JP5755218B2 - 結晶ドメインを有するポリマー、非晶質ポリウレタン及びシラン化合物からの接着剤 - Google Patents
結晶ドメインを有するポリマー、非晶質ポリウレタン及びシラン化合物からの接着剤 Download PDFInfo
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Description
本発明は、2成分からの接着剤に関し、ここで、第1の成分は少なくとも2種の異なるポリマーを含有し、そのうち該ポリマーの少なくとも1種はカルボキシル基を有し、かつ、そのうち第1のポリマーは、結晶ドメインを形成することができるポリマー、エチレンと酢酸ビニルからのコポリマー及びそれらの混合物から選択されており、そして第2のポリマーは非晶質ポリウレタンであり、かつ、ここで、第2の成分は、カルボキシル基に対して反応性の少なくとも1種のシラン化合物を含有する。接着剤は、高い気候変動安定性を有する、自動車製造用のフィルム積層された成形部材を製造するために使用することができる。本発明はまた、本発明による接着剤を使用した、自動車製造用のフィルム積層された成形部材の製造法に関する。
ここで、第1の成分は、少なくとも1種の第1のポリマーと、該第1のポリマーとは異なる少なくとも1種の第2のポリマーを含有し、
ここで、第1のポリマーは、結晶ドメインを形成することがきるポリマー(以下では結晶ポリマーとも呼ぶ)、エチレンと酢酸ビニルからのコポリマー及びこれらのポリマーの混合物から選択されており、
そして第2のポリマーは非晶質ポリウレタンであり、かつ、
ここで、双方のポリマーの少なくとも1種はカルボキシル基を有し、
ここで、第1のポリマー対第2のポリマーの質量比は2:8〜8:2であり、かつ、
ここで、第2の成分は、カルボキシル基に対して反応性の少なくとも1種のシラン化合物を含有する。第1のポリマーは、殊に、単独で使用される第2のポリマーと比べて、接着剤を用いて製造されたフィルム積層された成形部材の気候変動安定性を高めるポリマーである。
(i)ポリエステルジオールから誘導された単位を有する、結晶ドメインを形成するポリウレタンと
(ii)エチレン/酢酸ビニルコポリマー
から成る群から選択されており、
ここで、第2のポリマーは、好ましくは、ポリエーテルジオールから誘導された単位を有する非晶質ポリウレタンである。
(a)(i)ポリエステルジオールから誘導された単位を有し、かつ、ポリエーテルジオールから誘導された単位を有さない、結晶ドメインを形成するポリウレタン及び(ii)エチレン/酢酸ビニルコポリマー又はそれらの混合物から選択される、少なくとも1種の第1のポリマー20〜80質量部、好ましくは40〜70質量部、
(b)ポリエーテルジオールから誘導された単位を有し、かつ、ポリエステルジオールから誘導された単位を有さない、少なくとも1種の非晶質ポリウレタン20〜80質量部及び
(c)(a)及び(b)とは異なるさらに別のポリマー、例えばポリ酢酸ビニル、ポリアクリレートコポリマー分散液又はスチレン/ブタジエン分散液0〜50質量部、好ましくは10〜40質量部を含有する。
a)ジイソシアネート、
b)500より大きい〜5000g/モルの分子量を有するポリエステルジオール、
c)カルボン酸基を有するジオール、及び
d)任意に、a)〜c)とは異なる、アルコール性ヒドロキシ基、第1級アミノ基、第2級アミノ基及びイソシアネート基から選択される反応性基を有する、さらに別の1価化合物又は多価化合物から合成されている。
a)ジイソシアネート、
b)240〜5000g/モルの分子量を有するポリエーテルジオール、
c)カルボン酸基を有するジオール、及び
d)任意に、a)〜c)とは異なる、アルコール性ヒドロキシ基、第1級アミノ基、第2級アミノ基及びイソシアネート基から選択される反応性基を有する、さらに別の1価化合物又は多価化合物から合成されている。
H2N−R4−NH−R5−X (c2)
[式中、R4及びR5は、互いに無関係に、C1〜C6−アルカンジイル単位、有利にはエチレンであり、かつ、XはCOOH又はSO3Hである]に従う。式(c2)の特に有利な化合物は、N−(2−アミノエチル)−2−アミノエタンカルボン酸ならびにN−(2−アミノエチル)−2−アミノエタンスルホン酸もしくは相応するアルカリ金属塩であり、ここで、Naが対イオンとして特に有利である。さらに特に有利なのは、例えばDE−B1954090に記載されているような、上記脂肪族のジ第1級ジアミンの2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸への付加物である。
A イソシアネート基のモル量と
B ヒドロキシル基のモル量及びイソシアネートと付加反応において反応しうる官能基のモル量の合計
の比A:Bが、0.5:1〜2:1、有利には0.8:1〜1.5、特に有利には0.9:1〜1.2:1になるように選択される極めて有利には、比A:Bは、できる限り1:1に近い。使用されるモノマーは、平均して、通常1.5〜2.5個、有利には1.9〜2.1個、特に有利には2.0個のイソシアネート基もしくはイソシアネートと付加反応において反応しうる官能基を有する。
a)上記の本発明による第1の接着剤成分と上記の本発明による第2の接着剤成分、ポリマーフィルム及び例えば自動車への取り付けのために予定される成形部材を用立てし、
b)接着剤成分を混合し、そしてポリマーフィルム及び/又は成形部材に適用し、かつ
c)引き続きポリマーフィルムを、加圧及び/又は温度上昇下で成形部材と接着する。
全てのパーセント値は、他に記載がない場合、質量値である。含有率の値は、水溶液又は分散液中での含有率に関する。粘度の測定は、DIN EN ISO 3219に従って、23℃の温度で、回転粘度計を用いて行ってよい。
シラン:Geniosil(R)GF 80として入手可能な3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(Wacker−Chemie GmbH)
結晶ポリウレタン:
Luphen(R)D 207 E;BASF SEより工業積層用に市場に出されている、ポリエステルジオールから誘導された単位を有するポリエステル−ポリウレタン−エラストマーの水性分散液。分散液のフィルム化後、結晶ドメインを含有するポリマー膜が生じる。固形分45質量%;pH6.5〜8.5;粘度50〜180mPas(23℃、250s-1)。
分子量Mn約2000を有するポリ(テトラヒドロフラン)、ジメチロールプロピオン酸、イソホロンジイソシアネート及びイソホロンジアミンから製造され、トリエチルアミンで中和されたポリウレタンの分散液。分散液のフィルム化後、結晶ドメインを含有しないポリマー膜が生じる。固形分50質量%;K値40、粘度68mPas、pH6.8(23℃)。
分子量Mn約2000を有するポリ(プロピレンオキシド)、ジメチロールプロピオン酸、ネオペンチルグリコール、トリレンジイソシアネートから製造され、NaOHで中和されたポリウレタンの分散液。分散液のフィルム化後、結晶ドメインを含有しないポリマー膜が生じる。固形分40質量%;K値47、粘度167mPas、pH7.6。
Airflex(R)EP 17;エチレン/酢酸ビニルコポリマーの60質量%の分散液;
粘度3800+/-1000mPas(ブルックフィールドRVT、スピンドル3、20rpm);
pH4〜5(23℃)。
分散液成分(第1表を参照のこと)を攪拌容器に装入し、そしてシランを引き続き攪拌導入した。Vで表される接着剤は、本発明によらない比較組成物である。
接着剤(湿性)100〜110g/m2を、自動車室内部材の製造に使用されるABS(Sabic、Cycolac G360 standard black)から成る成形部材(Rocholl GmbH、grain finish:Ford Flour Grain 89/030、40μm)に、圧縮空気噴射装置(Krautzberger GmbH、HS−25 HVLP)によって適用し、そして室温にて90分間乾燥した。成形部材は断面がV形である。外側エッジの長さは200mmであり、幅の長さは145mmである。外側エッジの真ん中における角度は105℃である。軟質PVC(Benecke Kaliko社、Yorn(R)、Material No.V3569838Z1750A、色:黒、厚さ:1.2mm、長さ:160mm)からのフィルムを、ABS基材に積層した。熱活性化による積層を、真空深絞り積層法において、熱成形−上押しプレス(Buerkle社、model Lamp 0909/60)を用いて行った。80秒の予熱時間及び60秒にわたる真空の印加後に、4.5barにて45秒間、121℃のプレス温度にて積層した。
1)90℃で4時間の貯蔵(相対湿度80%)
2)−30℃への2時間の冷却
3)−30℃で4時間の貯蔵(相対湿度10%)
4)90℃への2時間の加熱
完全なテストサイクルが行きわたった後に、複合体について、基材からの軟質PVCフィルムの剥離を調べる。試験サイクルを、最初の剥離がはっきりと見えるようになるまで繰り返す。評価のために、剥離のない複合体が耐え抜く試験サイクルの最大数を記録する。結果は、第2表にまとめられている。
Claims (16)
- 第1の水性成分からと、第2の成分からの接着剤であって、ここで、該第1の成分は、少なくとも1種の第1のポリマーと、該第1のポリマーとは異なる少なくとも1種の第2のポリマーを含有し、
ここで、該第1のポリマーは、ポリエステルジオールから誘導された単位を有する、結晶ドメインを形成するポリウレタン及びエチレン/酢酸ビニルコポリマーから成る群から選択されており、
かつ、該第2のポリマーは、ポリエーテルジオールから誘導された単位を有する非晶質ポリウレタンであり、
かつ、ここで、双方のポリマーの少なくとも1種はカルボキシル基を有し、
ここで、該第1のポリマー対該第2のポリマーの質量比は2:8〜8:2であり、かつ、
ここで、該第2の成分は、カルボキシル基に対して反応性の少なくとも1種のシラン化合物を含有する、該第1の水性成分からと、該第2の成分からの接着剤。 - 前記第1のポリマーが、ポリマー膜として存在する場合、少なくとも20J/gの溶融熱を有することを特徴とする、請求項1記載の接着剤。
- 前記第1のポリマーがポリウレタンであり、かつ、ポリエステルジオールから誘導された単位を有し、そして前記第2のポリマーがポリウレタンであり、かつ、ポリエーテルジオールから誘導された単位を有し、
かつ、ここで、双方のポリウレタンの少なくとも1種がカルボキシル基を有し、
ここで、ポリエステルジオールから誘導された全ての単位の合計対ポリエーテルジオールから誘導された全ての単位の合計の質量比が2:9〜7:2であることを特徴とする、請求項1または2記載の接着剤。 - 前記第1の成分が、
(a)(i)ポリエステルジオールから誘導された単位を有し、かつ、ポリエーテルジオールから誘導された単位を有さない、結晶ドメインを形成するポリウレタン及び(ii)エチレン/酢酸ビニルコポリマー又はそれらの混合物から選択される、少なくとも1種の第1のポリマー20〜80質量部、
(b)ポリエーテルジオールから誘導された単位を有し、かつ、ポリエステルジオールから誘導された単位を有さない、少なくとも1種の非晶質ポリウレタン20〜80質量部及び
(c)(a)及び(b)とは異なるさらに別のポリマー0〜50質量部
を含有することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の接着剤。 - 前記第1のポリマーが、
a)ジイソシアネート、
b)500より大きい〜5000g/モルの分子量を有するポリエステルジオール、
c)カルボン酸基を有するジオール、及び
d)任意に、a)〜c)とは異なる、アルコール性ヒドロキシ基、第1級アミノ基、第2級アミノ基及びイソシアネート基から選択される反応性基を有する、さらに別の1価化合物又は多価化合物から合成されるポリウレタンであり、
かつ、前記第2のポリマーが、
a)ジイソシアネート、
b)240〜5000g/モルの分子量を有するポリエーテルジオール、
c)カルボン酸基を有するジオール、及び
d)任意に、a)〜c)とは異なる、アルコール性ヒドロキシ基、第1級アミノ基、第2級アミノ基及びイソシアネート基から選択される反応性基を有する、さらに別の1価化合物又は多価化合物から合成されている
ことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の接着剤。 - 前記第2のポリマーが、ポリエーテルジオールから誘導された単位を有するポリウレタンであり、かつ、該ポリエーテルジオールが、ポリテトラヒドロフラン及びポリプロピレンオキシドから選択されていることと、前記第1のポリマーがポリウレタンであり、かつ、ポリエステルジオールから誘導された単位を有し、かつ、該ポリエステルジオールが、2価アルコールと2価カルボン酸との反応生成物及びラクトンベースのポリエステルジオールから選択されていることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の接着剤。
- 前記基R1〜R4の2個又は3個がアルコキシ基であることを特徴とする、請求項7記載の接着剤。
- 前記シラン化合物が、それぞれC原子1〜5個をアルキル基中に及びアルコキシ基中に有するグリシドキシアルキルトリアルコキシシランであることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の接着剤。
- ポリマー100質量部につき、0.2質量部より多く、かつ、最大30質量部の前記シランを使用することを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項記載の接着剤。
- 少なくとも1種のさらに別の添加剤を含有し、該添加剤が、さらに別の結合剤、安定化剤、充填剤、増粘剤、湿潤助剤、消泡剤、架橋剤、老化防止剤、殺菌剤、顔料、可溶性染料、艶消剤及び中和剤から選択されていることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項記載の接着剤。
- 前記ポリウレタンが水に分散されており、したがって、水性ポリウレタン分散液であることを特徴とする、請求項1から11までのいずれか1項記載の接着剤。
- 前記第1のポリマーが、純粋な状態において結晶性ポリウレタンであり、かつ、30〜150℃の範囲の融点を有することを特徴とする、請求項1から12までのいずれか1項記載の接着剤。
- 高い気候変動安定性を有する、自動車製造用のフィルム積層された成形部材を製造するための、請求項1から13までのいずれか1項記載の接着剤の使用。
- 自動車製造用のフィルム積層された成形部材の製造法であって、
ここで
a)請求項1から13までのいずれか1項記載の第1の成分と第2の成分、ポリマーフィルム及び自動車への取り付けのために予定される成形部材を用立てし、
b)接着剤成分を混合し、そしてポリマーフィルム及び/又は成形部材に適用し、かつ
c)引き続きポリマーフィルムを、加圧及び/又は温度上昇下で成形部材と接着する、
自動車製造用のフィルム積層された成形部材の製造法。 - フレキシブルなフィルムが請求項1から13までのいずれか1項記載の接着剤により接着されている、固形成形体からの複合体。
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