JPS63256607A - ポリウレア−ポリウレタンアクリレート分散液 - Google Patents

ポリウレア−ポリウレタンアクリレート分散液

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JPS63256607A
JPS63256607A JP63073051A JP7305188A JPS63256607A JP S63256607 A JPS63256607 A JP S63256607A JP 63073051 A JP63073051 A JP 63073051A JP 7305188 A JP7305188 A JP 7305188A JP S63256607 A JPS63256607 A JP S63256607A
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polyol
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active hydrogen
unsaturated compound
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JP63073051A
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レイモンド・フランシス・シェイパー
ジョセフ・マイケル・マクローフ
マイケル・ミン‐キー・チャウ
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PPG Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の背景) 本発明はウレアウレタンアクリレートポリマーに関する
米国特許4,425,468号には重合性エチレン系不
飽和ウレアウレタンポリマー分散液が開示されている。
分散液の調製において、活性水素を自しない重合性エチ
レン系不飽和化合物に分散した重合性エチレン系不飽和
ウレアウレタン化合物を形成するのに十分な条件下に、
少なくとも一部分がエチレン性不飽和基を有しないポリ
マー状ボリオールであるポリオール、活性水素を有しな
いエチレン系不飽和化合物である希釈剤および活性水素
含有重合性エチレン系不飽和化合物の存在下、少なくと
も一部分がジイソシアネートであるポリイソシアネート
を第一級および/または第二級アミノ基含有ポリ官能性
アミンと接触させる。
エチレン性不飽和基を含有し、酸素に対する炭素の比が
高いポリオールから誘導される部分を含むウレアウレタ
ンアクリレートポリマー分haの調製はこれまで困難で
あった。
(発明の要旨) 本発明によって、重合性エチレン系不飽和化合物に分散
した重合性エチレン系不飽和ウレアウレタンポリマーを
形成するのに十分な条件下に(a)少なくとも一部分が
エチレン性不飽和基を含みかつ酸素に対する炭素の比が
少なくとも4/1の炭素を有するポリマー状ポリオール
であるポリオール; (b)活性水素を有しないエチレン系不飽和化合物であ
る希釈剤;および (c)活性水素含有重合性エチレン系不飽和化合物 の存在下で、少なくとも一部分がジイソシアネートであ
るポリイソシアネートと第一級および/または第二級ア
ミノ基含有ポリ官能性アミンとを反応させる方法によっ
て調製される重合性エチレン系不飽和化合物中に分散し
た重合性エチレン系不飽和ウレアウレタンポリマーが提
供される。
さらに、(a)少なくとも一部分がジイソシアネートで
あるポリイソシアネートと第一級および/または第二級
アミノ基含存ポリ官能性アミンとを、少なくとも一部分
がエチレン性不飽和基を含みかつ酸素に対する炭素の比
が少なくとも4/lの炭素を有するポリマー状ポリオー
ルおよび活性水素を有しないエチレン系不飽和化合物で
ある希釈剤の存在下、エチレン系不飽和化合物に分散さ
れたNCO基含基含有ポジウレアポリウレタン成するの
に十分な条件下に反応させ、 (b)次いで、該NCO基含有ポリウレアポリウレタン
分散液と活性水素含有重合性エチレン系不飽和化合物と
をNCO官能基と活性水素が反応するのに十分な条件下
に反応させて、重合性エチレン系不飽和ウレアウレタン
ポリマー分散液を形成する 2ステツプ方法によって調製される上記の分散液を提供
する。
また、上述のウレアウレタンポリマー分散液およびポリ
マーを硬化するのに適応する硬化剤から成る硬化性組成
物を提供する。硬化性組成物は20RPM、23℃の温
度で番号3のスピンドルを使用して、少なくとも約10
,0,000センチポイズの平均RVTブルックフィー
ルド粘度であることを特徴とする。
(発明の詳細な 説明の重合性エチレン系不飽和ウレアウレタンポリマー
分散液は次の主な成分から調製させる:ポリイソシアネ
ート、第一級および/または第二級アミノ基含有ポリ官
能性アミン、少なくとも一部分がエチレン性不飽和基を
含みかつ酸素に対する炭素の比が少なくとも4/1の炭
素を有するポリマー状ポリオールであるポリオール;活
性水素を有しないエチレン系不飽和化合物である希釈剤
および活性水素含有エチレン系不飽和化合物。
「酸素に対する炭素の比(carbon to oxy
gen ratio)Jと;よ1分子当たりの酸素原子
の数に対する炭素原子の数の比を意味する。
ポリイソシアネート成分は脂環式ポリイソシアネートを
ふくむ脂肪族ポリイソシアネートまたは芳香族ポリイソ
シアネートであってよく、好ましくはジイソシアネート
が用いられる。1つの好ましL1態様では、少なくとも
ポリイソシアネートの一部分がジイソシアネートである
。使用できる脂肪族ジイソシアネートとしては、エチレ
ンジイソシアネート、1.2−ジイソシアナトプロパン
、1.3−ジイソシアナトプロパン、1.4−ブチレン
ジイソシアネート、l、6〜へキサメチレンジイソシア
ネート、リジンジイソシアネート、4゜4°ビス(イソ
シアナトンクロヘキシルメタン)、2.2.4−)リメ
チルヘキサンジイソシアネートおよびイソホロンジイソ
シアネートが挙げられる。
使用できる芳香族イソシアネートとしては、トルエンジ
イソシアネート、メタ−キシレンジイソシアネート、バ
ラ−キシレンジイソシアネート、4−クロロ−1,3−
フェニレンジイソシアネート、1.5−テトラヒドロ−
ナフタレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,
4°−ジイソシアネートおよび4.4゛−ジベンジルジ
イソシアネートが挙げられる。さらに1,2.4−ベン
ゼントリイソシアネートが使用できる。所望によりイソ
シアネートの混合物を使用してよい。
ポリ官能性アミン成分は第一級および/または第二級ア
ミノ基を含む。第一級および/または第二級アミノ基含
有ポリ官能性アミン成分はアミンについてはモノ官能性
で、アミン水素に加えて活性水素、例えば、ヒドロキシ
ル基を持つ化合物であってよい。好ましくは、ポリ官能
性アミンは環状ジアミンである。使用できるポリ官能性
アミンとしてはモノエタノ−ルア゛ミン、ヒドラジン、
アンモニア−ハイドロキシエチルアクリレート付加物、
m−フェニレンジアミン、プロピレンジアミン、エチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、メタンジアミン、
トルエンジアミン、イソホロンジアミン、N−メチル1
.3−プロパンジアミン、ポリ(プロピレンエーテル)
ジアミンおよびN、N’−ジシアノエチルポリ(プロピ
レンエーテル)ジアミンが挙げられ、好ましくはイソホ
ロンジアミンが使用される。ポリ官能性アミンは好まし
くは30〜2000、より好ましくは60〜100。
の範囲の分子量を持ち、分子量は数平均基準で決定され
た。
本発明の分散液ポリマーを調製するのに使用できるポリ
オール成分は少なくとも一部分にエチレン性不飽和基を
含むポリマー状ポリオールから成る。ポリマー状(po
ly++eric)とは600以上、好ましくは100
0以上、より好ましくは1000〜l O,000の数
平均基準での分子量を持つ物質を意味する。エチレン性
不飽和基を含むポリマー状ポリオールは酸素に対する炭
素の比が少なくとも4/1の炭素を有する。即ち、エチ
レン系不飽和ポリマー状ポリオールは本質的に炭化水素
ポリオールである。好ましくはポリマー成分は幾らかの
低分子量ポリオール、即ち、260以下の分子量を持つ
ものを含んでよい。ポリマー状ポリオールの分子量を6
00以上、低分子量を260以下と特定したけれども、
これらの限度の間の範囲の分子量を持つポリオールもま
た使用してよいことが認められるべきである。概して、
ポリオール成分の分子量は数平均基準で決定して約62
〜io、oooの範囲である。好ましくは、ポリオール
は少なくとも約2の平均ヒドロキシル官能価を持つ。ヒ
ドロキシル官能価は1分子当たりのヒドロキシル基の平
均数であると定義されている。この点について、酸素に
対する炭素の比が少なくとも4/lの炭素を有するエチ
レン系不飽和ポリオールに関して、ある場合には平均ヒ
ドロキシル官能価はポリオールの特定の予備工程次第で
、幾分2より大きいか2より小さくてもよい。例えば、
日本曹達株式会社からエッソ(N 1sso) P B
 (例えばG−1000、G−2000およびG−31
000)の名称で市販されているポリブタジェンポリオ
ールは1.6より大きい平均ヒドロキシル官能価を有し
、アルコ(Arco)からポリ(Poly)Bd(例え
ば、R45HT)の名称で市販のポリブタジェンポリオ
ールは2.2〜2.6の範囲の平均ヒドロキシル官能価
を有することが示されている。たとえ平均官能価が幾分
2より小さくてもこれらのポリオールは本発明の範囲内
であると考えられると解すべきである。
低分子量ポリオールの例としては、エチレングリコール
、プロピレングリコール、チオジェタノール、l、4−
ブタンジオール、ジプロピレングリコール、トリメチロ
ールメタン、トリメチロール−をロパン、トリメチロー
ルエタン、ペンタエリス’I )−ル、ジペンタエリス
リトール、グリセロールおよびモノアリルグリセロール
のような置換ポリオールが挙げられる。エチレン系不飽
和ポリマー状ポリオールの例としては、ヒドロキシル官
能性ポリジエンポリマー、例えばヒドロキシル官能性ニ
トリブタジェンおよびヒドロキシル官能性ポリイソプレ
ンが挙げられ、さらに二量体脂肪酸のポリエステルポリ
オールが使用できる。エチレン性不飽和基のないポリマ
ー状ポリオールの例としては、ポリエチレングリコール
、ポリプロピレングリコール、ポリ(l、2−ブチレン
グリコール)およびポリ(l、4−ブチレングリコール
)が挙げられる。
好ましくはエチレン性不飽和基を含有するポリマー状ポ
リオールはヒドロキシル官能性ポモポリマーまたはポリ
ジエンのコポリマーである。ポリジエンポリマーとして
は4〜12、好ましくは4〜6の炭素原子を含む1.3
−ジエンのポリマーが挙げられる。典型的にはジエンは
1.3−ブタジェンが好ましく、2.3−ジメチル−1
,3−ブタジェン、イソプレンおよびピペリレンが挙げ
られる。さらに、1.3−ブタジェンのコポリマーおよ
び1.3−ブタジェンと共重合可能なモノマー、例えば
イソプレン、アクリロニトリルおよびピペリレンを使用
してよい。他の重合性モノマー、例えばメチルメタクリ
レート、アクリル酸およびスチレンも使用してよい。更
に、本明細書中、部分的に水素化したポリジエンポリマ
ーも使用され乙。
希釈剤はポリウレア−ポリウレタンポリマー分散液の濃
度を減じるのに使用される。典型的には、1°択剤は活
性水素フリーのエチレン系不飽和化合物である。活性水
素フリーのエチレン不飽和化合物の例としてはビニル芳
香族化合物、ビニル脂肪族化合物およびアルキルアクリ
レートまたはメタクリレートが挙げられる。適当な化合
物としてはスチレン、ビニルトルエン、ビニルパーサテ
ート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロ
ピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチル
アクリレート、ヘキシルアクリレート、イソボルニルメ
タクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、メチ
ルメタクリレート、エチルアクリレート、プロピルメタ
クリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルへキシ
ルメタクリレート、イソデシルメタクリレートおよびフ
ェノキシエチルメタクリレートが挙げられる。所望によ
りこれらの希釈剤の混合物を使用してよい。好ましくは
ビニルパーサテートおよびイソボルニルメタクリレート
が使用される。
活性水素含有エチレン系不飽和化合物の例としてはヒド
ロキシアルキルアクリレートまたはメタクリレートおよ
びモノエポキシドまたはジェボキシドとアクリル酸また
はメタクリル酸から形成されたβヒドロキシ不飽和エス
テルが挙げられる。
適当な化合物としては2−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロ
キシプロピルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルア
クリレート、2〜ヒドロキシプロピルメタクリレート、
3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキ
シエチルアクリレートとε−カプロラクトンの付加物お
よびメタクリル酸とカーデュラE(CARDURA E
)の付加物が挙げられる。さらに、適当なものとしては
、反応が幾分ゆるやかだけれどもし一ブチルアミノエチ
ルメタクリレートが挙げられる。好ましくは、2−ヒド
ロキシエチルアクリレート、長上rg9−)−ドロキシ
エチルメタクリレートが使用される。
ijq述のポリウレアポリウレタンポリマーを調製する
方法で反応成分の各々を別々に述べたけれども本発明は
また、ポリオールおよび活性水素含有重合性エチレン系
不飽和化合物の官能性を持っ!つの化合物の使用も考え
られると解すべきである。
このような化合物の例はグリセロールモノアクリレート
である。
本発明のエチレン系不飽和ウレアウレタンポリマーは分
散液である。ポリマー分散液の粒子の大きさは透過光散
乱測定法およびミー光散乱理論(Mie Light 
Scattering Theory)の適応から決定
される。この方法の詳述はビー・イー・パース(P、 
E、 Pierce)およびシー・イー・コーワン(C
,E、 Cowan)の「陰イオン電着樹脂ミセルの粒
子の大きさの測定およびミセルの大きさへの影響因子」
(ジャーナル・オン・ペイント・テクノ【1ジー(Jo
urnal  of  Pa1nt  Technol
ogy)第41巻、第568号、第61〜67頁、19
72年5月)およびイー・ニー・コリンズ(E、A、C
ollins)、ジエイ・ニー・デビットソン(J、A
D avidson)およびシー・ニー・ダニエルズ(
C。
A、 Daniels)の「粒子の大きさの測定の一般
的な方法の論評」(ジャーナル・オン・ペイント・テク
ノロジー、第47巻、第604号、第35〜56頁、1
975年5月)に見い出せる。光透過率%は約20%〜
約90%の範囲内にある場合、分散液の粒子の大きさは
大まかに約200人〜約300人の範囲内にある。
本発明の分散液はまた分散液の特性である不透明性を特
徴とする。好ましい態様において前述の分散液はさらに
1重量%のポリマーにとって好ましい溶剤、例えばジメ
チルポルムアミドが分散液に加えられる時、分散液の粘
度が増えることを特徴とする。これは真の溶液と分散液
を区別する。
真の溶液ではポリマーにとって好ましい溶剤の添加は粘
度の減少を引き起こす。
本発明の前述の重合性エチレン系不飽和ウレア−ウレタ
ンポリマー分散液は次の方法で1ステツプで調製されせ
てよい。重合性エチレン系不飽和ウレア−ウレタンポリ
マー分散液を形成するのに十分な条件下に、ポリオール
、希釈剤および活性水素含有重合性エチレン系不飽和化
合物の存在下、ポリイソシアネートを第一級および/ま
たは第二級アミノ基含有ポリ官能性アミンと接触させる
好ましくは、上記のポリマーは2ステツプ反応で・調製
されろ;例えば、1番目のステップではNCo−基含有
ポリウレア−ポリウレタン分散液を形成するのに十分な
条件下に、ポリオールおよび希釈剤の存在下、ポリイソ
シアネートをポリ官能性アミンと接触させる。2番目の
ステップでは活性水素含有エチレン系不飽和化合物を1
番目のステップで形成されたNCo−基含有ポリマーと
接触させてポリマーを重合性エチレン性不飽和でエンド
−キャップ(end−cap)する。ある情況において
は、特定の反応体によっては、1番目のステップに活性
水素含有エチレン系不飽和化合物の部分が、2番目のス
テップにポリオールの部分が存在することが賢明かもし
れない。この手順の型においては水との混合による粘度
変化および発泡に関する問題が制御される。分散液ポリ
マーの形成において、活性水素含有エチレン系不飽和化
合物の約4分の3を予備反応させて分散液を形成するこ
とによって、ジイソシアネートの一部分を鎖の長さをよ
り良く制御するために初めに一方の端をキャップする。
さらに好ましい態様ではポリ官能性アミンおよびポリオ
ールをポリイソシアネートと接触させる前に予備混合さ
せる。さらに、幾らかのポリオールは分散液形成ステッ
プの間保留され、粘度調節のためのエンド−キャッピン
グの完了の前に加える。低粘度樹脂はこの方法で容易に
調製される。
上記記載は1ステツプおよび2ステツプの反応の両者の
特別な態様を中心に述べられているが、本発明はこれら
に限定されないと解すべきである。
むしろ、本発明は他の同等の態様も予期し本発明の範囲
内に包含される。例えば、ある態様において、ポリイソ
シアネート、ポリ官能性アミンおよびポリオールを反応
させで、ヒドロキシルリッチ(rich)の中間ポリマ
ーを形成し、次いで、別のポリイソシアネートと反応し
たのち、活性水素含有エチレン系不飽和化合物でエンド
ーキャッピングしてもよい。
■ステップおよび2ステツプ反応の好ましい態様では生
成した重合性エチレン系不飽和ウレアウレタンポリマー
のエチレン性不飽和は末端部分である。
輛発明のポリマーの調製に使用されるポリマー形成反応
体の量は変化させてよいが、一般的には、イソシアネー
トのポリオールおよびポリ官能性アミン中の活性水素に
対する当量比が1.1+1〜2゜0:1の範囲にあり、
ポリオールのポリ官能性アミンに対する当量比が0.7
5:1〜35:1の範囲である。好ましくは、イソシア
ネートのポリオールおよびポリ官能性アミン中の活性水
素に対する当量比は1.2+1−1.5:lの範囲にあ
り、ポリオールのポリ官能性アミンに対する好ましい当
量比はl:l〜10:1の範囲である。他の成分として
は典型的には上記のポリマー形成成分、例えばエチレン
系不飽和化合物の早期反応防止のための遊離基抑制剤お
よびポリオールとポリイソシアネートの間の反応を促進
する触媒が挙げられる。
これらの物質は典型的には少量存在し、一般的には約0
.O1〜1〜約2%である。
さらに、本発明は上記のエチレン系不飽和ウレアウレタ
ンポリマー分散液およびポリマーを硬化するのに適した
硬化成分を含有する硬化性組成物を提供する。硬化性組
成物は2ORPM、23℃の温度で番号3のスピンドル
を使用して、少なくとも約t o、o o oセンチポ
イズの平均RVTブルックフィールド粘度を持つことが
特徴とされる。
本発明の分散液ポリマーは特に接着剤およびシーラント
のような硬化性組成物を形成するのに使用される。硬化
性組成物の硬化成分はラジカル開始触媒を含む。ラジカ
ル触媒の例としてはターシャリ−ブチルパーベンゾエイ
ト、ターシャリ−ブチルパーオクトエイト、メチルエチ
ルケトンパーオキシド、1.1−ジターシャリ−ブチル
パーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンお
よびそれらの混合物が挙げられる。好ましい触媒として
は、ターシャリ−ブチルパーベン・ゾエイト、ターシャ
リ−ブチルパーオクトエイト、l、1−ジターシャリ−
ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキ
サンおよびそれらの混合物が挙げられる。ラジカル開始
触媒は少量存在し、一般的:こは組成物の全重量に基づ
いて、約0.1〜約IO重量%、通常、約0.5〜約4
重竜%である。
好ましい態様では本発明の硬化性組成物はさらに充てん
剤およびチキソトロープを含む。好適な充てん剤の例と
しては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、含水マグネ
シウム、シリケート、非晶質シリカ、アルミニウム粉、
雲母、二酸化チタン、クレー、硫酸バリウム、カーボン
ブラック、酸化アルミニウムおよびグラスファイバーが
挙げられる。好適なチキソトロープの例としては、ヒユ
ームドシリカ、ベントンクレー(bentone cl
ays)、虻理炭酸カルシウム、アラビアゴムおよびカ
ルボキンメチルセルロースナトリウムが挙げられる。
そのような好ましい態様において、組成物の全重量に基
づいて、チキソトロープは一般的には約1〜70重量%
、好ましくは約3〜約15重量%のf!囲の量で存在し
、充てん剤は、約1〜約80重量%、好ましくは約20
〜約60重量%の範囲の量で存在する。
所望により、本発明の硬化性組成物は外部の化学的硬化
成分が組成物に加えられない場合、紫外線または電子ビ
ームによって硬化されてよい。紫外線または電子ビーム
の使用は本発明の範囲内の硬化性成分を企図している。
ウレアウレタンポリマー分散液は一般的には硬化性組成
物中に組成物の全重量に基づいて、約20〜約95重量
%、好ましくは約40重量%〜約60重量%の範囲の量
で存在する。
さらに、その上に塗布された本発明の硬化性組成物を持
つ基剤、も提供される。上記のように、本発明の硬化性
組成物は2ORPM、23℃の温度で番号3のスピンド
ルを使用して、少なくとも約t o、o o oセンチ
ポイズの平均RVTブルックフィールド粘度を有する。
好ましくは硬化性組成物は同様の方法で測定された少な
くとも100゜0,000センチポイズの平均RVTブ
ルックフィール::゛帖度を有する。
本発明の硬化性組成物は特に接着剤またはシーラントと
しての使用に好適である。
本発明の硬化性組成物は随意に他の成分、例えば流動制
御剤、紫外線安定剤およびアジュバント(3sjuva
nt)樹脂配合剤を含んでよい。
少なくとも一部分が酸素に対して高い比の炭素を有する
エチレン系不飽和ポリオールとともに調艶される本発明
のポリマー分散液はいくらかの予期しない驚くべき利益
を生ずる。これらの分散液を配合した硬化性シーラント
または接着剤配合物は改善された強度および凝集破壊を
示す。凝集破壊は接着剤にとって好ましい破壊の様式で
ある。
それは接着剤の極限強さの尺度である。
次ぎの実施例は本発明の例示であってこれに限定される
ものではない。
実施例■ ポリブタジェンポリオールを使用するポリ(ウレア−ウ
レタン)アクリレート分散液の調製。
チャージ    成分     重量部(g)A   
    トルエンシ゛イソシアネート        
750.00し゛ニルハ゛−号テイト        
  677.00イソ本゛ルニルメタクリレート   
    203.00メチルバラへゝンソ゛Aノン  
       0.3810NOL’        
           3.80B         
NIAX−1025”            735
.00木0リフ′タン゛エンネ0リオール3   32
8.00シ゛7°ロヒ0レンク゛リコール      
111.00イソ本ロンジ゛アミン         
  221.00Cノ゛7゛チル錫シ゛ラウレー)  
       3.80D        2−ヒトα
キシエチルアクリレート    150.00メチルハ
0ラヘ′ンソ゛キノン         0.3810
NOL                    3.
80E        2−七ビU什エチルメタクリレ
−)    155.001 コツバーズ9ケミカル・
コンパニー(KoppersChemical Com
pany)社から市販の2.6−ジターシャリ−ブチル
パラ−クレゾール。
8 ユニオン・カーバイド・コーポレイション(Uni
on Carbide Corporation)社か
ら市販の分子fi1000を有したポリプロピレングリ
コール。
J 日本曹達株式会社から商標Nl5SO−PBc−1
00oとして市販のヒドロキシルを末端基とするポリブ
タジェンポリオール。このポリオールは1.6より大き
い平均ヒドロキシル官能価および1350の数平均分子
量を有した。
温度計、撹拌機、コンデンサーおよび窒素送込’Ifを
備えた反応容器に周囲温度で(A)を装てんした。チャ
ージ(B)を60℃以下の温度までの発熱量で約1時間
かけて加えた。反応混合物を1時間60〜65℃の間の
温度に保持した。続いて、チャ・−シ(C)を加え、も
う一度反応混合物を1時間、+pJ記の温度に保持した
。チャージ(D)を反応混合物に加え、1時間上記の温
度に保持した。この保持時間の後、チャージ(E)を加
え、反応混合物をイソシアネート当量がto、oooよ
り大きくなるまで65〜70℃の間の温度に保持した。
生成した分散液ポリマーは150℃、2時間で全固形分
含量76.7%であった。ブルックフィールド粘度測定
値は番号7のスピンドルを使用して、115およびIO
RPMでそれぞれ320,000.384.000およ
び440,0,000センチポイズの粘度であった。
実施例■ ポリブタジェンポリオールのないポリ(ウレア−ウレタ
ン)アクリレートの調製 チャージ    成分     重量部(g)A   
    トルエンシ゛イソシアネート        
833.00ピ′ニルハ゛−号テート        
  431.00メチルハ0ラヘ′ンソ1キノン   
      0.31[0NOL          
         3.10B        2−ヒ
ドロキシエチルアクリレート    L67、OOON
IAX−10251090,00 シ゛)゛aピレンク1す]−ル      123.0
0イ1ネUンシゴミン           246.
00D       シ゛7゛チル錫シ゛ラウレート 
       3.lOE         2−1)
゛口Aジエチルメタクリレ−)    172.00温
度計、撹拌機、コンデンサーおよび窒素送込管を備えた
反応容器に(A)を装てんし、60℃に加熱した。チャ
ージ(B)を加え、反応混合物を60℃で1時間保持し
た。反応混合物を30℃まで冷却し、チャージ(C)を
60℃以下の温度を維持して1時間かけて加えた。続い
て、反応混合物を60℃に加熱し、この温度を1時間保
持した後、(D)を加えた。この反応混合物を75℃に
加熱し、  ′1時間この温度に保持した。チャージ(
E)を加え、反応混合物をイソシアネート当量が10,
000より大きくなるまで75℃に保持した。生成した
ウレアウレタンアクリレート分散液は150℃、2時間
で全固形分含量86.4%であった。ブルックフィール
ド粘度測定値は番号7のスピンドルを使用して、1.5
およびIORPMでそれぞれ6゜880.000.5,
920,000および5,432.0,000センチポ
イズの粘度であった。
実施例■ 上記、ポリブタジェン成分を含有した実施例Iのウレア
−ウレタンアクリレートポリマー分散液を使用する接着
組成物の調製と評価 成分          重量部(g)実施例Iのゴム
変性        121.70ウレア−ウレタンア
クリレート4 ラクトン−アクリレート付加物’    28.48A
−174’              3.00トリ
ゴノツクス(TRIGONOX)29[37572,4
0アルミニウム粉           40.00炭
酸カルシウム          40.00zホン(
EPON)  828815.00CAB−0−S I
 L”         11.004 調製は上記実
施例Iに示す。
5 付加物は以下の方法で調製した。
成分       重1部(g) ε−カプロラクトン    8280.02−ヒドロキ
シエチルメタクリレート        7120.0
チヌビ:/(TINUVIN) P     14.0
スタン酸オクトエート    15.2IONOL  
         22.8aチバガイギー(Ciba
 −Geigy)社から市販の紫外線安定剤。
すべての成分を空気スパージ(sparge)、温度計
、およびコンデンサーを備えた適当な反応容器に装てん
した。成分を120℃の温度にまで加熱し、110℃、
1時間で全固形分含ff184.4%、酸価6.5およ
びガードナー・ホルト(Gardner 1loldt
)粘度A−と成るまで十分な時間この温度で保持した。
粘度と酸価は4時間毎に測定した。同時に反応の進行は
また赤外線分光分析法によって調節した。
反応は完了するのに2日間要した。
6 ユニオン・カーバイド社から市販のγ−メタクリロ
キシプロピルシラン。
7 ノウリー・ケミカル(Noury Chemica
l)社から市販の1.1−ジターシャリ−ブチルパーオ
キシ3.3.5−トリメチルシクロヘキサン。
8 シェル・ケミカル・コンパニー(Shell Ch
eoical Company)社から市販のビスフェ
ノールAのジグリシジルエステル。
1 キャボット(Cabot)から市販の疎水性ヒユー
ムドシリカ。
接着組成物は上記に羅列した順序の成分を撹拌下、化合
させて調製した。組成物はEのスピンドルを使用して、
2.51PM、23℃の温度で230.000センチポ
イズのHBTブルックフィールド粘度を有した。全ての
試料を350°F(177℃)で1時間硬化させた。
組成物はASTM D  1002に従って、重ね剪断
強度を評価した。評価のための重ね剪断結合は以下の方
法で調製された。2つの1インチ×4インチX0.03
1インチ(2,54cmX l O,16cmX0.0
79cm)の冷間圧延鋼の小板を使用した。
組成物の6ミル厚フイルムを金属小板の1つに塗布し、
2番目の金属小板は両方のパネルの長さの0.5インチ
(1,27cm)の部分が重なるように1番目の小板の
上部に置いた。小板の端を0.5インチ(1,27cm
)/分の速度でインストロン(INSTRON)測定装
置で引っ張った。
組成物をASTMD1876に従って、T型剥離強度を
評価した。評価のためのT型剥離結合は以下のようにし
て調製された。2つの1インチ×6インチX0.031
インチ(2,54cmX 15゜24ciX0.079
cm)の冷間圧延鋼の小板を使用した。接着剤組成物の
6ミル厚フイルムを金属小板の1つに塗布し、2番目の
小板を4平方インチ(25,8fcm”)部分が結合す
るように1番目の小板の上部に置いた。結合していない
2つの小板の端を曲げてT型を形成した。T型剥離の強
度測定における荷重を5.0インチ(12,7cm)/
分で加えた。
衝撃強さをゼネラルモータース(General  M
tors)試験方法TM45−76に従って測定した。
評価のための結合は重ね剪断強度に記載したように調製
した。
重ね剪断強度はボンド/平方インチ(psi)、衝撃強
さはインチ−ボンド、T型剥離強度はボンド/インチで
測定した。
凝集破壊%は以下のように測定した。凝集破壊%は接着
剤の凝集能力の測定である。割合は接着剤l<1つの金
属表面から完全に引き離されたことをき味する0%から
接着剤が接着結合は切断されたかそれぞれの金属表面に
接着し続ζノることを意味する100%までにおよぶ。
この範囲内の値は凝集のある塗装接着フィルムの面積の
割合を観察することによった。
表1に示した値は2つの別の測定値の平均である。
実施例■ ポリブタジェン成分を含まず、上記実施例Hのウレア−
ウレタンアクリレートポリマー分散液を使用した接着組
成物の調製および評価。
成分            重量部(g)実施例■の
ウレア−ウレタンアクリレート”          
  112.60ラクトン−アクリレート付加物”  
   28.48A−1743,00 トリゴノツクス29 B 75        2.4
0ビニルパーサテート           5.00
イソボルニルメタクリレート       5.00ア
ルミニウム粉            40.00炭酸
カルシウム            40.00エポン
828              15.00CAB
−0−!l; I L               
 11.00to  Fl製は上記実施例■に示されて
いる。
+1  Q製は上記脚注5に示されている。
接着組成物は上記実施例■に述べたように調製し、評価
した。評価の結果は以下の表1に示す。
組、−物はEスピンドルを使用し、2.5RPMで  
・23°Cの温度で1,900,0,000センチポイ
ズの11 B Tブルックフィールド粘度を育した。
データが上記に示すように、ポリブタジェン変性分散液
ポリマーと配合された硬化性組成物は改良された衝撃強
さ、T型剥離強度および衝撃試験とT型剥離試験のあと
に測定された凝集破壊%を示した。
亙敷鯉! ポリイソプレンポリオールを使用するポリ(ウレア−ウ
レタン)アクリレート分散液の調製チャージ     
成分     重量部(g)■        E′ニ
ル八へ−サテー)            777.0
イソ本゛ルニルメタクリレート        234
.0メチル八9ラヘ゛ンソ#キノン         
 0.7810NOL               
     7.80■         本0リイ゛ノ
ア°レン本°リオール”      676.02−辷
ドα今ノエfルγクリレート     154.0■ 
       トルエンシ゛イソシ1ネー)     
     774.0IV         NIAX
−1025759,0イソ本aンrアミン      
      228.0シ゛ブロビレンク゛リコール 
      114.0V        シ゛7’f
k錫シ゛ラクシ一ト3.9■         2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレ−)     160.0V
ll         CYANOX  224B” 
           6.7■ このヒドロキシルを
末端基とするポリイソプレンは分子量約2,000〜3
.000、ヒト・ロキシル価約0.90 ミリ当fi/
gを有し、米国特許第3,673,168に従って調製
されてよい。原料はアルコによって提供された。
I3  この酸化防止剤はアメリカン・サイアナミド(
American CyanaIIIid)社から市販
のものである。
温度計、撹拌機、コンデンサーおよび窒素送込管を備え
た反応容器に周囲温度で(1)を装てんした。チャージ
(II)を混合しながら加え、次ぎにチャージ(II[
)を結果として発熱した温度で加えた。反応混合物を6
0℃まで加熱し、1時間この温度に保持した。反応混合
物を40℃以下になるまで冷却し、チャージ(IV)を
約65℃に加熱しながら30分間かけて加えた。反応混
合物を1時間65℃で保持し、次ぎにチャージ(V)を
結果として発熱した温度で加えた。混合物を1時間70
℃に保持し、次ぎにチャージ(Vl)を同温度で加えた
。反応混合物をイソシアネート当量がio、oooより
大きくなるまで70℃に保持した。チャージ(■)を撹
拌しながら加えた。生成した分散液ポリマーは150℃
、2時間で全固形分含量84.16%であった。ブルッ
クフィールド粘度測定値は番号7、)スピンドルを使用
して、1,5およびl0RPバでそれぞれ880,00
0.730,000および624,0,000センチポ
イズの粘度であった。
及拠蝕寛 この実施例は数平均分子量3.000を有したポリブタ
ジェンポリオールを使用した以外は実施例■と同様であ
る。
チャージ     幻     重量部(g)I   
     トルエンシ゛イソシアネート       
 750.0ヒ′ニル八′−寸テート        
  713.0イソ本゛ルニルメタクリレート    
   214.0メチル八0ラヘ゛ンソ1キノン   
      0.3810NOL          
          3.8II         N
IAX−1025869,0本°リフ゛タン゛エン本°
リオールI4  328.0シ#7°ロヒ0レンク゛リ
コール      111.0イソ本ロンジ17ミ7 
         221.0■       シ゛7
゛チル創4ラウレート          3.8■ 
       2−ヒト04シ1fルアクリレート  
  150.0メチルバラへ゛ンソ1香ノン     
    0.3810NOL            
        3.8■        2−ヒト0
キシエチルメタクリレート   155.01′ この
ヒドロキシルを末端基とするポリブタジェンは日本曹達
株式会社からコードG−3000として市販のものであ
った。ポリオールは平均ヒドロキシル官能価1.6以上
、数平均分子量3,000を有した。
このウレアウレタンアクリレート分散液は上記実施例■
に記載したように調製した。生成したポリマーは150
℃、2時間で全固形分含量70゜94%であった。ブル
ックフィールド粘度測定値は番号7のスピンドルを使用
して、115および10RPMでそれぞれ1,300,
000.704゜000および608,0,000セン
チポイズの粘度であった。
実施例■ この実施例は数平均分子量2,000を有したポリブタ
ジェンポリオールを使用した以外は実施例■と同様であ
る。
チャージ     成分     重量部(g)■  
      トルエンシ冨ソシ7ネート       
 750.0ヒ゛ニルハ゛−号テート        
  720.0イソ本゛ルニルメタクリレー)    
    216.0メチルハ0ラヘ゛ンソ゛Nノン  
       0.3810NOL         
           3.8II         
NIAX−125735,0本°リフ゛タシ゛エンネ°
リオール”    486.0シ゛フ10ヒ0レンク1
リコール      111.0イソ本ロンノ′アミン
           221.0■       ゾ
゛フ゛チル錫ラウレート3.8■        2−
ヒドロキシエチルメクリレート    150.0メチ
ルハ0ラヘ゛ンソ゛キノン         0.38
10NOL                    
3.8■        2−ヒト0キシエチルメタク
リレ−)    155.0+5  このヒドロキシル
を末端基とするポリブタジェンは日本曹達株式会社から
コードG−2000として市販のものであった。ポリオ
ールは平均ヒドロキシル官能価1.6以上、数平均分子
量2,000を有した。
このウレアウレタンアクリレート分散液は上記実施例■
に記載したように調製した。生成したポリマーは150
℃、2時間で全固形分含量71゜8%であった。ブルッ
クフィールド粘度測定値は番号7のスピンドルを使用し
て、1.5およびlORPMでそれぞれ1,280,0
00.848゜000および530,0,000センチ
ポイズの粘度であった。
実施例■ この実施例はエチレン系不飽和ポリオールとして二量体
脂肪酸およびジエチレングリコールから調製されたポリ
エステルを使用する分散液の調製を例示する。
チャージ    成分      重量部(g)I  
      トルエツジ1イソシアネート      
    357.0イ゛ノテ゛シルメタクリレート  
       1371.0メチルハ0ラヘ゛ン1′キ
lン           0.4+0NOL    
                 、4.0■   
     2−七ドロNノエチルアクリレート    
    72.0I         DEG−シ゛メ
レー)(dimerate)   2056.0イ゛1
本uンシ゛7ミン               35
.O脱イオン水                  
4.0■       シ゛7’fル錫ラウレート  
          4.0■        2−七
ド[+4ノエチルメタクリレート      27.0
I8  このポリオールはヒドロキシル数81.42、
数平均分子量2,935を有していた。それは以下の方
法で調製した。
窒素送込管、温度計、撹拌機、コンデンサーおよびグリ
コール戻しカラム(return  column)を
備えた反応容器にジエチレングリコール3568g。
EMPOL  1016(これはエマリー・ケミカルズ
(E taery Che*tcals)から市販の二
量体脂肪酸)12.588gおよびジブチル錫オキシド
7.5gを装てん、220℃まで加熱した。(頭部温度
は100℃以下に保持した。)反応混合物をこの温度で
1.θ以下の酸価が得られるまで維持した。反応の水は
集めた。反応は完了するまでほぼ34時間要した。反応
生成物は150℃、2時間で全固形分含量95.21%
で、ブルックフィールド粘度測定値は93,000セン
チポイズであった。
温度計、撹拌機、コンデンサーおよび窒素送込管を備え
た反応容器に(1)および(II)を装てんし、60℃
に加熱した。反応混合物をこの温度で1時間保持し、そ
の後20℃まで冷却した。反応混合物を60〜65℃に
1時間保持し、次ぎに70〜75℃に1時間保持しなが
ら(■)を加えた。チャージ(V)を加え、次ぎにイソ
シアネート当量がlo、o o oより大きくなるまで
70〜75℃に保持した。生成したポリマーは150℃
、2時間で全固形分含量64.05%であった。ブルッ
クフィールド粘度測定値は番号7のスピンドルを使用し
て、2、lOおよび20RPMでそれぞれ248゜00
0.222.0,000センチポイズの粘度および20
0,0,000センチポイズよりも大きい粘度であった
実施例IX 上記実施例■および実施例■のポリマー分散液を使用し
た接着組成物の調製および評価B 実J苑例■のウレア−ウレタンTクリレー)     
121.7実施例■のウレア−ウレタン7り1ルート 
          121.77チルバラベンゾキノ
ン    3.28  3.28イソボルニルメタクリ
レ−)  28.5  28.5A−1743,03,
0 トリゴノツクス29B75     1.8  1.8
アルミニウム粉       40.0  40.0度
酸カルシウム        40.0  40.0エ
ポン828         15.0  15.0C
AB−0−SIL           12.0  
12.0接着組成物は上記に羅列した順序の成分を撹拌
下、化合させて調製した。組成物Aの粘度は測定しなか
った。組成物BはEのスピンドルを使用して、2.5R
PM、23℃の温度で5,600,0,000センチポ
イズのHBTブルックフィールド粘度を有した。試料を
350°F(177℃)で1時間硬化させた。接着組成
物は重ね剪断強度、T型剥離強度および凝集破壊%を実
施例■に記載したように評価した。
表2に示した値は2つの別の測定値の平均である。
表2 (not run) (not run)B    1
932    70   22.8   80特許出願
人 ピーピージー・インダストリーズ・インコーホレイ
テッド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)少なくとも一部分がジイソシアネートである
    ポリイソシアネートと第一級および/または第二級アミ
    ノ基含有ポリ官能性アミンとを、少なくとも一部分がエ
    チレン性不飽和基を含みかつ酸素に対する炭素の比が少
    なくとも4/1の炭素を有するポリマー状ポリオールお
    よび活性水素を有しないエチレン系不飽和化合物である
    希釈剤の存在下、エチレン系不飽和化合物に分散された
    NCO基含有ポリウレアポリウレタンを形成するのに十
    分な条件下に反応させ、(b)次いで、該NCO基含有
    ポリウレアポリウレタン分散液と活性水素含有重合性エ
    チレン系不飽和化合物とをNCO官能基と活性水素が反
    応するのに十分な条件下に反応させて、重合性エチレン
    系不飽和ウレアウレタンポリマー分散液を形成する 方法によって調製される重合性エチレン系不飽和化合物
    中に分散した重合性エチレン系不飽和ウレアウレタンポ
    リマー。 2、エチレン系不飽和ウレア−ウレタンポリマー中のエ
    チレン性不飽和基が末端部分にある請求項1記載のポリ
    マー分散液。 3、ポリ官能性アミンとポリオールがポリイソシアネー
    トと接触させる前に予備混合される請求項1記載のポリ
    マー分散液。 4、ポリイソシアネートが芳香族ポリイソシアネートと
    脂肪族ポリイソシアネートの群から選択される請求項1
    記載のポリマー分散液。 5、ポリイソシアネートがジイソシアネートである請求
    項4記載のポリマー分散液。 6、エチレン性不飽和基を含むポリマー状ポリオールが
    ポリジエンポリオールである請求項1記載のポリマー分
    散液。 7、エチレン性不飽和基を含むポリマー状ポリオールが
    ヒドロキシルを末端基とするポリブタジエンポリオール
    である請求項6記載のポリマー分散液。 8、活性水素含有エチレン系不飽和化合物がヒドロキシ
    アルキルアクリレートまたはメタクリレートである請求
    項1記載のポリマー分散液。 9、活性水素を有しないエチレン系不飽和化合物がビニ
    ル芳香族化合物、ビニル脂肪族化合物およびアルキルア
    クリレートまたはメタクリレートから選択される請求項
    1記載のポリマー分散液。 10、ポリ官能性アミンがジアミンである請求項1記載
    のポリマー分散液。 11、ジアミンが環状ジアミンである請求項10記載の
    ポリマー分散液。 12、ジアミンがイソホロンジアミンである請求項11
    記載のポリマー分散液。 13、ポリオールとポリ官能性アミン中の活性水素に対
    するイソシアネートの当量比が1.1/1から2.0/
    1の範囲であり、ポリ官能性アミンに対するポリオール
    の当量比が0.75/1から35/1の範囲である請求
    項1記載のポリマー分散液。 14、少なくとも一部分がジイソシアネートであるポリ
    イソシアネートと第一級および/または第一級アミノ基
    含有ポリ官能性アミンとを、 (a)少なくとも一部分が、エチレン性不飽和基を含み
    かつ酸素に対する炭素の比が少なくとも4/1の炭素を
    有するポリマー状ポリオール; (b)活性水素を有しないエチレン系不飽和化合物であ
    る希釈剤;および (c)活性水素含有重合性エチレン系不飽和化合物 の存在下で、重合性エチレン系不飽和化合物に分散され
    た重合性エチレン系不飽和ウレアウレタンポリマーを形
    成するのに十分な条件下に反応させる方法によって調製
    される重合性エチレン系不飽和化合物中に分散した重合
    性エチレン系不飽和ウレアウレタンポリマー。 15、 I 、(a)少なくとも一部分がジイソシアネー
    トであるポリイソシアネートと第一級および/または第
    一級アミノ基含有ポリ官能性アミンとを、少なくとも一
    部分がエチレン性不飽和基を含みかつ酸素に対する炭素
    の比が少なくとも4/1の炭素を有するポリマー状ポリ
    オールおよび活性水素を有しないエチレン系不飽和化合
    物である希釈剤の存在下、エチレン系不飽和化合物に分
    散されたNCO基含有ポリウレアポリウレタンを形成す
    るのに十分な条件下に反応させ、 (b)次いで、該NCO基含有ポリウレアポリウレタン
    分散液と活性水素含有重合性エチレン系不飽和化合物と
    をNCO官能基と活性水素が反応するのに十分な条件下
    に反応させて、重合性エチレン系不飽和ウレアウレタン
    ポリマー分散液を形成する 方法によって調製される重合性エチレン系不飽和化合物
    中に分散した重合性エチレン系不飽和ウレアウレタンポ
    リマー; II、ウレアウレタンポリマー分散液を硬化するのに適応
    する硬化配合剤; を含有し、かつ20RPM、23℃の温度で番号3のス
    ピンドルを使用して、少なくとも約10,000センチ
    ポイズの平均RVTブルックフィールド粘度を有するこ
    とを特徴とする硬化性組成物。 16、組成物がさらに定着剤を含有する請求項15記載
    の硬化性組成物。 17、組成物がさらにチキソトロープを含有する請求項
    15記載の硬化性組成物。 18、組成物がさらに充てん剤を含有する請求項15記
    載の硬化性組成物。 19、ポリオールとポリ官能性アミン中の活性水素に対
    するイソシアネートの当量比が1.1/1から2.0/
    1の範囲であり、ポリ官能性アミンに対するポリオール
    の当量比が0.75/1から35/1の範囲である請求
    項15記載の硬化性組成物。 20、ポリイソシアネートと接触させる前にポリ官能性
    アミンとポリオールを予備混合させる請求項15記載の
    硬化性組成物。 21、有機ポリイソシアネートが脂肪族および芳香族ポ
    リイソシアネートから選択される請求項15記載の硬化
    性組成物。 22、イソシアネートがジイソシアネートである請求項
    21記載の硬化性組成物。 23、ポリオールが少なくとも2の平均ヒドロキシル官
    能価を持つ請求項1記載の硬化性組成物。 24、エチレン性不飽和基を含むポリマー状ポリオール
    がポリジエンポリオールである請求項23記載の硬化性
    組成物。 25、エチレン性不飽和基を含むポリジエンポリオール
    がヒドロキシルを末端基とするポリブタジエンである請
    求項24記載の硬化性組成物。 26、活性水素含有エチレン系不飽和化合物がヒドロキ
    シアルキルアクリレートまたはメタクリレートである請
    求項15記載の硬化性組成物。 27、活性水素を有しないエチレン系不飽和化合物がビ
    ニル芳香族化合物、ビニル脂肪族化合物およびアルキル
    アクリレートまたはメタクリレートから選択される請求
    項15記載の硬化性組成物。 28、ポリ官能性アミンがジアミンである請求項1記載
    の硬化性組成物。 29、活性水素含有重合性エチレン系不飽和化合物の一
    部がステップ(a)に存在する請求項1記載の硬化性組
    成物。 30、ポリオールの一部がステップ(b)に存在する請
    求項15記載の硬化性組成物。 31、組成物が組成物の全重量に基づくパーセントで、 I 、約20重量%〜約95重量%の範囲の量で存在す
    るウレアウレタンポリマー分散液; II、約0.1重量%〜約10重量%の範囲の量で存在す
    る硬化性成分; III、約1重量%〜〜約70重量%の範囲の量で存在す
    るチキソトロープ; IV、約1重量%〜約80重量%の範囲量で存在する充て
    ん剤 を含有する請求項15記載の硬化性組成物。 32、 I 、少なくとも一部分がジイソシアネートであ
    るポリイソシアネートと第一級および/または第一級ア
    ミノ基含有ポリ官能性アミンとを、(a)少なくとも一
    部分がエチレン性不飽和基を含みかつ酸素に対する炭素
    の比が少なくとも4/1の炭素を有するポリマー状ポリ
    オール; (b)活性水素を有しないエチレン系不飽和化合物であ
    る希釈剤;および (c)活性水素含有重合性エチレン系不飽和化合物 の存在下で、重合性エチレン系不飽和化合物に分散され
    た重合性エチレン系不飽和ウレアウレタンポリマーを形
    成するのに十分な条件下に反応させる方法によって調製
    される重合性エチレン系不飽和化合物中に分散した重合
    性エチレン系不飽和ウレアウレタンポリマー; II、ウレアウレタンポリマーを硬化するのに適応する硬
    化配合剤; を含有する、20RPM、23℃の温度で番号3のスピ
    ンドルを使用して、少なくとも約10,000センチポ
    イズの平均RVTブルックフィールド粘度であることを
    特徴とする硬化性組成物。 33、20RPM、23℃の温度で番号3のスピンドル
    を使用して、少なくとも約100,000センチポイズ
    の平均RVTブルックフィールド粘度であることを特徴
    とする請求項32記載の硬化性組成物。 34、20RPM、23℃の温度で番号3のスピンドル
    を使用して、少なくとも約100,000センチポイズ
    の平均RVTブルックフィールド粘度であることを特徴
    とする請求項15記載の硬化性組成物。
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