成物は、詳細に上述したような、少なくとも1種の式(I)のアルジミン含有化合物又はその好ましい態様物を含む。式(I)のアルジミン含有化合物を別途調製して、イソシアネート含有ポリウレタンポリマーPと混合できる。しかし、それは、その場で、すなわち、式(XI)の少なくとも1種のアルジミンを、少なくとも1種のイソシアネート含有ポリウレタンポリマーPと適切な化学量論比で混合し、それによってそれらを反応させて付加体を得ることによって、イソシアネート含有組成物の製造の過程で調製することもできる。
式(I)のアルジミン含有化合物は、1成分形プラスチック前駆体、特に1成分形イソシアネート含有組成物を基準にして、0.1〜30質量%、好ましくは0.5〜20質量%、特に1〜10質量%の量で典型的には存在する。
式(I)のアルジミン含有化合物がフリーイソシアネート基を有する反応生成物であり、且つイソシアネート含有ポリウレタンポリマーと式(XI)のアルジミンとから得られる場合は、1成分形プラスチック前駆体中のアルジミン含有化合物(I)の量は、100質量%に向かわせることもでき、なぜなら、そのような組成物は水の影響下で架橋するからである。
この1成分形イソシアネート含有組成物が、式(I)のアルジミン含有化合物とポリウレタンポリマーPに加えて、少なくとも1種の触媒CAT−1を含むことは有利である。イソシアネート基と一緒にあっても長い貯蔵寿命を有し、且つイソシアネート基の反応、特にアルジミノ基との反応を促進し、それが組成物の硬化をもたらす化合物が、触媒CAT−1として適している。例えば、有機カルボン酸(例えば、安息香酸、サリチル酸、もしくは2-ニトロ安息香酸)、有機カルボン酸無水物(例えば、無水フタル酸もしくはヘキサヒドロフタル酸無水物)、有機カルボン酸のシリルエステル、有機スルホン酸(例えば、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、もしくは4-ドデシルベンゼンスルホン酸)、又はさらなる有機酸もしくは無機酸; 金属化合物、例えば、錫化合物〔例えば、ジアルキル錫ジカルボキシレート、例えば、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ビス(2-エチルヘキサノエート)、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジパルミテート、ジブチル錫ジステアレート、ジブチル錫ジオレエート、ジブチル錫ジリノレート、ジブチル錫ジリノレネート、ジブチル錫ジアセチルアセトネート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ビス(オクチルマレエート)、ジブチル錫フタレート、ジメチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジアセテート、又はジオクチル錫ジラウレート〕、ジアルキル錫メルカプチド(例えば、ジブチル錫ビス(2-エチルヘキシルメルカプトアセテート)又はジオクチル錫ビス(2-エチルヘキシルメルカプトアセテート)、ジブチル錫ジクロライド、モノブチル錫トリクロライド、アルキル錫チオエステル、ジブチル錫オキシド、ジオクチル錫オキシド、錫(II)カルボキシレート(例えば、錫(II)オクタノエート、錫(II)2-エチルヘキサノエート、錫(II)ラウレート、錫(II)オレエート、又は錫(II)ナフテネート、スタノキサン類(例えば、ラウリルスタノキサン)、ビスマス化合物(例えば、ビスマス(III)オクタノエート、ビスマス(III)ネオデカノエート、もしくはビスマス(III)オキシネート); 弱塩基性三級アミン化合物(例えば、2,2’-ジモルホリノジエチルエーテル、及びその他のモルホリンエーテル誘導体); 及び前記化合物の組み合わせ、特に、酸と金属化合物の組み合わせ、あるいは金属化合物とアミノ基を含む化合物の組み合わせ、が好適な触媒CAT−1として挙げられる。
この1成分形プラスチック前駆体は、任意選択で、従来技術に従って通常用いられるさらなる成分を含んでもよい。特に、この1成分形イソシアネート含有組成物は、任意選択で、以下の助剤及び添加剤の1つ以上を含むことができる:
- 可塑剤、例えば、有機カルボン酸又はその無水物のエステル、フタレート(例えば、ジオクチルフタレート、又はジイソデシルフタレート)、アジペート(例えば、ジオクチルアジペート)、セバケート類、ポリオール(例えば、ポリオキシアルキレンポリオール又はポリエステルポリオール)、有機リン酸及び有機スルホン酸のエステル、又はポリブテン;
- 溶媒、例えば、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、アセトニルアセトン、メシチルオキシド、及び環状ケトン(例えば、メチルシクロヘキサノン及びシクロヘキサノン); エステル類、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、又は酢酸ブチル、ホルメート類、プロピオネート類、又はマロネート類; エーテル類、例えば、ケトンエーテル類、エステルエーテル類、及びジアルキルエーテル類(例えば、ジイソプロピルエーテル、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、及びエチレングリコールジエチルエーテル); 脂肪族及び芳香族炭化水素、例えば、トルエン、キシレン、ヘプタン、オクタン、及び様々なミネラルオイル画分(例えば、ナフサ、揮発油、石油エーテル、又はガソリン); ハロゲン化炭化水素、例えば、メチレンクロライド; 及びN-アルキル化ラクタム、例えば、N-メチルピロリドン、N-シクロヘキシルピロリドン、又はN-ドデシルピロリドン;
- 無機及び有機フィラー、例えば、任意にステアレートでコーティングされていてもよい粉砕又は沈降炭酸カルシウム、特に微細な被覆炭酸カルシウム、カーボンブラック、カオリン、アルミナ、シリカ、PVC粉末、又は中空球体; 繊維、例えばポリエチレン繊維;顔料;
- ポリウレタン化学で通常のさらなる触媒;
- 反応性希釈剤及び架橋剤、例えば、ポリイソシアネート(例えば、MDI、PMDI、TDI、HDI、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-又は1,4-ジイソシアネート、IPDI、パーヒドロ-2,4’-及び-4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,3-及び1,4-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、これらのイソシアネートのオリゴマー及びポリマー、特に、前記ポリイソシアネートのイソシアヌレート、カルボジイミド、ウレトンイミン、ビウレット、アロファネート、及びイミノオキサジアジンジオン、ポリイソシアネートと短鎖ポリオールとの付加体、アジピン酸ジヒドラジド、及びその他のジヒドラジド;
- 潜在的ポリアミン類、例えば、ポリアルジミン、ポリケチミン、ポリエナミン、ポリオキサゾリジン、ゼオライト上に吸着されたポリアミン、又はマイクロカプセル化されたポリアミン、及びアミン-金属錯体、好ましくは一級脂肪族アミンとアルデヒド、特にアルデヒドA(例えば、2,2-ジメチル-3-アシルオキシプロパナール、特に、2,2,-ジメチル-3-ラウロイルオキシプロパナール)との反応によるポリアルジミン、及びメチレンジアニリン(MDA)と塩化ナトリウムとの間の錯体(Crompton Chemical社から商品名Caytur(登録商標)21で、ジエチルヘキシルフタレート又はジイソデシルフタレート中の分散液として入手可能);
- 乾燥剤、例えば、p-トシルイソシアネート及びその他の反応性イソシアネート、オルトギ酸エステル、酸化カルシウム; ビニルトリメトキシシラン、又はその他の速やかに加水分解するシラン類(例えば、シラン基に対してα位に官能基を有するオルガノアルコキシシラン)、又はモレキュラーシーブス;
- レオロジー調節剤、例えば、増粘剤(例えば、尿素化合物、ポリアミドワックス、ベントナイト、又は熱分解法シリカ);
- 接着促進剤、特にシラン類(例えば、エポキシシラン、ビニルシラン、(メタ)アクリロイルシラン、イソシアナトシラン、カルバメートシラン、S-(アルキルカルボニル)メルカプトシラン、及びアルジミノシラン、並びにこれらのシランのオリゴマー形態;
- 熱、光、及びUV安定化剤;難燃性物質;
- 界面活性剤、例えば、湿潤剤、レベリング剤、脱気剤、消泡剤;
- 殺生物剤、例えば、殺藻剤、防かび剤、又は菌の繁殖を防止する物質;
ならびに、1成分形イソシアネート含有組成物に通常用いられるさらなる物質。
1成分形プラスチック前駆体、特に、この1成分形のイソシアネート含有組成物は、プラスチック前駆体中に存在する反応性基の架橋反応を誘発する要因、特に水分、熱、又はUV照射の不存在下で、良好な貯蔵寿命を有する。特に、この1成分形のイソシアネート含有組成物は、水分の不存在下、例えば、気候に対して漏れのない包装又は処置(例えば、ドラム、バッグ、又はカートリッジ中)で、良好な貯蔵寿命を有する。本明細書中で、プラスチック前駆体に関する「長い貯蔵寿命を有する」及び「貯蔵寿命」の語は、考えているタイム・スパンにおいて適切な貯蔵時のプラスチック前駆体粘度が増大しないか又は最大でもプラスチック前駆体が、意図している方法で使用可能なままでいる程度にしか増大しないという事実を意味する。
水分の影響下で、例えば、湿った空気との接触時又は水を混合した後、あるいは強い加熱時、又はUV照射の影響下、又はこれらの因子の組み合わせの影響下で、プラスチック前駆体は急速に硬化して高分子量プラスチックを与える。特に、本イソシアネート含有組成物は、水分の影響下で急速かつ完全に硬化して、実質的にべとつき(タック)のないポリウレタンプラスチックを与える。この硬化は気泡形成なしに起こり、なぜならイソシアネート基のいくらか又は全てが加水分解性アルジミノ基と反応し、殆ど又は全くCOの形成がないからである。この硬化は、アルジミノ基の加水分解のための触媒、例えば、上述した有機カルボン酸又は有機スルホン酸の存在によって、気泡形成を生じることなく、さらに促進される。この硬化に必要な水分は空気に由来してもよく(大気湿度)、プラスチック前駆体は、水分の拡散によって外側から内側へと硬化する。しかし、本プラスチック前駆体は、例えば、平滑化する組成物などでコーティングすることにより、スプレーすることにより、又は浸漬法を用いることにより、水含有成分と接触させられることもでき、あるいは、水含有組成物が、例えば水含有ペーストの形態でプラスチック前駆体に添加され、これは、例えばスタティックミキサーによって、プラスチック前駆体と均一又は不均一に混合されてもよい。
既に説明したとおり、構成成分として式(I)のアルジミン含有化合物を含む好適なプラスチック前駆体は、2成分よりなってもよい。適切な2成分形プラスチック前駆体は、2つの成分K1及びK2からなり、K1又はK2の少なくとも1つは少なくとも1種の式(I)のアルジミン含有化合物を含み、2つの成分K1及びK2の混合物が高分子量プラスチックをもたらす。
成分K1が少なくとも1種のポリイソシアネート及び/又は少なくとも1種のイソシアネート含有ポリウレタンポリマーPを含み、成分K2が少なくとも1種のポリオール及び/又は少なくとも1種のポリアミンを含み、かつ、成分K1又はK2の少なくとも1つが式(I)の少なくとも1種のアルジミン含有化合物を含む2成分形イソシアネート含有組成物は、2成分形プラスチック前駆体として特に適している。
上記イソシアネート含有ポリウレタンポリマーPの調製のために挙げたポリイソシアネートは、成分K1のポリイソシアネートとして適している。PMDI(「ポリメリックMDI」)〔これは、例えば、Desmodur(登録商標)VL、Desmodur(登録商標)VL 50、Desmodur(登録商標)VL R 10、Desmodur(登録商標)VL R 20、Desmodur(登録商標)VKS 20 F(以上全てBayer社から)、Isonate(登録商標)M 309、Voranate(登録商標)M 229、Voranate(登録商標)M 580(以上全てDow社から)、又はLupranat(登録商標)M 10 R(BASF社から)として知られる。〕、及び室温で液体の状態のMDI(いわゆる「変性MDI」)〔これは、MDIと、MDI誘導体、例えばMDIカルボジイミド又はMDIウレトンイミンなどとの混合物であり、例えば、Desmodur(登録商標)CD、Desmodur(登録商標)PF、Desmodur(登録商標)PC(以上全てBayer社)などの商品名で知られる〕が特に好ましい。
成分K1の特に好適なイソシアネート含有ポリウレタンポリマーPは、MDI、HDI、TDI、又はIPDIを用いて調製されたものである。
成分K2の好適なポリオールは、イソシアネート含有ポリウレタンポリマーPの調製のために適しているとして既に挙げたものと同じポリオールである。多官能ポリオール、例えば、トリオール、テトラオール、及びさらに多くの官能基を有するポリオール; アミンを有するポリエーテルポリオール、又はアミン(例えばエチレンジアミン)を開始剤としたポリエーテルポリオール; 300〜2000の分子量を有する短鎖ポリエーテルポリオール; 疎水性ポリオール、特に脂肪ポリオール、例えば、ひまし油又はCognis社からのSovermol(登録商標)の商品名で知られるポリオール; 及び、ジオール鎖延長剤、例えば、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ビス(ヒドロキシエチル)ヒドロキノン、1,4-シクロヘキサンジオール、又はN,N’-ビス(ヒドロキシエチル)ピペラジンが、特に適している。
成分K2の好適なポリアミンは、第一に一級脂肪族ポリアミン、例えばアミンCとして説明したものであり;第二には、ポリアミノアミドであり;二級脂肪族ポリアミン、例えば、N,N’-ジブチルエチレンジアミン;N,N’-ジ-tert-ブチルエチレンジアミン、N,N’-ジエチル-1,6-ヘキサンジアミン、1-(1-メチルエチルアミノ)-3-(1-メチルエチルアミノメチル)-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン(Huntsman社のJefflink(登録商標)754)、N4-シクロヘキシル-2-メチル-N2-(2-メチルプロピル)-2,4-ペンタンジアミン、N,N’-ジアルキル-1,3-キシリレンジアミン、ビス(4-(N-アルキルアミノ)シクロヘキシル)メタン、N-アルキル化ポリエーテルアミン、例として挙げた一級脂肪族ポリアミンとマイケル受容体(例えば、マレイン酸ジエステル、フマル酸ジエステル、シトラコン酸ジエステル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、桂皮酸エステル、イタコン酸ジエステル、ビニルホスホン酸ジエステル、アリールビニルスルホネート、ビニルスルホン、ビニルニトリル、1-ニトロエチレン類)、又はクノーブナーゲル縮合物(例えば、マロン酸ジエステルとアルデヒド、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又はベンズアルデヒドからの縮合物)とのマイケルタイプ付加反応の生成物;一級及び二級アミノ基を有する脂肪族ポリアミン、例えば、N-ブチル-1,6-ヘキサンジアミン;並びに、一級及び/又は二級芳香族ポリアミン、例えば、m-及びp-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン(MDA)、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(MOCA)、3,5-ジメチルチオ-2,4-及び-2,6-トルイレンジアミンの混合物(Albemarle社からEthacure(登録商標)300として入手可能)、3,5-ジエチル-2,4-及び-2,6-トルイレンジアミンの混合物(DETDA)、3,3’,5,5’-テトラエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(M−DEA)、3,3’,5,5’-テトラエチル-2,2’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(M−CDEA)、3,3’-ジイソプロピル-5,5’-ジメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(M−MIPA)、3,3’,5,5’-テトライソプロピル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(M−DIPA)、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン(DDS)、4-アミノ-N-(4-アミノフェニル)ベンゼンスルホンアミド、5,5’-メチレンジアントラニル酸、5,5’-メチレンジアントラニル酸ジメチル、1,3-プロピレンビス(4-アミノベンゾエート)、1,4-ブチレンビス(4-アミノベンゾエート)、ポリテトラメチレンオキシドビス(4-アミノベンゾエート)(Air Products社からVersalink(登録商標)として入手可能)、1,2-ビス(2-アミノフェニルチオ)エタン、N,N’-ジアルキル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジアルキル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2-メチルプロピル4-クロロ-3,5-ジアミノベンゾエート、及びtert-ブチル4-クロロ-3,5-ジアミノベンゾエート、である。
アミノ基の全て又はいくらかがブロックされている誘導体の形態のポリアミンを用い、加水分解及び/又は加熱によるそれらの活性化の後でのみイソシアネートと反応させることも可能である。ブロックされたアミノ基を有するそのようなポリアミン誘導体の例は、多官能のアルジミン、ケチミン、エナミン、オキサゾリジン、アミナール、アンモニウムカーボネート、アミン/カルボン酸塩(カルバメート)又はアミン-金属錯体である。ゼオライト上に吸着されたポリアミン、又はマイクロカプセル化されたポリアミンも用いることができる。
この2成分形イソシアネート含有組成物は、詳細に上で既に説明した好ましい態様の1つにおいて、少なくとも1種の式(I)のアルジミン含有化合物を含む。
典型的には、式(I)のアルジミン含有化合物は、この2成分形イソシアネート含有組成物を基準に、0.1〜50質量%、好ましくは0.5〜30質量%、特に1〜20質量%の量で存在する。
この2成分形イソシアネート含有組成物は、少なくとも1種の触媒CAT−2を含むと有利である。本組成物の硬化を促進する化合物は、触媒CAT−2として好適である。第一に、上述した触媒CAT−1、及びさらなる触媒、例えば、亜鉛、マンガン、鉄、クロム、コバルト、銅、ニッケル、モリブデン、鉛、カドミウム、水銀、アンチモン、バナジウム、チタニウム、ジルコニウム、又はカリウムの化合物、例えば、酢酸亜鉛(II)、2-エチルヘキサン酸亜鉛(II)、ラウリル酸亜鉛(II)、オレイン酸亜鉛(II)、ナフテン酸亜鉛(II)、亜鉛(II)アセチルアセトネート、サリチル酸亜鉛(II)、2-エチルヘキサン酸マンガン(II)、2-エチルヘキサン酸鉄(II)、2-エチルヘキサン酸マンガン(II)、2-エチルヘキサン酸鉄(III)、鉄(III)アセチルアセトネート、2-エチルヘキサン酸クロム(III)、ナフテン酸コバルト(II)、2-エチルヘキサン酸コバルト(II)、2-エチルヘキサン酸銅(II)、ナフテン酸ニッケル(II)、ネオデカン酸フェニル水銀、酢酸鉛(II)、2-エチルヘキサン酸鉛(II)、ネオデカン酸鉛(II)、鉛(II)アセチルアセトネート、乳酸アルミニウム、オレイン酸アルミニウム、アルミニウム(III)アセチルアセトネート、ジイソプロピルオキシチタニウムビス(エチルアセトアセテート)、ジブトキシチタニウムビス(エチルアセトアセテート)、ジブトキシチタニウムビス(アセチルアセトネート)、酢酸カリウム、オクタン酸カリウム;第三級アミン化合物、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N-エチルジイソプロピルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン及びそれらのより高級同族体、N,N,N’,N’-テトラメチルプロピレンジアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、及びそれらの高級同族体、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,3-ブタンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,6-ヘキサンジアミン、ビス(ジメチルアミノ)メタン、N,N-ジメチルベンジルアミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン、N-メチルジシクロヘキシルアミン、N,N-ジメチルヘキサデシルアミン、ビス(N,N-ジエチルアミノエチル)アジペート、N,N-ジメチル-2-フェニルエチルアミン、トリス(3-ジメチルアミノプロピル)アミン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、N-ココモルホリン、N,N’-ジメチルピペラジン、N-メチル-N’-ジメチルアミノエチルピペラジン、ビス(ジメチルアミノエチル)ピペラジン、1,3,5-トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロトリアジン又はビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル;芳香族窒素化合物、例えば、4-ジメチルアミノピリジン、N-メチルイミダゾール、N-ビニルイミダゾール、又は1,2-ジメチルイミダゾール;アミジン類及びグアニジン類、例えば、1,1,3,3-テトラメチルグアニジン;活性水素原子を有する第三級アミン化合物、例えば、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、3-(ジメチルアミノ)プロピルジイソプロパノールアミン、ビス(3-(ジメチルアミノ)プロピル)イソプロパノールアミン、ビス(3-ジメチルアミノプロピル)アミン、3-(ジメチルアミノ)プロピルウレア、マンニッヒ塩基、例えば、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、又は2,4,6-トリス(3-(ジメチルアミノ)プロピルアミノメチル)フェノール、N-ヒドロキシプロピルイミダゾール、N-(3-アミノプロピル)イミダゾール、及びこれらの化合物のアルコキシル化及びポリアルコキシル化生成物、例えば、ジメチルアミノエトキシエタノール;有機アンモニウム化合物、例えば、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、又はアルコキシル化第三級アミン;いわゆる「遅延作用」触媒(これは公知の金属又はアミン触媒の変性体である)、例えば、第三級アミンとカルボン酸又はフェノール類との反応生成物、例えば、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン又はDBUとギ酸又は酢酸との反応生成物;並びに、前記の化合物の組み合わせ、特に金属とアミノ基を含む化合物の組み合わせ、が好適な触媒CAT−2として挙げられる。
式(I)のアルジミン含有化合物、ポリイソシアネート又はイソシアネート含有ポリウレタンポリマーP、ポリオール及び/又はポリアミン、並びに任意選択で存在してもよい触媒CAT−2に加えて、この2成分形イソシアネート含有組成物はさらなる成分を含むことができ、1成分形組成物について既に説明したとおりの上記同様の可塑剤、溶媒、フィラー、触媒、反応性希釈剤及び架橋剤、潜在的ポリアミン、乾燥剤、レオロジー調節剤、接着促進剤、安定化剤、界面活性剤、及び殺生物剤、並びに2成分形ポリウレタン組成物に通常用いられるさらなる物質を用いることができる。成分K1及びK2の間でのこれらの成分の分配は、2成分形ポリウレタン組成物について当業者に公知の方法で行われる。
互いに別々に貯蔵する場合には、成分K1及びK2はそれぞれ長期の貯蔵寿命を有する。特に、成分K1は水分の不存在下で調製し、貯蔵されなければならない。
2つの成分K1とK2は適切な方法で、適用する直前に互いに混合し、混合工程の間に混合される組成物に可能な限り少ない空気しか入らず、かつ適切な混合比が保たれることを確実にする必要がある。2つの成分が互いに接触するとすぐに、それらの中に存在する反応性成分が互いに反応を始め、混合された2成分形組成物の硬化をもたらす。特に、成分K1のイソシアネート基が、成分K1又はK2の部分的に又は完全に加水分解されたアルジミノ基、及び成分K2のヒドロキシ及び/又はアミノ基と反応する。混合された2成分形組成物の硬化は、室温で起こりうる;任意選択で、特に組成物がゆっくり反応するオリオール又はポリイソシアネートを含む場合、又は組成物が熱による潜在的ポリアミン、例えば、活性化温度、例えば80〜200℃を超えた場合にのみイソシアネート基と反応するアミン-金属錯体又はマイクロカプセル化されたポリアミンを含む場合は、熱をかけることによって硬化を促進することもできる。
成分K1とK2との間の混合比は、イソシアネート基と反応する基(例えば、アルジミノ、ヒドロキシ、及びアミノ基)に対して所定の過剰量のイソシアネート基が存在するように通常は選択される。通常は、この混合比は、比([OH]+[NH])/[NCO]が0.5〜0.95の値を有するように選択される。これによって、混合された2成分形組成物が硬化してポリマー物質を与え、過剰なイソシアネート基は、成分K2からの水分又は空気からの水分のいずれかと反応することを確実なものにする。成分K1とK2の混合と、基材の表面への適用との間にあまり長い時間が経過しないようにしなければならない。なぜなら、適用する前の過剰な予備反応は、基材への良好な接着を形成することを一層困難にするからである。
式(XI)のアルジミン、式(I)のアルジミン含有化合物、並びにこれらの物質の加水分解で遊離するアルデヒドAは無臭なので、説明したプラスチック前駆体は臭気を生じることなく硬化する。したがって、それらは、臭いのないことを必要とする用途のために、例えば、車両又は建築物の内部での接着結合、シール、コーティング、又は被覆のために用いることもできる。そのような用途は、例えば、工業生産、又は修理、又は土木、又は建築、又は輸送手段又は構造物の内装仕上げにおける、接着剤、シーラント、コーティング剤、又は床被覆剤である。水又は陸上車両、特に自動車、船、バス、トラック、又は列車の製造における弾性接着剤としての用途、及び輸送手段又は構造物の生産における弾性接着剤としての用途が特に挙げられる。
[測定方法の説明]
赤外スペクトルは、Parkin ElmerのFT-IR装置1600で測定した(ZnSe結晶をもつ水平ATR測定ユニット);サンプルは希釈せずに薄膜として塗布した。吸収バンドは波数(cm−1)で記す(測定範囲:4000〜650cm−1)。
H−NMRスペクトルは、型式Bruker DPX-300の分光計で300.13 MHzにて測定した;化学シフトδは、テトラメチルシラン(TMS)に対するppmで記し、カップリング定数JはHzで記す。カップリングパターン(t、m)はそれらが擬カップリングパターンでしかない場合でも記載した。
粘度は、温度調節したPhysica UM コーンプレート粘度計で測定した(コーンの直径20mm、コーン角度1°、コーンの先端からプレートまでの距離0.05mm、剪断速度10〜1000s−1)。
調製した化合物中のアルジミノ基とフリーのアミノ基の合計量(「アミン含有量」)は、滴定によって測定し(氷酢酸中0.1N HClOを用い、クリスタルバイオレットに対し)、常にmmolNH/gで記す(それらが一級アミノ基しかない場合でも)。
[フリーの水素を含む式(XI)のアルジミン]
(アルジミンAL1)
40.64 g (0.143 mol)の2,2-ジメチル-3-ラウリロイルオキシプロパナールを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。11.68 g (0.133 mol)のN-メチル-1,3-プロパンジアミンを、激しい撹拌下で、滴下ロートから5分間にわたって添加し、反応混合物の温度は38℃まで上昇した。その後、揮発性成分を減圧下(10 mbar、80℃)で除去した。室温で低粘度を有し、5.20 mmol NH2/gのアミン含有量をもつ無色で透明で無臭の液体49.8 gが得られた。この生成物は大部分がオープンチェーン(アルジミン)の形態で存在する。
IR: 3329 (N-H), 2954sh, 2922, 2852, 789, 1736 (C=O), 1668 (C=N), 1466, 1419sh, 1392, 1374, 1348, 1300, 1249, 1234, 1160, 1112, 1069, 1058, 1021, 996, 938, 886, 876, 820, 722。
1H-NMR (CDCl3, 300 K): δ 7.53 (s, 1 H, CH=N), 4.01 (s, 2H, CH2O), 3.44 (t, 2H, CH=NCH 2CH2), 2.58 (t, 2H, NHCH 2), 2.42 (s, 3H, CH 3NH), 2.30 (t, 2H, CH2CO), 1.76 (t, 2H, CH=NCH2CH 2), 1.61 (m, 3H, CH 2CH2CO 及び CH3NHCH2), 1.27 (m, 16H, CH3-(CH 2)8-CH2CH2CO), 1.10 (s, 6H, C(CH 3)2-CH2O), 0.89 (t, 3H, CH 3-(CH2)10-CO)。
(アルジミンAL2)
30.13 g (0.106 mol)の2,2-ジメチル-3-ラウリロイルオキシプロパナールを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。15.00 g (0.096 mol)のN-シクロヘキシル-1,3-プロパンジアミンを、激しい撹拌下で、滴下ロートから5分間にわたって添加し、反応混合物の温度は36℃まで上昇した。その後、揮発性成分を減圧下(10 mbar、80℃)で除去した。室温で低粘度を有し、4.39 mmol NH2/gのアミン含有量をもつ無色で透明で無臭の液体43.2 gが得られた。この生成物は大部分がオープンチェーン(アルジミン)の形態で存在する。
IR: 3308 (N-H), 2921, 2851, 2659, 1737 (C=O), 1668 (C=N), 1465, 1449, 1418sh, 1393, 1366, 1346, 1301, 1248, 1158, 1111, 1068, 1020, 1002, 938, 888, 845, 797, 721。
1H-NMR (CDCl3, 300 K): δ 7.53 (s, 1H, CH=N), 4.01 (s, 2H, CH2O), 3.43 (t, 2H, CH=NCH 2CH2), 2.65 (t, 2H, NHCH 2), 2.40 (s, 1H, Cy-C1 HNH), 2.29 (t, 2H, CH2CO), 1.86 (m, 2H, 2 Cy-H), 1.72 (m, 4H, 2 Cy-H 及び CH=NCH2CH 2), 1.60 (m, 3H, CH 2CH2CO 及び CH3NHCH2), 1.26 (m, 22H, CH3-(CH 2)8-CH2CH2CO and 6 Cy-H), 1.09 (s, 6H, C(CH 3)2-CH2O), 0.88 (t, 3H, CH 3-(CH2)10-CO)。
(アルジミンAL3)
69.31 g (0.244 mol)の2,2-ジメチル-3-ラウリロイルオキシプロパナールを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。14.72 g (0.112 mol)のジプロピレントリアミンを、激しい撹拌下で、滴下ロートから5分間にわたって添加し、反応混合物の温度は36℃まで上昇した。その後、揮発性成分を減圧下(10 mbar、80℃)で除去した。室温で低粘度を有し、4.17 mmol NH2/gのアミン含有量をもつ無色で透明で無臭の液体79.7 gが得られた。この生成物は大部分がオープンチェーン(アルジミン)の形態で存在する。
IR: 3308 (N-H), 2952sh, 2921, 2851, 1737 (C=O), 1667 (C=N), 1466, 1418sh, 1393, 1373, 1348, 1301, 1248, 1234, 1159, 1111, 1070, 1019, 1001, 936, 875, 722。
1H-NMR (CDCl3, 300 K): δ 7.53 (s, 2H, CH=N), 4.01 (s, 4H, CH2O), 3.42 (t, 4H, CH=NCH2CH 2), 2.61 (t, 4H, NHCH 2), 2.29 (t, 4H, CH2CO), 1.73 (m, 4H, CH=NCH2CH 2), 1.59 (m, 5H, CH 2CH2CO 及び CH2NHCH2), 1.25 (m, 32H, CH3-(CH 2)8-CH2CH2CO), 1.09 (s, 12H, C(CH 3)2-CH2O), 0.87 (t, 6H, CH3-(CH2)10-CO)。
(アルジミンAL4)
34.15 g (0.120 mol)の2,2-ジメチル-3-ラウリロイルオキシプロパナールを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。12.02 g (0.056 mol)のビスヘキサメチレントリアミン(BHMT-HP; Invista)を、激しい撹拌下で、滴下ロートから5分間にわたって添加し、反応混合物の温度は35℃まで上昇した。その後、揮発性成分を減圧下(10 mbar、80℃)で除去した。室温で低粘度を有し、3.68 mmol NH2/gのアミン含有量をもつ無色で透明で無臭の液体43.6 gが得られた。この生成物は大部分がオープンチェーン(アルジミン)の形態で存在する。
IR: 2922, 2851, 1737 (C=O), 1668 (C=N), 1465, 1417, 1393, 1373, 1340, 1248, 1234, 1159, 1111, 1020, 1003, 933, 870, 722。
1H-NMR (CDCl3, 300 K): δ 7.52 (s, 2H, CH=N), 4.02 (s, 4H, CH2O), 3.36 (t, 4H, CH=NCH 2CH2), 2.59 (t, 4H, NHCH 2), 2.29 (t, 4H, CH2CO), 1.76-1.51 (m, 13H, CH=NCH2CH 2), NHCH2CH 2, CH 2CH2CO 及び CH2NHCH2), 1.27 (m, 40H, CH3-(CH 2)8-CH2CH2CO 及び NHCH2CH2CH 2), 1.10 (s, 12H, C(CH 3)2-CH2O), 0.88 (t, 6H, CH 3-(CH2)10-CO)。
(アルジミンAL5)
30.28 g (0.106 mol)の2,2-ジメチル-3-ラウリロイルオキシプロパナールを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。5.00 g (0.049 mol)のジエチレントリアミンを、激しい撹拌下で、滴下ロートから5分間にわたって添加した。その後、揮発性成分を減圧下で除去した(10 mbar、80℃)。室温で低粘度を有し、4.07 mmol NH2/gのアミン含有量をもつ無色で透明で無臭の液体33.1 gが得られた。この生成物は大部分がオープンチェーン(アルジミン)の形態で存在する。
IR: 3348 (N-H), 2952, 2921, 2852, 1735 (C=O), 1668 (C=N), 1632, 1465, 1417, 1393, 1373, 1345, 1248, 1232, 1158, 1110, 1056, 1022, 1005, 986, 931, 903, 875, 820, 721。
(アルジミンAL6)
20.97 g (0.074 mol)の2,2-ジメチル-3-ラウリロイルオキシプロパナールを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。10.00 g (0.067 mol)のトリエチレングリコールモノアミン(Jeffamine(登録商標)XTA-250;Huntsman社)を、激しい撹拌下で、滴下ロートから5分間にわたって添加し、反応混合物の温度は33℃まで上昇した。その後、揮発性成分を減圧下(10 mbar、80℃)で除去した。室温で低粘度を有し、2.21 mmol NH2/gのアミン含有量をもつ無色で透明で無臭の液体29.5 gが得られた。この生成物は大部分がオープンチェーン(アルジミン)の形態で存在する。
IR: 3444br (O-H), 2952sh, 2921, 2852, 1736 (C=O), 1668 (C=N), 1466, 1418, 1394, 1374, 1366, 1350, 1301sh, 1248, 1145sh, 1116, 1067, 1023sh, 998sh, 932, 890, 829, 722。
1H-NMR (CDCl3, 300 K): δ 7.59 (s, 1H, CH=N), 4.03 (s, 2H, CH2O), 3.79-3.59 (m, 12H, HOCH 2CH 2OCH 2CH 2OCH 2CH 2N), 3.47 (s, 1H HOCH2), 2.31 (t, 2H, CH2CO), 1.61 (m, 2H, CH 2CH2CO), 1.27 (m, 16H, CH3-(CH 2)8-CH2CH2CO), 1.11 (s, 6H, C(CH 3)2-CH2O), 0.87 (t, 3H, CH 3-(CH2)10-CO)。
(アルジミンAL7)
34.48 g (0.121 mol)の2,2-ジメチル-3-ラウリロイルオキシプロパナールを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。20.00 g (0.117 mol)のイソホロンジアミン(Vestamin(登録商標)IPD, Degussa社)を、激しい撹拌下で、滴下ロートから15分間にわたって添加した。その後、揮発性成分を減圧下で除去した(10 mbar、80℃)。そうして得られた透明で無色のオイルに、25.25 g(0.121 mol)のイソボルニルアクリレート(SR-506, Sartomer社)を室温で添加した。室温で30分間撹拌を行い、次に混合物を85℃まで温め、この温度に24時間保った。次に揮発性成分を高真空下(100℃)で除去した。室温で低粘度を有し、3.09 mmol NH2/gのアミン含有量をもつ無色で透明で無臭の液体72.0 gが得られた。この生成物は大部分がオープンチェーン(アルジミン)の形態で存在する。
IR: 3322 (N-H), 2950, 2923, 2871, 2852, 1732 (C=O), 1668 (C=N), 1457, 1418sh, 1388sh, 1377, 1364, 1310, 1294, 1248, 1196, 1165, 1110, 1053, 1015, 987, 969, 942, 931sh, 914, 893, 863, 840, 796, 722。
(アルジミンAL8)(比較例)
48.18 g (0.243 mol)の3-フェノキシベンズアルデヒドを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。20.00 g (0.227 mol)のN-メチル-1,3-プロパンジアミンを、激しい撹拌下で、滴下ロートから5分間にわたって添加し、反応混合物の温度は40℃まで上昇した。その後、揮発性成分を減圧下(10 mbar、80℃)で除去した。室温で低粘度を有し、7.08 mmol NH2/gのアミン含有量をもつ淡黄色で透明で強い臭気のある液体63.7 gが得られた。この生成物の主要部は環状(テトラヒドロピリミジン)形態で存在している。
IR: 3270 (N-H), 3060, 3036, 2978, 2940, 2837, 2773, 2692, 1935, 1865, 1778, 1702, 1645, 1582, 1483, 1456, 1442, 1418, 1370, 1353, 1308, 1236, 1210, 1188, 1163, 1128, 1108, 1072, 1053, 1023, 990, 964, 937, 917, 900, 889, 877, 839, 775, 748, 690。
1H-NMR (CDCl3, 300 K): δ 7.42-7.28 (m, 5 Ar-H), 7.16-7.01 (m, 4 Ar-H), 3.74 (s, 1 H, Ar-CH(NH)N), 3.14 (m, 2H, HNCH eqHax and CH3NCH eqHax), 2.78 (m, 1H, HNCHeq H ax), 2.35 (m, 1H, CH3NCHeq H ax), 2.06 (s, 3H, CH 3N), 1.90 (m, 1H, CH3NCH2CHeq H ax), 1.58 (m, 2H, CH3NCH2CH eqHax 及び HNCH2)。
(アルジミンAL9)
28.06 g (0.099 mol)の2,2-ジメチル-3-ラウリロイルオキシプロパナールを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。10.00 g (0.095 mol)の2-(2-アミノエトキシ)エタノール(Diglycolamine(登録商標)Agent;Huntsman社)を、激しい撹拌下で、滴下ロートから3分間にわたって添加し、反応混合物の温度は40℃まで上昇した。その後、揮発性成分を減圧下(10 mbar、80℃)で除去した。室温で低粘度を有し、2.58 mmol NH2/gのアミン含有量をもつ無色で透明で無臭の液体36.3 gが得られた。この生成物は大部分がオープンチェーン(アルジミン)の形態で存在する。
IR: 3435br (O-H), 2954sh, 2922, 2852, 1736 (C=O), 1668 (C=N), 1466, 1418, 1394, 1375, 1248, 1233, 1160, 1127, 1062, 1022, 933, 893, 813, 721。
1H-NMR (CDCl3, 300 K): δ 7.59 (s, 1H, CH=N), 4.03 (s, 2H, CH2O), 3.71 (m, 4H, HOCH2CH 2OCH 2CH2N), 3.58 (m, 4H, HOCH 2CH2OCH2CH 2N), 2.44 (br s, 1H HOCH2), 2.30 (t, 2H, CH2CO), 1.61 (m, 2H, CH 2CH2CO), 1.26 (m, 16H, CH3-(CH 2)8-CH2CH2CO), 1.11 (s, 6H, C(CH 3)2-CH2O), 0.88 (t, 3H, CH 3-(CH2)10-CO)。
(アルジミンAL10)
34.51 g (0.121 mol)の2,2-ジメチル-3-ラウリロイルオキシプロパナールを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。33.39 gのN-オレイル-1,3-プロパンジアミン(Duomeen(登録商標)O;Akzo Nobel社; アミン価=337 mg KOH/g)を、激しい撹拌下で、滴下ロートから5分間にわたって添加し、反応混合物の温度は48℃まで上昇した。その後、揮発性成分を減圧下(10 mbar、80℃)で除去した。室温で低粘度を有し、3.07 mmol NH2/gのアミン含有量をもつ無色で透明で無臭の液体65.7 gが得られた。この生成物は大部分がオープンチェーン(アルジミン)の形態で存在する。
IR: 3307 (N-H), 3001sh, 2954sh, 2921, 2851, 1739 (C=O), 1668 (C=N), 1464, 1393, 1375, 1347, 1301, 1248, 1158, 1114, 1067, 1020, 1000, 968, 935, 889, 721。
1H-NMR (CDCl3, 300 K): δ 7.53 (t, J = 1.2) and 7.51 (s) (合計 1H (比は約0.85/0.15), CH=N), 5.34 (m, 2H, CH2CH=CHCH2), 4.01 (s, 2H, CH2O), 3.43 (t, 2H, CH=NCH 2CH2), 2.60 (m, 4H, CH=NCH2CH2CH 2 及び NHCH 2), 2.30 (t, 2H CH2CO), 2.01 (m, 4H, CH 2CH=CHCH 2), 1.75 (m, 2H, CH=NCH2CH 2), 1.60 (m, 3H, CH 2CH2CO 及び CH2NHCH2), 1.47 (m, 2H, CH2NHCH2CH 2), 1.26 (m, 38H, その他のCH2基), 1.09 (s, 6H, C(CH3)2-CH2O), 0.88 (t, 6H, 両方のCH 3CH2CH2)。
(アルジミンAL11)
40.00 g (0.141 mol)の2,2-ジメチル-3-ラウリロイルオキシプロパナールを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。24.00 g(0.128 mol)のN-(2-エチルヘキシル)-1,3-プロパンジアミン(BASF社)を、激しい撹拌下で、滴下ロートから5分間にわたって添加し、反応混合物の温度は80℃まで上昇し、同時に揮発性成分を減圧下(10 mbar)で除去した。室温で低粘度を有し、4.12 mmol NH2/gのアミン含有量をもつ無色で透明で無臭の液体61.5 gが得られた。この生成物は大部分がオープンチェーン(アルジミン)の形態で存在する。
IR: 3322 (N-H), 2955, 2922, 2870sh, 2852, 2824sh, 1738 (C=O), 1668 (C=N), 1464, 1393, 1376, 1342, 1300, 1248, 1235, 1157, 1114, 1069, 1020, 1000, 935, 894, 873, 766, 723。
(アルジミンAL12)
35.00 g (0.123 mol)の2,2-ジメチル-3-ラウリロイルオキシプロパナールを、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。36.31 gの50℃のN-タロウ(tallow)アルキル-1,3-プロパンジアミン(Duomeen(登録商標)T;Akzo Nobel社;アミン価=346 mg KOH/g)を、激しい撹拌下で、滴下ロートから5分間にわたって添加し、反応混合物を80℃まで温め、同時に揮発性成分を減圧下(10 mbar)で除去した。3.20 mmol NH2/gのアミン含有量をもち、室温で灰白色の無臭の固体69.2 gが得られた。この生成物は大部分がオープンチェーン(アルジミン)の形態で存在する。
IR: 3316 (N-H), 2954sh, 2919, 2851, 2815sh, 1739 (C=O), 1668 (C=N), 1464, 1393, 1375, 1347, 1300, 1248, 1233, 1158, 1128sh, 1114, 1068, 1021, 1000, 968, 936, 917sh, 889, 873, 721。
[アルジミン含有化合物 式(I)]
実施例1(アルジミン含有化合物AC1)
1.74 g(13.9 mmolのNCO)の4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI; Desmodur(登録商標)44 MC L, Bayer社)を、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入し、50℃に加熱した。10.00 g(13.9 mmol)のアルジミンAL3を、徹底した撹拌をしながら、滴下ロートから5分間で添加し、混合物を50℃で1時間撹拌した。室温で高粘度を有し、2.37 mmol NH2/gのアミン含有量をもち、湿らせたpH試験紙に中性で反応する無色で透明で無臭の液体が得られた。
IR: 3300 (N-H), 2952sh, 2922, 2851, 1735 (C=O), 1664 (C=N), 1647sh, 1595, 1527sh, 1513, 1466, 1416, 1395, 1375, 1305, 1244, 1215, 1196, 1162, 1112, 1056, 1018, 1000, 939, 918sh, 851, 813, 777, 751, 721。
実施例2(アルジミン含有化合物AC2)
3.47 g(27.7 mmolのNCO)の4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI; Desmodur(登録商標)44 MC L, Bayer社)を、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入し、50℃に加熱した。10.00 g(13.9 mmol)のアルジミンAL3を、徹底した撹拌をしながら、滴下ロートから5分間で添加し、混合物を50℃で1時間撹拌した。室温で高粘度を有し、湿らせたpH試験紙に中性で反応する淡黄色で透明で無臭の液体が得られた。
IR: 3308 (N-H), 2954sh, 2922, 2852, 2266, (N=C=O), 1735 (C=O), 1665 (C=N), 1596, 1526sh, 1514, 1467, 1415, 1395, 1374, 1306, 1244, 1216, 1197, 1162, 1110, 1059, 1018, 1000, 940, 918sh, 854, 813, 781, 751, 721。
実施例3(アルジミン含有化合物AC3)
12.94 g(103.4 mmolのNCO)の4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI; Desmodur(登録商標)44 MC L, Bayer社)を、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入し、50℃に加熱した。42.16 g(51.7 mmol)のアルジミンAL4を、徹底した撹拌をしながら、滴下ロートから10分間で添加し、混合物を50℃で1時間撹拌した。室温で高粘度を有し、湿らせたpH試験紙に中性で反応する淡黄色で透明で無臭の液体が得られた。
IR: 3336 (N-H), 2922, 2852, 2265, (N=C=O), 1736 (C=O), 1666 (C=N), 1640, 1594, 1513, 1488, 1465, 1416, 1394, 1373, 1307, 1237, 1169, 1110, 1065, 1018, 1000sh, 932, 918sh, 848, 812, 776, 754, 723。
実施例4(アルジミン含有化合物AC4)
10.00 g(51.4 mmolのNCO)の1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート三量体(Desmodur(登録商標)N-3300, Bayer社;NCO含有量=21.61質量%)を、窒素雰囲気下、丸底フラスコ中で、29.79gの無水ジイソデシルフタレート(DIDP;Palatinol(登録商標)Z, Bayer社)に溶かした。19.79 g(102.9 mmol)のアルジミンAL1を、徹底した撹拌をしながら室温で滴下ロートから10分間で添加し、混合物を1時間撹拌した。室温で低粘度を有し、0.87 mmol NH2/gのアミン含有量を有し、湿らせたpH試験紙に中性で反応する無色で透明で無臭の液体が得られた。
IR: 3423 (N-H), 3326 (N-H), 2954, 2924, 2853, 1726 (C=O), 1688, 1650, 1600, 1579, 1529, 1462, 1377, 1335, 1272, 1164, 1121, 1072, 1039, 985, 965, 948, 764, 742, 704。
実施例5(アルジミン含有化合物AC5)
10.00 g(51.4 mmolのNCO)の1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート三量体(Desmodur(登録商標)N-3300, Bayer社;NCO含有量=21.61質量%)を、窒素雰囲気下、丸底フラスコ中で、47.05gの無水の酢酸エチルに溶かした。37.05 g(102.9 mmol)のアルジミンAL3を、徹底した撹拌をしながら室温で滴下ロートから10分間で添加し、混合物を1時間撹拌した。室温で低粘度を有し、1.11 mmol NH2/gのアミン含有量を有し、湿らせたpH試験紙に中性で反応する無色で透明で無臭の液体が得られた。
IR: 3422 (N-H), 3308 (N-H), 2954, 2924, 2853, 1727 (C=O), 1689, 1651, 1600, 1579, 1528, 1462, 1377, 1334, 1272, 1161, 1121, 1072, 1039, 995, 948, 870, 764, 742, 704。
実施例6(アルジミン含有化合物AC6)
79.21 g(40.2 mmolのOH)のポリオキシプロピレンジオール(Acclaim(登録商標)4200 N, Bayer社;OH価 28.5 mg KOH/g)、10.79 g(43.1 mmol)の4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI; Desmodur(登録商標)44 MC L, Bayer社)及び10.00 gのジイソデシルフタレート(DIDP; Palatinol(登録商標)Z, BASF社)を80℃で反応させて、1.86質量%のフリーイソシアネート基量と20℃で24 Pa.sの粘度を有するNCO末端ポリウレタンポリマーを得た。8.51 g(22.1 mmol)のアルジミンAL1をこのポリマーに室温で添加し、その混合物を遠心ミキサー(SpeedMixer(登録商標)DAC 150, FlackTek Inc.)を使用して徹底的に混合した。20℃で40 Pa.sの粘度を有する透明で均一で無臭の液体が得られた。
実施例7(アルジミン含有化合物AC7)
79.21 g(40.2 mmolのOH)のポリオキシプロピレンジオール(Acclaim(登録商標)4200 N, Bayer社;OH価 28.5 mg KOH/g)、10.79 g(43.1 mmol)の4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI; Desmodur(登録商標)44 MC L, Bayer社)及び10.00 gのジイソデシルフタレート(DIDP; Palatinol(登録商標)Z, BASF社)を80℃で反応させて、1.86質量%のフリーイソシアネート基量と20℃で24 Pa.sの粘度を有するNCO末端ポリウレタンポリマーを得た。10.62 g(14.8 mmol)のアルジミンAL3をこのポリマーに室温で添加し、その混合物を遠心ミキサー(SpeedMixer(登録商標)DAC 150, FlackTek Inc.)を使用して徹底的に混合した。20℃で29 Pa.sの粘度を有する透明で均一で無臭の液体が得られた。
実施例8(アルジミン含有化合物AC8)
79.21 g(40.2 mmolのOH)のポリオキシプロピレンジオール(Acclaim(登録商標)4200 N, Bayer社;OH価 28.5 mg KOH/g)、10.79 g(43.1 mmol)の4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI; Desmodur(登録商標)44 MC L, Bayer社)及び10.00 gのジイソデシルフタレート(DIDP; Palatinol(登録商標)Z, BASF社)を80℃で反応させて、1.86質量%のフリーイソシアネート基量と20℃で24 Pa.sの粘度を有するNCO末端ポリウレタンポリマーを得た。17.03 g(44.3 mmol)のアルジミンAL1をこのポリマーに室温で添加し、その混合物を遠心ミキサー(SpeedMixer(登録商標)DAC 150, FlackTek Inc.)を使用して徹底的に混合した。10分後、FT-IRスペクトル中のNCOバンド(2265 cm-1)がもはや検出されなかった。20℃で52 Pa.sの粘度を有し且つ0.38 mmol NH2/gのアミン含有量を有する透明で均一で無臭の液体が得られた。
実施例9(アルジミン含有化合物AC9)
79.21 g(40.2 mmolのOH)のポリオキシプロピレンジオール(Acclaim(登録商標)4200 N, Bayer社;OH価 28.5 mg KOH/g)、10.79 g(43.1 mmol)の4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI; Desmodur(登録商標)44 MC L, Bayer社)及び10.00 gのジイソデシルフタレート(DIDP; Palatinol(登録商標)Z, BASF社)を80℃で反応させて、1.86質量%のフリーイソシアネート基量と20℃で24 Pa.sの粘度を有するNCO末端ポリウレタンポリマーを得た。31.85 g(44.3 mmol)のアルジミンAL3をこのポリマーに室温で添加し、その混合物を遠心ミキサー(SpeedMixer(登録商標)DAC 150, FlackTek Inc.)を使用して徹底的に混合した。10分後、FT-IRスペクトル中のNCOバンド(2265 cm-1)がもはや検出されなかった。20℃で44 Pa.sの粘度を有し且つ0.67 mmol NH2/gのアミン含有量を有する透明で均一で無臭の液体が得られた。
実施例10(アルジミン含有化合物AC10)
25.97 g(13.2 mmolのOH)のポリオキシプロピレンジオール(Acclaim(登録商標)4200 N, Bayer社;OH価 28.5 mg KOH/g)、51.95 g(32.4 mmolのOH)のポリオールCarador(登録商標)MD34-02(ポリプロピレンオキシドポリエチレンオキシドトリオール、OH価 35.0 mg KOH/g;Shell社)、12.08 g(48.3 mmol)の4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI; Desmodur(登録商標)44 MC L, Bayer社)及び10.00 gのジイソデシルフタレート(DIDP; Palatinol(登録商標)Z, BASF社)を80℃で反応させて、2.07質量%のフリーイソシアネート基量と20℃で48 Pa.sの粘度を有するNCO末端ポリウレタンポリマーを得た。18.95 g(49.3 mmol)のアルジミンAL1をこのポリマーに室温で添加し、その混合物を遠心ミキサー(SpeedMixer(登録商標)DAC 150, FlackTek Inc.)を使用して徹底的に混合した。10分後、FT-IRスペクトル中のNCOバンド(2265 cm-1)がもはや検出されなかった。20℃で89 Pa.sの粘度を有し且つ0.41 mmol NH2/gのアミン含有量を有する透明で均一で無臭の液体が得られた。
実施例11(アルジミン含有化合物AC11)
5.85 g(0.052 molのNCO)のイソホロンジイソシアネート(Vestanat(登録商標)IPDI, Degussa社)を、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。10.00 g(0.026 mol)のアルジミンAL1を、撹拌をしながら、室温で滴下ロートから5分間で添加し、混合物を30分間撹拌した。そうして得られた透明で無色のオイルに、3.38 g (0.026 mol)の2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA; Bisomer(登録商標)HEMA, Laporte社)を室温で添加した。撹拌を10分間行い、この後、2 mgのジブチル錫ジラウレートを添加し、混合物を75℃に加熱し、FT-IRスペクトル中のイソシアネートのバンド(2253 cm-1)が消失するまでこの温度に保った(1時間)。高粘度と1.32 mmol NH2/gのアミン含有量を有する無色で透明で無臭の液体が得られた。
IR: 3334 (N-H), 2952, 2923, 2852, 1719 (C=O), 1663sh (C=N), 1636 (C=C, C=O), 1527, 1459, 1377, 1364, 1341, 1296, 1234, 1164, 1060, 1044, 1017, 939, 891, 869, 814, 770, 721。
実施例12(アルジミン含有化合物AC12)
5.48 g(26.0 mmolのNCO)のm-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネート(m-TMI;Cytec社)を、丸底フラスコ中に、窒素雰囲気下で最初に導入した。10.00 g(26.0 mmol)のアルジミンAL1を、撹拌をしながら、室温で滴下ロートから5分以内に添加し、この混合物を、FT-IRスペクトル中のイソシアネートのバンド(2255 cm-1)が消失するまで撹拌した(30分)。高粘度と1.66 mmol NH2/gのアミン含有量を有する無色で透明で無臭の液体が得られた。
IR: 3361 (N-H), 2953sh, 2922, 2852, 1736 (C=O), 1689, 1658, 1646, 1600, 1578, 1523, 1483, 1465, 1457, 1440sh, 1417sh, 1375, 1361sh, 1346sh, 1302, 1241, 1218sh, 1162, 1111, 1051, 1015, 1003, 938, 886, 797, 764, 722, 695。
実施例13(アルジミン含有化合物AC13)
2.57 g(8.7 mmol)のトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA;SR-351, Sartomer社)と10.00 g(26.0 mmol)のアルジミンAL1の混合物を、丸底フラスコ中、窒素雰囲気下で90℃に加熱し、FT-IRスペクトル中のアクリロイルバンド(808 cm-1のδC=C-Hoop)が消失するまでこの温度に保った(3時間)。4.06 mmol NH2/gのアミン含有量を有する、無色で低粘度で透明で無臭の液体が得られた。
IR: 2952sh, 2922, 2851, 2795sh, 2771sh, 1736 (C=O), 1667 (C=N), 1464, 1419, 1392sh, 1375, 1345, 1300, 1248, 1163, 1120, 1054, 1032, 1009, 934, 876, 783, 722。
実施例14(アルジミン含有化合物AC14)
1.37 g(4.6 mmol)のトリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA; SR-351, Sartomer社)と10.00 g(13.9 mmol)のアルジミンAL3の混合物を、丸底フラスコ中、窒素雰囲気下で105℃に加熱し、FT-IRスペクトル中のアクリロイルバンド(808 cm-1のδC=C-Hoop)が消失するまでこの温度に保った(18時間)。3.48 mmol NH2/gのアミン含有量を有する、黄色で透明で無臭の液体が得られた。
IR: 2952sh, 2922, 2851, 1736 (C=O), 1667 (C=N), 1465, 1418, 1392, 1374, 1347, 1300sh, 1246, 1163, 1113, 1054, 1057, 1017, 999, 935, 879, 781, 722。
実施例15(アルジミン含有化合物AC15)
9.56 g(52.0 mmolのエポキシ)のビスフェノールAジグリシジルエーテル(DGEBA又はBPADGE; Araldite(登録商標)GY-250, Huntsman社)と、20.00 g(52.0 mmol)のアルジミンAL1の混合物を、丸底フラスコ中、窒素雰囲気下で70℃に加熱し、FT-IRスペクトル中のエポキシバンド(914 cm-1及び861 cm-1のδC-Oasy)が消失するまでこの温度に保った(16時間)。3.50 mmol NH2/gのアミン含有量を有する、黄色で高粘度で透明で無臭の液体が得られた。
IR: 3420 (O-H), 3034, 2922, 2851, 2064, 1884, 1736 (C=O), 1667 (C=N), 1607, 1580, 1509, 1463, 1417, 1375, 1297, 1248, 1180, 1157, 1108, 1084, 1038, 933, 883, 827, 806, 767, 722。
[1成分形プラスチック前駆体]
実施例16〜22及び例23(比較例)
各例について、100.0 gのポリウレタンプレポリマーPP1(この調製は以下に記載している)を、ネジ式密封口を有するポリプロピレンビーカー中に秤量し、乾燥窒素下に置いた。0.3 gのサリチル酸溶液(ジオクチルアジペート中に5質量%)をこれに添加し、表1に示した式(XI)のアルジミンを記載した量で添加し、混合物を遠心ミキサー(SpeedMixer(登録商標)DAC 150, FlackTek Inc.)を使用して徹底的に混合し、その後直ちに内側をコーティングしたアルミニウムのチューブに注入し、そのアルミニウムチューブを気密にシールした。添加した式(XI)のアルジミンの量は、全ての例について、ポリウレタンポリマー中のイソシアネート基とアルジミン中の反応性基の合計(アルジミノ基+アミノ又はヒドロキシル基)との間で1.0/0.7の割合に相当する。
ポリウレタンポリマーPP1は以下のように調製した:
1300gのポリオキシプロピレンジオール(Acclaim(登録商標)4200 N, Bayer社, OH価 28.5 mg KOH/g)、2600 gのポリオキシプロピレンポリオキシエチレントリオール(Caradol(登録商標)MD34-02, Shell社; OH価 35.0 mg KOH/g)、605 gの4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI; Desmodur(登録商標)44 MC L, Bayer社)、及び500 gのジイソデシルフタレート(DIDP; Palatinol(登録商標)Z, BASF社)を80℃で反応させて、滴定で測定した2.07質量%のフリーイソシアネート含有量と、20℃にて48 Pa.sの粘度とを有するNCO末端ポリウレタンポリマーを得た。
そうして得られた1成分形プラスチック前駆体を、貯蔵寿命、スキン形成時間、気泡形成、臭気、及び硬化後の機械特性について試験を行った。
貯蔵寿命は、高温での貯蔵中の粘度の変化によって測定した。この目的のために、プラスチック前駆体を60℃のオーブン中で密閉チューブ中に貯蔵し、その粘度を、最初に12時間の貯蔵期間後、及び二度目には7日の貯蔵期間後に測定した。貯蔵寿命は、最初の粘度値と比較して二番目の粘度値の百分率による増加から得られる。
試験の結果を表1に示した。
Figure 0005361384
表1は、実施例16〜22の1成分形プラスチック前駆体〔これらは、本発明の式(I)のアルジミン含有化合物を含み、これはポリウレタンポリマーPP1と式(XI)のアルジミンAL1〜AL7からその場で調製した〕が、参照例のプラスチック前駆体〔これはアルジミン含有化合物を含まない〕と比べて、貯蔵後に比較的大きな粘度の増大があることを示している。対照的に、比較例23のプラスチック前駆体〔これは従来技術によるアルジミン含有化合物を含み、ポリウレタンポリマーPP1とアルジミンAL8とからその場で調製されたもの〕の粘度は、実質的にもっと急激に増大している。
スキン形成時間(タックフリータイム)の測定のために、60℃で12時間貯蔵し、今は室温にあるプラスチック前駆体の少量を、ボール紙に3mmの層の厚さに塗布し、LDPEピペットを用いてプラスチック表面をやさしく軽くたたき、最初にピペットの後ろに残留物が残らなくなるためにかかる時間を、23℃及び50%相対湿度で測定した。
硬化後の機械特性を測定するために、60℃で12時間貯蔵したプラスチック前駆体のさらなる部分を、PTFEでコーティングした金属シートに約2mm厚さのフィルムとしてキャストし、すぐにこのフィルムを23℃及び50%相対湿度で7日間、弾性プラスチックに硬化させた。こうして得られたプラスチックフィルムを、引張強度、破断伸び、及び弾性率(引張速度:200 mm/min)について、DIN EN 53504に準拠して試験した。気泡形成(フィルムの硬化時に生じた気泡の量に基づく)及び臭気(最初にキャスト直後のフィルム上で、再び完全に硬化したフィルム上で10 cmの距離にて鼻によって臭いを嗅ぐことによる)も定性的に評価した。
試験の結果を表2に示す。
表2は実施例16〜22(これらはそれぞれの場合に、本発明による式(I)のアルジミン含有化合物を含み、その場で調製された)の1成分形プラスチック前駆体が速やかに、気泡の形成なしに硬化し、臭いがなく、硬化した状態で良好な機械特性を有することを示している。対照的に、比較例23のプラスチック前駆体(これは、従来技術によるアルジミン含有化合物を含み、その場で調製された)はよりゆっくり硬化し、部分的に気泡の形成を伴い、強い臭気を有している。
Figure 0005361384
実施例24及び25
各場合に、表3に示した式(I)のアルジミン含有化合物の1種(50g)を、ネジ式密封口を有するポリピロピレンビーカー中に秤量し、乾燥窒素下に置いた。0.3 gのサリチル酸溶液(ジオクチルアジペート中に5質量%)をそこへ添加し、この混合物を遠心ミキサー(SpeedMixer(登録商標)DAC 150、Flack Tek Inc.)を使用して徹底的に混合し、その後直ちに、内部をコーティングしたアルミニウムチューブ中に注入し、チューブを気密に閉じた。
そうして得られた1成分形プラスチック前駆体を、タックに関して、及び実施例16について記載した方法によって、貯蔵寿命、スキン形成時間、気泡形成、臭気、及び硬化後の機械特性に関して、試験を行った。
タックの試験は、機械特性を測定するために調製し、23℃及び50%相対湿度で1日、部分的に硬化させたプラスチックフィルムの表面を指で触ることによって定性的に行った。
試験の結果を表3に示す。
Figure 0005361384
表3は実施例24及び25の1成分形プラスチック前駆体(これらは各場合に式(I)のアルジミン含有化合物AC6及びAC7を含む)が、貯蔵中にわずかな粘度上昇しか示さないことを示している。これらの使用時には、これらは急速且つ気泡の形成なしに硬化し、無臭であり、硬化した状態において良好な機械特性を有する。
実施例26及び27
各場合に、表4に示した式(I)のアルジミン含有化合物の1種を、ポリウレタンポリマーPP2(この調製は以下で説明する)とともに、記載した量を、ネジ式密閉口を有するポリプロピレンビーカー中に秤量し、乾燥窒素下に置いた。0.3 gのサリチル酸溶液(ジオクチルアジペート中に5質量%)をそこに添加し、この混合物を遠心ミキサー(SpeedMixer(登録商標)DAC 150、Flack Tek Inc.)を使用して徹底的に混合し、その後直ちに、内部をコーティングしたアルミニウムチューブ中に注入し、チューブを気密にシールした。添加した式(I)の化合物の量は、ポリウレタンポリマー中のイソシアネート基と式(I)の化合物中のアルジミノ基との間で1/1の比に相当する。
ポリウレタンポリマーPP2は以下のように調製した:
3960 gのポリオキシプロピレンジオール(Acclaim(登録商標)4200 N, Bayer社; OH価 28.5 mg KOH/g)、540 gの4,4’-メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI; Desmodur(登録商標)44 MC L, Bayer社)、及び500 gのジイソデシルフタレート(DIDP; Palatinol(登録商標)Z, BASF社)を80℃で反応させて、滴定で測定した1.86質量%のフリーイソシアネート含有量と、20℃にて24 Pa.sの粘度とを有するNCO末端ポリウレタンポリマーを得た。
Figure 0005361384
そうして得られた1成分形プラスチック前駆体を、貯蔵寿命、スキン形成時間、気泡形成、臭気、及び硬化後の機械特性について実施例16に記載した方法によって試験を行い、実施例24に記載した方法によってタックについて試験した。試験の結果を表5に示す。
Figure 0005361384
表5は、実施例26及び27の1成分形プラスチック前駆体(これらは各場合に、式(I)のアルジミン含有化合物AC8及びAC9を含む)が、貯蔵中に僅かな粘度上昇しか示さないことを示している。これらの使用時に、これらは急速に且つ気泡形成なしに硬化し、無臭であり、硬化した状態では良好な機械特性を有する。
[接着剤として使用可能な1成分形プラスチック前駆体]
実施例28〜35、及び例36(比較)
それぞれの例について、表6に示した物質を、記載した量(質量部)で、水分の不存在下、真空ミキサー中で処理して、塊のない均一なペーストを得、これを直ちに内部をコーティングしたアルミニウムカートリッジに注入し、このカートリッジを気密に閉じた。ポリウレタンポリマーPP1及びPP2は、実施例16及び実施例26のそれぞれの場合に記載したようにして調製した。
ポリアルジミンPA1は、1,6-ヘキサメチレンジアミンと2,2-ジメチル-3-ラウロイルオキシプロパナールとの間の縮合反応(アミノ基とアルデヒド基との間は1:1.05のモル比で)によって調製し、2.94 mmol NH2/gのアミン含有量をもっていた。
ポリアルジミンPA2は、α,ω-ポリオキシプロピレンジアミン(Jeffermine(登録商標)D-230, Huntsman社;アミン含有量=8.29 mmol NH2/g)と、2,2-ジメチル-3-ラウロイルオキシプロパナールとの間の縮合反応(アミノ基とアルデヒド基との間は1:1.05のモル比で)で調製し、2.50 mmol NH2/gのアミン含有量をもっていた。このポリウレタンポリマー中のイソシアネート基と、式(I)のアルジミン含有化合物、式(XI)のアルジミン、及び上記ポリアルジミン中の反応性基(アルジミン基+アミノ基及びヒドロキシル基)の合計量との間の比は、全ての例について1.0/0.7である。
そのようにして得られた接着剤は、スキン形成時間、臭気、及び硬化後の機械特性、ならびにガラス上での接着特性に関して試験をした。試験の結果を表7に示す。
ショアA硬度は、DIN 53505に準拠して測定した。
Figure 0005361384
引張剪断強度を試験するために、各場合に6mmの厚さ、25mmの幅、及び75mmの長さの2枚の小さなガラス板(Floatglas; Rocholl社(Schoenbrunn, ドイツ国)より)を、各測定に対して、Sika(登録商標)activator(Sika Schweiz AGから入手可能)で前処理した。空気中で10分間の乾燥後、この小さな板を適当なPTFE型を用いて、それらが上端にて10 mm重なるように、互いに対して5 mmの垂直間隔で配置した。この小さな板の間の重なる領域を接着剤で充填し、接着剤は小さな板の活性化された側の上に置かれる。この接着剤を23℃及び50%相対湿度で7日間硬化させ、次に、引張試験機を使用して、DIN EN 1465に準拠して20 mm/minの一定のクロスビーム速度で破壊強度を測定した。記載した値は3つの測定の平均値である。
ガラス上での接着は、引張剪断強度を測定するために用いた試験体上の破壊パターンに基づいて、試験が終了した後で決定した。100%凝集破壊(すなわち、破壊が完全に接着剤中で起こる)は、値「1」と評価し、一方、0%凝集破壊(すなわち、破壊が完全にガラス表面と接着剤との間で起こり、したがって、接着破壊)は、値「5」と評価した。75%未満の凝集破壊値をもつ接着は不十分であると考えられる。残りの試験は、実施例16の場合に説明したように行った。
Figure 0005361384
表7は実施例28〜35の接着剤(これらは実施例28〜32においては、式(XI)のアルジミンとポリウレタンポリマーPP1又はPP2からの(その場での)接着剤調製の過程で調製された式(I)のアルジミン含有化合物を、実施例33〜35においては予め調製されて、いくつかの場合にはポリアルジミンと組み合わされて接着剤中に混合された式(I)のアルジミン含有化合物を含む)が、速やかに硬化し、無臭であり、硬化した状態で良好な機械特性を有することを示している。対照的に、比較例36の接着剤(これは従来技術によるアルジミン含有化合物を含み、アルジミンAL8とポリウレタンポリマーPP1からその場で調製された)は、よりゆっくりと硬化し、強い臭気を有し、ガラスに対して不十分な接着力しか有しない。

Claims (5)

  1. 下記式(I)のアルジミン含有化合物:
    Figure 0005361384
    式中、
    mは1〜4の整数であり、
    pは1〜6の整数であり、かつ
    qは0〜5の整数であり、
    但し、p+qが2〜6の値を有することを条件とし;
    かつ式中、
    は、
    6〜30の炭素原子を有する、少なくとも1つのエーテル酸素の形態のヘテロ原子を有しているか、もしくは有していない、直鎖または分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、脂環式、アリール脂肪族または芳香族の一価の炭化水素基であり、
    または、
    は下記式(II)の置換基であり、
    Figure 0005361384
    (式(II)中、
    は2〜20の炭素原子を有する、少なくとも1つのエーテル酸素の形態のヘテロ原子を有しているか、もしくは有していない、直鎖または分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、脂環式、アリール脂肪族または芳香族の二価の炭化水素基であり、
    かつ、
    は1〜20の炭素原子を有する、直鎖または分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、脂環式、アリール脂肪族または芳香族の一価の炭化水素基である。);
    かつ式中、
    及びRは、
    互いに独立して、それぞれが1〜12の炭素原子を有する、直鎖または分岐の、飽和の脂肪族、脂環式、アリール脂肪族または芳香族の一価の炭化水素基であるか;
    または
    及びRは一緒になって、5〜8つの炭素原子を有する炭素環の一部である4〜20の炭素原子を有する、脂環式、アリール脂肪族または芳香族の二価の炭化水素基を形成しており;
    かつ、式中、
    は、2〜12の炭素原子を有し、かつ少なくとも1つのエーテル酸素または第三級アミン窒素の形態のヘテロ原子を含んでいるか、もしくは含んでいない、直鎖または分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、脂環式またはアリール脂肪族の(m+1)価の炭化水素基であり;
    かつ、式中、
    XはO、S、又はN−Rであり、
    は、1〜20の炭素原子を有する、直鎖または分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、脂環式またはアリール脂肪族の一価の基であるか、
    または、
    は下記式(III)の置換基であり、
    Figure 0005361384
    かつ、式中、Aは以下の:
    Figure 0005361384
    からなる群から選択される反応性基であり、
    式中、YはO又はSであり、YはO、S、又はN−Hであり、ZはH又はCHであり、YはO又はN−Hであり;
    かつ、
    は、(p+q)価の有機基であり、R−[A]p+qから、p+q個のA基を取り除くことによって得ることができ、ここで、R−[A]p+qは、
    - 2官能又は多官能性の、モノマー又はオリゴマーの脂肪族、脂環式、アリール脂肪族、及び芳香族イソシアネート(ポリイソシアネート);
    ウレトジオン、イソシアヌレート、又はイミノオキサジアジンジオン基を含む、これらのイソシアネートのオリゴマー;エステル、尿素、ウレタン、ビウレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレトンイミン、又はオキサジアジントリオン基を含む、変性した二官能性及び多官能性イソシアネート;及び、イソシアネート含有ポリウレタンポリマー、すなわち、ポリイソシアネートと、2つ以上のヒドロキシル基を有する物質(いわゆる「ポリオール」との反応生成物(この反応生成物は1つより多いイソシアネート基を有する);
    - 2官能性又は多官能性エポキシド(ポリエポキシド);
    - アクリレート、メタクリレート、又はアクリルアミド基を有する2官能性又は多官能性化合物;
    - 1-エチニルカルボニル又は1-プロピニルカルボニル基を有する2官能又は多官能化合物;
    - マレイミド又はシトラコンイミド基を有する2官能又は多官能化合物;
    - ビニル及び/又はイソプロペニル基を有する2官能又は多官能化合物;
    - アリル基を有する2官能又は多官能化合物;
    - 及び、ヘテロ官能性である、すなわち、上述したものの中からの少なくとも2種の異なる反応性基を有する2官能又は多官能化合
    からなる群から選択され、
    または、
    は、N、NR14、O、OC(O)O、Si、P(O)O、又はSOであり、
    14は、1〜20の炭素原子を有する、直鎖または分岐の、飽和または不飽和の、脂肪族、脂環式、アリール脂肪族または芳香族の一価の炭化水素基であり;
    かつ、
    Qは以下の群から選択される置換基であり、
    Figure 0005361384
    上記式中の破線は、記載された置換基への結合である。
  2. 及びRが同じであることを特徴とする、請求項1に記載のアルジミン含有化合物。
  3. mが2又は1であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のアルジミン含有化合物。
  4. XがN−R基であり、Rが下記式(IX)又は(IX’)の一価の基であ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アルジミン含有化合物:
    Figure 0005361384
    (式中、Rは、-COOR13、-CN、-NO、-PO(OR13、-SO13、及び-SOOR13からなる群から選択される基であり;
    10は、水素原子、又は-R13、-COOR13、及び-CHCOOR13からなる群から選択される基であり;かつ
    11及びR12は互いに独立して、水素原子、又は-R13、-COOR13、及び-CNからなる群から選択される基であり、R13は1〜20の炭素原子を有する一価の炭化水素基である。)
  5. XがO又はS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アルジミン含有化合物。
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