KR102335364B1 - 오가노보란-함유 조성물, 및 그의 사용 방법 - Google Patents

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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

중합성 조성물로서, 염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인 오가노보란-염기 착물; 오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제(decomplexing agent); 복수의 티올 기를 가지며, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는 중합성 티올-함유 성분; 및 복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분을 포함하며, 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 되는, 중합성 조성물.

Description

오가노보란-함유 조성물, 및 그의 사용 방법{ORGANOBORANE-CONTAINING COMPOSITIONS, AND METHODS OF USING SAME}
주위 또는 온화한 조건 하에서, 특히 산소의 존재 하에서 신속히 중합체, 특히 가교결합된 중합체를 형성할 수 있는 재료 및 화학반응에 대한 필요성이 있다.
본 발명은 주위 또는 온화한 조건 하에서, 특히 산소(예를 들어, O2 또는 과산소 화합물(peroxygen compound))의 존재 하에서 경화(즉, 중합 및/또는 가교결합)되어, 점탄성 고체를 포함한 고체를 형성할 수 있는 조성물, 특히 유동성 중합성(flowable polymerizable) 조성물을 제공한다. 조성물은, 예를 들어 접착제, 실란트, 봉지제(encapsulant), 및 포팅 수지(potting resin)를 형성하는 데 사용될 수 있다. 그러한 조성물은 오가노보란-염기 착물, 특히 트라이알킬보란을 함유하는 것들을 포함하는데, 이는 산소 또는 과산소 화합물의 존재 하에서 경화(즉, 중합 및/또는 가교결합)를 개시하는 데 사용될 수 있다.
제1 태양에서, 본 발명은, 중합성 조성물로서, 염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제(complexing agent)인 오가노보란-염기 착물; 오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제(decomplexing agent); 복수의 티올 기(즉, 메르캅토 기)를 가지며, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된(즉, C-S 결합을 통한) 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는 중합성 티올-함유 성분; 및 복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분을 포함하며, 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 되는, 중합성 조성물을 제공한다. 소정 실시 형태에서, 반응(즉, 중합 및/또는 가교결합을 수반하는 경화) 시에, -C-S-C-C- 결합(예를 들어, ―CH2-S-CH2-CH2- 또는 ―CHZ-S-CH2-CH2- 결합, 상기 식에서 Z는 유기 기임)이 형성된다.
제2 태양에서, 본 발명은, 염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인 오가노보란-염기 착물을 포함하는 파트 A 조성물; 및 오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제를 포함하는 파트 B 조성물을 포함하는 중합성 조성물을 제공한다. 본 중합성 조성물은, 복수의 티올 기를 가지며, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는 중합성 티올-함유 성분; 및 복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분을 추가로 포함하며, 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 된다. 소정 실시 형태에서, 반응 시에, -C-S-C-C- 결합(예를 들어, ―CH2-S-CH2-CH2- 또는 ―CHZ-S-CH2-CH2- 결합, 상기 식에서 Z는 유기 기임)이 형성된다.
제3 태양에서, 본 발명은, 염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인 오가노보란-염기 착물을 포함하는 파트 A 조성물; 및 오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제를 포함하는 파트 B 조성물을 포함하는 성분들을 배합함으로써 제조되는 조성물을 제공한다. 파트 A 조성물 및/또는 파트 B 조성물은, 복수의 티올 기를 가지며, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는 중합성 티올-함유 성분; 및 복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분을 추가로 포함하며, 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 된다. 소정 실시 형태에서, -C-S-C-C- 결합(예를 들어, ―CH2-S-CH2-CH2- 또는 ―CHZ-S-CH2-CH2- 결합, 상기 식에서 Z는 유기 기임)이 형성된다.
다른 태양에서, 본 발명은, 조성물의 제조 방법으로서, 염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인 오가노보란-염기 착물을 포함하는 파트 A 조성물; 및 오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제를 포함하는 파트 B 조성물을 포함하는 성분들을 배합하는 단계; 및 파트 A 및 파트 B가 반응되게 하는(바람직하게는, 반응되게 하여 -C-S-C-C- 결합(예를 들어, ―CH2-S-CH2-CH2- 또는 ―CHZ-S-CH2-CH2- 결합, 상기 식에서 Z는 유기 기임)을 포함하는 중합체를 형성하는) 단계를 포함하는, 방법이 제공된다. 파트 A 조성물 및/또는 파트 B 조성물은, 복수의 티올 기를 가지며, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는 중합성 티올-함유 성분; 및 복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분을 추가로 포함하며, 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "유기 기"는 (산소, 질소, 황, 인, 할로겐, 및/또는 규소를 포함한, 탄소 및 수소 이외의 선택적인 원소를 갖는) 탄화수소 기를 의미한다. 일부 실시 형태에서, 유기 기는 규소를 포함하지 않는다. 유기 기는 1가, 2가, 3가, 또는 임의의 다른 원하는 가수일 수 있다. 예시적인 유기 기는 지방족 기, 사이클릭 기, 또는 지방족 기와 사이클릭 기의 조합 (예를 들어, 알크아릴 및 아르알킬 기)을 포함한다. 용어 "지방족 기"는 포화 또는 불포화 선형 또는 분지형 탄화수소 기를 의미한다. 이 용어는 1가 기, 예컨대 알킬, 알케닐, 및 알키닐 기뿐만 아니라 더 높은 가수를 갖는 상응하는 기도 포함하기 위해 사용된다. 용어 "알킬 기"는, 예를 들어 메틸, 에틸, 아이소프로필, t-부틸, 헵틸, 도데실, 옥타데실, 아밀, 2-에틸헥실 등을 포함한 포화 선형 또는 분지형 탄화수소 기를 의미한다. 용어 "알케닐 기"는 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는, 방향족 기 이외의 불포화, 선형 또는 분지형 탄화수소 기, 예컨대 비닐 기를 의미한다. 용어 "알키닐 기"는 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 갖는 불포화, 선형 또는 분지형 탄화수소 기, 예컨대 에티닐 기를 의미한다. 용어 "사이클릭 기"는 지환족(즉, 지환식) 기, 방향족 기, 또는 헤테로사이클릭(예를 들어, 산소-, 질소-, 또는 황-함유) 기로 분류되는 폐환 탄화수소 기를 의미한다. 용어 "지환족 기"는 지방족 기의 성질과 유사한 성질을 갖는 사이클릭 탄화수소 기를 의미한다. 지환족 기는 1가 기, 예컨대 사이클로알킬 기(즉, 사이클릭 알킬 기, 예컨대 사이클로프로필, 및 사이클로부틸뿐만 아니라 더 높은 가수를 갖는 상응하는 기)를 포함한다. 용어 "방향족 기" 또는 "아릴 기"는 단핵 또는 다핵 방향족 탄화수소 기를 의미한다. 용어 "헤테로사이클릭 기"는 고리 내의 원자 중 하나 이상이 탄소 이외의 원소(예를 들어, 질소, 산소, 황 등)인 폐환 탄화수소를 의미한다. 이들 기 중 어느 것도 치환 또는 비치환될 수 있다. 치환된다면, 치환체는 할로겐, 하이드록시, 알콕시, 알킬아미노, 알킬, 니트로 등을 포함할 수 있다. 동일하거나 또는 상이할 수 있는 기는 "독립적인" 것으로서 지칭될 수 있다.
용어 "포함한다" 및 그의 변형은 이들 용어가 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 청구범위에서 나타날 경우 제한적 의미를 갖지 않는다. 그러한 용어는 언급된 단계 또는 요소 또는 단계들 또는 요소들의 군을 포함하지만, 임의의 다른 단계 또는 요소 또는 단계들 또는 요소들의 군을 배제하지 않음을 시사하는 것으로 이해될 것이다. "~로 이루어지는"은 어구 "~로 이루어지는" 앞에 오는 것은 무엇이든 포함하며 그에 제한됨을 의미한다. 따라서, 어구 "~로 이루어지는"은 열거된 요소들이 필요하거나 필수적이고, 다른 요소들은 존재하지 않을 수 있음을 나타낸다. "~로 본질적으로 이루어지는"은 어구 앞에 열거된 임의의 요소들을 포함하며 열거된 요소들에 대해 본 개시에 명시된 활성 또는 작용을 방해하거나 그에 기여하지 않는 다른 요소들로 제한됨을 의미한다. 따라서, 어구 "~로 본질적으로 이루어지는"은 열거된 요소들이 필요하거나 필수적이지만, 다른 요소들은 선택적이고, 열거된 요소들의 활성 또는 작용에 실질적으로 영향을 미치는지 여부에 따라 존재할 수 있거나 존재하지 않을 수 있음을 나타낸다.
"바람직한" 및 "바람직하게는"이라는 단어는 소정 상황 하에서 소정의 이득을 제공할 수 있는 본 발명의 실시 형태를 지칭한다. 그러나, 동일한 상황 또는 다른 상황 하에서, 다른 실시 형태 또한 바람직할 수 있다. 나아가, 하나 이상의 바람직한 실시 형태에 관한 언급은 다른 실시 형태가 유용하지 않다는 것을 암시하는 것이 아니며, 다른 실시 형태를 본 개시 내용의 범주로부터 제외시키고자 하는 것이 아니다.
본 출원에서, 부정관사("a", "an") 및 정관사("the")와 같은 용어는 오직 단수의 것만을 지칭하고자 하는 것이 아니라, 구체적인 예가 예시를 위해 사용될 수 있는 일반적인 부류를 포함하고자 하는 것이다. 용어 부정관사 및 정관사는 용어 "적어도 하나"와 상호교환가능하게 사용된다. 목록에 뒤따르는 어구, "~ 중 적어도 하나" 및 "~ 중 적어도 하나를 포함한다"는 목록 내의 임의의 하나의 항목 및 목록 내의 2개 이상의 항목들의 임의의 조합을 지칭한다.
목록에 뒤따르는 어구, "~ 중 적어도 하나" 및 "~ 중 적어도 하나를 포함한다"는 목록 내의 임의의 하나의 항목 및 목록 내의 2개 이상의 항목들의 임의의 조합을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 일반적으로, 명백하게 그 내용이 달리 언급되지 않는 한, "및/또는"을 포함하는 통상적인 의미로 사용된다.
용어 "및/또는"은 열거된 요소들 중 하나 또는 모두, 또는 열거된 요소들 중 임의의 둘 이상의 조합을 의미한다.
또한 본 명세서에서, 모든 수치는 용어 "약"으로, 그리고 소정 상황에서는 용어 "정확하게"로 수식되는 것으로 가정된다. 측정량과 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은, 그 측정의 목적 및 사용되는 측정 장비의 정확도에 상응하여 측정을 실시하고 소정 수준으로 주의를 기울이는 당업자에 의해 예측될 수 있는 바와 같은, 측정량에서의 변동을 지칭한다. 또한, 측정량과 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대략"은, 그 측정의 목적 및 사용되는 측정 장비의 정확도에 상응하여 측정을 실시하고 소정 수준으로 주의를 기울이는 당업자에 의해 예측될 수 있는 바와 같은, 측정량에서의 변동을 지칭한다.
또한 본 명세서에서, 종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 설명은 종점들과 더불어 그 범위 이내에 포함된 모든 수를 포함한다(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 5 등을 포함한다).
본 명세서에 기재된 화학식에 기가 한 번을 초과하여 존재하는 경우, 각각의 기는 구체적으로 언급되든 그렇지 않든 간에 "독립적으로" 선택된다. 예를 들어, 하나보다 많은 R 기가 화학식에 존재하는 경우, 각각의 R 기는 독립적으로 선택된다. 더욱이, 이러한 기들 내에 함유된 하위 기들이 또한 독립적으로 선택된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실온"은 19℃ 내지 25℃의 온도, 또는 더 흔하게는 21℃의 온도를 지칭한다.
본 발명의 상기의 개요는 본 발명의 각각의 개시되는 실시 형태 또는 모든 구현 형태를 설명하고자 하는 것은 아니다. 하기 설명은 예시적인 실시 형태를 더욱 구체적으로 예시한다. 본 출원 전체에 걸쳐 여러 곳에서, 예들의 목록을 통해 지침이 제공되며, 이 예들은 다양한 조합으로 사용될 수 있다. 각각의 경우, 열거된 목록은 단지 대표적인 군으로서의 역할을 하며, 배타적인 목록으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명의 조성물은, 점탄성 고체를 포함한 고체를 형성하도록 유동성 중합성 조성물의 경화(중합 및/또는 가교결합)를 개시하기 위해 산소(예를 들어, O2 또는 과산소 화합물)의 존재 하에서 사용될 수 있는 오가노보란-염기 착물, 특히 트라이알킬보란을 함유하는 것들을 포함한다.
특히, 본 발명은, 중합성 조성물로서, 염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인 오가노보란-염기 착물; 오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제; 복수의 티올 기(즉, 메르캅토 기)를 가지며, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물; 및 복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는, 중합성 조성물을 제공한다. 티올-함유 화합물 및 에틸렌계 불포화 화합물은, 예를 들어 폴리다이오가노실록산일 수 있다.
경화 반응은 티올-엔 화학반응(thiol-ene chemistry) 또는 탄소-탄소 불포화에 걸친 티올 기의 부가를 수반하는데, 여기서 탄소-탄소 불포화의 개별 부위에 걸쳐 부가되는 황 및 수소는 반드시 동일한 티올 기로부터 유래될 필요는 없고, 수소는 티올 기를 함유하는 것들에 더하여 다른 화합물로부터도 유래될 수 있다. 오가노보란-염기 착물, 특히 트라이알킬보란-염기 착물은 중합 및/또는 가교결합 반응을 개시하기 위해 사용된다.
산소 또는 과산소 화합물의 존재 하에서 오가노보란, 특히 트라이알킬보란은 중합 및/또는 가교결합 반응을 개시하기 위해 사용된다. 탈착화제는 염기와 반응하여 오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시킨다. 산소의 존재 하에서, 트라이알킬보란은 산소 및 이어서 단편들과 반응하여 자유 라디칼 종들을 생성하며, 이들 중 일부는 티올과 에틸렌계 불포화 기의 부가 반응을 개시한다. 본 발명의 화합물은 이러한 반응을 거쳐 중합체 물질을 제공하며, 이는 전형적으로 가교결합된 중합체 물질이다. 형성된 중합체는 탄화수소계 또는 실리콘계일 수 있다. 소정 실시 형태에서, 반응 시에 형성된 중합체는 -C-S-C-C- 결합(예를 들어, ―CH2-S-CH2-CH2- 또는 ―CHZ-S-CH2-CH2- 결합, 상기 식에서 Z는 유기 기임)을 포함한다.
소정 실시 형태에서, 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 된다. 소정 실시 형태에서, 티올 기의 양과 에틸렌계 불포화 기의 양은 0.25:1.0 내지 4.0:1.0, 또는 0.33:1.0 내지 3.0:1.0, 또는 0.5:1.0 내지 2.0:1.0, 또는 0.75:1.0 내지 1.33:1.0, 또는 0.80:1.0 내지 1.25:1.0(티올 기:에틸렌계 불포화 기)의 몰비 범위로 존재한다. 소정 실시 형태에서, 예를 들어, 1,2-폴리부타디엔 또는 불포화 폴리에스테르와 같은, 에틸렌계 불포화 반복 단위를 함유하는 고분자량 중합체들의 가교결합이 요구되는 경우, 티올 기의 양 및 에틸렌계 불포화 기의 양은 0.005:1.0 내지 0.20:1.0(티올 기:에틸렌계 불포화 기)의 몰 범위로 존재할 수 있다.
본 발명의 조성물은 전형적으로 적어도 2개의 파트를 포함하며(즉, 이는 멀티-파트 중합성 조성물이며), 바람직하게는 2개의 파트를 포함한다. 본 발명에 따른 적어도 2-파트 조성물은 파트 A 및 파트 B를 포함한다. 개별적으로, 파트 A 및 파트 B는 우수한 안정성을 갖지만, 배합될 때 안정성이 손실되고 경화가 개시된다.
파트 A 조성물은 오가노보란-염기 착물을 포함한다. 파트 B는 오가노보란-염기 착물을 위한 탈착화제를 포함한다. 중합성 조성물(즉, 파트 A 조성물 및/또는 파트 B 조성물)은, 복수의 티올 기를 가지며, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는 티올-함유 성분; 및 복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 에틸렌계 불포화 성분을 추가로 포함한다. 즉, 티올-함유 성분은 파트 A에, 파트 B에, 및/또는 파트 A 및 파트 B와 구별되는 다른 파트에 존재하고; 에틸렌계 불포화 성분은 파트 A에, 파트 B에, 및/또는 파트 A 및 파트 B와 구별되는 다른 파트에 존재한다. 소정 실시 형태에서, 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물은 별개의 구별되는 화합물들이다. 소정 실시 형태에서, 하나의 화합물이 티올 작용기 및 에틸렌계 불포화 기 둘 모두를 가질 수 있다.
오가노보란-염기 착물
오가노보란-염기 착물은, 염기와 반응하는 화합물, 예컨대 산 또는 그의 등가물로 염기를 탈착화시킬 때에 유리되는 오가노보란의 잠재적 형태(latent form)이다. 유리 오가노보란은, 예를 들어 접착제, 실란트, 봉지제, 및 포팅 수지로서 유용할 수 있는 중합체를 형성하도록 중합성 단량체(들)의 자유-라디칼 중합을 개시할 수 있는 개시제이다.
오가노보란-염기 착물의 오가노보란 부분은 하기 화학식(화학식 I)을 갖는다:
[화학식 I]
B(R1)(R2)(R3)
상기 식에서, R1, R2, 및 R3은 (전형적으로 30개 이하의 원자, 또는 20개 이하의 원자, 또는 10개 이하의 원자를 갖는) 유기 기이다. 화학식 I의 소정 실시 형태에서, R1은 1 내지 10개의 탄소 원자, 또는 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자, 또는 2 내지 4개의 탄소 원자, 또는 3개 또는 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타낸다.
화학식 I의 소정 실시 형태에서, R2 및 R3은 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자(또는 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자, 또는 2 내지 4개의 탄소 원자, 또는 3개 또는 4개의 탄소 원자)를 갖는 알킬 기; 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 기; 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기(예를 들어, 페닐); 또는 1 내지 10개의 탄소 원자(또는 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자, 또는 2 내지 4개의 탄소 원자, 또는 3개 또는 4개의 탄소 원자)를 갖는 알킬 기, 또는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 기로 치환된, 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기(예를 들어, 페닐)를 나타낸다(즉, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다). R1, R2, 및 R3 기 중 임의의 2개는 선택적으로 고리의 일부일 수 있다(예를 들어, 2개의 기는 결합하여 고리를 형성할 수 있다).
오가노보란 개시제는 염기성 착화제(즉, 오가노보란과 착화되는 염기)로 착화되어 안정한 오가노보란-염기 착물을 형성한다. 오가노보란-염기 착물은 하기 화학식(화학식 II)으로 나타낼 수 있다:
[화학식 II]
Figure 112016102960087-pct00001
상기 식에서, Cx는 하나 이상의 아민 기, 하나 이상의 아미딘 기, 하나 이상의 하이드록사이드 기, 하나 이상의 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제를 나타내고; v는 양수이다. v의 값은 오가노보란-염기 착물이 주위 조건 하에서 안정되게 하도록 선택된다. 예를 들어, 오가노보란-염기 착물이 약 20 내지 22℃에서 그리고 달리 주위 조건 하에서 캡핑된 용기 내에 저장될 때(즉, 용기는, 진공 또는 불활성 분위기 하에서는 아니고 주위 공기 환경 내에서 캡핑되어 있음), 착물은 적어도 2주 동안 개시제로서 유용한 상태로 남아 있다. 바람직하게는, 착물은 이들 조건 하에서 수 개월 동안, 그리고 1년 또는 그 이상까지 용이하게 저장될 수 있다. 소정 실시 형태에서, v의 값은 전형적으로 적어도 0.1, 또는 적어도 0.3, 또는 적어도 0.5, 또는 적어도 0.8, 또는 적어도 0.9이고, 종종 최대 4, 또는 최대 3, 또는 최대 2, 또는 최대 1.5, 또는 최대 1.2이다. 일부 실시 형태에서, v는 0.1 내지 4의 범위, 또는 0.5 내지 2의 범위, 또는 0.8 내지 1.2의 범위, 또는 0.9 내지 1.1의 범위, 또는 1이다.
화학식 II의 소정 실시 형태에서, R4는 1 내지 10개의 탄소 원자, 또는 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자, 또는 2 내지 4개의 탄소 원자, 또는 3개 또는 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타낸다.
화학식 II의 소정 실시 형태에서, R5 및 R6은 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자(또는 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자, 또는 2 내지 4개의 탄소 원자, 또는 3개 또는 4개의 탄소 원자)를 갖는 알킬 기; 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 기; 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기(예를 들어, 페닐); 또는 1 내지 10개의 탄소 원자(또는 1 내지 6개의 탄소 원자, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자, 또는 2 내지 4개의 탄소 원자, 또는 3개 또는 4개의 탄소 원자)를 갖는 알킬 기, 또는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 기로 치환된, 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기(예를 들어, 페닐)를 나타낸다(즉, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다). R4, R5, 및 R6 기 중 임의의 2개는 선택적으로 고리의 일부일 수 있다(예를 들어, 2개의 기는 결합하여 고리를 형성할 수 있다).
본 명세서에서, 화학식 I 및 화학식 II에서, 알킬 기는 직쇄 또는 분지형일 수 있다.
소정 실시 형태에서, R1, R2, 및 R3 중 2개의 기에 의해 형성되거나 R4, R5, 및 R6 중 2개의 기에 의해 형성되는 고리는 화학식 I 또는 화학식 II에서의 붕소 원자에 의해 가교될 수 있다.
화학식 II의 소정 실시 형태에서, R4는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타내고; R5 및 R6은 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기를 나타내고; Cx는 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제를 나타내고; v는 0.1 내지 4의 범위, 0.5 내지 2의 범위, 0.8 내지 1.2의 범위, 또는 0.9 내지 1.1의 범위, 또는 1과 같은 양수이다.
소정 실시 형태에서, 오가노보란-염기 착물은 티올 기를 포함하지 않는다.
오가노보란-염기 착물의 바람직한 오가노보란 중에는 트라이메틸보란, 트라이에틸보란, 트라이-n-프로필보란, 트라이-아이소프로필보란, 트라이-n-부틸보란, 트라이-아이소부틸보란, 및 트라이-sec-부틸보란이 있다.
유용한 염기성 착화제(Cx)는, 예를 들어 아민, 아미딘, 하이드록사이드, 및/또는 알콕사이드를 포함한다. 주위 조건 하에서 오가노보란-염기 착물의 안정성을 보장하도록 충분한 착화제가 제공된다. 불충분한 착화제는 유리 오가노보란을 남길 수 있는데, 이는 자연발화성인 경향이 있는 물질이다. 실제로, 주위 조건에서 착물의 안정성을 보장하기 위하여, 착화제로서의 역할을 하는 화합물은 종종 과량으로 존재하며, 즉 이 화합물의 일부는 유리 상태이거나 조성물에서 착화되지 않는다. 과량의 염기성 착화제의 양은, 중합성 조성물의 경화 속도 및 경화된 조성물의 기계적 특성과 같은 원하는 성능을 여전히 달성하면서, 주위 조건 하에서 착물의 안정성을 보장하도록 선택된다. 예를 들어, 염기성 착화제는 오가노보란에 대해 최대 100% 몰 과량, 또는 최대 50% 몰 과량, 또는 최대 30% 몰 과량으로 존재할 수 있다. 종종, 염기성 착화제는 오가노보란에 대해 10 내지 30% 몰 과량으로 존재한다.
유용한 염기성 착화제는, 예를 들어 아민 화합물, 아미딘 화합물, 하이드록사이드, 알콕사이드, 또는 이들의 조합을 포함한다. 아민 화합물은 1차 아민 기 및/또는 2차 아민 기를 갖는다. 아미딘 화합물은 아미딘 기를 갖는다. 하이드록사이드는 하기 화학식 VIII에 나타낸 것과 같은 하이드록사이드 기를 갖는 염이다. 알콕사이드는 하기 화학식 VIII에 나타낸 것과 같은 알콕사이드 기를 갖는 염이다.
아민 착화제(Cx)는, 상이한 아민들의 블렌드를 포함한, 하나 이상의 1차 또는 2차 아민 기를 갖는 매우 다양한 재료에 의해 제공될 수 있다. 아민 착화제는 단일 아민 기를 갖는 화합물일 수 있거나 또는 폴리아민(즉, 2개 이상의 1차, 2차, 또는 3차 아민 기와 같은 다수의 아민 기를 갖는 물질)일 수 있다. 적합한 폴리아민은 1차 및/또는 2차 아민 기인 적어도 하나의 아민 기를 갖는다.
일 실시 형태에서, 아민 착화제는 하기 화학식(화학식 III)으로 나타낸 1차 또는 2차 모노아민일 수 있다:
[화학식 III]
Figure 112016102960087-pct00002
상기 식에서, R7 및 R8은 독립적으로, 수소, 및 유기 기, 바람직하게는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 알킬사이클로알킬 기(즉, 사이클로알킬로 치환된 알킬 또는 알킬로 치환된 사이클로알킬), 알킬아릴(즉, 아릴로 치환된 알킬) 기 - 이때, 아민 기는 아릴 구조에 직접 부착되지 않음 -, 및 폴리옥시알킬렌 기로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 유기 기는 치환체, 특히 하이드록실 또는 알콕시 치환체를 포함할 수 있다. 대안적으로, R7과 R8은 이들이 부착되어 있는 질소 원자와 함께 결합하여 4 내지 7원 헤테로사이클릭 고리를 형성할 수 있다. 헤테로사이클릭 고리는 R7과 R8을 결합시키는 질소 원자에 더하여, 산소, 황, 또는 질소와 같은 추가의 헤테로원자를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 화학식 III의 착화제는 1차 아민(즉, R7 또는 R8 둘 모두는 아니고 이 중 하나가 수소임)이다. 화학식 III의 아민의 특정 예에는 암모니아, 에틸아민, 부틸아민, 헥실아민, 옥틸아민, 벤질아민, 피페리딘, 피롤리딘, 3-메톡시프로필아민, 및 폴리옥시알킬렌 모노아민(예를 들어, 미국 유타주 솔트레이크시티 소재의 헌츠만 코포레이션(Huntsman Corp.)에 의해 상표명 제파민(JEFFAMINE)으로 시판되는 바와 같은 것)이 포함된다. 구체적인 예에는 제파민 M715 및 제파민 M2005 폴리옥시알킬렌 모노아민이 포함된다.
다른 실시 형태에서, 아민은 하기 화학식(화학식 IV)으로 나타낸 것들과 같은 폴리아민일 수 있다:
[화학식 IV]
Figure 112016102960087-pct00003
상기 식에서, R7 및 R8은 상기에 정의된 바와 같고, R9는 2가 유기 기, 바람직하게는 2가 알킬렌, 사이클로알킬렌, 알킬렌-아릴렌-알킬렌, 또는 알킬렌-헤테로사이클릭-알킬렌 기이다. 알킬렌은 알칸의 2가 라디칼을 지칭하고, 전형적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는다. 아릴렌은 방향족 기의 2가 라디칼을 지칭하고, 종종 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는다. 아릴렌 기의 예에는 페닐렌 및 다이페닐렌이 포함된다. 2가 유기 기 R9는 선택적으로, 2개의 알킬렌 기들 사이에 화학식 ―NRa-의 기, 옥시 기, 카르보닐 기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 기 Ra는 전형적으로 수소 또는 알킬 기이다. 바람직하게는, 화학식 IV의 화합물은 적어도 하나의 1차 아민 기를 갖는다. 이러한 폴리아민의 예는 다이메틸아미노프로필아민, 및 아미노프로필모르폴린이다.
또 다른 적합한 폴리아민은 알칸다이아민이며, 이는 분지형 또는 선형일 수 있고, 하기 화학식(화학식 V)을 갖는다:
[화학식 V]
Figure 112016102960087-pct00004
상기 식에서, x는 1 이상, 더 바람직하게는 2 내지 12의 정수이고, 각각의 R10은 독립적으로 수소 또는 알킬 기이다. 알칸다이아민의 예에는 1,2-에탄다이아민, 1,3-프로판다이아민, 1,5-펜탄다이아민, 1,6-헥산다이아민, 1,12-도데칸다이아민, 2-메틸-1,5-펜탄다이아민, 및 3-메틸-1,5-펜탄다이아민이 포함된다.
또 다른 아민 착화제는 3개 이상의 아민 기를 갖는 다양한 알칸폴리아민, 예컨대 트라이에틸렌테트라아민 또는 다이에틸렌트라이아민, 또는 헤테로사이클릭 기를 갖는 화합물, 예컨대 4-(다이메틸아미노)피리딘이다.
다른 유용한 폴리아민은 또한 폴리옥시알킬렌폴리아민을 포함한다. 적합한 폴리옥시알킬렌폴리아민은, 예를 들어 미국 특허 제5,621,143호(포시어스(Pocius))에 기록되어 있다. 바람직한 폴리옥시알킬렌폴리아민은 하기 화학식(화학식 VI 및 화학식 VII)으로 나타낼 수 있다:
[화학식 VI]
H2NR11O(R12O)w(R13O)u(R12O)yR11NH2
(즉, 폴리옥시알킬렌다이아민); 또는
[화학식 VII]
[H2NR11O(R12O)w]zR14
상기 식에서, R11, R12, 및 R13은 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기(즉, 알킬렌은 알칸의 2가 라디칼임)를 나타내며, 이들 기는 동일할 수 있거나 상이할 수 있다. 소정 실시 형태에서, R11은 2 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 예컨대 에틸렌, n-프로필렌, 아이소프로필렌, n-부틸렌 또는 아이소부틸렌이다. 소정 실시 형태에서, R12 및 R13은 2개 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 기, 예컨대 에틸렌, n-프로필렌, 또는 아이소프로필렌이다. R14 기는 z가(z-valent) 유기 기(예를 들어, 폴리옥시알킬렌폴리아민을 제조하기 위해 사용되는 폴리올의 잔기)이며, 이 유기 기는 바람직하게는 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는다. R14 기는 분지형 또는 선형일 수 있고, 치환 또는 비치환될 수 있다(그렇지만 치환체는 바람직하게는 옥시알킬화 반응을 방해해서는 안 된다). w의 값은 전형적으로 1 이상, 또는, 소정 실시 형태에서는 1 내지 50, 또는 1 내지 20이다. u 및 y의 값은 전형적으로 둘 모두 0 이상이다. z의 값은 전형적으로 2 이상, 또는, 소정 실시 형태에서는 3 또는 4(이에 따라, 각각 폴리옥시알킬렌트라이아민 및 폴리옥시알킬렌테트라아민을 제공하게 됨)이다. w, u, y, 및 z의 값은 생성되는 착물이 실온에서 액체이도록 선택되는 것이 바람직한데, 이는 그의 취급 및 혼합을 간소화하기 때문이다.
통상, 폴리옥시알킬렌폴리아민은 그 자체가 액체이다. 폴리옥시알킬렌폴리아민의 경우, 5000 g/mol 미만의 분자량이 사용될 수 있지만, 1000 g/mol 이하의 분자량이 더 바람직하며, 140 내지 1000 g/mol의 분자량이 가장 바람직하다. 폴리옥시알킬렌폴리아민의 예에는 폴리(에틸렌 옥사이드)다이아민, 폴리(프로필렌 옥사이드)다이아민, 폴리(프로필렌 옥사이드)트라이아민, 다이에틸렌 글리콜 다이프로필아민, 트라이에틸렌 글리콜 다이프로필아민, 폴리(테트라메틸렌 옥사이드)다이아민, 폴리(에틸렌 옥사이드-코-프로필렌 옥사이드)다이아민, 및 폴리(에틸렌 옥사이드-코-프로필렌 옥사이드)트라이아민이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 적합한 구매가능한 폴리옥시알킬렌폴리아민의 예에는 헌츠만 코포레이션에 의해 상표명 제파민으로 시판되는 것들, 예컨대 D-, ED-, 및 EDR-시리즈 다이아민(예를 들어, D-400, D-2000, D-5000, ED-600, ED-900, ED-2001, 및 EDR-148), 및 T-시리즈 트라이아민(예를 들어, T-403)뿐만 아니라 미국 텍사스주 패서디나 소재의 딕시 케미칼 컴퍼니(Dixie Chemical Co.)로부터의 DCA-221도 포함된다.
미국 특허 제5,616,796호(포시어스 등)에 기재된 바와 같이, 폴리아민은 또한 다이-1차-아민-말단화된 물질(즉, 2개의 말단 기가 1차 아민 기임)과 1차 아민과 반응성인 적어도 2개의 기를 함유하는 하나 이상의 물질의 축합 반응 생성물을 포함할 수 있다.
소정 실시 형태에서, 아민은 아지리딘일 수 있다. 그러나, 아지리딘은 바람직하지 않은데, 그러한 화합물과 관련된 안정성 문제가 있을 수 있기 때문이다.
적합한 하이드록사이드 및/또는 알콕사이드 착화제(Cx)는, 예를 들어 미국 특허 제6,486,090호(모렌(Moren))에 기재되어 있다. 바람직한 하이드록사이드 및/또는 알콕사이드 착화제는 하기 화학식(화학식 VIII)으로 나타낼 수 있다:
[화학식 VIII]
(R15O(-))nM(m+)
상기 식에서, R15는 독립적으로 수소 또는 유기 기(예를 들어, 알킬 기)로부터 선택되고; M(m+)는 전하 m+를 갖는 반대양이온(예를 들어, 나트륨, 칼륨, 테트라알킬암모늄, 또는 이들의 조합)을 나타내고; n은 0 초과의 정수, 예컨대 1 내지 6 또는 1 내지 4 또는 1 내지 3이고; m은 0 초과의 정수, 예컨대 1 내지 6 또는 1 내지 4 또는 1 내지 3이다. 바람직하게는, 변수 n과 m은 동일하다.
"아미딘"은 그의 구조 내에 적어도 하나의 N=C―N 단위를 갖는 화합물이다. 예시적인 아미딘 착화제(Cx)는 미국 특허 제6,410,667호(모렌)에 기재되어 있다. 다른 아미딘 착화제는, 예를 들어 N,N,N',N'-테트라메틸구아니딘; 1,8-다이아자바이사이클로[5.4.0]운데크-7-엔; 1,5-다이아자바이사이클로[4.3.0]논-5-엔; 2-메틸이미다졸; 및 2-메틸이미다졸린을 포함한다.
오가노보란-염기 착물은, 예를 들어 미국 특허 제5,616,796호(포시어스 등), 제5,621,143호(포시어스), 제6,252,023호(모렌), 제6,410,667호(모렌), 및 제6,486,090호(모렌)에 기재된 바와 같이, 공지된 기법을 사용하여 용이하게 제조될 수 있다.
오가노보란-아민 착물은 바스프(BASF) 및 악조노벨(AkzoNobel)과 같은 공급업체로부터 입수가능하다. TEB-DAP(트라이에틸보란-1,3-다이아미노프로판(또는 1,3-프로판다이아민) 착물), TnBB-MOPA(트라이-n-부틸보란-3-메톡시프로필아민) 착물, TEB-DETA(트라이에틸보란-다이에틸렌트라이아민) 착물, TnBB-DAP(트라이-n-부틸보란-1,3-다이아미노프로판 착물), 및 TsBB-DAP(트라이-sec-부틸보란-1,3-다이아미노프로판)는 모두 바스프(독일 루트비히스하펜 소재)로부터 입수가능하다. TEB-HMDA(트라이에틸보란-헥사메틸렌 다이아민(또는 1,6-헥산다이아민 또는 1,6-다이아미노헥산) 착물)는 악조노벨(네덜란드 암스테르담 소재)로부터 입수가능하다.
오가노보란-염기 착물은 일반적으로 유효량으로 사용되는데, 이는 원하는 최종 용도를 위해 충분히 고분자량인 중합체를 얻도록 반응(즉, 중합 및/또는 가교결합에 의한 경화)이 용이하게 일어날 수 있게 하기에 충분히 큰 양이다. 생성되는 오가노보란의 양이 너무 낮은 경우, 반응은 불완전할 수 있다. 한편, 그 양이 너무 높은 경우, 반응은 너무 급속히 진행되어, 효과적인 혼합이 불가능하고 생성되는 조성물의 사용이 불가능해질 수 있다. 유용한 반응 속도는 전형적으로, 적어도 부분적으로는, 조성물을 기재에 적용하는 방법에 좌우될 것이다. 따라서, 핸드 어플리케이터로 조성물을 적용하거나 조성물을 수동으로 혼합하는 것에 의해서라기보다는 고속 자동화 산업용 어플리케이터를 사용함으로써 더 빠른 반응 속도가 제공될 수 있다.
이들 파라미터 내에서, 오가노보란-염기 착물의 유효량은, 바람직하게는 적어도 0.003 중량%의 붕소, 또는 적어도 0.008 중량%의 붕소, 또는 적어도 0.01 중량%의 붕소를 제공하는 양이다. 오가노보란-염기 착물의 유효량은, 바람직하게는 최대 1.5 중량%의 붕소, 또는 최대 0.5 중량%의 붕소, 또는 최대 0.3 중량%의 붕소를 제공하는 양이다. 조성물 내의 붕소의 중량%는 중합성 재료의 총 중량을 기준으로 한다.
달리 말하면, 오가노보란-염기 착물의 유효량은 적어도 0.1 중량%, 또는 적어도 0.5 중량%이다. 오가노보란-염기 착물의 유효량은 최대 10 중량%, 또는 최대 5 중량%, 또는 최대 3 중량%이다. 조성물 내의 붕소의 중량%는 중합성 재료의 총 중량을 기준으로 한다.
탈착화제
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "탈착화제"는 오가노보란을 그의 착화제로부터 유리시킬 수 있어서, 조성물의 중합성 재료의 반응(중합 및/또는 가교결합에 의한 경화)의 개시를 가능하게 하는 화합물을 지칭한다. 탈착화제는 또한 "활성화제" 또는 "유리제"로 지칭될 수 있으며, 이들 용어는 본 명세서에서 동의어로 사용될 수 있다. 탈착화제의 선택은 전형적으로, 사용되는 특정 오가노보란-염기 착물에 좌우된다.
온화한 온도 하에서 염기 또는 오가노보란-염기 착물과 신속하게 반응하는 화합물이 특히 효과적인 탈착화제이다. 이는 광산(mineral acid), 루이스산, 카르복실산, 산 무수물, 산 염화물, 설포닐 클로라이드, 포스폰산, 아이소시아네이트, 알데하이드, 1,3-다이카르보닐 화합물, 아크릴레이트, 및 에폭시를 포함할 수 있다.
소정 실시 형태에서, 탈착화제는 실리카, 이산화티타늄, 알루미나, 탄산칼슘, 및 카본 블랙과 같은 고체 입자에 부착될 수 있다.
소정 실시 형태에서, 오가노보란이 아민으로 착화되는 경우, 적합한 탈착화제는 아민-반응성 화합물이다. 아민-반응성 화합물은 아민과 반응함으로써 오가노보란을 유리시키고, 그럼으로써 아민과의 화학적 부착으로부터 오가노보란을 제거한다. 상이한 재료들의 조합을 포함한 아민-반응성 화합물을 제공하기 위해 매우 다양한 재료가 사용될 수 있다. 바람직한 아민-반응성 화합물은, 실온 이하에서 아민과의 반응 생성물을 용이하게 형성하여, 주위 조건 하에서 용이하게 사용 및 경화될 수 있는 접착제와 같은 조성물을 제공하도록 할 수 있는 재료이다.
유용한 아민-반응성 화합물의 일반적 부류는 광산(예를 들어, 염산, 황산, 인산, 및 규산), 루이스산(예를 들어, SnCl4 또는 TiCl4), 카르복실산, 산 무수물(즉, 동일한 산소 원자에 결합된 2개의 아실 기를 갖는 유기 화합물), 산 염화물, 설포닐 클로라이드, 포스폰산, 포스핀산, 아이소시아네이트, 알데하이드, 1,3-다이카르보닐 화합물, 아크릴레이트, 및 에폭시를 포함한다. 온화한 온도에서 아민과 신속하게 반응하는 화합물, 예컨대 산, 산 무수물, 산 염화물, 설포닐 클로라이드, 및 아이소시아네이트가 특히 효과적인 탈착화제이다. 티올 기 또한 이들 화합물 중 일부와 반응성이기 때문에, 반응성 성분들을 2-파트 조성물의 상이한 파트들로 분리할 때 주의해야 한다.
티올 기의 농도는 종종 염기성 착화제 내의 1차 또는 2차 아민의 농도보다 더 크기 때문에, 조성물의 적절한 경화를 위해 탈착화제의 적절한 선택이 요구된다. 게다가, 강산, 예컨대 다수의 광산은 반응 전이나 후에 중합성 조성물의 성분들을 분해할 수 있고, 또한 조성물이 접촉할 수 있는 기재를 분해 또는 부식시킬 수 있다. 다수의 루이스산은 티올 기와 매우 반응성이고, 티올 또는 물(수분)과의 반응 시에 강산을 생성하는데, 이는 분해 또는 부식을 초래할 수 있다. 이러한 사실들로 인해, 카르복실산, 산 무수물, 알데하이드, 아이소시아네이트, 포스폰산, 및 1,3-다이카르보닐 화합물, 예컨대 바르비투르산, 디메돈, 및 이들의 유도체가 더 다목적이고 바람직한 탈착화제이다.
유용한 카르복실산은 일반 화학식 R19-CO2H를 갖는 것들을 포함하며, 상기 식에서 R19는 수소 또는 1가 유기 기를 나타낸다. 바람직하게는 R19는 1 내지 20개(바람직하게는 1 내지 8개)의 탄소 원자를 갖는 지방족 기, 또는 6 내지 10개(바람직하게는 6 내지 8개)의 탄소 원자를 갖는 아릴 기이다. 지방족 기는 직쇄를 포함할 수 있거나 또는 이는 분지형일 수 있고, 포화 또는 불포화될 수 있다. 아릴 기는 치환체, 예컨대 알킬, 알콕시, 또는 할로겐 기를 함유할 수 있다. 적합한 이러한 유형의 산은 아크릴산, 메타크릴산, 아세트산, 노난산, 벤조산, 및 p-메톡시벤조산을 포함한다.
유용한 카르복실산은 또한 일반 화학식 R20-CO2H를 갖는 것들을 포함하며, 상기 식에서 R20은 9 내지 36개의 탄소 원자, 바람직하게는 11 내지 24개의 탄소 원자, 그리고 더 바람직하게는 15 내지 24개의 탄소 원자의 직쇄 또는 분지쇄, 포화 또는 불포화 지방족 기일 수 있다.
아민-반응성 화합물로서 유용한 또 다른 카르복실산은 다이카르복실산 및 카르복실산 에스테르를 포함한다. 그러한 화합물은 하기 화학식(화학식 IX)으로 나타낼 수 있다:
[화학식 IX]
Figure 112016102960087-pct00005
상기 식에서, R21은 수소, 1가 유기 기(전형적으로, 18개 이하의 원자, 또는 8개 이하의 원자를 가짐), 또는 다가 유기 기(전형적으로 30개 이하의 원자, 또는 10개 이하의 원자를 가짐)이다. R22 기는 다가(즉, (q+2)가) 유기 기(전형적으로 8개 이하의 원자, 또는 4개 이하의 원자를 가짐)이다. R23 기는 수소 또는 1가 유기 기(전형적으로 18개 이하의 원자, 또는 8개 이하의 원자를 가짐)이다. q의 값은 0, 1, 또는 2이고, p의 값은 1 이상, 바람직하게는 1 내지 4, 더 바람직하게는 1 또는 2이다.
일부 실시 형태에서, 카르복실산은 하기 화학식(화학식 X)으로 나타낼 수 있다:
[화학식 X]
Figure 112016102960087-pct00006
상기 식에서, R21은 상기에 정의된 바와 같고, r은 1 이상, 바람직하게는 1 내지 4, 더 바람직하게는 1 또는 2이다. R24 기는 단일 결합 또는 2가 유기 기(바람직하게는 1 내지 40개의 탄소 원자, 더 바람직하게는 1 내지 10개의 탄소 원자 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 가짐)이다. 유기 기는 종종 알킬렌 또는 알켄-다이일(알켄의 2가 라디칼) 또는 아릴렌이다. R21이 수소이고 r이 1일 때, 생성되는 화학식 X의 화합물은 다이카르복실산이다. 일부 실시 형태에서, R21은 알킬이고 r은 1이다. 다른 실시 형태에서, R21은 알킬렌이고 r은 2이다. 유용한 다이카르복실산은 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 말레산, 푸마르산, 프탈산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 및 이량체 산을 포함한다.
다른 유용한 일작용성 또는 다작용성 카르복실산은 티오에스테르 기 또는 아미드 기를 함유하는 것들, 및 티올-엔 화학반응을 통해 반응성인 것들, 예컨대 티오글리콜산, 3-메르캅토프로판산, 및 이전에 언급된 (메트)아크릴산이다.
다작용성 티올 및 에틸렌계 불포화 화합물이 폴리다이오가노실록산인 경우, 카르복실산 기를 함유하는 폴리다이오가노실록산이 또한 유용한데, 예컨대 실리콘 사슬의 말단들 중 하나에 카르복실산 기를 갖는 신-에츠 케미칼 컴퍼니 리미티드(Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.) X-22-3710, 및 2개의 말단 각각에 카르복실산 기를 갖는 X-22-162C이다.
물 또는 수분과의 반응 시에 카르복실산을 용이하게 생성하는, 즉 물에 의해 용이하게 가수분해되어 카르복실산을 형성하는 화합물, 예컨대 비닐트라이아세톡시실란 및 (메트)아크릴옥시프로필트라이아세톡시실란이 또한 유용하다.
탈착화제로서의 역할을 할 수 있는 아민-반응성 화합물로서, 적어도 하나의 무수물 기를 갖는 물질, 예컨대, 바람직하게는 하기 화학식들(화학식 XI 및 화학식 XII) 중 하나로 나타낸 물질이 또한 바람직하다:
[화학식 XI]
Figure 112016102960087-pct00007
[화학식 XII]
Figure 112016102960087-pct00008
상기 식에서, R25 및 R26은, 독립적으로 지방족, 지환족, 또는 방향족일 수 있는 유기 기이다. 바람직한 지방족 및 지환족 기는 1 내지 17개의 탄소 원자, 더 바람직하게는 2 내지 9개의 탄소 원자를 포함한다. 지방족 및 지환족 기는 포화 또는 불포화될 수 있다. 바람직한 방향족 기는 페닐을 포함하며, 페닐은 1 내지 4개의 탄소 원자의 지방족 기로 선택적으로 치환된다. R27 기는 무수물 기와 함께 사이클릭 구조를 완성하여, 예를 들어 5원 또는 6원 고리를 형성하는 2가 유기 기이다. R27은 지방족, 지환족, 방향족, 또는 조합일 수 있다. 지방족 및 지환족 기는 포화 또는 불포화될 수 있다. 바람직하게는 R27 은 2 내지 20개, 더 바람직하게는 2 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 지방족 기이다. R27 기는 또한 헤테로원자, 예컨대 산소 또는 질소를 함유할 수 있되, 단 어떠한 헤테로원자도 무수물 작용기에 인접하지 않는다. R27 기는 또한 지환족 또는 방향족 융합 고리 구조의 일부일 수 있는데, 이들 고리 구조 중 어느 것도 지방족 기로 선택적으로 치환될 수 있다. R27은 하나 이상의 카르복실산 기로 치환될 수 있으며, 이들 중 임의의 2개는, 이들이 인접한 탄소들(즉, 공유 결합된 탄소들) 상에 있을 때, 환화되어 다른 무수물 기를 형성할 수 있다.
적합한 화학식 XI의 무수물은 프로피온산 무수물, 메타크릴산 무수물, 헥산산 무수물, 데칸산 무수물, 라우르산 무수물, 및 벤조산 무수물이다. 적합한 화학식 XII의 무수물은 말레산 무수물, 석신산 무수물, 메틸석신산 무수물, 2-옥텐-1-일석신산 무수물, 2-도데센-1-일석신산 무수물, 도데세닐석신산 무수물(이성체들의 혼합물), 사이클로헥산다이카르복실산 무수물, 시스-5-노르보르넨-엔도-2,3-다이카르복실산 무수물, 메틸-5-노르보르넨-2,3-다이카르복실산 무수물, 프탈산 무수물, 트라이멜리트산 무수물, 및 피로멜리트산 무수물이다. 말레산 무수물에 대한 경우와 같이, 무수물-작용성 아민 반응성 화합물 내의 에틸렌계 불포화 기의 존재는 그 화합물이 다른 티올-함유 또는 에틸렌계 불포화 성분과 반응되게 할 수 있다.
적어도 하나의 무수물 기를 갖는 다른 유용한 아민-반응성 화합물은 말레산 무수물의 공중합체, 예컨대 말레산 무수물 및 스티렌의 공중합체, 말레산 무수물 및 에틸렌 또는 -올레핀의 공중합체, 및 말레산 무수물 및 (메트)아크릴레이트의 공중합체이다. 또한, 말레산 무수물이 중합체 상에 그래프팅되어, 예를 들어 석신산 무수물-작용성 중합체를 형성한 중합체 재료가 적합하다. 다작용성 티올 및 에틸렌계 불포화 화합물이 폴리다이오가노실록산인 경우, 무수물을 함유하는 폴리다이오가노실록산이 또한 유용한데, 예컨대 젤레스트 인크.(Gelest, Inc.) 석신산 무수물-말단화된 폴리다이메틸실록산, DMS-Z21이다.
탈착화제로서의 역할을 하는 아민-반응성 화합물로서 유용한 적합한 알데하이드는 하기 화학식(화학식 XIII)로 나타낸 것들을 포함할 수 있다:
[화학식 XIII]
Figure 112016102960087-pct00009
상기 식에서, R28은 1가 유기 기, 예컨대 1 내지 10개의 탄소 원자(일부 실시 형태에서는, 1 내지 4개의 탄소 원자)를 갖는 알킬 기, 또는 6 내지 10개의 탄소 원자(일부 실시 형태에서는, 6 내지 8개의 탄소 원자)를 갖는 아릴 기이다. 이 식에서, 알킬 기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 치환체, 예컨대 할로겐, 하이드록시, 및 알콕시를 함유할 수 있다. 아릴 기는 치환체, 예컨대 할로겐, 하이드록시, 알콕시, 알킬, 및 니트로를 함유할 수 있다. 다른 바람직한 R28 기는 아릴이다. 이러한 유형의 예시적인 화합물은 벤즈알데하이드; o-, m- 및 p-니트로벤즈알데하이드; 2,4-다이클로로벤즈알데하이드; p-톨릴알데하이드; 및 3-메톡시-4-하이드록시벤즈알데하이드를 포함한다. 차단된 알데하이드, 예컨대 아세탈 및 다이알데하이드가 또한 사용될 수 있다.
다른 적합한 탈착화제는, 예를 들어 미국 특허 제6,849,569호(모렌)에 기재된 바와 같은 1,3-다이카르보닐 화합물(예를 들어, 베타-케톤)을 포함할 수 있다. 예시적인 1,3-다이카르보닐 화합물 탈착화제는 메틸 아세토아세테이트, 에틸 아세토아세테이트, t-부틸 아세토아세테이트, 2-메타크릴로일옥시에틸 아세토아세테이트, 다이에틸렌 글리콜 비스(아세토아세테이트), 폴리카프로락톤 트리스(아세토아세테이트), 폴리프로필렌 글리콜 비스(아세토아세테이트), 폴리(스티렌-코-알릴 아세토아세테이트), N,N-다이메틸아세토아세트아미드, N-메틸아세토아세트아미드, 아세토아세트아닐리드, 에틸렌 비스(아세토아세트아미드), 폴리프로필렌 글리콜 비스(아세토아세트아미드), 아세토아세트아미드, 및 아세토아세토니트릴을 포함한다. 바람직한 1,3-다이카르보닐 화합물은 디메돈, 바르비투르산 및 이들의 유도체(예를 들어, 1,3-다이메틸 바르비투르산, 1-페닐-5-벤질 바르비투르산, 및 1-에틸-5-사이클로헥실 바르비투르산)이다.
적합한 아이소시아네이트 탈착화제의 예에는 다작용성 아이소시아네이트, 예컨대 아이소포론 다이아이소시아네이트, 헥사메틸렌다이아이소시아네이트, 메틸렌 다이페닐 다이아이소시아네이트, 톨루엔 다이아이소시아네이트, 및 이들의 예비중합체가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 추가로, 2-아이소시아네이토에틸 메타크릴레이트 단독 또는, 예를 들어 다른 (메트)아크릴레이트와의 그의 공중합체가 적합한 탈착화제이다.
적합한 포스폰산 탈착화제의 예에는 비닐포스폰산, 페닐포스폰산, 메틸포스폰산, 및 옥타데실포스폰산이 포함된다.
오가노보란-아민 착물을 탈착화시킬 수 있는 바람직한 화합물은, 예를 들어, 카르복실산, 산 무수물, 알데하이드, 아이소시아네이트, 포스폰산, 또는 1,3-다이카르보닐을 포함한다.
오가노보란이 아미딘, 알콕사이드, 또는 하이드록사이드에 착화되는 경우에, 적합한 탈착화제는 아민 착화제에 대해 전술된 것과 동일한 것이다. 오가노보란이 알콕사이드, 하이드록사이드, 또는 양성자성인, 즉 질소 원자들 중 적어도 하나가 수소로 치환된 아미딘에 착화되는 경우에, 바람직한 탈착화제는, 예를 들어 카르복실산, 산 무수물, 아이소시아네이트, 포스폰산, 또는 1,3-다이카르보닐을 포함한다. 오가노보란이 비양성자성(즉, 질소 원자들 중 어느 것도 수소로 치환되지 않음)인 아미딘에 착화되는 경우에, 바람직한 탈착화제는, 예를 들어 카르복실산, 산 무수물, 포스폰산, 또는 1,3-다이카르보닐을 포함한다.
탈착화제는 전형적으로 유효량(즉, 개시제를 그의 착화제로부터 유리시킴으로써, 그러나 최종 조성물의 원하는 특성에 사실상 유해한 영향을 주지 않고서, 반응(즉, 중합 및/또는 가교결합에 의한 경화)을 촉진시키기에 효과적인 양)으로 사용된다. 당업자에게 인식가능한 바와 같이, 너무 많은 탈착화제는 반응이 너무 빨리 진행되게 할 수 있다. 그러나, 너무 적은 탈착화제가 사용되는 경우, 반응 속도가 너무 느릴 수 있으며, 생성된 중합체는 소정 응용에 있어서 적절한 분자량을 갖지 않을 수 있다. 감소된 양의 탈착화제가 반응 속도를 느리게 하는 데 도움이 될 수 있는데, 이는 그렇지 않으면 반응 속도가 너무 빠른 경우이다. 따라서, 이들 파라미터 내에서, 탈착화제는 전형적으로, 탈착화제(들) 내의 아민-, 아미딘-, 하이드록사이드-, 또는 알콕사이드-반응성 기 대 착화제(들) 내의 아민, 아미딘, 하이드록사이드 또는 알콕사이드 기의 몰비가 0.5:1.0 내지 10.0:1.0의 범위가 되도록 하는 양으로 제공된다. 우수한 성능을 위하여, 바람직하게는 탈착화제(들) 내의 아민-, 아미딘-, 하이드록사이드-, 또는 알콕사이드-반응성 기 대 착화제(들) 내의 아민, 아미딘, 하이드록사이드 또는 알콕사이드 기의 비가 0.5: 1.0 내지 4.0:1.0의 범위, 바람직하게는 1.0:1.0이 되도록 하는 양으로 제공된다.
중합성 에틸렌계 불포화 화합물
적합한 중합성 에틸렌계 불포화 화합물은 복수의 에틸렌계 불포화 기를 포함하는 화합물(예를 들어, 단량체, 올리고머, 중합성 중합체)이다. 그러한 화합물은 종종 "다작용성"으로 지칭된다.
내부 및 말단 에틸렌계 불포화 기를 포함한 많은 유형의 에틸렌계 불포화 기가 가능하다. 그러나, 방향족성, 예를 들어 벤젠 고리 내의 방향족성과 관련된 불포화체는 적합하지 않다. 알케닐 및 알키닐 기가 유용하다. 이들 기는 컨쥬게이트되지 않거나 또는 다른 탄소-탄소, 탄소-산소, 또는 탄소-질소 불포화 - 예컨대, 이는 1,3-다이엔, 푸마레이트 에스테르, 및 말레에이트 에스테르의 경우에서와 같은 것 - 와 컨쥬게이트될 수 있다.
일반적으로, 말단 에틸렌계 불포화 기, 예컨대 비닐, 알릴, 및 에티닐 기가 더 반응성이며, 이에 따라, 주위 조건 하에서 비교적 빠른 경화 속도가 요구되는 경우에는 이들이 바람직하다(노르보르넨은 예외인데, 이는 고도로 반응성이고; 말레이미드는 보통 정도로 반응성인데, 이에 따라 이 또한 바람직하다). 바람직한 에틸렌계 불포화 화합물은 비닐, 알릴, 에티닐, 노르보르네닐, 및 말레이미드를 포함한다. 비닐은 비닐 에테르, 비닐 실리콘(즉, 규소에 공유 결합된 비닐 기를 갖는 폴리다이오가노실록산), N-비닐 아미드, 비닐 지방족 물질(예컨대, 1,9-데카다이엔), 비닐 방향족(예컨대, 다이비닐벤젠), 비닐 에스테르, (메트)아크릴레이트, 및 (메트)아크릴아미드를 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 알릴은 알릴 에테르, 알릴 에스테르, 알릴 카르바메이트, 알릴 아민, 알릴 아미드(이는 알릴 이미드, 알릴 아이소시아누레이트, 및 알릴 우레아를 포함함), 알릴 시아누레이트, 및 알릴 트라이아진을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
예시적인 다작용성 에틸렌계 불포화 화합물은 비닐 에테르, 비닐 실리콘, 비닐 지방족 물질, (메트)아크릴레이트, 알릴 에테르, 알릴 에스테르, 및 알릴 아미드(알릴 아이소시아누레이트)를 포함한다.
적합한 다작용성 알릴 에테르는 트라이메틸올프로판 다이알릴 에테르, 펜타에리트리톨 테트라알릴 에테르(알릴 펜타에리트리톨로도 지칭됨), 다이펜타에리트리톨 헥사알릴 에테르, 트라이메틸올프로판 트라이알릴 에테르, 에틸렌 글리콜 다이알릴 에테르, 및 다이에틸렌 글리콜 다이알릴 에테르를 포함한다.
적합한 다작용성 알릴 아미드(즉, N-알릴 아미드)는 N,N'-다이알릴타르트라미드, 1,3-다이알릴 우레아, 및 트라이알릴 아이소시아누레이트뿐만 아니라, 알릴아민과 다이카르복실산 또는 그의 산 염화물로부터 합성된 N,N'-다이알릴아미드, 및 다이알릴아민과 카르복실산 또는 그의 산 염화물로부터 합성된 N,N-다이알릴아미드를 포함한다. 바람직한 다작용성 알릴 아미드는 트라이알릴 아이소시아누레이트이다.
적합한 에틸렌계 불포화 화합물은 다작용성 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "(메트)아크릴레이트" 및 "(메트)아크릴" 및 이들의 복수형은 지정된 화합물의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 종을 포함하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 용어 "에틸 (메트)아크릴레이트"는 에틸 아크릴레이트 및/또는 에틸 메타크릴레이트를 포함하는 것으로 의도된다. 적합한 (메트)아크릴산 유도체는, 예를 들어 다가 알코올의 (메트)아크릴산 에스테르이다.
적합한 다이(메트)아크릴레이트는 1,3-부틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄다이올 다이(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 다이(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 모노 아크릴레이트 모노메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 알콕실화 지방족 다이(메트)아크릴레이트, 알콕실화 사이클로헥산다이메탄올 다이(메트)아크릴레이트, 알콕실화 헥산다이올 다이(메트)아크릴레이트, 알콕실화 네오펜틸 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 개질된 네오펜틸 글리콜 하이드록시피발레이트 다이(메트)아크릴레이트, 사이클로헥산다이메탄올 다이(메트)아크릴레이트, 다이에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 다이프로필렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 (10) 비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 (3) 비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 (30) 비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 (4) 비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 (4) 비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 하이드록시피발알데하이드 개질된 트라이메틸올프로판 다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (200) 다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (400) 다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (600) 다이(메트)아크릴레이트, 프로폭실화 네오펜틸 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 트라이사이클로데칸다이메탄올 다이(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 및 트라이프로필렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트를 포함한다.
적합한 트라이(메트)아크릴레이트는 글리세롤 트라이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 트라이(메트)아크릴레이트(예를 들어, 에톡실화 (3) 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 (6) 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 (9) 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 (15) 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 에톡실화 (20) 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트), 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 프로폭실화 트라이(메트)아크릴레이트(예를 들어, 프로폭실화 (3) 글리세릴 트라이(메트)아크릴레이트, 프로폭실화 (5.5) 글리세릴 트라이(메트)아크릴레이트, 프로폭실화 (3) 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 프로폭실화 (6) 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트), 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 및 트리스(2-하이드록시에틸)아이소시아누레이트 트라이(메트)아크릴레이트 - 이는 트리스(2-(메트)아크릴로일옥시에틸)아이소시아누레이트로도 지칭됨 - 를 포함한다.
적합한 더 고차의 작용성을 갖는 (메트)아크릴 화합물은 다이트라이메틸올프로판 테트라(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 에톡실화 (4) 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 및 카프로락톤 개질된 다이펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트를 포함한다.
적합한 올리고머성 중합성 (메트)아크릴 화합물은 우레탄 (메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트, 폴리부타디엔(수소화 폴리부타디엔을 포함함) (메트)아크릴레이트, 및 에폭시 (메트)아크릴레이트를 포함한다.
적합한 (메트)아크릴레이트는, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 트라이메틸올프로판, 트라이에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜, 트라이프로필렌 글리콜, 테트라프로필렌 글리콜, 펜타프로필렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜과 같은 다가 알코올의 (메트)아크릴산 에스테르; 에톡실화 또는 프로폭실화 다이페닐올프로판 및 하이드록시-말단화된 폴리우레탄을 포함한다.
적합한 에틸렌계 불포화 화합물은 다작용성 (메트)아크릴아미드 단량체를 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "(메트)아크릴아미드" 및 이의 복수형은 지정된 화합물의 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드 종을 포함하는 것으로 의도된다.
적합한 다작용성 (메트)아크릴아미드는 1,4-비스((메트)아크릴로일)피페라진, 비스-(메트)아크릴아미드(N,N'-메틸렌다이(메트)아크릴아미드로도 지칭됨), N,N'-(1,2-다이하이드록시에틸렌)비스(메트)아크릴아미드뿐만 아니라, (메트)아크릴산 또는 그의 산 염화물과 1차 및/또는 2차 아민, 예컨대 1,3-다이아미노프로판, N,N'-다이메틸-1,3-다이아미노프로판, 1,4-다이아미노부탄, 폴리아미도아민, 및 폴리옥시알킬렌폴리아민의 반응으로부터 형성될 수 있는 다작용성 (메트)아크릴아미드도 포함한다.
적합한 다작용성 비닐 에테르는 1,4-사이클로헥산다이메탄올 다이비닐 에테르, 다이에틸렌 글리콜 다이비닐 에테르, 트라이에틸렌 글리콜 다이비닐 에테르, 폴리(에틸렌 글리콜) 다이비닐 에테르, 및 부탄다이올 다이비닐 에테르를 포함한다.
적합한 다작용성 비닐 폴리다이오가노실록산(비닐 실리콘으로도 지칭됨)은 비닐-말단화된 폴리다이메틸실록산, 예컨대 젤레스트, 인크. DMS-V21, DMS-V22, DMS-V31, DMS-V35, 및 DMS-V42; 및 비닐-말단화된 다이페닐실록산-다이메틸실록산 공중합체, 예컨대 젤레스트, 인크. PDV-0325, PDV-0331, PDV-0525, PDV-1625, PDV-1631, 및 PDV-1635; 및 중합체 사슬을 따라 내부에 있고 말단에 있는 것이 아닌 규소 원자에 결합된 비닐 기를 함유하고, 트라이메틸실록시로 말단화된 비닐메틸실록산-다이메틸실록산 공중합체로 지칭되는 폴리다이메틸실록산, 예컨대 젤레스트, 인크. VDT-131, VDT-153, VDT-431, VDT-731, 및 VDT-954; 및 내부적으로뿐만 아니라 말단에서도 비닐 기를 함유하고, 비닐 말단화된 비닐메틸실록산-다이메틸실록산 공중합체로 지칭되는 폴리다이메틸실록산, 예컨대 젤레스트 인크. VDV-0131을 포함한다.
적합한 다작용성 비닐 지방족 물질은 1,9-데카다이엔, 및 1,2,4-트라이비닐사이클로헥산, 및 폴리부타디엔 - 여기에는 1,3-부타디엔 중 일부가 1,2-부가에 의해 혼입되어 있음 - 을 포함한다.
적합한 다작용성 알릴 에스테르는 다이알릴 석시네이트, 다이알릴 아디페이트, 다이알릴 아이소프탈레이트, 다이알릴 프탈레이트, 및 트라이알릴 트라이멜리테이트를 포함한다.
적합한 노르보르넨은 2,5-노르보르나다이엔, 5-비닐-2-노르보르넨, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 5-메틸렌-2-노르보르넨, 다이사이클로펜타다이엔, 에틸렌, 프로필렌, 및 다이엔 단량체의 삼원공중합체 - 이때, 다이엔 단량체는 2,5-노르보르나다이엔, 5-비닐-2-노르보르넨, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 5-메틸렌-2-노르보르넨, 또는 다이사이클로펜타다이엔임 -, 및 (바이사이클로헵테닐)에틸-말단화된 폴리다이메틸실록산, 예컨대 젤레스트, 인크. DMS-NB25 및 DMS-NB32를 포함한다.
적합한 다작용성 말레이미드는 비스말레이미드를 포함하는데, 이는 말레산 무수물과 지방족 또는 방향족 1차 아민, 예컨대 1,4-다이아미노부탄, 1,6-다이아미노헥산, 4,4'-메틸렌다이아닐린, 4,4'-옥시다이아닐린, 페닐렌다이아민, 및 폴리아미도아민의 반응에 의해 합성된다.
중합성 에틸렌계 불포화 화합물들의 다양한 조합이 사용될 수 있다. 바람직한 조합은 혼화성 혼합물을 포함한다. 그러나, 비닐 실리콘과 (바이사이클로헵테닐)에틸-말단화된 폴리다이메틸실록산은 본 명세서에 열거된 다른 것들과 혼화성이 아닐 수 있음에 유의한다. 또한, 에틸렌계 불포화 화합물이 폴리다이오가노실록산인 경우, 전형적으로 티올-함유 화합물은 또한 폴리다이오가노실록산이다.
티올-함유 화합물
적합한 중합성 티올-함유 화합물은, 복수의 티올 기(-SH 기는 메르캅토 기로도 지칭됨)를 포함하고, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된(즉, C-S 결합을 통한), 화합물(예를 들어, 단량체, 올리고머, 중합성 중합체(즉, 예비중합체))이다. 그러한 화합물은 종종 "다작용성" 티올 또는 폴리티올로 지칭된다.
적합한 폴리티올의 예에는 지방족 단량체성 폴리티올(에탄 다이티올, 헥사메틸렌 다이티올, 데카메틸렌 다이티올, 톨릴렌-2,4-다이티올 등), 방향족 단량체성 폴리티올(벤젠-1,2-다이티올, 벤젠-1,3-다이티올, 벤젠-1,4-다이티올 등), 및 일부 중합체성 폴리티올, 예컨대 티올-말단화된 에틸사이클로헥실 다이메르캅탄 중합체 등이 포함된다.
다른 유용한 폴리티올은 미국 특허 제6,605,687호(그로스(Gross) 등)에 기재되어 있고, 다이메르캅토다이에틸 설파이드, 1,6-헥산다이티올, 1,8-다이메르캅토-3,6-다이티아옥탄, 프로판-1,2,3-트라이티올, 1,2-비스[(2-메르캅토에틸)티오]-3-메르캅토프로판, 테트라키스(7-메르캅토-2,5-다이티아헵틸)메탄, 및 트라이티오시아누르산을 포함한다.
본 발명에 유용한 바람직한 폴리티올은 폴리올과 티올-함유 카르복실산 또는 그의 유도체의 에스테르화로부터 형성된 폴리티올을 포함한다. 폴리올과 티올-함유 카르복실산 또는 그의 유도체의 에스테르화로부터 형성된 폴리티올의 예에는 티오글리콜산 또는 3-메르캅토프로피온산과 수 개의 폴리올 사이의 에스테르화 반응으로 각각 메르캅토아세테이트 또는 메르캅토프로피오네이트를 형성하는 것으로부터 제조된 것들이 포함된다.
비교적 낮은 냄새 수준으로 인해 바람직한 폴리티올 화합물의 예에는 티오글리콜산(HS-CH2COOH), α-메르캅토프로피온산(HS-CH(CH3)-COOH) 및 β-메르캅토프로피온산 - 이는 3-메르캅토프로피온산(HS-CH2CH2COOH)로도 지칭됨 - 과 폴리하이드록시 화합물(폴리올), 예컨대 글리콜, 트라이올, 테트라올, 펜타올, 헥사올 등의 에스테르가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 그러한 폴리티올의 구체적인 예에는 에틸렌글리콜 비스(티오글리콜레이트), 에틸렌글리콜 비스(β-메르캅토프로피오네이트), 트라이메틸올프로판 트리스(티오글리콜레이트), 트라이메틸올프로판 트리스(β-메르캅토프로피오네이트), 및 에톡실화 버전(version)인 펜타에리트리톨 테트라키스(티오글리콜레이트), 펜타에리트리톨 테트라키스(β-메르캅토프로피오네이트), 및 트리스(하이드록시에틸)아이소시아누레이트 트리스(β-메르캅토프로피오네이트)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
적합한 재료는 브루노 보크 케미슈 파브릭 게엠베하 앤드 컴퍼니 카게(Bruno Bock Chemische Fabrik GmbH & Co. KG)로부터 상표명 티오큐어(THIOCURE) PETMP(펜타에리트리톨 테트라-3-메르캅토프로피오네이트), TMPMP(트라이메틸올프로판 트라이(3-메르캅토프로피오네이트)), ETTMP(에톡실화-트라이메틸올프로판 트라이-3-메르캅토프로피오네이트), 예컨대 ETTMP 1300 및 ETTMP 700, GDMP 글리콜 다이(3-메르캅토프로피오네이트), TMPMA(트라이메틸올프로판 트라이메르캅토아세테이트), TEMPIC(트리스[2-(3-메르캅토프로피오닐옥시)에틸]), 및 PPGMP(프로필렌 글리콜 3-메르캅토프로피오네이트)로 구매가능하다. 중합체성 폴리티올의 구체적인 예는 폴리프로필렌-에테르 글리콜 비스(β-메르캅토프로피오네이트)이며, 이는 폴리프로필렌-에테르 글리콜(예를 들어, 플루라콜(PLURACOL) P201, 와이안도트 케미칼 코포레이션(Wyandotte Chemical Corp.))과 β-메르캅토프로피온산으로부터 에스테르화에 의해 제조된다.
탄소-탄소 이중 결합에 걸친 황화수소(H2S)(또는 그의 등가물)의 부가로부터 다른 유용한 폴리티올이 형성될 수 있다. 예를 들어, H2S(또는 그의 등가물)와 반응된 다이펜텐 및 트라이글리세라이드. 구체적인 예에는 다이펜텐 다이메르캅탄 및 셰브론 필립스 케미칼 컴퍼니 엘엘피(Chevron Phillips Chemical Co. LLP)로부터 상표명 폴리메르캅탄(POLYMERCAPTAN) 358(메르캅탄화 대두유), 및 폴리메르캅탄 805C(메르캅탄화 피마자유)로 입수가능한 폴리티올이 포함된다. 적어도 일부 응용의 경우, 바람직한 폴리티올은 폴리메르캅탄 358 및 805C인데, 이들은 대개 재생가능한 재료, 즉 트라이글리세라이드, 대두유 및 피마자유로부터 생성되고 다수의 티올과 비교하여 비교적 낮은 냄새를 갖기 때문이다. 유용한 트라이글리세라이드는 분자당 평균 적어도 2개의 불포화 부위, 즉 탄소-탄소 이중 결합을 갖고, 충분한 수의 부위들이 변환되어 분자당 평균 적어도 2개의 티올이 생성된다. 대두유의 경우에 이는 탄소-탄소 이중 결합의 대략 42% 이상의 변환을 필요로 하고, 피마자유의 경우에 이는 탄소-탄소 이중 결합의 대략 66% 이상의 변환을 필요로 한다. 전형적으로, 더 높은 변환율이 바람직하며, 폴리메르캅탄 358 및 805C는 각각 대략 60% 및 95%보다 큰 변화율로 얻어질 수 있다.
다른 유용한 폴리티올이 H2S(또는 그의 등가물)에 의한 에폭사이드의 개환 반응으로부터 형성될 수 있다. 이러한 유형의 바람직한 폴리티올은 셰브론 필립스 케미칼 컴퍼니 엘엘피로부터 상표명 폴리메르캅탄 407(메르캅토하이드록시 대두유)로, 그리고 이전의 바스프, 인크.(BASF, Inc.)(그리고 현재의 미국 오하이오주 애슈터뷸라 소재의 가브리엘 퍼포먼스 프로덕츠(Gabriel Performance Products))로부터 캅큐어(CAPCURE), 특히 캅큐어 3-800(구조 R[O(C3H6O)n-CH2-CH(OH)-CH2SH]3 (여기서, R은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소 기를 나타내고, n은 1 내지 25의 정수임)의, 메르캅토 말단 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 트라이올)으로 입수가능한 것들을 포함한다.
이러한 유형의 다른 유용한 폴리티올은 H2S(또는 그의 등가물)와, 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지, 및 노볼락 에폭시 수지의 글리시딜 에테르의 반응으로부터 유도된 것들을 포함한다. 이러한 유형의 바람직한 폴리티올은 재팬 에폭시 레진즈(Japan Epoxy Resins)(JER)로부터 상표명 에포메이트(EPOMATE)로 입수되는 QX11로, 이는 비스페놀 A 에폭시 수지로부터 유도된다. 적합한 다른 폴리티올은 JER로부터 상표명 에포메이트 QX10 및 QX20으로 입수가능한 것들을 포함한다.
다른 유용한 폴리티올은 티올 기를 함유하는 폴리설파이드, 예컨대 토레이 파인 케미칼즈 컴퍼니 리미티드(Toray Fine Chemicals Co., Ltd.)로부터 상표명 티오콜(THIOKOL) LP-2, LP-3, LP-12, LP-31, LP-32, LP-33, LP-977, 및 LP-980으로 입수가능한 것들이다.
에틸렌계 불포화 화합물이 폴리다이오가노실록산인 경우에, 다른 유형의 폴리티올인 티올-함유 실리콘이 바람직하다. 메틸 기들 중 일부가 메르캅토알킬 기로 대체된 폴리다이메틸실록산이 바람직하다. 구체적인 예에는 (젤레스트 인크.로부터) 상표명 SMS-022 및 SMS-042로, 이뿐만 아니라 (신-에츠 케미칼 컴퍼니 리미티드(일본 도쿄 소재)로부터) KF-2001 및 KF-2004로 입수가능한 것들이 포함되는데, 여기서는 중합체 사슬의 내부에 있는, 즉 말단에 있는 것이 아닌 일부 규소 원자가 메르캅토알킬 기로 치환된다. 다른 바람직한 실리콘은 신-에츠 케미칼 컴퍼니 리미티드 X-22-167B인데, 여기서는 두 말단 규소 원자 모두 메르캅토알킬 기로 치환된다.
중합성 티올-함유 화합물들의 다양한 조합이 사용될 수 있다. 바람직한 조합은 혼화성 혼합물을 포함한다. 그러나, 티올-함유 실리콘은 본 명세서에 열거된 다른 티올 함유 화합물과 혼화성이 아닐 수 있음에 유의한다.
티올-함유 실리콘(즉, 폴리다이오가노실록산)은 에틸렌계 불포화 화합물들 중 다수와의 배합(또는 혼합)에 적합하지 않을 수 있음에 유의하는데, 그 이유는 이들 화합물과의 그의 혼화성 결여 및 그의 높은 가격 때문이다. 그러나, 에틸렌계 불포화 화합물 또한 실리콘(즉, 폴리다이오가노실록산)인 경우에, 티올-함유 폴리다이오가노실록산이 바람직한데, 그 이유는 이들 에틸렌계 불포화 폴리다이오가노실록산과의 그의 혼화성 및 비-실리콘 폴리티올과 에틸렌계 불포화 기를 함유하는 이들 실리콘의 혼화성의 결여 때문이다.
예시적인 티올-함유 화합물은 폴리올과 티올-함유 카르복실산 또는 그의 유도체의 에스테르화로부터 제조된 것들, H2S(또는 그의 등가물)에 의한 에폭사이드의 개환 반응으로부터 제조된 것들, 탄소-탄소 이중 결합에 걸친 H2S(또는 그의 등가물)의 부가로부터 제조된 것들, 폴리설파이드, 및 폴리다이오가노실록산을 포함한다. 구체적으로, 이들은 에틸렌 글리콜 및 트라이메틸올프로판(전자는 현재 브루노 보흐(Bruno Boch)의 한 파트인 에반스 케메트릭스(Evans Chemetrics)로부터 입수되고, 후자는 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터 입수됨)의 3-메르캅토프로피오네이트(β-메르캅토프로피오네이트로도 지칭됨); 폴리메르캅탄 805C(메르캅탄화 피마자유); 캅큐어 3-800(구조 R[O(C3H6O)n-CH2-CH(OH)-CH2SH]3 (여기서, R은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소 기를 나타내고, n은 1 내지 25의 정수임)의, 메르캅토 말단 기를 갖는 폴리옥시알킬렌 트라이올); 티오콜 LP-3 폴리설파이드; 및 젤레스트 SMS-022 및 SMS-042(메틸 기들 중 일부가 메르캅토알킬 기로 대체된 폴리다이메틸실록산)를 포함한다.
소정 실시 형태에서, 티올-함유 화합물의 중량%는 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총 중량의 적어도 1 중량%, 또는 적어도 10 중량%, 또는 적어도 20 중량%, 또는 적어도 30 중량%, 또는 적어도 40 중량%이다. 소정 실시 형태에서, 티올-함유 화합물의 중량%는 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총 중량의 최대 99 중량%, 또는 최대 90 중량%, 또는 최대 80 중량%, 또는 최대 70 중량%, 또는 최대 60 중량%이다. 소정 실시 형태에서, 에틸렌계 불포화 화합물의 중량%는 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총 중량의 적어도 1 중량%, 또는 적어도 10 중량%, 또는 적어도 20 중량%, 또는 적어도 30 중량%, 또는 적어도 40 중량%이다. 소정 실시 형태에서, 에틸렌계 불포화 화합물의 중량%는 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총 중량의 최대 99 중량%, 또는 최대 90 중량%, 또는 최대 80 중량%, 또는 최대 70 중량%, 또는 최대 60 중량%이다.
소정 실시 형태에서, 티올-함유 화합물로부터의 티올 기의 양과 에틸렌계 불포화 화합물로부터의 에틸렌계 불포화 기의 양은 0.25:1.0 내지 4.0:1.0, 또는 0.33:1.0 내지 3.0:1.0, 또는 0.5:1.0 내지 2.0:1.0, 또는 0.75:1.0 내지 1.33:1.0, 또는 0.80:1.0 내지 1.25:1.0(티올 기:에틸렌계 불포화 기)의 몰비 범위로 존재한다. 일부 구체적인 실시 형태에서, 몰비는 바람직하게는 0.5:1.0 내지 2.0:1.0이다. 소정 실시 형태에서, 예를 들어, 1,2-폴리부타디엔 또는 불포화 폴리에스테르와 같은, 에틸렌계 불포화 반복 단위를 함유하는 고분자량 중합체들의 가교결합이 요구되는 경우, 티올 기의 양 및 에틸렌계 불포화 기의 양은 0.005:1.0 내지 0.20:1.0(티올 기:에틸렌계 불포화 기)의 몰 범위로 존재할 수 있다.
선택적인 첨가제
멀티-파트 조성물은 다른 선택적인 첨가제를 포함할 수 있다. 이들 선택적인 첨가제는 파트 A에, 파트 B에, 또는 임의의 다른 파트에 존재할 수 있다. 과산소 화합물은, 예를 들어 0.25 mm 초과, 또는 0.50 mm 초과, 또는 1.00 mm 초과의 코팅 두께를 갖는 것들과 같은 비교적 두꺼운 코팅을 필요로 하는 응용에서 경화 시간을 감소시키는 데 특히 유용한 첨가제일 수 있다. 특히 유용한 과산소 화합물은 대략 90℃ 이상의 온도에서 10시간의 반감기를 갖는 과산화물, 예컨대 1,1-다이(tert-부틸퍼옥시)사이클로헥산, tert-아밀퍼옥시 2-에틸헥시 카르보네이트, tert-아밀 퍼옥시아세테이트, 2,2-다이(tert-부틸퍼옥시)부탄, tert-부틸퍼옥시 아이소프로필 카르보네이트, 다이쿠밀 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥시-3,5,5-트라이메틸헥사노에이트, 2,5-다이메틸-2,5-다이(tert-부틸퍼옥시)헥산, 다이-tert-부틸 퍼옥사이드, 2,5-다이메틸-2,5-다이(tert-부틸퍼옥시)헥신-3, 및 tert-부틸 쿠밀 퍼옥사이드이다.
특히 유용한 다른 첨가제는 증점제, 예컨대 중간(예를 들어, 40,000 g/mol) 분자량 폴리부틸 메타크릴레이트인데, 이는 중합성 단량체들의 총 중량을 기준으로 일반적으로 최대 50 중량%의 양으로 혼입될 수 있다. 증점제를 사용하여, 생성되는 조성물의 점도를 더 용이하게 적용되는 점성 시럽-유사 주도(consistency)에 이르기까지 증가시킬 수 있다.
특히 유용한 또 다른 첨가제는 탄성중합체성 재료이다. 이들 재료는 그들을 사용하여 제조된 조성물의 파괴 인성(fracture toughness)을 개선할 수 있는데, 이는, 예를 들어 강성의 고 항복 강도 재료(예를 들어, 가요성 중합체 기재와 같은 다른 재료들만큼 용이하게는 에너지를 기계적으로 흡수하지 못하는 금속 기재)를 접합할 때 유익할 수 있다. 그러한 첨가제는 조성물의 총 중량을 기준으로 일반적으로 최대 50 중량%의 양으로 혼입될 수 있다.
조성물의 확산(spreading) 및 유동 특성을 변경시키기 위하여 코어-셸 중합체가 또한 첨가될 수 있다. 이들 향상된 특성은, 조성물이, 시린지-유형 어플리케이터로부터의 분배 시에 바람직하지 않은 "스트링"을 남기는 경향이나 수직 표면에 적용된 후에 처짐(sag) 또는 급하강(slump)하는 경향이 감소된 것에 의해 분명해질 수 있다. 따라서, 코어-셸 중합체 첨가제를 조성물의 총 중량을 기준으로 20 중량% 초과로 사용하는 것이 개선된 처짐-급하강 저항성(sag-slump resistance)을 달성하는 데 바람직할 수 있다. 코어-셸 중합체는 또한 그것을 사용하여 제조된 조성물의 파괴 인성을 개선할 수 있는데, 이는, 예를 들어 강성의 고 항복 강도 재료(예를 들어, 가요성 중합체 기재와 같은 다른 재료들만큼 용이하게는 에너지를 기계적으로 흡수하지 못하는 금속 기재)를 접합할 때 유익할 수 있다.
소량의 억제제, 예컨대 하이드로퀴논 모노메틸 에테르, 2,6-다이-(tert-부틸-1,2-다이하이드록시 벤젠, 2,6-다이-(tert-부틸)-4-메틸-페놀, 피로갈산, 및 트리스 (N-니트로소-N-페닐하이드록실아민) 알루미늄 염이, 예를 들어 저장 동안 중합성 단량체들의 반응을 방지하거나 분해를 감소시키기 위하여, 중합성 조성물에 사용될 수 있다. 억제제는 경화 속도 또는 그것을 사용하여 제조된 중합체의 최종 특성에 실질적으로 영향을 주지 않는 양으로 첨가될 수 있다. 따라서, 억제제는 중합성 조성물 내의 중합성 단량체들의 총 중량을 기준으로 일반적으로 100 내지 30,000 백만분율(ppm)의 양이 유용하다.
다른 가능한 첨가제는 UV 흡수제 및 광 안정제, 난연제, 가소제, 접착 촉진제, 비반응성 희석제, 비반응성 착색제, 점착부여제, 충전제(예를 들어, 카본 블랙, 중공 유리/세라믹 비드, 실리카, 이산화티타늄, 탄산칼슘, 중실 유리/세라믹 구체, 전기 전도성 및/또는 열 전도성 미립자, 예컨대 금속 입자, 흑연, 알루미나 3수화물(수산화알루미늄으로도 지칭됨), 알루미나, 질화붕소, 및 탄화규소, 유리/세라믹 섬유, 탄소 섬유, 정전기 방지성 화합물, 및 초크) 등을 포함한다. 다양한 선택적인 첨가제는 임의의 양으로, 그러나 일반적으로는 경화 공정 또는 그를 사용하여 제조된 중합체의 원하는 특성에 상당히 유해한 영향을 주지 않는 양으로 사용된다.
조합
본 발명에 따른 멀티-파트 조성물은 적어도 파트 A 및 파트 B로서 제공되는데, 이때 이들 파트는 조성물의 사용(예를 들어, 조성물을 기재에 적용하기) 전에 혼합된다. 이러한 방식으로, 파트 A와 파트 B가 배합될 때까지 오가노보란의 활성화가 지연될 수 있다.
더 구체적으로는, 본 발명의 조성물은 하기의 적어도 2개의 파트를 포함하는 멀티-파트 중합성 조성물이다: 오가노보란-염기 착물을 포함하는 파트 A 조성물; 및 탈착화제를 포함하는 파트 B 조성물. 이들 2개의 파트는 반응이 요구될 때까지 분리된 상태로 유지된다. 중합성 성분들은 파트 A에, 파트 B에, 또는 파트 A 및 파트 B와 구별되는 다른 파트에 존재할 수 있다. 중합성 에틸렌계 불포화 성분과 티올-함유 성분은 파트 A에, 파트 B에, 또는 파트 A 및 파트 B와 구별되는 다른 파트에 별개로 또는 함께 있을 수 있다. 다양한 조합이 구상될 수 있다.
파트 A는 오가노보란-염기 착물을 포함하고 파트 B는 탈착화제를 포함하는 2-파트 조성물의 경우, 중합성 에틸렌계 불포화 성분 및 티올-함유 성분의 하기의 조합이 생성될 수 있다:
(1) 중합성 티올-함유 및 에틸렌계 불포화 성분은 단지 파트 A 내에만 존재함;
(2) 중합성 티올-함유 및 에틸렌계 불포화 성분은 단지 파트 B 내에만 존재함;
(3) 중합성 티올-함유 성분 모두는 파트 A 내에 존재하고, 중합성 에틸렌계 불포화 성분 모두는 파트 B 내에 존재함;
(4) 중합성 에틸렌계 불포화 성분 모두는 파트 A 내에 존재하고, 중합성 티올-함유 성분 모두는 파트 B 내에 존재함;
(5) 파트 A 및 파트 B 각각은 중합성 티올-함유 성분의 일부분 및 중합성 에틸렌계 불포화 성분의 일부분을 포함함;
(6) 파트 A는 중합성 티올-함유 성분의 일부분 및 중합성 에틸렌계 불포화 성분 모두를 포함하고, 파트 B는 중합성 티올-함유 성분의 일부분을 포함함;
(7) 파트 A는 중합성 티올-함유 성분 모두 및 중합성 에틸렌계 불포화 성분의 일부분을 포함하고, 파트 B는 중합성 에틸렌계 불포화 성분의 일부분을 포함함;
(8) 파트 A는 중합성 티올-함유 성분의 일부분을 포함하고, 파트 B는 중합성 티올-함유 성분의 일부분 및 중합성 에틸렌계 불포화 성분 모두를 포함함; 및
(9) 파트 A는 중합성 에틸렌계 불포화 성분의 일부분을 포함하고, 파트 B는 중합성 에틸렌계 불포화 성분의 일부분 및 중합성 티올-함유 성분 모두를 포함함.
소정 상황에서, 오가노보란-염기 착물 또는 탈착화제와 중합성 성분들 사이의 상용성은, 그것이 성분들의 안정성과 관련되어 있기 때문에, 다양한 조합을 결정할 때 고려되어야 할 필요가 있다. 게다가, 중합성 성분들(즉, 다작용성 티올-함유 화합물 및 다작용성 에틸렌계 불포화 화합물)의 상용성이 고려되어야 할 필요가 있다.
비용 고려로 인해 2-파트 조성물이 바람직하며, 또한 오랜 보관 수명 때문이다.
2-파트 조성물이 사용되는 경우, 오가노보란-염기 착물을 탈착화제로부터 분리하는 것에 더하여, 나머지 다른 성분들과의 조합의 안정성이 고려되어야 한다. 예를 들어, 바람직한 안정한 조합은, 오가노보란-염기 착물과, 비닐 에테르, 비닐 지방족, 알릴 에테르, 또는 알릴 아미드의 조합; 및 폴리티올과, 카르복실산, 산 무수물, 1,3-다이카르보닐, 아이소시아네이트, 알데하이드, 또는 포스폰산으로부터 선택되는 탈착화제의 조합을 포함한다. 더 바람직한 조합은, 오가노보란-염기 착물과, 비닐 에테르, 비닐 지방족, 알릴 에테르, 또는 알릴 아미드의 조합; 및 폴리티올과, 카르복실산, 산 무수물, 1,3-다이카르보닐, 또는 포스폰산으로부터 선택되는 탈착화제의 조합을 포함한다. 더 오랜 보관 수명을 위하여, 오가노보란-염기 착물은 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 또는 알릴 에스테르와 동일한 파트에 존재하지 않는다.
방법
상업적 및 산업적 환경에서 가장 용이하게 사용되는 본 발명에 기재된 것들과 같은 멀티-파트 조성물의 경우, 다양한 파트들이 배합되는 비는 편리한 정수이어야 한다. 이는 종래의 구매가능한 분배기에 의한 조성물의 적용을 용이하게 한다. 그러한 분배기는 미국 특허 제4,538,920호(드레이크(Drake)) 및 제5,082,147호(제이콥스(Jacobs))에 나타나 있고, 콘프로텍, 인크.(ConProTec, Inc.)(미국 뉴햄프셔주 세일럼 소재)로부터 상표명 믹스팩(MIXPAC)으로 입수가능하고, 때때로 이중 시린지-유형 어플리케이터로 기재되어 있다.
전형적으로, 2-파트 조성물의 경우, 그러한 분배기는 나란히 배열된 한 쌍의 관형 리셉터클(tubular receptacle)을 사용하는데, 이때 각각의 튜브는 조성물의 2개의 파트를 중 하나를 받아들이도록 의도되어 있다. 2개의 플런저 - 각각의 튜브에 대해 1개씩임 - 가 (예를 들어, 수동으로 또는 수동-작동 역진방지 메커니즘(hand-actuated ratcheting mechanism)에 의해) 동시에 전진되어, 튜브의 내용물을 공통의 중공 세장형 혼합 챔버 내로 비우는데, 이 챔버는 또한 2개의 파트의 블렌딩을 촉진시키기 위하여 정적 혼합기를 포함할 수 있다. 블렌딩된 조성물은 혼합 챔버로부터 전형적으로 기재 상에 압출된다. 일단 튜브들이 비워졌으면, 이들은 새로운 튜브들로 대체되고 적용 공정이 계속될 수 있다.
조성물의 파트들이 배합되는 비는 튜브들의 직경에 의해 제어된다. 각각의 플런저는 고정된 직경의 튜브 내에 수용되도록 크기 조정되고, 플런저들은 동일한 속도로 튜브들 내로 전진된다. 단일 분배기가 종종 다양한 상이한 조성물들과 함께 사용되도록 의도되고, 플런저들은 조성물의 파트들을 편리한 혼합비로 전달하도록 크기 조정된다. 2-파트 조성물의 경우, 일부 통상적인 혼합비는 1:1, 1:2, 1:4, 및 1:10 부피:부피이다.
조성물의 파트들이 특이한 혼합비(예를 들어, 3.5:100)로 배합되는 경우에, 최종 사용자는 아마도 조성물의 파트들을 수동으로 칭량할 것이다. 따라서, 최상의 상업적 및 산업적 유용성을 위하여 그리고 현재 입수가능한 분배 장비와의 사용 용이성을 위하여, 조성물의 파트들, 특히 2개의 파트는, 예를 들어 1:1, 1:2, 1:4, 및 1:10과 같은 통상적인 정수 혼합비로 배합될 수 있어야 한다.
일단 파트들이 배합되었으면, 조성물은 바람직하게는 조성물의 가사-시간(work-life) 이하의 일정 기간 내에 사용되어야 한다. 일단, 파트들, 예를 들어 파트 A 및 파트 B가 배합되면, 반응은 온화한 조건 하에서, 그리고 바람직하게는 주위 조건 하에서 일어난다. 이와 관련하여, "온화한 조건"은 0℃ 내지 50℃, 10℃ 내지 50℃, 19℃ 내지 50℃, 또는 19℃ 내지 40℃, 또는 19℃ 내지 30℃, 또는 19℃ 내지 25℃를 포함한다. 주위 조건은 실온을 포함한다. 필요하다면, 반응을 가속시키기기 위하여 열이 적용될 수 있다.
일단, 파트들, 예를 들어 파트 A 및 파트 B가 배합되면, 반응은 수 시간 내에 일어난다. 예를 들어, 조성물을 경화시키기 위한 시간은 전형적으로 주위 조건 하에서 수 초 내지 12시간의 범위일 수 있다. 필요하다면, 승온에서의 후경화가 또한 사용될 수 있다. 비교적 빠른 반응(중합 및/또는 가교결합)이 12시간 이내에 일어날 수 있기는 하지만, 소정의 실시 형태는 그렇게 빨리 경화되지 않는다. 그러한 조성물은 그러한 신속한 경화를 필요로 하지 않는 상황에서 유용하다.
본 발명의 예시적인 실시 형태
실시 형태 1은
염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인 오가노보란-염기 착물;
오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제;
복수의 티올 기를 가지며, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는 중합성 티올-함유 성분; 및
복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분을 포함하며,
티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 되는, 중합성 조성물이다.
실시 형태 2는, 반응 시에 -C-S-C-C- 결합이 형성되는, 실시 형태 1의 중합성 조성물이다.
실시 형태 3은, 티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물은 별개의 구별되는 화합물들인, 실시 형태 1 또는 실시 형태 2의 중합성 조성물이다.
실시 형태 4는, 오가노보란-염기 착물은 티올 기를 포함하지 않는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 3 중 어느 하나의 실시 형태의 중합성 조성물이다.
실시 형태 5는, 오가노보란-염기 착물의 오가노보란 부분은 화학식 B(R1)(R2)(R3)을 가지며, 상기 식에서
R1은 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타내고;
R2 및 R3은 독립적으로
1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기;
3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 기;
6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기; 또는
1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 기로 치환된 아릴 기를 나타내며,
단, R1, R2, 및 R3 기 중 임의의 2개는 선택적으로 고리의 일부일 수 있는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 4 중 어느 하나의 실시 형태의 중합성 조성물이다.
실시 형태 6은, 오가노보란-염기 착물은 하기 화학식 II로 나타낸 것인, 실시 형태 5의 중합성 조성물이다:
Figure 112016102960087-pct00010
상기 식에서,
R4는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타내고;
R5 및 R6은 독립적으로
1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기;
3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 기;
6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기; 또는
1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 3 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 사이클로알킬 기로 치환된 아릴 기를 나타내며,
단, R4, R5, 및 R6 기 중 임의의 2개는 선택적으로 고리의 일부일 수 있고;
Cx는 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제를 나타내고;
v는 양수이다.
실시 형태 7은,
R4는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타내고;
R5 및 R6은 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기를 나타내고;
Cx는 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제를 나타내고;
v는 0.1 내지 4의 범위인, 실시 형태 6의 중합성 조성물이다.
실시 형태 8은, Cx는 1차 또는 2차 아민 기를 포함하는 아민인, 실시 형태 6 또는 실시 형태 7의 중합성 조성물이다.
실시 형태 9는, Cx는 적어도 하나의 1차 또는 2차 아민 기를 포함하는 폴리아민인, 실시 형태 6 또는 실시 형태 7의 중합성 조성물이다.
실시 형태 10은, 탈착화제는 카르복실산, 산 무수물, 알데하이드, 아이소시아네이트, 포스폰산, 또는 1,3-다이카르보닐 중 적어도 하나를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 9 중 어느 하나의 실시 형태의 중합성 조성물이다.
실시 형태 11은, 멀티-파트 중합성 조성물인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 10 중 어느 하나의 실시 형태의 중합성 조성물이다.
실시 형태 12는, 멀티-파트 중합성 조성물은
오가노보란-염기 착물을 포함하는 파트 A 조성물; 및
탈착화제를 포함하는 파트 B 조성물을 포함하며,
중합성 티올-함유 성분은 파트 A에, 파트 B에, 또는 파트 A 및 파트 B와 구별되는 다른 파트에 존재하고;
중합성 에틸렌계 불포화 성분은 파트 A에, 파트 B에, 또는 파트 A 및 파트 B와 구별되는 다른 파트에 존재하는, 실시 형태 11의 중합성 조성물이다.
실시 형태 13은, 파트 B에는 오가노보란-염기 착물이 없고, 파트 A에는 탈착화제가 없는, 실시 형태 12의 중합성 조성물이다.
실시 형태 14는, 멀티-파트 중합성 조성물은 2-파트 조성물인, 실시 형태 12 또는 실시 형태 13의 중합성 조성물이다.
실시 형태 15는, 중합성 티올-함유 성분 및 에틸렌계 불포화 성분은 단지 파트 A 내에만 존재하는, 실시 형태 14의 중합성 조성물이다.
실시 형태 16은, 중합성 티올-함유 성분 및 에틸렌계 불포화 성분은 단지 파트 B 내에만 존재하는, 실시 형태 14의 중합성 조성물이다.
실시 형태 17은, 중합성 티올-함유 성분 모두는 파트 A 내에 존재하고, 중합성 에틸렌계 불포화 성분 모두는 파트 B 내에 존재하는, 실시 형태 14의 중합성 조성물이다.
실시 형태 18은, 중합성 에틸렌계 불포화 성분 모두는 파트 A 내에 존재하고, 중합성 티올-함유 성분 모두는 파트 B 내에 존재하는, 실시 형태 14의 중합성 조성물이다.
실시 형태 19는, 파트 A 및 파트 B 각각은 중합성 티올-함유 성분의 일부분 및 중합성 에틸렌계 불포화 성분의 일부분을 포함하는, 실시 형태 14의 중합성 조성물이다.
실시 형태 20은, 파트 A는 중합성 티올-함유 성분의 일부분 및 중합성 에틸렌계 불포화 성분 모두를 포함하고, 파트 B는 중합성 티올-함유 성분의 일부분을 포함하는, 실시 형태 14의 중합성 조성물이다.
실시 형태 21은, 파트 A는 중합성 티올-함유 성분 모두 및 중합성 에틸렌계 불포화 성분의 일부분을 포함하고, 파트 B는 중합성 에틸렌계 불포화 성분의 일부분을 포함하는, 실시 형태 14의 중합성 조성물이다.
실시 형태 22는, 파트 A는 중합성 티올-함유 성분의 일부분을 포함하고, 파트 B는 중합성 티올-함유 성분의 일부분 및 중합성 에틸렌계 불포화 성분 모두를 포함하는, 실시 형태 14의 중합성 조성물이다.
실시 형태 23은, 파트 A는 중합성 에틸렌계 불포화 성분의 일부분을 포함하고, 파트 B는 중합성 에틸렌계 불포화 성분의 일부분 및 중합성 티올-함유 성분 모두를 포함하는, 실시 형태 14의 중합성 조성물이다.
실시 형태 24는, 티올-함유 성분은, 에폭사이드와 H2S(또는 그의 등가물)의 개환 반응으로부터 제조된 것들, 탄소-탄소 이중 결합에 걸친 H2S(그의 등가물)의 부가로부터 제조된 것들, 폴리설파이드, 메틸 기들 중 일부가 메르캅토알킬 기로 대체된 폴리다이메틸실록산, 및 폴리올과 티올-함유 카르복실산 또는 그의 유도체의 에스테르화로부터 제조된 것들로부터 선택되는 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 23 중 어느 하나의 실시 형태의 중합성 조성물이다.
실시 형태 25는, 에틸렌계 불포화 화합물은 다작용성 비닐 에테르, 비닐 실리콘, 비닐 지방족 물질, (메트)아크릴레이트, 알릴 에테르, 알릴 에스테르, 및 알릴 아미드로부터 선택되는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 24 중 어느 하나의 실시 형태의 중합성 조성물이다.
실시 형태 26은, 중합성 티올-함유 성분 내의 티올 기의 양과 중합성 에틸렌계 불포화 성분 내의 에틸렌계 불포화 기의 양은 0.25:1.0 내지 4.0:1.0의 몰비 범위인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 25 중 어느 하나의 실시 형태의 중합성 조성물이다.
실시 형태 27은, 오가노보란-염기 착물은 파트 A 내에서 비닐 에테르, 비닐 지방족, 알릴 에테르, 또는 알릴 아미드와 배합되고; 티올-함유 화합물은 파트 B 내에서 카르복실산, 산 무수물, 1,3-다이카르보닐, 아이소시아네이트, 알데하이드, 및 포스폰산으로부터 선택되는 탈착화제와 배합되는, 실시 형태 12 또는 실시 형태 18의 중합성 조성물이다.
실시 형태 28은, 중합성 조성물로서,
염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인 오가노보란-염기 착물을 포함하는 파트 A 조성물;
오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제를 포함하는 파트 B 조성물을 포함하며,
중합성 조성물은
복수의 티올 기를 가지며, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는 중합성 티올-함유 성분; 및
복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분을 추가로 포함하며,
티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 되는, 중합성 조성물이다.
실시 형태 29는, 반응 시에 -C-S-C-C- 결합이 형성되는, 실시 형태 28의 중합성 조성물이다.
실시 형태 30은, 오가노보란-염기 착물은 하기 화학식으로 나타낸 것인, 실시 형태 28 또는 실시 형태 29의 중합성 조성물이다:
Figure 112016102960087-pct00011
상기 식에서,
R4는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타내고;
R5 및 R6은 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기를 나타내고;
Cx는 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제를 나타내고;
v는 0.1 내지 4의 범위이다.
실시 형태 31은, Cx는 적어도 하나의 1차 또는 2차 아민 기를 포함하는 아민인, 실시 형태 30의 중합성 조성물이다.
실시 형태 32는, 중합성 티올-함유 성분 내의 티올 기의 양과 중합성 에틸렌계 불포화 성분 내의 에틸렌계 불포화 기의 양은 0.25:1.0 내지 4.0:1.0의 몰비 범위인, 실시 형태 28 내지 실시 형태 31 중 어느 하나의 실시 형태의 중합성 조성물이다.
실시 형태 33은, 조성물로서,
염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인 오가노보란-염기 착물을 포함하는 파트 A 조성물; 및
오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제를 포함하는 파트 B 조성물을 포함하는 성분들을 배합함으로써 제조되며,
파트 A 조성물 및/또는 파트 B 조성물은
복수의 티올 기를 가지며, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는 중합성 티올-함유 성분; 및
복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분을 추가로 포함하며,
티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 되는, 조성물이다.
실시 형태 34는, 반응 시에 -C-S-C-C- 결합이 형성되는, 실시 형태 33의 조성물이다.
실시 형태 35는, 오가노보란-염기 착물은 하기 화학식으로 나타낸 것인, 실시 형태 33 또는 실시 형태 34의 조성물이다:
Figure 112016102960087-pct00012
상기 식에서,
R4는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타내고;
R5 및 R6은 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기를 나타내고;
Cx는 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제를 나타내고;
v는 0.1 내지 4의 범위이다.
실시 형태 36은, Cx는 적어도 하나의 1차 또는 2차 아민 기를 포함하는 아민인, 실시 형태 35의 조성물이다.
실시 형태 37은, 중합성 티올-함유 성분 내의 티올 기의 양과 중합성 에틸렌계 불포화 성분 내의 에틸렌계 불포화 기의 양은 0.25:1.0 내지 4.0:1.0의 몰비 범위인, 실시 형태 30 내지 실시 형태 33 중 어느 하나의 실시 형태의 조성물이다.
실시 형태 38은, 조성물의 제조 방법으로서,
염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인 오가노보란-염기 착물을 포함하는 파트 A 조성물; 및
오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제를 포함하는 파트 B 조성물을 포함하는 성분들을 배합하는 단계로서,
파트 A 조성물 및/또는 파트 B 조성물은
복수의 티올 기를 가지며, 티올 기의 황 원자는 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는 중합성 티올-함유 성분; 및
복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분을 추가로 포함하며,
티올-함유 화합물과 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 되는, 상기 성분들을 배합하는 단계; 및
파트 A 및 파트 B가 반응되게 하여 중합체를 형성하는 단계
를 포함하는, 방법이다.
실시 형태 39는, 중합체는 -C-S-C-C- 결합을 포함하는, 실시 형태 38의 방법이다.
실시 형태 40은, 오가노보란-염기 착물은 하기 화학식으로 나타낸 것인, 실시 형태 38 또는 실시 형태 39의 방법이다:
Figure 112016102960087-pct00013
상기 식에서,
R4는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타내고;
R5 및 R6은 독립적으로 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기를 나타내고;
Cx는 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제를 나타내고;
v는 0.1 내지 4의 범위이다.
실시 형태 41은, Cx는 적어도 하나의 1차 또는 2차 아민 기를 포함하는 아민인, 실시 형태 40의 방법이다.
실시 형태 42는, 티올 기의 양과 에틸렌계 불포화 기의 양은 0.25:1.0 내지 4.0:1.0의 몰비 범위인, 실시 형태 38 내지 실시 형태 41 중 어느 하나의 실시 형태의 방법이다.
실시 형태 43은, 파트 A와 파트 B가 반응되게 하는 단계는 실온에서 일어나는, 실시 형태 38 내지 실시 형태 41 중 어느 하나의 실시 형태의 방법이다.
실시 형태 44는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 32 중 어느 하나의 실시 형태의 중합된 생성물이다.
본 발명의 목적 및 이점은 하기의 비제한적인 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건이나 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
달리 언급되지 않는 한, 실시예 및 명세서의 나머지 부분에서 모든 부(part), 백분율, 비 등은 중량 기준이다.
시험 방법
적정에 의한 비닐-말단화된 폴리다이메틸실록산에 대한 비닐 당량의 결정:
비닐 함량을 위지 방법(Wijs Method)에 의해 결정하였다(문헌[Snell and Biffen, Commercial Methods of Analysis, McGraw-Hill, 1944, p. 345] 참조). 탄소 이중 결합을 (과량으로의) 일염화요오드와 반응시키고, 이어서, 과량의 일염화요오드를 요오드화칼륨과 반응시켜 요오드(I2)를 형성하고, 이를 티오황산나트륨으로 적정하였다. 일반적인 반응 순서는 하기에 나타낸 바와 같은 것으로 여겨진다:
Figure 112016102960087-pct00014
상기 식에서, 상기 반응 순서에서의 하나의 R은 수소를 나타내고 나머지 다른 하나의 R은 비닐-작용성 폴리다이메틸실록산에 대한 폴리다이메틸실록산 사슬을 나타내었다. 비닐-작용성 폴리다이메틸실록산을 칭량하여 125 밀리리터(mL) 요오드 플라스크 내로 넣었으며, 이때 샘플은 1.6 밀리몰(mmol) 이하의 불포화체를 함유하였다. 비닐 함량에 대한 공급업체 정보를 초기에 사용하여 적절한 샘플 중량을 결정하였다. 샘플 중량이 사양(즉, 불포화체가 1.6 mmol을 초과하지 않을 것임) 내에 들어가지 않는 것으로 적정에 의해 지시되었다면, 샘플 중량을 조정하고 적정을 반복하였다. 클로로포름(25 mL)을 플라스크에 첨가하고, 샘플을 용해시켰다. 위지 용액(15 mL, 빙초산 중 0.1 노르말(N) 일염화요오드)을 피펫에 의해 플라스크에 첨가하고, 이어서 플라스크를 마개로 막은 다음, 격렬하게 소용돌이치게 하였다. 샘플을 때때로(대략 매 10분마다) 소용돌이치게 하면서 30분(min) 동안 암소에 정치하였다. 30분 반응 시간의 종료 시에, 대략 1 그램(g)의 고체 KI(과립형)를 플라스크의 깔때기 상부에 첨가하고, 마개를 약간 풀고, 대략 15 mL의 증류된 탈이온수를 사용하여 KI를 플라스크 내로 헹구고 1 내지 2분 동안 소용돌이치게 하였다. 이어서, 50 mL의 증류된 탈이온수를 플라스크에 첨가하고, 백금/pH 복합 전극을 갖는 메트롬(METROHM) 751 티트리노(TITRINO) 자동적정기를 사용하여 0.1 N 수성 Na2S2O3로 내용물을 서서히 전위차 적정하였다. 한 세트의 3개의 블랭크를 또한 동일한 방식으로 적정하였다(즉, 비닐-작용성 폴리다이메틸실록산 샘플을 요오드 플라스크 내에 넣지 않았으며, 절차의 나머지는 상기에서와 동일하였다).
하기 식을 사용하여 비닐 당량을 계산하였다:
Figure 112016102960087-pct00015
상기 식에서, Vs = 샘플을 적정하는 데 사용된 Na2S2O3 수용액의 부피(단위: mL)
Vb = 블랭크를 적정하는 데 사용된 Na2S2O3 수용액의 부피(단위: mL)
N = 수성 Na2S2O3 적정제의 노르말 농도(단위: mol/L)
SW그램 = 샘플 중량(단위: 그램).
동일한 비닐-작용성 폴리다이메틸실록산의 2개의 샘플을 이러한 방식으로 적정하고, 2회의 적정으로부터 결정된 바와 같은 비닐 당량의 2개의 값을 평균내어 "비닐 당량"을 제공하였다.
적정에 의한 (메르캅토프로필)메틸실록산-다이메틸실록산 공중합체에 대한 티올 당량의 결정:
티올 함량을 결정하기 위해 사용된 방법은 메르캅탄(티올)에 의한 은 이온의 배위/침전에 기초하였다. 이러한 방법은 문헌[S. Siggia, Quantitative Organic Analysis via Functional Groups,Wiley & Sons, 1963, pp. 582-586]에 인용된 바와 같은 J.H. Karchmer의 방법으로부터 변형되었다.
(메르캅토프로필)메틸실록산-다이메틸실록산 공중합체(0.5 밀리당량(meq) 내지 1.5 meq)를 칭량하여 적정 플라스크 내로 넣고, 60 mL의 테트라하이드로푸란을 첨가하고, 샘플을 용해시켰다. 티올 함량에 대한 공급업체 정보를 초기에 사용하여 적절한 샘플 중량을 결정하였다. 샘플 중량이 사양(즉, 0.5 meq 내지 1.5 meq) 내에 들어가지 않는 것으로 적정에 의해 지시되었다면, 샘플 중량을 조정하고 적정을 반복하였다. 다음으로, 전달을 위하여 탈이온수(18 MΩ)로 헹구고 이어서 빙초산으로 헹군 정량 피펫을 통해 2 mL의 빙초산을 플라스크에 첨가하였다. 플라스크의 내용물을 은-유리 pH 복합 전극(메트롬 6.0430.100 '실버 타이트로드(SILVER TITRODE)')을 사용하여 테트라하이드로푸란 중 대략 0.005 N 은 아세테이트로 적정하였다. 한 세트의 3개의 블랭크를 또한 동일한 방식으로 적정하였다(즉, 60 mL의 테트라하이드로푸란을 어떠한 샘플 없이 적정 플라스크에 첨가한 후, 2 mL의 빙초산을 첨가하고, 이어서 내용물을 테트라하이드로푸란 중 대략 0.005 N 은 아세테이트로 적정하였다). 블랭크들의 적정은 0.01 mL 이내의 적정제에 대해 일치하였다.
하기 식을 사용하여 티올 당량을 계산하였다:
Figure 112016102960087-pct00016
상기 식에서, SW그램 = 샘플 중량(단위: 그램)
Vs = 샘플을 적정하는 데 사용된 적정제의 부피(단위: mL)
Vb = 블랭크를 적정하는 데 사용된 적정제의 부피(단위: mL)
N = 적정제의 노르말 농도(단위: mol/L)
동일한 (메르캅토프로필)메틸실록산-다이메틸실록산 공중합체의 3개의 샘플을 이러한 방식으로 적정하고, 3회의 적정으로부터 결정된 바와 같은 티올 당량의 3개의 값을 평균내어 "티올 당량"을 제공하였다.
NMR 분광법에 의한 비닐-작용성 폴리다이메틸실록산에 대한 비닐 당량의 결정:
3 방울의 비닐-작용성 폴리다이메틸실록산(PDMS) 중합체를 2 드램 바이알 내에서 대략 500 마이크로리터(μL)의 중수소화 테트라하이드로푸란(d-THF)과 혼합하였다. PDMS가 d-THF 중에 완전히 용해되었을 때, 생성된 용액을 윌마드 이코노미 등급(Wilmad economy grade) 5 mm 붕규산염 유리 NMR 튜브에 옮겼다. NMR 튜브를 스피너(spinner) 내에 넣고, 극저온 냉각형 광대역 NMR 프로브 헤드(cryogenically cooled broad-band NMR probe head)를 구비한 브루커(Bruker) 500 ㎒ 어밴스(AVANCE) NMR 분광계 내로 공압식으로 삽입하였다. d-THF의 중수소를 사용하여 고정 및 시밍(shimming) 작업을 완료한 후에, 15도(15°) 펄스폭을 사용하여 1차원적(1D) 양성자 NMR 데이터를 수집하였다. 재순환 지연 없이 대략 4초의 획득 시간을 사용하여 32k 포인트들의 128개의 과도신호(transient)를 수집하였다. 아포디제이션(apodization), 선형 예측, 또는 제로 필링(zero filling) 없이 데이터를 푸리에 변환(FT)하였다.
잔류 양성자-용매 공명을 무시하면, 생성된 스펙트럼은 비닐 모이어티(moiety)들에 배정가능한 이중선들의 이중선 3개(1H NMR (500 ㎒, THF) δ ppm 5.77 (dd, J=20.54, 4.16 ㎐, 1 H, 비닐 a), 5.94 (dd, J=14.79, 4.03 ㎐, 1 H, b), 6.15 (dd, J=20.30, 14.92 ㎐, 1 H, c)) - 즉, 하기 구조와 일치함 -:
Figure 112016102960087-pct00017
및 PDMS 메틸 공명에 배정가능한 0.12 백만분율(ppm)의 큰 다중선을 보여주었다. 데이터를 전자적으로 적분하였으며, 적분 스케일은 비닐 양성자들 각각이 대략 2 단위의 적분을 갖도록 선택하였다. 이러한 스케일을 설정한 후에, 2개의 말단 비닐 말단 기에 부착된 2개의 규소 원자에 결합된 4개의 메틸 기의 12개 양성자에 상응하는 12 단위를 뺌으로써 0.12 ppm에 중심을 둔 PDMS 공명의 적분값을 조정하였다. 이어서, 2개의 말단 비닐 말단 기와 관련된 실록산 반복 단위 ―(CH3)2SiO―의 수를 PDMS 공명의 조정된 적분값을 6으로 나눔으로써 결정하였다. 이 값에 실록산 반복 단위의 분자량(74.15)을 곱하고, 두 비닐 말단 기 모두의 분자량 - 이는 CH2CHSi(CH3)2―의 경우 85.20, 그리고 CH2CHSi(CH3)2O―의 경우 101.20임 - 을 더하고, 이어서 총 중량을 2로 나눔으로써 비닐 당량을 결정하였다.
NMR 분광법에 의한 (메르캅토프로필)메틸실록산-다이메틸실록산 공중합체에 대한 티올 당량의 결정:
3 방울의 (메르캅토프로필)메틸실록산-다이메틸실록산을 2 드램 바이알 내에서 대략 500 마이크로리터의 중수소화 테트라하이드로푸란(d-THF)과 혼합하였다. PDMS 공중합체가 d-THF 중에 완전히 용해되었을 때, 생성된 용액을 윌마드 이코노미 등급 5 밀리미터(mm) 붕규산염 유리 NMR 튜브에 옮겼다. NMR 튜브를 스피너 내에 넣고, 역전형 NMR 프로브 헤드를 구비한 배리언(Varian) 600 ㎒ 이노바(Inova) NMR 분광계 내로 공압식으로 삽입하였다. d-THF의 중수소를 사용하여 고정 및 시밍 작업을 완료한 후에, 15° 펄스폭을 사용하여 1차원적(1D) 양성자 NMR 데이터를 수집하였다. 재순환 지연 없이 3초의 획득 시간을 사용하여 32k 포인트들의 128개의 과도신호를 수집하였다. 아포디제이션, 선형 예측, 또는 제로 필링 없이 데이터를 푸리에 변환(FT)하였다.
잔류 양성자-용매 공명을 무시하면, 생성된 스펙트럼은 3-메르캅토프로필 모이어티들에 배정가능한 7개의 다중선(1H NMR (600 ㎒, THF) δ ppm 2.49 (사중선, 2 H, c), 1.67 (다중선, 2 H, b), 1.51 (삼중선, 1 H, d), 0.66 (다중선, 2 H, a)) - 하기 구조와 일치함 -:
Figure 112016102960087-pct00018
및 실록산 공중합체의 메틸 공명에 배정가능한 0.10 ppm에서의 큰 다중선을 보여주었다. 데이터를 전자적으로 적분하였으며, 적분 스케일은 3-메르캅토프로필 양성자 공명들 각각이 대략 2 단위의 적분을 갖고 티올 양성자가 대략 1 단위의 적분을 갖도록 선택하였다. 이러한 스케일을 설정한 후에, 3-메르캅토프로필 모이어티에 부착된 규소 원자에 결합된 메틸 기의 3개 양성자에 상응하는 3 단위를 뺌으로써 0.10 ppm에 중심을 둔 메틸 공명의 적분값을 조정하였다. 이어서, 다이메틸실록산 반복 단위 ―(CH3)2SiO―의 수를 메틸 공명의 조정된 적분값을 6으로 나눔으로써 결정하였다. 이 값에 다이메틸실록산 반복 단위의 분자량(74.15)을 곱하고, (3-메르캅토프로필)메틸실록산 모이어티의 분자량(134.27)을 더함으로써 티올 당량을 결정하였다.
NMR 분광법에 의한 젤레스트, 인크. DMS-Z21, 석신산 무수물 말단화된 폴리다이메틸실록산에 대한 석신산 무수물 당량의 결정:
대략 20 mg 분량의 젤레스트 DMS-Z21을 2 드램 바이알 내에서 약 500 마이크로리터의 중수소화 테트라하이드로푸란(d-THF)과 혼합하였다. DMS-Z21이 d-THF 중에 완전히 용해되었을 때, 생성된 용액을 윌마드 이코노미 등급 5 mm 붕규산염 NMR 튜브에 옮겼다. NMR 튜브를 스피너 내에 넣고, 역전형 NMR 프로브 헤드를 구비한 배리언 600 ㎒ 이노바 NMR 분광계 내로 공압식으로 삽입하였다. d-THF의 중수소를 사용하여 고정 및 시밍 작업을 완료한 후에, 15° 펄스폭을 사용하여 1차원적(1D) 양성자 NMR 데이터를 수집하였다. 재순환 지연 없이 3초의 획득 시간을 사용하여 32k 포인트들의 128개의 과도신호를 수집하였다. 아포디제이션, 선형 예측, 또는 제로 필링 없이 데이터를 푸리에 변환(FT)하였다. 잔류 양성자-용매 공명을 무시하면, 생성된 스펙트럼은 두 세트의 7개의 중첩 다중선 - 한 세트는 미반응 출발 물질일 가능성이 가장 높은 3-(프로프-2-엔-1-일)다이하이드로푸란-2,5-다이온에 배정가능하고, 다른 한 세트는 PDMS 상의 말단 석신산 무수물 모이어티에 배정가능함 -, 및 PDMS 메틸 공명에 배정가능한 0.10 ppm의 큰 다중선을 보여주었다. 중합체 말단 기의 경우, NMR 배정은 하기와 같다: (1H NMR (600 ㎒, THF) δ ppm 3.13 (다중선,1 H, d), 3.02 및 2.65 (자기적으로 동등하지 않은(magnetically inequivalent) 다중선, 2 H, e), 1.90 및 1.64 (자기적으로 동등하지 않은 다중선, 2 H, c), 1.49 (다중선, 2 H, b), 0.62 (다중선, 2 H, a)), 즉:
Figure 112016102960087-pct00019
3-(프로프-2-엔-1-일)다이하이드로푸란-2,5-다이온의 경우, 유사한 배정이 표시되어 있다: (1H NMR (600 ㎒, THF) δ ppm 5.79 (다중선, 1 H, B), 5.12 (다중선, 2 H, A), 3.25 (다중선,1 H, D), 3.00 및 2.66 (자기적으로 동등하지 않은 다중선, 2 H, E), 2.59 및 2.40 (자기적으로 동등하지 않은 다중선, 2 H, C), 즉:
Figure 112016102960087-pct00020
무수물 당량을 결정하기 위하여, 데이터를 전자적으로 적분하였으며, 적분 스케일은 3.13 및 3.25 ppm의 메틴 양성자 공명들의 합계 적분이 1 단위가 되도록 선택하였다. 이러한 스케일을 설정한 후에, 0.10 ppm에 중심을 둔 PDMS 메틸 공명의 적분값을 사용하여, 실록산 반복 단위 ―(CH3)2SiO―의 수를 PDMS 메틸 공명의 적분값을 6으로 나눔으로써 결정하였다. 이 값에 실록산 반복 단위의 분자량(74.15)을 곱하고, 3-(프로프-2-엔-1-일)다이하이드로푸란-2,5-다이온의 분자량 - 이는 C7H8O3에 대해 140.14임 - 을 더함으로써 무수물 당량을 결정하였다.
NMR 분광법에 의한 알켄 또는 티올 및 오가노보란-염기 착물의 혼합물의 안정성 평가:
2:1 중량비로의 알켄 및 오가노보란-염기 착물의 혼합물 또는 티올 및 오가노보란-염기 착물의 혼합물을 표준 플라스틱 캡으로 캡핑된 표준 유리 NMR 튜브 내에 넣고, 120°F(49℃) 오븐 내에 넣었다. 1H 및 11B NMR 측정치를 초기(혼합물의 형성 직후 그리고 오븐 내에 넣기 전), 3, 7, 및 14일에 얻었다. 오가노보란-염기 착물과 알켄 또는 티올의 반응성 또는 불안정성을 나타내는, NMR 스펙트럼에서의 피크의 확대 또는 피크의 부가에 대해 관찰을 행하고 기록하였다.
NMR 튜브 내의 샘플과 동일한 수준으로 충전된 중수소화 아세톤의 외부 표준을 사용하여 분광계를 시밍하고 레퍼런싱하였다. NMR 튜브를 스피너 내에 넣고, 배리언 또는 나롤락(Narolac) NMR 프로브 헤드를 구비한 배리언 600 ㎒ 유니티(UNITY) 이노바 NMR 분광계 내로 공압식으로 삽입하였다. NMR 샘플을 중수소화된 용매의 첨가 없이 원상태(neat)로 실행시켰다. 15° 펄스폭을 사용하여 1차원적 1H 스펙트럼을 수집하였다. 재순환 지연 없이 약 4초의 획득 시간을 사용하여 26988 포인트들의 64개의 과도신호를 수집하였다. 데이터를 32k 포인트들로 제로-필링하고 푸리에 변환하였으며, 이때 아포디제이션 또는 선형 예측은 행하지 않았다. 1 마이크로초 펄스를 사용하여 11B 스펙트럼을 수집하였다. 5초의 재순환 지연 및 약 0.8초의 획득 시간을 사용하여 40000 포인트들의 32개의 과도신호를 수집하였다. 데이터를 65k 포인트들로 제로-필링하고, 9.5 ㎐ 지수 아포디제이션을 사용하고, 데이터를 선형 예측 없이 푸리에 변환하였다.
반응의 결정은 양성자 스펙트럼에서의 새로운 피크들의 관찰에 기초하였다. 2 ppm과 3 ppm 사이에서 예측되는 지방족 불포화 탄소 골격의 양성자 공명과 관련된 영역 내에 새로운 넓은 피크들이 관찰되었을 때, 알켄 기의 반응을 기록하였다. 11B 스펙트럼에서, 트라이알킬릴보란의 가수분해에 배정된 새로운 공명은 불안정성을 나타내었다. 아민과의 B(R)3 부가물은 -5 ppm에서 공명하였다. 유리 B(R)3은 대략 90 ppm에서 공명한다. 모노가수분해된 보란(B(R)2OR)은 대략 55 ppm에서 공명하고, B(OR)2R은 대략 30 ppm에서 공명하며, 상기 식에서, R은 알킬 기, 예컨대 에틸 또는 부틸 기를 나타낸다. 알켄 및 오가노보란-염기 착물의 혼합물과 티올 및 오가노보란-염기의 혼합물의 안정성의 정성적 평가를 행하였다.
예비 실시예 및 실시예에서 사용된 재료:
예비 실시예 및 실시예에서 사용된 재료는 표 1에 제공되어 있다. 표 1에서의 설명적 정보는 구체적으로 달리 기재되지 않는 한 각각의 공급업체에 의해 제공되었다.
[표 1]
Figure 112016102960087-pct00021
Figure 112016102960087-pct00022
Figure 112016102960087-pct00023
예비 실시예 1
비닐-말단화된 폴리다이메틸실록산 및 메르캅토-작용화된 폴리다이메틸실록산 각각의 비닐 및 티올 함량을 시험 방법 부분에 설명된 바와 같이 1H NMR 및 적정 둘 모두에 의해 결정하였다. DMS-Z21의 무수물 함량을 시험 방법 부분에 설명된 바와 같이 1H NMR에 의해 결정하였다. 결과는 표 2에 열거된 바와 같았다.
[표 2]
Figure 112016102960087-pct00024
예비 실시예 2 내지 예비 실시예 20(PE-2 내지 PE-23)
2 그램의 알켄 및 1 그램의 오가노보란-염기 착물을 2-드램(7 mL) 바이알에 첨가하고 교반함으로써 몇몇 조성물을 제조하였다. 모든 알켄이 에틸렌계 불포화 기에 대해 다작용성인 것은 아니었다. 즉, 몇몇은 일작용성이었다. 특정 화학적 부류 내에 속하는 더 폭넓은 선택의 화합물들과의 오가노보란-염기 착물의 안정성을 평가하기 위해 이들을 포함시켰다. 2 그램의 다작용성 티올 및 1 그램의 오가노보란-염기 착물을 2-드램(7 mL) 바이알에 첨가하고 교반함으로써 2개의 조성물을 제조하였다. 각각의 조성물의 양들을 별개의 NMR 튜브들에 첨가하고 120°F(49℃) 오븐 내에 넣었다. 시험 방법 부분에 설명된 바와 같이 120°F(49℃)에 노출된지 0, 3, 7, 및 14일째에 1H 및 11B NMR 스펙트럼을 얻었다. 알킬보란-염기 착물과 다작용성 알켄의 반응성 및/또는 불안정성을 나타내는, NMR 스펙트럼에서의 피크의 확대 또는 피크의 부가 및 조성물의 색에 대해 관찰을 행하였다. 결과가 표 3에 기록되어 있으며, 여기서 "S"는 지정된 NMR 기법(1H 또는 11B)에 의해 결정했을 때 120°F(49℃)에서 14일 후에 조성물이 안정하게 보였음 의미하고; "NS"는 지정된 NMR 기법(1H 또는 11B)에 의해 결정했을 때 120°F(49℃)에서 14일 후에 조성물이 안정하게 보이지 않았음을 의미한다.
[표 3]
Figure 112016102960087-pct00025
Figure 112016102960087-pct00026
표 3으로부터, 트라이알킬보란-아민 착물 및 알릴 에테르, 알릴 아미드 - 트라이알릴 아이소시아누레이트(SR533)를 포함함 -, 비닐 에테르, 및 비닐 알킬의 조성물들(예를 들어, PE-2, PE-4, PE-5, PE-8, PE-11, PE-15, PE-16, PE-17, PE-18, PE-20, 및 PE-21)이 표 3에 있는 다른 조성물들과 관련하여 일반적으로 더 안정하며, 이에 따라 파트 A에 대해 특히 적합함이 분명하였다.
예비 실시예 24(PE-24)
트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, SR351, 및 TEB-DAP의 조성물을 제조하였다. TEB-DAP, 0.0384 그램을 칭량하여 8 mL 유리 바이알 내로 넣고, 이어서 1.7511 그램의 SR351을 칭량하여 동일한 유리 바이알 내로 넣었다. 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣은 후, 이들을 즉시, 직경이 대략 2.5 mm인 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 손으로 혼합하였다. 혼합 시에, 조성물은 즉시 반응하기 시작하였으며, 대략 1 mm 두께의 단단한 중합체 층이 상부 표면 상에 형성되었다. 바이알을 캡핑하고, 실온(대략 21℃)에서 유지하고, 주기적으로 관찰하였다. 2시간 후에, 단단한 중합체 층 바로 아래에 초기에 존재했던 액체는 겔화되었다. 46시간 후에, 전체 조성물은 단단한 중합체 물질이 되었다.
예비 실시예 25(PE-25)
트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트, SR350, 및 TEB-DAP의 조성물을 제조하였다. TEB-DAP, 0.0373 g을 칭량하여 8 mL 유리 바이알 내로 넣고, 이어서 1.8747 그램의 SR350을 칭량하여 동일한 유리 바이알 내로 넣었다. 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣은 후, 이들을 즉시, 직경이 대략 2.5 mm인 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 손으로 혼합하였다. 혼합한 후에, 바이알을 캡핑하고, 실온(대략 21℃)에서 유지하고, 주기적으로 관찰하였다. 21일 후에, 조성물의 색은, 초기에 아마도 극히 희미한 황색 색조를 띤 무색으로부터 더 확연한 금색 색조로 변화되었다. 이 조성물은 그의 주도에 있어서 어떠한 주목할 만한 변화도 거치지 않았으며, 즉 이는 저점도 액체로 남아 있었다. 44일 후에, 중합체 겔이 바이알 내에 형성되었다. 겔은 조성물의 부피의 대략 절반이었으며, 이는 바이알의 바닥에 존재하였고 이와 함께 액체 층이 상부에 있었다.
하기의 실시예 및 비교예에 사용된 바와 같이, 용어 "중합체 겔", "고무질 고체", 및 "고체"(또는 동등한 표현)는 경화된 물질을 설명하기 위해 사용되고, 지정된 시간 후에 경화된 물질의 성질의 정성적인 평가이고, 일반적으로 중합체 겔로부터 고무질 고체(또는 고무)로 그리고 고체로 진행됨에 따라 증가하는 강성을 반영한다.
실시예 1
DMS-V31인 비닐-말단화된 폴리다이메틸실록산(PDMS), SMS-042인 메르캅토-작용성 PDMS, DMS-T35인 비작용성 PDMS, TnBB-MOPA인 트라이알킬보란-아민 착물, 및 DMS-Z21인 탈착화제를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였으며, 한편 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 4에 열거된 바와 같았다. 모든 개별 성분들 및 파트 A 및 파트 B는 실온에서 액체였다.
[표 4]
Figure 112016102960087-pct00027
이어서, 1.7114 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가한 후, 0.2952 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 1.5 중량%의 TnBB-MOPA를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 직경이 대략 2.5 mm인 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 손으로 교반하였다. 혼합물은 대략 10초 후에 겔화되기 시작하여 대략 30초 후에 중합체 겔로 경화되었다.
비교예 1
비교예 1은, SMS-042인 메르캅토-작용성 PDMS를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 유사하였다. 실시예 1에서의 SMS-042의 양을 파트 A 내의 DMS-T35인 비작용성 PDMS로 대체하였다. 파트 B는 실시예 1에서와 동일하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 5에 열거된 바와 같았다. 모든 개별 성분들 및 파트 A 및 파트 B는 실온에서 액체였다.
[표 5]
Figure 112016102960087-pct00028
이어서, 1.7018 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가한 후, 0.2922 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 1.5 중량%의 TnBB-MOPA를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 3 내지 5분 동안 손으로 교반하였으며, 이 물질은 그의 물리적 성질 또는 주도에 있어서 어떠한 주목할 만한 변화도 거치지 않았다. 혼합물을 때때로 교반하면서 1시간 15분 동안 그대로 두었으며, 어떠한 변화도 관찰되지 않았다. 혼합물은 액체로 남아 있었다.
실시예 2
1,9-데카다이엔인 다이비닐 화합물, 폴리메르캅탄 805C인 다작용성 티올 화합물, TEB-DAP인 트라이알킬보란-아민 착물, 및 DDSA인 탈착화제를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 B의 성분들을 칭량하여 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬 내로 직접 넣고, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 6에 열거된 바와 같았다. 모든 개별 성분들 및 파트 A 및 파트 B는 실온에서 액체였다.
[표 6]
Figure 112016102960087-pct00029
이어서, 1.4157 그램의 파트 A를 실온(대략 21℃)에서, 파트 B가 들어 있는 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 0.76 중량%의 TEB-DAP를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 손으로 교반하였으며, 혼합물은 대략 1분 40초 후에 매우 단단한 고무(고무질 고체)로 경화되었다.
비교예 2
비교예 2는, 폴리메르캅탄 805C인 다작용성 티올을 사용하지 않고, 1,9-데카다이엔이 파트 A 및 파트 B 둘 모두 내에 존재한 것을 제외하고는, 실시예 2와 유사하였다. 파트 A 및 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 7에 열거된 바와 같았다. 모든 개별 성분들 및 파트 A 및 파트 B는 실온에서 액체였다.
[표 7]
Figure 112016102960087-pct00030
이어서, 0.2829 그램의 파트 B를 칭량하여 다른 유리 바이알 내로 넣은 후, 실온에서 0.2771 그램의 파트 A를 첨가하고, 내용물을 5분 동안 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 손으로 교반하였다. 내용물은 그의 주도에 있어서 어떠한 주목할 만한 변화도 거치지 않았으며, 즉 이는 저점도 액체로 남아 있었다. 샘플을 교반 없이 한쪽으로 치워 두고 48시간 전체에 걸쳐 때때로 관찰하였으며, 주도에 있어서의 어떠한 주목할 만한 변화도 관찰되지 않았다. 샘플은 액체로 남아 있었다.
실시예 3
티올-엔 반응에 의해 경화성인 실리콘 수지 및 열 전도성 충전제인 구형 알루미나를 함유하는 2-파트 조성물을 제조하였다. 플라스틱 혼합 컵인 컵 1에, 표 8에 있는 성분들을 첨가하고, 이어서 1분 동안 3000 rpm(분당 회전수)으로 원심분리 혼합기(미국 사우스캐롤라이나주 랜드럼 소재의 플랙 텍 인크.(Flack Tek Inc.)로부터의 스피드믹서 DAC 150) 내에서 혼합하였다.
[표 8]
Figure 112016102960087-pct00031
별개의 플라스틱 혼합 컵인 컵 2에, 표 9에서의 성분들을 첨가하고, 이어서 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 대략 1분 동안 손으로 혼합하였다.
[표 9]
Figure 112016102960087-pct00032
별개의 플라스틱 혼합 컵인 컵 3에, 31.5014 그램의 DAM-45, 19.5020 그램의 DAM-05, 및 5.9314 그램의 컵 1의 내용물을 첨가하고, 이어서 1분 동안 3000 rpm으로 원심분리 혼합기(스피드믹서 DAC 150) 내에서 혼합하였다. 내용물을 실온으로 냉각되게 하였다(충전제와의 혼합은 약간의 열을 발생시킨다). 이어서, 3.0660 그램의 컵 2의 내용물을 컵 3에 첨가하고, 내용물을 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 대략 1분 동안 손으로 교반하고, 이어서 30초 동안 1000 rpm으로 원심분리 혼합기 내에서 혼합하였다. 파트 A인 컵 3에서의 최종 조성이 표 10에 나타나 있다.
[표 10]
Figure 112016102960087-pct00033
별개의 플라스틱 혼합 컵인 컵 4에, 표 11에 열거된 성분들을 첨가하고, 이어서 30초 동안 3000 rpm으로 원심분리 혼합기 내에서 혼합하였다. 컵 4의 내용물은 파트 B였다.
[표 11]
Figure 112016102960087-pct00034
이어서, 파트 A 및 파트 B를, 2-파트 접착제 또는 수지를 보유 및 분배하는 데 사용될 수 있는 성형된 플라스틱 카트리지(10:1 부피:부피 혼합비를 위한 쓰리엠 스카치-웰드 어드헤시브 듀오-팩 카트리지(3M SCOTCH-WELD ADHESIVE DUO-PAK CARTRIDGE))의 별개의 챔버 또는 보어(bore)에 첨가하였다. 카트리지는 동일 길이의 그러나 상이한 직경의 2개의 챔버 또는 보어를 가졌는데, 하나의 챔버는 대략 35 ml의 부피를 갖도록 하고, 다른 하나의 챔버는 대략 3.5 mL가 되도록 하였다. 파트 A(45.7343 그램)를 더 큰 챔버에 첨가하고, 파트 B(1.7882 그램)를 더 작은 챔버에 첨가하였다. 이는 챔버들이 대략 동일한 높이로 충전되게 하였으며, 챔버들은 대략 절반이 충전되었다. 이어서, 시일을 챔버 내에 넣고, 시일을 혼합물 위에 직접 위치시킴에 따라, 과량의 공기를 챔버들로부터 빼냈다. 이어서, 카트리지를 (미국 미네소타주 세인트폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "쓰리엠 EPX 플러스 II 어플리케이터(3M EPX PLUS II APPLICATOR)"로 입수된) 수동 어플리케이터 건(gun)에 부착하고, 챔버들의 내용물이 분배될 곳인 카트리지의 선단에 있는 플러그를 제거하고 정적 혼합 노즐(약 103 mm 길이, 미국 미네소타주 세인트폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "쓰리엠 스카치-웰드 EPX 10 TO 1 믹싱 노즐(3M SCOTCH-WELD EPX 10 TO 1 MIXING NOZZLE)"로 입수됨)로 대체하였다. 이어서, 실온에서의 챔버들의 내용물을 혼합 노즐을 통해 분배하였으며, 처음 2 내지 3 그램은 폐기하였다. 이 물질의 분배 직후에 스톱워치를 시작하였다. 다음 20.3577 그램을 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬 내로 분배하였다. 20.3577 그램을 알루미늄 통 내로 분배하는 데 대략 15 내지 20초 걸렸다. 통에서의 이 물질의 상부 표면은 스톱워치의 시작으로부터 1분 또는 2분 이내에 경화되어 이 물질의 나머지에 걸쳐 스킨 층을 형성하였다. 통에서의 이 물질의 전체 두께를 통한 경화는 대략 4시간 30분이 걸렸으며, 고도로 충전된 중합체 실리콘 겔(중합체 겔)을 제공하였다. 통에서의 이 물질은 대략 5 mm 두께였다.
실시예 4
실시예 3에서의 2-파트 조성물의 경화는 효과적이었지만, 샘플의 두께를 통한 더 빠른 경화가 요구될 수 있다. 실시예 3에서, 이 물질의 상부 표면(즉, 공기 계면에 있는 물질)은 매우 신속하게 경화되었으며, 한편 상부 표면 아래에 있고 공기 계면에 있지 않은 이 물질의 나머지는 더 서서히 경화되었다. 이는 산소가 이러한 고도로 충전된 (약 85 중량% 구형 알루미나) 샘플 내로 확산되는 능력이 상부 표면 아래에서 경화 속도를 제한하고 있을 수 있음을 나타내었다. 이들 고도로 충전된 샘플의 두께를 통한 경화 속도의 증가를 희망하여, 과산소 화합물인 tert-부틸 퍼옥시-3,5,5-트라이메틸헥사노에이트를 2-파트 조성물에 첨가하였다.
플라스틱 혼합 컵인 컵 5에, 표 12에서의 성분들을 첨가하고, 이어서 1분 동안 3000 rpm으로 원심분리 혼합기(스피드믹서 DAC 150) 내에서 혼합하였다.
[표 12]
Figure 112016102960087-pct00035
별개의 플라스틱 혼합 컵인 컵 6에, 표 13에서의 성분들을 첨가하고, 이어서 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 대략 1분 동안 손으로 혼합하였다.
[표 13]
Figure 112016102960087-pct00036
별개의 플라스틱 혼합 컵인 컵 7에, 31.5019 그램의 DAM-45, 19.5025 그램의 DAM-05, 및 5.9289 그램의 컵 5의 내용물을 첨가하고, 이어서 1분 동안 3000 rpm으로 원심분리 혼합기(스피드믹서 DAC 150) 내에서 혼합하였다. 내용물을 실온으로 냉각되게 하였다(충전제와의 혼합은 약간의 열을 발생시킨다). 이어서, 3.0736 그램의 컵 6의 내용물을 컵 7에 첨가하고, 내용물을 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 대략 1분 동안 손으로 교반하고, 이어서 30초 동안 1000 rpm으로 원심분리 혼합기 내에서 혼합하였다. 파트 A인 컵 7에서의 최종 조성이 표 14에 나타나 있다.
[표 14]
Figure 112016102960087-pct00037
별개의 플라스틱 혼합 컵인 컵 8에, 표 15에 있는 성분들을 첨가하고, 이어서 30초 동안 3000 rpm으로 원심분리 혼합기 내에서 혼합하였다. 컵 8의 내용물은 파트 B였다.
[표 15]
Figure 112016102960087-pct00038
이어서, 파트 A 및 파트 B를, 2-파트 접착제 또는 수지를 보유 및 분배하는 데 사용될 수 있는 성형된 플라스틱 카트리지(10:1 부피:부피 혼합비를 위한 쓰리엠 스카치-웰드 어드헤시브 듀오-팩 카트리지)의 별개의 챔버 또는 보어에 첨가하였다. 카트리지는 동일 길이의 그러나 상이한 직경의 2개의 챔버 또는 보어를 가졌는데, 하나의 챔버는 대략 35 mL의 부피를 갖도록 하고, 다른 하나의 챔버는 대략 3.5 mL가 되도록 하였다. 파트 A(45.1873 그램)를 더 큰 챔버에 첨가하고, 파트 B(1.9497 그램)를 더 작은 챔버에 첨가하였다. 이는 챔버들이 대략 동일한 높이로 충전되게 하였으며, 챔버들은 대략 절반이 충전되었다. 이어서, 시일을 챔버 내에 넣고, 시일을 혼합물 위에 직접 위치시킴에 따라, 과량의 공기를 챔버들로부터 빼냈다. 이어서, 카트리지를 (미국 미네소타주 세인트폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "쓰리엠 EPX 플러스 II 어플리케이터"로 입수된) 수동 어플리케이터 건에 부착하고, 챔버들의 내용물이 분배될 곳인 카트리지의 선단에 있는 플러그를 제거하고 정적 혼합 노즐(약 103 mm 길이, 미국 미네소타주 세인트폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "쓰리엠 스카치-웰드 EPX 10 TO 1 믹싱 노즐"로 입수됨)로 대체하였다. 이어서, 실온에서의 2개의 챔버들의 내용물을 혼합 노즐을 통해 분배하였으며, 처음 2 내지 3 그램은 폐기하였다. 그 재료의 분배 직후에 스톱워치를 시작하였다. 다음 20.5992 그램을 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬 내로 분배하였다. 20.5992 그램을 알루미늄 통 내로 분배하는 데 대략 15 내지 20초 걸렸다. 통에서의 이 물질의 상부 표면은 스톱워치의 시작으로부터 1분 또는 2분 이내에 경화되어 이 물질의 나머지에 걸쳐 스킨 층을 형성하였다. 통에서의 이 물질의 전체 두께를 통한 경화는 대략 2시간 30분이 걸렸으며, 고도로 충전된 중합체 실리콘 겔을 제공하였다. 통에서의 이 물질은 대략 5 mm 두께였다. 과산소 화합물인 tert-부틸 퍼옥시-3,5,5-트라이메틸헥사노에이트의 첨가는, 고도로 충전되고 비교적 두꺼운 샘플의 전체 두께를 통해 경화되는 데 필요한 시간을 감소시켰다.
실시예 5
APE인 알릴 에테르, TMPTMP인 다작용성 티올, TEB-DAP인 트라이알킬보란-아민 착물, 및 DDSA인 탈착화제를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 B의 성분들을 칭량하여 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬 내로 직접 넣고, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 16에 열거된 바와 같았다. 모든 개별 성분들 및 파트 A 및 파트 B는 실온에서 액체였다.
[표 16]
Figure 112016102960087-pct00039
이어서, 0.9973 그램의 파트 A를 실온(대략 21℃)에서, 파트 B가 들어 있는 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 0.99 중량%의 TEB-DAP를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 손으로 교반하였으며, 혼합물은 대략 2분 후에 고체로 경화되었다.
비교예 3
비교예 3은, TMPTMP를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 5와 유사하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 B는 단일 성분, DDSA였으며, 0.0501 그램을 칭량하여 대략 50 mm 직경의 원형 알루미늄 통 또는 팬 내로 넣었다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 17에 열거된 바와 같았다.
[표 17]
Figure 112016102960087-pct00040
이어서, 0.9993 그램의 파트 A를 실온(대략 21℃)에서, 파트 B가 들어 있는 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 2.5 중량%의 TEB-DAP를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 5분 동안 손으로 교반하였다. 혼합물은 그의 주도에 있어서 어떠한 주목할 만한 변화도 거치지 않았다(즉, 이는 액체로 남아 있었다). 샘플을 교반 없이 한쪽으로 치워 두고 48시간 전체에 걸쳐 때때로 관찰하였으며, 주도에 있어서의 어떠한 주목할 만한 변화도 관찰되지 않았다. 샘플은 액체로 남아 있었다.
실시예 6
APE인 알릴 에테르, 캅큐어 3-800인 다작용성 티올, TEB-DAP인 트라이알킬보란-아민 착물, 및 노난산인 탈착화제를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였으며, 한편 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 18에 열거된 바와 같았다. 모든 개별 성분들 및 파트 A 및 파트 B는 실온에서 액체였다.
[표 18]
Figure 112016102960087-pct00041
이어서, 1.9551 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가한 후, 0.5488 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 1.0 중량%의 TEB-DAP를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 5분 동안 손으로 교반하였으며, 이 물질은 그의 주도에 있어서 어떠한 주목할 만한 변화도 거치지 않았다. 샘플을 교반 없이 한쪽으로 치워 두고 때때로 관찰하였다. 파트 A 및 파트 B를 배합한지 45분 후에, 샘플은 여전히 액체였다. 파트 A 및 파트 B를 배합한지 2시간 후에, 탄성중합체성 스킨 층, 즉 중합체 필름이 공기 계면에 있는 샘플의 상부에 형성되었다. 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 스킨 층을 돌파하고 그것을 아래의 유체 내로 혼합하였다. 6분 동안 손으로 교반한 후에, 전체 내용물은 겔화되었다. 교반을 정지하였으며, 22분 후에, 샘플은 고무질 고체로 경화되었다.
실시예 7
APE인 알릴 에테르, DAS인 알릴 에스테르, 캅큐어 3-800인 다작용성 티올, TEB-DAP인 트라이알킬보란-아민 착물, 및 DDSA인 탈착화제를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였으며, 한편 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 19에 열거된 바와 같았다. 모든 개별 성분들 및 파트 A 및 파트 B는 실온에서 액체였다.
[표 19]
Figure 112016102960087-pct00042
이어서, 2.3181 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가한 후, 0.2589 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 0.97 중량%의 TEB-DAP를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 5분 동안 손으로 교반하였으며, 이 물질은 그의 주도에 있어서 어떠한 주목할 만한 변화도 거치지 않았다. 샘플을 교반 없이 한쪽으로 치워 두고 때때로 관찰하였다. 파트 A 및 파트 B를 배합한지 30분 후에, 샘플은 여전히 액체였다. 파트 A 및 파트 B를 배합한지 1시간 45분 후에, 탄성중합체성 스킨 층이 공기 계면에 있는 샘플의 상부에 형성되었다. 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 스킨 층을 돌파하고 그것을 아래의 유체 내로 혼합하였다. 대략 1분 동안 손으로 교반한 후에, 전체 내용물은 겔화되었다. 교반을 정지하였으며, 19분 후에, 샘플은 고무질 고체로 경화되었다.
실시예 8
APE, SR533, TMPTMP, TEB-DAP, 및 노난산을 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였으며, 한편 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 20에 열거된 바와 같았다.
[표 20]
Figure 112016102960087-pct00043
이어서, 1.5472 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가한 후, 0.9537 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 0.99 중량%의 TEB-DAP를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 손으로 교반하였으며, 혼합물은 대략 20초 후에 고무질 고체로 경화되었으며, 이후에 이 물질은 더 이상 교반이 불가능하였다. 혼합을 시작한지 대략 4분 후에, 이 물질은 단단한 고체로 되었다.
실시예 9
8966A, EGBMP, TMPTMP, TnBB-MOPA, DDSA, 및 DINA인 가소제를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였으며, 한편 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 21에 열거된 바와 같았다. 모든 개별 성분들 및 파트 A 및 파트 B는 실온에서 액체였다.
[표 21]
Figure 112016102960087-pct00044
이어서, 1.9317 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가한 후, 0.5698 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 2.9 중량%의 TnBB-MOPA를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 손으로 교반하였으며, 혼합물은 대략 1분 45초 후에 탄성중합체성 고무로 경화되었다.
실시예 10
DEGDVE, 폴리메르캅탄 805C, TEB-DAP, 및 DDSA를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였으며, 한편 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 22에 열거된 바와 같았다. 모든 개별 성분들 및 파트 A 및 파트 B는 실온에서 액체였다.
[표 22]
Figure 112016102960087-pct00045
이어서, 1.7827 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가한 후, 0.7042 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 0.97 중량%의 TEB-DAP를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 5분 동안 손으로 교반하였으며, 이 물질은 그의 주도에 있어서 어떠한 주목할 만한 변화도 거치지 않았다. 샘플을 교반 없이 한쪽으로 치워 두고, 교반을 시작한지 11분 30초 후에 샘플의 점도는 증가하였다. 교반을 재개하였으며, 이 물질은 초기 교반을 시작한지 대략 15분 30초 후에 점착성 중합체 겔이 되었다.
실시예 11
APE인 알릴 에테르, TMPTMP인 다작용성 티올, TEB-DAP인 트라이알킬보란-아민 착물, 및 노닐 알데하이드인 탈착화제를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였으며, 한편 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 23에 열거된 바와 같았다. 모든 개별 성분들 및 파트 A 및 파트 B는 실온에서 액체였다.
[표 23]
Figure 112016102960087-pct00046
이어서, 1.6034 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가한 후, 0.8930 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 0.98 중량%의 TEB-DAP를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 5분 동안 손으로 교반하였으며, 이 물질의 점도는 약간 증가하였지만 액체로 남아 있었다. 샘플을 교반 없이 한쪽으로 치워 두고, 파트 A 및 파트 B를 배합한지 30분 후에 관찰하였다. 스킨 층이 공기 계면에 있는 샘플의 상부에 형성되었다. 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 스킨 층을 돌파하고 그것을 아래의 유체 내로 혼합하였다. 3분 동안 손으로 교반하고 파트 A 및 파트 B를 배합한지 33분 후에, 전체 내용물은 연질의 고무질 물질로 겔화되었다. 교반을 정지하였으며, 파트들을 배합한지 45분 후에 샘플은 더 단단해졌지만, 여전히 고무질 고체였다.
실시예 12
APE인 알릴 에테르, TMPTMP인 다작용성 티올, TEB-DAP인 트라이알킬보란-아민 착물, 및 BPBA인 1,3-다이카르보닐 탈착화제를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였으며, 한편 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 실온에서 고체인 BPBA는 TMPTMP 중에 신속히 용해되지 않았다. 두 바이알 모두 캡핑하고 하룻밤 유지하였다. 다음 날, 파트 B를 때때로 목제 어플리케이터 스틱으로 교반하였으며, 이후에 모든 또는 대부분의 BPDA는 TMPTMP 중에 용해되었다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 24에 열거된 바와 같았다.
[표 24]
Figure 112016102960087-pct00047
이어서, 1.6122 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가한 후, 0.8920 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 1.0 중량%의 TEB-DAP를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 손으로 교반하였으며, 혼합물은 대략 5 내지 10초 후에 고무질 고체로 경화되었으며, 이후에 이 물질은 더 이상 교반이 불가능하였다. 혼합을 시작한지 대략 1분 후에, 이 물질은 더 강성인 고체로 되었다.
실시예 13
APE, SR350, TMPTMP, TEB-DAP, VPA인 탈착화제, 및 PGA인 자유 라디칼 억제제 또는 안정제를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 8 mL 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였으며, 한편 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 8 mL 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 25에 열거된 바와 같았다.
[표 25]
Figure 112016102960087-pct00048
이어서, 1.9963 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 25 mL 유리 바이알에 첨가한 후, 0.5123 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 1.0 중량%의 TEB-DAP를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 손으로 교반하였으며, 혼합물은 대략 3분 30초 후에 고체로 경화되었다.
실시예 14
APE, LP-3, TnBB-MOPA, 및 DDSA를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였으며, 한편 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 26에 열거된 바와 같았다.
[표 26]
Figure 112016102960087-pct00049
이어서, 2.1167 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가한 후, 0.3823 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 3.0 중량%의 TnBB-MOPA를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 5분 동안 손으로 교반하였으며, 이 물질은 그의 주도에 있어서 어떠한 주목할 만한 변화도 거치지 않았다. 샘플을 교반 없이 한쪽으로 치워 두고 때때로 관찰하였다. 파트 A 및 파트 B를 배합한지 50분 후에, 스킨 층이 공기 계면에 있는 샘플의 상부에 형성되었다. 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 스킨 층을 돌파하고 그것을 아래의 유체 내로 혼합하였으며, 내용물을 5분 동안 혼합하고, 이어서 한쪽으로 치워 두었다. 파트 A 및 파트 B를 배합한지 115분 후에, 스킨 층이 공기 계면에 있는 샘플의 상부에 다시 형성되었다. 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 스킨 층을 돌파하고 그것을 아래의 유체 내로 혼합하였으며, 내용물을 5분 동안 혼합하고, 이어서 한쪽으로 치워 두었다. 파트 A 및 파트 B를 배합한지 155분 후에, 스킨 층은 존재하지 않았으며, 샘플을 추가 5분 동안 교반하고, 이어서 한쪽으로 치워 두었다. 샘플은 훨씬 더 점성이 되었다. 파트 A 및 파트 B를 배합한지 230분 후에, 샘플은 중합체 겔로 되었다.
실시예 15
APE, TMPTMP, TnBB-MOPA, 및 IPDI를 함유한 2-파트 조성물을 제조하였다. 파트 A의 성분들을 칭량하여 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였으며, 한편 파트 B의 성분들을 칭량하여 별개의 유리 바이알 내로 넣고 혼합하였다. 파트 A 및 파트 B의 내용물은 표 27에 열거된 바와 같았다.
[표 27]
Figure 112016102960087-pct00050
이어서, 1.6192 그램의 파트 B를 실온(대략 21℃)에서, 직경이 대략 50 mm인 원형 알루미늄 통 또는 팬에 첨가한 후, 0.9002 그램의 파트 A를 첨가하여, 혼합물의 총 중량을 기준으로 대략 3.0 중량%의 TnBB-MOPA를 갖는 혼합물을 제공하였다. 혼합물을 즉시, 목제 어플리케이터 스틱을 사용하여 손으로 교반하였으며, 혼합물은 약 10초 후에 겔화되고 대략 30초 후에 고체로 경화되었다.
특허증을 위한 상기 출원에서 인용된 모든 참고 문헌, 특허 또는 특허 출원은 전체적으로 일관된 방식으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 포함된 참고 문헌의 부분과 본 출원 사이에 불일치 또는 모순이 있는 경우, 전술한 설명의 정보가 우선하여야 한다. 당업자가 청구된 본 발명을 실시할 수 있게 하도록 주어진 전술한 설명은 청구범위 및 그에 대한 모든 등가물에 의해 규정되는 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (20)

  1. 중합성 조성물로서,
    상기 중합성 조성물은
    염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제(complexing agent)인 오가노보란-염기 착물로서, 상기 착화제는 아지리딘이 없는, 오가노보란-염기 착물;
    상기 오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제(decomplexing agent)로서, 1,3-다이카르보닐 화합물을 포함하는, 탈착화제;
    복수의 티올 기를 갖되 상기 티올 기의 황 원자가 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성(polymerizable) 티올-함유 화합물을 포함하는, 중합성 티올-함유 성분; 및
    복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분
    을 포함하며, 이때
    상기 티올-함유 화합물과 상기 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 상기 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 되는, 중합성 조성물.
  2. 염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인, 오가노보란-염기 착물을 포함하는 파트 A 조성물로서, 상기 착화제는 아지리딘이 없는, 파트 A 조성물; 및
    상기 오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제를 포함하는 파트 B 조성물로서, 상기 탈착화제가 1,3-다이카르보닐 화합물을 포함하는, 파트 B 조성물
    을 포함하는 중합성 조성물로서,
    상기 중합성 조성물은 추가로
    복수의 티올 기를 갖되 상기 티올 기의 황 원자가 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는, 중합성 티올-함유 성분; 및
    복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분
    을 포함하며,
    상기 티올-함유 화합물과 상기 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 상기 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 되는, 중합성 조성물.
  3. 염기가 하나 이상의 아민 기, 하나 이상의 아미딘 기, 하나 이상의 하이드록사이드 기, 하나 이상의 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인, 오가노보란-염기 착물을 포함하는 파트 A 조성물로서, 상기 착화제는 아지리딘이 없는, 파트 A 조성물; 및
    상기 오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제를 포함하는 파트 B 조성물로서, 상기 탈착화제가 1,3-다이카르보닐 화합물을 포함하는, 파트 B 조성물
    을 포함하는 성분들을 배합함으로써 제조되는 조성물로서,
    상기 파트 A 조성물 및/또는 상기 파트 B 조성물은 추가로
    복수의 티올 기를 갖되 상기 티올 기의 황 원자가 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는, 중합성 티올-함유 성분; 및
    복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분
    을 포함하며,
    상기 티올-함유 화합물과 상기 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 상기 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 되는, 조성물.
  4. 조성물의 제조 방법으로서,
    상기 방법은,
    염기가 하나 이상의 아민 기, 아미딘 기, 하이드록사이드 기, 알콕사이드 기, 또는 이들의 조합을 갖는 화합물로부터 선택되는 착화제인, 오가노보란-염기 착물을 포함하는 파트 A 조성물로서, 상기 착화제는 아지리딘이 없는, 파트 A 조성물; 및
    상기 오가노보란-염기 착물로부터 오가노보란을 유리시키는 탈착화제를 포함하는 파트 B 조성물로서, 상기 탈착화제가 1,3-다이카르보닐 화합물을 포함하는, 파트 B 조성물
    을 포함하는 성분들을 배합하는 단계, 및
    상기 파트 A 및 상기 파트 B가 반응되게 하여 중합체를 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 파트 A 조성물 및/또는 상기 파트 B 조성물은 추가로
    복수의 티올 기를 갖되 상기 티올 기의 황 원자가 탄소에 공유 결합된 적어도 하나의 중합성 티올-함유 화합물을 포함하는, 중합성 티올-함유 성분; 및
    복수의 에틸렌계 불포화 기를 갖는 적어도 하나의 중합성 에틸렌계 불포화 화합물을 포함하는 중합성 에틸렌계 불포화 성분
    을 포함하며,
    상기 티올-함유 화합물과 상기 에틸렌계 불포화 화합물의 총량은 상기 조성물 내의 모든 중합성 재료의 적어도 50 중량%가 되는, 제조 방법.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101859891B1 (ko) 2014-11-14 2018-05-18 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 2-파트 접착제 조성물 및 접착제 조성물의 제조 방법
WO2016101129A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-30 Henkel (China) Company Limited 1k high temperature debondable adhesive
KR101919293B1 (ko) * 2015-09-10 2018-11-15 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 중합성 조성물, 중합된 조성물, 및 그의 제조 및 사용 방법
WO2017177089A1 (en) * 2016-04-07 2017-10-12 Basf Se Curable sealant composition
EP3440148A1 (en) * 2016-04-07 2019-02-13 Basf Se Dual-curable sealant composition
WO2018077973A1 (en) * 2016-10-27 2018-05-03 Michael Malkoch A composition comprising thiol, alkene and phosphonic acid containing compounds for use as a primer for adhesion improvement
CN110741050B (zh) * 2017-06-14 2021-05-14 综研化学株式会社 涂布用固化性组合物和层叠体
CN111094398B (zh) * 2017-09-26 2023-02-14 3M创新有限公司 可固化的密封剂组合物、密封帽以及它们的制备和使用方法
EP3807043A1 (en) * 2018-06-15 2021-04-21 3M Innovative Properties Company Assemblies and methods of making a shim
US11667734B2 (en) * 2019-02-14 2023-06-06 Drexel University Oxygen tolerant and room temperature raft through alkylborane initiation
US11015057B2 (en) * 2019-04-03 2021-05-25 Prc-Desoto International, Inc. Dual-cure compositions
FR3098815B1 (fr) * 2019-07-18 2021-06-25 Bostik Sa Procédé de polymérisation avec un complexe de borane-amine
FR3104588B1 (fr) * 2019-12-17 2021-12-24 Chryso Composés fluidifiants pour compositions hydrauliques

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110294958A1 (en) 2009-02-04 2011-12-01 Dongchan Ahn Method Of Forming A Non-Random Copolymer

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3275611A (en) 1960-12-30 1966-09-27 Monsanto Co Process for polymerizing unsaturated monomers with a catalyst comprising an organoboron compound, a peroxygen compound and an amine
US3898349A (en) * 1966-07-26 1975-08-05 Grace W R & Co Polyene/polythiol paint vehicle
US3661744A (en) 1966-07-26 1972-05-09 Grace W R & Co Photocurable liquid polyene-polythiol polymer compositions
US4008341A (en) * 1968-10-11 1977-02-15 W. R. Grace & Co. Curable liquid polymer compositions
JPS55152737A (en) 1979-02-13 1980-11-28 Gen Electric Ultraviolet ray hardening composition
US4538920A (en) 1983-03-03 1985-09-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Static mixing device
US5082147A (en) 1988-02-29 1992-01-21 Richard Jacobs Composition dispensing system
DE3837569A1 (de) 1988-11-04 1990-05-10 Espe Stiftung Mit sichtbarem licht aushaertbare dentalmassen
US5106928A (en) 1991-04-29 1992-04-21 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Acrylic adhesive composition and organoboron initiator system
US5616796A (en) 1995-04-14 1997-04-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Organoborane polyamine complexes and adhesive composition made therewith
US5621143A (en) 1995-04-14 1997-04-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Organoborane polyoxyalkylenepolyamine complexes and adhesive compositions made therewith
DE69609616T2 (de) * 1995-08-11 2001-04-12 Minnesota Mining & Mfg Initiatorsystem und daraus hergestellte klebstoffzusammensetzung
JP3661717B2 (ja) 1996-07-30 2005-06-22 三菱瓦斯化学株式会社 新規な高屈折率レンズ材料
US6252023B1 (en) 1999-03-19 2001-06-26 3M Innovative Properties Company Organoborane amine complex inatator systems and polymerizable compositions made therewith
DE19919581A1 (de) 1999-04-29 2000-11-02 Espe Dental Ag Dentalmaterialien, Verfahren zu ihrer Aushärtung und deren Verwendung
WO2000068297A1 (en) 1999-05-10 2000-11-16 3M Innovative Properties Company Compositions for making ene-thiol elastomers
US6486090B1 (en) 1999-11-04 2002-11-26 3M Innovative Properties Company Initiator/hydroxide and initiator/alkoxide complexes, systems comprising the complexes, and polymerized compositions made therewith
US6410667B1 (en) 1999-11-04 2002-06-25 3M Innovative Properties Company Initiator/amidine complexes, systems comprising the complexes, and polymerized compositions made therewith
EP1201722A1 (en) * 2000-10-23 2002-05-02 Loctite (R & D) Limited Polymerisation initiators, polymerisable compositions, and uses thereof
JP2004530737A (ja) * 2001-02-21 2004-10-07 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 長い可使時間を有する重合性システム
IE20020293A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-29 Loctite R & D Ltd Initiator systems, polymerisable compositions, and uses thereof for bonding low surface energy substrates
US6740716B2 (en) * 2001-10-30 2004-05-25 Dow Global Technologies Inc. Organoborane amine complex polymerization initiators and polymerizable compositions
US6849569B2 (en) 2001-12-31 2005-02-01 3M Innovative Properties Company Initiator systems comprising β-ketone compounds
AU2003225512A1 (en) 2002-04-19 2003-11-03 Loctite (R And D) Limited Polymerisation initiators based on ammonium tetraalkyl boranes, polymerisable compositions, and uses thereof for bonding low surface energy substrates
US6777512B1 (en) 2003-02-28 2004-08-17 Dow Global Technologies Inc. Amine organoborane complex initiated polymerizable compositions containing siloxane polymerizable components
US7105584B2 (en) * 2003-04-18 2006-09-12 Nscg, Inc. Dual-cure silicone compounds exhibiting elastomeric properties
WO2006073696A1 (en) 2005-01-04 2006-07-13 Dow Corning Corporation Siloxanes and silanes cured by organoborane amine complexes
EP1913040B1 (en) * 2005-02-16 2021-03-31 Dow Silicones Corporation Polymer particles and encapsulated compositions using organoborane amine complexes
US8742050B2 (en) * 2008-03-28 2014-06-03 Henkel US IP LLC Two part hybrid adhesive
RU2548074C2 (ru) * 2009-06-26 2015-04-10 Басф Се Способ формирования отвержденной покрывающей композиции на автомобильном компоненте
CN102802814A (zh) 2009-06-26 2012-11-28 巴斯夫欧洲公司 漆涂层体系及多层漆涂层的制备方法
US8835915B2 (en) 2010-11-22 2014-09-16 3M Innovative Properties Company Assembly and electronic devices including the same
CN103347925A (zh) 2010-12-17 2013-10-09 陶氏环球技术有限责任公司 可固化组合物

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110294958A1 (en) 2009-02-04 2011-12-01 Dongchan Ahn Method Of Forming A Non-Random Copolymer

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