JPH0859772A - 熱硬化性組成物およびその硬化方法 - Google Patents

熱硬化性組成物およびその硬化方法

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JPH0859772A
JPH0859772A JP6202452A JP20245294A JPH0859772A JP H0859772 A JPH0859772 A JP H0859772A JP 6202452 A JP6202452 A JP 6202452A JP 20245294 A JP20245294 A JP 20245294A JP H0859772 A JPH0859772 A JP H0859772A
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JP
Japan
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polyol
curing agent
thermosetting composition
ohv
melting point
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JP6202452A
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Kayoko Takahashi
佳世子 高橋
Hiroki Fukuda
博樹 福田
Hiroshi Morita
浩 森田
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】水酸基数が2〜4、水酸基価OHV(mgKO
H/g)が5〜115であり、総不飽和度USV(me
q/g)が数1を満たすポリオキシアルキレンポリオー
ルを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分とを
反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマー
(A)および、融点が≧50℃のポリアミン化合物から
なる硬化剤(B)を含有することを特徴とする。 【数1】USV≦(0.45/OHV)+0.02 【効果】従来のポリオールを使用するものに比べて、強
度、伸び、キュア性が優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリウレタン系熱硬化性
接着剤分野に関し、総不飽和度の低いポリオキシアルキ
レンポリオールを用いる熱硬化性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、ポリオキシアルキレンポリオール
とポリイソシアネートを反応させて得られるポリウレタ
ン類は接着剤用途として広く使用されている。接着強度
を上げる技術としては、添加剤の改良、ポリイソシアネ
ートの改良、ポリオキシアルキレンポリオールの改良が
あげられる。ポリオキシアルキレンポリオールの改良の
方法としては、官能基数の変更、アルキレンオキシドの
組み合わせの変更、分子量の変更、などがあげられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のポリオキシアル
キレンポリオールは副生物として不飽和モノオールを含
むため、これを用いて製造したポリウレタン系熱硬化性
接着剤は、強度やキュア性の低下の問題があった。例え
ば、強度や硬度を上げる方法としてポリオールの平均官
能基数を上げる方法があるが、粘度上昇などの欠点を有
し、満足しうる性能を有していなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題を解
決すべくなされたものである。すなわち、本発明は、水
酸基数が2〜4、水酸基価OHV(mgKOH/g)が
5〜115mgKOH/gであり、かつ、総不飽和度U
SV(meq/g)が式(1)を満足するポリオキシア
ルキレンポリオールを含有するポリオール成分とポリイ
ソシアネート成分とを反応させて得られるイソシアネー
ト基末端プレポリマー(A)および、融点が50℃以上
のポリアミン化合物からなる硬化剤(B)を含有するこ
とを特徴とする、熱硬化性組成物である。
【0005】
【数2】
【0006】本発明に使用するポリオキシアルキレンポ
リオールは、水酸基価OHVが5〜115であり、か
つ、かつ、総不飽和度が式(1)を満足する、副生物モ
ノオールが少ない、ポリオキシアルキレンポリオールで
ある。OHVは特に5〜70であることが好ましい。水
酸基数は2〜4であり、特に2〜3が好ましい。
【0007】ポリオキシアルキレンポリオールは通常少
なくとも1個の活性水素含有基を有する活性水素化合物
を開始剤として触媒の存在下、アルキレンオキシドを重
合することによって得られる。
【0008】触媒としてはアルカリ触媒、ジエチル亜
鉛、塩化鉄、金属ポルフィリン錯体、複金属シアン化物
錯体触媒等があげられる。本発明においては、複金属シ
アン化物錯体触媒、金属ポルフィリン錯体を使用するこ
とが好ましい。複金属シアン化物錯体としては、特にヘ
キサシアノコバルト亜鉛錯体等の複金属シアン化物錯体
が特に好ましい。金属ポルフィリン錯体としてはアルミ
ニウムポルフィリン錯体触媒が特に好ましい。
【0009】開始剤の官能基数は2〜4、好ましくは2
〜3である。具体的にはエチレングリコール、ジプロピ
レングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロ
ールブタン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、デ
キストロース、または、これらの活性水素化合物に少量
のアルキレンオキシドを付加したポリオールなどがあ
る。
【0010】上記した開始剤に付加させるアルキレンオ
キシドとしては、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、スチレンオキシド、その他のアルキレンオキシド
があげられる。
【0011】本発明におけるポリオキシアルキレンポリ
オールは2種類以上組み合わせても使用できる。2種類
以上の混合物である場合、ポリオキシアルキレンポリオ
ール混合物の水酸基数が2〜4、水酸基価OHVが5〜
115であり、かつ、総不飽和度USVが式(1)を満
足することが必須である。この場合、ポリオキシアルキ
レンポリオール混合物の官能基数は各ポリオキシアルキ
レンポリオールの官能基数を重量平均することにより計
算し、ポリオキシアルキレンポリオール混合物の総不飽
和度は、各ポリオキシアルキレンポリオールの総不飽和
度を重量平均することにより計算し、ポリオキシアルキ
レンポリオール混合物のOHVは各ポリオキシアルキレ
ンポリオールのOHVを重量平均することにより計算す
る。
【0012】さらに好ましくは、ポリオキシアルキレン
ポリオール単独またはポリオキシアルキレンポリオキシ
アルキレンポリオール混合物が式(1)とともに下記式
(2)を満たすポリオキシアルキレンポリオールである
ことである。
【0013】
【数3】
【0014】本発明におけるポリイソシアネート成分と
しては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、
トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネー
ト、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、キシリ
レンジイソシアネート、リジンジイソシアネートなどの
芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネートなどの脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート、メチレンビス(シクロヘキシルイソシ
アネート)などの脂環族ポリイソシアネート、およびこ
れらの変性体を使用できる。変性体としてはトリメチロ
ールプロパンなどの多価アルコールなどで変性したウレ
タン型変性体、カルボジイミド変性体、ヌレート変性体
などがある。
【0015】キシリレンジイソシアネートや脂肪族ポリ
イソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、およびそ
れらの変性体は、特に無黄変性が必要とされる場合に適
当である。
【0016】本発明においてはポリオキシアルキレンポ
リオールを含有するポリオール成分とポリイソシアネー
ト成分とを反応させてイソシアネート基末端プレポリマ
ー(A)を製造する。この際、水酸基/イソシアネート
基の仕込割合は1/1.1〜2.5(モル比)であるこ
とが好ましく、特に1/1.5〜2.5(モル比)が好
ましい。イソシアネート基末端プレポリマー(A)に
は、未反応のポリイソシアネート成分が含まれていても
よい。しかし、必要によっては未反応のポリイソシアネ
ート成分を除去することもできる。
【0017】イソシアネート基末端プレポリマー(A)
はポリオール成分とポリイソシアネート成分とを窒素雰
囲気中、60〜120℃で数時間反応させて製造するこ
とが好ましい。得られたポリウレタンプレポリマーの遊
離イソシアネート基含有量は1.8〜3.0重量%が好
ましい。
【0018】ポリオール成分にはポリイソシアネート成
分と反応させる前に種々の配合剤を配合しておくことも
できる。配合剤としては、酸化防止剤、光安定剤、紫外
線吸収剤、着色防止剤、その他の安定化剤、着色剤、難
燃剤、充填剤などがある。
【0019】本発明における硬化剤(B)は、融点が5
0℃以上のポリアミン化合物である。このポリアミン化
合物としては2個以上の置換または非置換のアミノ基を
有すればよく、特には2個以上の非置換のアミノ基(す
なわちNH2 基)を有するものが好ましい。
【0020】このようなポリアミン化合物としては1,
12−ドデカンジアミン(融点71℃)、4,4’−ジ
アミノジフェニルメタン(融点90℃)、4,4’−ジ
アミノジフェニルメタンと塩化ナトリウムの錯化合物、
トランス−1,4−ジアミノシクロヘキサン(融点72
℃)、2,4−トリレンジアミン(融点99℃)、2,
6−トリレンジアミン(融点105℃)、m−フェニレ
ンジアミン(融点63℃)などがあげられる。
【0021】本発明において硬化剤(B)は、硬化剤
(B)を実質的に溶解せず、かつ、該硬化剤(B)とは
非反応性である分散媒に分散させた分散液の状態で、組
成物に含有されることが好ましい。すなわち、硬化剤
(B)を分散媒とともに撹拌混合し、分散媒に微粒子状
に分散させて用いることが好ましい。このような分散媒
としては、流動パラフィンやジオクチルフタレートなど
の可塑剤があげられる。
【0022】硬化剤(B)を特定の分散媒に分散させて
使用することにより、硬化剤(B)が、イソシアネート
基末端プレポリマー(A)と均一に混合しやすくなると
いう効果がある。
【0023】また、4,4’−ジアミノジフェニルメタ
ンと塩化ナトリウムの錯化合物をジオクチルフタレート
中に分散させた「CAYTUR31」(ユニロイヤル社
製)(融点120℃〜160℃)も硬化剤(B)として
好ましい例である。
【0024】硬化剤(B)は、イソシアネート基末端プ
レポリマー(A)中のイソシアネート基数に対し、0.
8〜1.5倍当量のアミノ基数となる量を添加すること
が好ましい。
【0025】本発明の熱硬化性組成物は、イソシアネー
ト基末端プレポリマー(A)および硬化剤(B)を含有
する。組成物の調製方法としては、分散液からなる硬化
剤(B)を40℃以下すなわち硬化剤(B)中のポリア
ミン化合物が固体状態にある温度でイソシアネート基末
端プレポリマー(A)と混合する方法が好ましい。
【0026】該熱硬化性組成物は50℃を超える温度、
すなわち、硬化剤(B)の融点を超える温度に加熱する
ことにより、硬化させることができる。硬化温度は硬化
剤(B)の融点+20℃程度が好ましい。したがって使
用するポリアミン化合物により硬化温度は異なるが、8
0〜150℃が好ましい。
【0027】該熱硬化性組成物は、硬化剤(B)の融点
を超える温度に加温しなければ、反応を起こさないた
め、常温では安定であり、貯蔵安定性に優れる。
【0028】硬化反応にあたっては、硬化促進触媒を使
用してもよい。硬化促進触媒としてはアルキルチタン酸
塩、有機ケイ素チタン酸塩、オクチル酸錫およびジブチ
ル錫ジラウレート等のごときカルボン酸の金属塩、ジブ
チルアミン−2−エチルヘキソエート等のごときアミン
塩並びに他の酸性触媒および塩基性触媒がある。
【0029】また安定剤や劣化防止剤等を併用すれば、
さらにすぐれた耐候性や耐熱性を付与しうる。本発明の
組成物にはさらに必要であれば補強剤、充填剤、可塑
剤、顔料、タレ止め剤などを含ませてもよい。
【0030】補強剤としてはカーボンブラック、微粉末
シリカなどが、充填剤としては炭酸カルシウム、タル
ク、クレイ、シリカなどが、可塑剤としてはジオクチル
フタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルアジペー
ト、塩素化パラフィンおよび石油系可塑剤などが、顔料
には酸化鉄、酸化クロム、酸化チタンなどの無機顔料お
よびフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーンな
どの有機顔料が、タレ止め剤として有機酸処理炭酸カル
シウム、水添ひまし油、ステアリン酸アルミニウム、ス
テアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、微粉末シリ
カなどがあげられる。
【0031】本発明の熱硬化性組成物は熱硬化性接着剤
として特に有用である。
【0032】
【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例にのみに限定されるもので
はない。なお、補強剤、充填剤等の添加剤を加えない系
で比較を行う。
【0033】ポリオールとして下記のポリオールを使用
した。ポリオールA〜Fはヘキサシアノコバルト亜鉛錯
体触媒を用いて、ポリオールG〜Kは水酸化カリウム触
媒を用いて、合成したポリオールである。またxは各ポ
リオールの水酸基価の値を下記式(3)に代入すること
により求めた値である。
【0034】
【数4】
【0035】ポリオールA:水酸基価28mgKOH/g 、総不
飽和度0.019 meq/g のポリオキシプロピレンジオール
(x=0.036 )、 ポリオールB:水酸基価34mgKOH/g 、総不飽和度0.022
meq/g のポリオキシプロピレントリオール(x=0.033
)、 ポリオールC:水酸基価34mgKOH/g 、総不飽和度0.023
meq/g のポリオキシプロピレン・オキシエチレントリオ
ール(x=0.033 )、 ポリオールD:水酸基価56mgKOH/g 、総不飽和度0.013
meq/g のポリオキシプロピレン・オキシエチレンジオー
ル(x=0.028 )、 ポリオールE:水酸基価47mgKOH/g 、総不飽和度0.015
meq/g のポリオキシプロピレンジオール(x=0.030
)、 ポリオールF:水酸基価9.4 mgKOH/g 、総不飽和度0.03
0 meq/g のポリオキシプロピレンジオール(x=0.068
)、 ポリオールG:水酸基価28mgKOH/g 、総不飽和度0.055
meq/g のポリオキシプロピレンジオール(x=0.036
)、 ポリオールH:水酸基価34mgKOH/g 、総不飽和度0.067
meq/g のポリオキシプロピレントリオール(x=0.033
)、 ポリオールI:水酸基価34mgKOH/g 、総不飽和度0.068
meq/g のポリオキシプロピレン・オキシエチレントリオ
ール(x=0.033 )、 ポリオールJ:水酸基価47mgKOH/g 、総不飽和度0.038
meq/g のポリオキシプロピレンジオール(x=0.030
)、 ポリオールK:水酸基価84mgKOH/g 、総不飽和度0.036
meq/g のポリオキシプロピレン・オキシエチレントリオ
ール(x=0.025 )。
【0036】硬化剤としては下記の化合物を使用した: 硬化剤L:1,12−ドデカンジアミンと流動パラフィ
ン(重量比25:75)を混合撹拌して得られるスラリ
ー状の分散液、 硬化剤M:ユニロイヤル社製、「CAYTUR31」
(4,4−ジアミノジフェニルメタンと塩化ナトリウム
の錯化合物をジオクチルフタレート中に分散させた分散
液)。
【0037】(実施例1〜5および比較例1〜4)ポリ
オール成分としては表1〜2に示したポリオール混合物
100重量部を使用した。ポリオール混合物の官能基数
は各ポリオールの官能基数を重量平均することにより計
算した。ポリオール混合物のOHVは各ポリオールのO
HVを重量平均することにより計算した。ポリオール混
合物のUSVは各ポリオールのUSVを重量平均するこ
とにより計算した。yの値は、このように計算して求め
たポリオール混合物のOHVを下記式(4)に代入する
ことにより求めた値である。ポリオール混合物のUSV
の計算値がyの計算値以下であれば、そのポリオール混
合物は、式(1)を満たす。
【0038】
【数5】
【0039】表1〜2に示したポリオールの混合物に、
2,4−トリレンジイソシアネートおよび2,6−トリ
レンジイソシアネートの混合物(混合割合80/20)
(日本ポリウレタン工業社製、「T−80」)を表1〜
2に示す重量部加え、反応容器中で100℃で5時間反
応を行い、イソシアネート基末端プレポリマーを得た
(イソシアネート基/水酸基=1.9となるようにし
た)。イソシアネート基末端プレポリマー中の遊離イソ
シアネート基含量(単位:重量%)および25℃におけ
る粘度(単位:cP)は表1〜2に示す。
【0040】次に、表1〜2に示す硬化剤をプレポリマ
ー中のイソシアネート基数に対し1.25倍当量のアミ
ノ基数となる量を添加混合し、120℃、10分で硬化
させ、1mm厚のシート状に成形し、25℃にて65%
湿度で2日間養生させた後、このシートの機械物性およ
び表面タック性を測定した。機械物性[伸び(単位:
%)、50%モジュラス(単位:kg/cm2 )、強度
(単位:kg/cm2 )]および表面タック性の結果を
表1〜2に示す。表面タック性の評価は◎:非常に良
好、○:良好、△:少しベタツき感あり、×:ベタツき
感あり、とした。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】
【発明の効果】本発明における熱硬化性組成物は、従来
のポリオールを使用するものに比べて、強度、伸び、キ
ュア性が優れる。特に熱硬化性接着剤として有用であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09J 175/08 JFF

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水酸基数が2〜4、水酸基価OHV(mg
    KOH/g)が5〜115であり、かつ、総不飽和度U
    SV(meq/g)が式(1)を満足するポリオキシア
    ルキレンポリオールを含有するポリオール成分とポリイ
    ソシアネート成分とを反応させて得られるイソシアネー
    ト基末端プレポリマー(A)および、融点が50℃以上
    のポリアミン化合物からなる硬化剤(B)を含有するこ
    とを特徴とする、熱硬化性組成物。 【数1】 USV≦(0.45/OHV)+0.02・・・(1)
  2. 【請求項2】硬化剤(B)が、硬化剤(B)を実質的に
    溶解せず、かつ、硬化剤(B)とは非反応性である分散
    媒に分散させた分散液の状態で含有されることを特徴と
    する、請求項1の熱硬化性組成物。
  3. 【請求項3】接着剤用途である、請求項1または2の熱
    硬化性組成物。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれか1項の熱硬化性組
    成物を、硬化剤(B)の融点を超える温度に加熱するこ
    とにより硬化させることを特徴とする、熱硬化性組成物
    の硬化方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1160669A (ja) * 1997-08-19 1999-03-02 Mitsui Chem Inc 一液湿気硬化性ウレタン組成物
JP2001525466A (ja) * 1997-12-09 2001-12-11 エイチ・ビー・フラー・ライセンジング・アンド・ファイナンシング・インコーポレーテッド 白色ないし乳白色の接着剤
JP2009149902A (ja) * 1998-01-22 2009-07-09 Momentive Performance Materials Inc 硬化して改良シーラントとなるプレポリマーの製法及びそれからなる生成物

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