JPH11510845A - オルガノボランポリアミン錯体開始剤系および同剤を用いて製造される重合可能な組成物 - Google Patents

オルガノボランポリアミン錯体開始剤系および同剤を用いて製造される重合可能な組成物

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Abstract

(57)【要約】 オルガノボランポリアミン錯体およびポリオールを含む組成物。この組成物は、ポリイソシアネートも含有する重合開始剤系の一部を形成することができる。この系を使用して、アクリルモノマーの重合を開始し、低表面エネルギーポリマーに対してひときわ優れた接着力を有するポリウレタン/ポリウレアアクリル接着剤を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 オルガノボランポリアミン錯体開始剤系および同剤を用いて製造される重合可能 な組成物 発明の背景 技術分野発明の分野 本発明は一般にオルガノボランポリアミン錯体開始剤系に関し、さらに詳細に は、錯体がポリオールに担持される系、およびポリイソシアネートを含む系に関 する。本発明はさらに上述の系を用いて製造される重合可能な組成物、特に、硬 化するときに独立したポリウレタン/ポリウレアおよびアクリル成分を有する2 液型接着剤組成物に関する。この接着剤組成物は、様々な基材、特に低表面エネ ルギーポリマー類に対して卓越した接着力を有する。関連技術に関する説明 ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリテトラフルオロエチレン(たとえば 、TEFLON)などの低表面エネルギープラスチック基材を接着するための、 効率の良い、効果的な方法が長期にわたって捜し求められてきた。これらの材料 を接着することが困難なことは周知である。たとえば、Progress in Rubber a nd Plastic Technologyl,第1巻、1ページ(1985)に記載されているD.M .Brewisによる「Adhesion Problems at Polymer Surfacees」を参照され たい。従来の方法は一般に、(1)基材の表面エネルギーを高めること(基材の 表面エネルギーと接着剤の表面エネルギーをより厳密に調和させ、その結果、接 着剤によって基材のよりすぐれた湿潤を促進する ため)および/または(2)基材表面に移動して弱い境界層を形成することによ り悪影響を与える可能性がある基材中の添加物および低分子量ポリマー分画を排 除することによって機能する。 結果として、従来の方法は多くの場合、火炎処理、コロナ放電、プラズマ処理 、オゾンや酸化酸による酸化、スパッターエッチングなど、複雑で且つ高価な基 材表面準備を使用する。あるいは、基材表面に高エネルギー材料を塗付すること によって、基材表面を下塗してもよい。しかし、下塗の十分な接着力を得るため には、上述の表面準備技術を最初に使用することが必要である。Treatise on Adhesion and Adhesives(J.D.Minford,editor,Marcel Dekker,1991 ,New York,volume 7,pages 333 to 435)に報告されている通り、上述の技 術はすべて周知である。既知の方法は、特定の基材で使用するために個別に設定 されることが多い。結果として、既知の方法は一般に低表面エネルギープラスチ ック基材を接着するのに有用ではない可能性がある。 さらに、現在既知の方法は複雑で且つ高価であるため、小売り消費者(たとえ ば、自宅の修繕、日曜大工など)や少量の作業で使用するのに特に適さない。1 つの厄介な問題は、ごみかご、洗濯かご、および玩具など、ポリエチレン、ポリ プロピレンまたはポリスチレンで製造された多くの安価な日常家庭用品の修理で ある。 結果として、広く様々な基材、特にポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリ テトラフルオロエチレンなどの低表面エネルギー材料を、複雑な表面準備、下塗 などをせずに、容易に接着することができる簡単で使い易い接着剤の必要性が、 相当に且つ長期にわたって感じられてきた。 低表面エネルギープラスチックを結合することができる接着剤は確かに有利で あるが、その成分を便利な混合比で配合することがで きれば、このような接着剤の商業上の有用性が増大することになる。これによっ て、骨の折れる手による加重や異なる成分の混合を必要とせずに、従来の接着剤 ディスペンサーを使用して接着剤を手軽に塗付することが可能になる。しかし、 便利な混合比は、貯蔵安定性または性能の顕著な低減と引き換えでなければ生ま れない。それ故、低表面エネルギープラスチックを接着することができる接着剤 が必要なばかりではなく、貯蔵安定性や性能の実質的低減を伴わずに、便利な混 合比で容易に接着することができるような接着剤も必要である。 このような接着剤が他の特質を具有することも望ましいと考えられる。たとえ ば、ある用途では、接着剤は、一般にポリウレタン接着剤関連の特性である強靭 なゴム弾性または摩耗抵抗であることが重要であろう。さらに、接着剤と基材と のあいだの界面に移動する可能性がある接着剤中の低分子量成分を排除または減 少させることが重要と考えられる。これは、弱い境界層を形成することによって 、接着に悪影響を与える可能性がある。さらに、低分子量成分が溶剤抽出可能な 場合、結合物品が溶剤に曝されると、接着剤の体積が失われ、接着剤中に気孔が 形成されるため、さらに結合の接着強さおよび凝集強さが弱化する可能性がある 。また、低分子量成分は水に敏感なため、接着剤/基材界面への移動によって、 接着の加水分解安定性が低減する可能性がある。 以下にさらに十分に説明するように、本発明のオルガノボランポリアミン錯体 開始剤系および関連組成物(ポリウレタン/ポリウレアアクリル接着剤に重合す ることができる、ポリイソシアネート、ポリオールおよびアクリルモノマーを含 んでもよい)は、これらの要求を満たすばかりではなく、他の多くの利点を提供 することが可能である。 トリブチルボランやトリエチルボランなどのオルガノボラン類は、ビニルモノ マー類の重合を開始し、触媒すると報告されている(たとえば、G.S.Koles nikov et al.,Bull.Acad.Sci.USSR,Div.Chem.Sci.1957,p. 653; J.Furakawa et al.,Journal of Polymer Science,volume 26,iss ue 113,p.234,1957; and J.Furakawa et al.,Journal of Polymer Sc ience,volume 28,issue 116,1958を参照されたい)。上記の参考文献に記載 されているタイプのオルガノボラン化合物は、事実上、空気中で自燃性であるこ とが判明しており、そのため、容易に使用できない。 Chemical Abstracts No.134385q(volume 80,1974)"Bonding Polyolef in or Vinyl Polymers"には、メチルメタクリレート10部、トリブチルボラ ン0.2部、およびポリ(メチルメタクリレート)10部を使用してポリエチレ ン、ポリプロピレンおよびポリ(酢酸ビニル)のロッドを接着したことが報告さ れている。 E.H.Mottusらに付与された米国特許第3,275,611号には、オルガ ノボラン化合物、過酸素化合物、およびアミンを含有触媒を用いて、オレフィン 化合物(たとえば、メタクリレートモノマー類)を重合する方法が開示されてい る。オルガノボラン化合物およびアミンは、反応混合物に別個に加えてもよく、 予備形成錯体として加えてもよい。 1968年5月15日に公告された英国特許明細書第1,113,722号「 Aerobically Polymerisable Compositions」には、遊離基触媒(たとえば、 過酸化物)および一般式(R)3B-Amを有し、式中Rはアリール遊離基であり、 Amはアミンであるトリアリールボラン化合物によるアクリレートモノマーの重 合が開示されている。結果として得られた組成物は、有用な接着剤であると報告 されている。 Chemical Abstracts No.88532r(volume 73,1970)「Dental Self-curi ng Resin」および全文には、トリブチルボレートをアンモニアまたはあるアミ ン類と錯形成することにより空気中で安定にさせることができること、およびイ ソシアネート、酸塩化物、スルホニルクロリド、および無水酢酸などのアミンア クセプターによってトリブチルボランを再活性化することができることが報告さ れている。結果として、錯体を使用してメチルメタクリレートとポリ(メチルメ タクリレート)の配合物を重合し、歯科用接着剤を提供することができる。 SkoultchiまたはSkoultchiらに対して発行された一連の特許(米国特許第5 ,106,928号、第5,143,884号、第5,286,821号、第5 ,310,835号および第5,376,746号)には、報告によれば、アク リル接着剤組成物、特にエラストマー配合アクリル接着剤に有用な2液型開始剤 系が開示されている。2液系の第1液には安定なオルガノボランアミン錯体が含 まれており、第2液には有機酸やアルデヒドなどの不安定化剤言い換えれば活性 化剤が含まれている。 報告によれば、この接着剤組成物はスピーカー磁石、金属−金属結合、(自動 車)ガラス−金属結合、ガラス−ガラス結合、回路板部品結合、金属、ガラス木 などへの選択されたプラスチックの結合、電動モーター磁石など、建築用途およ び半建築用途に特に有用である。結合することが可能なプラスチックについては これ以上記述されていない。 米国特許第4,043,982号(O'Sullivia et al.)には、接着剤とし て有用であり、且つアクリルまたはシリル過酸化物型重合開始剤(一般に揮発性 溶剤に溶解する)、重合可能なアクリレート−イソシアネートモノマーまたはオ リゴマー、アリールアミン重合 開始剤を含む組成物が記載されている。重合可能なアクリレート−イソシアネー トモノマーは、有機ポリイソシアネートとアルコール部分に水酸基、第一級アミ ノ基または第二級アミノ基を有する重合可能なアクリレートエステルとの反応生 成物である。 米国特許第4,721,751号(Schappert et al.)には、報告によれば接 着剤およびシーラントとして有用なポリウレア−ポリウレタンアクリレート分散 物が記載されている。ポリオール、活性水素を含まないエチレン的に不飽和な希 釈剤、重合可能なエチレン的に不飽和な化合物を含有する活性水素の存在下で、 ポリシアネートと多官能価アミンを反応させることによって、材料を作製するこ とができる。 米国特許第4,731,416号(Saubders)には、(1)(b)分子量が 少なくとも200のpolyahlの真溶液中の(a)α,β-エチレン的に不飽和なカ ルボン酸とα,β-エチレン的に不飽和な酸のヒドロキシアルキルエステルとのコ ポリマー、(2)有機ポリイソシアネート、および(3)分子量が200未満の polyahl連鎖延長剤の反応生成物を含むポリウレタン型接着組剤が記載されてい る。 米国特許第5,021,507号(Stanley et al.)には、活性水素を含有し ないエチレン的に不飽和なモノマー類から形成された低分子量ポリマーにウレタ ンプレポリマーを加えることによって得ることができるアクリル改質反応性ウレ タンホットメルト接着剤が記載されている。発明の概要 一般に、本発明は、2液型硬化可能組成物、特にポリウレタン/ポリウレアア クリル接着剤に硬化(重合)する組成物に特に有用な重合開始剤系に関する。お おまかに、本発明の1つの態様では、重 合開始剤系はオルガノボランポリアミン錯体およびポリオールを含有する。好ま しくは、錯体およびポリオールは、室温で溶液を形成する(さらに好ましくは液 状溶液)である。 様々なオルガノボランポリアミン錯体を本発明で使用することが可能である。 下記の構造は、適当なものの代表である: この構造で、 R1は炭素原子が1〜10個のアルキル基であり、 R2およびR3は炭素原子を1〜10個有するアルキル基およびフェニル含有基 から互いに独立に選択され、 Amはアルキルポリアミン、ポリオキシアルキレンポリアミン、およびジ第一 級アミン末端物質と第一級アミンと反応性の基を少なくとも2個有する物質との 反応生成物から成る群から選択されるポリアミンであって、反応混合物の第一級 アミン基の数は第一級アミンと反応性の基の数より大きく、 vの値は、錯体中の第一級アミン窒素原子とホウ素原子の有効比を提供するよ うに選択され、この有功比はおおまかに、約0.5:1〜4:1の比率であるが 、1:1の比率がさらに好ましい。 ポリエーテルポリオール類およびポリエステルポリオール類を含め、広く様々 なポリオールを使用することが可能である。好ましくは、ポリオールは2〜3の ヒドロキシル多官能価を有する。これらのポリオールの中で、ポリエチレンオキ シドポリオール、ポリプロピレンオキシドポリオール、ポリテトラメチレンオキ シドポリオール、上記物質のエチレンオキシド末端誘導体およびプロピレンオキ シド末端誘導体、および諸配合物などのポリアルキレンオキシドが 特に好ましい。ポリ-ε-ァプロラクトンポリオールは特に好ましいポリエステル ポリオールである。 本発明の重合開始剤系はさらにポリイソシアネート(好ましくはジイソシアネ ート)を含む。ポリイソシアネートは錯体のポリアミンと反応性であり、アクリ ルモノマーの重合を開始するオルガノボランを遊離させることができる。好まし くは、イソシアネート官能価の当量数は、組成物中のアミン官能価の当量数にヒ ドロキシル官能価の当量数を加えた和に等しい。結果として、かなり有利に、独 立しているが共存するアクリルおよびポリウレタン/ポリウレアの線状ポリマー 類または網状構造との反応によって、残りのポリイソシアネートの重縮合が起こ る。 組成物中の低分子量の移動性ポリイソシアネート−ポリアミン反応生成物の量 は、線状ポリマーまたはポリウレタン/ポリウレアの網状構造を形成することに よって減少する。さもなければ、このような移動性成分は、接着剤組成物と基材 との間の界面に現われ、特にこれらの成分が溶剤抽出性の場合、弱い境界層、よ り低い加水分解安定性、より低い接着力および凝集強さの喪失を来す。ある用途 では、これは望ましくないことがある。 別の態様で、本発明は、オルガノボランポリアミン錯体、ポリオール、ポリイ ソシアネート、および重合可能なアクリルモノマーを含む重合可能な組成物に関 する。重合可能なアクリルモノマーは好ましくは、一官能価アクリレートエステ ルまたは一官能価メタクリレートエステル(置換誘導体およびこれらの物質の配 合物を含む)である。アルキルアクリレートとアルキルメタクリレートの配合物 も特に好ましい。 任意に、重合可能な組成物は二反応性化合物、すなわち、遊離基重合可能基( 好ましくは(メト)アクリル官能価)とアミン反応基 の両者を含有する化合物を含んでもよい。二反応性化合物は接着剤組成物中に直 接含めてもよく、たとえば、ヒドロキシル化(メト)アクリレートをポリイソシ アネートと反応させることによって、in situで発生させることもできる。 重合可能組成物は、100%固形分、2液型、硬化可能な(室温で)接着剤組 成物を提供する際に特に有用である。第1液はオルガノボランポリアミン錯体お よびポリオールを(好ましくは溶液として)含む。第2液は重合可能なアクリル モノマー、ポリイソシアネート、および任意に、二反応性化合物を含む。ポリイ ソシアネートは、アクリルモノマーの重合を開始し、ポリアミンおよびポリオー ルと反応してポリウレタン/ポリウレアを形成するために、オルガノボランを遊 離させるのに十分な量で提供される。接着剤の2液は、2液接着剤ディスペンサ ーで容易に使用することができるような、便利で商業的に有用な1:10以下の 自然数混合比、さらに好ましくは1:4、1:3、1:2または1:1の自然数 混合比で、容易に配合することが可能である。硬化したとき、これらの組成物は アクリル系誘導体の線状ポリマーまたは網状構造、重合したアクリル系誘導体か ら独立しているが重合したアクリル系誘導体と共存するポリウレタン/ポリウレ アの線状ポリマーまたは網状構造、および残存するオルガノボランおよび/また はオルガノボラン分解(たとえば、酸化による)副生成物を生じる。二反応性化 合物が含まれている場合、二反応性化合物は重合したアクリル系誘導体およびポ リウレタン/ポリウレアに結合することができる。 本発明の組成物は、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリテトラフルオロ エチレンなどの低表面エネルギー基材に対して卓越した接着力を有する。それ故 、別の態様では、本発明は、本発明による硬化接着剤組成物の層によって接着さ れた第1基材および第2基 材(好ましくは低表面エネルギー高分子材料)を含む結合した組成物に関する。 このような基材に対する接着は、オルガノボランポリアミン錯体の有効量を使用 することによって促進される。この有功量は、重合可能な組成物中のアクリル基 含有組成物および有機増粘剤の重量を基準にして、おおまかに約0.03〜1. 5重量%のホウ素、さらに好ましくは約0.08〜0.5重量%のホウ素、最も 好ましくは0.1〜0.3重量%のホウ素である。 オルガノボランポリアミン錯体はポリオールに溶解するため、上述の2液型接 着剤を提供することが可能である。錯体が反応する可能性のある成分と錯体とを 分離することができる。こうすることによって、接着剤組成物の貯蔵安定性を改 善することができる。その結果、本発明は、重合可能なアクリルモノマー、オル ガノボランポリアミン錯体、およびオルガノボランを遊離させるためのポリアミ ンと反応してアクリルモノマーの重合を開始する物質(たとえば、ポリイソシア ネート)を含む2液型重合可能接着剤組成物の貯蔵安定性を改善する方法にも関 する。この方法は、 (a)オルガノボランポリアミン錯体を提供する工程と、 (b)オルガノボランポリアミン錯体が溶解できるポリオールを提供する 工程と、 (c)ポリオールとオルガノボランポリアミン錯体の溶液を形成する工程 と、 (d)第1液はポリアミンと反応する物質および重合可能なアクリルモノ マー全部を含み、第2液はポリオールとオルガノボランポリアミン錯体の溶液を 含む2液型重合可能接着剤組成物を調製する工程と を含む。 上述の通り、移動性ポリイソシアネート−ポリアミン反応生成物 の量は、ポリウレタン/ポリウレアを形成することによって減少する。その結果 、本発明は上述のタイプの接着剤組成物中の移動性物質の量を減少させる方法に も関する。この方法は、 (a)錯体のポリアミン成分と反応性であるポリイソシアネートを提供す る工程と、 (b)ポリイソシアネートと反応性であるポリオールを提供する工程と、 (c)ポリイソシアネートをポリアミンと反応させてオルガノボランを遊 離させる工程と、 (d)遊離したオルガノボランでアクリルモノマーの重合を開始し、アク リルモノマーを重合させてアクリル系誘導体の線状ポリマーまたは網状構造を形 成する工程と、 (e)ポリアミン、ポリイソシアネートおよびポリオールを反応させて、 アクリル系誘導体の線状ポリマーまたは網状構造から独立しているがアクリル系 誘導体の線状ポリマーまたは網状構造と共存しているポリウレタン/ポリウレア の線状ポリマーまたは網状構造を形成する工程と を含む。 発明を実行するための最良の形態好ましい実施態様の詳細な説明 一般に、本発明は硬化可能な2液型組成物、特に、ポリウレタン/ポリウレア アクリル接着剤に硬化(すなわち、重合)するものを提供するのに特に有用な重 合開始剤系に関する。おおまかに、本発明の1つの態様で、重合開始剤系はオル ガノボランポリアミン錯体およびポリオールを含有する。以下で説明する通り、 有利なことに、ポリオールはオルガノボランポリアミン錯体のキャリヤーである と ともに、重合開始剤系の他成分と反応性である。さらに詳細には、本発明の重合 開始剤系は、オルガノボランポリアミン錯体、ポリオール、およびポリイソシア ネートを含み、さらに好ましくは本質的にオルガノボランポリアミン錯体、ポリ オール、およびポリイソシアネートから成る。 錯体のオルガノボラン成分は、アクリルモノマーの遊離基重合を開始してアク リル成分を形成する。オルガノボランを早期酸化に対して安定化させるために、 オルガノボランをポリアミンと錯体形成させる。オルガノボランは、ポリウレア を形成するようにポリイソシアネートの一部をポリアミンと反応させることによ って、錯体から遊離される。非常に有利なことに、アクリル系誘導体から独立し ているが共存するポリウレタン/ポリウレア成分を形成するようにポリオールと 反応することによって、残りのポリイソシアネートの重縮合が起こる。すなわち 、ポリウレタン/ポリウレアの独立した線状ポリマーまたは網状構造が生じ、発 生するハイブリッド「ウレタン−アクリレート」物質(すなわち、主鎖上または 末端のいずれかにアクリル官能価を含むウレタン主鎖を有する物質、または主鎖 上または末端のいずれかにウレタン官能価またはイソシアネート官能価を含むア クリル主鎖を有する物質)と対立するものとして、アクリル系誘導体の独立した 線状ポリマーまたは網状構造が生じる(これは互いに共存する)。 有利なことに、ポリアミンを重合した組成物に組込むと、接着剤/基材界面に 現れたり移動したりする低分子量成分のレベルが低減する。接着剤の場合、低分 子量成分によって弱い境界層、より低い接着力、およびより高いレベルの抽出可 能性分が生じる可能性がある。以下に説明する通り、独立したポリウレタン/ポ リウレアおよびアクリル成分は、二反応性化合物(すなわち、アミン反応性官能 価と重合可能官能価との両者を有するモノマー)によって結合して、より速やか な強度増大を提供することが可能であり、さらに低分子量移動性成分のレベルを さらに低下させることさえも可能である。 本発明のポリウレタン/ポリウレアアクリル接着剤は、広く様々な基材を接着 することが可能であるが、これまでは、複雑で且つ高価な表面準備技術を使用し て接着してきた低エネルギープラスチック基材(たとえば、ポリエチレン、ポリ プロピレン、ポリテトラフルオロエチレンなど)に対して格別優れた接着力を提 供する。 重合したポリウレタン/ポリウレアアクリル組成物は、アクリルモノマーのオ ルガノボラン開始遊離基重合から、その接着力、特に低表面エネルギープラスチ ックへの接着力を誘導する。この組成物は、アクリルモノマーの同時オルガノボ ラン開始重合、および錯体のポリオールキャリヤーおよび錯体由来のポリアミン によるポリイソシアネートの重縮合から、その凝集強さを誘導する。最も有利な ことに、本発明の組成物は、重合したアクリル系誘導体に由来する優れた接着力 と、ポリウレタン/ポリウレアに由来する強靭でゴム弾性の摩耗抵抗性の両者を 提供する。 ポリオール、ポリイソシアネートおよびアクリルモノマーは、個々に、分子量 (または重量平均分子量)が約3,000未満、さらに好ましくは約1,000 未満、最も好ましくは約750未満の反応性物質である。結果として、本発明は 完全に反応性で、100%固形分の、重合可能接着剤組成物も提供する。さらに 、ポリオールキャリヤーにより、便利で、商業上有用な、1:10以下の自然数 混合比で、2液型接着剤用の重合可能モノマーと直接結合することができる貯蔵 安定な開始剤系を提供することができる。 本発明に有用なオルガノボランポリアミン錯体は、オルガノボランとポリアミン の錯体である。本発明に有用なオルガノボランポリア ミン錯体は、好ましくは次の一般式: を有し、式中R1は炭素原子を1〜10個有するアルキル基であり、R2およびR3 は炭素原子を1〜10個有するアルキル基およびフェニル含有基から成る群か ら互いに無関係に選択される。さらに好ましくはR1、R2およびR3はメチル、 エチル、プロピル、iso-プロピル、n-ブチル、iso-ブチル、およびペンチルなど 、炭素原子を1〜5個有するアルキル基である。「互いに無関係に選択される」 は、R2およびR3は同じであってもよく、異なってもよいことを意味する。R1 はR2またはR3と同じであってもよく、あるいは異なってもよい。好ましくは、 R1、R2およびR3は同じである。R1、R2およびR3は各々エチル基である錯体 が最も好ましい。 vの値は、錯体中の第一級アミン窒素原子とホウ素の有効比を提供するように 選択される。錯体中の第一級アミン窒素原子とホウ素原子の比率はおおまかに約 1:1〜4:1である。しかし、好ましくは、この比率は約1:1〜2:1であ り、さらに好ましくは約1:1〜1.5:1であり、最も好ましくは約1:1で ある。(第一級アミン基と第二級アミン基の両者を含有するポリアミンの場合、 第一級アミン窒素原子とホウ素原子の比率は0.5:1であってもよい。)第一 級アミン窒素原子とホウ素原子の比率が1:1未満の場合、結果的に自燃性につ ながる物質である遊離のオルガノボランが残る可能性がある。第一級アミン窒素 原子とホウ素原子の比率が2:1を超えると、たとえば、接着系では、有用な接 着力を発生させるために使用しなければならない錯体の量が多くなるため、錯体 の実用性が低減する。 「Am」は、錯体のポリアミン部分を表し、異なるポリアミン類の配合物を含 め、2個以上のアミン基を有する広く様々な物質によって提供することが可能で ある。さらに好ましくは、ポリアミンは2〜4個のアミン基を有するが、アミン 基が2個のポリアミン類(すなわち、ジアミン類)が最も好ましい。 1つの実施態様では、ポリアミンは構造H2N-R4-NH2で表すことができ、 式中R4はアルキル基、アリール基またはアルキルアリール基を含む二価有機遊 離基である。上述の物質の中で最も好ましいものはアルカンジアミン類であって 、枝分れしていても線状であってもよく、一般構造 を有し、式中xは1以上の自然数であって、さらに好ましくは約2〜12であり 、R5は水素かまたはアルキル基であって、好ましくはメチルである。アルカン ジアミンの特に好ましい例としては、1,2-エタンジアミン、1,3-プロパンジアミ ン、1,5-ペンタンジアミン、1,6-ヘキサンジアミン、1,12-ドデカンジアミン、2 -メチル-1,5-ペンタンジアミン、3-メチル-1,5-ペンタンジアミン、および上記 物質の異性体などがある。アルカンジアミン類が好ましいが、トリエチレンテト ラアミンやジエチレントリアミンなど、他のアルキルポリアミン類を使用しても よい。 ポリアミンは、ポリオキシアルキレンポリアミンにより提供することも可能で ある。本発明の錯体製造に有用なポリオキシアルキレンポリアミンは、次の構造 : H2NR6O―(R7O)w―(R8O)x―(R7O)y―R6NH2 (すなわち、ポリオキシアルキレンジアミン類)、または [H2NR6O―(R7O)w]z―R9 から選択され、 R6、R7およびR8は炭素原子を1〜10個有するアルキレン基であり、同じで あっても異なってもよい。好ましくは、R6はエチル、n-プロピル、iso-プロピ ル、n-ブチルまたはiso-ブチルなど、炭素原子を2〜4個有するアルキル基であ る。好ましくは、R7およびR8はエチル、n-プロピルまたはiso-プロピルなど、 炭素原子を2個または3個有するアルキル基である。R9は、ポリオキシアルキ レンポリアミンの調製に使用されるポリオールの残基(すなわち、ヒドロキシル 基がはずれたときに残存する有機構造)である。R9は枝分れしていても線状で あってもよく、置換されていても未置換であってもよい(が、置換基はオキシア ルキル化反応を妨害してはならない)。 wの値は≧1であり、さらに好ましくは約1〜150、最も好ましくは約1〜 20である。wが2、3または4の構造も有用である。xおよびyの値は共に≧ 0である。zの値は>2であり、さらに好ましくは(それぞれ、ポリオキシアル キレントリアミン類およびポリオキシアルキレンテトラアミンを提供できるよう に)3または4である。錯体が室温で液体であれば、その取扱および混合が簡単 であるため、w、x、yおよびzの値は、結果として得られる錯体が室温で液体 であるように選択されることが好ましい。通常、ポリオキシアルキレンポリアミ ンそれ自体は液体である。ポリオキシアルキレンの場合、約5,000未満の分 子量を使用してもよいが、約1,000以下の分子量がさらに好ましく、約25 0〜1,000の分子量が最も好ましい。 特に好ましいポリオキシアルキレンポリアミン類の例としては、ポリエチレン オキシドジアミン、ポリプロピレンオキシドジアミン、ポリプロピレンオキシド トリアミン、ジエチレングリコールプロピレンジアミン、トリエチレングリコー ルプロピレンジアミン、ポリテトラメチレンオキシドジアミン、ポリエチレンオ キシド−コ−ポリプロピレンオキシドジアミン、およびポリエチレンオキシド− コ−ポリプロピレンオキシドトリアミンなどがある。 適当な市販のポリオキシアルキレンポリアミン類の例としては、Dシリーズ、 EDシリーズおよびEDRシリーズのジアミン類(たとえば、D-400、D-2000、 D-5000、ED-600、ED-900、ED-2001およびEDR-148),およびTシリー ズトリアミン類(たとえば、T-403)などHuntsman Chemical Companyの様々 なJEFFAMINESならびにUnion Carbide CompanyのH221などがある 。 ポリアミンは、ジ第一級アミン末端物質(すなわち、2個の末端基が第一級ア ミンである)と、第一級アミンと反応性の基を少なくとも2個含有する1種以上 の物質との縮合反応生成物を含んでもよい。(本願明細書では、時には「二官能 価第一級アミン反応性物質」と呼ぶ)。このような物質は、次の一般構造E-(L -E)u-L-Eを有するように実質的に線状であることが好ましく、各Eはジ第一 級アミン末端物質の残基であり、各Lは二官能価第一級アミン反応性物質の残基 である結合基である。(「残基」は、反応後残存してポリアミン付加物を形成す るジ第一級アミン末端物質および二官能価第一級アミン反応性物質の一部を意味 する。) E基およびL基は互いに無関係に選択される。すなわち、各E基は、各L基と 同様、同じであっても異なってもよいが、各E基は同一であり、各L基は同一で あることが好ましい。EおよびLは、アクリルモノマーに溶解する錯体を形成す るように選択されることが 好ましい。ポリアミン中の末端基の大半(50%より多い)は、第一級アミンで なければならない。 uの値は、ポリアミンと有用な粘度の錯体の両者を提供するように選択される 。好ましくは、ポリアミンも錯体も室温で液体であるように選択される(本願明 細書で、「室温」は、約20〜22℃の温度を指す。)その結果、uの値はゼロ 以上であってもよいが、約0〜5の値がさらに好ましく、0または1が最も好ま しい。 ジ第一級アミン末端物質はアルキルジ第一級アミン、アリールジ第一級アミン 、アルキルアリールジ第一級アミン、(上述のような)ポリオキシアルキレンジ アミン、またはそれらの混合物であってもよい。有用なアルキルジ第一級アミン としては、構造NH2-R10-NH2を有し、式中R10は、1,3-プロパンジアミン、 1,6-ヘキサンジアミン、および1,12-ドデカンジアミンなど、炭素原子を約1〜 12個有する線状アルキル基または分枝アルキル基などがある。他の有用なジ第 一級アミン類としては、トリエチレンテトラアミンやジエチレントリアミンなど がある。有用なアリールジ第一級アミン類としては、1,3-フェニレンジアミン類 、1,4-フェニレンジアミン類ならびにジアミノナフタレンの様々な異性体などが ある。有用なアルキルアリールジ第一級アミンの1例はm-テトラメチルキシレン ジアミンである。 二官能価第一級アミン反応性物質は、第一級アミンと反応性の基を少なくとも 2個含む。反応基は異なってもよいが、同じであることが好ましい。官能価が2 の(すなわち、第一級アミンと反応性の基を2個有する)二官能価第一級アミン 反応性物質が好ましい。有用な二官能価第一級アミン反応性物質は一般に式Y- R11-Zで表すことが可能であって、式中、R11はアルキル基、アリール基また はアルキルアリール基またはそれらの組合せなど二価有機遊離基であり、 YおよびZは第一級アミンと反応性の基であり、同じであっても異なってもよい 。第一級アミンと反応性の有用なY基およびZ基の例としては、カルボン酸(-C OOH)、ハロゲン化カルボン酸(-COX、式中Xはハロゲン、たとえば、塩素 である)、エステル(-COOR)、アルデヒド(-COH)、エポキシド アミンアルコール(-NHCH2OH)、およびアクリル系誘導体 などがある。 適当なカルボン酸官能物質は、好ましくはポリアミド類を形成するのに有用な もの、たとえば、シクロヘキサン-1,4-ジカルボン酸や構造HOOC-R12-CO OHを有し、式中R12は炭素原子を約2〜21個有する線状アルキル基であるジ カルボン酸である。アルキルアリールジカルボン酸と同様、特にアルキルジカル ボン酸と併用して、芳香族ジカルボン酸(たとえば、テレフタル酸やイソフタル 酸)を使用することができる。 有用なハロゲン化カルボン酸官能物質およびエステル官能物質としては、上述 のカルボン酸官能物質を誘導することによって得られるものがある。 適当なアルデヒド官能物質としては、オキシアルデヒドプロパンジアルデヒド 、コハク酸アルデヒド、アジプアルデヒド、2-ヒドロキシヘキサンジアル、フタ ルアルデヒド、1,4,ベンゼンジアセトアルデヒド、4,4(エチレンジオキシ)ジベ ンズアルデヒド、および2,6- ナフタレンジカルボアルデヒドなど、アルキルジアルデヒド、アリールジアルデ ヒドおよびアルキルアリールジアルデヒドなどがある。最も好ましいものは、グ ルタルアルデヒドおよびアジプアルデヒドである。 適当なエポキシド官能物質としては、脂肪族エポキシド、脂環式エポキシドお よびグリシジルエーテルジエポキシドなどがある。最も好ましいものは、ビスフ ェノールAおよびビスフェノールBを主成分とするジエポキシド類である。 有用なアクリル官能物質は、好ましくはジアクリレートであって、広く様々な このような物質は、本発明で首尾よく使用することができる。 オルガノボランポリアミン錯体は、既知の技術を使用して容易に調製すること ができる。一般に、不活性大気中でゆっくり攪拌しながらポリアミンをオルガノ ボランと配合する。しばしば発熱が認められるため、混合物の冷却が推奨される 。成分の蒸気圧が高い場合、反応温度を約70〜80℃未満に保つことが望まし い。いったん物質を十分に混合したら、錯体を室温まで冷却する。特別な貯蔵条 件を必要としないが、錯体は、フタをした容器に入れて、冷暗所で貯蔵すること が好ましい。 オルガノボランポリアミン錯体は有効量で使用されるが、この有効量はアクリ ルモノマー重合を容易に引起こして所望の最終用途に十分な高分子量のアクリル ポリマーを得ることができる十分な量である。オルガノボランポリアミン錯体の 量が少なすぎると、重合が不十分な可能性があり、接着剤の場合、得られる組成 物は接着力が不十分なことがある。一方、オルガノボランポリアミン錯体の量が 多すぎると、重合が余りにも急速に進行して、効果的に混合したり得られた組成 物を使用したりすることができない可能性がある。 多量の錯体を使用すると多量のボランが発生し、接着剤の場合、接着剤層が弱 化する可能性がある。重合の有用な速度は、組成物を基材に塗付する方法によっ てある程度異なる。それ故、組成物を手動アプリケーターで塗付したり、組成物 を手で混合するより、高速自動工業用接着剤アプリケーターを使用することによ って、より速い重合速度を提供することが可能である。 上述のパラメータの中で、オルガノボランポリアミン錯体の有効量は、約0. 03〜1.5重量%のホウ素、さらに好ましくは0.08〜0.5重量%のホウ 素、最も好ましくは約0.1〜0.3重量%のホウ素を好ましく提供する量であ る。組成物中のホウ素の重量%は、アクリル基含有物質と、存在する場合には有 機増粘剤、(たとえば、ポリ(メチルメタクリレート)またはメポリマー)を加 えた総重量を基準とし、ポリオールまたはポリイソシアネートを含まない。組成 物中のホウ素の重量%は、次式: によって算出することが可能である。 有利なことに、オルガノボランポリアミン錯体は、イソシアネートと反応性の ポリオールまたはポリオール類の配合物(たとえば、溶解するか希釈する)によ って担持される。ポリオールはポリアミンに対して反応性であったり、ポリアミ ンと配位結合したり錯体形成したりしてはならない。ポリエーテルポリオール類 やポリエステルポリオール類を含め、ポリウレタンの製造に使用される広く様々 なポリオールのいずれも本発明に使用することが可能である。Elsevier Appli ed Science,London,1992発行のPolyurethane Elastomers、John Wiley and Sons,New York,1968発行、Buist and G udgeon編、Advances in Polyurethane Technology,chapter 3、およびHans er Publishers,Munich,1985発行、Oertel編、Polyurethane Handbookな ど、様々な出版物にこのような物質が記載されている。 有用な物質はおおまかに1より大きいヒドロキシ官能価を有するが、官能価は 2〜3の範囲であることがさらに好ましい。ポリオールは、組成物に含まれるア クリルモノマーに溶解できればならない。「溶解できる」は、室温で明白な相分 離の証拠が肉眼で全く見られないことを意味する。同様に、オルガノボランポリ アミン錯体はポリオールに溶解できなければならないが、錯体とポリオールの混 合物を僅かに加温すると、室温で二者の溶液を形成するのに役立つ。好ましくは 、ポリオールは液体である。最も好ましくはオルガノボランポリアミン錯体およ びポリオールは液体溶液を形成する。都合のよいことに、かなりの量(たとえば 、75重量%を超える)の錯体をポリオールに溶解することが可能であり、その 結果、商業上有用な混合比で配合することができる2液型接着剤を提供すること が容易になる。 好ましくは、ポリオールは、ガラス転移温度が室温より高い、さらに好ましく は30℃より高い、ポリウレタン/ポリウレア成分を提供するように選択される 。ポリオール中のヒドロキシル基は第二級であっても第三級であってもよいが、 ポリウレタン重合速度をさらに有用なレベルに調整できるように、第一級ヒドロ キシル基を有するポリオールが好ましい。 本発明で使用するにはポリエーテルポリオール類が特に好ましく、エポキシド と水または多価アルコールのいずれかとの重合生成物を含んでもよい。本発明に 有用なポリエーテルポリオールの調製に使 用することが可能な例示的なエポキシドとしては、エチレンオキシド、ブチレン オキシドおよびアミレンオキシドなどの短鎖(たとえば、炭素原子が約2〜6個 の)アルキレンオキシド、t-ブチルグリシジルエーテルやフェニルグリシジルエ ーテルなどのグリシジルエーテル、上述の諸エポキシドの2種以上のランダムコ ポリマーまたはコポリマーなどがある。 本発明で使用するのに適したポリエーテルポリオール類の製造に使用すること が可能な多価アルコールの例は、好ましくはヒドロキシル基を2〜8個有し、エ チレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジ オール、1,5-ペンタンジオール、および1,7-ヘプタンジオールなどの短鎖ジオー ル(たとえば、炭素原子を約2〜7個有する)、ビスフェノールAなどのフェノ ールから誘導された化合物、およびグリセロール、1,1,1-トリメチロールプロパ ン、1,1,1-トリメチロールエタン、ヘキサン-1,2,6-トリオール、α-メチルグリ コシド、ペンタエリトリトール、ペンタノール類、ヘキサノールおよび様々な糖 類(たとえば、グルコース、スクロース、フルクトースおよびマルトース)など 、ヒドロキシル基を2個より多く有する物質が含まれる。 下位分類としては、ポリアルキレンポリエーテルポリオール類(本願明細書で は、ポリアルキレンオキシドポリオール類と呼ぶこともある)が好ましい。ポリ アルキレンポリエーテルポリオールは、前述の短鎖アルキレンオキシド、ならび にテトラヒドロフランなどの他の出発物質およびエピクロロヒドリンなどのエピ ハロヒドリン類から調製することが可能である。アルキレンオキシドテトラヒド ロフランコポリマーを使用してもよい。ポリアリレンオキシドポリオール類の形 成に使用することができるスチレンオキシドなどのアリレンオキシドも有用であ る。最も好ましいポリアルキレンポリエー テルポリオール類はポリプロピレンオキシドポリオール、ポリエチレンオキシド ポリオール、およびポリテトラメチレンオキシドポリオール、ならびにそれらの エチレンオキシド末端誘導体およびプロピレンオキシド末端誘導体である。ポリ プロピレンオキシドポリオール類が最も好ましい。有用な市販のポリアルキレン ポリエーテルポリオール類の例としては、Witco Chemical Co.のREZOL ファミリーの物質(たとえば、ET-700)やARCO Chemical Co.のARC OLファミリーの物質(たとえば、PPG 425やPPG 1000)などがある。 ポリエステルポリオール類も有用であり、1種以上のジオール類を1種以上の ジカルボン酸と反応させることによって調製することができる。本発明に有用な ポリエステルポリオール類の製造に使用することが可能なジオール類としては、 一般構造HO-(CH2)x-OHを有し、xの整数値は約2〜6である飽和ジオール 類などがあり、その例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、 1,4-ブタンジオール、および1,6-ヘキサンジオールなどがある。本発明に有用な ポリエステルポリオールの製造に使用することが可能なジカルボン酸としては、 一般構造HOOC-(CH2)y-COOHを有し、yの整数値は約4〜8である飽和 ジカルボン酸であり、その例としてはアジピン酸およびセバシン酸などがある。 オルガノボランポリアミン錯体が相変わらず溶解できれば、芳香族ジカルボン酸 を使用してもよい。適当な市販のポリエステルポリオール類の例としては、Wit co Chemlial Co.のFOMREZファミリーの物質(たとえば、1066-187)な どがある。 ポリ-ε-カプロラクトンを主成分とするポリエステルポリオール類が特に好ま しく、ε-カプロラクトンの開環重合により得ることができる。Union Carbide Corp.から入手可能なTONEファミリーのポリ-ε-カプロラクトンポリオー ル(たとえば、TONE 0210、 TONE 0305およびTONE 0310)が特に有用である。 上述の通り、本発明の重合開始剤系としてはポリイソシアネート(すなわち、 イソシアネート官能価が1より大きい、さらに好ましくはイソシアネート官能価 が2〜4、最も好ましくはイソシアネート官能価が2である物質)を含む。ポリ イソシアネートはオルガノボランポリアミン錯体のポリアミンと反応し、その結 果、オルガノボランはポリアミンとの化学的付着から外れ、ポリウレアを形成す る。オルガノボランは、アクリルモノマーの遊離基重合開始に利用できる。しか し、都合の良いことに、ポリイソシアネートは、オルガノボランポリアミン錯体 を担持するポリオールと反応性であり、重合してポリウレタン/ポリウレアの線 状ポリマーまたは網状構造を形成する。結果として、本発明は完全に反応性の、 100%固形分の重合可能組成物を提供する。 望ましいポリイソシアネートは、使い易く且つ環境条件下で硬化することがで きる接着剤などの組成物を提供できるように、室温以下で(さらに好ましくは室 温で)ポリアミンおよびポリオールとの反応生成物を容易に形成する。本発明に 有用なポリイソシアネートは、接着剤組成物に使用されるアクリルモノマーに溶 解でき、これは、明白な相分離の証拠が肉眼で全く見られないことを意味する。 本発明に有用なポリイソシアネートとしては、様々な脂肪族ジイソシアネート 類、脂環式ジイソシアネート類、芳香族ジイソシアネート類および混合型脂肪族 (脂環式)−芳香族ジイソシアネート類などがある。一般に、脂肪族ジイソシア ネート類、特に脂肪族ポリアミン類を組込むオルガノボランポリアミン錯体と関 連した脂肪族ポリアミン類が好ましい。 最も有用なジイソシアネートとしては、エチレンジイソシアネート、エチリデ ンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、 ブ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(その二量体およ び三量体を含む)、ジクロロヘキサメチレンジイソシアネート、シクロペンチレ ン-1,3-ジイソシアネート、シクロヘキシレン-1,4-ジイソシアネート、シクロヘ キシレン-1,2-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、フルフリリデ ンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、2,2-ジフェニルプロパン-4,4 '-ジフェニルメタンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、m-フェ ニレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、1,4-ナフチレンジイソシ アネート、1,5-ナフチレンジイソシアネート、m-テトラメチルキシリレンジイソ シアネート、4,4-メチレンジフェニルジイソシアネートの高分子バージョン、ジ フェニル-4,4'ジイソシアネート、アゾベンゼン-4,4'-ジイソシアネート、ジフ ェニルスルホン-4,4'-ジイソシアネート、および1-クロロベンゼン-2,4-ジイソ シアネートなどがある。アクリルモノマーに不溶性の極めて結晶質の芳香族物質 (たとえば、純4,4'-メチレンジフェニルジイソシアネート)は、使用されない 。 4,4',4"-トリイソシアナトトリフェニルメタン、1,3,5-トリイソシアナトベン ゼン、2,4,6-トリイソシアナトトルエン、および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、様々なトリイソシアネート類およびテ トラシアネート類を使用してもよい。 ヘキサメチレンジイソシアネート(およびその二量体)、イソホルンジイソシア ネート、およびm-テトラメチルキシリレンジイソシアネートが好ましい。 ポリイソシアネートは有効量、すなわち、錯体からオルガノボランを遊離させ ることによるアクリルモノマー重合と、目的とする最終用途に十分な分子量のポ リウレタン/ポリウレアを形成させるこ との両者を促進するのに有効な量(であるが、最終的な重合組成物の特性に実質 的に悪影響を及ぼさない量)で使用される。使用されるポリイソシアネートの量 は一般にポリウレタン/ポリウレアの重縮合に従来使用されていた量と同じ範囲 である。 多量のポリイソシアネートを使用するとアクリルモノマー重合が余りにも急速 に進行するため、接着剤の場合、結果として得られる物質は、低エネルギー表面 に対して不十分な接着力を示す可能性がある。重合組成物の性能特性に悪影響を 及ぼす望ましくない副反応や、組成物中の望ましくない高レベルの抽出可能物も 、多量のポリイソシアネートを使用することによって生じ、さもなければ未反応 のまま残る。少量のポリイソシアネートを使用すると、重合速度が遅すぎて、重 合しつつあるモノマーは、分子量が十分に増加しない可能性がある。しかし、減 量しなければ重合速度が速すぎる場合、ポリイソシアネートを減量することは重 合速度を減速するのに役立つと考えられる。 上記のパラメーターの中で、ポリイソシアネートは、イソシアネートの当量数 が、重合可能な組成物中のアミン官能価の当量数にヒドロキシル官能価の当量数 を加えた和と化学量論的である量で提供される(ポリアミン、ポリオール、ポリ イソシアネートまたは組成物中の他のアミン官能物質、ヒドロキシル官能物質ま たはイソシアネート官能物質によって提供されてもされなくても)。 ポリウレタン/ポリウレアおよびアクリル系誘導体を結合するために、任意に 、接着剤組成物は二反応性化合物を含んでもよい。二反応性化合物は好ましくは 遊離基重合可能基を少なくとも1個とアミンと反応性の基を少なくとも1個含む 。本発明に有用な二反応性化合物の例は、次の一般構造: (Fp)a―Y―(A)b で表すことができ、式中「Fp」は遊離基重合可能基であり、「A」はアミン反 応基であり、「Y」は多価有機結合基であり、「a」は遊離基重合可能基の数を 表し、「b」はアミン反応基の数を表す。 遊離基重合可能基「Fp」は、好ましくはアルケン基を含む。アルケン基は未 置換であっても置換されていてもよく、あるいは環状構造の一部であってもよい 。置換アルケン類としては、アルキル基置換またはアリール基置換を有するアル ケン類などがある。好ましいアルケン類は、アリル基など、末端未置換二重結合 を有するものである。さらに好ましいアルケン類はスチリル類である。最も好ま しいアルケン類はアクリル基含有物質である。アミン反応基「A」は、好ましく はイソシアネート基を含む。二反応性化合物は遊離基重合可能基を少なくとも1 個と、アミン反応基を少なくとも1個含むため、「a」および「b」の各値は少 なくとも1である。好ましくは、「a」と「b」の和は6以下であり、好ましく は4以下、最も好ましくは2以下である。多価有機結合基「Y」は、二反応性化 合物の調製に使用した試薬によって、広く様々な異なる化学構造を含むことが可 能である。 好ましくは、二反応性化合物は、ポリイソシアネートと遊離基重合可能基を含 有するヒドロキシル化合物の反応生成物を含む。二反応性化合物の形成に有用な ポリイソシアネートとしては、オルガノボランポリアミン錯体のポリアミン部分 と反応するのに適したものとして上述したものがある。 モルで過剰なポリイソシアネートを活性水素含有化合物(たとえば、ポリオー ル類、ポリチオール類、およびポリアミン類)と反応させることにより調製され た付加物も、二反応性化合物の調製に有 用である。有用なポリオールとしては、アルキレングリコール類、アルキレンエ ーテルグリコール類およびポリヒドロキシアルカン類などがある。有用なポリチ オールとしては、1,3-プロパンジチオール、2,2'-ジメルカプトジエチルエーテ ル、2,2'-ジメルカプトジエチルスルフィド、トリエチレングリコールジメルカ プタン、およびトリメチロ−ルエタントリ(3-メルカプトプロピオネート)などが ある。有用なポリアミン類としては、エチレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン 、1,6-ヘキサンジアミン、および4,7,10-トリオキサ-1,13-トリデカンジアミン などがある。 好ましいヒドロキシル化合物としては、ヒドロキシル化(メト)アクリレート 類および(メト)アクリルアミド類があり、括弧による表現「(メト)」の使用は 、メチル置換が任意であることを示す。ヒドロキシル化(メト)アクリレート類 または(メト)アクリルアミド類とラクトン類(たとえば、ε-カプロラクトン )との付加物も、ヒドロキシ(メト)アクリレートポリエステルを形成するため に特に有用である。 最も好ましい二反応性化合物は、上述した好ましいポリイソシアネートとヒド ロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシブチ ルアクリレートなどのヒドロキシル化(メト)アクリレートとの反応生成物、ま たはヒドロキシル化(メト)アクリレートとε-カプロラクトンの付加物を含む 。 二反応性化合物は、予備形成物質として接着剤組成物に含まれてもよく、in s itu生成してもよい。予備形成物質として提供される場合、ウレタン形成触媒( ジブチル錫ジラウレートなど)、および任意に、遊離基インヒビター(たとえば 、ヒドロキノン)の存在下で出発成分(たとえば、ヒドロキシル化(メト)アク リレートおよびジイソシアネート)を反応させる。1例として、出発成分がモノ −ヒドロキシル化(メト)アクリレートおよびジイソシアネートのとき、前者と 後者のモル比は、NCOとOHの当量比が2:1になるように、好ましくは0. 9〜1.1:1、さらに好ましくは1:1である。 あるいは、ウレタン形成触媒の存在下で、たとえば、ヒドロキシル化(メト) アクリレートと共にポリイソシアネートおよびアクリルモノマー(以下でさらに 十分に説明する)を含むことによって、二反応性化合物をin situ形成してもよ い。この場合、ヒドロキシル化(メト)アクリレートに起因する余分なヒドロキ シル官能価を考慮に入れて、ポリイソシアネートの総量を増加しなければならな い。それ故、本発明の組成物は、ヒドロキシル化(メト)アクリレートなどの化 合物や上述した他の化合物などを含んでもよい。 上述の通り、遊離したオルガノボランはアクリルモノマーの遊離基重合を開始 する。「アクリルモノマー」は、1個以上のアクリル部分または置換アクリル部 分、化学基または官能価、すなわち、一般構造: を有し、式中Rは水素または有機基であり、R'は有機基である、基を有する重 合可能なモノマーを意味する。RおよびR'が有機基である場合、両者は同じで あっても異なってもよい。アクリルモノマーの配合物を使用してもよい。重合可 能なアクリルモノマーは、一官能価、多官能価、またはその組み合わせであって もよい。 最も有用なモノマーは、一官能価アクリレートエステル、メタクリレートエス テル、およびヒドロキシ、アミド、シアノ、クロロ、およびシラン誘導体など、 その置換誘導体、ならびに置換および未 置換の一官能価アクリレートエステルおよびメタクリレートエステルの配合物で ある。特に好ましいモノマー類としては、メチルメタクリレート、エチルメタク リレート、メトキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、 ヒドロキシプロピルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、テトラヒ ドロフルフリルメタクリレート、およびその配合物など、低分子量メタクリレー トエステルである。 アクリレートエステル類も高分子量メタクリレートエステルも、単独で使用す るにはさほど好ましくないが、たとえば、最終的な接着剤組成物の柔軟性または 可撓性を高めるために、改質モノマーとして低分子量メタクリレートエステルの 支配的量と共に特に有効に使用することができる。このようなアクリレートエス テル類および高分子量メタクリレートエステル類の例としては、メチルアクリレ ート、エチルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ヒドロキシプロピル アクリレート、ブチルアクリレート、n-オクチルアクリレート、2-エチルヘキシ ルアクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、デシルメタクリレート、ド デシルメタクリレート,tert-ブチルメタクリレート、アクリルアミド、N-メチ ルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N-tert-ブチルアクリルアミド 、N-tert-オクチルアクリルアミド、N-ブトキシアクリルアミド、γ-メタクリ ルオキシプロピルトリメトキシシラン、2-シアノエチルアクリレート、3-シアノ プロピルアクリレート、テトラヒドロフルフリルクロロアクリレート、グリシジ ルアクリレート、グリシジルメタクリレート、等々がある。 特に好ましいものは、メチルメタクリレートとブチルアクリレートの配合物な ど、上述の低分子量アルキルメタクリレートエステル類のいずれかとアルキル基 の炭素原子が4〜10個のアルキルア クリレート類との配合物である。この種の重合可能な組成物は、組成物の総重量 を基準にして、おおまかに約2〜40重量%のアルキルアクリレートを約2〜4 0重量%と、したがって、アルキルメタクリレートを約60〜98%含む。 最終組成物のクリープ抵抗性や温度抵抗性を改良するためなど、改質剤として 特に有用な他のクラスの重合可能なモノマーは、一般式: に相当し、R13は水素、メチル、エチルおよび から成る群から選択することが可能であり、 R14は水素および から成る群から選択することが可能である。 aの値は1以上の整数であり、さらに好ましくは1〜約8であり、最も好ましく は1〜4である。bの整数値は1以上であり、さらに好ましくは1〜約20であ る。cの値は0または1である。 モノマー改質剤として有用な他のアクリルモノマーとしては、エチレングリコ ールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリ コールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ジグリセ ロールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリト リトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、なら びに他のポリエーテルジアクリレート類およびジメタクリレート類などがある。 特にモノマー改質剤として、本発明に有用な他の重合可能なモノマーは、一般 式: を有し、R16は水素、塩素、メチルまたはエチルであってもよく、R17は炭素原 子が2〜6個のアルキレン基であってもよく、R18はeが0〜8の整数である( CH2)eであるか下記: の1つであり、フェニル基は、オルト位、メタ位またはパラ位のいずれか1つで 置換されている。dの値は1〜4の整数である。 このクラスの一般的なモノマーとしては、ビス(エチレングリコール)アジペ ートのジメタクリレート、ビス(エチレングリコール)マレアートのジメタクリ レート、ビス(エチレングリコール)フタレートのジメタクリレート、ビス(テ トラエチレングリコール)のジメタクリレート、ビス(テトラエチレングリコー ル)セバケートのジメタクリレート、ビス(テトラエチレングリコール)マレア ートのジメタクリレート、ジメタクリレート類に相応するジアクリレート類およ びクロロアクリレート類などがある。 イソシアネート−ヒドロキシアクリレート反応生成物またはイソシアネート− アミノアクリレート反応生成物であるモノマーも改質剤として有用である。これ らは、アクリレート末端ポリウレタンおよびポリウレイド類またはポリウレア類 としての特徴を有する。このようなモノマーは、次の一般式: を有し、Wは-O-および ルキル基(たとえば、炭素原子1〜7個)から成る群から選択され る。Tは活性水素含有アクリルエステルの有機残基である。有機水素ははずれ、 エステルはそのアルキル部分(メチル、エチル、塩素同族体を含む)で水素置換 またはアミノ置換されている。eの整数値は1〜6である。Qはアルキル、アル キレン、アルケニル、シクロアルキル、シクロアルキレン、アリール、アラルキ ル、アルカリル、ポリ(オキシアルキレン)、ポリ(カルボアルコキシアルキレ ン)、置換および未置換の複素環式基、から成る群から選択される一価有機基ま たは多価有機基である。 このクラスの一般的なモノマーには、モノイソシアネートまたはポリイソシア ネート、たとえば、トルエンジイソシアネートと、非アクリレート部分にヒドロ キシ基またはアミノ基を含有するアクレートエステル、たとえば、ヒドロキシエ チルメタクリレートとの反応生成物が含まれる。 さらに、この組成物は様々な任意の添加物を含む。特に有用な1つの添加物は 、中間(約100,000)分子量ポリメチルメタクリレートなどの増粘剤であり、組 成物の総重量を基準にして、約10〜40重量%の量で組込むことが可能である 。増粘剤を使用して、室温でより容易に塗付できる粘稠シロップ様粘稠度まで、 組成物の粘度を上昇させることが可能である。 別の特に有用な添加物はエラストマー物質である。この物質は、この物質を用 いて製造された組成物の破壊靭性を改善することができ、たとえば、可撓性高分 子基質など、他の物質ほど容易にエネルギーを機械的に吸収しない金属材料など の堅く、降伏強さの強い材料を接着するときに有益である。このような添加物は 、組成物の総重量を基準にして、約5〜35重量%の量で組込むことが可能であ る。 ゴムコアやゴム様コアを含む粒子など、あるグラフトコポリマー 樹脂または比較的硬質のシェルで囲まれた網状構造(これらの材料はしばしば「 コア−シェル」ポリマーと呼ばれる)は、特に有用なエラストマー添加物である 。最も好ましいものは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフトコポ リマーである。組成物の破壊靭性を改善するほかにも、コア−シェルポリマーは 、より高い拡がり特性および流れ特性を末硬化組成物に与えることができる。こ れらの増強された特性は、注射器型アプリケーターから分取する際に、組成物が 望ましくない「糸」を残す傾向や、垂直面に塗付した後の垂れや垂下の傾向が低 減することによって明らかにされる。改良された垂れ−下垂抵抗性を達成するに は、約20%より多いコア−シェルポリマー添加物を使用することが好ましい。 別の有用な補助剤はアクリルモノマー架橋剤である。アクリルモノマー架橋剤 を使用して接着層の溶剤抵抗性を増強することができるが、本発明のある組成物 は、外的に加えられたアクリルモノマー架橋剤の非存在下でも、優れた溶剤抵抗 性を有する。有用なアクリルモノマー架橋剤は、一般に組成物の総重量を基準に して約0.2〜10重量%の量で使用され、可能なアクリルモノマー改良剤とし て上述した様々なジアクリレート類ならびに他の物質が含まれる。適当なアクリ ルモノマー架橋剤の具体例としては、エチレングリコールジメタクリレート、エ チレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、 ジエチレングリコールメタクリルオキシカーボネート、ポリエチレングリコール ジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ジグリセロール ジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ペンタエリトリトー ルトリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ならびに他 のポリエーテルジアクリレート類およびジメタクリレート類などがある。 たとえば、組成物が重合する速度を調節したりアクリルモノマー重合を完了さ せたりするために、過酸化物を(アクリレート成分およびメタクリレート成分の 総重量を基準にして、一般に約2重量%未満の量で)任意に含んでもよい。 ポリウレタンの形成を促進する触媒(たとえば、ジブチル錫ラウレート、オク タン酸スズ、およびAir Products and Chemicals Co.のDABCOなどのト リエチレンチリアミン)を使用してもよい。触媒的に影響を与える量を使用する が、その量はポリウレタン重合速度を高めるのに十分であるが、接着剤組成物が 急速に硬化して通常の室温塗付条件で拡がることが難しくなるほど重合を加速し ない量である。ポリウレタン形成触媒の一般的な量はポリオールの約2.0重量 %未満である。 組成物に含まれてもよい他の添加物は、低分子量連鎖延長剤(たとえば、1,4- ブタンジオール、1,3-プロパンジアミンなど)など、ポリウレタン形成と関連の あるものであって、ポリウレタン/ポリウレア、特にその硬質セグメント成分の 性質に影響を与えるために含められる。錯体のポリアミン成分を適切に選択する ことによって、ポリウレタンの硬質セグメントを改質することも可能である。そ れ故、ポリアミンは、オルガノボランを酸化に対して安定化させ、且つポリウレ タン硬質セグメントを提供するという二元的な機能を果たす。 たとえば、貯蔵中にアクリルモノマーが分解するのを防止または減少させるた めに、ヒドロキノンなどのインヒビターを少量使用してもよい。インヒビターは 、これを使用して製造された接着剤や他の組成物の重合速度や最終的な特性を実 質的に低減しない量、一般的に重合可能なモノマーの重量を基準にして、約10 0〜10,000ppmで加えることが可能である。他の可能な添加物としては、 非反応性着色料、フィラー(たとえば、カーボンブラック)などがある。 様々な任意の添加物は、これを使用して製造された組成物の重合工程または所 望の特性に著しく悪影響を及ぼさない量で使用される 本発明による重合可能な接着剤組成物は、シーラント、コーティング、射出成 形、樹脂を含め、広く様々な方法で使用することが可能である。本発明による重 合可能な接着剤組成物は、樹脂トランスファー成形操作などで、ガラス繊維マッ トや金属繊維マットと共に母材樹脂としても使用することが可能である。さらに 、本発明による重合可能な接着剤組成物は、電気部品や印刷回路板などの製造に おいて、カプセル材料や注封材料として使用することが可能である。望ましいこ とに、本発明による重合可能な接着剤組成物は、ポリマー類、木、セラミックス 、コンクリート、および下塗した金属を含め、多種多様の基材を接着することが できる。 本発明の重合可能な組成物は、下塗など、複雑な表面準備技術を使用しなけれ ば接着することが歴史的に非常に困難であった低表面エネルギープラスチックや 高分子材料を接着するのに特に有用である。低表面エネルギー基材は、表面エネ ルギーが45mJ/m2未満、さらに一般的には40mJ/m2未満または35mJ/m2未満 の材料を意味する。ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジ エン−スチレン、および表面エネルギーが20mJ/m2未満のポリテトラフルオロ エチレン(TEFLON)などのフッ素化ポリマー類もこのような材料の中に含 まれる。(表現「表面エネルギー」は、「臨界湿潤張力」と同義に使用する者も いる。)本発明の組成物を使用して有効に接着することが可能な表面エネルギー が幾らか高い他のポリマーとしては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレ ート、およびポリ塩化ビニルなどがある。 本発明の重合可能な組成物は、2液型接着剤として容易に使用することができ る。アクリルモノマーは、このような物質を処理するときに通常行われるように 配合されるが、発泡や二酸化炭素放出を引起こす可能性がある、ポリイソシアネ ートと水分との間の望ましくない反応を排除するために、完全に乾燥させなけれ ばならない。ポリイソシアネートをオルガノボランポリアミン錯体から分離し、 従って、2液型組成物の第1液を提供するために、通常、ポリイソシアネートを この配合物に含める。任意の二反応性化合物(存在する場合)を接着剤組成物の 第1液に加える。オルガノボランポリアミン錯体、ポリオールおよびポリウレタ ン形成触媒は、組成物の第2液となる。組成物を使用したいすぐ前に、第1液と 第2液を配合する。 商業環境および工業環境で最も容易に使用される本発明のもののような2液型 接着剤の場合、2液を配合する比率は都合のよい自然数でなければならない。こ のことにより、従来の市販のディスペンサーで接着剤を塗付することが容易にな る。このようなディスペンサーは、米国特許第4,538,920号および第5 ,082,147号に示されており、Conprotec,Inc.(Salem NH)から「M ixpac」の商品名で市販されている。 一般に、これらのディスペンサーは並んで配置されている1対の管状容器を使 用し、各管は接着剤の2液のうちの1液を受け取るためのものである。2液の配 合を容易にするために、2個のプランジャー(各管に1個ずつ)を同時に前進さ せ(たとえば、手で、または手動ラチェット機構によって)、管内の内容物を、 静的ミキサーも入っている共通の中空延長混合チャンバに排出させる。配合され た接着剤を、混合チャンバから基材上に押出す。一度管が空になったら新しい管 と取り替え、塗付工程を継続する。 接着剤の2液を配合する比率は、管の直径によって調節することができる。( 一定の直径の管内で受けられるように各プランジャーのサイズを決定し、同じ速 度でプランジャーを管内に前進させる。)1つのディスペンサーを、便利な混合 比で様々な異なる2液接着剤で使用しようとする場合が多い。幾つかの一般的な 混合比は、1:1、1:2、1:4および1:10である。 接着剤の2液を半端な混合比(たとえば、3.5:100)で配合する場合、 最終的なユーザーは恐らく接着剤の2液を手で計量することになるであろう。そ れゆえ、商業的有用性および工業的有用性を最高にするために、また現在入手で きる分取装置で使用し易いように、接着剤の2液は10:1以下、さらに好まし くは1:4、1:3、1:2または1:1など、一般的な自然数混合比で配合で きなければならない。 本発明の接着剤組成物は、従来の、市販の2液型接着剤用分取装置で使用する のに非常に適している。接着剤組成物の2液の混合比を商業的に最も重要な自然 数値、たとえば、1:10、1:4、1:3、1:2または1:1に変更するた めに、ポリオールにおけるオルガノボランポリアミン錯体の独特な溶解性を都合 よく使用することができる。さらに、オルガノボランポリアミン錯体はポリオー ルによく溶けるため、錯体を2液型組成物のアクリルモノマー含有剤と区別して 貯蔵することが可能である。結果として、組成物の2液は優れた貯蔵安定性を有 する(少なくとも数週間)が、商業上有用な混合比で配合することができる。さ らに、ポリイソシアネートはポリオールおよびポリアミンと反応して、アクリル 系誘導体の線状ポリマーまたは網状構造と独立して、ポリウレタン/ポリウレア の線状ポリマーまたは網状構造を形成する。 アクリルモノマー混合物、錯体の量、接着が形成される温度、ポ リウレタン形成触媒の有無、およびポリオール中のヒドロキシル基のタイプによ って有用な可使時間が短いことがあるため、一度2液を配合するとその後は、組 成物を速やかに使用しなければならない。 この重合可能な組成物は、室温で容易に適用して硬化させることができる。一 般に、重合可能な組成物を1基材または両基材に塗付し、その基材を加圧して結 合させ、余分な組成物を接着剤層から押出す。これには、空気に曝露されて、酸 化が始まっていた可能性のある組成物を排除するという利点もある。一般に、組 成物を塗付したすぐ後に、好ましくは約10分以内に、結合が行われなければな らない。一般的な接着剤層の厚さは約0.1〜0.3mmである。 結合工程は室温で容易に行うことができ、重合の程度を改善するためには、温度 を約40℃未満、好ましくは30℃未満、最も好ましくは約25℃未満に保つこ とが望ましい。 一度塗付すると、アクリルモノマー(アクリル系誘導体の線状ポリマーまたは 網状構造を形成する)およびポリイソシアネート、ポリオールおよびポリアミン (アクリル系誘導体の線状ポリマーまたは網状構造から独立しているが共存する ポリウレタン/ポウレアの線状ポリマーまたは網状構造を形成する)の同時重合 により組成物に凝集強さが生じる。接着力はアクリル成分によって提供される。 結合は妥当な生強度まで硬化し、約6〜7時間以内に、結合した成分の取扱が可 能になる。環境条件下で、約24時間で全強度に達し、要望があれば、熱(一般 に約80℃)による後硬化を使用してもよい。アクリル誘導体とポリウレタン/ ポリウレアを互いに架橋させるために二反応性化合物を重合混合物に含め、さら に芳香族ポリイソシアネートを使用することによって、さらに急速な強度増強が 促進される。このような状況で、1時間未満で取扱強さを得ることができる。 互いに無関係なポリウレタン/ポリウレア成分とアクリル成分が相溶性である 硬化した接着剤を生じるように、アクリルモノマー、錯体のポリアミン部分、ポ リオールおよびポリイソシアネートを選択しなければならい。「相溶性」は、室 温でアクリル誘導体とポリウレタン/ポリウレアの著しい相分離の証拠が肉眼で 全く見られず、結果として生じる接着層は低凝集強さおよび相互に一致しない接 着力を特徴とすることを意味する。 以下の非限定的な実施例を参照すると、本発明はさらに完全に理解されるであ ろう。実施例では、他に記載がなければ、重量はすべて、組成物の総重量(10 0重量%)を基準にして、重量%で表わすか、gで表してあり、重量(ホウ素を 除外する)は小数点以下2位まで報告する。 実施例で使用する様々な商品名および略語は次の通りである。略語または商品名 説明 BA n-ブチルアクリレート BLENDEX B467 General Electric Specialty Chemicals,Parkersburg,WVのアク リロニトリル−ブタジエン−スチレン ターポリマー cm センチメートル DBTDL ジブチル錫ジラウレート DESMOPHEN 1150 Bayerのヒマシ油を主成分とするポリ エーテル−ポリエステルポリオール DYTEK A E.I.duPont deNemours and Co.から 入手可能な2-メチル-1,5-ジアミノペン タン FOMREZ 1066-187 Witco Chemical Co.から入手可能なト リメチロールプロパンと1,6-ヘキサン 二酸のポリエステルポリオール反応生 成物 FOMREZ UL-28 Witco Chemical Co.から入手可能なポ リウレタン形成触媒 HA n-ヘキシルアクリレート HEMA ヒドロキシエチルメタクリレート HMDA 1,6-ヘキサンジアミン in. インチ IPDI イソホロンジイソシアネート Lo-PMMA Aldrich Chemical Companyの低分子 量ポリ(メチルメタクリレート) μm ミクロン mm ミリメートル MMA メチルメタクリレート PMMA Aldrich Chemical Companyのエチル アクリレートを5%未満含む、分子量 101,000のポリ(メチルメタクリレー ト−コ−エチルアクリレート) PPG 425 Aldrich Chemical Companyから入手 可能な概数平均分子量が約425のポリ プロピレンオキシドポリオール PPG 1000 Aldrich Chemical Companyから入手 可能な概数平均分子量が約1000のポ リプロピレンオキシドポリオール REZOL ET-700 Witco Chemical Co.から市販されてい るポリオキシアルキレンポリオール TEB トリエチルボラン THFMA テトラヒドロフルフリルメタクリレー ト TMXDI テトラメチルキシレンジイソシアネー ト TONE 0210 Union Carbide Corp.から入手可能な ポリ-ε-カプロラクタンジオール TONE 0305 Union Carbide Corp.から入手可能な ポリ-ε-カプロラクトントリオール TONE 0310 Union Carbide Corp.から入手可能な ポリ-ε-カプロラクトントリオール 産業上の利用可能性 オルガノボランポリアミン錯体の合成 全てのガラス製品を洗浄し、1000°Fで焼成するか、ガラス製品が橙色の 光を放つまでブンゼンバーナーで焼成した。グローブボックスを組み立て、窒素 をみなぎらせた。Servomex Oxygenアナライザーでグローブボックス内の酸素 濃度をモニタリングし、100ppm未満の酸素を含む窒素環境下で合成を行った 。 グローブボックスには、均圧滴下ロート、電気秤、適当な栓が付いたフラスコ 、スタンド、および氷浴が入っていた。オルガノボランを均圧滴下ロートに秤量 し、ポリアミンをフラスコに秤量した。攪拌および冷却を行いながら、オルガノ ボランをポリアミンに滴下した。穏やかな発熱反応が確認されたため、オルガノ ボランの添加を中等度にして発熱を調節した。発煙した場合、発煙が静まるまで オルガノボランの添加を減速した。 オルガノボランを全部加えたとき、フラスコを室温に平衡化させると、結晶質 塊または液体が生じた。結晶質塊が生じた場合、液体 が得られるまで、グローブボックスの外の油浴で55℃に加熱した。この液体を バイアルに移し、窒素をみなぎらした。他に記載がなければ、第一級窒素原子と ホウ素原子の比率1:1で、この錯体をてぎわよく合成した。 モノマー混合物の調製 実施例で使用するモノマー混合物に関する、さらに具体的な詳細を、個々の実 施例とともに以下に記載する。しかし、一般に、メチルメタクリレート、n-ブチ ルアクリレート、増粘剤(たとえば、ポリ(メチルメタクリレート)またはコア シェルポリマー)、および二反応性化合物(含有する場合)をビンに秤量するこ とにより、モノマー混合物を生成させた。モノマーは、先ず4Åの分子篩上で乾 燥させた。ビンを密閉し、ローラー/ミキサーに載せ、赤外線灯で加熱して、溶 液が得られるまでビンを温めたが、触って熱くない程度までであった。冷却後、 ポリイソシアネートを加えた。通常、無色透明の、中等度に粘性の液体が生じた 。モノマー比をモノマー混合物の重量%として表に示す。 硬化剤混合物の調製 実施例で使用する硬化剤混合物に関する、さらに具体的な詳細を、個々の実施 例とともに以下に記載する。しかし、硬化剤混合物は一般に、錯体を溶解するた めに必要に応じて穏やかに加熱して、オルガノボランポリアミン錯体をポリオー ルに溶解することにより、製造される。ポリウレタン形成触媒(含有する場合) も加えた。ポリオールは、先ず真空下で100℃以上に加熱して水分を除去し、 その後、4Åの分子篩上で保存した。 重ね剪断強さ試験方法 製造された接着層の重ね剪断強さを測定するために続いて評価を行った実施例 は、以下の通りに試験した。英国式単位の寸法が公称寸法であり、メートル式単 位への変換は近似値である。 さらに詳細には、使用した試験標本は、公称寸法1in.×4in.×厚さ1/8in.( 2.5cm×10.2cm×厚さ0.3cm)のフィンガーパネルを使用して試験標本 を作成したこと以外は、ASTMD-1002に記載されているものと類似していた 。接着を固定し、オーバーラップ領域を0.5インチ(1.3cm)にするのに役 立つように、幅0.5in.(1.3cm)の赤色リトグラフテープを被接着体の一 つの端に貼付した。実施例1および2では直径0.006in.(150μm)、他 の全ての実施例では直径0.008in.(200μm)のピアノ線の短い切片を スペーサーとして使用して、接着剤層の厚さを調節した。 事前に調製したモノマー混合物を、ポリキャップで密閉することができるバイ アル内に秤量することによって接着剤組成物を製造した。事前に調製した硬化剤 混合物を加え、木製スティックを使用してモノマー混合物と配合し、バイアルを ポリキャプで密閉した。一般に、硬化剤混合物をモノマー混合物に加えると、配 合物は僅かに発熱し、場合によっては黄変する。 少量の混合した接着剤を各被接着体に貼付し、各被接着体の端で1in.×0. 5in.(2.5cm×1.3cm)の領域が確実に覆われるように広げた。1つの被 接着体上の接着剤の中にピアノ線の切片2本を入れ、接着を合せてリトグラフテ ープで固定した。バインダークリップ2個で結合をさらに固定し、室温で48時 間硬化させ、バインダークリップおよびテープを外した。 Precision Punch and Plastic Co.(Minneapolis,MN)から入手可 能な、機械グレードのTEFLON、高密度ポリエチレンおよびポリプロピレン の3種類の被接着体で重ね剪断試験を実施した。各被接着体および各接着剤配合 物を使用して、3つの接着剤層を作製した。各接着剤に関して、TEFLONを 最初に結合し、次に高密度ポリエチレン、次にポリプロピレンを結合した。 硬化後、Tensile Testing Machine(引張試験機)を使用して破壊するまで 結合を試験した。クロスヘッド速度は0.1in./分(2.5mm/分)であり 、試験は室温で実施した。重ね剪断強さは、3回の測定値の平均であり、最も近 い自然数までpsi(ポンド/in2)で報告する。 破壊モードを決定するため、破壊するまで負荷した後、結合を視覚的に検査し た。被接着体の破壊が最も好ましいが、接着剤組成物の凝集破壊は、有用な製剤 を証明するものである。一連の記号化した略語に基づいて、実施例に破壊モード を報告する。略語は次の通りである: 実施例1 下表1に記載の処方を使用して、本発明による2種類の接着剤組成物を作製し た。他の表の多くの場合と同様、表1では、接着剤組成物関連の情報を、前記略 語によって確認される成分および括弧で 表示された各成分の相対量と共に、要約した形式で示す。それ故、表1の最初の 見出し語は、メチルメタクリレート(MMA)34.80重量%、n-ブチルアク リレート(BA)25.20重量%、m-テトラメチルキシレンジイソシアネート (TMXDI)10.00重量%、およびポリ(メチルメタクリレート)(PM MA)30.00重量%含んでいたモノマー混合物の接着剤組成物である。硬化 剤混合物はトリエチルボラン*1,6-ヘキサンジアミ(TEB*HMDA)錯体17 .50重量%、およびDESMOPHEN 1150ポリオール82.5重量%を含 んでいた。 次に、上述の手順を使用して接着剤組成物の重ね剪断強さおよび破壊モードを 試験した。その結果を下表1に示す。結合のほとんどが凝集破壊であったことか ら、接着はオルガノボラン開始アクリルポリマーによって促進されたことがわか る。実施例1の組成物は、柔軟な材料が望ましい用途、たとえば、シーラントに 有用である。商業上有用な10:1の混合比が得られた。より多量のポリウレタ ン/ポリウレアを提供することによって重ね剪断強さを増強することが可能であ る。 実施例2 上述の手順に従って、下表2に記載の処方を有する本発明による一連の接着剤 を作製した。表2の最後の見出し語は、アクリルモノマーもオルガノボランポリ アミン錯体も含有しない比較例である。比率は重量%で示す。上述の通り、接着 剤組成物の重ね剪断強さを試験し、破壊モードを分析した。その結果を表2に示 す。 一般に、破壊モードは接着剤の凝集破壊か、被接着体の伸長または破壊であっ た。しかし、比較例を提供するためにアクリルモノマーおよびオルガノボランポ リアミン錯体を除去すると、剪断強さは著しく低下し、破壊モードは、全ての基 材で接着破壊になった。表2は、三官能価ポリオールおよびポリウレタン形成触 媒の使用を示す。表2は、本発明の接着剤組成物を用いて、商業上有用な混合比 10:1、4:1および2:1を実現できることを示し、市販の2液型接着剤用 ディスペンサーで容易に分取できることがわかる。 実施例3 上述の手順に従って、下表3に記載の処方を有する本発明による一連の接着剤 を作製した。重合したアクル系誘導体をポリウレタン/ポリウレアに架橋するた め、モノマーは、ヒドロキシメタクリレート二反応性化合物を含有していた。イ ソシアネート基と、ヒドロ キシル基とアミン基を合せた量の化学量論が1:1に等しいように各接着剤組成 物の成分比(重量%で表示)を調整した。上述の通り、接着剤組成物の重ね剪断 強さを試験し、破壊モードを分析した。その結果を表3に示す。 表3は、接着剤組成物が二反応性化合物を含むときに得られる改良された接着 力を示すものである。好ましくは、二反応性化合物は、ヒドロキシル当量とポリ イソシアネート当量の比率を基準にして、 約0.5〜50%の量で使用される。表3から、イソホロンジイソシアネートを ポリイソシアネートとして使用できること、およびジブチル錫ラウレートをポリ ウレタン形成触媒として使用できることがわかる。 実施例4 実施例4は、ポリ(メチルメタクリレート)ではなく、BLEDDEX B467 コアシェルポリマーを増粘剤として使用した、本発明による組成物を示す。モノ マー混合物は、MMA/BA/TMXDI/BLENDEX B467であり、種々の 成分の相対重量%は52.00/11.30/6.80/30.00であった。オフホワイトのオパール のような光彩を放つチキソトロープ塊が得られるまで、種々の成分を高剪断条件 下、配合機内で混合することによって、モノマー混合物を調製した。硬化剤混合 物(硬化剤混合物の調製に記載の通りに調製した)はTEB*HMDA/TONE 0305/FOMREZ UL-28であり、種々の成分の相対重量%は32.40/67.60/0. 0010であった。モノマー混合物と硬化剤混合物を10:1の比率で配合し、重ね 剪断強さ試験標本を作製して上述の通り試験した。その結果を表4に示す。 実施例5 下表5に記載のモノマー混合物を下表6に記載の対応する硬化剤混合物と組合 せて、本発明による一連の接着剤組成物を調製した。 上述の通りにモノマー混合物および硬化剤混合物を調製したが、熱は使用しなか った。表5および表6に、種々の成分の相対量をgで示す。上述の通り、接着剤 組成物の重ね剪断強さを試験し、破壊モードを分析した。その結果を表7に示す 。 HEMAは、0.07重量%のDBTDLを含有していた。 TONE 0305は、0.047重量%のDBTDLを含有していた。 N:Bは、錯体中の第一級アミン窒素原子とホウ素原子の比率を指す。 下表7に示す通りに、モノマー混合物をその対応する硬化剤と10:1の重量 比で配合して一連の接着剤組成物を作製した。手で秤量して混合するとき、接着 剤組成物は余りにも急速に硬化して使用することができなかった。次に、静的ミ キサーを具備する10:1管状注射器型2液型接着剤ディスペンサーと共に接着 剤組成物を使用した。 幾つかの例外を除き、上述の通りに重ね剪断強さ試験標本を作製 した。接着剤組成物が急速に硬化したため、1つの被接着体の端と他の被接着体 の端に一筋の接着剤を置き、接着剤を合せて、ワイヤーのスペースのためにそれ 以上圧縮できなくなるまで、手で圧縮した。次の順序で結合を行った。TEFL ON、ポリエチレン、ポリプロピレン:TEFLON、ポリエチレン、ポリプロ ピレン:TEFLON、ポリエチレン、ポリプロピレン。9つの結合をすべて行 った後、バインダークリップで固定し、室温で48時間硬化させてから重ね剪断 試験および結合破壊分析を行った。試験結果を下表7に示す。 表7から、本発明の接着剤組成物は、2液型接着剤用管状二注射器型ディスペ ンサーと共に使用できると同時に、様々な低表面エネルギーポリマー表面に接着 を提供できることがわかる。実施例5から、本発明の接着剤組成物がいかに急速 に強度を築くことができるかがわかる。実施例5は、急速に硬化して高い重ね剪 断強さを示した。 実施例6 下表8に記載のモノマー混合物を下表9に記載の対応する硬化剤混合物と組合 せて、本発明による一連の接着剤組成物を調製した。上述の通りにモノマー混合 物および硬化剤混合物を調製した。表8 および表9に、種々の成分の相対量をgで示す。 硬化剤混合物C1〜C8では、ポリオールは1重量%のDBTDLを含有して いた。硬化剤混合物C9〜C10では、ポリオールは1重量%のFomrez UL-2 8を含有していた。各実施例は、第一級アミン窒素原子とホウ素原子の比率が1 :1であった。 下表10に示すように、モノマー混合物をその対応する硬化剤混合物と4:1 の重量比で配合して、一連の接着剤組成物を作製した。上述の通り、接着剤組成 物の重ね剪断強さを試験し、破壊モードを分析した。その結果を表10に示す。 表10から、本発明の接着剤組成物に種々のポリオール類、アクリルモノマー 類、ポリイソシアネート類およびポリウレタン形成触媒を使用できることがわか る。硬化剤混合物C5およびC6は、液体ポリオールと固体ポリオールの配合物 を示し、溶液を形成した。ポリオールおよびアクリルモノマーを適切に選択する ことによって、接着剤の可撓性を調整することができる。モノマー混合物M1と 硬化剤混合物C1の配合物は接着力を有していたが、可撓性であり且つゴム弾性 であった。他の配合物も接着したが、重ね剪断強さは高かった。 実施例7 下表11に記載のモノマー混合物を下表12に記載の対応する硬 化剤混合物と組合せて、本発明による一連の接着剤組成物を調製した。上述の通 りにモノマー混合物および硬化剤混合物を調製した。表11および表12に、種 々の成分の相対量をgで示す。 接着剤組成物中のオルガノボランポリアミン錯体の量は様々であった。1:1 の化学量論(すなわち、イソシアネート基と、ヒドロキシル基とアミン基を合せ た数の比率)を維持するために、ポリオールとポリイソシアネートのレベルは様 々であった。ポリオールは、0.05重量%のDBTDLを含有していた。錯体 中の第一級アミン窒素原子とホウ素原子の比率は1:1であった。 接着剤組成物中のホウ素含有率を変えると、いかに重ね剪断強さに影響を及ぼ すかを示すために、下表13に示す通り、モノマー混合物とその相当する硬化剤 混合物を10:1の重量比で配合して、一連の接着剤組成物を作製した。上述の 通り、接着剤組成物の重ね剪断強さを試験し、破壊モードを分析した。その結果 を表13に示す。 表13から、約0.03重量%未満のホウ素レベル(接着剤組成物と増粘剤を 加えた、すなわち、アクリルモノマーおよびポリ(メチルメタクリレート)のア クリレート基含有部分の重量%として算出した)で、接着力が低下することがわ かる。約0.03重量%のホウ素で、ポリエチレンに対する接着力が増強する。 約0.08重量%を超えるホウ素で、全ての基材に対する接着力が改善する。硬 化剤混合物C8も、75重量%を超えるオルガノボランポリアミン錯体を含む溶 液を示す。 実施例8 下表14に記載のモノマー混合物を下表15に記載の対応する硬化剤混合物と 組合せて、本発明による一連の接着剤組成物を調製した。上述の通りにモノマー 混合物および硬化剤混合物を調製した。表14および表15に、種々の成分の相 対量をgで示す。 接着剤組成物中のオルガノボランポリアミン錯体の量は様々であった。1:1 の化学量論(すなわち、イソシアネート基と、ヒドロキシル基とアミン基を合せ た数の比率)を維持するために、ポリオールとポリイソシアネートのレベルは様 々であった。ポリオールは、1重量%のDBTDLを含有していた。錯体中の第 一級アミン窒素原子とホウ素原子の比率は1:1であった。 接着剤組成物中のホウ素含有率を変えると、いかに重ね剪断強さに影響を及ぼ すかを示すために、下表16に示す通り、モノマー混合物とその相当する硬化剤 混合物を4:1の重量比で配合して、一連の接着剤組成物を作製した。上述の通 り、接着剤組成物の重ね剪断強さを試験し、破壊モードを分析した。その結果を 表16に示す。接着剤組成物は、名目上約40%を超えるポリウレタン/ポリウ レアを含有していた。 表16から、約0.03重量%未満のホウ素レベル(接着剤組成物と増粘剤を 加えたアクリレート基含有部分の重量%として算出した)で、接着力が低下する ことがわかる。約0.03重量%のホウ素で、ポリエチレンに対する接着力が増 強する。約0.08重量%を超えるホウ素で、全ての基材に対する接着力が改善 する。高レベルの錯体で、重ね剪断強さはさほど高くなかったが、接着力は維持 されていた。 実施例9 下表17に記載のモノマー混合物を下表18に記載の対応する硬化剤混合物と 組合せて、本発明による一連の接着剤組成物を調製した。上述の通りにモノマー 混合物および硬化剤混合物を調製した。表17および表18に、種々の成分の相 対量をgで示す。 接着剤組成物中のオルガノボランポリアミン錯体の量は様々であった。1:1 の化学量論(すなわち、イソシアネート基と、ヒドロキシル基とアミン基を合せ た数の比率)を維持するために、ポリオ ールとポリイソシアネートのレベルは様々であった。ポリオールは、1重量%の DBTDLを含有していた。錯体中の第一級アミン窒素原子とホウ素原子の比率 は1:1であった。 接着剤組成物中のホウ素含有率を変えると、いかに重ね剪断強さに影響を及ぼ すかを示すために、下表19に示す通り、モノマー混合物とその相当する硬化剤 混合物を2:1の重量比で配合して、一連の接着剤組成物を作製した。上述の通 り、接着剤組成物の重ね剪断強さを試験し、破壊モードを分析した。その結果を 表19に示す。 表19から、約0.03重量%未満のホウ素レベル(接着剤組成物と増粘剤を 加えたアクリレート基含有部分の重量%として算出した)で、接着力が低下する ことがわかる。約0.03重量%のホウ素で、ポリエチレンに対する接着力が増 強する。約0.08重量%を超えるホウ素で、全ての基材に対する接着力が改善 する。 大部分は、アクリル接着剤はしばしば明確で且つ刺激性の臭いを伴い、そのた め、使用することが不愉快になる場合がある。しかし、都合のよいことに、実施 例9の接着剤組成物は、PMMAを除いて、約2/3がポリウレタン/ポリウレア で1/3が重合アクリレートであって、臭いが著しく少なかったが、それでもなお 、様々な低表面エネルギーポリマーに対して接着力を提供した。 実施例9から、硬化した組成物中のポリウレタン/ポリウレアとアクリル系誘 導体の相対量を変化させることによって、接着剤組成物を調整できることもわか る。望ましい相対量は、目的とする用途によって影響を受け、より多量のアクリ ル系誘導体が有益な用途も あれば、より多量のポリウレタン/ポリウレアが有益な用途もある。しかし、ポ リウレタン接着剤は一般に高表面エネルギー基材の結合と関連があるにも拘わら ず、ポリウレタン接着剤関連の利点(たとえば、靭性、摩耗抵抗性)を有しなが ら、なお且つ低表面エネルギーポリマーに接着する組成物を提供することが可能 である。このような組成物の場合、ポリウレタン/ポリウレアは50%を超える 接着剤を含む。しかし、さらに一般的には、本発明の硬化した組成物は約1〜8 0%のポリウレタン/ポリウレア、相応して、約20〜99%のアクリル系誘導 体を含んでもよく、これらのパーセンテージは、重合可能な組成物中のアクリル モノマーの相対量およびポリイソシアネート、ポリオールおよびポリアミンを合 せた量から誘導することが可能である。 実施例10 実施例10には、重合してポリウレタンとなるモノマーも含むように修正した 、従来の2液型アクリル接着剤の性能に記述する。 A液: TONE 0305 14.70g(0.05重量%のDBTDLを含む) HYPALON 30 28.60g(E.I.duPont de Nemours and Compan yのクロロスルホン化ポリエチレン) メチルメタクリレート 53.74g クメンヒドロペルオキシド 0.85g 様々な成分を互いに溶解することによって、A液を作製した。 B液: BLENDEX B467 22.50g TMXDI 10.00g メチルメタクリレート 67.50g VANAX 808(Vanderbilt Chemical Co.)4.50g 銅ナフテネート 0.00045g 成分を金属のジャーに秤量し、BLENDEX B467の凝塊が極微であるか全 くない、茶色がかった半透明のチキソトロープ流体が得られるまで(5分未満) 、室温、環境条件下、風力高剪断ミキサーで混合することによって、B液を作製 した。 接着剤の2液を1:1の重量比でジャーに秤量し、室温で72時間(すなわち 、週末の間)硬化させたこと以外は上述の通りに重ね剪断試験標本を作製した。 上述の通り、接着剤組成物の重ね剪断強さを試験し、破壊モードを分析した。そ の結果を表20に示す。 接着剤は堅く、比較的強靭な黄褐色物質に硬化して、低い重ね剪断強さおよび 接着破壊を示した。実施例10から、性能、特に低表面エネルギー高分子基材に 対する性能が著しく減損し、この減損は接着剤組成物にオルガノボランポリアミ ン錯体が含まれないときに起こることがわかる。 実施例11 実施例では、1対の2液型接着剤(各々「A液」と「B液」を含む)を次のよ うに処方した。 A1液: PMMA 2.50g BA 2.53g MMA 3.53g 第一級アミン窒素原子とホウ素原子の比率が1:1のTEB*DY TEK Aオルガノボランポリアミン錯体1.44g B1液: PMMA 10.00g TMXDI 1.25g BA 12.03g MMA 16.72g A2液: PMMA 2.50g MMA 6.06g 第一級アミン窒素原子とホウ素原子の比率が1:1のTEB*DY TEK Aオルガノボランポリアミン錯体1.44g B2液: PMMA 10.00g TMXDI 1.25g BA 14.56g MMA 14.19g 各接着剤の「A液」は、アクリルモノマーおよびPMMAを互いに溶解した後 、オルガノボランポリアミン錯体を加えることによって調製した。溶液の初期粘 度は、錯体を添加後、ほとんど変化しなかった。「B液」は、様々な成分を一緒 に混合することによって調製した。2液型接着剤組成物重量部当たり0.002 部のホウ素となるように、各「B液」を、その対応する「A液」と4:1の重量 比で配合した。2液の配合後直ちに、2種の接着剤組成物の重ね剪断強さを試験 し、上述の通りに結合の破壊モードを分析した。その結果を表21に示す。 2種の接着剤組成物を使用して、「A液」をその対応する「B液」と配合した 直後に結合を生じさせることができた。環境条件下での(互いに混合する前の) 2液の粘度の変化が視覚的に認められた。2日後、各「B液」の粘度は目に見え るほど変化しなかった。しかし、各「A」液は1日後に極度に粘性になった。2 日後、A1液はゴム状になり、A2液は硬質の固体になり、低エネルギープラス チック基材への接着力を提供するために存在することが重要であるオルガノボラ ンポリアミン錯体は、僅か2日でA液を硬質またはゴム状にさせたため、アクリ ルモノマーと貯蔵相溶性ではないことがわかる。 実施例12 実施例8の、硬化剤混合物4(C4)と配合したモノマー混合物4(M4)、お よび硬化剤混合物5(C5)と配合したモノマー混合物5(M5)を含む本発明 による2種の接着剤組成物を、密閉したバイアルに入れて、環境条件下で約3週 間貯蔵した。貯蔵期間の終わりに、目に見える接着剤組成物の変化は皆無であっ た。貯蔵期間の終わりに、上述の手順を使用して、2種の接着剤組成物の重ね剪 断強さを試験した。その結果を、破壊モードの評価とともに下表 22に示す。比較のため、実施例8の対応する接着剤組成物の試験結果を括弧内 に示す。 3週間貯蔵した後でも、重ね剪断強さは依然として非常に良好であり、破壊モ ードは著し変化しなかった。対照してみると、実施例11の接着製剤は、僅か2 日後に硬質またはゴム状になった。それ故、本発明の2液型接着剤組成物は商業 上有用な混合比で配合することができ、なお且つ優れた貯蔵安定性を有する。 実施例13 強度増強速度を評価するために、2種類の接着剤組成物を調製した。下表23 に記載のモノマーを、下表24に記載の対応する硬化剤混合物と組合せた。上述 の通りにモノマー混合物および硬化剤混合物を調製した。表23および表24に 、種々の成分の相対量をgで示す。ポリオールは、1重量%のDBTDLを含有 していた。錯体中の第一級アミン窒素原子とホウ素原子の比率は1:1であった 。 表25に示す通りに、各々10:1の重量比で、モノマー混合物M1を硬化剤 混合物と配合し、モノマー混合物M2を硬化剤混合物C2と配合した接着剤組成 物を調製した。各接着剤組成物を使用して、ポリエチレン被接着体で15の接着 を作り、ポリプロピレン被接着体で15の接着を作った。接着を作った後、上述 の手順に従って、様々な時間間隔で重ね剪断強さを試験した。その結果を表25 に示す。 本発明の接着剤組成物の強度増強速度は、ヒドロキシエチルメタクリレートな どの二反応性化合物が存在することによって都合よく且つ驚くほど加速すること ができる。 当業者には、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、本発明の様々な 修正および変更が明白になるであろう。本発明は、本願明細書に記載の例示的な 実施態様に限定されないことを理解しなければならない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 71/02 C08L 71/02 C09J 4/02 C09J 4/02 175/06 175/06 175/08 175/08 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I L,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK ,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK, MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR ,TT,UA,UG,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.オルガノボランポリアミン錯体およびポリオールを含む組成物。 2.前記オルガノボランポリアミン錯体と前記ポリオールの室温で液体の溶液 である請求項1に記載の組成物。 3.前記ポリオールはヒドロキシル官能価が2〜3である請求項1に記載の組 成物。 4.前記ポリオールはポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールから 成る群から選択される請求項1に記載の組成物。 5.前記ポリオールはポリアルキレンオキシドポリオールである請求項4に記 載の組成物。 6.前記ポリオールはポリエチレンオキシドポリオール、ポリプロピレンオキ シドポリオール、ポリテトラメチレンオキシドポリオール、これらの物質のエチ レンオキシド末端誘導体およびプロピレンオキシド末端誘導体、ポリ-ε-カプロ ラクトンポリオール、および前述の物質の配合物から成る群から選択される請求 項4に記載の組成物。 7.(a)(1)構造: を有し、 式中、 R1は炭素原子を1〜10個有するアルキル基であり、 R2およびR3は炭素原子を1〜10個有するアルキル基およびフェ ニル含有基から互いに無関係に選択されるオルガノボランと、 (2)アルキルポリアミン、ポリオキシアルキレンポリアミン、お よびジ第一級アミン末端物質と第一級アミンと反応性の基を少なくとも2個有す る物質との反応生成物から成る群から選択されたポリアミンであって、反応混合 物中の第一級アミン基の数は第一級アミンと反応性の基の数より多いポリアミン と の錯体と (b)ポリエチレンオキシドポリオール、ポリプロピレンオキシドポリオ ール、ポリテトラメチレンオキシドポリオール、これらの物質のエチレンオキシ ド末端誘導体およびプロピレンオキシド末端誘導体、ポリ-ε-カプロラクトン、 および前述の物質の配合物から成る群から選択されたポリオールと を含む室温で液体の溶液。 8.(a)オルガノボランポリアミン錯体と、 (b)オルガノボランを遊離させるための前記錯体のポリアミン成分と反 応性のポリイソシアネートと、 (c)ポリオールと を含む重合開始剤系。 9.前記ポリオールはポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオール から成る群から選択される請求項8に記載の重合開始剤系。 10.前記ポリイソシアネートはアクリルモノマーに溶解できる 請求項8に記載の重合開始剤系。 11.イソシアネート官能価の当量数は、アミン官能価の当量数とヒドロキシ ル官能価の当量数の和に等しい請求項8に記載の重合開始剤系。 12.室温でアクリルモノマーの重合開始とポリウレタン/ポリウレアの形成 の両者が可能な系であって、 (a)オルガノボランポリアミン錯体とポリオールの溶液であって、前記 ポリオールは前記ポリアミンと反応性でない溶液と、 (b)前記アクリルモノマーの重合を開始するために前記オルガノボラン を遊離させるための前記ポリアミンと反応性であるジイソシアネートであって、 前記アクリルモノマーに溶解でき、且つ前記ポリウレタン/ポリウレアを形成す るための前記ポリアミンと前記ポリオールの両者と反応性である前記ジイソシア ネートと、 を含む前記系。 13.前記ポリオールは、ポリエチレンオキシドポリオール、ポリプロピレン オキシドポリオール、ポリテトラメチレンオキシドポリオール、これらの物質の エチレンオキシド末端誘導体およびプロピレンオキシド末端誘導体、ポリ-ε-カ プロラクトン、および前述の物質の配合物から成る群から選択される請求項12 に記載の系。 14.イソシアネート官能価の当量数は、アミン官能価の当量数とヒドロキシ ル官能価の当量数の和に等しい請求項12に記載の系。 15.(a)重合可能なアクリルモノマーと、 (b)オルガノボランポリアミン錯体と、 (c)ポリオールと、 (d)ポリイソシアネートと、 (e)任意に、有機増粘剤と を含む重合可能な組成物。 16.前記重合可能なアクリルモノマーは、一官能価アクリレートエステル、 一官能価メタクリレートエステル、前述の物質の置換誘導体、および前述の物質 の配合物から成る群から選択される請求項15に記載の重合可能な組成物。 17.前記組成物は、重合可能な組成物中のアクリル基含有成分および任意の 有機増粘剤の重量を基準にして約0.03〜1.5重量%のホウ素を含む請求項 15に記載の重合可能な組成物。 18.前記組成物は、重合可能な組成物中のアクリル基含有成分および任意の 有機増粘剤の重量を基準にして約0.1〜0.3重量%のホウ素を含む請求項17 に記載の重合可能な組成物。 19.前記オルガノボランポリアミン錯体は構造 を有し、 式中、 R1は炭素原子を1〜10個有するアルキル基であり、 R2およびR3は炭素原子を1〜10個有するアルキル基およびフェニル含 有基から互いに無関係に選択され、 Amはアルキルポリアミン、ポリオキシアルキレンポリアミン、およびジ 第一級アミン末端物質と第一級アミンと反応性の基を少なくとも2個有する物質 との反応生成物から成る群から選択されるポリアミンであって、反応混合物中の 第一級アミン基の数は第一 級アミンと反応性の基より多く、 vの値は錯体中の第一級アミン窒素原子とホウ素原子の有効比を提供する ように選択される 請求項15に記載の重合可能な組成物。 20.前記ポリオールはポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオー ルから成る群から選択される請求項15に記載の重合可能な組成物。 21.前記ポリオールはポリアルキレンオキシドポリオールである請求項20 に記載の重合可能な組成物。 22.前記ポリオールは、ポリエチレンオキシドポリオール、ポリプロピレン オキシドポリオール、ポリテトラメチレンオキシドポリオール、これらの物質の エチレンオキシド末端誘導体およびプロピレンオキシド末端誘導体、ポリ-ε-カ プロラクトン、および前述の物質の配合物から成る群から選択される請求項20 に記載の重合可能な組成物。 23.前記ポリイソシアネートはジイソシアネートである請求項15に記載の 重合可能な組成物。 24.前記オルガノボランポリアミン錯体は前記ポリオールに溶解でき、前記 ポリオールは前記アクリルモノマーに溶解できる請求項15に記載の重合可能な 組成物。 25.前記ポリイソシアネートは前記アクリルモノマーに溶解できる請求項2 4に記載の重合可能な組成物。 26.遊離基重合可能基とアミンと反応性の基の両者を有する化合物か、ポリ イソシアネートと反応して遊離基重合可能基とアミンと反応性の基の両者を有す る化合物を形成する物質のいずれかをさ らに含む請求項15に記載の重合可能な組成物。 27.ヒドロキシル化(メト)アクリレートをさらに含む請求項15に記載の 重合可能な組成物。 28.ポリウレタン形成触媒をさらに含む請求項15に記載の重合可能な組成 物。 29.室温で適用して硬化させることができる接着剤組成物であって、 (a)アルキルアクリレートモノマーとアルキルメタクリレートモノマー の重合可能な配合物と、 (b)任意の有機増粘剤と、 (c)接着剤組成物中のアクリル基含有物質および任意の有機増粘剤の重 量を基準にして約0.08〜0.5重量%のホウ素を提供するオルガノボランポ リアミン錯体であって、構造: を有し、 式中、 R1は炭素原子を1〜10個有するアルキル基であり、 R2およびR3は炭素原子を1〜10個有するアルキル基およびフェニル含 有基から互いに無関係に選択され、 Amはアルキルポリアミン、ポリオキシアルキレンポリアミン、およびジ 第一級アミン末端物質と第一級アミンと反応性の基を少なくとも2個有する物質 との反応生成物から成る群から選択されるポリアミンであって、反応混合物中の 第一級アミン基の数は第一 級アミンと反応性の基より多く、 vの値は錯体中の第一級アミン窒素原子とホウ素原子の有効比を提供する ように選択されるオルガノボランポリアミン錯体と、 (d)前記オルガノボランポリアミン錯体が溶解でき、且つポリエチレン オキシドポリオール、ポリプロピレンオキシドポリオール、ポリテトラメチレン オキシドポリオール、これらの物質のエチレンオキシド末端誘導体およびプロピ レンオキシド末端誘導体、ポリ-ε-カプロラクトンポリオール、および前述の物 質の配合物から成る群から選択されるポリオールと、 (e)前記ポリアミンと反応して前記重合可能な配合物の重合を開始する ためのオルガノボランを遊離させ、前記ポリアミンおよび前記ポリオールと反応 してポリウレタン/ポリウレアを形成する有効量のジイソシアネートと を含む接着剤組成物。 30.100%固形分の、2液型硬化性接着剤組成物であって、 (a)オルガノボランポリアミン錯体とポリオールの溶液を含み、前記ポ リオールは前記ポリアミンと反応性でない第1液と、 (b)(1)重合可能なアクリルモノマーと、 (2)前記アクリルモノマーに溶解するポリイソシアネートであっ て、ポリアミンと反応して前記アクリルモノマーの重合を開始するためのオルガ ノボランを遊離させ、且つ前記ポリオールおよび前記ポリアミンと反応してポリ ウレタン/ポリウレアを形成するのに十分な量で提供される前記ポリイソシアネ ートと (3)ポリウレタン形成触媒と、 (4)任意に、遊離基重合可能基とアミンと反応性の 基の両者を有する化合物か、ポリイソシアネートと反応して遊離基重合可能基と アミンと反応性の基の両者を有する化合物を形成する物質のいずれかと を含む第2液と を含む2液型硬化性接着剤組成物。 31.前記ポリオールはポリエチレンオキシドポリオール、ポリプロピレンオ キシドポリオール、ポリテトラメチレンオキシドポリオール、これらの物質のエ チレンオキシド末端誘導体およびプロピレンオキシド末端誘導体、ポリ-ε-カプ ロラクトン、および前述の物質の配合物から成る群から選択される請求項30に 記載の100%固形分の、2液型硬化性接着剤組成物。 32.前記第1液と前記第2液は1:1〜1:10の自然数比で配合される請 求項30に記載の100%固形分の、2液型硬化性接着剤組成物。 33.前記第1液と前記第2液は各々2液型接着剤ディスペンサーの異なる容 器内にある請求項30に記載の100%固形分の、2液型硬化性接着剤組成物。 34.(a)重合したアクリル系誘導体と、 (b)前記重合したアクリル系誘導体と独立したポリウレタン/ポリウ レアと、 (c)オルガノボランおよび/またはオルガノボラン分解副生成物と を含む硬化した接着剤組成物。 35.重合したアクリル系誘導体と前記ポリウレタン/ポリウレアを結合する 化合物をさらに含む請求項34に記載の硬化した接着 剤組成物。 36.前記ポリウレタン/ポリウレアは室温より高いガラス転移温度を有する 請求項34に記載の硬化した接着剤組成物。 37.請求項34に記載の硬化した接着剤組成物の層によって接着された第1 基材と第2基材を含む結合された複合材。 38.前記第1基材と前記第2基材は低表面エネルギー高分子材料から各々無 関係に選択される請求項37に記載の結合された複合材。 39.前記第1基材と前記第2基材はポリエチレン、ポリプロピレンおよびポ リテトラフルオロエチレンから成る群から各々無関係に選択される請求項38に 記載の結合された複合材。 40.重合可能なアクリルモノマー、オルガノボランポリアミン錯体、および オルガノボランを遊離させるためのポリアミンと反応して前記アクリルモノマー の重合を開始する物質を含む2液型重合可能接着剤組成物の貯蔵安定性を改良す る方法であって、 (a)オルガノボランポリアミン錯体を提供する工程と、 (b)オルガノボランポリアミン錯体が溶解できるポリオールを提供する 工程と、 (c)前記ポリオールと前記オルガノボランポリアミン錯体の溶液を形成 する工程と、 (d)第1液は(i)前記ポリアミンと反応する物質と(ii)前記重合可 能なアクリルモノマー全部を含み、第2液は前記ポリオールと前記オルガノボラ ンポリアミン錯体の溶液を含む、2液型重合可能接着剤組成物を調製する工程と を含む方法。 41.重合可能なアクリルモノマー、オルガノボランポリアミン錯体、および オルガノボランを遊離させるためのポリアミンと反応して前記アクリルモノマー の重合を開始する物質を含む2液型重合可能接着剤組成物において、前記重合し た接着剤組成物中で移動することができる物質の量を減少させる方法であって、 前記物質は前記ポリアミンと、ポリアミンと反応する物質との反応生成物を含み 、 (a)前記錯体の前記ポリアミン成分と反応性であるポリイソシアネート を提供する工程と、 (b)前記ポリイソシアネートと反応性であるポリオールを提供する工程 と、 (c)ポリイソシアネートを前記ポリアミンと反応させて前記オルガノボ ランを遊離させる工程と、 (d)前記遊離したオルガノボランでアクリルモノマーの重合を開始し、 前記アクリルモノマーを重合してアクリルポリマーを形成する工程と、 (e)ポリアミン、ポリイソシアネートおよびポリオールを反応させて、 アクリルポリマーと独立しているがアクリルポリマーと共存するポリウレタン/ ポリウレアを形成させる工程と を含む方法。 42.イソシアネート官能価の当量数は、アミン官能価の当量数とヒドロキシ ル官能価の当量数の和に等しい請求項41に記載の方法。
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