JP7264017B2 - 樹脂組成物及び接着剤組成物の製造方法 - Google Patents

樹脂組成物及び接着剤組成物の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ウレタンユニットと、水酸基を有する(メタ)アクリルユニットと、が連鎖移動剤残基により連結したウレタン・アクリル複合樹脂、及び2官能以上のポリオールを含む樹脂組成物の製造方法であって、作業性に優れ臭気の少ない樹脂組成物の製造方法、並びに該樹脂組成物を用いた低臭気の接着剤組成物の製造方法に関する。
ブロック共重合体に代表されるブロックポリマーは、異なる性質の高分子ユニットを複数連結した構造を有し、構成する高分子種や組成により多様な性質を制御できることから機能性材料として注目されている。このような材料は、一般にミクロ相分離構造を形成することが知られており、例えばスチレン・ブタジエン-ブロックコポリマー(SBS)やスチレン・イソプレン-プロックポリマー(SIS)などの構造体は、非架橋でもミクロ相分離構造を形成することによりゴム弾性を発現し、且つ高温時に軟化するという特性から、熱可塑性エラストマーとして広く用いられている。近年、これらの構造にさらに耐熱性や柔軟性等の機能を付与する目的で、架橋形成によるミクロ相分離構造の固定化や、複数の異なる高分子種を複合化したブロックポリマーが検討されている。
ブロックポリマーの製造方法として、最も簡便なものにリビング重合法が挙げられる。本手法はモノマー選択の自由度が高く、常圧かつ比較的低温でブロックポリマーを得られることから広く検討されているが、製法上の特性から一般的にアクリルユニット同士のブロック構造のみに限定され、アクリル以外のポリマーユニットとの複合化は困難であった。
これらに対し、例えば特許文献1には、リビング重合法とアート錯体を用いてアクリルユニットの末端に官能基を導入する手法が開示されている。このような手法を用いることで、アクリルユニットの末端に導入された官能基を起点に、アクリル以外のポリマーユニットと連結できる可能性はあるものの、重合時に使用する重金属やハロゲン化合物への安全性の懸念や、煩雑な精製工程が必要であるという課題があった。
一方で、非リビング重合系のブロックポリマーとして、水酸基やカルボキシル基を有するメルカプタン系連鎖移動剤を用いた合成法が検討されている。例えば特許文献2では、チオグリコールを連鎖移動剤に用いた末端に2つの水酸基を有するアクリルユニットとウレタンユニットを連結させた櫛形のブロックポリマーが開示されている。しかしながら、これらの方法では一般的に架橋基の導入が制限され、また連鎖移動剤の多くは不快臭を発するため臭気が課題であった。
特開2009-215472号公報 特開2015-078326号公報
本発明の課題は、作業性に優れ、臭気の少ないウレタン・アクリル複合樹脂、及び2官能以上のポリオールを含む樹脂組成物の製造方法、並びに該樹脂組成物を用いた低臭気の接着剤組成物の製造方法を提供することにある。
本発明は以下の発明に関する。
〔1〕 ウレタンユニットと、水酸基を有する(メタ)アクリルユニットと、が連鎖移動剤残基により連結したウレタン・アクリル複合樹脂、及び2官能以上のポリオールを含む樹脂組成物の製造方法であって、
下記工程1~3を有する、樹脂組成物の製造方法。
工程1:ポリオールとポリイソシアネートとを、有機溶剤の非存在下で反応させて、両末端にイソシアネート基を有するウレタンユニットを得る工程
工程2:イソシアネート基と反応しうる官能基及びスルファニル基を有する連鎖移動剤と、工程1で得られたウレタンユニットと、を有機溶剤(但し、2官能以上のポリオールを除く)の非存在下、且つ2官能以上のポリオールの存在下に反応させて、両末端にスルファニル基を有するウレタンプレポリマー及び2官能以上のポリオールを含む組成物を得る工程
工程3:工程2で得られたウレタンプレポリマー及び2官能以上のポリオールを含む組成物と、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを含むエチレン性不飽和単量体と、を有機溶剤の非存在下、且つ重合開始剤の存在下に重合させて、水酸基を有する(メタ)アクリルユニットを形成し、ウレタン・アクリル複合樹脂、及び2官能以上のポリオールを含む樹脂組成物を得る工程
〔2〕 ウレタンユニットの含有量が、ウレタン・アクリル複合樹脂100質量部中、40~95質量部である、〔1〕に記載のウレタン・アクリル複合樹脂の製造方法。
〔3〕 前記連鎖移動剤が、アミノ基とスルファニル基とを有する化合物である、〔1〕又は〔2〕に記載のウレタン・アクリル複合樹脂の製造方法。
〔4〕 ウレタンユニットと、水酸基を有する(メタ)アクリルユニットと、が連鎖移動剤残基により連結したウレタン・アクリル複合樹脂、2官能以上のポリオール、及び架橋剤を含む接着剤組成物の製造方法であって、下記工程4~5を有する、接着剤組成物の製造方法。
工程4:〔1〕~〔3〕いずれか1項に記載の製造方法により樹脂組成物を製造する工程
工程5:工程4で得られた樹脂組成物と架橋剤とを混合して、接着剤組成物を得る工程
本発明により、作業性に優れ、臭気の少ないウレタン・アクリル複合樹脂を含む樹脂組成物の製造方法、及び、該樹脂組成物を用いた低臭気の接着剤組成物の製造方法を提供することができた。
本発明の製造方法は、ウレタンユニットと、水酸基を有する(メタ)アクリルユニットと、が連鎖移動剤残基により連結したウレタン・アクリル複合樹脂、及び2官能以上のポリオールを含む樹脂組成物の製造方法であって、下記工程1~3を有することを特徴とする。
工程1:ポリオールとポリイソシアネートとを、有機溶剤(但し、2官能以上のポリオールを除く)の非存在下で反応させて、両末端にイソシアネート基を有するウレタンユニットを得る工程
工程2:イソシアネート基と反応しうる官能基及びスルファニル基を有する連鎖移動剤と、工程1で得られたウレタンユニットと、を有機溶剤(但し、2官能以上のポリオールを除く)の非存在下、且つ2官能以上のポリオールの存在下に反応させて、両末端にスルファニル基を有するウレタンプレポリマー及び2官能以上のポリオールを含む組成物を得る工程
工程3:工程2で得られたウレタンプレポリマー及び2官能以上のポリオールを含む組成物と、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを含むエチレン性不飽和単量体と、を有機溶剤(但し、2官能以上のポリオールを除く)の非存在下、且つ重合開始剤の存在下に重合させて、水酸基を有する(メタ)アクリルユニットを形成し、ウレタン・アクリル複合樹脂、及び2官能以上のポリオールを含む樹脂組成物を得る工程
本発明は、無溶剤型接着剤への利用に適した樹脂組成物の製造に関し、スルファニル基を用いた反応を、2官能以上のポリオールの存在下で行うことで、臭気を大幅に改善することができる。したがって、本発明により得られる樹脂組成物は、フィルム基材や粘接着剤、コーティング剤、エラストマー、医療材料、光学材料等の分野において有用である。
以下に、本発明について詳細に説明する。
<工程1>
本発明におけるウレタン・アクリル複合樹脂は、ウレタンユニットと、水酸基を有する(メタ)アクリルユニットと、が連鎖移動剤残基により連結した構造を有しており、前記ウレタンユニットは、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させて形成することができる。
<ポリオール>
ウレタンユニットを構成するポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、植物油系ポリオール、その他ポリオールが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(ポリエーテルポリオール)
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、酸化メチレン、酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、テトラヒドロフラン等の重合体又は共重合体として、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(エチレン/プロピレン)グリコール、ポリテトラメチレングリコール等のグリコール;ヘキサンジオール、メチルヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオールあるいはこれらの混合物の縮合物類;2個以上の活性水素基を有する化合物に、酸化メチレン、酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、テトラヒドロフラン、若しくはポリオキシテトラメチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加させて得られるポリオール;等が挙げられる。
前記2個以上の活性水素基を有する化合物としては、低分子ポリオール、脂肪族アミン化合物類、芳香族アミン化合物類、アルカノールアミン類又はビスフェノール類等が挙げられる。
前記低分子ポリオールとしては、2官能の低分子ポリオール又は3官能以上の低分子ポリオール等が挙げられる。
2官能の低分子ポリオールとしては、特に限定されず、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、ポリオキシエチレングリコール(付加モル数10以下)、ポリオキシプロピレングリコール(付加モル数10以下)、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、シクロペンタジエンジメタノール、ダイマージオール、ビスフェノールA、N,N-ビス(2-ヒドロキシプロピル)アニリン、ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール酪酸、2,2-ジメチロールペンタン酸、ジヒドロキシコハク酸、ジヒドロキシプロピオン酸、ジヒドロキシ安息香酸が挙げられる。
3官能以上の低分子ポリオールとしては、特に限定されず、例えば、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,1,1-トリメチロールブタン、1,2,3-ブタントリオール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,6-ブタントリオール、トリメチロールブテン、トリメチロールペンテン、トリメチロールヘキセン、トリメチロールヘプテン、トリメチロールオクテン、トリメチロールノネン、トリメチロールデセン、トリメチロールウンデセン、トリメチロールドデセン、トリメチロールトリデセン、トリメチロールペンタデセン、トリメチロールヘキサデセン、トリメトロールヘプタデセン、トリメチロールオクタデセン、1,1,1-トリメチロール-2-メチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-3-メチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-2-エチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-3-エチル-ヘキサン、トリメチロールヘキセン、1,2,3-オクタントリオール、1,3,7-オクタントリオール、3,7-ジメチル-1,2,3-オクタントリオール、1,1,1-、1,1,1-トリメチロールデカン、1,2,10-デカントリオール、1,1,1-トリメチロールイソヘプタデカン、1,1,1-トリメチロール-sec-ブタン、1,1,1-トリメチロール-tert-ペンタン、1,1,1-トリメチロール-tert-ノナン、1,1,1-トリメチロール-tert-トリデカン、1,1,1-トリメチロール-tert-ヘプタデカン、1,1,1-トリメチロール-2-メチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-3-メチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-2-エチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-3-エチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロールイソヘプタデカン、1,2,3,4-ブタンテトラオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、ポリグリセリン、ジトリメチロールエタン、ジトリメチロールプロパン、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ベンゼン-1,3,5-トリオール、ベンゼン-1,2,3-トリオール、スチルベン-3,4’、5-トリオール、シュークロース、イノシトール、ソルビタン、ソルビトール、マンニトール、サッカロース、セルロース、キシリトールが挙げられる。
脂肪族アミン化合物類としては、例えば、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、トリアミノプロパンが挙げられる。芳香族アミン化合物類としては、例えば、トルエンジアミン、ジフェニルメタンー4,4-ジアミンが挙げられる。アルカノールアミン類としては、例えば、エタノールアミン及びジエタノールアミンが挙げられる。ビスフェノール類としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールAP、ビスフェノールB、ビスフェノールC、ビスフェノールE、ビスフェノールFが挙げられる。
(ポリエステルポリオール)
ポリエステルポリオールとしては、例えば、上述の低分子ポリオールと二塩基酸成分とが縮合反応したポリエステルポリオールが挙げられる。
二塩基酸成分としては、テレフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸、無水フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸等の脂肪族又は芳香族の二塩基酸、及びそれらの無水物が挙げられる。
また、ポリエステルポリオールとして、ε-カプロラクトン、ポリ(β-メチル-γ-バレロラクトン)、ポリバレロラクトン等のラクトン類の環状エステル化合物の開環重合により得られるポリエステルポリオールを用いてもよい。
(ポリカーボネートポリオール)
ポリカーボネートポリオールとしては、上述の低分子ポリオールと、ジアルキルカーボネート、アルキレンカーボネート、ジアリールカーボネート等のカーボネート化合物と、の反応により得られるものが挙げられる。
ジアルキルカーボネートとしてはジメチルカーボネート又はジエチルカーボネート等を、アルキレンカーボネートとしてはエチレンカーボネート等を、ジアリールカーボネートとしてはジフェニルカーボネート等を、用いることができる。
(ポリオレフィンポリオール)
ポリオレフィンポリオールとしては、水酸基含有ポリブタジエン、水添した水酸基含有ポリブタジエン、水酸基含有ポリイソプレン、水添した水酸基含有ポリイソプレン、水酸基含有塩素化ポリプロピレン、水酸基含有塩素化ポリエチレン等が挙げられる。
(植物油系ポリオール)
植物油系ポリオールとしては、例えば、植物由来のひまし油、ダイマー酸、若しくは大豆油を原料としたポリオールが挙げられる。
ポリオールとして好ましくは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール又はポリカーボネートポリオールであり、より好ましくはポリエーテルポリオールである。
ポリオールの数平均分子量は、好ましくは500以上5,000未満であり、より好ましくは700以上3,500未満である。
ポリオールは、上記以外のその他ポリオールを含有してもよく、ウレタン結合濃度の調節や各種官能基導入を目的として、上述の低分子ポリオールを併用することができる。
<ポリイソシアネート>
ウレタンユニットを構成するポリイソシアネートとしては、例えば、芳香族、脂肪族又は脂環式のジイソシアネートが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、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、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’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアナネート、キシリレンジイソシアネート、m-テトラメチルキシレンジイソシアナート、p-テトラメチルキシレンジイソシアナート、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジクロロ-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、1,5-テトラヒドロナフタレンジイソシアネートが挙げられる。
脂肪族ジイソシアネートとしては、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、ペンタ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、1,2-プロピレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブ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、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサ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、ペンタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられる。
脂環式ジイソシアネートとしては、例えば、イソホロ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、1,3-シクロヘキサ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、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、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、水添キシリレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネートが挙げられる。
ポリオールとポリイソシアネートとの反応は、有機溶剤(但し、2官能以上のポリオールを除く)の非存在下で行われ、ポリイソシアネートを過剰にすることで、両末端にイソシアネート基を有するウレタンユニットを得ることができる。反応時のイソシアネート基と水酸基とのモル比(NCOモル数/OHモル数)は、好ましくは1.05~2.00、より好ましくは1.10~1.50であり、公知のウレタン化反応を用いることができる。
ウレタン化反応では、反応性を調整する目的で触媒を用いてもよい。
(触媒)
触媒としては、公知の金属系触媒、アミン系触媒等が使用できる。金属系触媒としては、ジブチル錫ジラウレート、オクトエ酸錫、ジブチル錫ジ(2-エチルヘキソエート)、2-エチルヘキソエート鉛、チタン酸2-エチルヘキシル、チタンエチルアセテート、2-エチルヘキソエート鉄、2-エチルヘキソエートコバルト、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、テトラ-n-ブチル錫等が挙げられる。アミン系触媒としては、テトラメチルブタンジアミン等の3級アミン等が挙げられる。触媒の使用量は、好ましくはポリオールに対して0.05~1モル%の範囲である。
(ウレタンユニットの数平均分子量)
ウレタンユニットの数平均分子量は、特に限定されないが、好ましくは3,000~200,000である。3,000以上であると硬化物の強度や伸長性等の物性に優れ、200,000以下であると粘度の調整が容易である。
<工程2>
次いで、工程1で得られたウレタンユニット、並びにイソシアネート基と反応しうる官能基及びスルファニル基を有する連鎖移動剤を、有機溶剤(但し、2官能以上のポリオールを除く)の非存在下、且つ2官能以上のポリオールの存在下に反応させることで、両末端にスルファニル基を有するウレタンプレポリマー及び2官能以上のポリオールを含む組成物を得ることができる。
<イソシアネート基と反応しうる官能基及びスルファニル基を有する連鎖移動剤>
連鎖移動剤は、分子内にイソシアネート基と反応しうる官能基及びスルファニル基を有するものであれば特に限定されず、公知の連鎖移動剤から単独又は2種以上を併用して用いることができる。
イソシアネート基と反応しうる官能基としては、水酸基又はアミノ基が挙げられるが、反応性の観点から好ましくはアミノ基である。アミノ基はスルファニル基よりも反応性が高いため、工程1で得られたウレタンユニットの末端イソシアネート基と優先的に反応してウレア結合を形成し、ウレタンプレポリマーの末端に効率的にスルファニル基を導入することができる。
後述の2官能以上のポリオールの水酸基も、ウレタンユニットの末端イソシアネート基と反応する可能性があるが、水酸基よりも反応性が高いアミノ基を有する連鎖移動剤を用いることで、2官能以上のポリオールとウレタンユニットのイソシアネート基との反応が抑制され、ウレタンプレポリマーの末端に効率的にスルファニル基を導入することができるため好ましい。
分子内に1つのアミノ基と1つのスルファニル基を有する化合物としては、例えば、2-アミノエタンチオール、3-アミノプロピル-1-チオール、1-アミノプロピル-2-チオール、4-アミノ-1-ブタンチオール等のアミノアルカンチオール類;2-アミノチオフェノール、3-アミノチオフェノール、4-アミノチオフェノール等のアミノベンゼンチオール類;が挙げられる。中でも、好ましくはアミノアルカンチオール類であり、より好ましくは2-アミノエタンチオールである。
<2官能以上のポリオール>
2官能以上のポリオールとしては、2官能以上の水酸基を有する化合物であれば、特に限定されない。スルファニル基を有する連鎖移動剤を用いた反応は臭気の課題があるが、2官能以上のポリオールの存在下で反応させることで、臭気を大幅に改善することができるだけでなく、粘度の調整も可能となる。
2官能以上のポリオールとしては、例えば、上述のポリオールの項で挙げられた各種ポリオールのほか、その原料として用いられる低分子ポリオールを使用することができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種類以上を用いてもよい。好ましくは、ポリエーテルポリオールであり、より好ましくはポリプロピレングリコールである。
前述のとおり、工程2で得られるウレタンプレポリマーは、ウレタンユニットと連鎖移動剤との反応生成物が主成分であり、該2官能以上のポリオールは、大半が未反応のまま残存する。
2官能以上のポリオールの数平均分子量は、好ましくは100~5,000であり、より好ましくは150~2,000であり、さらに好ましくは200~1,200である。
2官能以上のポリオールの水酸基価は、好ましくは10~1000mgKOH/g、より好ましくは50~500mgKOH/g、さらに好ましくは100~300mgKOH/gである。
数平均分子量及び水酸基価が上記範囲内であると、臭気成分の残留が抑制され、低臭気となるため好ましい。
<工程3>
次いで、工程2で得られた両末端にスルファニル基を有するウレタンプレポリマー及び2官能以上のポリオールを含む組成物と、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを含むエチレン性不飽和単量体と、を有機溶剤(但し、2官能以上のポリオールを除く)の非存在下、且つ重合開始剤の存在下に重合させることで、ウレタンユニットと、水酸基を有する(メタ)アクリルユニットとが、連鎖移動剤残基により連結したウレタン・アクリル複合樹脂、及び2官能以上のポリオールを含む樹脂組成物を得ることができる。
<水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー>
前記水酸基を有する(メタ)アクリルユニットは、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを含むエチレン性不飽和単量体を、重合開始剤の存在下に重合させて得られる構造体である。
水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーとしては、特に制限されず、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-アリルオキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート又はこれらモノマーのカプロラクトン付加物(付加モル数は1~5)、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、N-(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(メチロール)アクリルアミド、N-メチロール-N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミドが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
水酸基を有する(メタ)アクリルモノマー以外のエチレン性不飽和単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ターシャリーブチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート等の直鎖又は分岐アルキルエチレン性不飽和単量体類;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ターシャリブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の環状アルキル(メタ)アクリレート類;トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等のフルオロアルキルエチレン性不飽和単量体類;テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、3-メチル-3-オキセタニル(メタ)アクリレート等の複素環を有するエチレン性不飽和単量体類;ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、又はノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香族環を有する(メタ)アクリレート類;メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、n-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、n-ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルキルエーテル基を有するエチレン性不飽和単量体類;3-(アクリロイルオキシメチル)3-メチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)3-メチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)3-エチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)3-エチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)3-ブチルオキセタン、3-(メタクリロイルオキシメチル)3-ブチルオキセタン、3-(アクリロイルオキシメチル)3-ヘキシルオキセタン及び3-(メタクリロイルオキシメチル)3-ヘキシルオキセタン等のオキセタニル基を有するエチレン性不飽和単量体類;スチレン、α-メチルスチレン、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸ビニル、又は(メタ)アクリル酸アリル等のビニル基を有するエチレン性不飽和単量体類;エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、又はイソブチルビニルエーテル等のエーテル基を有するエチレン性不飽和単量体類;(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸-3,4-エポキシブチル、(メタ)アクリル酸-4,5-エポキシペンチル、(メタ)アクリル酸-6,7-エポキシペンチル、(メタ)アクリル酸-3,4-エポキシシクロヘキシル、ラクトン変性(メタ)アクリル酸-3,4-エポキシシクロヘキシル、ビニルシクロヘキセンオキシド等のエポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体類;(メタ)アクリル酸、イタコン酸、2-アクリロイロキシエチルコハク酸、2-アクリロイロキシエチルフタル酸、2-アクリロイロキシヘキサヒドロフタル酸等のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体類;アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、t-ブチルアミノエチルメタクリレート、メチルエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N-アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4-ビニルピリジン、2-ビニルピリジン、クロチルアミン、N,N-ジメチルアミノスチレン、N,N-ジエチルアミノスチレン、メチルα-アセトアミノアクリレート、ビニルイミダゾール、N-ビニルチオピロリドン、N-ビニルピロールこれらの塩等のアミノ基含有エチレン性不飽和単量体;(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン、シアノアクリレート、ニトロスチレン等のシアノ基含有エチレン性不飽和単量体;(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-プロポキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ペントキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジベンジルアクリルアミド、メタクリルホルムアミド、N-メチルN-ビニルアセトアミド、N-ビニルピロリドン、N,N-ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N-メトキシメチル-N-(ペントキシメチル)メタアクリルアミド、桂皮酸アミド等のアミド基含有エチレン性不飽和単量体;トリメチルアンモニオエチル(メタ)アクリレートクロライド、メチルジエチルアンモニオエチル(メタ)アクリレートブロマイド、トリメチルアンモニオエチル(メタ)アクリルアミドメトサルフェート、ベンジルジエチルアンモニオエチル(メタ)アクリルアミドカーボネート、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、トリメチルアリルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウムカチオンを含有するエチレン性不飽和単量体;が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーの含有量は、エチレン性不飽和単量体100質量部に対して、好ましくは5~100質量部であり、より好ましくは5~60質量部、さらに好ましくは15~35質量部である。含有量が5~100質量部であると、樹脂組成物の硬化物の強度や伸長性等の物性に優れるため好ましい。
<重合開始剤>
重合開始剤としては、公知のアゾ系化合物や有機過酸化物を用いることができる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アゾ系化合物としては、特に制限されず、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル1,1’-アゾビス(1-シクロヘキサンカーボキシレート)、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリック酸)、2,2’-アゾビス(2-ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、又は2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]が挙げられる。
有機過酸化物としては、特に制限されず、例えば、過酸化ベンゾイル、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサエート、t-ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオキシドが挙げられる。
重合開始剤の使用量は、エチレン性不飽和単量体100質量部に対して、好ましくは0.001~15質量部である。0.001~15質量部の範囲であると、効果的に連鎖移動重合が進行するため好ましい。
(メタ)アクリルユニットの数平均分子量は、好ましくは2,000~200,000である。2,000以上であると硬化物の強度や伸長性等の物性に優れ、200,000以下であると粘度の調整が容易であるため好ましい。
工程3により得られるウレタン・アクリル複合樹脂の数平均分子量は、好ましくは、5,000~300,000である。5,000以上であると硬化物の強度や伸長性等の物性に優れ、300,000以下であると粘度の調整が容易であるため好ましい。
ウレタン・アクリル複合樹脂中のウレタンユニットの含有量は、ウレタン・アクリル複合樹脂100質量部中、好ましくは40~95質量部であり、より好ましくは45~85質量部である。ウレタンユニットを40~95質量部含むと、硬化物の強度や伸長性等の物性に優れるため好ましい。
<接着剤組成物>
工程1~3で得られた樹脂組成物と、架橋剤とを混合することで、ウレタン・アクリル複合樹脂と2官能以上のポリオールと架橋剤とを含有する接着剤組成物を得ることができものである。
すなわち、本発明の接着剤組成物の製造方法は下記工程を含む。
工程4:工程1~3に記載の製造方法により樹脂組成物を製造する工程
工程5:工程4で得られた樹脂組成物と架橋剤とを混合して、接着剤組成物を得る工程
得られた接着剤組成物は、20~150℃程度の条件で架橋させることで硬化物を得ることができ、フィルム基材、粘着剤、接着剤、コーティング剤、エラストマー、医療材料、光学材料等の分野において有用である。
<架橋剤>
架橋剤は、接着剤組成物に含まれるウレタン・アクリル複合樹脂又は2官能以上のポリオールが有する水酸基と反応し得る官能基を有するものが好ましく、好ましくはポリイソシアネートである。該ポリイソシアネートとしては、分子内にイソシアネート基を2つ以上有する化合物、及びこれらのビウレット体、ヌレート体、アダクト体、その他縮合体等が挙げられる。架橋剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ビウレット体としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体(製品名「スミジュールN-75」、住化バイエルウレタン社製;製品名「デュラネート 24A-100」、旭化成ケミカルズ社製)等が挙げられる。
ヌレート体としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体(製品名「スミジュールN-3300」、住化バイエルウレタン社製)、イソホロンジイソシアネートのヌレート体(製品名「デスモジュールZ-4370」、住化バイエルウレタン社製)、トリレンジイソシアネートのヌレート体(製品名「コロネート 2030」、日本ポリウレタン社製)等が挙げられる。
アダクト体としては、上述のウレタンユニットの項で述べた芳香族、脂肪族又は脂環式のジイソシアネートと、上述のポリオールの項で述べた2個以上の活性水素基を有する化合物と、を反応させてなる、2官能以上のイソシアネート化合物が挙げられ、例えば、トリメチロールプロパンのヘキサメチレンジイソシアネートアダクト体(製品名「タケネートD-160N」、三井化学社製)、トリメチロールプロパンのイソホロンジイソシアネートアダクト体(製品名「タケネートD-140N」、三井化学社製)、トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体が挙げられる。
その他の縮合体としては、上述のイソシアネート基含有化合物の多官能体、カルボジイミド変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体が挙げられ、例えば、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(製品名「PAPI27」、ダウ社製)、ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体(製品名「タケネートD-165N」、三井化学社製)、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート(製品名「Isonate 143L」、ダウ社製)が挙げられる。
中でも架橋剤として好ましくは、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体、トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体や、これらの混合物である。
上記架橋剤を用いると、架橋反応後に得られる硬化物の強度や伸長性等の物性に優れるため、好ましい。
架橋剤中のイソシアネート基と、接着剤組成物に含まれる全水酸基とのモル数の比(イソシアネート基/水酸基)は、好ましくは0.2~5.0であり、より好ましくは0.5~3.0である。モル比が0.2~5.0であると、得られる硬化物の強度と柔軟性等の物性に優れるため好ましい。
<その他成分>
本発明の接着剤組成物は、さらに、反応促進剤、シランカップリング剤、リン酸又はリン酸誘導体、レベリング剤又は消泡剤、充填剤、噴射剤、可塑剤、超可塑剤、湿潤剤、難燃剤、粘度調整剤、保存剤、安定剤及び着色剤等の公知の添加剤を含むことができる。
反応促進剤としては、例えば、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート、ジブチルチンジマレート等金属系触媒;1,8-ジアザ-ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7、1,5-ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン-5、6-ジブチルアミノ-1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7等の3級アミン;トリエタノールアミンのような反応性3級アミンが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
反応促進剤の添加量は、接着剤組成物中のウレタン・アクリル複合樹脂100質量部に対し、好ましくは0.005~5質量部である。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基を有するトリアルコキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するトリアルコキシシラン;3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のグリシジル基を有するトリアルコキシシラン;3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート基を有するトリアルコキシシラン;3―メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するトリアルコキシシラン;が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい
シランカップリング剤の添加量は、接着剤組成物中のウレタン・アクリル複合樹脂100質量部に対し、好ましくは0.05~10質量部である。
リン酸又はリン酸誘導体の内、リン酸としては、遊離の酸素酸を少なくとも1個有しているものであればよく、例えば、次亜リン酸、亜リン酸、オルトリン酸、次リン酸等のリン酸類、メタリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、ポリリン酸、ウルトラリン酸等の縮合リン酸類が挙げられる。また、リン酸の誘導体としては、上述のリン酸を遊離の酸素酸を少なくとも1個残した状態でアルコール類と部分的にエステル化されたもの等が挙げられる。これらのアルコールとしては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、グリセリン等の脂肪族アルコール、フェノール、キシレノール、ハイドロキノン、カテコール、フロログリシノール等の芳香族アルコール等が挙げられる。リン酸又はその誘導体は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
リン酸又はその誘導体の添加量は、接着剤組成物中のウレタン・アクリル複合樹脂100質量部に対し、好ましくは0.005~5質量部である。
レベリング剤又は消泡剤の内、レベリング剤としては、例えば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、アクリル系共重合物、メタクリル系共重合物、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、アクリル酸アルキルエステル共重合物、メタクリル酸アルキルエステル共重合物、レシチン等が挙げられる。
消泡剤としては、シリコーン樹脂、シリコーン溶液、アルキルビニルエーテルとアクリル酸アルキルエステルとメタクリル酸アルキルエステルとの共重合物等の公知のものが挙げられる。
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、特に断りのない限り実施例における「部」及び「%」は、各々「質量部」及び「質量%」を表す。
[数平均分子量(Mn)]
数平均分子量は、カラムとしてShodexGPCLF-604(Shodex社製)と、RI検出器とを備えたGPC(Shodex社製、GPC-104)を用いて、展開溶媒をTHFとした場合のポリスチレン換算分子量を用いた。
<樹脂組成物の製造>
[実施例1]
(工程1)窒素ガス導入管、攪拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、ポリオールとしてP-1000(製品名、一般名:2官能ポリプロピレングリコール、水酸基価110、ADEKA社製)100部、ポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネート(以下IPDI)28.3部、触媒としてチタンジイソプロポキシビズ(エチルアセトアセテート)を0.02部仕込み均一に撹拌した後、窒素雰囲気下110℃で5時間反応させて、両末端にイソシアネート基を有するウレタンユニットを得た。
(工程2)工程1で得られた生成物を80℃まで冷却し、2官能以上のポリオールとしてアデカポリエーテルG-400(製品名、一般名:3官能ポリプロピレングリコール、水酸基価265、ADEKA社製)69.9部、連鎖移動剤として2-アミノエタンチオール2.2部を加え、75℃で2時間反応させて、両末端にスルファニル基を有するウレタンプレポリマーと2官能以上のポリオールとを含む組成物を得た。反応の終点は、FT-IRによりイソシアネート基由来のピーク(2270cm-1付近)の消失により確認した。
(工程3)工程2で得られた組成物に、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーとして2-ヒドロキシエチルメタクリレート(以下HEMA)6.5部、その他のエチレン性不飽和単量体としてn-ブチルメタクリレート(以下BMA)26.1部を加え、均一に撹拌した後、窒素雰囲気下で75℃に昇温した。次いで、重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.1部を30分毎に13回分割して加え、重合開始剤の添加後にさらに2時間反応させて、Mnが32,000の(メタ)アクリルユニットを形成した。次いで、減圧下で脱気を行い、ウレタン・アクリル複合樹脂と2官能以上のポリオールとを含む樹脂組成物(E-1)を得た。
[実施例2~4]
表1に示す配合組成に変更した以外は、樹脂組成物(E-1)と同様の操作を行い、ウレタン・アクリル複合樹脂と2官能以上のポリオールとを含む樹脂組成物(E-2~E-4)を得た。
[実施例5]
(工程1)窒素ガス導入管、攪拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、ポリオールとしてP-1000(製品名、一般名:2官能ポリプロピレングリコール、水酸基価110、ADEKA社製)100部、ポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネート28.3部、触媒としてチタンジイソプロポキシビズ(エチルアセトアセテート)を0.02部仕込み均一に撹拌した後、窒素雰囲気下110℃で5時間反応させて、両末端にイソシアネート基を有するウレタンユニットを得た。
(工程2)工程1で得られた生成物を80℃まで冷却し、2官能以上のポリオールとしてアデカポリエーテルG-400(製品名、一般名:3官能ポリプロピレングリコール、水酸基価265、ADEKA社製)34.45部、連鎖移動剤として2-アミノエタンチオール2.2部を加え、75℃で2時間反応させて、両末端にスルファニル基を有するウレタンプレポリマーと2官能以上のポリオールとを含む組成物を得た。反応の終点は、FT-IRによりイソシアネート基由来のピーク(2270cm-1付近)の消失により確認した。
(工程3)工程2で得られた組成物に、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーとして2-ヒドロキシエチルメタクリレート6.5部、その他のエチレン性不飽和単量体としてn-ブチルメタクリレート26.1部と、2官能以上のポリオールとしてアデカポリエーテルG-400を34.45部加え、均一に撹拌した後、窒素雰囲気下で75℃に昇温した。次いで、重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.1部を30分毎に13回分割して加え、重合開始剤の添加後にさらに2時間反応させて、Mnが33,000の(メタ)アクリルユニットを形成した。次いで、減圧下で脱気を行い、ウレタン・アクリル複合樹脂と2官能以上のポリオールとを含む樹脂組成物(E-5)を得た。
[比較例1]
(工程1)窒素ガス導入管、攪拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、ポリオールとしてP-1000(製品名、一般名:2官能ポリプロピレングリコール、水酸基価110、ADEKA社製)100部、ポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネート28.3部、触媒としてチタンジイソプロポキシビズ(エチルアセトアセテート)を0.02部仕込み均一に撹拌した後、窒素雰囲気下110℃で5時間反応させて、両末端にイソシアネート基を有するウレタンユニットを得た。
(工程2)工程1で得られた生成物を80℃まで冷却し、有機溶剤としてメチルエチルケトン(以下MEK)を69.9部、連鎖移動剤として2-アミノエタンチオール2.2部を加え、75℃で2時間反応させて、両末端にスルファニル基を有するウレタンプレポリマーと有機溶剤とを含む組成物を得た。反応の終点は、FT-IRによりイソシアネート基由来のピーク(2270cm-1付近)の消失により確認した。
(工程3)工程2で得られた組成物に、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーとして2-ヒドロキシエチルメタクリレート6.5部、その他のエチレン性不飽和単量体としてn-ブチルメタクリレート26.1部、2官能以上のポリオールとしてアデカポリエーテルG-400(製品名、一般名:3官能ポリプロピレングリコール、水酸基価265、ADEKA社製)69.9部を加え、均一に撹拌した後、窒素雰囲気下で75℃に昇温した。次いで、重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.1部を30分毎に13回分割して加え、重合開始剤の添加後にさらに2時間反応させて、Mnが32,000の(メタ)アクリルユニットを形成した。次いで、減圧下で有機溶剤を除去し、ウレタン・アクリル複合樹脂と2官能以上のポリオールとを含む(E-6)を得た。
[比較例2]
(工程1)窒素ガス導入管、攪拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、ポリオールとしてP-1000(製品名、一般名:2官能ポリプロピレングリコール、水酸基価110、ADEKA社製)100部、ポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネート28.3部、触媒としてチタンジイソプロポキシビズ(エチルアセトアセテート)を0.02部仕込み均一に撹拌した後、窒素雰囲気下110℃で5時間反応させて、両末端にイソシアネート基を有するウレタンユニットを得た。
(工程2)工程1で得られた生成物を80℃まで冷却し、連鎖移動剤として2-アミノエタンチオール2.2部を加え、75℃で2時間反応させて、両末端にスルファニル基を有するウレタンプレポリマーと有機溶剤とを含む組成物を得た。反応の終点は、FT-IRによりイソシアネート基由来のピーク(2270cm-1付近)の消失により確認した。
(工程3)工程2で得られた組成物に、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーとして2-ヒドロキシエチルメタクリレート6.5部、その他のエチレン性不飽和単量体としてn-ブチルメタクリレート26.1部、2官能以上のポリオールとしてアデカポリエーテルG-400(製品名、一般名:3官能ポリプロピレングリコール、水酸基価265、ADEKA社製)69.9部を加え、均一に撹拌した後、窒素雰囲気下で75℃に昇温した。次いで、重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.1部を30分毎に13回分割して加え、重合開始剤の添加後にさらに2時間反応させて、Mnが42,000の(メタ)アクリルユニットを形成した。次いで、減圧下で有機溶剤を除去し、ウレタン・アクリル複合樹脂と2官能以上のポリオールとを含む(E-7)を得た。
<接着剤組成物の製造>
[実施例6]
樹脂組成物(E-1)を10部、架橋剤としてポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(以下ポリメリックMDI)4.7部を室温で攪拌混合し、接着剤組成物(G-1)を得た。
[実施例7~10、比較例3~4]
表2に示す配合組成に変更した以外は、接着剤組成物(G-1)と同様の操作を行い、接着剤組成物(G-2~G-7)を得た。
<樹脂組成物及び接着剤組成物の評価>
得られた樹脂組成物及び接着剤組成物について以下の評価を行った。結果を表3に示す。
[臭気評価]
得られた樹脂組成物及び接着剤組成物について、各々50gを500mlのガラス瓶に入れ、蓋をして密封した。ガラス瓶を40℃で2時間加熱した後、蓋を開けて臭気を確認した。評価は10人のパネラーによる官能評価とし、以下の基準で判断した。
A:10人中、0名~1名が不快臭を感じた(良好)
B:10人中、2名~3名が不快臭を感じた(実用可能)
C:10人中、4名~6名が不快臭を感じた(実用不可)
D:10人中、7名以上が不快臭を感じた(不良)
Figure 0007264017000001
表1中の略称を以下に示す。
G-400:3官能ポリプロピレングリコール、Mn400、水酸基価265、ADEKA社製
G-1500:3官能ポリプロピレングリコール、Mn1,500、水酸基価112、ADEKA社製
P-400:2官能ポリプロピレングリコール、Mn400、水酸基価281、ADEKA社製
Celenol H1000:2官能ポリトリメチレンエーテルポリオール、Mn1,000、水酸基価113、DuPont社製
Figure 0007264017000002
表1及び表2によれば、工程2及び工程3におけるスルファニル基を用いた反応を、2官能以上のポリオールの存在下で行った樹脂組成物及び接着剤組成物は、従来の組成物に比べて臭気が大幅に改善されていた。特に数平均分子量が200~1,200である2官能以上のポリオールを用いた実施例1、3~5、6及び8~10は、臭気が少なく優れていた。
よって、本発明の製造方法により得られる樹脂組成物及び接着剤は、作業性に優れ、且つフィルム基材や粘接着剤、コーティング剤、エラストマー、医療材料、光学材料等の分野において有用である。

Claims (4)

  1. ウレタンユニットと、水酸基を有する(メタ)アクリルユニットと、が連鎖移動剤残基により連結したウレタン・アクリル複合樹脂、及び2官能以上のポリオールを含む樹脂組成物の製造方法であって、
    下記工程1~3を有する、樹脂組成物の製造方法。
    工程1:ポリオールとポリイソシアネートとを、有機溶剤の非存在下で反応させて、両末端にイソシアネート基を有するウレタンユニットを得る工程
    工程2:イソシアネート基と反応しうる官能基及びスルファニル基を有する連鎖移動剤と、工程1で得られたウレタンユニットと、を有機溶剤(但し、2官能以上のポリオールを除く)の非存在下、且つ2官能以上のポリオールの存在下に反応させて、両末端にスルファニル基を有するウレタンプレポリマー及び2官能以上のポリオールを含む組成物を得る工程
    工程3:工程2で得られたウレタンプレポリマー及び2官能以上のポリオールを含む組成物と、水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを含むエチレン性不飽和単量体と、を有機溶剤の非存在下、且つ重合開始剤の存在下に重合させて、水酸基を有する(メタ)アクリルユニットを形成し、ウレタン・アクリル複合樹脂、及び2官能以上のポリオールを含む樹脂組成物を得る工程
  2. ウレタンユニットの含有量が、ウレタン・アクリル複合樹脂100質量部中、40~95質量部である、請求項1に記載のウレタン・アクリル複合樹脂の製造方法。
  3. 前記連鎖移動剤が、アミノ基とスルファニル基とを有する化合物である、請求項1又は2に記載のウレタン・アクリル複合樹脂の製造方法。
  4. ウレタンユニットと、水酸基を有する(メタ)アクリルユニットと、が連鎖移動剤残基により連結したウレタン・アクリル複合樹脂、2官能以上のポリオール、及び架橋剤を含む接着剤組成物の製造方法であって、下記工程4~5を有する、接着剤組成物の製造方法。
    工程4:請求項1~3いずれか1項に記載の製造方法により樹脂組成物を製造する工程
    工程5:工程4で得られた樹脂組成物と架橋剤とを混合して、接着剤組成物を得る工程
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