JP6028019B2 - ホットメルト水分硬化性接着剤組成物 - Google Patents
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Description
本出願は、米国特許仮出願第61/485,337号(2011年5月12日出願)の利益を主張するものであり、この仮出願は本願に組み込まれる。
ポリエステルポリエーテルコポリマーは、式I:
開示された接着剤組成物は、熱可塑性ポリマー、例えば、ビニルポリマー及びアクリルポリマーを含むことができる。
開示された接着剤組成物は、プレポリマー構成成分も含む。実施形態では、プレポリマー構成成分は、1つ以上のポリオールと多官能性イソシアネートとの反応生成物を含むことができ、2以上のイソシアネート官能性を有することができるポリイソシアネートプレポリマーとすることができる。例示的なポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、又はこれらの混合物が挙げられる場合がある。ポリエーテルポリオールは、ポリオキシアルキレンポリオールを含むことができ、アルキレンは、C2〜9である。代表的なポリオキシアルキレンポリオールとしては、ポリ(1,2−及び1,3−プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ペンタメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘキサメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘプタメチレンオキシド)グリコール、ポリ(オクタメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ノナメチレンオキシド)グリコール及びポリ(1,2−ブチレンオキシド)グリコールなどの、アルキレンがC2〜9であるポリ(アルキレンオキシド)グリコール;ペンタメチレングリコール、又はテトラメチレングリコールとペンタメチレングリコールとの混合物などのグリコールの混合物などの、エチレンオキシド及び1,2−プロピレンオキシド(グリコール中の炭素対酸素のモル比が2.5を超えるような割合で使用される)とホルムアルデヒドをグリコールと反応させることによって調製されたポリ−ホルマールとのランダムコポリマー又はブロックコポリマー、を挙げることができる。更に、当業者には既知であるように、長鎖ポリオールをその場で形成するためにポリオキシアルキレンポリオールのジカルボキシメチル酸を使用することができる。
本明細書に開示される接着剤組成物は、ポリメリックMDIも含む。ポリメリックMDIは、概して2より大きい、実施形態では少なくとも2.3の、実施形態では2.3より大きい、そして実施形態では2.7の官能性を有する。ポリメリックMDIの官能性は、最終用途での予想される架橋密度の指標とすることができる。ポリメリックMDIは、概してイソシアネート化合物の混合物である。実施形態では、ポリメリックMDIは、MDIの混合物(ジイソシアネート)であり、かつより高い官能性のイソシアネートポリマーとすることができる。例えば、ポリメリックMDIは、MDIの混合物、トリイソシアネート、テトラ−イソシアネート、ペンタ−イソシアネート、高級同族体、又はこれらの組み合わせとすることができる。市販のポリメリックMDIの例としては、例えば、両者ともDow Chemical Company(Midland,MI)から入手可能なPAPI(商標)27(官能性が2.7)及びPAPI(商標)94(官能性が2.3)ポリメリックMDI、並びにHuntsman International,LLC(Houston,TX)から入手可能なRUBINATE(登録商標)Mイソシアネートを挙げることができる。
本明細書に開示される接着剤組成物は、第1の芳香族又は芳香族−脂肪族粘着付与樹脂も含み、かつ所望により第2の粘着付与樹脂も含む。第1の芳香族又は芳香族−脂肪族粘着付与樹脂及び所望により第2の粘着付与樹脂は、接着剤組成物との相溶性、接着剤組成物又は接着剤組成物を使用して作製される物品の最終的な特性、処理の検討、経済的な要因、本明細書で議論されていない要因、又はこれらの組み合わせに基づいて選択することができる。
本明細書に開示される接着剤組成物は、追加的な構成成分も含んでもよい。充填剤が粒子状物質、繊維、又は粉末の形態で接着剤組成物中に組み込まれてもよい。これらの充填剤は、接着剤組成物中の他の構成成分と干渉しない、いかなる充填剤材料であってもよい。充填剤のタイプとしては、炭酸カルシウム、セラミックス、ガラス、シリカ、石英、雲母、処理粘土、二酸化チタン、窒化ホウ素、グラファイト、カーボンブラック、アスベスト、金属類、バリウム、硫酸塩、タルク、又はこれらの混合物が挙げられる。好ましい充填剤としては、炭酸カルシウム、シリカ、粘土、カーボンブラック、又はこれらの混合物が挙げられる。上に示した任意選択的な構成成分に加えて、様々な他の材料が接着剤組成物に添加されてもよい。これらの化合物は、例えば追加的なポリマー、流動性改良剤、湿潤剤、触媒、染料、阻害物質、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ワックス、接着促進剤(例えば、シラン)及び他の添加剤を含むことができる。
開示された接着剤組成物を使用して製作された物品は有利な熱耐性特性を提供することができる。例えば、開示された接着剤組成物を使用して製作された、特定の積層ドアなどの物品は、耐火の基準試験に合格することができる場合がある。開示された接着剤組成物を使用して製作された耐火ドアが合格することができる場合がある、かかる試験の1つには、UL 10C、United Laboratories試験「ドア組立体の正圧耐火試験(Positive Pressure Fire Tests of Door Assemblies)」が含まれる。
材料:
TERATHANE(登録商標)2000は、Invista(Wichita,KS)から入手した。
DYNACOLL(登録商標)7380は、Evonik Degussa GmbH(Essen,Germany)から入手した。
LUPRANATE(登録商標)Mは、BASF Corporation(Florham Park,NJ)から入手した。
MODAFLOW(登録商標)は、Cytec Industries Inc.(Woodland Park,NJ)から入手した。
IRGANOX(登録商標)1010は、Ciba Specialty Chemicals(Basel,Switzerland)から入手した。
UVITEX(登録商標)OBは、Ciba Specialty Chemicals(Basel,Switzerland)から入手した。
LEVAMELT(登録商標)456は、LANXESS Corporation(Pittsburgh,PA)から入手した。
PAPI(商標)27及びPAPI(商標)94は、Dow Chemical Company(Midland,MI)から入手した。
KRISTALEX(登録商標)炭化水素樹脂、PLASTOLYN(登録商標)炭化水素樹脂、及びENDEX(登録商標)炭化水素樹脂は、Eastman Chemical Co.(Kingsport,TN)から入手した。
HYTREL(登録商標)3078は、DuPont(Wilmington,DE)から入手した。
プレポリマー組成物(本明細書では「プレポリマー1」と称される)を、以下のように作製した。38.7重量%(580.5g)TERATHANE(登録商標)2000、38.7重量%(580.5g)DYNACOLL(登録商標)7380、及び0.01重量%(0.15g)MODAFLOW(登録商標)を組み合わせ、真空下で、101.7℃(215°F)で混合した。温度及び混合を、60分間維持し、その時点で温度を82.2℃(180°F)に下げた。次いで、22.59重量%(338.85g)LUPRANATE(登録商標)Mを、混合物に添加し、82.2℃(180°F)〜93.3℃(200°F)に加熱し、1時間維持した。
SAFT試験のための試料
Union ToolのSeries 15、16インチシリコーンロールコーティング機(Union Tool Corporation,Warsaw,IN)が、接着剤組成物を0.229cm(0.090インチ)の厚さを有する中密度繊維板(MDF)に塗布するために使用された。接着剤組成物は、126.7℃(260°F)〜137.8℃(280°F)の温度で、107.6g/m2(10g/ft2)のコーティング重量で塗布された。接着剤組成物は、MDF板全体に塗布され、10〜20秒間の組み立て時間で第2のMDF板に組み立てられ、2.54cm(1インチ)×2.54cm(1インチ)のボンドラインを形成した。組立品は、25℃(77°F)及び50%の相対湿度(RH)で、7日間硬化された。組立品は、4つの2.54cm×10.16cm(1インチ×4インチ)の試料に切り分けられ、それぞれが2.54cm(1インチ)×2.54cm(1インチ)のボンドラインを有した。
これらの試料は、接着剤組成物がMDFのクロスバンドに塗布され、0.109cm(0.043インチ)の厚さを有するハイプレッシャーラミネート(HPL)に接着されること以外は、上記と同様に調製された。
剪断力試験は、以下のように行われた。上記のように調製されたそれぞれの試料は、炉内の1つの「尾部(tail)」から垂下された。次いで、錘(それらの具体的な質量は、表に記載される)が、3つの試料のそれぞれのもう一方の尾部に、剪断モードで取り付けられた。試料は、204.4℃(400°F)の一定温度で、炉内に垂下された。試料は、観察され、破断時間が記録された。
上記のように調製されたそれぞれの試料の単一のサンドイッチもまた、204.4℃(400°F)の一定温度で、炉内に置かれた。試料は、炉内に90分間留められた。試料は、炉から取り出され、離層のいかなる目視的な兆候も直ちに記録された(離層した、剥がすのは困難、その他)。
比較実施例1
194.95g(38.99重量%)のKRISTALEX(登録商標)3100、0.05g(0.01重量%)のMODAFLOW(登録商標)、及び0.05g(0.01重量%)のUVITEX(登録商標)OBが組み合わされ、176.7℃(350°F)で溶融された。温度を190.6℃(375°F)に上げ、50g(10重量%)のLEVAMELT(登録商標)456をゆっくりと添加し、これが組み込まれるまで混合物を撹拌した。混合物を真空下におき、LEVAMELT(登録商標)456が分散し始めると、20分間混合した。55g(11重量%)のHYTREL(登録商標)3078をゆっくりと添加し、これが組み込まれるまで混合物を撹拌した。混合物は、190.6℃(375°F)で、真空下で2時間混合された。200g(39.99重量%)のプレポリマー1が混合物に添加され、温度が162.8℃(325°F)に下がった。混合物は真空下で、162.8℃(325°F)の温度で40分間撹拌された。
128.8g(25.76重量%)のKRISTALEX(登録商標)3100、0.05g(0.01重量%)のMODAFLOW(登録商標)、2.4g(0.48重量%)のIRGANOX(登録商標)1010、及び0.05g(0.01重量%)のUVITEX(登録商標)OBが組み合わされ、176.7℃(350°F)で溶融された。温度を190.6℃(375°F)に上げ、17.0g(3.40重量%)のLEVAMELT(登録商標)456をゆっくりと添加し、これが組み込まれるまで混合物を撹拌した。混合物を真空下におき、LEVAMELT(登録商標)が分散し始めると、20分間混合した。54.2g(10.84重量%)のHYTREL(登録商標)3078をゆっくりと添加し、これが組み込まれるまで混合物を撹拌した。混合物は、204.4℃(400°F)で真空下に置かれ、2時間撹拌された。197.5g(39.5重量%)のプレポリマー1及び100g(20重量%)のPAPI(商標)27が混合物に添加され、温度が162.8℃(325°F)に下がった。混合物は、真空下で、40分間、162.8℃(325°F)で撹拌された。
実施例2は、PAPI(商標)27の代わりにPAPI(商標)94が使用されたこと以外は、実施例1と同様に調製された。
実施例3は、50グラム(10重量%のKRISTALEX(登録商標)3100)が、PLASTOLYN(登録商標)290に置き換えられたこと以外は、実施例1と同様に調製された。
実施例4は、すべてのKRISTALEX(登録商標)3100がPLASTOLYN(登録商標)240に置き換えられたこと以外は、実施例1と同様に調製された。
実施例5は、実施例1の重複である。
実施例6は、実施例3の重複である。
実施例7は、22.20重量%のKRISTALEX(登録商標)3100及び10.00重量%のPLASTOLYN(登録商標)290が、25.76重量%のKRISTALEX(登録商標)3100の代わりに使用され、HYTREL(登録商標)3078が13.55重量%に増やされ、プレポリマーの量が、39.5重量%から34.5重量%に変更され、LEVAMELT(登録商標)456の量が3.40重量%から4.25重量%に変更され、PAPI(登録商標)27の量が、20重量%から15.0重量%に変更されたこと以外は、実施例1と同様に調製された。
実施例8は、22.20重量%のKRISTALEX(登録商標)3100及び10.00重量%のPLASTOLYN(登録商標)290が、25.76重量%のKRISTALEX(登録商標)3100の代わりに使用され、HYTREL(登録商標)3078が、13.55重量%に増やされ、プレポリマーの量が、39.5重量%から30.5重量%に変更され、LEVAMELT(登録商標)456の量が3.40重量%から4.25重量%に変更され、PAPI(登録商標)27の量が、20重量%から19.0重量%に変更されたこと以外は、実施例1と同様に調製された。
実施例9は、15.76重量%のKRISTALEX(登録商標)3100及び10.00重量%のPLASTOLYN(登録商標)290が25.76重量% KRISTALEX(登録商標)3100の代わりに使用され、プレポリマーの量が39.5重量%から35.0重量%に変更され、PAPI(登録商標)27の量が、20重量%から24.5重量%に変更されこと以外は、実施例1と同様に調製された。
実施例10は、ENDEX(登録商標)160が、PLASTOLYN(登録商標)290の代わりに使用されたこと以外は、実施例3と同様に調製された。
実施例11は、ENDEX(登録商標)160が、PLASTOLYN(登録商標)290の代わりに使用されたこと以外は、実施例9と同様に調製された。
積層ドアを実施例9の接着剤組成物を使用して作製した。ドアは、以下の構成を有した。ハイプレッシャーラミネート(HPL)外装/実施例9の接着剤組成物/中密度繊維板(MDF)クロスバンド/実施例9の接着剤組成物/鉱物心材;高密度鉱物戸枠及びレール/実施例9の接着剤組成物/MDFクロスバンド/実施例9の接着剤組成物/HPL外装。
Claims (10)
- 接着剤組成物であって、
(a)1つ以上の、式I:
(b)1つ以上のポリイソシアネートプレポリマーであって、
1つ以上のポリオールと、
2以上の官能性を有する多官能性イソシアネートとの反応生成物を含むポリイソシアネートプレポリマーと、
(c)2.3より大きい官能性を有し、接着剤組成物の総重量の15重量%以上の量で存在するポリメリックMDIと、
(d)120℃以上の軟化点を有する第1の芳香族又は芳香族−脂肪族粘着付与樹脂と、を含む接着剤組成物。 - 前記ポリメリックMDIが、総接着剤組成物に関して、15〜30重量パーセントで存在する、請求項1に記載の接着剤組成物。
- 前記組成物が第2の粘着付与樹脂を更に含む、請求項1に記載の接着剤組成物。
- 前記第1の芳香族又は芳香族−脂肪族粘着付与樹脂、及び、前記第2の粘着付与樹脂が、スチレン単量体、α−メチルスチレン単量体、ビニルトルエン単量体、メトキシスチレン単量体、第三級ブチルスチレン単量体、及び、これらの組み合わせに独立して由来する、請求項3に記載の接着剤組成物。
- 前記第1の芳香族又は芳香族−脂肪族粘着付与樹脂が、130℃以上の軟化点を有し、前記第2の粘着付与樹脂が、85℃〜120℃の軟化点を有する、請求項3に記載の接着剤組成物。
- 前記第1の芳香族又は芳香族−脂肪族粘着付与樹脂が、140℃以上の軟化点を有し、前記第2の粘着付与樹脂が100℃〜110℃の軟化点を有する、請求項3に記載の接着剤組成物。
- 前記第1の芳香族又は芳香族−脂肪族粘着付与樹脂に対する前記第2の粘着付与樹脂の比を、1:1〜3:1の範囲とすることができる、請求項3に記載の接着剤組成物。
- 請求項1に記載の前記粘着剤を用いて2つの基材を積層することによって形成される物品。
- 前記物品がドアである、請求項8に記載の物品。
- 前記物品がUL 10Cに合格する耐火ドアである、請求項8に記載の物品。
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