JP7379356B2 - 接着剤組成物 - Google Patents
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60重量%;及びその上別の実施形態では約20重量%~約60重量%を構成し得る。
Covestroから入手可能なDesmodur N3400は、ヘキサメチレンビスイソシアネートをベースとする脂肪族ポリイソシアネート化合物である。
Isonate M143は、2.2の官能価及び40mPa-s粘度の粘度の液化MDIである。Isonate M143は、The Dow Chemical Company(Dow)から入手可能である。
MetatinT713は、スズベースのジブチルスズメルカプチド触媒であり;ACIMAから入手可能である。
ジ-n-オクチルスズビス[イソオクチルメルカプトアセテート]、スズベースのジオクチルスズメルカプチド触媒。
POLYCAT SA-1/10は、フェノール対イオンの固体DBU(1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン)ベースの固体アミン触媒であり;ACIMAから入手可能である。
Voranol 2000Lは、1,000g/molの平均分子量及びおよそ55mg KOH/gのOH価のポリプロピレンホモポリマーであり;Dowから入手可能である。
Voranol CP4610は、1,800g/mol分子量の平均分子量及びおよそ35mg KOH/gのOH価のグリセリン開始酸化エチレンベースのプロポキシル化トリオールであり;Dowから入手可能である。
1,4-ブタンジオールは、Arco Chemicaから入手可能であり、Schweizerhall Chemieによって流通されている。
Polestar 200Rは、およそ2マイクロメートル(μm)(90%>10μm)の平均粒径並びに8.5m2/gのBET表面積及び6.0~6.5のpHのか焼陶土(55%SiO2、45%Al2O3)である。Polestar 200Rは、IMERYSから入手可能である。
Aerosil R 202は、疎水的に改質されたポリジメチルシロキサン被覆ヒュームドシリカであり;Evonik Industriesから入手可能である。
Printex 30は、Alzchemによって商業的に供給されるカーボンブラック充填材である。
Toyocat DB60は、第三級アミンと有機酸との塩をベースとする触媒であり;東ソーから商業的に入手可能である。
Vestinol 9は、100%ジ-イソノニルフタレートであり、T-715プレポリマー技術において可塑剤として使用され;Evonikから入手可能である。
Voranol 280は、280のヒドロキシル価、7の官能価、400g/molの分子量及び200のEWを有するスクロース開始オキシプロピレン-オキシエチレンポリオール化合物である。Voranol 280は、Dowから入手可能である。
VORAFORCE(商標)5300は、RTMプロセスにおいて炭素繊維強化複合材料(CFRP)部品を製造するためのDow樹脂グレードである。
BETAWIPE(商標)4800は、Dow Automotive Systemsから入手可能な溶媒ベースの接着促進剤である。
以下の試験は、当業者に公知の手順に従って行った。
30cm~50cm長さの接着剤ビーズをポリエチレンホイル上に手動で押し出した。2Kポリウレタン接着剤の手動塗布を、取り付けられた静的ミキサーユニット8ミリメートル(mm)又は10mm直径及び24の混合要素を備え、且つ最低6バールのアプリケーション圧力の例えばKroeger TS 400などのダブルカートリッジアプリケーションガンから行った。接着剤が木製スパチュラの木でできた表面にもはや付着しなくなるまで、塗布された接着剤ビーズを木製スパチュラで連続して圧迫する。測定される時間が接着剤のオープンタイムと定義される。
2K PU接着剤の反応性は、直径20mm、プレート間隔設定1mmの平行プレートを用いた振動モードでのレオロジーによって測定する。反応性測定は、0.062%の一定変形での10Hzで行う。複素粘度を時間に対してプロットし;粘度の勾配が30°を超えて変化する時間を「反応性」と見なす。
せん断強度測定は、例えば、FHM 8606.00.00又は8606.04.00取付装置を備えたせん断強度デバイスZwick 1435などの好適なせん断強度測定デバイスでDIN EN 1465(2009年7月)に従って行った。E-コート基材は、次の寸法:100mm×25mm×0.8mmのCathoguard500 e-被覆鋼製パネルであった。E被覆基材をBETACLEAN(商標)3350(ヘプタン)洗浄溶剤液できれいにした。接着剤塗布前の洗浄後の溶剤のフラッシュオフ時間は、5分であった。CFRP基材は、次の寸法:100mm×45mm×2.2mmのDOW CFRP VORAFORCE(商標)5300からのVORAFORCE(商標)グレードパネルであった。CFRP基材を研削するか又は洗浄若しくは機械的前処理なしに使用した。研削が行われる場合、研削は、均質な光学的外観が達成されるまで、湿ったCFRPパネルに関して320研削パッドを使用して手動により行った。引き続いて、パネルを80℃で8時間乾燥させる。10mm×25mm×1.5mmの接着接合寸法をラップせん断検体のために使用した。ラップせん断検体を23℃/50%相対湿度(r.h.)での1時間の硬化時間後又はそれぞれ以下に記載される熱加速硬化プロセス後に試験した。
引張試験は、DIN 527-2(2012年6月)に記載される試験に従って7日RT硬化2mm厚さプラーク(Dogbones 5Aと言われる)で行った。
比較例A~C並びに実施例1及び2の接着剤組成物のオープンタイムは、上に記載されたレオロジー反応性試験によって測定した。ラップせん断強度は、e-被覆鋼製基材を用いて
1時間及び7日RTで測定した。接着寸法は、15mm×25mm×
1.5mmであった。引張試験は、上に記載されたようなDogbones 5A試験サンプルに関して行った。様々な接着剤を使用してDogbones 5Aサンプルに関して行われた試験の結果を表1に記載する。
また、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の態様として以下も包含し得る。
(1)(a)少なくとも1つのイソシアネート成分と、
(b)少なくとも1つのポリオール成分と
を含む接着剤組成物であって、前記ポリオール成分は、(bi)少なくとも1つの第1ポリオール化合物、(bii)約2超の官能価及び約200未満の当量を有する少なくとも1つの第2ポリオール化合物;及び(biii)少なくとも1つの鎖延長剤を含み、前記鎖延長剤は、約2つのヒドロキシル基及び約200未満の当量を有する化合物を含む、接着剤組成物。
(2)前記少なくとも1つの第2ポリオール化合物は、3以上の官能価及び約100未満の当量を有する、請求項1に記載の組成物。
(3)少なくとも1つの触媒を更に含む、請求項1に記載の組成物。
(4)前記少なくとも1つの触媒は、少なくとも1つのスズ含有有機触媒である、請求項3に記載の組成物。
(5)前記少なくとも1つの触媒は、(α)少なくとも1つのスズ含有有機化合物と、(β)少なくとも1つのアミン化合物との組み合わせを含む、請求項3に記載の組成物。
(6)前記少なくとも1つの触媒は、前記少なくとも1つのイソシアネート成分(a)に添加されるか;前記少なくとも1つの触媒は、前記少なくとも1つのポリオール成分(b)に添加されるか;又は前記少なくとも1つの触媒は、前記少なくとも1つのイソシアネート成分(a)及び前記少なくとも1つのポリオール成分(b)の両方に添加される、請求項3に記載の組成物。
(7)少なくとも1つの充填材を更に含む、請求項1に記載の組成物。
(8)前記少なくとも1つの充填材は、無機充填材粒子、金属粒子、熱硬化性ポリマー粒子、熱可塑性粒子、カーボンブラック、カーボン粒子及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項7に記載の組成物。
(9)前記少なくとも1つの充填材は、前記少なくとも1つのイソシアネート成分(a)に添加されるか;前記少なくとも1つの充填材は、前記少なくとも1つのポリオール成分(b)に添加されるか;又は前記少なくとも1つの充填材は、前記少なくとも1つのイソシアネート成分(a)及び前記少なくとも1つのポリオール成分(b)の両方に添加される、請求項7に記載の組成物。
(10)前記少なくとも1つの触媒は、少なくとも1つのスズ含有有機触媒である、請求項1に記載の組成物。
(11)前記少なくとも1つの第1ポリオール化合物は、少なくとも1つのプレポリマーである、請求項1に記載の組成物。
(12)前記少なくとも1つのプレポリマーは、(A)少なくとも1つのポリオール化合物と、(B)少なくとも1つのポリイソシアネート化合物とのイソシアネート官能性反応生成物を含む、請求項11に記載の組成物。
(13)前記少なくとも1つの第2ポリオール化合物は、グリセリンである、請求項1に記載の組成物。
(14)前記少なくとも1つのイソシアネート成分(a)は、約0.01重量パーセント~約60重量パーセントの濃度で前記組成物中に存在し;前記少なくとも1つのポリオール成分(b)は、約0.1重量パーセント~約20重量パーセントの濃度で前記組成物中に存在する、請求項1に記載の組成物。
(15)前記少なくとも1つの触媒は、約0.005重量パーセント~約2.0重量パーセントの濃度で前記組成物中に存在する、請求項3に記載の組成物。
(16)前記少なくとも1つの充填材は、約0.1重量パーセント~約60重量パーセントの濃度で前記組成物中に存在する、請求項7に記載の組成物。
(17)少なくとも1つのガス捕捉剤、少なくとも1つの水捕捉剤又はそれらの混合物を更に含む、請求項1に記載の組成物。
(18)8分超からのオープンタイム;約1.0メガパスカル超の、23℃及び50パーセント相対湿度で1時間後のラップせん断強度;及び約150パーセント超の破断点伸びを有する、請求項1に記載の組成物。
(19)二成分ポリウレタン接着剤を含む、請求項1に記載の組成物。
(20)2成分ポリウレタン接着剤組成物を調製する方法であって、
(a)少なくとも1つのイソシアネート成分と、
(b)少なくとも1つのポリオール成分と
を混ぜ合わせる工程を含み、前記ポリオール成分は、(bi)少なくとも1つの第1ポリオール化合物、(bii)約2超の官能価及び約200未満の当量を有する少なくとも1つの第2ポリオール化合物;及び(biii)少なくとも1つの鎖延長剤を含み、前記鎖延長剤は、約2つのヒドロキシル基及び約200未満の当量を有する化合物を含む、方法。
(21)前記組成物は、少なくとも1つの触媒を更に含む、請求項20に記載の方法。
(22)前記組成物は、少なくとも1つの充填材を更に含む、請求項20に記載の方法。
(23)少なくとも第1基材を少なくとも第2基材に接着させる方法であって、
(I)前記少なくとも第1基材を、請求項1に記載の接着剤組成物と接触させる工程と;
(II)前記少なくとも第2基材を、前記少なくとも第1基材上に存在する前記接着剤組成物と接触させる工程と;
(III)前記少なくとも第1及び第2基材を前記接着剤組成物と共に約5℃~約80℃の温度に加熱する工程と
を含む方法。
Claims (17)
- (a)少なくとも1つのイソシアネート成分と、
(b)少なくとも1つのポリオール成分と
を含む接着剤組成物であって、
前記ポリオール成分は、
(bi)少なくとも1つの第1ポリオール化合物であって、400~3,000の当量および2~3の名目ヒドロキシル官能価を有するポリエーテルポリオールを有する第1ポリオール化合物、
(bii)2超の官能価及び200未満の当量を有する少なくとも1つの第2ポリオール化合物であって、グリセリンである第2ポリオール化合物;及び
(biii)少なくとも1つの鎖延長剤を含み、前記鎖延長剤は、200未満の当量を有する脂肪族ジオールを含み、
前記接着剤組成物が、前記イソシアネート成分(a)及び前記ポリオール成分(b)が反応生成物接着剤を形成するために混合され得る二成分ポリウレタン接着剤である、
接着剤組成物。 - 前記少なくとも1つの第2ポリオール化合物は、3以上の官能価及び100未満の当量を有する、請求項1に記載の組成物。
- 少なくとも1つの触媒を更に含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つの触媒は、少なくとも1つのスズ含有有機触媒である、請求項3に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つの触媒は、(α)少なくとも1つのスズ含有有機化合物と、(β)少なくとも1つのアミン化合物との組み合わせを含む、請求項3に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つの触媒は、前記少なくとも1つのイソシアネート成分(a)に添加されるか;前記少なくとも1つの触媒は、前記少なくとも1つのポリオール成分(b)に添加されるか;又は前記少なくとも1つの触媒は、前記少なくとも1つのイソシアネート成分(a)及び前記少なくとも1つのポリオール成分(b)の両方に添加される、請求項3に記載の組成物。
- 少なくとも1つの充填材を更に含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つの充填材は、無機充填材粒子、金属粒子、熱硬化性ポリマー粒子、熱可塑性粒子、カーボンブラック、カーボン粒子及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項7に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つの充填材は、前記少なくとも1つのイソシアネート成分(a)に添加されるか;前記少なくとも1つの充填材は、前記少なくとも1つのポリオール成分(b)に添加されるか;又は前記少なくとも1つの充填材は、前記少なくとも1つのイソシアネート成分(a)及び前記少なくとも1つのポリオール成分(b)の両方に添加される、請求項7に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つの触媒は、アミン化合物を含む感熱性触媒である、請求項3に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つの第1ポリオール化合物は、少なくとも1つのプレポリマーである、請求項1に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つのプレポリマーは、(A)少なくとも1つのポリオール化合物と、(B)少なくとも1つのポリイソシアネート化合物とのイソシアネート官能性反応生成物を含む、請求項11に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つのイソシアネート成分(a)は、0.01重量パーセント~60重量パーセントの濃度で前記組成物中に存在し;前記少なくとも1つのポリオール成分(b)は、0.1重量パーセント~20重量パーセントの濃度で前記組成物中に存在する、請求項1に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つの触媒は、0.005重量パーセント~2.0重量パーセントの濃度で前記組成物中に存在する、請求項3に記載の組成物。
- 前記少なくとも1つの充填材は、0.1重量パーセント~60重量パーセントの濃度で前記組成物中に存在する、請求項7に記載の組成物。
- 少なくとも1つのガス捕捉剤、少なくとも1つの水捕捉剤又はそれらの混合物を更に含む、請求項1に記載の組成物。
- 8分超からのオープンタイム;1.0メガパスカル超の、23℃及び50パーセント相対湿度で1時間後のラップせん断強度;及び150パーセント超の破断点伸びを有する、請求項1に記載の組成物。
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