KR101490536B1

KR101490536B1 - 범용 프라이머 조성물 및 방법

Info

Publication number: KR101490536B1
Application number: KR1020097024365A
Authority: KR
Inventors: 스테판 슈마트로흐; 디르크 슈보에페
Original assignee: 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2015-02-11
Also published as: US20110218299A1; CN101696344A; KR20100017273A; BRPI0809718A2; US7691479B2; CN101663342A; EP2194083A1; EP2194083B1; EP2142582B1; US20100063196A1; ES2381937T3; JP2010525146A; CN101696344B; US7956151B2; WO2008134112A2; JP5666294B2; CN101663342B; US20080268259A1; US8298368B2; JP5508873B2

Abstract

본 발명은 기판을 결합시키기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다. 기판에 도포되는 것은, 유기작용성 실레인의 활성 수소 함유 잔기와 하나 이상의 방향족 폴리아이소시아네이트 화합물와의 반응에 의해 제조된 부가물인 접착 촉진제, 및 유기작용성 실레인의 활성 수소 함유 잔기와 적어도 부분적으로 반응하고 폴리올과 하나 이상의 지방족 폴리아이소시아네이트의 반응으로부터 유도된 예비중합체를 포함하는 프라이머 조성물이다.

Description

범용 프라이머 조성물 및 방법{UNIVERSAL PRIMER COMPOSITIONS AND METHODS}

본 발명은, 본원에서 그 전체를 참고로 인용하는, 미국 가출원 제 60/913,703 호(출원일: 2007년 4월 24일)의 출원일의 이점을 주장한다.

본 발명은 기판의 결합에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 자동차 용도, 예를 들어 하나 이상의 실질적으로 투명한 기판, 경화된 폴리우레탄 접착제, 캡슐화된 패널, 정전기방지-코팅된 기판, 도장된 기판 등에서의 기판의 결합에 관한 것이다.

적절하게 제조된 유리 기판들은, 하나 이상의 프라이머 층을 유리 기판에 소성된 세라믹 에나멜 층 위에 도포하는 단계, 상기 프라이머와 차량 구조물 사이에 접착제를 도포하는 단계, 및 상기 유리 기판을 자동차 차량내 개구부에 배치하는 단계에 의해, 자동차 차량내 개구부에 설치된다.

광범위 도포성(widespread applicability)을 갖는 우수한 프라이머(예를 들어, 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company)에서 시판중인 베타프라임(Betaprime, 등록상표) 5500 및 5404)가 시판중어서 사용될 수 있지만, 추가적인 용도로 이러한 프라이머의 적합성을 확장하고자 하는 요구가 계속되고 있다.

프라이머 조성물 성능을 개선시키기 위한 노력의 예는, 모두 본원에서 참고로 인용되는, 유럽 특허원 제 1382625 A1 호, 국제특허 공개공보 제 2006/042305 A1 호, 및 미국특허 제 6,976,500 호에 예시되어 있다.

발명의 요약

본 발명은 결합용 조성물 및 결합 방법을 제공함으로써 이러한 요구를 만족시킨다. 일반적으로, 프라이머 조성물이 기판에 도포되는데, 상기 프라이머 조성물은, 1) 이차 또는 일차 아미노기를 갖는 아미노 실레인, 머캅토-실레인 또는 이들의 조합으로부터의 유기작용성 실레인의 활성 수소와 적어도 부분적으로 반응하는, 소정의 유리 아이소시아네이트 함량을 갖는 예비중합체를 포함하는 프라이머 조성물(및, 보다 구체적으로, 일단계 프라이머), 2) 하나 이상의 방향족 폴리아이소시아네이트와, 유기작용성 실레인(이차 또는 일차 아미노기를 갖는 아미노실레인, 머캅토-실레인 또는 이들의 혼합물로부터 선택됨)의 활성 수소와의 반응에 의해 제조된 접착 촉진제, 및 3) 선택적으로, 약 1% 초과의 아이소시아네이트 함량을 갖고 폴리올과 방향족 폴리아이소시아네이트의 반응 생성물인 아이소시아네이트 작용성 예비중합체의 반응 생성물을 포함한다. 보다 구체적인 양태에서, a) 접착 촉진제 화합물의 방향족 폴리-아이소시아네이트는 싸이오포스페이트, 포스페이트, 싸이오포스페인 잔기 또는 이들의 임의의 조합(예를 들어, 가장 구체적으로는 트리스(p-아이소시아네이토-페닐)-티오포스페이트)을 포함하거나, b) 프라이머 조성물 및 접착 촉진제의 아미노 작용성 실레인은, 하나 이상의 규소 원자, 상기 하나 이상의 규소 원자에 결합된 2개 또는 3개의 메톡시 및/또는 에폭시 기, 입체장애 이차 아미노 기, 또는 이의 임의의 조합을 포함하거나, c) 상기 a) 및 b)의 조합일 수 있고/있거나, 약 1% 초과의 아이소시아네이트 함량을 갖는 아이소시아네이트 작용성 예비중합체는, 약 2 초과의 작용성 및 약 300 초과의 분자량(M_n)을 갖는 폴리올과 방향족 폴리아이소시아네이트와의 반응 생성물이다.

본 발명의 다른 양태는, 소정의 유리 아이소시아네이트 함량을 갖는 중합체성 예비중합체, 보다 구체적으로는, 규소에 결합된 여러개의 알콕시 기를 포함하는 아미노실레인의 아미노기와 적어도 부분적으로 반응하는 하나 이상의 예비중합체(하나 이상의 지방족 폴리아이소시아네이트와 폴리올과의 반응으로부터 유도됨)를 포함하는 베이스 프라이머 조성물에 도입될 수 있는 첨가제에 관한 것이다. 사용되는 경우, 첨가제는 다양한 기판에 결합되도록 첨가되는 프라이머의 능력을 강화하고, 특히 금속 표면, 유리 표면, 중합체 표면, 이들상의 임의의 코팅 또는 다른 것에 대한 접착능을 개선시킨다.

보다 구체적으로, 본원에서 소개하는 바와 같이, 본 발명은, 제 1 기판을 제 2 기판에 결합시키기 위한 방법으로서, (a) 상기 기판들 중 하나 또는 둘다에, (i) 하나 이상의 방향족 폴리아이소시아네이트 화합물(예를 들어, 삼작용성 아이소시아네이트)과, 유기작용성 실레인의 활성 수소와의 반응에 의해 제조된 부가물인 접착 촉진제, (ii) 하나 이상의 지방족 폴리아이소시아네이트와 폴리올과의 반응으로부 터 유도되고, 유기작용성 실레인의 활성 수소와 적어도 부분적으로 반응하는 예비중합체, 및 선택적으로 (iii) 용매를 포함하는 프라이머 조성물을 도포하는 단계; (b) 상기 기판 중 하나 이상에 접착제를 도포하는 단계; 및 (c) 상기 2개의 기판을 조립하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 기술하는 바와 같이, 상기 방향족 폴리아이소시아네이트 화합물은 싸이오포스페이트, 포스페이트, 싸이오포스페이트 잔기 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 것이다. 예를 들어, 방향족 폴리아이소시아네이트는 트리스(아이소시아네이토페닐) 싸이오포스페이트를 포함할 수 있다.

하나의 구체적인 조성물은 추가로 약 1% 초과의 아이소시아네이트 함량을 갖는 하나 이상의 아이소시아네이트 작용성 예비중합체를 추가로 포함할 수 있다. 일반적으로, 이러한 예비중합체는 약 2 초과의 작용성을 갖고 약 300 초과의 분자량(M_n)을 갖는 폴리올과, 방향족 폴리아이소시아네이트의 반응 생성물일 것이다. 예를 들어, 이는 MDI를 포함하는 다이아이소시아네이트와 트라이올의 반응 생성물일 것이다.

구체적인 양태에서, 하나 이상의 유기작용성 실레인은, 하나 이상의 규소 원자에 결합된 둘 또는 3개의 메톡시 및/또는 에폭시 기를 포함할 수 있다. 이는, 머캅토 기, 아미노기(예를 들어, 이차 아미노기), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

본원의 조성물은 다이에틸말로네이트, 산(예를 들어, 인산), 필름 형성 수 지, 안료나 촉매 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있다.

일반적으로, 접착 촉진제는, 접착 촉진제 대 지방족 이아소시아네이트 예비중합체의 중량비가 약 1:100 내지 약 2:1(보다 구체적으로는 약 2:35 내지 약 7:25)이도록 존재한다. 사용되는 경우, 약 1% 초과의 아이소시아네이트 함량을 갖는 아이소시아네이트 작용성 예비중합체는, 접착 촉진제 대 아이소시아네이트 작용성 예비중합체의 중량비가 약 1:140 내지 약 1:1(보다 구체적으로 약 2:55 내지 약 7:45)이도록 존재한다. 용매는 약 40 내지 약 80중량%, 바람직하게는 약 50 내지 약 70중량%의 양으로 존재할 수 있다. 사용되는 경우, 다이에틸말로네이트는 약 0.1 내지 약 0.5중량%의 양으로 존재할 수 있거나, 산은 약 0.01 내지 약 0.05중량%의 양으로 존재할 수 있거나, 둘다일 수 있다.

본 발명은 또한 전술한 단계에 따라 제조된 조립체도 고려한다. 임의의 다수의 기판, 예를 들어 유리, 에나멜, 경화 폴리우레탄, 유리 캡슐화 물질, e-코팅, 갈바닉 아연 코팅, 알루미늄, 강, 페인트, 플라스틱, 경질 코팅된 유기 창유리(glazing)가 사용될 수 있다. 본 발명은 또한 전술한 프라이머 및 하나 이상의 접착제를 포함하는 키트를 고려한다.

본원에서 사용되는 경우, 다른 언급(예를 들어, 중량비)이 없는 한, 중량을 기준으로 하는 모든 부는 언급된 조성물의 100중량부를 기준으로 한다. 생성된 조성물의 경우에, 이것은, 중량이 생성된 전체 조성물의 100중량부를 기준으로 함을 의미한다. 본원에서 언급된 양의 농축물 또는 희석액이 사용될 수 있음을 알 것이다. 일반적으로 언급된 성분들의 상대적인 부는 그대로일 것이다. 따라서, 예를 들면, 30중량부의 성분 A 및 10중량부의 성분 B를 지칭하는 교시내용이 있다면, 당업계의 숙련자는 이러한 교시내용이 상대적 비가 3:1인 성분 A와 B의 사용을 교시하는 것임을 알 것이다.

일반적으로, 본원의 조성물은, 접착 촉진제와, 하나 이상의 폴리아이소시아네이트와 하나 이상의 폴리올과의 반응으로부터 유도된 하나 이상의 예비중합체, 특히 소정의 유리 아이소시아네이트 함량을 가질 수 있는 예비중합체를 포함하는 베이스 프라이머와의 조합에 기초한다. 보다 구체적인 양태에서, 베이스 프라이머는 지방족 폴리아이소시아네이트와 폴리올과의 반응으로부터 유도된 아이소시아네이트 작용성 예비중합체를 포함한다. 하나의 보다 구체적인 실시양태에서, 베이스 프라이머는 지방족 폴리아이소시아네이트와 폴리올과의 반응으로부터 유도된 아이소시아네이트 작용성 예비중합체를 포함하며, 실레인기, 특히 아미노실레인(예를 들어, 이차 아미노실레인)의 아미노기와 적어도 부분적으로 반응하며, 이때 상기 아미노실레인은 하나 이상의 규소 원자에 결합된 다수의 알콕시 기를 포함한다(예를 들어 2개 또는 3개의 메톡시기가 규소에 결합되거나, 2개 또는 3개의 에톡시 기가 규소에 결합되거나 이들의 조합이 가능하다). 본 발명의 교시에 따라 사용될 수 있는, 시판중인 프라이머의 예로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)에서 시판중인, 베타프라임(Betaprime, 등록상표) 5500 또는 베타프라임(등록상표) 5404를 들 수 있다.

이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 본원의 조성물은, 분자의 적어도 일부가 규소를 포함하는(즉, 실란화되는) 특유의 분자 구조를 유리하게 사용하고, 상기 분자의 일부가 아이소시아네이트 작용기와 같은 작용기를 포함하여, 예를 들어 베이스 프라이머의 분자 망상 전체를 통해 베이스 프라이머와 연결될 수 있는 것으로 여겨진다.

하나의 구체적인 양태에서, 본 발명은, 하나 이상의 지방족 폴리아이소시아네이트와 폴리올과의 반응으로부터 유도되고, 유기작용성 실레인의 활성 수소와 적어도 부분적으로 반응되는 예비중합체를 포함하는 조성물의 사용을 고려한다. 상기 예비중합체는 베이스 프라이머 조성물의 일부일 수 있다.

이러한 베이스 프라이머 조성물이 이러한 중합체를 포함하는 것은 필수적인 것이 아니다. 오히려, 본원의 상기 조성물이 아이소시아네이트와 아이소시아네이트-반응성 화합물의 반응 생성물을 포함하는 것이 보다 일반적으로 고려된다.

본원에서 유용한 아이소시아네이트는 다이아이소시아네이트, 트라이아이소시아네이트 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있다. 적합한 아이소시아네이트는 지방족, 지환족, 방향지방족, 헤테로사이클릭, 방향족 아이소시아네이트 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 구체적인 예로는 헥사메틸렌 다이아이소시아네이트(HDI), 아이소포론 다이아이소시아네이트(IPDI), 메틸렌 다이페닐 4,4'-다이아이소시아네이트(MDI) 또는 이들의 임의의 조합 중에서 선택된 아이소시아네이트를 포함할 수 있고, 특히 보다 구체적으로는 아이소포론 다이아이소시아네이트(IPDI), 메틸렌 다이페닐 4,4'-다이아이소시아네이트(MDI), 톨루엔 다이아이소시아네이트(TDI), 또는 이들의 임의의 조합 중에서 선택된 것을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본원의 임의의 아이소시아네이트의 중합체 유도체도 고려된다.

아이소시아네이트는 전형적으로 약 25% 이하, 보다 구체적으로는 약 15% 이하, 더욱 보다 구체적으로는 약 10% 이하의 퍼센트 NCO 양을 가질 수 있다. 예를 들어, 퍼센트 NCO 양은 약 1 내지 약 10%, 보다 구체적으로는 약 3 내지 약 8%일 수 있다. 바람직하게는, 사용된 폴리아이소시아네이트는 약 2.0 이상의 평균 아이소시아네이트 작용성 및 약 80 이상의 당량 중량을 갖는다. 바람직하게는, 폴리아이소시아네이트의 아이소시아네이트 작용성은 약 2.0 이상, 보다 바람직하게는 약 2.2 이상, 가장 바람직하게는 약 2.4 이상이고, 바람직하게는 약 4.0 이하, 보다 바람직하게는 약 3.5 이하, 가장 바람직하게는 약 3.0 이하이다. 보다 높은 작용성이 사용될 수도 있지만, 과도한 가교결합을 유발할 수 있고, 경화된 프라이머를 지나치게 부서지기 쉽게 할 수 있다. 바람직하게는, 폴리아이소시아네이트의 당량 중량은, 약 100 이상, 보다 바람직하게는 약 110 이상, 가장 바람직하게는 약 120 이상이고; 바람직하게는 약 300 이하, 보다 바람직하게는 약 250 이하, 가장 바람직하게는 약 200 이하이다.

예시적인 아이소시아네이트-반응성 화합물은, 2개 이상의 아이소시아네이트-반응성 잔기를 갖는 유기 화합물, 예를 들어 활성 수소 잔기를 함유하는 화합물, 또는 이미노-작용성 화합물일 수 있다. 본 발명의 목적을 위해서, "활성 수소" 함유 잔기란, 문헌[the Journal of the American Chemical Society, Vol. 49, p. 3181 (1927)]에서 보흘러(Wohler) 등에 의해 기술된 레제위트노프 시험법( Zerewitnoff test)에 따르면, 분자에서의 수소 원자의 위치로 인하여 상당한 활성을 나타내는 수소 원자를 함유하는 잔기를 지칭한다. 이러한 활성 수소 잔기의 예는 -COOH, -OH, -NH₂, -NH-, -CONH₂, -SH 및 -CONH-이다. 바람직한 활성 수소 함유 화합물로는, 폴리올, 폴리아민, 폴리머캅탄 및 다가산이다. 적당한 이미노-작용성 화합물은, 예를 들어, 본원에서 그 전체를 참고로 인용하는, 미국특허 제 4,910,279 호에서 기술한 바와 같이, 하나의 분자당 하나 이상의 말단 이미노기를 갖는 것이다.

적합한 폴리올로는 예를 들어, 폴리에터 폴리올, 폴리에스터 폴리올, 폴리(알킬렌 카보네이트)폴리올, 하이드록실-함유 폴리싸이오에터, 중합체 폴리올, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 폴리에터 폴리올은, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌, 폴리옥시프로필렌, 폴리옥시뷰틸렌, 및/또는 폴리테트라메틸렌 에터에 기초한 하나 이상의 다이올, 트라이올 또는 테트롤을 포함할 수 있다. 일반적으로, 폴리에터 폴리올은 활성 수소 함유 개시제 화합물의 존재하에 알킬렌 옥사이드를 중합함으로써 제조된다. 그러나, 알킬렌-옥사이드-캡핑화 폴리올이 가장 바람직하다.

바람직하게, 아이소시아네이트-반응성 화합물은 약 2.0 이상, 보다 바람직하게는 약 3.0 이상이고; 바람직하게는 약 5.0 이하, 보다 바람직하게는 약 4.5 이하, 가장 바람직하게는 약 4.0 이하인 작용성을 갖는다. 바람직하게는, 아이소시아네이트-반응성 화합물의 당량 중량은 약 200 이상, 보다 바람직하게는 약 500 이상, 보다 바람직하게는 약 1,000 이상이고; 바람직하게는 약 5,000 이하, 보다 바람직하게는 약 3,000 이하, 가장 바람직하게는 약 2,500 이하이다. 하나의 구체적인 예는, 당량 중량이 약 100 내지 약 1500, 보다 구체적으로는 약 300 내지 약 1000인 폴리올 아이소시아네이트-반응성 화합물을 사용한다.

아이소시아네이트 및 아이소시아네이트-반응성 화합물은 적당한 촉매의 존재하에 반응할 수 있다. 본원에서 사용하기에 적당한 촉매로는, 예를 들어, 제 1 주석, 또는 제 2 주석 화합물과 같은 금속 착체를 들 수 있다. 예로는, 카복실산의 제 1 주석 염(예를 들어, 제 1 주석 옥토에이트, 제 1 주석 올리에이트, 제 1 주석 아세테이트, 제 1 주석 라우레이트), 트라이알킬주석 옥사이드, 다이알킬주석 다이카복실레이트(예를 들어, 다이뷰틸주석 다이라우레이트, 다이뷰틸주석 다이아세테이트, 다이에틸주석 다이아세테이트, 및 다이헥실주석 다이아세테이트), 다이알킬주석 다이할라이드, 또는 다이알킬주석 옥사이드, 예를 들어 다이-2-에틸헥실주석 옥사이드 또는 다이옥틸주석 다이옥사이드, 3차 아민 또는 주석 머캅타이드를 들 수 있다. 다른 촉매도 사용될 수 있다. 예를 들어, 3차 아민 촉매로는 트라이알킬아민(예를 들어, 트라이메틸아민, 트라이에틸아민), 헤테로사이클릭 아민, 예를 들어 N-알킬모폴린(예를 들어, N-메틸모폴린, N-에틸모폴린, 다이메틸다이아미노다이에틸 에터, 등.), 1,4-다이메틸피페라진, 트라이에틸렌다이아민 등을 들 수 있다. 지방족 폴리아민, 예를 들어 N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-뷰테인다이아민도 촉매로서 사용될 수 있다. 보다 바람직한 촉매로는 다이뷰틸주석 화합물을 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 다이뷰틸주석 다이라우레이트를 포함하거나 이것으로 필수적으로 구성된다.

아이소시아네이트 및 아이소시아네이트-반응성 화합물은, 베이스 프라이머에 규소를 도입하기 위한 적합한 실레인(예를 들어, 아미노실레인)의 존재하에 반응될 수 있다.

본원의 조성물은 하나 이상의 기타 성분, 예를 들어 용매, 안정화제, 필름 형성제, 착색제(예를 들어, 카본 블랙, 예를 들어 라벤(Raven) 420), 충전제, 자외선 차단제, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

예를 들면, 프라이머 조성물의 용매 성분은, 일반적으로 휘발성이고, 바람직하게는 약 -10℃ 내지 약 100℃, 보다 바람직하게는 약 O℃ 내지 약 40℃에서 성분들을 용해 및/또는 분산시킬 용매이다. 아이소시아네이트가 물과 조기 반응하는 것을 방지하기 위해서, 상기 용매는 바람직하게는 무수 상태이다. 이러한 용매의 예로는 자일렌, 에틸벤젠, 톨루엔, 에틸아세테이트, 프로필 아세테이트, 뷰틸아세세이트, 뷰탄올, 프로판올, 아이소프로판올, 에탄올, 뷰톡실, 2-뷰톡시에탄올, 3-메톡시뷰틸아세테이트, NMP, n-헵테인, 석유, 뷰틸 아세테이트, 아세톤, 및 메틸 에틸 케톤, 또는 이들의 임의의 조합을 들 수 있고, 바람직하게는 뷰톡시, 메틸 에틸 케톤 또는 이들의 혼합물이다. 용매는 임의의 생성되거나 중간체인 조성물의 나머지를 구성할 것이고, 이러한 용매는 전체 프라이머 조성물의 중량을 기준으로 약 50% 이상, 보다 바람직하게는 약 55% 이상, 가장 바람직하게는 약 60% 이상이고; 바람직하게는 약 90% 이하, 보다 바람직하게는 약 85% 이하, 가장 바람직하게는 약 80% 이하이다.

본원의 조성물은 하나 이상의 필름 형성 수지를 포함할 수 있는데, 이러한 수지는 중합가능하여 경화시 연속적인 코팅을 형성할 수 있는 하나 이상의 잔기를 함유하고 다수의 환경적인 힘에 대해 내성을 갖는다. 바람직한 실시양태에서, 바람직하게는 필름-형성 수지는, 유리 라디칼 또는 양이온성 반응 조건에 노출되는 경우 중합된다. 하나의 구체적인 양태에서, 필름-형성 수지는 방사선, 예를 들어 UV 방사선 또는 전자빔에 노출되는 경우 경화가능한 수지이다. 필름-형성 수지는 유리 라디칼에 노출되는 경우 중합되는 작용성 기, 예를 들어 바이닐, 아크릴레이트, 스타이렌, 다이엔, 메타크릴레이트, 알릴, 티오렌, 바이닐 에터, 불포화 에스터, 이미드, N-바이닐, 아크릴아마이드 함유 잔기, 이들의 혼합물 등을 함유할 수 있다. 보다 바람직한 실시양태에서, 필름-형성 수지상의 작용기는 아크릴계 및/또는 메타크릴계 잔기이다. 다수의 실시양태에서, 필름-형성 수지는 전술한 작용성 잔기를 갖는 올리고머 또는 예비중합체이다. 바람직한 유형의 올리고머 및 예비중합체로는, 우레탄 아크릴레이트, 예를 들어 지방족 및 방향족 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 멜라민 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트, 폴리에터 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 덴드리틱 아크릴레이트, 폴리뷰타다이엔 아크릴레이트, 아민 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트, 아마이도 및 스피로 오르쏘 카보네이트 에스터 또는 이들의 혼합물이다. 오리고머 및 예비중합체의 하나의 구체적인 부류로는 지방족 우레탄 아크릴레이트를 들 수 있다.

적당한 시판중인 필름 형성제의 하나의 예는 더 롬 앤드 하스 캄파니(The Rohm and Haas Company)에서 시판중인 파랄로이드(Paraloid; 등록상표) B48N를 들 수 있다.

필름-형성 수지는 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 이는 프라이머 조성물의 중량을 기준으로 약 0.1중량부 이상, 약 1중량부 이상, 약 5중량부 이상, 또는 약 10중량부 이상의 양으로 존재할 수 있다. 바람직하게는, 필름-형성 수지는 상기 조성물에 프라이머 조성물의 중량을 기준으로 약 70중량부 이하, 보다 바람직하게는 약 60중량부 이하, 보다 바람직하게는 약 50중량부 이하, 가장 바람직하게는 40중량부 이하의 양으로 존재한다.

본원의 조성물은 하나 이상의 기타 성분, 예를 들어 접착제 조성물을 습기로부터 보호하는 것을 보조하는 하나 이상의 안정화제를 포함하여, 접착제 배합물내 아이소시아네이트의 조기 가교결합의 성장을 억제하고 예방한다. 습기 경화 접착제용으로 당업계의 숙련자들에게 공지된 안정화제가 본원에서 바람직하게 사용될 수 있다. 이러한 안정화제로는, 다이에틸말로네이트, 알킬페놀 알킬레이트, 파라톨루엔 설포닉 아이소시아네이트, 벤조일 클로라이드, 오르쏘알킬 폼에이트 또는 이들의 임의의 조합을 들 수 있다. 이러한 안정화제는, 바람직하게는 중간체 또는 결과물인 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1중량부 이상, 바람직하게는 약 0.5중량부 이상, 보다 바람직하게는 약 0.8중량부 이상의 양으로 사용된다. 적당한 안정화제는 중간체 또는 결과물인 조성물의 중량을 기준으로 약 5.0중량부 이하, 보다 바람직하게는 약 2.0중량부 이하, 가장 바람직하게는 약 1.4중량부 이하의 양으로 사용된다. 예를 들어, 하나의 선택사항으로, 약 2중량부 이하, 보다 구체적으로는 약 0.1 내지 약 1중량부(예를 들어, 약 0.1 내지 약 0.3중량부)의 양으로의 다이에틸말로네이트를 사용할 수 있다. 선택적으로 적당한 산, 예를 들어 인산을, 예를 들어 약 0.2중량부 이하, 보다 구체적으로는 약 0.1중량부 이하(예를 들어, 약 0.01 내지 약 0.05중량부)의 양으로 사용하는 것도 가능하다.

언급한 바와 같이, 본 발명은, 특히 일반적으로 유기작용성 실레인과 아이소시아네이트의 반응 생성물인 접착 촉진제를 사용한다. 보다 구체적으로, 소개할 바와 같이, 상기 접착 촉진제는, 보다 구체적으로는 인을 함유하는, 하나 이상의 방향족 폴리-아이소시아네이트를 포함한다.

하나의 실시양태에서, 접착 촉진제의 하나의 성분은 아미노-실레인, 보다 구체적으로는 2차 아미노-실레인을 포함할 수 있다. 하나의 바람직한 실레인은 각각의 실레인에 결합된 3개의 메톡시기를 갖는 둘 이상의 실릴기, 입체장애 2차 아미노기 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 하나의 이러한 시판중인 아미노-실레인의 예로는 비스-(트라이메톡시실릴프로필)-아민, 예를 들어 GE 어드밴스드 머티리알-실리콘(GE Advanced Materials-Silicone)으로부터의 실퀘스트(Silquest) A-1170을 들 수 있다. 접착 촉진제로서 사용하기에 적당한 실레인 물질에 대한 부가적인 정보는, 본원에서 참조로 인용하는 미국특허 제 4,374,237 호에서 발견된다. 실레인의 다른 예로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, (단독 또는 비스-(트라이메톡시실릴프로필)-아민과 함께), 하이드록실 작용기, 머캅토 작용기 또는 둘다를 갖는 실레인, 예를 들어 3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-아미노프로필트라이에톡시실레인, 3-아미노프로필트리스메톡시-에톡시에톡시실레인, 3-아미노프로필-메틸-다이에톡시실레인, N-메틸-3-아미노프로필트라이메톡시실레인, N-뷰틸-3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-머캅토프로필트라이메톡시실레인, 3-머캅토프로필트라이에톡시실레인, 3-머캅토프로필-메틸-다이메톡시실레인, (N-사이클로헥실아미노메틸)메틸다이-에톡시실레인, (N-사이클로헥실아미노메틸)트라이에톡시실레인, (N-페닐아미노메틸)메틸다이메톡시실레인, (N-페닐아미노메틸)트라이메톡시실레인, N-에틸-아미노아이소뷰틸트라이메톡시실레인, 4-아미노-3,3-다이메틸뷰틸트라이메톡시실레인, 또는 이들의 임의의 조합을 들 수 있다.

접착 촉진제는 또한 이들의 하나의 성분으로 방향족 아이소시아네이트, 특히 3작용성 아이소시아네이트를 포함한다. 특히 바람직한 실시양태에서, 접착 촉진제는 인을 포함하는 하나 이상의 아이소시아네이트를 포함한다. 하나의 이러한 아이소시아네이트의 예는, 본원에서 참고로 인용하는 미국특허 제 6,974,500 호에 기재되어 있으며, 이는 하기 화학식 1로서 표시된다:

하나의 가능한 아이소시아네이트는 트리스(p-아이소시아네이토)싸이오포스페인이다. 특히 바람직한 아이소시아네이트는, 데스모더(DESMODUR) RFE의 상표명으로 미국 팬실바니아주 피츠버그에 위치한 바이엘 코포레이션(Bayer Corporation)에서 시판 중인 에틸 아세테이트내 트리스(p-아이소시아네이토-페닐)-싸이오포스페이트의 용액와 같이, 아이소시아네이트 기를 갖는 싸이오포스페이트이다. (단독으로 또는 트리스(p-아이소시아네이토-페닐)-싸이오포스페이트와 함께 사용될 수 있는) 가능한 아이소시아네이트의 다른 예로는, 3작용성 아이소시아네이트를 포함하며, 이는 방향족 또는 지방족일 수 있다(예를 들어 HDI에 기초하고 가능하게는 약 15 내지 약 25%의 아이소시아네이트 함량을 갖는 지방족 폴리아이소시아네이트이다). 적당한 3작용성 아이소시아네이트의 예로는 데스모더 N 100, 데스모더 N 3300 또는 톨로네이트 HDT의 상표명으로 시판중인 것이다.

일반적으로, 접착 촉진제는, 실레인을 아이소시아네이트와 혼합함으로써, 특히 약 1몰의 아이소시아네이트를 약 1 내지 약 3몰의 실레인(예를 들어, 아미노-실레인, 머캅토 실레인 또는 이들의 혼합물)과 혼합함으로써, 보다 구체적으로는 약 1몰의 아이소시아네이트를 약 2.3몰의 실레인(예를 들어, 아미노-실레인, 머캅토 실레인 또는 이들의 혼합물)과 혼합함으로써 제조된다. 이때, 아이소시아네이트 기에 대한 활성 수소 기의 몰비는 1.0 미만일 수 있다.

접착 촉진제를 제조하기 위한 하나의 구체적인 접근법은, 약 2 초과의 작용성을 갖는 방향족 폴리아이소시아네이트를, 규소에 결합된 여러개의 알콕시 기를 포함하는(예를 들어 규소에 2개 또는 3개의 메톡시 기가 결합되거나, 규소에 2개 또는 3개의 에톡시 기가 결합되거나, 이들의 조합인) 실레인(예를 들어, 아미노-실레인(예를 들어, 2차 아미노 작용성 실레인), 머캅토 실레인, 또는 이들의 혼합물)과 적어도 부분적으로 반응시키는 것이다.

약 1% 초과의 아이소시아네이트 함량을 갖는 아이소시아네이트 작용성 예비중합체는, 일반적으로 약 2 초과의 작용성을 갖고 약 300 초과의 분자량(M_n)을 갖는 폴리올과 아이소시아네이트, 보다 구체적으로는 방향족 폴리아이소시아네이트의 반 응 생성물이다. 본원의 제 2 예비중합체는 일반적으로 아이소시아네이트 예비중합체, 특히 아이소시아네이트와 폴리올과의 반응 생성물일 수 있다. 하나의 구체적인 양태에서, 바람직한 아이소시아네이트는 다이아이소시아네이트, 예를 들어 약 2 이상의 작용성을 갖는 것(예를 들어, 삼작용성 다이아이소시아네이트)일 수 있다. 예를 들어, 다이아이소시아네이트는 방향족 다이아이소시아네이트, 예를 들어 TDI, MDI 또는 이들의 조합으로부터 선택된 것일 수 있다. 특히 바람직한 다이아이소시아네이트는 MDI 또는 이들의 예비중합체, 예를 들어 약 97%의 4,4'-다이페닐-메테인 다이아이소시아네이트 및 3%의 2,4'-다이페닐메테인 다이아이소시아네이트를 포함하는 것이다. 이러한 아이소시아네이트의 시판중인 예는, 더 다우 케미칼 캄파니에서 시판중인 아이소네이트(Isonate, 등록상표) M125 MDI이다. 다른 폴리올이 선택될 수 있지만, 특히 바람직한 것은 트라이올이고, 특히 약 200 이상의 하이드록실가를 갖는 것이다. 하나의 이러한 폴리올의 예는 상표명 보라놀(VORANOL, 등록상표) CP260으로 더 다우 케미칼 캄파니에서 시판중이다.

전형적으로, 접착 촉진제는, 전체 조성물의 약 0.5 내지 약 20중량%, 보다 구체적으로 약 1 내지 약 10중량%, 더욱 보다 구체적으로 약 2 내지 약 7중량%의 양으로 사용될 것이다. 당업계의 숙련자라면, 특히 본원에서 사용되는 접착 촉진제의 양과 관련하여, 보다 과량 또는 소량 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 어떠한 용매도 사용하지 않는 접착 촉진제는, 용매를 사용하는 접착 촉진제 보다 소량으로 사용될 수 있다.

한편, 베이스 프라이머는, 총 조성물의 중량을 기준으로 약 30 내지 약 90중 량%, 보다 구체적으로 약 40 내지 약 80%, 특히 보다 구체적으로 약 55 내지 약 65중량%의 양으로 사용될 것이다.

한편, 약 1% 초과의 아이소시아네이트 함량을 갖는 아이소시아네이트 작용성 예비중합체는 전형적으로 전체 조성물의 중량을 기준으로 약 10 내지 약 60중량%의 양, 보다 구체적으로 약 20 내지 약 50중량%의 양, 더욱 보다 구체적으로 약 30 내지 약 40중량%의 양으로 사용될 수 있다.

일반적으로, 접착 촉진제는, 접착 촉진제 대 지방족 아이소시아네이트 예비중합체의 중량비가 약 1:100 내지 약 2:1(보다 구체적으로 약 2:35 내지 약 7:25)이도록 존재한다. 사용되는 경우, 약 1% 초과의 아이소시아네이트 함량을 갖는 아이소시아네이트 작용성 예비중합체는, 접착 촉진제 대 아이소시아네이트 작용성 예비중합체의 중량비가 약 1:140 내지 약 1:1(보다 구체적으로, 약 2:55 내지 약 7:45)이도록, 존재한다.

하나의 특히 바람직한 조성물은, 베이스 프라이머, 접착 촉진제, 약 1% 초과의 아이소시아네이트 함량을 갖는 아이소시아네이트 작용성 예비중합체, 안정화제 및 산을 포함한다. 보다 구체적으로, 안정화제는 다이에틸 말로네이트이거나, 산은 인산이거나 둘다일 수 있다. 예를 들어, 베이스 프라이머는, 약 50 내지 약 65중량%, 보다 구체적으로는 약 55 내지 약 60중량%(예를 들어, 약 57.9중량%)의 양으로 존재할 수 있다. 접착 촉진제는 약 2 내지 약 7중량%, 보다 구체적으로 약 4 내지 약 6중량%(예를 들어, 약 5.2중량%)의 양으로 존재할 것이다. 약 1% 초과의 아이소시아네이트 함량을 갖는 아이소시아네이트 작용성 예비중합체는, 약 30 내지 약 40중량%, 보다 구체적으로 약 33 내지 약 38중량%(예를 들어, 약 36.6중량%)의 양으로 존재할 것이다. 조성물은 또한 약 0.1 내지 약 0.5중량%의 다이에틸말로네이트(예를 들어, 약 0.25중량%) 및 약 0.01 내지 약 0.05중량%의 인산(예를 들어, 약 0.03중량%)를 포함한다.

본원의 프라이머 조성물은 임의의 여러 가지 용도에서 사용될 수 있다. 하나의 구체적인 접근법은, 당업계에 개시된 기법을 사용하여 상기 프라이머 조성물(예를 들어, 1-파트 조성물)을, 자동차의 앞유리, 백라이트, 측면 창, 썬/문(sun/moon) 루프, 건축물의 창, 채광창, 기창, 문의 개구부, 디스플레이 케이스, 렌즈 등에 도포하는 것이다. 다른 유용한 용도로는 이를 라벨, 포장재, 또는 용기(예를 들어, 음료병) 등에 프린트하기 위한 것이다. 바람직한 용도는, 실질적으로 투명한 패널 조립체를 제조하기 위해서 본원의 프라이머 조성물을 사용하는 것이다. 상기 조립체들은 구조물에서의 일시적 또는 영구적 장착용으로 개조될 수 있다. 조립체들은 밀거나, 통합하거나, 회전하거나, 접거나 또는 이들의 임의의 조합에 의해 열거나 닫거나 다르게는 옮기기 위한 용도로 개조될 수 있다. 이러한 조립체들은, 예를 들어 자동차용 백라이트, 측면 창, 썬/문 루프, 건축물의 창, 채광창, 기창, 문의 개구부, 디스플레이 케이스 등과 같은 하나 이상의 용도에서 사용될 수도 있다. 본원의 조성물 및 방법은, 정전기적으로 프라이머처리된(즉, e-코팅된) 기판, 도장된 기판, 또는 이들의 임의의 조합에 미리-도포된 접착제 시스템과 함께 사용되는 경우, 특히 유용하다.

전형적으로, 기판은 실질적으로 편평하거나 형태, 예를 들어 곡면형일 수도 있다. 기판은 일반적으로 하나 이상의 표면에서 전체적으로 투명하거나, 특히 배향하는 양쪽 표면을 통해서 표면의 면적의 약 25% 이상, 보다 구체적으로 적어도 대부분(예를 들어, 표면적의 약 60% 이상, 75% 이상 또는 90% 이상)에서 투명한 패널일 것이다. 본원의 기판은 일반적으로 실질적으로 무정형, 구체적으로 무정형 세라믹(예를 들어, 유리), 플라스틱 또는 이들의 조합으로부터 제조될 것이다. 이로서 한정하는 것은 아니지만, 적합한 기판 물질의 예로는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리카보네이트, 비닐(예를 들어, 폴리비닐 클로라이드), 폴리에스터(예를 들어, 배향된 폴리에스터), 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리아마이드, 유리, 이들의 임의의 조합(예를 들어, 적층된 유리) 등을 들 수 있다. 특정 예로서, 기판은 유리, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리카보네이트 또는 이들의 임의의 조합 중에서 선택된 물질을 포함하거나 상기 물질로 필수적으로 구성된다. 기판은 적층된 층, 틴트(tint), 또는 이들의 임의의 조합을 가질 수 있다. 기판은 또한 반응 사출 성형(reaction injection molded) 플라스틱일 수도 있다. 패널, 예를 들어 실질적으로 투명한 패널을 캡슐화하는 반응 사출 성형 부품을 포함하는 조립체는, 본원의 교시내용에 따라 결합될 수 있다. 캡슐화 패널의 제조에 대한 하나의 가능한 접근법의 예로는 미국 특허출원 제 60/870,643 호(본원에서 참고로 인용됨; 제목: ENCAPSULATED PANEL ASSEMBLIES AND METHODS FOR MAKING SAME)에 개시되어 있다. 본원의 조성물은 핀치웰드(pinchweld assembly) 조립체의 표면을 결합하기 위해서 사용될 수도 있다.

일부 용도는 실질적으로 기판의 전체 표면을 본 발명에 따른 조성물로 코팅 하는 것을 요구함에도 불구하고, 보통 상기 조성물은 소정의 패턴(예를 들어, 실질적으로 기판의 모서리 부분, 기판의 주변부의 둘레 또는 기판의 다른 부분)에 따라 선택적으로 기판에 도포될 것이다. 예를 들어, 하나의 접근법은 상기 조성물을 기판의 모서리로부터 중심부를 향해 안쪽으로 약 2cm 이상, 약 5cm 이상, 약 8cm 이상 또는 약 12cm 이상의 폭으로 도포하는 것이다. 또한, 상기 조성물이 일정하거나 변하는 폭, 높이, 길이 또는 다른 치수를 갖는 분절을 포함하는 하나 이상의 선, 곡선, 점 또는 다른 기하학적 구조를 정의하도록 도포될 수도 있다.

당 분야에 개시된 임의의 다양한 패턴이 적용될 수 있다. 프라이머 조성물은 임의의 당업계에 개시된 수단, 예를 들어 브러쉬, 롤러, 표면으로의 분사, 잉크-제트 프린팅, 스크린 프린팅 등을 사용하여 기판(예를 들어, 유리 또는 코팅된 플라스틱)에 도포될 수 있다. 당업계에 개시된 로봇-도포 장치(예를 들어, 2개 이상의 운동축을 갖는 장치)를 사용하여 도포할 수도 있다. 기판의 표면에 상기 조성물을 도포한 후, 중합 조건에 노출시킨다.

본원에서의 기판은 전형적으로 조성물이 도포될 하나 이상의 표면을 포함할 수 있다. 상기 표면은, 예를 들어 프라이머, 화염 분사, 코로나 처리, 플라즈마 처리 또는 일부 다른 표면 처리에 의해 기판으로의 조성물의 결합 강도를 개선시키기 위해서 선택적으로 처리될 수 있다. 그러나, 구체적인 예에서, 외면은 실질적으로 어떠한 표면 처리도 하지 않을 수 있다. 따라서, 도포한 후, 특히 임의의 중간 계면 층이 실질적으로 없는 경우, 조성물은 바로 기판과 접촉된다. 물론, 상기 조성물을 상기 기판에 도포한 후, 상기 조성물 및 기판 중 하나 또는 둘다의 일부 또는 전체에 추가의 층(예를 들어, 보호용 전면층(over-layer)을 실현하기 위해 실리콘, 아크릴릭, 폴리우레탄, 또는 기타)을 도포하는 것도 가능하다. 본원의 조성물은 무기 또는 유기 프리츠(예를 들어, 본원에서 참고로 인용하는, 바이케리커 등에 의해 2006년 6월 20일자로 출원된 동시-계류중인 미국 특허출원 제 11/472,119 호(우선권: 2005년 6월 20일자로 출원된 미국 특허출원 제 60/692,318 호)에서 교시하는 유형의 프리츠)의 위에, 밑에, 및/또는 인접하여 사용되는 것도 가능한다.

도포되는 경우, 본원의 조성물은 약 250㎛ 이상의 두께를 가질 것이다. 보다 일반적으로, 약 150㎛ 미만, 약 100㎛ 미만, 또는 더욱이 약 50㎛ 미만(예를 들어, 약 10 내지 약 30㎛ 이하)일 것이다.

본 발명의 프라이머 조성물과 함께 사용하기에 적합한 접착제 또는 밀봉제의 예로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 습기 경화성일 수도 있는 1-파트 또는 2-파트 우레탄 조성물을 들 수 있다. 특히 바람직한 우레탄은 MDI, HMDI 또는 이들의 조합에 기초한다. 시판중인 접착제의 예로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 다우 케미칼 캄파니에서 베타실(BETASEAL; 등록상표)의 상품명으로, 예를 들어 등급 번호 제 1759 호, 제 1841 호, 제 1843 호, 제 1965 호, 제 2002 호, 또는 제 2002LVRP 호 중 하나와 같은 것을 들 수 있다.

본 발명은 또한 접착제 또는 밀봉제 조성물 및 하나 이상의 프라이머 조성물을 포함하는 키트를 고려한다. 예를 들어, 이러한 키트는 접착제 또는 밀봉제 조성물(예를 들어, 1-파트 우레탄 또는 2-파트 우레탄 접착제)과 함께 본 발명에 따른 하나 이상의 프라이머 조성물을 포함한다. 이는 또한 하나 이상의 클리너, 도 포기, 테이프, 도구 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 본원의 조성물은 카트리지, 호일 팩 또는 둘다로 제공될 수 있다.

본원의 조성물은 일반적으로 경질이고 내마모성인 코팅을 제공한다. 이는 또한 상기 조성물이 우수한 접착 성능 및 내후성을 발휘할 것으로 예상된다. 본 발명의 교시 내용에 따라 새롭게 제조된 결과물인 프라이머 물질은 우수한 저장 안정성을 가질 것이다.

생성된 조성물은, i) 약 30 내지 약 50%, 보다 구체적으로 약 37 내지 약 43%(예를 들어, 약 40.4%)의 고체 함량(ISO 3251에 따라 측정함), ii) 약 1 내지 약 7%, 보다 구체적으로 약 3.0 내지 약 3.6%(예를 들어, 약 3.26%)의 아이소시아네이트 함량(ISO 11909에 따라 측정됨), iii) 약 0.92 내지 약 0.95, 보다 구체적으로 약 0.934 내지 약 0.944g/cm³(예를 들어, 약 0.939g/cm³)의 밀도(ISO 2811에 따라 측정됨), iv) 약 1 내지 약 5%, 보다 구체적으로 약 2.4 내지 약 3.0%(더욱 보다 구체적으로, 트라이메톡시실레인기를 사용하는 경우, 약 2.71%의 양으로 존재할 것임)의 실레인 함량(ASTM D6843-02, ASTM D6844-02 또는 둘다에 따라 측정함); 또는 v) 상기 i) 내지 iv)의 임의의 조합을 갖는다.

생성된 샘플은, 상온에서 7일간 묵힌 후에; 보다 바람직하게는 추가로 7일간 수-침지에 적용하여 묵힌 후; 더욱 보다 바람직하게는, 추가로 7일간 90℃에서 묵힌 후; 더 더욱 보다 바람직하게는 추가로 7일간 카타플라즈마 사이클(cataplasma cycling)에 적용한 후 100%의 응집 파괴(cohesive failure)를 나타낸다. 또한, 본 원의 조성물이 추가로 14일간 카타플라즈마 사이클에 적용한 후에야 100%의 응집 파괴를 나타낼 것이다.

일반적으로, 카타플라즈마 사이클을 위해, 상기 샘플은 70℃ 및 100%의 상대습도의 기후 챔버(climatic chamber)내에 7일간 직접 저장하거나, 충분한 물로 적신 탈지면으로 싸고 폴리에틸렌 백 내에 밀봉하여 7일간 70℃의 오븐에서 유지시킨다. 그다음, 상기 샘플을 -20℃의 냉장고에 16시간 동안 놓고, 그 이후에 상기 샘플을 2시간 동안 상온에서 정치시킨다. 상기 사이클을 수회 반복하고, 그 후에 상기 샘플을 백에서 빼서 퀵 나이프 접착 시험법(quick knife adhesion test)에 적용한다. 바람직하게는, 프라이머 층에는 어떠한 발포(blister)도 없고 파괴도가 밀봉층에서 응집성이다.

하기 실시예는 본원의 교시내용을 설명한다. 성분들의 양이 언급된 양의 약 10% 또는 더욱이 약 25% 이내에서 변하는 조성물에 대해서도 유사한 결과가 가능할 것으로 여겨진다. 따라서, 하기 실시예는 이러한 변화량 이내의 농도 범위도 개시한다.

실시예의 프라이머 조성물은, a) 약 57.9중량%의 베타프라임(등록상표) 5500; b) 약 36.6중량%의, 보라놀(등록상표) CP260과 방향족 다이아이소시아네이트(예를 들어, 이소네이트(등록상표) M125 MDI)의 반응 생성물; c) 약 5.2중량%의, 데스모더(등록상표) RFE와 실퀘스트(등록상표) A1170의 반응 생성물; 약 0.25중량% 의 다이에틸말로네이트; 및 약 0.03중량%의 인산을 반응시킴으로써 제조된다.

다양한 시판중인 앞유리는 다양한 공급처로부터 제공되되, 여기에 세라믹 프리츠(ceramic frit)가 도포되어 있다. 베타크린(등록상표) 3300(더 다우 케미칼 캄파니로부터 시판중임)을 도포하여 창유리를 세척하고, 약 23℃ 및 약 50%의 상대습도에서 약 2분 동안 플래쉬-오프(flash off)되도록 하였다. 실시예의 프라이머 조성물을 도포하고, 약 15분의 개방 시간 이후에, 접착제(베타실(등록상표) 1965(더 다우 케미칼 캄파니에서 시판중임))의 비드를 도포하고, 전술한 바와 같이 박리 시험을 위해 샘플을 제조하였다. 각각의 경우에, 상온에서 7일간 묵힌 후에 샘플들이 75% 이상의 응집 파괴, 보다 구체적으로는 100% 이상의 응집 파괴를 나타낼 것으로 예상된다. 적어도 대부분의 샘플들은 추가로 7일간 카타플라즈마 사이클에 적용한 이후에 100%의 응집 파괴를 견디어낼 수 있을 것으로 예상된다.

실시예의 프라이머 조성물은, 캡슐화 창 조립체에서 발견되는 바와 같이, 반동 사출 성형 폴리우레탄 기판을 사용하여 샘플에서의 박리 강도에 대해 분석하였다. 비교해 보면, 본원의 접착 촉진제를 상이한 공급처의 시판중인 프라이머(프라이머 1 및 프라이머 2로서 지칭됨)와 혼합하고, 시판중인 밀봉제(제 1 접착제, 제 2 접착제 및 제 3 접착제로 지칭됨)와 함께 사용하였다. 우선, 기판을 베타크린(등록상표) 3900로 세척하였다. 프라이머를 도포하고, 23℃ 및 50%의 상대습도에서 15분 동안 플래쉬-오프한 후, 밀봉제를 도포하였다. 그다음, 샘플을 시험하였다. 샘플을 하기 표의 결과를 나타낼 것으로 예상된다. BM 7120은 더 다우 케미칼 캄파니에서 시판중인 베타메이트(등록상표) 7120을 지칭하고, BM 2700은 더 다 우 케미칼 캄파니에서 시판중인 베타메이트 2700을 지칭하고, BS X 1502는 더 다우 케미칼 캄파니에서 시판중인 베타실(등록상표) X1502를 지칭하고, BP 5504는 본원의 교시에 따라 개질된 베타프라임(등록상표) 5504를 지칭한다. 본원의 교시내용에 따라 개질된 베타프라임 5504(BP 5504)는, 더 다우 케미칼 캄파니 이외의 공급처로부터 시판중인 밀봉제에 결합시, 상온에서 7일간; 추가로 7일간 수-침지(23℃에서)에 적용하고; 추가로 7일간 90℃에서; 추가로 7일간 카타플라즈마 사이클(cataplasma cycling)에 적용하여 묵힌 후, 100%의 응집 파괴를 나타낼 것으로 예상된다. 하기 표 1은, 더 다우 케미칼 캄파니 이외의 공급처로부터의 시판중인 미개질된 프라이머(제 1 프라이머 및 제 2 프라이머)를 사용하는 경우의 예상된 결과를 설명한다.

실시예의 프라이머 조성물은, 성능에 대해 다른 시판중인 접착제 시스템(예를 들어, 베타실(등록상표) 2002 및 2002 LVRP)와 비교하고, 상온(50%의 상대습도)에서 7일간 묵히고; 추가로 7일간 수-침지(23℃)에 적용하고; 추가로 7일간 90℃에서 묵히고; 추가로 7일간 카타플라즈마 사이클(cataplasma cycling)에 적용한 후, 100%의 응집 파괴를 나타낼 것으로 예상된다.

미리-도포된 접착제 시스템을 갖는 본원의 프라이머의 성능을 분석하기 위해서, 크롬 강 기판을 제공하고, 베타크린(등록상표 3350)(더 다우 케미칼 캄파니에서 시판중임)으로 세척하고, 약 23℃ 및 약 50%의 상대습도에서 2분 동안 플래쉬-오프되도록 하였다. 그 후, 상기 기판은 베타프라임(등록상표) 1707(더 다우 케미칼 캄파니로부터 시판중임)으로 프라이머처리된다. 30분간의 플래쉬 오프 이후에, 미리-도포된 접착제를 베타프라임(등록상표) 1707(예를 들어, 더 다우 케미칼 캄파니로부터 시판중인 HV3 예비-도포된 접착제와 같은 접착제) 상에 도포한다. 그다음, 샘플을 10주 동안 32℃ 및 약 80%의 상대습도에서 묵힌다. 미리-도포된 접착제에, 그다음 실시예의 프라이머 조성물을 도포하고, 그다음 베타실(등록상표) 1965(더 다우 케미칼 캄파니에서 시판중임)의 비드를 도포한다. 샘플을 제조하고, 하기에서 설명하는 것과 같이 지크/로엘 자트.프로 인장 시험기(Zwick/Roell ZWART.PRO tensile tester)를 사용하여 박리 강도에 대해 측정하였다. 실시예의 프라이머 조성물을 사용하는 샘플은 상온에서 7일간 묵힌 후 100%의 응집 파괴를 나타낼 것으로 예상된다. 이들은 또한, 전술한 바와 같은 카타플라즈마 사이클에 의해 추가로 7일간 묵힌 후, 100% 응집 파괴를 나타낼 것으로 예상된다. 이들은 또한 상온에서 7일간 묵힌 후 약 19 내지 약 23N/cm 이상의 박리 강도를 나타낼 것으로 예상된다. 이들은 또한 본원에서 기술하는 바와 같은 카타플라즈마 사이클에 의해 7일간 추가로 묵힌 후 약 16 이상 약 21N/cm의 박리 강도를 나타낼 것으로도 예상된다. 비교를 위해서, 실시예의 프라이머 조성물 대신에 미개질된 시판중인 프라이머(베타프라임, 등록상표) 5404를 사용하였다. 이는, 본원에서 기술하는 바와 같이, 상온에서 7일간 묵힌 후, 약 15 내지 약 23N/cm의 박리 강도, 카타플라즈마 사이클에 의해 추가로 7일간 묵힌 후에 약 11 내지 약 19의 박리 강도를 나타낼 것으로 예상된다. 추가로, 미개질된 시판중인 접착제는, 7일간 상온에서 묵힌 후, 약 25 내지 약 75%의 응집 파괴를 나타낼 것으로 예상되고, 본원에서 기술하는 바와 같이 카타플라즈마 사이클에 의해 추가로 7일간 묵힌 후 0% 응집 파괴를 나타낼 것으로 예상된다.

높이가 약 10 내지 약 15mm이고 길이가 약 100 내지 약 150mm인 접착제의 비드를, 프라이머-처리된 기판(특히, 펠트 도포기를 사용하여 본원에 따라 생성된 프라이머 조성물로 프라이머-처리된 플로트 유리)에 프라이머를 도포한지 약 3분 이내에 적용함으로써, 접착 박리 시험을 수행하였다. 접착제는 약수저를 사용하여 약 4 내지 약 6mm의 두께로 평탄하게 하고, 그다음 약 23℃ 및 약 50%의 상대 습도에서 약 7일 동안 기후 챔버에서 숙성시켰다. 조립체는 바람직한 조건하에서 특정 시간 동안 경화시켰다. 그후, 상기 비드는, 비드를 집어서 약 90°의 각도로 회전시키면서 상기 비드를 당기는 날카로운 노즈 플라이어(pointed nose plier)를 사용하여 박리시켰다. 그다음, 경화된 비드를 프라이머-처리된 표면까지 레이저 블레이드를 사용하여 절단하되, 절단부는 약 1cm의 간격을 가졌다. 파괴 모드는 벗겨진 표면에서 평가하고 특성화하였다. 응집 파괴부의 면적을, 분석된 전체 면적의 %로서 평가하였다. 접착도는 접착 파괴 및/또는 응집 파괴로서 평가하였다. 접착 파괴의 경우는, 경화된 비드가 프라이머-처리된 표면으로부터 분리되는 반면, 응집 파괴의 경우는, 절단과 당김의 결과로서 밀봉제 비드 내부에서 분리가 발생된다. 파괴 모드를 관찰한 결과, 계면의 모든 영역에서 파괴 모드가 관찰됨이 확인되었다. 프라이머가, 이것이 도포된 기판으로부터 벗겨지는 경우 프라이머 파괴부가 발생하는 것으로 간주된다.

본원에서 존재하는 설명 및 기재들은, 당분야의 다른 숙련자들에게 본 발명, 그의 원리 및 그의 실제 적용을 알려주기 위한 것이다. 당분야의 숙련자라면 본 발명은, 특정 용도의 요구사항에 특히 적합할 수 있는 임의의 다양한 형태로 본 발명을 변경 및 적용할 수 있을 것이다. 따라서, 설명된 본 발명의 구체적인 실시양태는 발명을 속속들이 규명해 내거나 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범주는 전술한 설명을 참조하여 결정되는 것이 아니라, 대신 첨부된 청구의 범위와 이러한 첨구범위에서 자격을 부여한 것의 동등물인 전체 영역을 고려하여 결정되어야만 한다. 특허출원 및 공개공보를 비롯한 모든 문헌 및 참고사항의 개시물은 모든 목적을 위해 참조로서 인용된다. 아크릴릭 또는 (메트)아크릴릭(또는 "아크릴레이트"와 같은 변형된 용어)에 대한 지칭은 메타크릴릭 및 아크릴릭(및 상응하는 변형된 용어)도 고려해야 한다. 본원에서 논의중인 성분들은 생성된 조성물의 일부를 형성할 수 있다. 그러나, 이들은 생성된 조성물을 위한 첨가제의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 접착 촉진제는 결과물인 조성물을 형성하기 위해 혼합물에 성분을 송출하기 위한 비히클인 것도 가능하다. 다른 언급이 없는 한, "접착제" 또는 "밀봉제"란 상호교환적으로 사용된다. 따라서, 구체적인 조성물의 접착제에 대한 언급은 또한 이러한 조성물의 밀봉제를 포함한다.

본원에서 일반적으로 단일단계 프라이머 조성물의 사용과 관련하여 개시하고 있지만, 본원의 접착 촉진제는 이로써 한정되지 않는다. 이들은 또한 여러개의 성분들을 포함하는 프라이머 시스템의 일부로서 사용될 수도 있고, 임의의 또는 모든 성분들에 첨가될 수도 있다. 예를 들어, 접착 촉진제는 우레탄 활성제 조성물, 프리츠 제조 조성물, 프리츠 프라이머 조성물, PVC 프라이머, 핀치웰드 프라이머 등에, 예를 들어 상표명 U-413, U-555, U-4000, U-401, U-402 등으로 시판중인 더 다우 케미칼 캄파니로부터의 하나 이상의 제품 등에 도입될 수 있다.

본원의 교시내용은, 본원에서 참고로 인용중인, 동시-계류중인 미국 가출원 제 60/913,700 호(출원일: 2007년 4월 24일; 변호인 서류 번호: 제 64676 호; "One Component Glass Primer Including Oxazolidine"); 또는 동시-계류중인 미국 가출원 제 60/913,706(출원일: 2007년 4월 24일; 변호인 서류 번호 제 65694 호; "Improved Primer Adhesion Promoters, Compositions and Methods") 중 하나 또는 둘다와 함께 적당하게 사용될 수 있다.

Claims

제 1 기판을 제 2 기판에 결합시키는 방법으로서,

(a) 상기 기판 중 하나 또는 둘다에, 프라이머 조성물을 도포하는 단계; (b) 상기 기판 중 하나 이상에 접착제를 도포하는 단계; 및 (c) 상기 2개의 기판을 조립하는 단계를 포함하되,

상기 프라이머 조성물이

(i) 하나 이상의 방향족 폴리아이소시아네이트 화합물과 유기작용성 실레인의 활성 수소 함유 잔기와의 반응에 의해 제조된 부가물인 접착 촉진제로서, 이때 상기 유기작용성 실레인의 활성 수소 함유 잔기가 -COOH, -OH, -NH₂, -NH-, -CONH₂, -SH 및 -CONH-를 포함하는, 접착 촉진제,

(ii) 하나 이상의 지방족 폴리아이소시아네이트와 폴리올과의 반응으로부터 유도되는 예비중합체로서, 상기 예비중합체가 유기작용성 실레인의 활성 수소 함유 잔기와 적어도 부분적으로 반응된, 예비중합체,

(iii) 선택적으로, 용매; 및

(iv) 폴리올과 방향족 폴리아이소시아네이트의 반응 생성물로서, 1중량% 초과의 아이소시아네이트 함량을 갖는 아이소시아네이트 작용성 예비중합체

를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 접착 촉진제의 하나 이상의 방향족 폴리아이소시아네이트 화합물이, 싸이오포스페이트, 포스페이트, 싸이오포스페인 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,

i) 상기 접착 촉진제의 하나 이상의 방향족 폴리아이소시아네이트가 삼작용성이거나, ii) 상기 접착 촉진제의 하나 이상의 방향족 폴리아이소시아네이트가 트리스(아이소시아네이토페닐)싸이오포스페이트를 포함하거나, 또는 i) 및 ii) 둘다인, 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 1중량% 초과의 아이소시아네이트 함량을 갖는 아이소시아네이트 작용성 예비중합체가, 2개 초과의 작용기 및 300 초과의 분자량(M_n)을 갖는 폴리올과 방향족 폴리아이소시아네이트의 반응 생성물인, 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 유기작용성 실레인의 하나 이상의 규소 원자 각각에 2개 또는 3개의 메톡시 기, 에톡시 기, 또는 둘 다가 결합된, 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 접착 촉진제의 상기 유기작용성 실레인이 머캅토-실레인, 아미노-실레인 또는 이들의 조합이고, 1몰의 상기 폴리아이소시아네이트가 1 내지 3몰의 아미노-실레인, 머캅토-실레인, 또는 이들의 조합과 반응하되, 단 아이소시아네이트 기에 대한 활성 수소 기의 몰비가 1.0 미만인, 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 프라이머 조성물이 산을 추가로 포함하는, 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 산이 인산인, 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프라이머 조성물이 필름 형성 수지를 포함하는, 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 부가물이, 프라이머 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 20중량%의 양으로 존재하는, 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프라이머 조성물이 하나 이상의 필름 형성제, 안료 또는 촉매, 또는 이들의 조합을 포함하는, 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 제조된 조립체.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 제조된 조립체로서,

기판이 유리, 에나멜, 경화 폴리우레탄, 유리 캡슐화 물질, e-코팅, 갈바닉 아연 코팅, 알루미늄, 강, 페인트, 플라스틱, 경질 코팅된 유기 창유리(glazing), 또는 이들의 임의의 조합 중에서 선택되는, 조립체.
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