JPH11500759A - 硬化性シーラーおよび/または接着剤組成物、該組成物のコーティング法およびコーティングされた基材 - Google Patents

硬化性シーラーおよび/または接着剤組成物、該組成物のコーティング法およびコーティングされた基材

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JPH11500759A JP8521061A JP52106196A JPH11500759A JP H11500759 A JPH11500759 A JP H11500759A JP 8521061 A JP8521061 A JP 8521061A JP 52106196 A JP52106196 A JP 52106196A JP H11500759 A JPH11500759 A JP H11500759A
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Abstract

(57)【要約】 乾燥硬化状態においてアクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂またはウレタン樹脂を含有するペイント塗料に対し改善された付着性を有するシリコン含有加水分解性基を有するポリオキシアルキレンポリマーを基剤とするシーラーまたは接着剤組成物。改善には、このようなシーラー/接着剤組成物にアルキルアリルスルホンアミドを重量で少なくとも約50 phr以上の量で添加することが包含される。また本発明は、このようなシーラー組成物の乾燥後に塗料コーティングを塗布し接着させる方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 硬化性シーラーおよび/または接着剤組成物、該組成物のコーティング法および コーティングされた基材 発明の背景 本発明は、塗料に対し改善された付着性を有する硬化性シーラーおよび/また は接着剤組成物に一般に関する。本発明はまた、乾燥状態にあるこのような硬化 性シーラー/接着剤組成物上に塗料をコーティングし、乾燥時、改善された塗料 付着性を有する塗料を提供する方法と、同方法によって形成されるコーティング された基材とに関する。 塗料の塗布前に12時間を超えて硬化乾燥させたシーラーに塗料を塗った場合、 加水分解性のシリコン含有末端基を有するポリエーテルを基剤とする特定の従来 のシームシーラーは、自動車アフターマーケット塗料のいくつかに対し付着性不 良を示すことが観察されている。このような従来のシームシーラーの例は、例え ばIsayamaらに対する米国特許第3,971,751号、およびTakaseらに対する米国特 許第4,444,974号に述べられている。修理車両の外面にはシームシーラーが塗布 されて、ユーザーにシームシーラーの上に塗料を塗布する機会ができるまで、例 えばユーザーがその他のプロジェクトに注意を払っている間、あるいは一晩中ま たは週末中、車両に塗られたシームシーラーが比較的長時間にわたり硬化するま まにされることが多い。あらかじめ塗布されたシーラーに塗料を塗ることができ る以前のこのような計画外のまたは不可避の長期にわたる遅延は、実際問題とし て生じ得るし事実生じるので、従来のシランキャップドシーラーはこのような状 況において、極度に悪い塗料付着性 および接着不良さえも示す欠点を持つことが観察されている。この問題に対処す るため、シームシーラーと塗料との間に十分な付着性が確実に形成されるように 、シームシーラーを塗布しその後シームシーラー上へ塗料を塗布する別々の手順 の双方を、比較的短い時間枠の中で達成することを計画し決意することが、ユー ザーには事実上要求される。ユーザーの時間に対する要求は頻繁に競合するので 、異なるコーティング塗布のタイミングにおけるこのような不便さおよび柔軟性 の損失は、非常に望ましくない。 上から理解されるように、シリコン含有加水分解性末端基を有するポリエーテ ルを基剤とするこれまでに提案された従来のシームシーラー調合物には、塗布後 約12時間を超えて硬化させてから自動車塗料と一緒に使用する場合、不都合さと 未だに解決されない問題とがある。 Baghdachiらに対する米国特許第5,272,224号は、電着塗料された金属基材、 または電着定着剤含有ポリウレタン基剤ポリマーを含む下塗り剤上にガラスパネ ルを直接固着するのに有用である、規定の化学式のシラン末端ポリウレタンを含 む一成分湿分硬化性のポリウレタン基剤接着剤組成物について述べている。Bag hdachiらが述べる組成物に対するオプションの補助剤の1つとしては、ポリウレ タン基剤ポリマー100重量部を基準にして約1.0乃至約10.0重量部、好ましくは約 2.0乃至約5.0重量部の量で組成物に添加される軟化剤がある。Baghdachiらは適 切な軟化剤として、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジウンデ シル、アジピン酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル、リン酸イソデシルジフ ェニル、N-ブチル-p-トルエンスルホンアミド、およびN-エチル-p-トルエン スルホンアミドを挙げている。 発明の要約 本発明は、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂またはウレタン樹脂を含むあ らかじめ硬化した下塗りまたは地塗り塗料に対し乾燥時に改善された付着性を示 す、シリコン含有加水分解性末端基を有するポリオキシアルキレンポリマーを基 剤とするシーラーまたは接着剤組成物に関する。改善にはこのようなシーラー/ 接着剤組成物に対しアルキルアリルスルホンアミドを、ポリオキシアルキレン基 剤ポリマーを「樹脂」とした場合、スルホンアミドの量が樹脂100重量部当たり 少なくとも約50重量部以上になるように添加および混合することが包含される。 本発明の目的上、「phr」という用語は「樹脂100部当たり」を意味し、重量によ る値である。 さらに詳しく述べると、上述した本発明のシーラー/接着剤組成物は基材への 塗布および乾燥(硬化)完了後に、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂または ウレタン樹脂の樹脂材料と、顔料と、補助極性溶剤とが組み込まれた多重塗り塗 装システムの下塗りまたは地塗りによって成功裏に仕上げ塗りができ、シーラー と塗料の間に強力な付着性が提供されることが分かった。 驚くべきことに、スルホンアミド添加剤の量が重量で少なくとも約50 phrであ る場合、シーラーに対するアルキルアリルスルホンアミドの添加は、シーラーの 乾燥(硬化)完了後、シーラーと塗料コーティング間に効果的な結合を提供する ことが分かった。約45 phr付近に始まるより少量のスルホンアミドを添加すると 、付着性の低下が観察され、塗料とシーラーとの付着性が不適当になり、さらに 少量では塗料とシーラー表面間の結合不良が生じ得る。他方、スルホンアミドの 量が重量で約100 phrを超える場合、残留表面粘着性の問題が生じ得る。シーラ ーに対するスルホンアミド添加量の好ましい範囲は、重量で約75 phr乃至約90 p hrである。アルキルアリ ルスルホンアミドは、ポリオキシアルキレン基剤ポリマーに対して化学的に不活 性の添加剤であり、すなわち基剤ポリマー硬化の前後または最中に基剤ポリマー と化学的に反応しない。 またスルホンアミドの量が重量で約50 phr未満になった場合、結果として起こ る塗料付着性の損失は、スルホンアミドの量に加えてフタレートなどの異なる可 塑剤材料をシーラーに添加しても補正できないことが確定した。さらにポリオキ シアルキレン基剤ポリマーと共に、アルキルアリルスルホンアミド添加剤を重量 で少なくとも約50 phr以上の規定範囲で使用することによって、ベンゾエート、 ホスフェート、およびアジペートなどのその他のタイプの可塑剤の化学において 観察されたように、シーラー組成物の硬化速度および/または包装寿命に対する 悪影響などの関連した重大な欠点を引き起こすことなく、乾燥シーラーに対する 塗料付着性が有利に改善されることも分かった。 少なくとも約50 phr以上の量で使用すると、硬化したシームシーラー組成物と 自動車塗料間の相溶性および付着性をこのように改善することが分かった有用な アルキルアリルスルホンアミドは、一般式(A) R0-φ'-S(O)ON(H)R1 (A) (式中R0は水素原子またはメチル基を表し、φ'はフェニレン基(すなわちC6 4=)を表し、R1は1乃至8個の炭素原子を有する低級アルキル基であり、R1 は1乃至8個の炭素原子を有する置換または非置換、分岐または非分岐のアルキ ル基である。)で表される化合物を含む。式(A)のスルホンアミドの制限を意図 しない適切な例としては、N-ブチルベンジルスルホンアミド、N-エチルベンジ ルスルホンアミド、N-ブチル-p-トルエンスルホンアミド、N-エチル-p-トル エンスルホンアミド、N-エチル-o-トルエンスルホンアミド、およ びN-ブチル-o-トルエンスルホンアミドの単独使用またはそれらの組み合わせ が挙げられる。 本発明のシーラー/接着剤組成物の一実施例では、 (a) 一般式(II) (式中Zは-R-,-R-O-R"-、-R-O-C(O)-、-C(O)NHR-、-C(O)NH- X-NHC(O)-NR"-R-、−C(O)NH-X-NHC(O)-O-R-、-C(O)NH- X-NHC(O)-S-R-または-C(O)-R-を表し、RおよびR"は同一または異な っており、それぞれが1乃至20個の炭素原子を有する二価の炭化水素基を表し、 Xは1乃至20個の炭素原子を有するアルキレンまたはアリル基を表し、R2は水 素、1乃至20個の炭素原子を有する炭化水素基、またはトリオルガノシロキシ基 を表し、R3は1乃至20個の炭素原子を有する置換または非置換の一価の基また はオルガノシロキシ基を表し、R4は1乃至20個の炭素原子を有する飽和また は不飽和の一価の炭化水素基を表し、aは0または1であり、bは0、1または 2であり、cは0、1または2であり、nは0または1であり、mは0乃至18の 整数値である。)でそれぞれ独立して表され 表される構造単位(式中R1は1乃至4個の炭素原子を有するアルキレン基を表 し、qは式(I)の数平均分子量が約500乃至約20,000になるような整数値である 。)を有するポリオキシアルキレンポリマーと、 (b) 重量で少なくとも約50 phr以上のアルキルアリルスルホン アミドと を含む硬化性シーラーおよび/または接着剤組成物が示される。 本発明で修正されるシーラー組成物の成分であるシリコン含有加水分解性末端 基を有するポリオキシアルキレン基剤ポリマーは、好ましくは少なくとも50重量 %、さらに好ましくは少なくとも80重量%の-R1O-主鎖単位を含有する。一例 として本発明にとって適切なポリオキシアルキレンポリマー主鎖は、ポリブロピ レンポリエーテルである。 シリコン含有加水分解性末端基を有するポリオキシアルキレン基剤ポリマーは 、一般に約500乃至約20,000、好ましくは3,000乃至12,000の数平均分子量を有す る。本発明の成分であるシリコン含有加水分解性末端基を有するポリオキシアル キレン基剤ポリマーは、通常、15℃で約100 cps乃至200,000 cpsの粘度を有する 。約20,000を超えるより高い分子量では、希望されるいかなる充填剤でも大量に 混合することは困難な程度にまでポリマー粘度が増大する。充填剤はある程度ま で、同量のより高価なポリマー材料を事実上置き換えることで経費上の利点を提 供できる。 式(II)で表されるシリコン含有加水分解性基のそれぞれは、通常、ポリオキシ アルキレンポリマーの終端または末端基を表す。また式(II)の-OR4部分は、1 乃至20個の炭素原子を有するアルコキシ基であることが好ましい。式(II)の特に 好ましい種類のシリコン含有加水分解性基は、-OR4部分がメトキシル基であり 、bの値が1のものである。本発明の好ましい範囲に入るとは考えられないが、 -OR4部分はまたアシルオキシ基、ケトオキシマト基、アミノキシまたはアルケ ニルオキシ基でも良く、あるいはハロゲン原子、アミノ基、アミド基またはメル カプチド基で完全に置換されても良い。 本発明のシーラー組成物の高度に有利な一応用例では、 (1)(a) 一般式(II) (式中Zは-R-,-R-O-R"-、-R-O-C(O)-,-C(O)NHR-、-C(O)NH -X-NHC(O)-NR"-R-、-C(O)NH-X-NHC(O)-O-R-、-C(O)NH- X-NHC(O)-S-R-または-C(O)-R-を表し、RおよびR"は同一または異な っており、それぞれが1乃至20個の炭素原子を有する二価の炭化水素基を表し、 Xは1乃至20個の炭素原子を有するアルキレンまたはアリル基を表し、R2は水 素、1乃至20個の炭素原子を有する炭化水素基、またはトリオルガノシロキシ基 を表し、R3は1乃至20個の炭素原子を有する置換または非置換の一価の基また はオルガノシロキシ基を表し、R4は1乃至20個の炭素原子を有する飽和また は不飽和の一価の炭化水素基を表し、aは0または1であり、bは0、1または 2であり、cは0、1または2であり、nは0または1であり、mは0乃至18の 整数値である。)でそれぞれ独立して表され 表される構造単位(式中R1は1乃至4個の炭素原子を有するアルキレン基を表 し、qは式(I)の数平均分子量が約500乃至約20,000になるような整数値である 。)を含むポリオキシアルキレンポリマーと、 (b) 重量で少なくとも約50 phr以上のアルキルアリルスルホンアミド と を含む水分にさらされて硬化するシーラー組成物を提供するステッ プと、 (2) シーラー組成物を水分含有環境中で基材に塗布するステップと、 (3) シーラー組成物を乾燥状態にまで完全に硬化させるステップと、 (4) 前記硬化した乾燥シーラー組成物に、アクリル樹脂、顔料、および極性 溶剤化合物を含むコーティング組成物を塗布するステップと、 (5) コーティング組成物を乾燥させ、シーラー組成物にコーティング組成物 を接着性結合させるステップと を含む硬化したシーラー組成物上にコーティング組成物を塗布し、硬化させ、そ れらの間に優れた付着性を形成させる方法が示される。 さらに別の本発明の方法の実施例では、ステップ(2)における基材へのシーラ ー組成物塗布後12時間以上、および3日間以上たってから、ステップ(4)におけ るシーラー組成物へのコーティング組成物塗布が実施された。 本発明の硬化性シーラー/接着剤組成物は、コーキング剤形態またはスプレー 可能形態として提供できる。コーキング剤バージョンの粘度は、一般に約700,00 0乃至約1,200,000 cpsであり、他方スプレーバージョンは、一般に約400,000乃 至約700,000であり、特殊なスプレー可能バージョンの場合、約120,000 cpsにま で低く押さえられることもある。 本発明のその他の実施例、特徴および利点は、以下の好ましい実施例の説明で 明らかにされる。 加水分解性のシラン終点キャップドポリエーテルまたはポリオキシアルキレン ポリマーを基剤とするシームシーラー組成物に、重量で少なくとも約50 phr以上 の量でアルキルアリルスルホンアミドを 添加すると、前もって硬化させた乾燥状態のシームシーラーに塗布した塗料に、 接着不良および失敗の問題が生じるのを防止することが、全く予想外にも発見さ れた。アルキルアリルスルホンアミド材料は、シーラー組成物中に物理的に分散 しており、ポリオキシアルキレン基剤ポリマーが水分にさらされて硬化反応する 際、それに対して化学的に不活性である。 さらにアルキルアリルスルホンアミド添加剤を重量で少なくとも約50 phr以上 の規定範囲で、ポリオキシアルキレン基剤ポリマーと共に使用すると、シーラー 組成物の硬化速度および/または包装寿命に対する悪影響などの関連した重大な 障害を引き起こすことなく、乾燥シーラーに対する塗料の付着性を有利に改善す ることも見出された。 少なくとも約50 phrの量で使用した際、硬化したシームシーラー組成物と下塗 りとの間の相溶性および付着性を、このように改善することが分かった有用なア ルキルアリルスルホンアミド材料は、一般式(A) R0-φ'-S(O)ON(H)R1 (A) (式中R0は水素原子またはメチル基を表し、φ'はフェニレン基(すなわちC6 4=)を表し、R1は1乃至8個の炭素原子を有する低級アルキル基を表し、R1 は1乃至8個の炭素原子を有する置換または非置換、分岐または非分岐のアル キル基でも良く、好ましくはR1はエチル、プロピル、またはブチルなどの1乃 至8個の炭素原子を有する脂肪族アルキル基を表す。)で表される。式(A)の適 切なスルホンアミドの制限を意図しない例としては、N-ブチルベンジルスルホ ンアミド、N-エチルベンジルスルホンアミド、N-ブチル-p-トルエンスルホン アミド、N-エチル-p-トルエンスルホンアミド、N-ブチル-o-トルエンスルホ ンアミド、N-エチル-o-トルエンスルホンアミドの 単独使用またはそれらの組み合わせ使用が挙げられる。適切なスルホン きるN-ブチル-p-トルエンスルホンアミドとN-エチル-p-トルエンス -p-トルエンスルホンアミドとN-エチル-o-トルエンスルホンアミドとの混合 物が挙げられる。本発明で使用されるアルキルアリルスルホンアミドは、ハード ニングまたは脆化によって可塑化効果を失わないように、室温前後(すなわち約 25℃)で液体状態であるべきである。 本発明のシーラー/接着剤組成物において使用できるシリコン含有加水分解性 基を有するポリオキシアルキレン基剤ポリマーの適切な商業的供給源としては、 日本国大阪市の鐘淵化学工業株式会社が製造し「SILYL SAT10」、「S ILYL SAT30」、「MS S203」、「MS S303」、「SILYLSAT2 00」、「MS 300」または「MS 20A」の商品名の元に入手できるもの、およ び「SILYL SAT30」と「MSS303」の商品名の下に入手できるシーラー 材料の重量比50:50の混合物などそれらの混合物が挙げられる。これらのポリオ キシアルキレンポリマー材料は、全てポリプロピレン主鎖を有し末端基が-Si( OCH3)2CH3である。 さらに「SILYL SAT10」の商品名の元に入手できるシーラー材料は、 数平均分子量がおよそ3,000である。「SILYL SAT30」は主鎖が軽度に分 岐しており、数平均分子量は約5,000である。「MSS203」は直鎖状の主鎖を有 し、数平均分子量は約7,500である。「MSS303」は主鎖が分岐しており、数平 均分子量は約8,500である。「SILYLSAT30」は軽度に分岐しており、数 平均分子量は約5,000である。「SILYL SAT200」は軽度に分岐しており 、数平均分子量は約8,000である。「MS 300」はさらに5%のフタル酸ジオク チルを含むことを除いては、基本的には「MS S303」である。「MS 20A」は、基本的には5%フタル酸ジオクチル添加「MS S203」である。これ らのシーラー材料は大気中水分などの水分存在下、室温で硬化可能である。 シリコン含有加水分解性基を有し、商品名「MS」の化学組成に匹敵する本発 明で使用できるポリオキシアルキレンポリマーのその他の有用な商業的供給源と しては、Terosonから「9320」の商品名の元に、Kommerlingから「K211」およ び「K222」の商品名の元に入手できるシーラー組成物がある。 アルキルアリルスルホンアミド材料に加えて、保存安定性、接着能、破断点伸 びおよび硬化機械的強度などの特性を改善するために、本発明のシーラー/接着 剤組成物に充填剤および可塑剤をオプションとして組み入れることもできる。 このような充填剤の例としては、例えばヒュームドシリカ、沈降シリカ、シリ カエーロゲルおよびカーボンブラックなどの補強充填剤、炭酸カルシウム、炭酸 マグネシウム、カオリン、滑石、二酸化チタン、ケイ酸アルミニウム、珪藻土、 酸化第二鉄および酸化亜鉛などのその他の粒子充填剤、セラミック微粒子または ガラス微小気泡、およびガラス繊維やその他のフィラメントなどの繊維状充填剤 が挙げられる。使用可能なセラミック微粒子としては、3Mから「ZEOSPH ERES」または「Z-LIGHT」の商品名の元に入手できるものが挙げられ る。加工炭酸カルシウムが好ましい。このような加工炭酸カルシウムは、Speci alty Mineralsから「ULTRAPFLEX」、「SUPERFLEX」、「H IPFLEX」および「HITHIX」の商品名の元に、ICIから「WINN OFIL S」、「SPT」、「WMS」の商品名の元に、Huberから「HUB ERCARB M」、「HUBERCARB Q」、および「HUBERCARB S」の商品名の元に入手できる。上記の充填剤は、単独でもまた組み合わせて も使用 できる。 充填剤はシーラー/接着剤組成物中に、ポリオキシアルキレン基剤ポリマー10 0重量部当たり0乃至500重量部、好ましくは0.1乃至300重量部の量で含めること ができる。さらに好ましい充填剤の量は、サブミクロンサイズの充填剤の場合、 ポリオキシアルキレン基剤ポリマー100部当たり80乃至150部、チキソトロープと 共に使用する場合などμmサイズよりも大きいものでは、ポリオキシアルキレン 基剤ポリマー100部当たり50乃至300部である。充填剤の量がより少ないと、全般 的なシーラーの経費が増大し補強効果が低下する一方、充填剤の量がより多いと 、材料が非常に粘稠になり取り扱いが容易でなくなる。 本発明では破断伸びを増大させ、より大量の充填剤の使用を容易にするために オプションの追加的可塑剤が使用できる。可塑剤の例としては、フタル酸ジオク チル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ブチルベンジルなどのフタレート、塩素 化パラフィン、エポキシ化大豆油、ポリオールなどが挙げられる。フタレートの 有用な供給源としては、Exxon Chemicalから「JAYFLEX DOP」およ び「JAYFLEX DIDP」の商品名の元にそれぞれ入手できるフタル酸ジ オクチルおよびフタル酸ジイソデシル、およびミズーリ州セントルイス市のMon santo Chemicalから「SANTICIZER 97」の商品名の元に入手できるア ジピン酸ジオクチルとフタル酸ブチルベンジルとの混合物が挙げられる。その他 のオプションの可塑剤としては、ミズーリ州セントルイス市のMonsanto Chemi calから「SANTICIZER 148」の商品名の元に入手できるリン酸イソデ シルジフェニルなどのホスフェートが挙げられる。有用なポリオール可塑剤とし ては、Arco Chemical Co.から「PPG」の商品名の元に入手できる500乃至4 000の範囲の低数平均分子量ポリオールなど が挙げられる。 使用されるアルキルアリルスルホンアミド量以外のこのようなオプションの可 塑剤使用量は、本発明のシーラーのコーキング可能またはスプレー可能バージョ ンの双方で、一般にポリオキシアルキレンポリマー成分重量の約0乃至50 phrの 範囲で良い。可塑剤の量がより少いと弾性特性が減少し、本発明のシーラーのス プレー可能バージョンでは噴霧化が低下する。可塑剤の量がより多いと粘着性の または非粘着性フリーのシーラー組成物が生じ、粘着性フリーの硬化状態を達成 するのに長時間かかる。本発明のシーラー組成物への混合前に、充填剤および/ または可塑剤を熱乾燥により脱水し水分含量を低下させることは、必須ではない が好ましい。 ポリオキシアルキレン基剤ポリマーに、硬化促進剤または触媒などのその他の 補助剤を添加することも可能である。硬化促進剤は硬化剤として作用し、−成分 室温硬化組成物を提供する。式(II)の-OR4部分がアルコキシ基の場合、硬化速 度は比較的緩慢かもしれず、その場合、ジブチルスズアセチルアセトナト、ジブ チルスズオキシド、ジブチルスズジラウレート、カルボン酸スズなどの硬化促進 剤を単独でまたはアミン共触媒と組み合わせて添加することが望ましい。その他 の有用な硬化促進剤については、米国特許第3,971,751号に述べられている。触 媒の有用な供給源としては、Air Productsから「DABCO」、Dupont Che micalから「TYZOR」、Doverから「DOVERCAT」、OSIから「N IAX」の商品名の元に入手できるものが挙げられる。アミン共触媒の有用な供 給源としては、Akzo Companyから入手できるものがある。 硬化促進剤はポリオキシアルキレン基剤ポリマー100部を基準にして、一般に0 .2乃至5重量部、好ましくは0.5乃至2重量部の量で使用される。より大量の触 媒は包装寿命の短縮につながり、より少量 の触媒はより緩慢な硬化速度につながる。アミン共触媒の量は、ポリオキシアル キレン基剤ポリマー100部当たり0乃至10部の範囲であればよい。 使用できるチキソトロープまたは流れ止め剤としては、キャスターワックス、 ヒュームドシリカ、加工粘土、ポリアミドが挙げられ、使用濃度は材料のタイプ に依存せず、一般にポリオキシアルキレン基剤ポリマー100重量部当たり0乃至1 0重量部以上である。好ましいチキソトロープは、ポリオキシアルキレン基剤ポ リマー100重量部当たり1乃至3重量部の量で使用されるポリアミドである。よ り少量では垂れ防止能が劣化し、より大量では粘度が許容できない程高くなる。 チキソトロープの有用な供給源としては、Degussaから「AEROSIL」、C abotから「TS720」、Caschemから「CASTORWAX」、Rheoxから「B ENTONE」、「THIXATROL」および「THIXCIN」、Kingか ら「DISLON」の商品名の元に入手できるものが挙げられる。 本発明のシーラー/接着剤組成物のその他のオプションの添加剤としては、酸 化防止剤、定着剤、水分捕集剤、着色剤、顔料、極性溶剤、および紫外線安定剤 のいずれかが挙げられる。 紫外線安定剤または酸化防止剤は、ポリオキシアルキレン基剤ポリマー100部当 たり0乃至5部の量で使用できる。これらの材料は熱安定性および耐紫外線性を 改善するが、本発明のシーラー組成物が塗装される場合、後者の効果の重要性は 低い。紫外線安定剤および酸化防止剤の有用な供給源としては、Ciba-Geigyか ら「TINUVIN 770」、「TINUVIN 327」、「TINUVIN 1130 」および「TINUVIN 292」の商品名の元に入手できるものが挙げられる。 有用な定着剤としては、様々なシランが挙げられる。定着剤の量は、ポリオキ シアルキレン基剤ポリマー100部当たり0乃至5部の量 で使用できる。この量がより少ないと付着性不良が生じ、量がより多いと硬化し たシーラーの脆性が増大し経費が上昇がする。定着剤の有用な供給源としては、 OSIから「A1120」、「A187」、および「A189」、Dow Chemicalから「Z 9020」の商品名の元に入手できるものが挙げられる。 シラノール縮合触媒および水分捕集剤もまた使用できる。例えば加水分解性シ リコン化合物安定剤は、保存中の水分捕集剤として使用できる。水分捕集剤成分 のその他の例としては、米国特許第4,444,974号に例示されたものが挙げられる 。有用な水分捕集剤としては、OSIから「A171」の商品名の元に入手できるも のが挙げられる。水分捕集剤は、ポリオキシアルキレン基剤ポリマー100重量部 当たり0乃至10重量部、好ましくは1乃至3重量部の量で使用できる。水分捕集 剤の量がより少ないと、硬化速度がより早くなるが包装寿命が短縮され、より大 量では優れた包装寿命が得られるが、硬化および粘着性フリー時間が大幅に減少 する。 本発明の方法では、ポリオキシアルキレンポリマー、スルホンアミド可塑剤、 充填剤、硬化促進剤、およびその他の添加剤の混合工程は、都合の良い装置を用 いて都合の良い方法で実施できる。しかし良好な保存安定性を確実にするために 、混合前に各成分の残留水を脱水除去することが好ましい。さらに混合は好まし くは、大気中水分の全くない環境で実施されるべきである。全成分を予備混合す ることで、一液型のシーリング材料が提供される。しかし完全な混合前に、様々 な成分を2つ以上の別々の部分に分割し、二液型(またはそれ以上)のシーリン グシステムを提供することが可能である。シーリング材料の使用が必要になった ら、2つの部分が共に混合されその時点で塗布される。 シーラー組成物成分の混合には、高剪断または遊星形ミキサーな どの従来の混合装置が使用でき、オプションとしての熱の使用と共に真空または 窒素ガスの下で混合が実施される。例えば高剪断または遊星形タイプなどの適切 な混合容器を窒素フラッシュし、次に望ましい樹脂タイプと、本発明で使用され るタイプのアルキルアリルスルホンアミドを含めた可塑剤と、酸化防止剤および /または紫外線安定剤と着色剤とをそこに入れることができる。本発明のシーラ ー組成物のスプレー可能調合物を調製する場合は、この段階でチキソトロープも 添加する。次に最終的にスプレー可能またはコーキング可能バージョンを意図す るかどうかに関わらず、混合物を15分間(通常は60乃至100℃で)加熱混合し、 次に予備乾燥した充填剤を添加する。スプレー可能調合物の場合、これらの充填 剤は通常は1μm以上の平均粒度を有するものが選択され、コーキング可能バー ジョンの場合、主要充填剤のサイズはチキソトロピー制御のためにサブミクロン でなければならない。チキソトロープ添加のステップがない上記のコーキング可 能バージョンのための加工計画は、チキソトロープ/充填剤の組み合わせを使用 するよりも、はるかに高い粘稠度を有するコーキング等級シーラーを製造できる ため好ましいことが多い。しかしより高粘稠度の等級が不必要または望ましくな い場合は、オプションとしてスプレー可能バージョンに従って、コーキング剤バ ージョンにチキソトロープを含め、粒度が1μmよりも大きい同様の粗い充填剤 を用いて製造できることも理解すべきである。 いずれにせよこの段階の混合物は、さらに脱水をするために理想的には真空下 でさらに15乃至180分間、通常は約45分間温度下で高剪断混合される。次に混合 物を38乃至43℃に冷却し、脱水用シランを添加する。次にこの冷却した温度で高 速窒素ガスの下、30乃至180分間、通常は45乃至60分間さらに混合および脱水を 行う。最後に付着性促進剤、触媒およびあらゆる共触媒が真空下で添加され、15 乃至60分間、通常は約15分間混合される。次にシーラー/接着剤組成物は、好ま しくは水分フリーの工程によってすぐに包装できる。 早期硬化の軽減と防止のために、本発明の硬化性シーラー/接着剤組成物は、 基材に塗布する使用時まで無水状態に保持すべきであり水または湿気にさらすべ きではない。(a)ポリオキシアルキレンポリマーと(b)スルホンアミド可塑剤材料 との混合物、およびオプションの添加剤を含む本発明のシーラー/接着剤組成物 は、好ましくは使用前の早期硬化を抑制するために従来の手段と装置によって気 密的方法で密閉、包装される。 ポリオキシアルキレンポリマーおよび規定のスルホンアミド可塑剤材料の本発 明混合物は、室温で望ましい硬化能を有し一液型弾性シーラントとして有用であ り、車、道路、船舶、航空機、建築構造、およびその他の一般的シーリング用途 に効果的に使用できる。さらに本発明混合物は、単独でまたは下塗り剤の補助に より、金属、磁器、ガラス、木材、ゴム、およびポリマー材料などの多種多様な 表面を結合するための接着剤として効果的に使用できる。 シーラーの塗布および硬化に続いて、シーラーによるコーティング領域を含め た自動車の車体領域は、空気吹付、無気吹付、静電吹付、浸し塗り、またははけ 塗りなどの従来の手段によってペイント塗料でコーティングされる。これらの塗 料コーティングは、1層以上の着色コーティング層(トップコートシステム)、 あるいは1層以上の透明トップコートの上塗り層を有する1層以上の薄い着色下 塗り層(下塗り/透明コートシステム)の形態を取ることができる。 本発明の1つの好ましい形態では、発明のシーラント/接着剤組成物は、下塗 り塗装を有するウェットオンドライコーティング状況で有利に使用でき、下塗り に対する付着性を改善する。アクリル樹脂固体および下塗り組成物の例としては 、Wilfingerらに対する米国 特許第4,730,020号に記載されたものなどが挙げられる。 本発明のシーラー組成物と共に使用して、塗料付着性の改善が達成できた市販 の自動車コーティングの例としては、オランダ国サセ 品、オハイオ州ストロングスビル市のPittsburg Paint & Glass Incからの 「PPG DELTRON」汎用下塗りおよび「PPGDELSTAR」アクリ ル樹脂エナメル、ミシガン州ディアボーン市のBASF Corpからの「R-M D IAMONT」下塗り、オハイオ州クリーブランド市のShcrman Williamsから のSherman Williams「ULTRABASE 7」が挙げられる。 塗料の塗布は、この目的のために都合の良い装置を用いて都合の良い方法で実 施できる。塗料は好ましくは、基材および前もって塗布されたシーラー組成物の 上に均質な薄いコーティングとして塗布される。これは圧縮空気吹付によって基 材上に塗料を塗布することで達成できる。別の方法としては塗料は、静電吹付ま たは空気補助静電吹付、またはそれらの組み合わせによって塗布できる。室温で 約5乃至10分間のフラッシュオフ時間の後、塗料は追加的な塗料層または透明な トップコートでウェットオンウェット塗装できる。透明なトップコートあるいは いわゆる「透明コート」は、一液型または二液型アクリル基剤ワニスを含んだ従 来の溶剤溶解性塗料、水希釈性塗料、あるいは粉末コーティングでも良い。多重 塗装は、透明トップコートが必要とする温度で硬化される。 さらにフラッシュオフ時間の短縮が望ましい場合、あるいは高湿度環境では、 透明トップコートの塗布の前に熱風帯を提供することが適当かもしれない。 以下の制限を意図しない例では、本発明をさらに詳しく解説する。 以下の実施例において部、百分率、比率などは、特に断りのない限り全て重量に よる値である。さらにシーラー組成物の部、百分率、比率などは、特に断りのな い限りシーラー調合物の総重量に基づく値である。例えば「phr」は、シーラー 樹脂100重量部当たりに基づく値を意味する。 実施例 実施例1 アルキルアリルスルホンアミド材料を含めた様々な極性可塑剤とその量が、コ ーキング剤バージョン中のシームシーラーと塗料間の付着性に与える効果を評価 した。基本的な試験プロトコルは、次のとおりである。検討する様々な可塑剤を 様々な量で使用し、完全に調合されたシームシーラーを調製する。それぞれを3 乃至5mm厚みのフィルム状にして、脱脂したばかりの冷間圧延鋼板上に塗布する 。塗装前にシーラーを所定時間硬化させる。次に塗料を硬化させ、硬化したシー ラーに対する塗料付着性を「ASTM D 3359-90(試験法B)」基準を用いて 試験する。以下に述べるように調合したコーキングシーラー調合物それぞれにつ いて、3日間(72時間)硬化乾燥させたシーラーに塗料を塗り3日間(72時間) 乾燥させた塗料表面に対して標準ASTM D 3359-90(試験法B)を実施した 。塗料付着性は試験法Bを用いてASTM D 3359-90で試験し、ミネソタ 試験テープとして選択した。使用した塗料タイプはSikkens コーティングを施すことを一般に伴う製造業者の使用説明書に従って塗布した。 3層コーティングのための塗料は、Sikkens 重量部、およびSikkens 1.2.3.Reducer 30重量部を混合して調製した。 さらに詳細には、検討したコーキング調合物は以下のようにして調合した。窒 素フラッシュした高剪断反応器に、「SILYL SAT30」の商品名の元に入 手できるシリコン含有加水分解性基を有するポリオキシアルキレンシーラー80g 、「MS S303」の商品名の元に入手できる異なるポリオキシアルキレンシーラ ー120g、指示されたアルキルアリルスルホンアミド可塑剤100gを使用した本発 明を表すラン1-1以外では表1に示した可塑剤60g、および商品名が「TIN UVIN 770」である酸化防止剤2gを添加した。 その結果この研究では、可塑剤の量はスルホンアミド可塑剤の重量に対して比 較実施例C-1乃至C-6ではわずかに33 phrであり、他方ラン1-1では50 phr であった。混合物を低剪断力の下で5分間混合し、次に約77℃に加熱した。次に あらかじめ104℃で一晩乾燥させた商品名が「ULTRAPFLEX」である表 面加工炭酸カルシウム(0.07μm)240gと共に、商品名が「ZEOSPHER ES 200」であるセラミック微粒子80gを添加し、完全な真空にして加熱しなが ら高剪断力の下で45分間混合した。混合物を41℃に冷却し、真空を破って反応器 に窒素を入れた。次にN-メチルピロリドン18gおよび商品名が「OSi シラン A171」であるビニルトリメトキシシラン4gを添加し、窒素ガス中この温度で 高剪断力の下45分間混合した。次にOSi Specialites Inc.から市販され「A 1120」の商品名の元に入手できるN-β(アミノエチル)γアミノプロピルトリ メトキシシラン6g、およびジブチルスズジアセチルアセトナト触媒4gを添加 し15分間混合した。完全な真空下で2分間にわたり混合物をガス抜きし、次いで あらかじめ窒素でフラッシュした容器に直ちに詰め た。 実施例2 アルキルアリルスルホンアミド材料を含めた様々な極性可塑剤とその量が、ス プレー可能バージョンのシームシーラーと塗料間の付着性に与える効果を、以下 でさらにくわしく述べる次の試験法によって評価した。 窒素フラッシュした高剪断反応器に、「SILYL SAT30」の商品名の元 に入手できるシリコン含有加水分解性基を有するポリオキシアルキレンシーラー 200g、表2に示す種類と量の可塑剤、および商品名が「TINUVIN 770」 である酸化防止剤2gを添加した。混合物を低剪断力の下で5分間混合し、次に 約77℃に加熱した。次に商品名が「DISLON 6500」であるチキソトロープ1 5gを添加し、高剪断力の下で15分間混合した。次に104℃で一晩予備乾燥させた 商品名が「HIPFLEX」である表面加工炭酸カルシウム(平均3μm)300 gを添加し、完全な真空にして、加熱しながら高剪断力の下で45分間混合した。 混合物を約41℃に冷却し、真空を破って反応器に窒素を入れた。次にN-メチル ピロリドン34gおよびOSi Specialites,Inc.から市販され「A171」の商品 名の元に入手できるビニルトリメトキシシラン4gを添加し、窒素ガス中この温 度で高剪断力の下45分間混合した。次にOSi Specialites Inc.から市販され 「A1120」の商品名の元に入手できるN-β(アミノエチル)γアミノプロピル トリメトキシシラン6g、およびジブチルスズジアセチルアセトナト触媒4gを 添加し15分間混合した。完全な真空下で2分間にわたり混合物をガス抜きし、次 いであらかじめ窒素でフラッシュした容器に直ちに詰めた。可塑剤の量は重量に よるphrとして、表2に記載した。 次にスプレーシーラー調合物それぞれについて、3日間(72時間)硬化乾燥さ せたシーラーに塗料を塗り3日間(72時間)乾燥させた塗料表面に対して標準A STM D 3359-90(試験法B)を実施した。表3において「TFT」は「粘着 性フリー時間」を意味しする。本発明の目的のために許容できる塗料付着性スコ アは、ASTM D 3359-90、p.513に記載の基準に従って少なくとも「4B」 、最高「5B」までである。塗料付着性は、試験法Bを用いてASTM D 3359 -90で試験し、ミネソタ州セントボール市の3Mから入手でき 用し5分間のフラッシュタイムで室温(約25℃)にて連続した3層 造業者の使用説明書に従って塗布した。3層コーティングのための塗 Hardener 50重量部、およびSikkens 1.2.3.Rcducer 30重量部を混合して 調製した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.(a) 一般式(II) (式中Zは-R-,-R-O-R"-、-R-O-C(O)-、-C(O)NHR-、-C(O)NH -X-NHC(O)-NR"-R-、−C(O)NH-X-NHC(O)-O-R-、-C(O)NH -X-NHC(O)-S-R-または-C(O)-R-を表し、RおよびR"は同一または異 なっており、それぞれが1乃至20個の炭素原子を有する二価の炭化水素基を表し 、Xは1乃至20個の炭素原子を有するアルキレンまたはアリール基を表し、R2 は水素、1乃至20個の炭素原子を有する炭化水素基、またはトリオルガノシロキ シ基を表し、R3は1乃至20個の炭素原子を有する置換または非置換の一価の基 またはオルガノシロキシ基を表し、R4は1乃至20個の炭素原子を有する飽和ま たは不飽和の一価の炭化水素基を表し、aは0または1であり、bは0、1また は2であり、cは0、1または2であり、nは0または1であり、mは0乃至18 の整数値である。)でそれぞれ独立して表さ れる構造単位(式中R1は1乃至4個の炭素原子を有するアルキレン基を表し、 qは式(I)の数平均分子量が約500乃至約20,000になるような整数値である。) を含むポリオキシアルキレンポリマーと、 (b) 量で少なくとも約50 phr以上のアルキルアリールスルホンアミド と を含む硬化性シーラーおよび/または接着剤組成物。 2.前記アルキルアリールスルホンアミド材料が、シリコン含有加水分解性基 を有する前記ポリオキシアルキレンポリマー100重量部を基準にして、約50乃至1 00重量部の量で含有される請求項1に記載の硬化性シーラーおよび/または接着 剤組成物。 3.前記アルキルアリールスルホンアミド材料が、シリコン含有加水分解性基 を有する前記ポリオキシアルキレンポリマー100重量部を基準にして、約75乃至 約90重量部の量で含有される請求項1または2に記載の硬化性シーラーおよび/ または接着剤組成物。 4.前記アルキルアリールスルホンアミド材料が、一般式(A) R0-φ'-S(O)ON(H)R1 (A) (式中R0は水素原子またはメチル基を表し、φ'はフェニレン基を表し、R1は 1乃至8個の炭素原子を有するアルキル基を表す。)で表される請求項1乃至3 の1つに記載の硬化性シーラーおよび/または接着剤組成物。 5.前記アルキルアリールスルホンアミド材料が、N-ブチルベンジルスルホ ンアミド、N-エチルベンジルスルホンアミド、N-ブチル-p-トルエンスルホン アミド、N-エチル-p-トルエンスルホンアミド、N-エチル-o-トルエンスルホ ンアミド、およびN-ブチル-o-トルエンスルホンアミドからなる群より選択さ れる請求項1乃至4の1つに記載の硬化性シーラーおよび/または接着剤組成物 。 6.bが1でありR4がメチル基である請求項1乃至5の1つに記載の硬化性 シーラーおよび/または接着剤組成物。 7.前記ポリオキシアルキレンポリマーが、ポリプロピレンポリエーテルを含 む請求項1乃至6の1つに記載の硬化性シーラーおよび/または接着剤組成物。 8.前記ポリオキシアルキレンポリマーの数平均分子量が、3,000乃至12,000 である請求項1乃至7の1つに記載の硬化性シーラーおよび/または接着剤組成 物。 9.前記ポリオキシアルキレンポリマーが、前記式(I)の-R1O-単位を少な くとも50重量%含む請求項1乃至8の1つに記載の硬化性シーラーおよび/また は接着剤組成物。 10.前記ポリオキシアルキレンポリマーおよび前記アルキルアリ−ルスルホン アミド材料が、共に均質に混合される請求項1乃至9の1つに記載の硬化性シー ラーおよび/または接着剤組成物。
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