JP7348211B2 - ポリプロピレン接合接着剤及び方法 - Google Patents

ポリプロピレン接合接着剤及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7348211B2
JP7348211B2 JP2020568460A JP2020568460A JP7348211B2 JP 7348211 B2 JP7348211 B2 JP 7348211B2 JP 2020568460 A JP2020568460 A JP 2020568460A JP 2020568460 A JP2020568460 A JP 2020568460A JP 7348211 B2 JP7348211 B2 JP 7348211B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
component
polyol
polyol component
adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020568460A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021529226A (ja
Inventor
グルンダー、セルジオ
シュマトロッホ、ステファン
アモス クンツ、ジョエル
Original Assignee
ディディピー スペシャルティ エレクトロニック マテリアルズ ユーエス,エルエルシー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ディディピー スペシャルティ エレクトロニック マテリアルズ ユーエス,エルエルシー filed Critical ディディピー スペシャルティ エレクトロニック マテリアルズ ユーエス,エルエルシー
Publication of JP2021529226A publication Critical patent/JP2021529226A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7348211B2 publication Critical patent/JP7348211B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04Polyurethanes
    • C09J175/08Polyurethanes from polyethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C08G18/12Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/18Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/20Heterocyclic amines; Salts thereof
    • C08G18/2045Heterocyclic amines; Salts thereof containing condensed heterocyclic rings
    • C08G18/2063Heterocyclic amines; Salts thereof containing condensed heterocyclic rings having two nitrogen atoms in the condensed ring system
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/22Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/24Catalysts containing metal compounds of tin
    • C08G18/242Catalysts containing metal compounds of tin organometallic compounds containing tin-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/2805Compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/2815Monohydroxy compounds
    • C08G18/283Compounds containing ether groups, e.g. oxyalkylated monohydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4804Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/4816Two or more polyethers of different physical or chemical nature mixtures of two or more polyetherpolyols having at least three hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4804Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/482Mixtures of polyethers containing at least one polyether containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4829Polyethers containing at least three hydroxy groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C08G18/4841Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units containing oxyethylene end groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • C08G18/4837Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
    • C08G18/4845Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units containing oxypropylene or higher oxyalkylene end groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/50Polyethers having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/5021Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen
    • C08G18/5024Polyethers having heteroatoms other than oxygen having nitrogen containing primary and/or secondary amino groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/73Polyisocyanates or polyisothiocyanates acyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7614Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring
    • C08G18/7621Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing only one aromatic ring being toluene diisocyanate including isomer mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78Nitrogen
    • C08G18/79Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/798Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing urethdione groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/12Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives
    • C08J5/124Bonding of a preformed macromolecular material to the same or other solid material such as metal, glass, leather, e.g. using adhesives using adhesives based on a macromolecular component
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/346Clay
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2170/00Compositions for adhesives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12Polypropene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265Calcium, strontium or barium carbonate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/005Additives being defined by their particle size in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/006Additives being defined by their surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2203/00Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2203/354Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for automotive applications
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/10Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive tape or sheet
    • C09J2301/16Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive tape or sheet by the structure of the carrier layer
    • C09J2301/162Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the structural features of the adhesive tape or sheet by the structure of the carrier layer the carrier being a laminate constituted by plastic layers only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/30Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2423/00Presence of polyolefin
    • C09J2423/10Presence of homo or copolymers of propene
    • C09J2423/106Presence of homo or copolymers of propene in the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2423/00Presence of polyolefin
    • C09J2423/10Presence of homo or copolymers of propene
    • C09J2423/108Presence of homo or copolymers of propene in the pretreated surface to be joined
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2475/00Presence of polyurethane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本発明は、ポリプロピレンの接合に有用な二液型ポリウレタン接着剤に関する。
車両の製造及びその他の用途において、鋼材が代替材料に置き換えられつつある。これは、車両重量を最小限に抑える要求により、場合によっては代替材料を使用することで得られる大きな審美的な利点により、一部には推進されている。
ポリプロピレンはこれらの選択肢の1つである。ポリプロピレンは、例えば自動車のダッシュボード及びトリムの製造に使用できるエンジニアリングプラスチックである。また、トラックのテールゲートなどの他の外装部品の製造で使用する研究も行われている。ポリプロピレンには、材料を硬くするため及び全体的なコストを削減するために、一般的にタルクや炭酸カルシウムなどの無機充填材が配合される。より高い剛性が求められる場合には、ポリプロピレンはガラス繊維や炭素繊維などの繊維強化材で強化することができる。
これらのポリプロピレン部品を車両又は車両の他の構成要素に取り付けるために接着剤を使用することは有利であろう。接着は、簡単で柔軟な製造の機会を提供するだけでなく、機械的な留め具を部分的又は完全になくすことができるため、審美的な利点を得られる可能性もある。
接着による手法の問題は、ポリプロピレンが非常に低い表面エネルギーの材料であり、ほとんどの接着剤がこれに不十分にしか接合しないことである。これは、接着剤を塗布する前にポリプロピレンを前処理することである程度軽減することができる。通常、良好な接着性を得るためには、2つの異なる前処理を採用する必要がある。ポリプロピレンは、表面エネルギーを増加させるために火炎処理又はプラズマ処理される。これは迅速且つ安価に実行することができるため、製造上の大きな障害にはならない。2つ目の処理は、接着剤を塗布する前に接着剤プライマーを塗布することを含む。プライマー処理は面倒で時間がかかり、追加の原材料を購入する必要があり、揮発性化合物を作業場に持ち込むことになる。
プライマーを予め塗布する必要なしにポリプロピレンによく接合する接着剤が大いに望まれるであろう。
本発明は、一態様では、ポリオール成分とイソシアネート成分とを有する二液型ポリウレタン接着剤組成物であって、
ポリオール成分が、
a)それぞれが少なくとも2の公称ヒドロキシル官能基数、a-1)2~4の平均公称ヒドロキシル官能基数及び400~2000のヒドロキシル当量を有し、それぞれがプロピレンオキシドのホモポリマー及び70~99重量%のプロピレンオキシドと1~30重量%のエチレンオキシドとのコポリマーから選択される1種以上のポリエーテルポリオールをポリオール成分の重量を基準として少なくとも15重量%;
b)それぞれが100~399のヒドロキシル当量を有し、b)少なくとも4の平均公称官能基数を有する1種以上のポリエーテルポリオールをポリオール成分の重量を基準として0~30重量%;
c)少なくとも2のヒドロキシル官能基数及び100未満のヒドロキシル当量を有するポリオールをポリオール成分の重量を基準として0~10重量%;
d)100~2000の分子量を有するモノオールをポリオール成分の重量を基準として2~40重量%;
e)少なくとも2つの一級及び/又は二級脂肪族アミン基を有する少なくとも1種の化合物を100重量部のa)あたり0~3重量部;
f)触媒有効量の少なくとも1種のウレタン触媒;並びに
g)1種以上の粒子状充填材をポリオール成分の重量を基準として5~60重量%;
含み、
ポリイソシアネート成分が、少なくとも1種の有機ポリイソシアネートと、ポリイソシアネート成分の総重量を基準として0~50重量%の少なくとも1種の粒子状充填材とを含む、
二液型ポリウレタン接着剤組成物である。
本発明は、本発明のポリオール成分とポリイソシアネート成分とを混合して未硬化接着剤を形成し、次いで未硬化接着剤を硬化させることによって形成される硬化接着剤でもある。本発明は、本発明のポリオール成分とポリイソシアネート成分を混合して未硬化接着剤を形成し、2つの基材間のボンドラインで未硬化接着剤の層を形成し、ボンドラインで未硬化接着剤の層を硬化させて基材のそれぞれに接合された硬化接着剤を形成することを含む、2つの基材の接合方法でもある。
接着剤組成物は、多くの基材に強く接着する。これは、プラスチック及び複合材料(CFRP等)への優れた接着性を示す。
本発明の重要な利点は、ポリプロピレンで特に重要である低エネルギー基材によく接合する接着剤の能力である。接着剤は、ポリプロピレンに強固に接合し、無機充填材及び/又はガラス又は他の繊維強化材を含む充填材入り及び/又は強化ポリプロピレンであっても強固に接合するが、車両用途で非常に望まれる凝集破壊モードにできない。
接着剤のポリオール成分の成分a)は、それぞれが少なくとも2の公称ヒドロキシル官能基数及び400~2000のヒドロキシル当量を有し、それぞれがプロピレンオキシドのホモポリマー及び70~99重量%のプロピレンオキシドと1~30重量%のエチレンオキシドとのコポリマーから選択される、1種以上のポリエーテルポリオールである。
成分a)内のポリエーテルポリオールは、それぞれ2~4の公称官能基数を有していてもよい。成分a)を構成する各ポリエーテルポリオールのヒドロキシル当量は、いくつかの実施形態では少なくとも500、少なくとも800、又は少なくとも1000であり、いくつかの実施形態では最大1800、最大1500、又は最大1200である。本明細書における全てのヒドロキシル当量は、ASTM E222などの滴定法を使用してヒドロキシル数を測定し、そのようにして得たヒドロキシル数(mgKOH/グラム)を式当量=56,100÷ヒドロキシル数を使用して当量に変換することによって得られる。
ポリエーテルポリオール(又はそれらの混合物)の「公称官能基数」とは、ポリエーテルポリオールを形成するためにアルコキシル化された開始剤化合物上のオキシアルキル化可能な水素原子の平均数を意味する。ポリエーテルポリオールの実際の官能基数は、アルコキシル化プロセス中に生じる副反応のために、公称官能基数よりも若干小さくなる可能性がある。
成分a)は、ポリオール成分の重量の少なくとも15%を構成する。これは、ポリオール成分の重量の少なくとも18%、20%、少なくとも25%を構成していてもよく、またその最大80%、最大65%、最大50%、最大40%、又は最大30%を構成していてもよい。
いくつかの実施形態では、成分a)ポリエーテルポリオールのヒドロキシル基の50%以上が一級であり、残りが二級である。その成分a)のヒドロキシル基のヒドロキシル基の70%以上が一級であってもよい。
ポリオール成分の成分b)は、100~399のヒドロキシル当量及び少なくとも4の公称官能基数を有する少なくとも1種のポリエーテルポリオールである。公称官能基数は、好ましくは少なくとも6であり、少なくとも6.5であってもよい。公称官能基数は、最大12、最大10、又は最大8であってもよい。成分b)を構成する各ポリエーテルポリオールの当量は、例えば、少なくとも125又は少なくとも150であってもよく、また例えば最大350、最大350、最大275、又は最大250であってもよい。
ポリオール成分の成分b)は任意選択的であり、省略することができる。好ましくは、これは、ポリオール成分の重量を基準として少なくとも2重量パーセントの量で存在する。これは、その少なくとも3又は少なくとも4重量パーセントを構成していてもよく、またその最大30%、最大20%、最大15%、最大10%、最大8%、又は最大6%を構成していてもよい。
ポリオール成分の成分a)とb)は、それぞれ、プロピレンオキシドのホモポリマー及び70~99重量%のプロピレンオキシドと1~30重量%のエチレンオキシドとのコポリマー(それぞれの場合で、そのような成分を生成するために重合されるプロピレンオキシドとエチレンオキシドの合計重量基準である)から選択される。コポリマーの場合、プロピレンオキシドとエチレンオキシドは、ランダム共重合されていてもよく、ブロック共重合されていてもよく、又はその両方であってもよい。
ポリオール成分の原料c)は、少なくとも2のヒドロキシル官能基数及び100未満のヒドロキシル当量を有する1種以上のポリオールである。これらには、少なくとも25且つ最大99、好ましくは最大90、より好ましくは最大75、更に好ましくは最大60のヒドロキシル当量と、1分子あたり厳密に2個の脂肪族ヒドロキシル基とを有する脂肪族ジオール鎖延長剤が含まれる。これらの例は、モノエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、2,3-ジメチル-1,3-プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、及び最大約6個の炭素原子を有する他の直鎖又は分岐アルキレンジオールである。脂肪族ジオール鎖延長剤は、好ましくは、モノエチレングリコール、1,4-ブタンジオール、又はこれらの混合物を含む。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、エリスリトール、マンニトール、スクロース、ソルビトールなどの架橋剤、及びヒドロキシル当量が100未満であるこれらのいずれか1つ以上のアルコキシレートも含まれる。
成分c)は任意選択的であり、省略することができる。存在する場合、これはポリオール成分の総重量の10パーセントを構成していてもよい。成分c)は、例えば、ポリオール成分の重量の少なくとも0.25%又は少なくとも0.5%、及び例えばその重量の最大5%、最大3%、又は最大1.5%を構成していてもよい。
成分d)は、100~2000の分子量を有する1種以上のモノオールである。「モノオール」は、厳密に1つのヒドロキシル基を有する化合物である。
モノオールは、好ましくは、少なくとも250、少なくとも500、又は少なくとも700の分子量を有する。モノオールの分子量は、最大1750、最大1500、最大1200、又は最大1000であってもよい。
モノオールは好ましくは直鎖である。「直鎖」とは、モノオールが4個より多い、特には2個より多い炭素原子を有する側鎖を持たないことを意味する。
モノオールは、4個以上の炭素原子、特には少なくとも10個の炭素原子のヒドロカルビル鎖を含んでいてもよい。ヒドロカルビル鎖は、最大50個、最大30個、又は最大20個の炭素原子を含んでいてもよい。ヒドロカルビル鎖は好ましくは脂肪族である。
モノオールはポリエーテル鎖を含んでいてもよい。ポリエーテル鎖は、ポリマーであってもよく、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2-ブチレンオキシド、2,3-ブチレンオキシド、又はテトラヒドロフランのうちの1つ以上のポリマーであってもよい。重合したエチレンオキシドが存在する場合、これは、好ましくは、モノオールの総重量の50%以下を構成する。
モノオールは、構造A-B-OHによって表されるものであってもよく、この中のAはヒドロカルビル基を表し、Bはポリエーテル鎖を表し、AとBの長さは、モノオールが上述した分子量を有するようなものである。Aは、例えば、2~50個の炭素原子を有する飽和又は不飽和脂肪族基を表していてもよい。基Aは、好ましくは4~30、4~30、又は4若しくは20個の炭素原子を有する。いくつかの実施形態では、Aは、飽和若しくは不飽和であってもよいC4~20直鎖脂肪族ヒドロカルビル基であるが、好ましくは飽和のものである。「ヒドロカルビル」は、場合によっては、炭素原子と水素原子のみを含む分子又は基を指す。
基Bは、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2-ブチレンオキシド、2,3-ブチレンオキシド、又はテトラヒドロフランのうちの1つ以上のポリマーであってもよい。重合したエチレンオキシドが存在する場合、これは、好ましくは、基Bの総重量の50%以下を構成する。基Bは、例えば、100~1900原子質量単位の重量を有していてもよい。特定の実施形態では、これは、少なくとも300又は少なくとも500、最大1500、最大1200、又は最大1000の重量を有する。
構造A-B-OHを有するモノオールは、A-OHの形態を有するモノアルコールをアルコキシル化することによって調製することができ、このAは前述した通りである。
成分d)は、ポリオール成分の総重量の2~40パーセントを構成する。成分d)は、例えば、ポリオール成分の重量の少なくとも3%、少なくとも4%、又は少なくとも5%、及びその重量の最大例えば30%、最大20%、又は最大15%を構成していてもよい。
ポリオール成分の原料e)は、2つ以上の一級及び/又は二級脂肪族アミン基を有する少なくとも1種の化合物である。原料e)は任意選択的であり、省略することができる。そのような化合物は、好ましくは、少なくとも60、より好ましくは少なくとも100、最大1000、より好ましくは最大約750、更に好ましくは最大500の分子量を有する。そのような化合物は、2~4個、より好ましくは2~3個の一級及び/又は二級脂肪族アミン基と、脂肪族窒素原子に結合した2~8個、より好ましくは3~6個の水素とを有していてもよい。原料e)の材料の例としては、エチレンジアミン;1,3-プロパンジアミン;1,2-プロパンジアミン;ジエチレントリアミン及びトリエチレンテトラアミンなどのポリアルキレンポリアミン;イソホロンジアミン;シクロヘキサンジアミン;ビス(アミノメチル)シクロヘキサン;Huntsman CorporationからJeffamineTMD-400及びT-403として販売されているものなどのアミノ化ポリエーテルが挙げられる。原料e)の材料は、存在する場合、ポリオール成分とポリイソシアネート成分が最初に混合される際に急激に初期増粘を生じるが、少量でしか存在しないため、工業環境で接着剤を混合してから塗布できる十分に長いオープンタイムが残る。したがって、原料e)の材料は、(存在する場合には)成分a)100重量部あたり0.1~3重量部の量で存在し、いくつかの実施形態では、同じ基準で0.25~2重量部又は0.5~1.5重量部で存在する。
ポリオール成分は、更に、触媒有効量の少なくとも1種のウレタン触媒である原料f)を含む。本発明の目的のためには、「ウレタン触媒」は、ヒドロキシル基とイソシアネート基との反応を触媒する材料である。適切な触媒としては、例えば、三級アミン、環状アミジン、三級ホスフィン、様々な金属キレート、酸性金属塩、強塩基、様々な金属アルコラート及びフェノラート、並びに有機酸の金属塩が挙げられる。
触媒は、塩化第二スズ、塩化第一スズ、オクタン酸第一スズ、オレイン酸第一スズ、ジラウリン酸ジメチルスズ、ジラウリン酸ジブチルスズ、リシノール酸スズ、及び式SnR(OR)4-n(Rはアルキル又はアリールであり、nは0~18である)の他のスズ化合物などの1種以上のスズ触媒であってもよく、又はこれらを含む。他の有用なスズ触媒としては、ジオクチルスズメルカプチド及びジブチルスズメルカプチドなどのジアルキルスズメルカプチド、並びにジオクチルスズチオグリコレート及びジブチルスズチオグリコレートなどのジアルキルスズチオグリコレートが挙げられる。アルキル基中に少なくとも4個の炭素を有するジアルキルスズメルカプチド及びジアルキルスズチオグリコレートは、有益な程度の潜在性を付与する傾向があり、これは、周囲温度硬化時の長いオープンタイム及び特性の迅速な発現の両方に寄与すると考えられる。
他の金属含有触媒の例は、ビスマス、コバルト、及び亜鉛の塩である。
三級アミン触媒の例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、N,N-ジメチルベンジルアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,4-ブタンジアミン、N,N-ジメチルピペラジン、1,4-ジアゾビシクロ-2,2,2-オクタン、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、トリエチレンジアミン、及びアルキル基に4~18個の炭素原子が含まれるジメチルアルキルアミンが挙げられる。有用なアミジン触媒としては、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-ウンデク-7-エンが挙げられる。
いくつかの実施形態では、ウレタン触媒は、少なくとも1種の潜在性触媒を含む。本発明の目的のためには、潜在性触媒は、触媒活性になるために少なくとも40℃の高温への曝露を必要とするものである。(なお、この温度は、初期硬化段階の接着剤の発熱による硬化中に発生する可能性がある。) このような潜在性触媒の例としては、例えば、ジオクチルスズチオグリコレート及びジブチルスズチオグリコレートなどのジアルキルスズチオグリコレート;カルボン酸でブロックされた三級アミン及び/又は環状アミジン触媒であって、酸ブロッキング基が例えばC1~C18アルカン酸、安息香酸塩、又は置換安息香酸塩などのカルボン酸であるもの;並びにフェノールでブロックされた三級アミン及び/又は環状アミジン触媒が挙げられる。上述した三級アミン及び/又は環状アミジン触媒のいずれも、この形式で酸又はフェノールでブロックされて、潜在性触媒を生成することができる。具体的な例としては、NiaxTM537(Momentive Performance Products)などのカルボン酸でブロックされたトリエチレンジアミン触媒、並びにToyocat DB41(東ソー株式会社)及びPolycat SA-1/10(Momentive Performance Products)などのカルボン酸でブロックされた1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-ウンデク-7-エン触媒が挙げられる。フェノールでブロックされたアミジン触媒の例は、Toyocat DB60(東ソー株式会社)などのフェノールでブロックされた1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-ウンデク-7-エンである。
更に別の実施形態では、触媒(成分f))は、ジブチルスズメルカプチド、ジオクチルスズメルカプチド、ジブチルスズチオグリコレート、及びジオクチルスズチオグリコレートから選択される少なくとも1種の触媒と、少なくとも1種のカルボン酸又はフェノールでブロックされた環状アミジン触媒を含む。特定の実施形態では、触媒(成分f))は、ジブチルスズチオグリコレート及び/又はジオクチルスズチオグリコレート、並びに少なくとも1つのカルボン酸又はフェノールでブロックされた1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-ウンデク-7-エンを含む。別の特定の実施形態では、触媒(成分f))は、ジブチルスズチオグリコレート及び/又はジオクチルスズチオグリコレート、少なくとも1つのカルボン酸でブロックされた環状アミジン(1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-ウンデク-7-エンなど)、並びに少なくとも1つのフェノールでブロックされた環状アミジン(1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-ウンデク-7-エンなど)を含む。前述した実施形態のいずれにおいても、触媒からは、具体的に言及されたもの以外のあらゆる触媒を除外することができる。
触媒は、触媒有効量で使用され、各触媒は、例えば、ポリオール成分の総重量の約0.0015~約5%の量で使用される。好ましい量は、同じ基準で最大0.5%又は最大0.25%である。
ポリオール成分は、ポリオール成分の重量を基準として5~60重量パーセントの少なくとも1種の粒子状充填材g)を含む。粒子状充填材は、例えば、ポリオール成分の10~60、25~60、又は30~55重量パーセントを構成していてもよい。
粒子状充填材粒子は、室温で固体の材料であり、ポリオール成分の他の原料、又はポリイソシアネート成分若しくはその任意の原料に溶解せず、ポリオール成分とポリイソシアネート成分との硬化反応の条件下で溶融、揮発、又は分解しない。充填材粒子は、例えば、ガラス、シリカ、酸化ホウ素、窒化ホウ素、酸化チタン、窒化チタン、フライアッシュ、粉砕された(ただし沈降ではない)炭酸カルシウム、沈降炭酸カルシウム、様々なアルミナケイ酸塩(ウォラストナイトやカオリンなどの粘土を含む)、金属粒子(鉄、チタン、アルミニウム、銅、真ちゅう、青銅等)などの無機材料;ポリウレタン、硬化エポキシ樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド、クレゾール-ホルムアルデヒド、架橋ポリスチレンなどの熱硬化性ポリマー粒子;ポリスチレン、スチレン-アクリロニトリルコポリマー、ポリイミド、ポリアミド-イミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテル-エーテルケトン、ポリエチレンイミン、ポリ(p-フェニレンスルフィド)、ポリオキシメチレン、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂;並びに活性炭、黒鉛、カーボンブラックなどの様々な種類の炭素であってもよい。いくつかの実施形態における充填材粒子は、最大5、好ましくは最大2、より好ましくは最大1.5のアスペクト比を有する。
充填材粒子の一部又は全ては、存在する場合、ポリオール成分の原料(a)を構成するポリエーテルポリオールの1つ以上にグラフトすることができる。
好ましい実施形態では、充填材粒子は、最大200nmの粒子サイズを有する沈降炭酸カルシウム充填材粒子を含む。粒子サイズは、例えば、10~200nm、15~205nm、又は25~200nmであってもよい。粒子サイズは、動的光散乱法を使用して、又は約100nm未満のサイズの粒子についてはレーザー回折法を使用して簡便に測定される。「沈降」炭酸カルシウムは、出発物質のスラリーを反応させてスラリーから析出する炭酸カルシウム粒子を形成することによって製造される炭酸カルシウムである。このようなプロセスの例としては、高カルシウム生石灰の水和及び得られたスラリーの二酸化炭素との反応(「石灰乳」プロセス)、並びに塩化カルシウムとソーダ灰及び二酸化炭素との反応が挙げられる。沈降炭酸カルシウム粒子は、存在する場合、充填材粒子(原料g)の1~100%を構成していてもよい。
別の任意選択的な原料は、1種以上の分散助剤であり、これは、充填材粒子の表面を濡らしてそれらがポリエーテルポリオール中に分散するのを補助する。これらは、粘度を下げる効果も有し得る。これらの中でも、例えば、BYK ChemieからBYK、DISPERBYK、及びANTI-TERRA-Uの商品名で販売されている様々な分散剤、並びに3M CorporationのFC-4430、FC-4432、及びFC-4434などのフッ素化界面活性剤が挙げられる。存在する場合、そのような分散助剤は、例えば、ポリオール成分の最大2重量パーセント、好ましくは最大1重量パーセントを構成していてもよい。
ポリオール成分の別の有用な任意選択的な原料は、ヒュームドシリカ、シリカゲル、エアロゲル、様々なゼオライト及びモレキュラーシーブなどのような乾燥剤である。1種以上の乾燥剤は、ポリオール成分の最大5重量パーセント、好ましくは最大2重量パーセントを構成していてもよく、またポリオール成分に存在しなくてもよい。乾燥剤は成分g)の重量にはカウントされない。
ポリオール成分は、ポリオール成分の原料a)~e)とは異なる1種以上の追加のイソシアネート反応性化合物を更に含んでいてもよい。そのようないずれか追加のイソシアネート反応性化合物が存在する場合、それらは、好ましくは、ポリオール成分の重量の10パーセント以下、より好ましくは5パーセント以下、更に好ましくは2パーセント以下を構成する。そのような追加のイソシアネート反応性化合物の例としては、例えば1種以上のポリエステルポリオールが挙げられる。
本発明の接着剤は、好ましくは、硬化後に非発泡性である。そのため、ポリオール成分は、好ましくは沸点が80℃以下の有機化合物を0.5重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下含み、水及び/又は硬化反応の条件下でガスを生成する他の化学発泡剤を0.1重量%以下、より好ましくは0.05重量%以下含む。
いくつかの実施形態におけるポリオール成分は、フタル酸エステル、テレフタル酸エステル、メリット酸エステル、セバシン酸エステル、マレイン酸エステルなどの可塑剤、又は他のエステル系可塑剤、スルホンアミド可塑剤、リン酸エステル可塑剤、又はポリエーテルジ(カルボキシレート)可塑剤を10重量パーセント以下、より好ましくは5重量パーセント以下、更に好ましくは1重量パーセント以下含む。そのような可塑剤は、最も好ましくはポリオール成分に存在しない。
ポリイソシアネート成分は、少なくとも1種の有機ポリイソシアネートを含む。
有機ポリイソシアネートの全部又は一部は、80~250、80~200、又は80~180などの、最大350のイソシアネート当量を有する1種以上の有機ポリイソシアネートから構成されていてもよい。そのようなポリイソシアネート化合物の混合物が存在する場合、混合物は、例えば、1分子あたり平均2~4個又は2.3~3.5個のイソシアネート基を有していてもよい。そのようなポリイソシアネート化合物の中でも、m-フェニレンジイソシアネート、トルエン-2,4-ジイソシアネート、トルエン-2,6-ジイソシアネート、ナフチレン-1,5-ジイソシアネート、メトキシフェニル-2,4-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-2,4’-ジイソシアネート、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’-ビフェニルジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4-4’-ビフェニルジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、4,4’,4”-トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(PMDI)、トルエン-2,4,6-トリイソシアネート、及び4,4’-ジメチルジフェニルメタン-2,2’,5,5’-テトライソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネートが挙げられる。ウレタン、尿素、ビウレット、カルボジイミド、ウレトンイミン、アロフォネート、又はイソシアナート基の反応によって形成される他の基を含む変性芳香族ポリイソシアネートも有用である。好ましい芳香族ポリイソシアネートは、MDI又はPMDI(又は一般に「ポリメリックMDI」と呼ばれるそれらの混合物)、並びにMDIと、ビウレット、カルボジイミド、ウレトンイミン、及び/又はアロフォネート結合を有するMDI誘導体との混合物であるいわゆる「液状MDI」製品である。
最大350のイソシアネート当量を有する更に有用なポリイソシアネート化合物としては、1種以上の脂肪族ポリイソシアネートが挙げられる。これらの例としては、シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-及び/又は1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1-メチル-シクロヘキサン-2,4-ジイソシアネート、1-メチル-シクロヘキサン-2,6-ジイソシアネート、メチレンジシクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、及びヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられる。
最大350のイソシアネート当量を有するポリイソシアネート化合物は、ポリイソシアネート成分の重量の最大100%を構成することができる。しかしながら、ポリイソシアネート成分のイソシアネート当量を、ポリオール成分のヒドロキシル当量に匹敵するように(0.5~2倍など)調整すると、接着剤を塗布して硬化させる際にほぼ等しい重量及び体積のポリオール成分とポリイソシアネート成分との混合が促進されるため、通常はそのようにすることが好ましい。したがって、最大350のイソシアネート当量を有するポリイソシアネート化合物は、ポリイソシアネート成分の総重量の最大50%、より好ましくは最大30%を構成することが好ましい。
ポリイソシアネート成分は、1分子あたり少なくとも2個のイソシアネート基及び500~3500のイソシアネート当量を有する少なくとも1種のウレタン基含有イソシアネート末端プレポリマーを含んでいてもよい。プレポリマーは、i)公称ヒドロキシル官能基数が2~4であり分子量が700~3000である少なくとも1種のポリ(プロピレンオキシド)ホモポリマー、ii)70~99重量パーセントのプロピレンオキシドと1~30重量パーセントのエチレンオキシドとのコポリマーである、公称ヒドロキシル官能基数が2~4であり分子量が2000~8000である少なくとも1種のポリエーテルポリオール、又はiii)i)とii)との混合物と、最大350の分子量を有する1種以上のジイソシアネート(好ましくは1種以上の芳香族ジイソシアネート)の反応生成物であってもよい。
i)とii)との混合物の場合、プレポリマーを製造するために使用されるポリ(プロピレンオキシド)は、800~2000、より好ましくは800~1500の分子量を有していてもよく、好ましくは2~3、特には2の公称官能基数を有する。プレポリマーを製造するために使用される70~99重量パーセントのプロピレンオキシドと1~30重量パーセントのエチレンオキシドとのコポリマーは、好ましくは、1000~5500の分子量及び2~3の公称官能基数を有していてもよい。
イソシアネート末端プレポリマーは、500~3500、より好ましくは700~3000のイソシアネート当量を有していてもよい。本発明の目的のための当量は、プレポリマーを調製するために使用されたポリオールの重量に、ポリオールとの反応で消費されたポリイソシアネートの重量を加え、これを得られたプレポリマー中のイソシアネート基の数で割ることによって計算される。イソシアネート基の数は、ASTM D2572などの滴定法を使用して決定することができる。
そのようなプレポリマーは、ポリイソシアネート成分の重量の20~90パーセントを構成していてもよい。いくつかの実施形態では、これは、ポリイソシアネート成分の重量の50~90パーセント、60~90パーセント、又は70~80パーセントを構成していてもよい。
プレポリマーを製造するために使用されるポリイソシアネートは、上で特定されたポリイソシアネート化合物のいずれか、又はこれらの2種以上の混合物であってもよい。プレポリマーは、1分子あたり少なくとも2個、好ましくは2~4個、特には2~3個のイソシアネート基を有する。プレポリマーのイソシアネート基は、芳香族、脂肪族(脂環式を含む)、又は芳香族と脂肪族のイソシアネート基の混合であってもよい。プレポリマー分子上のイソシアネート基は、好ましくは芳香族である。
ポリイソシアネート成分中に存在するポリイソシアネート基の少なくとも一部は、芳香族イソシアネート基であることが好ましい。芳香族と脂肪族のイソシアネート基が混合で存在する場合、少なくともその数の50%、より好ましくは少なくともその数の75%が芳香族イソシアネート基であることが好ましい。いくつかの好ましい実施形態では、イソシアネート基の数の80~98%が芳香族であり、2~20%が脂肪族である。プレポリマーのイソシアネート基が芳香族であり、最大350のイソシアネート当量を有するポリイソシアネート化合物のイソシアネート基が80~98%の芳香族イソシアネート基と2~20%の脂肪族イソシアネート基との混合であることが特に好ましい。
ポリイソシアネート成分は、前述したように、最大50重量%の1種以上の粒子状無機充填材を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、ポリイソシアネート成分は、少なくとも20重量%の1種以上のそのような充填材を含み、例えばこれを20~50重量%又は30~40重量%を含んでいてもよい。黒鉛、活性炭、カーボンブラックなどの炭素粒子が有用であり、また好ましい。
ポリイソシアネート成分は、ポリイソシアネート化合物に関して上述したものなどの1種以上の他の追加の原料も含んでいてもよい。ポリオール成分と同様に、ポリイソシアネート成分は、好ましくは沸点が80℃以下の有機化合物を0.5重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下含み、水及び/又は硬化反応の条件下でガスを生成する他の化学発泡剤を0.1重量%以下、より好ましくは0.05重量%以下含む。いくつかの実施形態におけるポリイソシアネート成分は、フタル酸エステル、テレフタル酸エステル、メリット酸エステル、セバシン酸エステル、マレイン酸エステルなどの可塑剤、又は他のエステル系可塑剤、スルホンアミド可塑剤、リン酸エステル可塑剤、又はポリエーテルジ(カルボキシレート)可塑剤を30重量パーセント以下、より好ましくは20重量パーセント以下含む。そのような可塑剤は、ポリイソシアネート成分に存在しなくてもよい。
ポリイソシアネート成分は、エポキシシランやアミノシランなどのカップリング剤を含んでいてもよい。カップリング剤は、例えば、ポリイソシアネート成分の総重量の0.25~5%を構成していてもよい。
等しい体積の成分が供給される場合にイソシアネート指数が0.5~3.6になるようにポリオール成分とポリイソシアネート成分を配合することが通常有用である。これにより、体積基準で2:1~1:2、特には約1:1の単純な混合比を使用し易くなる。等しい体積の成分が供給される場合にイソシアネート指数が0.9~1.8又は1.1~1.8となるように成分を配合することがより好ましい。本発明の目的のためには、「イソシアネート指数」は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分が混合された際の、ポリオール成分中のイソシアネート反応性基の数に対する、ポリイソシアネート成分中のイソシアネート基の数の比率である。一級アミノ基は2つのアミン水素原子を有するが、この計算のためにはこれは単一のイソシアネート反応性基とみなされる。1:1の体積比での好ましいイソシアネート指数は、1.1~1.65又は1.1~1.3である。
本発明は、2つの基材を接合するための方法でもある。通常、ポリオール成分とイソシアネート成分とが混合されて反応混合物が形成される。これらの材料の比率は、例えば、イソシアネート指数が0.9~1.8、1.1~1.8、1.1~1.65、又は1.1~1.3になるような比率とすることができる。反応混合物は、2つの基材の間且つこれらと接触する層に形成される。基材が接着剤と接触する前に、一方又は両方の基材に接着促進剤が塗布されてもよい。その後、接着剤層が、2つの基材間でこれらと接触して硬化され、2つの基材のそれぞれに接合した硬化した接着剤の層を形成する。
イソシアネート成分をポリオール成分と混合し、接着剤層を形成し、接着剤を硬化させるために使用される方法は、大まかに言えば重要ではなく、これらの工程を行うために様々なタイプの装置を使用することができる。したがって、イソシアネート成分とポリオール成分は、様々なタイプのバッチ式装置において手作業で、並びに/又は様々な種類の自動計量装置、混合装置、及び分配装置を使用して、混合することができる。
ポリオール成分とイソシアネート成分は、多くの場合、室温(約22℃)で混合すると自発的に反応し、接着剤をより高い温度に加熱する必要なく硬化する。したがって、いくつかの実施形態では、硬化は、例えば0~35℃の温度で成分を単に混合して成分を反応させることによって行われる。
より迅速に硬化させるために、接着剤に熱が加えられてもよい。ポリオール成分とイソシアネートの成分は、別々に加熱されてから、追加の加熱あり又はなしで混合及び硬化されてもよい。或いは、ポリオール成分及びイソシアネート成分は、0~35℃などのより低い温度で混合されてから、混合物がより高い硬化温度に加熱されてもよい。必要に応じて、接着剤を塗布する前に基材が加熱されてもよい。硬化工程で高温が使用される場合、そのような温度は例えば36~100℃又は40~65℃であってもよい。
いくつかの実施形態では、接着剤は、潜在的な硬化、すなわち接着剤が流動性を維持し、結果として接着剤自体及び/又は接着剤と接触する基材の取り扱いを可能にする延長された「オープンタイム」を提供するように配合される。いくつかの実施形態では、接着剤は、室温(22÷2℃)で混合及び硬化された場合、少なくとも2分、好ましくは少なくとも4分のオープンタイムを示す。本発明の目的のためには、オープンタイムは、室温で時間に対する複素粘度を測定することによってレオロジー的に測定される。ポリオール成分とポリイソシアネートの成分が混合され、振動モードで作動する平行平板レオメーターのプレートに直ちに塗布される。プレート直径は20mmであり、プレート間隔は1mmのプレートである。反応性の測定は、0.062%の一定の変形で10Hzで行われる。複素粘度は時間に対してプロットされ、複素粘度曲線の傾きがその最初の傾きと比較して30%増加した時間がオープンタイムとみなされる。
基材は限定されない。それらは、例えば金属、金属合金、有機ポリマー、リグノセルロース材料(木材、ボール紙、又は紙など)、セラミック材料、様々なタイプの複合材料、又はその他の材料であってもよい。炭素繊維強化プラスチックが特に興味深い基材である。いくつかの実施形態における基材は、本発明の硬化した接着剤組成物と一体に接着される車両部品又は車両の部分組立体である。別の実施形態における基材は、本発明の接着剤を使用して一体に接着されて多層積層体を形成する個々のプライである。別の実施形態における基材は建築部材である。
好ましい実施形態では、基材の一方又は両方は、アルコール系のISO 8296試験インクを塗布することによって測定される、例えば最大75mN/m、特には30~65nM/mの表面エネルギーを有する低表面エネルギー基材である。
低表面エネルギー基材の例は、ポリプロピレンであるか、少なくとも40重量%のポリプロピレンを含む。「ポリプロピレン」とは、プロピレンのホモポリマー、又は少なくとも50重量%のプロピレンと最大50%の1種以上の他のモノマーとのコポリマーを意味する。コポリマーは、ランダム、ブロック、及び/又はグラフトコポリマーであってもよい。ポリプロピレン基材には、本発明の接着剤組成物に関して上述したものなどの1種以上の充填材が添加されていてもよい。そのような充填材は、存在する場合、有利にはポリプロピレンと充填材の合計重量の最大50重量%、特には20~45重量%を構成する。タルクが特に興味深い充填材である。代わりに、又はそれに加えて、ポリプロピレン基材は、ガラス、他のセラミック、炭素、金属、又は植物繊維などの強化繊維を含んでいてもよい。繊維は、ポリプロピレンと繊維の合計重量の最大50重量%、特には20~45重量%を構成していてもよい。ポリプロピレンは、好ましくは、充填材が添加された及び/又は繊維で強化された基材の少なくとも40%、より好ましくは少なくとも50%を構成する。
ポリプロピレン基材は、その表面エネルギーを増加させるために、本発明の接着剤を塗布する前に火炎処理又はプラズマ処理されていてもよい。そのような処理は、上述した通りに測定される表面エネルギーを例えば最大75mN/m、特には30~65nM/mに増加させるために行うことができる。火炎処理は、化学量論的、酸化的、又は還元的な空気対燃料の比率を使用して行うことができる。
本発明の利点は、接着剤を塗布する前に基材の基材表面のいずれか又は両方にプライマーを塗布する工程なしで望まれる凝集破壊を伴う優れた接着を実現できることである。したがって、本発明の好ましい実施形態では、接着剤を基材表面に塗布する前に、基材表面の少なくとも一方にプライマーは塗布されない。特に好ましい実施形態では、そのようなポリプロピレン基材の表面に最初にプライマーが塗布されずに、少なくとも1つのポリプロピレン基材に接着剤が塗布される。前述したものと同様に、このポリプロピレン基材は充填材粒子が充填されていてもよく(タルク充填材添加ポリプロピレン基材など)、及び/又は繊維強化されていてもよく(ガラス繊維強化ポリプロピレン基材など)、それぞれの場合において、前述したように表面エネルギーを増加させるために火炎処理又はプラズマ処理されていてもよい。
以下の実施例は、本発明を説明するために提供されているが、その範囲を限定することを意図するものではない。全ての部及び百分率は、特に明記しない限り重量による。以下の例において:
ポリオールAは、約4800g/モルの分子量と約1600のヒドロキシル当量を有する、エチレンオキシドでキャップされた公称官能基数が3のポリ(プロピレンオキシド)である。
ポリオールBは、スクロースとグリセリンとの混合物をアルコキシル化することにより製造された、分子量が1400であり公称官能基数が7.0のポリ(プロピレンオキシド)である。
ポリアミンは、1分子あたり3個の末端一級アミン基を名目上有する分子量400のアミン末端ポリプロピレンオキシドである。
触媒Aは市販のジオクチルスズチオグリコレートである。
触媒Bは市販のジオクチルスズジカルボキシレートである。
触媒Cは、フェノールでブロックされた1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク-7-エンである。
充填材混合物は、45μm未満の粒子サイズを有する粉砕CaCO;ステアレートコーティングを有し全ての粒子が200nm未満の沈降CaCO;並びに3.2μmの平均粒子サイズ、8.5m/gのBET表面積、及び5.5のpHを有する焼成カオリン;の混合物である。
乾燥剤は、ヒュームドシリカとモレキュラーシーブとの混合物である。
ポリイソシアネートは、イソシアネート含有量が4.4%のトルエンジイソシアネートプレポリマー(Covestro AGからDesmodur(登録商標)E15として入手可能)78部と、ヘキサメチレンジイソシアネートに基づく脂肪族ポリイソシアネート(Covestro AGからDesmodur(登録商標)N3400として入手可能)2部と、粒子状カーボンブラック18部との混合物である。
エポキシシランは、Momentive Performance MaterialsからSilquest(登録商標)A187として市販されている。
モノオール1は、プロピレンオキシドとブチレンオキシドとの50/50混合物をドデシルアルコールに重合することによって製造された分子量750のポリエーテルである。
モノオール2は、C12~C15のn-アルカノールの混合物にプロピレンオキシドを重合することによって製造された分子量935のポリエーテルである。
モノオール3は、プロピレンオキシドとエチレンオキシドとの50/50混合物を1-ブタノール上に重合することによって製造された分子量1020のポリエーテルである。
モノオール4は、プロピレンオキシドとブチレンオキシドとの50/50混合物をC12~C15のn-アルカノールの混合物に重合することによって製造された分子量950のポリエーテルである。
実施例1~5及び比較サンプルA~B
比較サンプルAは以下の配合物から製造した:
Figure 0007348211000001
ポリオール成分は、記載されている原料を室温で混合し、十分に混合することによって製造する。
比較サンプルBは、2部のエポキシシランがポリイソシアネート成分に添加されることを除いては比較サンプルAと同じ組成を有する。
実施例1は、表2に示されているように、7部のポリオールAが等しい重量のモノオール1で置き換えられることを除いては比較サンプルAと同じ組成を有する。
実施例2~5は、表2に示されるように、様々な量のポリオールAが等しい重量のモノオール1で置き換えられることを除いては比較サンプルBと同じ組成を有する。
比較サンプルA及びB並びに実施例1~5のそれぞれを、火炎処理されたタルク充填材入りポリプロピレン及び火炎処理されたガラス繊維充填材入りポリプロピレン用の接着剤として評価する。タルク充填材入りポリプロピレンは、製品の総重量基準で30~40%のタルクを含む射出成形グレードのポリプロピレンである。ガラス充填材入りポリプロピレンは、製品の総重量基準で30%のガラス繊維を含む長繊維ガラス入りの射出成形グレードのポリプロピレンである。いずれの場合も、ポリプロピレンを厚さ2mmの箔に成形し、空気:プロパン比25:1;コンベヤベルト速度600mm/s;火炎から基材までの距離60mm;プロパン流量2L/分;の条件下で箔をArcotec Arcogas FTS101D火炎処理ユニットに通すことで火炎処理する。この処理により、装置の供給業者から提供されたアルコール系のISO 8296試験インクを塗布することによって決定されるポリプロピレンサンプルの表面エネルギーが、28~30mN/mから40~60mN/mに上昇する。
重ねせん断試験片は、8~10mmのスタティックミキサーユニットを備えたデュアルカートリッジ分注ガンに取り付けられた別々のカートリッジにポリオール成分とポリイソシアネート成分を充填することにより準備する。接着剤を、一対の火炎処理されたタルク充填材入りポリプロピレン試験片又は火炎処理されたガラス繊維充填材入りポリプロピレン試験片のうちの一方に塗布し、15×25×1.5mmの層に形成する。接着剤層を形成する前に基材にプライマーを塗布しない。接着剤を、室温(22~24℃)及び周囲湿度で3日間硬化する。その後、FHM860.00.00又は8606.04.00取り付け装置を備えたZwick1435引張試験機を使用して、DIN EN 1465(2009)に従って重ねせん断強度を測定する。いずれの場合も、接着剤は火炎処理から15~240分後に塗布する。サンプルを破損モードについて視覚的に評価する。片方又は両方の基材から接着剤が剥離することは接着破壊を示し、基材層から接着剤が分離せずに接着剤層が引き裂かれることは凝集破壊を示す。
結果は表2に示す通りである。
Figure 0007348211000002
比較サンプルAは、特にガラス充填材入りポリプロピレン基材において、対照の接着剤がどのように望ましくない接着破壊モードで破損するかを示している。比較サンプルBは、カップリング剤(エポキシシラン)を添加すると、接着破壊モードが減少して望ましい凝集破壊モードが優先されるようになることを示している。しかしながら、ガラス充填材入りポリプロピレン基材での望ましくない破壊モードは50%近い。
実施例1は、ポリオールAの一部をモノオールに置き換えることの効果を示している。エポキシシランカップリング剤が存在しない場合であっても、ガラス充填材入りポリプロピレン基材でさえ本質的に100%の凝集破壊モードが得られる。
実施例2~5は、エポキシシランカップリング剤がポリイソシアネート成分の中に含まれている場合の両方の基材での100%の凝集破壊を示している。これらの結果は、ポリオール成分の3.5重量%から15重量%までの様々なモノオール1の量にわたってみられる。ポリオール成分中のイソシアネート反応性材料の平均ヒドロキシル官能基数が少ないことに起因して予想されるように、重ねせん断強度の若干の低下がみられる。これにより、硬化した接着剤の架橋密度が低下する。
実施例6及び実施例7
実施例6及び7は、前述した実施例と同じ方法で製造及び試験する。接着剤の処方及び試験結果は表3に示す通りである。
Figure 0007348211000003
表3のデータが示すように、ガラス充填材入りポリプロピレンの接着剤であっても、実施例6と実施例7の両方で望ましい凝集破壊モードがみられる。
実施例8及び実施例9
実施例8及び9は、前述した実施例と同じ方法で製造及び試験する。接着剤の処方及び試験結果は表4に示す通りである。
Figure 0007348211000004
表4のデータが示すように、ガラス充填材入りポリプロピレンの接着剤であっても、実施例8と実施例9の両方で望ましい凝集破壊モードがみられる。
本願は以下の態様にも関する。
(1) ポリオール成分とイソシアネート成分とを有する二液型ポリウレタン接着剤組成物であって、
前記ポリオール成分が、
a)それぞれが少なくとも2の公称ヒドロキシル官能基数、a)2~4の平均公称ヒドロキシル官能基数、及び400~2000のヒドロキシル当量を有し、それぞれがプロピレンオキシドのホモポリマー及び70~99重量%のプロピレンオキシドと1~30重量%のエチレンオキシドとのコポリマーから選択される1種以上のポリエーテルポリオールを前記ポリオール成分の重量を基準として少なくとも15重量%;
b)それぞれが100~399のヒドロキシル当量を有し、少なくとも4の平均公称官能基数を有する1種以上のポリエーテルポリオールを前記ポリオール成分の重量を基準として0~10重量%;
c)少なくとも2のヒドロキシル官能基数及び100未満のヒドロキシル当量を有するポリオールを前記ポリオール成分の重量を基準として0~10重量%;
d)100~2000の分子量を有するモノオールを前記ポリオール成分の重量を基準として2~40重量%;
e)少なくとも2つの一級及び/又は二級脂肪族アミン基を有する少なくとも1種の化合物を100重量部のa)あたり0~3重量部;
f)触媒有効量の少なくとも1種のウレタン触媒;並びに
g)1種以上の粒子状充填材をポリオール成分の重量を基準として5~60重量%;
含み、
前記ポリイソシアネート成分が、少なくとも1種の有機ポリイソシアネートと、前記ポリイソシアネート成分の総重量を基準として0~50重量%の少なくとも1種の粒子状充填材とを含む、
二液型ポリウレタン接着剤組成物。
(2) 成分d)が、A-OHの構造を有する脂肪族アルコールをアルコキシル化することによって調製され、Aがヒドロカルビル基を表す、前記(1)に記載の二液型ポリウレタン接着剤組成物。
(3) 成分d)が、A-B-OHの構造により表され、AがC4~20直鎖脂肪族ヒドロカルビル基を表し、Bがポリエーテル鎖を表す、前記(1)に記載の二液型ポリウレタン接着剤。
(4) 成分d)が700~1500の分子量を有する、前記(1)~(3)のいずれかに記載の二液型ポリウレタン接着剤。
(5) 前記ポリオール成分が、前記ポリオール成分の重量を基準として4~20重量パーセントの成分d)を含む、前記(1)~(4)のいずれかに記載の二液型ポリウレタン接着剤。
(6) 前記ポリオール成分が、前記ポリオール成分の重量を基準として2~10重量パーセントの成分b)を含む、前記(1)~(5)のいずれかに記載の二液型ポリウレタン接着剤。
(7) 前記ポリオール成分が、前記ポリオール成分の重量を基準として0.25~3重量パーセントの成分c)を含む、前記(1)~(6)のいずれかに記載の二液型ポリウレタン接着剤。
(8) 前記(1)~(7)のいずれかに記載の二液型ポリウレタン接着剤の前記ポリオール成分と前記ポリイソシアネート成分を混合して未硬化接着剤を形成すること、2つの基材間のボンドラインで前記未硬化接着剤の層を形成すること、前記ボンドラインで前記未硬化接着剤層を硬化させて前記基材のそれぞれに接合された硬化接着剤を形成すること、を含む2つの基材の接合方法。
(9) イソシアネート指数が1.1~1.8である、前記(8)に記載の方法。
(10) I)ポリプロピレン基材にプライマーを予め塗布せずに、前記(1)~(7)のいずれかに記載の二液型ポリウレタン接着剤の前記ポリオール成分と前記ポリイソシアネート成分を混合して未硬化接着剤を形成し、ポリプロピレン基材と第2の基材と間のボンドラインで前記未硬化接着剤の層を形成すること、並びにII)前記ボンドラインで前記未硬化接着剤層を硬化させて前記ポリプロピレン基材と前記第2の基材とに接合された硬化接着剤を形成すること、
を含む、ポリプロピレン基材の第2の基材への接合方法。
(11) 前記ポリプロピレン基材が75mN/m以下の表面エネルギーを有する、前記(10)に記載の方法。
(12) 前記ポリプロピレン基材が30~65mN/mの表面エネルギーを有する、前記(11)に記載の方法。
(13) 前記ポリプロピレン基材が工程I)の前に火炎処理又はプラズマ処理される、前記(10)~(12)のいずれかに記載の方法。
(14) 工程Iの前に前記ポリプロピレン基材にプライマーが塗布されない、前記(10)~(13)のいずれかに記載の方法。

Claims (13)

  1. ポリオール成分とイソシアネート成分とを有する二液型ポリウレタン接着剤組成物であって、
    前記ポリオール成分が、
    a)それぞれが少なくとも2の公称ヒドロキシル官能基数、a)2~4の平均公称ヒドロキシル官能基数、及び400~2000のヒドロキシル当量を有し、それぞれがプロピレンオキシドのホモポリマー及び70~99重量%のプロピレンオキシドと1~30重量%のエチレンオキシドとのコポリマーから選択される1種以上のポリエーテルポリオールを前記ポリオール成分の重量を基準として少なくとも15重量%;
    b)それぞれが100~399のヒドロキシル当量を有し、少なくとも4の平均公称官能基数を有する1種以上のポリエーテルポリオールを前記ポリオール成分の重量を基準として~10重量%;
    c)少なくとも2のヒドロキシル官能基数及び100未満のヒドロキシル当量を有するポリオールを前記ポリオール成分の重量を基準として0~10重量%;
    d)100~2000の分子量を有するモノオールを前記ポリオール成分の重量を基準として2~40重量%;
    e)少なくとも2つの一級及び/又は二級脂肪族アミン基を有する少なくとも1種の化合物を100重量部のa)あたり0~3重量部;
    f)触媒有効量の少なくとも1種のウレタン触媒;並びに
    g)1種以上の粒子状充填材をポリオール成分の重量を基準として5~60重量%;
    含み、
    前記ポリイソシアネート成分が、少なくとも1種の有機ポリイソシアネートと、前記ポリイソシアネート成分の総重量を基準として0~50重量%の少なくとも1種の粒子状充填材とを含む、
    二液型ポリウレタン接着剤組成物。
  2. 成分d)が、A-OHの構造を有する脂肪族アルコールをアルコキシル化することによって調製され、Aがヒドロカルビル基を表す、請求項1に記載の二液型ポリウレタン接着剤組成物。
  3. 成分d)が、A-B-OHの構造により表され、AがC4~20直鎖脂肪族ヒドロカルビル基を表し、Bがポリエーテル鎖を表す、請求項1に記載の二液型ポリウレタン接着剤。
  4. 成分d)が700~1500の分子量を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の二液型ポリウレタン接着剤。
  5. 前記ポリオール成分が、前記ポリオール成分の重量を基準として4~20重量パーセントの成分d)を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の二液型ポリウレタン接着剤。
  6. 前記ポリオール成分が、前記ポリオール成分の重量を基準として0.25~3重量パーセントの成分c)を含む、請求項1~のいずれか一項に記載の二液型ポリウレタン接着剤。
  7. 請求項1~のいずれか一項に記載の二液型ポリウレタン接着剤の前記ポリオール成分と前記ポリイソシアネート成分を混合して未硬化接着剤を形成すること、2つの基材間のボンドラインで前記未硬化接着剤の層を形成すること、前記ボンドラインで前記未硬化接着剤層を硬化させて前記基材のそれぞれに接合された硬化接着剤を形成すること、を含む2つの基材の接合方法。
  8. イソシアネート指数が1.1~1.8である、請求項に記載の方法。
  9. I)ポリプロピレン基材にプライマーを予め塗布せずに、請求項1~のいずれか一項に記載の二液型ポリウレタン接着剤の前記ポリオール成分と前記ポリイソシアネート成分を混合して未硬化接着剤を形成し、ポリプロピレン基材と第2の基材と間のボンドラインで前記未硬化接着剤の層を形成すること、並びにII)前記ボンドラインで前記未硬化接着剤層を硬化させて前記ポリプロピレン基材と前記第2の基材とに接合された硬化接着剤を形成すること、
    を含む、ポリプロピレン基材の第2の基材への接合方法。
  10. 前記ポリプロピレン基材が75mN/m以下の表面エネルギーを有する、請求項に記載の方法。
  11. 前記ポリプロピレン基材が30~65mN/mの表面エネルギーを有する、請求項10に記載の方法。
  12. 前記ポリプロピレン基材が工程I)の前に火炎処理又はプラズマ処理される、請求項11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 工程Iの前に前記ポリプロピレン基材にプライマーが塗布されない、請求項11のいずれか一項に記載の方法。
JP2020568460A 2018-06-20 2019-06-07 ポリプロピレン接合接着剤及び方法 Active JP7348211B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862687492P 2018-06-20 2018-06-20
US62/687,492 2018-06-20
PCT/US2019/036011 WO2019245755A1 (en) 2018-06-20 2019-06-07 Polypropylene bonding adhesive and process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021529226A JP2021529226A (ja) 2021-10-28
JP7348211B2 true JP7348211B2 (ja) 2023-09-20

Family

ID=67002428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020568460A Active JP7348211B2 (ja) 2018-06-20 2019-06-07 ポリプロピレン接合接着剤及び方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20210122955A1 (ja)
EP (1) EP3810670A1 (ja)
JP (1) JP7348211B2 (ja)
KR (1) KR20210044738A (ja)
CN (1) CN112996832B (ja)
WO (1) WO2019245755A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7343530B2 (ja) * 2018-07-02 2023-09-12 ディディピー スペシャルティ エレクトロニック マテリアルズ ユーエス,エルエルシー プライマーレスポリウレタン接着剤組成物

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008297473A (ja) 2007-05-31 2008-12-11 Yokohama Rubber Co Ltd:The 二液硬化型ポリウレタン系シーリング材組成物
JP2016141776A (ja) 2015-02-04 2016-08-08 横浜ゴム株式会社 接着剤組成物
JP2017128052A (ja) 2016-01-21 2017-07-27 横浜ゴム株式会社 積層部材の製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3597297A (en) * 1968-06-25 1971-08-03 Minnesota Mining & Mfg Synthetic turf material and method of making same
US3979364A (en) * 1974-09-23 1976-09-07 Jefferson Chemical Company, Inc. Polyurethane elastomers having improved sag resistance
MX9701338A (es) * 1994-08-22 1997-05-31 Henkel Kgaa Composiciones de poliuretano con bajo contenido endiisocianatos monomeros.
ES2181178T3 (es) * 1997-01-06 2003-02-16 Kraton Polymers Res Bv Adhesivos sensibles a la presion que comprenden poliuretanos termoplasticos.
CN1136284C (zh) * 1999-04-26 2004-01-28 日本聚氨酯工业株式会社 层压用粘合剂
US7112631B2 (en) * 2002-10-24 2006-09-26 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Moisture cured reactive hot melt adhesive with monofunctional reactants as grafting agents
US20080199706A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-21 Kristy Bacher Polyurethane elastomeric adhesive composition and composite article formed therefrom
JP5970925B2 (ja) * 2012-04-04 2016-08-17 横浜ゴム株式会社 1液湿気硬化性樹脂組成物、それを用いたシーリング材及び接着剤
US9850339B2 (en) * 2013-12-18 2017-12-26 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. Liquid crystalline polyurethane elastomer and method for producing same
US9951259B2 (en) * 2014-12-24 2018-04-24 Toyo Ink Sc Holdings Co., Ltd. Adhesive composition and laminate
EP3310825B1 (en) * 2015-06-18 2022-06-22 DDP Specialty Electronic Materials US, LLC Two-part polyurethane adhesives made using isocyanate-terminated quasi-prepolymers based on poly (butylene oxide)
CN107709394A (zh) * 2015-06-18 2018-02-16 陶氏环球技术有限责任公司 潜伏型两部分型聚氨基甲酸酯粘合剂
DE102015009764A1 (de) * 2015-07-31 2017-02-02 Tesa Se Reaktives Klebstofffilm-System zur Verklebung unpolarer Oberflächen
JP6687830B2 (ja) * 2015-10-29 2020-04-28 オート化学工業株式会社 硬化性組成物
WO2019182715A1 (en) * 2018-03-19 2019-09-26 Dow Global Technologies Llc Latent two-part polyurethane adhesives

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008297473A (ja) 2007-05-31 2008-12-11 Yokohama Rubber Co Ltd:The 二液硬化型ポリウレタン系シーリング材組成物
JP2016141776A (ja) 2015-02-04 2016-08-08 横浜ゴム株式会社 接着剤組成物
JP2017128052A (ja) 2016-01-21 2017-07-27 横浜ゴム株式会社 積層部材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210044738A (ko) 2021-04-23
EP3810670A1 (en) 2021-04-28
US20240327689A1 (en) 2024-10-03
WO2019245755A1 (en) 2019-12-26
CN112996832B (zh) 2022-12-13
CN112996832A (zh) 2021-06-18
US20210122955A1 (en) 2021-04-29
JP2021529226A (ja) 2021-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102578736B1 (ko) 잠재성 2부분 폴리우레탄 접착제
KR102513861B1 (ko) 폴리(부틸렌 옥사이드) 기반 이소시아네이트-말단화된 유사-예비폴리머를 사용하여 제조된 2성분 폴리우레탄 접착체
CN110997747B (zh) 三组分聚氨酯粘合剂组合物
US20240343958A1 (en) Adhesive composition
US20240327689A1 (en) Polypropylene bonding adhesive and process
US11814552B2 (en) Latent two-part polyurethane adhesives
JP7379356B2 (ja) 接着剤組成物
KR20200028896A (ko) 소수성 변성 이소시아네이트 관능성 프리폴리머 함유 접착제를 함유하는 조성물
WO2019014593A1 (en) ORGANOZINCIC CO-CATALYSTS FOR ENHANCED LATENCY IN POLYURETHANE CURING
WO2019014171A1 (en) LATENT POLYURETHANE ADHESIVES WITH TWO COMPONENTS CURABLE IN AMBIENT CONDITIONS
WO2024191613A1 (en) Two-component polyurethane adhesive with durable adhesion to inorganic substrates
KR20230087501A (ko) 1-성분 폴리우레탄 접착제
JP2024533107A (ja) 二液型ポリウレタン接着剤組成物
KR20240051134A (ko) 2-성분 폴리우레탄 접착제 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20201210

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20210407

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220603

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230531

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230815

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230907

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7348211

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150