(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-10
(54)【発明の名称】一液型ポリウレタン接着剤
(51)【国際特許分類】
C09J 175/04 20060101AFI20231102BHJP
C09J 11/04 20060101ALI20231102BHJP
C09J 11/06 20060101ALI20231102BHJP
C08G 18/40 20060101ALI20231102BHJP
【FI】
C09J175/04
C09J11/04
C09J11/06
C08G18/40 018
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023522480
(86)(22)【出願日】2021-08-17
(85)【翻訳文提出日】2023-05-19
(86)【国際出願番号】 US2021046240
(87)【国際公開番号】W WO2022081248
(87)【国際公開日】2022-04-21
(32)【優先日】2020-10-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519415100
【氏名又は名称】ディディピー スペシャルティ エレクトロニック マテリアルズ ユーエス,エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100092783
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100095360
【氏名又は名称】片山 英二
(74)【代理人】
【識別番号】100120134
【氏名又は名称】大森 規雄
(74)【代理人】
【識別番号】100128484
【氏名又は名称】井口 司
(72)【発明者】
【氏名】クラーク、トーマス
(72)【発明者】
【氏名】アリソン、スティーブ
(72)【発明者】
【氏名】マルヴァドカル、ニランジャン
(72)【発明者】
【氏名】アントウィ、アーロン
(72)【発明者】
【氏名】リーチ、ジェフリー
(72)【発明者】
【氏名】チュー、フイドー
(72)【発明者】
【氏名】ソフィア、ダニエル
(72)【発明者】
【氏名】ヘンダーソン、ミシェル
(72)【発明者】
【氏名】クナイゼル、アンドリュー
(72)【発明者】
【氏名】ヴォーゲル、ギャビン
(72)【発明者】
【氏名】タッセリ、ガブリエーレ
【テーマコード(参考)】
4J034
4J040
【Fターム(参考)】
4J034BA03
4J034DA01
4J034DB03
4J034DC07
4J034DF01
4J034DF14
4J034DG01
4J034DG02
4J034DG03
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4J034HA01
4J034HA07
4J034HA08
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4J034HC03
4J034HC12
4J034HC13
4J034HC17
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4J034RA08
4J040EF111
4J040EF131
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4J040KA42
4J040LA06
4J040MA05
4J040NA16
(57)【要約】
本明細書では、ガラス表面に対する優れた接着強度を示す一液型ポリウレタン接着剤組成物が提供される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一液型ポリウレタン接着剤組成物であって、
(A)50~57重量%のポリエーテルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー;
(B)1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエステルプレポリマー;
(C)0.4~1.2重量%の脂肪族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)0.4~1.2重量%の芳香族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネート;
(E)0.4~1.5重量%のイソシアネート官能化シラン総含有量における少なくとも1種のイソシアネート官能化シラン;
(F)0.50~0.99重量%のアミン触媒;
(G)アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせが少なくとも0.6重量%である、1.2重量%未満のメルカプトシラン総含有量における少なくとも1種のメルカプトシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満のアミノシラン総含有量における少なくとも1種のアミノシラン;
(H)17~20重量%のカーボンブラック;
(I)3~30重量%の炭酸カルシウム;
(J)任意選択的に、0~27重量%の、炭酸カルシウム及び/又はカーボンブラック以外のフィラー
を含み、前記ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+粘土の合計は、20~30重量%であり、及び前記重量パーセントは、前記ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする、一液型ポリウレタン接着剤組成物。
【請求項2】
前記少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー(A)は、ポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートの存在下で1種以上のポリエーテルポリオールを重合することによって製造されたポリマー及び前記ポリエーテルプレポリマーの混合物から選択される、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項3】
前記ポリエーテルプレポリマー(A)は、MDIと反応されたポリアルキレンオキシドジオール及び/又はトリオールの混合物である、請求項1又は2に記載の接着剤組成物。
【請求項4】
前記少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー(A)は、少なくとも1種のポリイソシアネートの存在下において、
(i)アルキレン基がC
2~C
4であるポリ(アルキレンオキシド)ジオール、
(ii)三官能性ポリオールと反応されたポリ(アルキレンオキシド)ジオールから得られる三官能性ポリオールであって、アルキレン基は、C
2~C
4である、三官能性ポリオール;
(iii)(i)、(ii)並びに(i)及び(ii)の混合物
から選択される少なくとも1種のポリオールを重合することによって製造されたポリエーテルプレポリマーから選択される、請求項1~3のいずれか一項に記載の接着剤。
【請求項5】
前記少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー(A)は、MDIと反応された、36のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1558)と、56のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1000)とを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の接着剤。
【請求項6】
前記少なくとも1種のポリエステルプレポリマー(B)は、一級ヒドロキシル官能基を有する1種以上の直鎖コポリエステルをポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートと反応させることによって製造されたポリマー及び前記ポリエステルプレポリマーの混合物から選択される、請求項1~5のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項7】
前記少なくとも1種のポリエステルプレポリマー(B)は、3,500Daの分子量のコポリエステルとMDIとの反応生成物であり、40~90℃の融点を有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項8】
前記少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート(C)は、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るイソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン及びトリメチルヘキサメチレンジイソシアネート並びに前記脂肪族ポリイソシアネートの混合物から選択される、請求項1~7のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項9】
前記少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート(C)は、21.8±0.3%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有するHDI三量体である、請求項1~8のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項10】
前記芳香族ポリイソシアネート(D)は、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックMDI(PMDI、ジフェニルメタンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルイソシアネートとの混合物)、テトラメチルキシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート及び前記芳香族ポリイソシアネートの混合物から選択される、請求項1~9のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項11】
前記芳香族ポリイソシアネート(D)は、30.4%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有する、MDIを含有するポリメチレンポリフェニルイソシアネートである、請求項1~10のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項12】
前記イソシアネート官能化シラン(E)は、アミノシランとポリイソシアネートとの反応生成物、メルカプトシランとポリイソシアネートとの反応生成物、その他及びこれらの混合物から選択される、請求項1~11のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項13】
前記イソシアネート官能化シラン(E)は、二級アミノアルコキシシランとポリイソシアネートとの反応生成物である、請求項1~12のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項14】
前記イソシアネート官能化シラン(E)は、HDI-ビウレットと反応されたN,N-ビス[(3-トリメトキシシリル)-プロピル]アミン)の反応生成物である、請求項1~13のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項15】
前記アミン触媒(F)は、三級アミンから選択される、請求項1~14のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項16】
前記アミン触媒(F)は、N,N-ジメチルシクロヘキサン、トリエチレンジアミン、N,N,N,N-テトラメチルアルキレンジアミン、N,N,N,N-ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチルアミン、N,N-ジメチルベンジルアミン、N,N-ジメチルヘキサデシルアミン、N,N-ジメチルブチルアミン、2,2’-及びジモルホリノジエチルエーテルから選択される、請求項1~15のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項17】
前記アミン触媒(F)は、2,2’-及びジモルホリノジエチルエーテルである、請求項1~16のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項18】
前記少なくとも1種のメルカプトシラン(G)は、以下の式:
【化1】
(式中、R
1、R
2及びR
3は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
4は、C
nH
2nであり、nは、1~12の整数である)
のメルカプトシラン及び前記メルカプトシランの混合物から選択される、請求項1~17のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項19】
R
1、R
2及びR
3は、OCH
3であり、及びnは、1~6である、請求項18に記載の接着剤組成物。
【請求項20】
前記少なくとも1種のメルカプトシラン(G)は、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシランである、請求項1~19のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項21】
前記アミノシラン(G’)は、以下の式:
【化2】
(式中、R
1、R
2、R
3、R
4、R
5及びR
6は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
7及びR
8は、C
nH
2nから独立して選択され、nは、1~6の整数であり、好ましくは、nは、3である)
のアミノシラン及び前記アミノシランの混合物から選択される、請求項1~20のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項22】
前記アミノシラン(G’)は、ビス(γ-トリメトキシシリルプロピル)アミンである、請求項1~21のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項23】
前記フィラー(J)は、カオリン粘土である、請求項1~22のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項24】
前記少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー(A)は、前記接着剤組成物の総重量を基準として52~54重量%で存在する、請求項1~23のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項25】
前記少なくとも1種のポリエステルプレポリマー(B)は、前記接着剤組成物の総重量を基準として1.3~1.5重量%で存在する、請求項1~24のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項26】
前記少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート(C)は、前記接着剤組成物の総重量を基準として0.5~1重量%で存在する、請求項1~25のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項27】
前記少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネート(D)は、前記接着剤組成物の総重量を基準として0.5~1重量%で存在する、請求項1~26のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項28】
前記少なくとも1種のイソシアネート官能化シラン(E)は、前記接着剤組成物の総重量を基準として0.8~1重量%で存在する、請求項1~27のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項29】
前記アミン触媒(F)は、前記接着剤組成物の総重量を基準として0.6~0.8重量%で存在する、請求項1~28のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項30】
前記メルカプトシラン(G)は、前記接着剤組成物の総重量を基準として0.91~0.95重量%で存在する、請求項1~29のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項31】
前記アミノシラン(G’)は、前記接着剤組成物の総重量を基準として0.05~0.22重量%で存在する、請求項1~30のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項32】
前記カーボンブラック(H)は、前記接着剤組成物の総重量を基準として17.6~18重量%で存在する、請求項1~31のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項33】
前記炭酸カルシウム(I)は、前記接着剤組成物の総重量を基準として6~10重量%で存在する、請求項1~32のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【請求項34】
前記粘土(J)は、前記接着剤組成物の総重量を基準として21~24重量%で存在する、請求項1~33のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一液型ポリウレタン接着剤、特にガラスに接着するためのポリウレタン接着剤の分野に関する。
【背景技術】
【0002】
一液型ポリウレタン接着剤は、自動車産業において、特にフロントガラスの修復を迅速に行い易くするために広く使用されている。市販の接着剤は、良好な車両剛性及び滑らかな乗り心地を提供するために、高い弾性率(4.0MPa未満のヤング率)を提供するように設計されている。消費者の要求を満たすために、接着剤は、接着剤を塗布してから30分以内に顧客が車両を安全に運転できるように設計されている(MDAT、最短ドライブアウェイタイム)。しかしながら、そのような接着剤は、優れた接着強度(350psi未満の重ねせん断値)を得るために、交換用フロントガラスのガラスフリット上にプライマーを必要とする。ガラスフリットへのプライマーレス接着を実現する接着剤が報告されているものの、これらの接着剤は、望ましい高弾性率及び30分のMDATを欠いている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
高弾性率、優れたプライマーレス接着性及び30分以内のMDATを提供する、フロントガラス修復のための一液型ポリウレタン接着剤が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
第1の態様では、本発明は、一液型ポリウレタン接着剤組成物であって、
(A)50~57重量%のポリエーテルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー;
(B)1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエステルプレポリマー;
(C)0.4~1.2重量%の脂肪族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)0.4~1.2重量%の芳香族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネート;
(E)0.4~1.5重量%のイソシアネート官能化シラン総含有量における少なくとも1種のイソシアネート官能化シラン;
(F)0.50~0.99重量%のアミン触媒;
(G)アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせが少なくとも0.6重量%である、1.2重量%未満のメルカプトシラン総含有量における少なくとも1種のメルカプトシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満のアミノシラン総含有量における少なくとも1種のアミノシラン;
(H)17~20重量%のカーボンブラック;
(I)3~30重量%の炭酸カルシウム;
(J)任意選択的に、0~27重量%の、炭酸カルシウム及び/又はカーボンブラック以外のフィラー
を含み、ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+フィラーの合計は、20~30重量%であり、及び重量パーセントは、ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする、一液型ポリウレタン接着剤組成物を提供する。
【0005】
第2の態様では、本発明は、
ガラス基材と;
第2の基材と
を含む接着されたアセンブリであって、本発明の接着剤組成物の層は、両方の基材と接着接触する、接着されたアセンブリを提供する。
【0006】
第3の態様では、本発明は、ガラス基材を第2の基材に接着する方法であって、
(1)ガラス基材及び第2の基材を提供する工程;
(2)本発明の接着剤組成物をガラス基材、第2の基材又はその両方に塗布する工程;
(3)接着剤が両方の基材と接着接触するように、ガラス基材と第2の基材とを組み立てる工程
を含む方法を提供する。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明者らは、驚くべきことに、請求項1に記載の接着剤組成物が、30分のドライブアウェイタイムの要件、すなわち、
・3.4Jを超える30分後の衝撃強さ;
・4MPaを超えるヤング率;
・23℃、50%RHで3日後、350psiを超えるフリットガラス上での重ねせん断強さ及び80%を超える凝集破壊;
・好ましくは1×108ohm*cmを超える電気抵抗率
を満たすことを見出した。
【0008】
定義及び略称
MDI:4,4’-メチレンビス(フェニルイソシアネート)
HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート
PU:ポリウレタン。
【0009】
本明細書で報告されるポリマーの分子量は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により決定した数平均分子量又は重量平均分子量としてダルトン(Da)で報告される。
【0010】
本発明の一液型ポリウレタン接着剤組成物は、
(A)50~57重量%のポリエーテルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー;
(B)1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエステルプレポリマー;
(C)0.4~1.2重量%の脂肪族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)0.4~1.2重量%の芳香族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネート;
(E)0.4~1.5重量%のイソシアネート官能化シラン総含有量における少なくとも1種のイソシアネート官能化シラン;
(F)0.50~0.99重量%のアミン触媒;
(G)アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせが少なくとも0.6重量%である、1.2重量%未満のメルカプトシラン総含有量における少なくとも1種のメルカプトシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満のアミノシラン総含有量における少なくとも1種のアミノシラン;
(H)17~20重量%のカーボンブラック;
(I)3~30重量%の炭酸カルシウム;
(J)任意選択的に、0~27重量%の、炭酸カルシウム及び/又はカーボンブラック以外のフィラー
を含み、ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+フィラーの合計は、20~30重量%であり、及び重量パーセントは、ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする。
【0011】
ポリエーテルプレポリマー(A)
本発明の組成物は、組成物の総重量を基準として50~57重量%のポリエーテルプレポリマーを含む。
【0012】
ポリエーテルプレポリマーは、ポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートの存在下で1種以上のポリエーテルポリオールを重合することによって製造されたポリマーを含む。本発明において有用なポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリ(アルキレンカーボネート)ポリオール、ヒドロキシル含有ポリチオエーテル、ポリマーポリオール及びそれらの混合物が挙げられる。ポリエーテルポリオールは、当技術分野で周知であり、例えばポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン及びポリテトラメチレンエーテルジオール及びトリオールが含まれ、これらは、無置換又はハロゲン置換又は芳香族置換のエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを、水、アンモニア、多価アルコール又はアミンなどの活性水素基を2つ以上含む開始剤化合物と反応させることによって調製される。通常、ポリエーテルポリオールは、活性水素含有開始剤化合物の存在下でアルキレンオキシドを重合することによって調製することができる。好ましいポリエーテルポリオールは、ポリオールの主鎖中に1つ以上のアルキレンオキシド単位を含む。好ましいアルキレンオキシド単位は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド及びそれらの混合物である。好ましくは、ポリオールは、プロピレンオキシド単位、エチレンオキシド単位又はそれらの混合物を含む。アルキレンオキシド単位の混合物がポリオール中に含まれる実施形態では、異なる単位がランダムに配置され得るか、又はそれぞれのアルキレンオキシドのブロックで配列され得る。好ましい一実施形態では、ポリオールは、ポリオールをキャップするエチレンオキシド鎖と共にプロピレンオキシド鎖を含む。好ましい実施形態では、ポリエーテルポリオールは、ポリエーテルジオールとポリエーテルトリオールとの混合物である。好ましくは、ポリエーテルポリオール又は混合物は、少なくとも約1.5、より好ましくは少なくとも約1.8、最も好ましくは少なくとも約2.0の官能価を有し;これは、好ましくは、約4.0以下、より好ましくは約3.5以下、最も好ましくは約3.0以下である。好ましくは、ポリエーテルポリオール混合物の当量は、少なくとも約200、より好ましくは少なくとも約500、より好ましくは少なくとも約1,000であり;好ましくは約5,000以下、より好ましくは約3,000以下、最も好ましくは約2,500以下である。
【0013】
より具体的な実施例は、以下を含む:
1.アルキレン基がC2~C4である、ポリ(アルキレンオキシド)ジオールなどの二官能性ポリオール(ジオール)、特にポリ(エチレンオキシド)ジオール、ポリ(プロピレンオキシド)ジオール及びポリ(テトラメチレンオキシド)ジオールであり、ポリ(プロピレンオキシド)ジオールが特に好ましい。特に好ましい実施形態では、ポリエーテルプレポリマーは、56のヒドロキシル価を有する名目上二官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1000)を含む。
2.アルキレン基がC2~C4である、トリメチロールプロパンなどの三官能性ポリオールで開始されたアルキレンオキシドに基づくものなどの三官能性ポリオール(トリオール)、特にエチレンオキシド、プロピレンオキシド及びブチレンオキシドであり、プロピレンオキシドが特に好ましい。特に好ましい実施形態では、ポリエーテルプレポリマーは、36のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1558)を含み;ポリマーは、反応性を変更するためにエチレンオキシドでキャップされていても又はいなくてもよい。
3.1と2との混合物。特に好ましいものは、1と2との混合物であり、より特に好ましいものは、a)56のヒドロキシル価を有する名目上二官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1000)と、b)36のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1558)との、特に1:2~2:1の重量比b)/a)での混合物である。
【0014】
ポリエーテルプレポリマーを製造するために使用され得るジイソシアネートは、特に限定されない。脂肪族及び芳香族のジイソシアネートを使用することができる。適切なジイソシアネートの例としては、トルエンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、メチレンビス-シクロヘキシルイソシアネート(HMDI)(水素化MDI)及びイソホロンジイソシアネート(IPDI)が挙げられ、MDIが特に好ましい。
【0015】
特に好ましい実施形態では、ポリエーテルプレポリマーは、MDIと反応された、36のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1558)と、56のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1000)とを含む。
【0016】
好ましい実施形態では、ポリエーテルプレポリマーは、1.25重量%のイソシアネート含有量と、米国特許第5,922,809号明細書の第12欄38行目~49行目に記載の手順に従って測定される23℃で16,000cpsの粘度とを有する。
【0017】
ポリエーテルプレポリマーは、接着剤組成物の総重量を基準として50~57重量%、より好ましくは51~54重量%、より特に好ましくは52~54重量%で存在する。
【0018】
特に好ましい実施形態では、本発明の接着剤組成物は、接着剤組成物の総重量を基準として52~54重量%のポリエーテルプレポリマー%を含み、このポリエーテルプレポリマーは、MDIと反応された、36のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1558)と、56のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1000)とを含み、且つ1.25重量%のイソシアネート含有量と、米国特許第5,922,809号明細書の第12欄38行目~49行目に記載の手順に従って測定される23℃で16,000cpsの粘度とを有する。
【0019】
ポリエステルプレポリマー(B)
本発明の接着剤組成物は、組成物の総重量を基準として1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーを含む。
【0020】
ポリエステルポリオールは、一級ヒドロキシル官能基を有する1種以上の直鎖コポリエステルをポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートと反応させることによって製造されたポリマーを含む。3,000~4,000Da、好ましくは3,500Daの分子量を有するコポリエステルが特に好ましい。
【0021】
ポリエステルプレポリマーの製造に使用され得るジイソシアネートは、特に限定されない。脂肪族及び芳香族のジイソシアネートを使用することができる。適切なジイソシアネートの例としては、トルエンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、メチレンビス-シクロヘキシルイソシアネート(HMDI)(水素化MDI)及びイソホロンジイソシアネート(IPDI)が挙げられ、MDIが特に好ましい。
【0022】
好ましい実施形態では、ポリエステルプレポリマーは、3,500Daの分子量のコポリエステルをMDIと反応させることによって製造される。好ましくは、これは、45~90℃の融点を有する。
【0023】
ポリエステルプレポリマーは、組成物の総重量を基準として1.2~2.0重量%、好ましくは接着剤組成物の総重量を基準として1.25~1.55重量%、より好ましくは1.3~1.5重量%で存在する。
【0024】
脂肪族ポリイソシアネート(C)
本発明の接着剤組成物は、少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネートを0.4~1.2重量%の脂肪族ポリイソシアネート総含有量で含む。
【0025】
脂肪族ポリイソシアネートは、特に限定されない。いくつかの例としては、イソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン及びトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられ、これらのいずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得る。
【0026】
好ましい実施形態では、脂肪族ポリイソシアネートは、21.8±0.3%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有するHDI三量体に基づく。
【0027】
脂肪族ポリイソシアネートは、組成物の総重量を基準として0.4~1.2重量%、好ましくは0.45~1重量%、より好ましくは0.5~1重量%で本発明の接着剤組成物中に存在する。
【0028】
特に好ましい実施形態では、脂肪族ポリイソシアネートは、接着剤組成物の総重量を基準として0.5~1重量%の、21.8±0.3%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有するHDI三量体である。
【0029】
芳香族ポリイソシアネート(D)
本発明の接着剤組成物は、(D)少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネートを、接着剤組成物の総重量を基準として0.4~1.2重量%の芳香族ポリイソシアネートの総含有量で含む。
【0030】
芳香族ポリイソシアネートは、特に限定されない。例としては、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックMDI(PMDI、ジフェニルメタンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルイソシアネートとの混合物)、テトラメチルキシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネートが挙げられ、これらのいずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得る。
【0031】
好ましい実施形態では、芳香族ポリイソシアネートは、30.4%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有する、MDIを含有するポリメチレンポリフェニルイソシアネートである。
【0032】
芳香族ポリイソシアネートは、接着剤組成物の総重量を基準として0.4~1.2重量%、好ましくは0.5~1重量%、より好ましくは0.75重量%で使用される。
【0033】
特に好ましい実施形態では、芳香族ポリイソシアネートは、30.4%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有する、接着剤組成物の総重量を基準として0.5~1重量%、より好ましくは0.75重量%の、MDIを含有するポリメチレンポリフェニルイソシアネートである。
【0034】
イソシアネート官能化シラン(E)
本発明の接着剤組成物は、(E)少なくとも1種のイソシアネート官能化シランを、接着剤組成物の総重量を基準として0.4~1.5重量%のイソシアネート官能化シラン総含有量で含む。
【0035】
イソシアネート官能化シランは、特に限定されない。例としては、トルエンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネートなどのポリイソシアネート化合物を、末端ヒドロキシル基を有するポリアルキレンオキシドと反応させて、末端イソシアネート基を有するポリアルキレンオキシドを生成し、その後、式:
【化1】
(式中、Wは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、メルカプト基、一級アミノ基及び二級アミノ基からなる群から選択される活性水素含有基であり、Xは、加水分解性アルコキシ基であり、R
4は、C
1~C
20アルキル、C
6~C
20アリール、C
1~C
20アラルキル基であり、Rは、C
1~C
20炭化水素基、特にメチレン又はプロピレン基から選択され、及びbは、0、1又は2である)
のシリコーン化合物の活性水素含有基Wと反応させることによって製造されるものが挙げられる。
【0036】
より多くの例としては、
・アミノシランとポリイソシアネートとの反応生成物;
・メルカプトシランとポリイソシアネートとの反応生成物;
・カルボキシレート官能化シランとポリイソシアネートとの反応生成物;
・(3-イソシアナトプロピル)トリメトキシシランなどのイソシアネート官能化シラン
が挙げられる。
【0037】
特に好ましいものは、アミノシランとポリイソシアネートとの反応生成物、より具体的には二級アミンであるアミノシランである。
【0038】
好ましい実施形態では、イソシアネート官能化シランは、二級アミノアルコキシシランとポリイソシアネートとの反応生成物、例えばHDI-ビウレットと反応されたN,N-ビス[(3-トリメトキシシリル)-プロピル]アミン)の反応生成物である。
【0039】
特に好ましい実施形態では、イソシアネート官能化シランは、HDI-ビウレットと反応されたN,N-ビス[(3-トリメトキシシリル)-プロピル]アミン)の反応生成物であり、7%のイソシアネート含有量を有する。イソシアネート官能化シランは、可塑剤などの追加の不活性添加剤を含み得る。
【0040】
イソシアネート官能化シランは、接着剤組成物の総重量を基準として0.4~1.5重量%、好ましくは0.6~1.2重量%、より好ましくは0.85~0.97重量%で存在する。
【0041】
特に好ましい実施形態では、イソシアネート官能化シランは、接着剤組成物の総重量を基準として0.8~1.0重量%、好ましくは0.85~0.97重量%の、HDI-ビウレットと反応されたN,N-ビス[(3-トリメトキシシリル)-プロピル]アミン)の反応生成物であり、7%のイソシアネート含有量を有する。
【0042】
アミン触媒(F)
本発明の接着剤組成物は、(F)接着剤組成物の総重量を基準として0.50~0.99重量%のアミン触媒を含む。
【0043】
アミン触媒は、イソシアネートと湿気との反応を触媒することができる任意のアミン触媒である。好ましいものは、三級アミン、例えば脂肪族環状及び非環状三級アミン、例えばN,N-ジメチルシクロヘキサン、トリエチレンジアミン、N,N,N,N-テトラメチルアルキレンジアミン、N,N,N,N-ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチルアミン、N,N-ジメチルベンジルアミン、N,N-ジメチルヘキサデシルアミン、N,N-ジメチルブチルアミン、2,2’-ジモルホリノジエチルエーテルである。
【0044】
2,2’-ジモルホリノジエチルエーテルが特に好ましい。
【0045】
アミン触媒は、接着剤組成物の総重量を基準として0.5~0.99重量%、好ましくは0.6~0.8重量%、より好ましくは0.75重量%で使用される。
【0046】
好ましい実施形態では、アミン触媒は、接着剤組成物の総重量を基準として0.75重量%の2,2’-ジモルホリノジエチルエーテルである。
【0047】
本発明の接着剤組成物は、スズ触媒、亜鉛触媒(例えば、カルボン酸亜鉛)、ビスマス触媒及びこれらの混合物を追加的に含み得る。
【0048】
メルカプトシラン(G)
本発明の接着剤組成物は、(G)1.2重量%未満の少なくとも1種のメルカプトシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満の少なくとも1種のアミノシランを含み、アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせは、接着剤組成物の総重量を基準として少なくとも0.6重量%である。
【0049】
メルカプトシランは、特に限定されない。以下の式:
【化2】
(式中、R
1、R
2及びR
3は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
4は、C
nH
2nであり、nは、1~12の整数である)
のメルカプトシランが特に好ましい。
【0050】
特に好ましいものは、R1、R2及びR3がOCH3であり、及びnが1~6であるメルカプトシランである。
【0051】
好ましい実施形態では、メルカプトシランは、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシランである。
【0052】
少なくとも1種のメルカプトシランは、好ましくは、接着剤組成物の総重量を基準として1.2重量%未満、より好ましくは0.9~1重量%、特に好ましくは0.91~0.95重量%のメルカプトシラン総含有量で存在する。
【0053】
特に好ましい実施形態では、少なくとも1種のメルカプトシランは、接着剤組成物の総重量を基準として0.93、0.94又は0.95重量%のγ-メルカプトプロピルトリメトキシシランである。
【0054】
アミノシラン(G’)
本発明の接着剤組成物は、(G)1.2重量%未満の少なくとも1種のメルカプトシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満の少なくとも1種のアミノシランを含み、アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせは、接着剤組成物の総重量を基準として少なくとも0.6重量%である。
【0055】
アミノシランは、特に限定されない。一級及び二級のアミノシランを使用することができる。二級アミンを含むシラン、特に以下の式:
【化3】
(式中、R
1、R
2、R
3、R
4、R
5及びR
6は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
7及びR
8は、C
nH
2nから独立して選択され、nは、1~6の整数であり、好ましくは、nは、3である)
のアミノシランが特に好ましい。
【0056】
好ましい実施形態では、少なくとも1種のアミノシランは、ビス(γ-トリメトキシシリルプロピル)アミンである。
【0057】
少なくとも1種のアミノシランは、好ましくは、接着剤組成物の総重量を基準として0.5重量%未満、より好ましくは0.15重量%未満、例えば0.05又は0.11重量%のアミノシラン総含有量で存在する。
【0058】
特に好ましい実施形態では、少なくとも1種のアミノシランは、接着剤組成物の総重量を基準として0.11重量%のビス(γ-トリメトキシシリルプロピル)アミンである。
【0059】
カーボンブラック(H)
本発明の接着剤組成物は、(H)カーボンブラックを、接着剤組成物の総重量を基準として17~20重量%で含む。
【0060】
カーボンブラックは、特に限定されない。好ましいカーボンブラックは、ASTM D-2414-09に準拠して測定されるカーボンブラック100gあたりのフタル酸ジブチルの、少なくとも80、好ましくは少なくとも90、より好ましくは少なくとも95cm3の吸油量を示す。さらに、カーボンブラックは、望ましくは、ASTM D1510-11に準拠して決定される少なくとも80のヨウ素価を有する。
【0061】
カーボンブラックは、接着剤組成物の総重量を基準として17~20重量%、好ましくは17.6~18重量%で存在する。
【0062】
炭酸カルシウム(I)
本発明の接着剤組成物は、(I)接着剤組成物の総重量を基準として3~30重量%の炭酸カルシウムを含む。
【0063】
好ましくは、炭酸カルシウムは、接着剤組成物の総重量を基準として6~10重量%、より好ましくは7~8重量%で存在する。
【0064】
炭酸カルシウム+フィラーの総含有量は、組成物の総重量を基準として20~30重量%である。
【0065】
フィラー(J)
本発明の接着剤組成物は、任意選択的に、炭酸カルシウム及び/又はカーボンブラック以外の追加のフィラーを、組成物の総重量を基準として0~27重量%で含む。
【0066】
適切なフィラーの例としては、粘土、ゼオライト及びケイ酸塩が挙げられる。
【0067】
フィラーは、粘土であり得、これは、0~27重量%で存在し得る。粘土は、特に限定されない。好ましくは、粘土は、粉砕粉末、噴霧乾燥ビーズ又は細かくすり潰した粒子の形態である。表面処理されたケイ酸アルミニウムが一例である。焼成されたケイ酸アルミニウム粘土(カオリン)が好ましい。
【0068】
炭酸カルシウム+フィラー、例えば粘土の総含有量は、組成物の総重量を基準として20~30重量%である。
【0069】
好ましい実施形態では、本発明の接着剤組成物は、接着剤組成物の総重量を基準として20~25重量%、より好ましくは21~24重量%、特に好ましくは22~23重量%の粘土を含む。
【0070】
他の成分
本発明の接着剤組成物は、例えば、1種以上の可塑剤(フタル酸ジイソノニルなど)、1種以上の安定剤、例えば熱安定剤、光安定剤及びUV安定剤などの他の成分を追加的に含み得る。
【0071】
熱安定剤の例としては、アルキル置換フェノール、亜リン酸エステル、セバシン酸エステル及びケイ皮酸エステルが挙げられる。存在する場合、好ましい熱安定剤は、有機亜リン酸エステルであり、より具体的には、米国特許第6,512,033号明細書(参照により本明細書に組み込まれる)に開示されているようなトリスノニルフェニルホスファイトである。熱安定剤は、接着剤組成物の総重量を基準として少なくとも0.01又は少なくとも0.3重量%、最大5重量%、最大2重量%又は最大1.0重量%を構成し得る。接着剤組成物は、そのような熱安定剤を含まなくてもよい。
【0072】
UV光安定剤については、ベンゾフェノン及びベンゾトリアゾールが挙げられる。具体的なUV光吸収剤としては、TINUVIN(商標)P、TINUVIN(商標)326、TINUVIN(商標)213、TINUVIN(商標)327、TINUVIN(商標)571、TINUVIN(商標)328などのBASFからのもの及びCYASORB(商標)UV-9、CYASORB(商標)UV-24、CYASORB(商標)UV-1164、CYASORB(商標)UV-2337、CYASORB(商標)UV-2908、CYASORB(商標)UV-5337、CYASORB(商標)UV-531及びCYASORB(商標)UV-3638など、Cytecからのものが挙げられる。これらの中でも、TINUVIN(商標)571が好ましい。1種以上のUV光吸収剤は、接着剤組成物の重量の少なくとも0.1重量%、少なくとも0.2重量%又は少なくとも0.3重量部を構成することができ、その最大3重量%、最大2重量%又は最大1重量%を構成することができる。
【0073】
本発明の接着剤組成物は、1種以上の光安定剤をさらに含み得る。好ましい光安定剤には、Cytecから入手可能なTINUVIN(商標)144、TINUVIN(商標)622、TINUVIN(商標)77、TINUVIN(商標)123、TINUVIN(商標)765、CHIMASSORB(商標)944;Ciba-Geigyから全て入手可能なCYASORB(商標)UV-500、CYASORB(商標)UV-3581、CYASORB(商標)UV-3346などのヒンダードアミン光安定剤が含まれた。これらの中でも、TINUVIN(商標)765が好ましい選択肢である。光安定剤は、接着剤組成物の少なくとも0.1重量%、少なくとも0.2重量%又は少なくとも0.3重量%を構成することができ、その最大3重量%、最大2重量%又は最大1.5重量%を構成することができる。
【0074】
接着されたアセンブリ
一態様では、本発明は、
ガラス基材と;
第2の基材と
を含む接着されたアセンブリであって、本発明の接着剤組成物の層は、両方の基材と接着接触する、接着されたアセンブリを提供する。
【0075】
第2の基材は、特に限定されず、例えばガラス、金属(特にプライマー処理された金属)、eコート面、塗装面、木材及び硬化ポリウレタンであり得る。好ましい実施形態では、第2の基材は、金属(特にプライマー処理された金属)、eコート面、硬化ポリウレタン及び硬化シラン処理ポリウレタンから選択される。
【0076】
本発明の接着剤は、特にフロントガラスを自動車シャシーに接着するために、特にアフターサービス市場における使用に適している。典型的には、損傷を受けたフロントガラスは、シャシーから取り外され、元の硬化した接着剤が残り、これらは、過剰にならないようにカット又はトリミングされる。本発明の接着剤は、カットされた硬化した接着剤(通常、PU系接着剤であるが、シラン化PUであり得る)に塗布される。本発明の接着剤は、30分後に3.4Jを超える衝撃強さ(及び他の要件)を達成するため、30分のドライブアウェイタイムを可能にする。
【0077】
特に好ましい実施形態では、本発明のアセンブリは、
ガラス基材と;
硬化した接着基材(硬化ポリウレタン又は硬化シラン化ポリウレタンなど)と
を含み、本発明の接着剤組成物の層は、両方の基材と接着接触する。
【0078】
製造方法
本発明の接着剤組成物は、不活性且つ乾燥した条件下及び/又は真空下において、均一な混合物が得られるまで成分を混合することによって製造される。
【0079】
1つの好ましい製造方法では、炭酸カルシウム、フィラー(使用される場合)及びカーボンブラックが混合され、高温(例えば、204℃又は約204℃)で長時間(例えば、20時間又は約20時間)乾燥され、次いで密閉容器内で冷却されることでフィラー混合物が形成される。ポリエステルプレポリマーは、使用前に約15時間、80℃に加熱され得る。ポリエーテルプレポリマー、アミン触媒、脂肪族ポリイソシアネート、任意選択的な可塑剤(例えば、フタル酸ジイソノニル)及びイソシアネート官能化シランがミキサーに入れられる。混合物は、脱気され、真空下で混合され得る。真空は、窒素で破られ、メルカプトシラン及びアミノシランが添加され、続いてさらに脱気され、真空下で混合される。再度真空が窒素で破られ、フィラー混合物がミキサーに添加される。フィラーを湿らせるために混合が行われる。真空にされ、混合が継続される。窒素で真空が破られた後、混合物が掻き落とされ、ポリエステルプレポリマーが任意の安定剤と共に添加される。真空下での混合が継続される。得られた接着剤組成物は、包装することができ、例えば気密性の高いチューブ内に包装することができ、これは、窒素充填された密封アルミニウムバッグ内で保管される。
【0080】
使用
本発明の接着剤組成物は、ガラスを第2の基材に接着することに特に適している。特に、これらは、30分のドライブアウェイタイムの要件、すなわち、
・3.4Jを超える30分後の衝撃強さ;
・4MPaを超えるヤング率;
・23℃、50%RHで3日後、350psiを超えるAD3402上での重ねせん断強さ及び80%を超える凝集破壊;
・好ましくは1×108ohm*cmを超える電気抵抗率
を満たすように設計される。
【0081】
使用時、接着剤は、ガラス基材及び/又は第2の基材に塗布される。必要に応じて、例えば第2の基材が金属である場合、第2の基材は、接着剤が塗布される前に洗浄されてからプライマー処理され得る。典型的には、アフターサービスのフロントガラスの交換では、第2の基材は、実質的に、以前にフロントガラスを所定の位置に保持していた硬化した接着剤(通常、PU又はシラン化PU)である。次に、ガラス基材と第2の基材とは、本発明の接着剤がその間に挟まれた状態で互いに接着接触される。本発明の接着剤は、プライマーを使用せずに優れた結果を与える。プライマーの塗布は、追加の工程のみならず、乾燥時間も伴うため、これは、望ましい。
【0082】
硬化は、大気中の湿気によって行われる。
【0083】
特に好ましい実施形態
以下は、本発明の接着剤組成物の特に好ましい実施形態である。
【0084】
接着剤組成物であって、
(A)52~54重量%のポリエーテルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー;
(B)1.3~1.5重量%のポリエステルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエステルプレポリマー;
(C)0.5~1重量%の脂肪族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)0.5~1重量%の芳香族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネート;
(E)0.6~1.2重量%のイソシアネート官能化シラン総含有量における少なくとも1種のイソシアネート官能化シラン;
(F)0.6~0.8重量%のアミン触媒;
(G)アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせが少なくとも0.6重量%である、0.9~1重量%のメルカプトシラン総含有量における少なくとも1種のメルカプトシラン、及び/又は(G’)0.03~0.15重量%のアミノシラン総含有量における少なくとも1種のアミノシラン;
(H)17.6~18重量%のカーボンブラック;
(I)7~8重量%の炭酸カルシウム;
(J)21~24重量%の粘土
を含み、ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+粘土の合計は、20~30重量%であり、及び重量パーセントは、ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする、接着剤組成物。
【0085】
接着剤組成物であって、
(A)ポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートの存在下で1種以上のポリオールを重合することによって製造された少なくとも1種のポリエーテルプレポリマーであって、ポリエーテルポリオールは、ポリエーテルポリオール、ヒドロキシル含有ポリチオエーテル、ポリマーポリオール及びそれらの混合物から選択され得る、ポリエーテルプレポリマー(ポリエーテルポリオールは、当技術分野で周知であり、例えばポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン及びポリテトラメチレンエーテルジオール及びトリオールが含まれ、これらは、無置換又はハロゲン置換又は芳香族置換のエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを、水、アンモニア、多価アルコール又はアミンなどの活性水素基を2つ以上含む開始剤化合物と反応させることによって調製される。通常、ポリエーテルポリオールは、活性水素含有開始剤化合物の存在下でアルキレンオキシドを重合することによって調製することができる)、
(B)一級ヒドロキシル官能基を有する1種以上の直鎖コポリエステルをポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートと反応させることによって製造される、1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエステルプレポリマー;
(C)0.4~1.2重量%の脂肪族ポリイソシアネート総含有量における、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るイソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン及びトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートから選択される少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)0.4~1.2重量%の芳香族ポリイソシアネート総含有量における、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックMDI(PMDI、ジフェニルメタンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルイソシアネートとの混合物)、テトラメチルキシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネートから選択される少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネート;
(E)トルエンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネートなどのポリイソシアネート化合物を、末端ヒドロキシル基を有するポリアルキレンオキシドと反応させて、末端イソシアネート基を有するポリアルキレンオキシドを生成し、その後、式:
【化4】
(式中、Wは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、メルカプト基、一級アミノ基及び二級アミノ基からなる群から選択される活性水素含有基であり、Xは、加水分解性アルコキシ基であり、R
4は、C
1~C
20アルキル、C
6~C
20アリール、C
1~C
20アラルキル基であり、Rは、C
1~C
20炭化水素基、特にメチレン又はプロピレン基から選択され、及びbは、0、1又は2である)
のシリコーン化合物の活性水素含有基Wと反応させることによって製造されるシランから選択される、0.4~1.5重量%のイソシアネート官能化シラン総含有量における少なくとも1種のイソシアネート官能化シラン;
(F)0.50~0.99重量%の三級アミン触媒;
(G)アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせが少なくとも0.6重量%である、1.2重量%未満のメルカプトシラン総含有量における、以下の式:
【化5】
(式中、R
1、R
2及びR
3は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
4は、C
nH
2nであり、nは、1~12の整数である)
の少なくとも1種のメルカプトシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満のアミノシラン総含有量における、以下の式:
【化6】
(式中、R
1、R
2、R
3、R
4、R
5及びR
6は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
7及びR
8は、C
nH
2nから独立して選択され、nは、1~6の整数であり、好ましくは、nは、3である)
の少なくとも1種のアミノシラン;
(H)17~20重量%のカーボンブラック;
(I)3~30重量%の炭酸カルシウム;
(J)任意選択的に、0~27重量%の粘土
を含み、ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+粘土の合計は、20~30重量%であり、及び重量パーセントは、ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする、接着剤組成物。
【0086】
接着剤組成物であって、
(A)ポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートの存在下で1種以上のポリエーテルポリオールを重合することによって製造される、50~57重量%のポリエーテルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエーテルプレポリマーであって、ポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリ(アルキレンカーボネート)ポリオール、ヒドロキシル含有ポリチオエーテル、ポリマーポリオール及びそれらの混合物から選択される、ポリエーテルプレポリマー;
(B)一級ヒドロキシル官能基を有する1種以上の直鎖コポリエステルをポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートと反応させることによって製造される、1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエステルプレポリマー;
(C)0.4~1.2重量%の脂肪族ポリイソシアネート総含有量における、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るイソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン及びトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートから選択される少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)0.4~1.2重量%の芳香族ポリイソシアネート総含有量における、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックMDI(PMDI、ジフェニルメタンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルイソシアネートとの混合物)、テトラメチルキシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネートから選択される少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネート;
(E)トルエンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネートなどのポリイソシアネート化合物を、末端ヒドロキシル基を有するポリアルキレンオキシドと反応させて、末端イソシアネート基を有するポリアルキレンオキシドを生成し、その後、式:
【化7】
(式中、Wは、ヒドロキシル基、カルボキシル基、メルカプト基、一級アミノ基及び二級アミノ基からなる群から選択される活性水素含有基であり、Xは、加水分解性アルコキシ基であり、R
4は、C
1~C
20アルキル、C
6~C
20アリール、C
1~C
20アラルキル基であり、Rは、C
1~C
20炭化水素基、特にメチレン又はプロピレン基から選択され、及びbは、0、1又は2である)
のシリコーン化合物の活性水素含有基Wと反応させることによって製造されるシランから選択される、0.4~1.5重量%のイソシアネート官能化シラン総含有量における少なくとも1種のイソシアネート官能化シラン;
(F)0.50~0.99重量%の三級アミン触媒;
(G)アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせが少なくとも0.6重量%である、1.2重量%未満のメルカプトシラン総含有量における、以下の式:
【化8】
(式中、R
1、R
2及びR
3は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
4は、C
nH
2nであり、nは、1~12の整数である)
の少なくとも1種のメルカプトシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満のアミノシラン総含有量における、以下の式:
【化9】
(式中、R
1、R
2、R
3、R
4、R
5及びR
6は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
7及びR
8は、C
nH
2nから独立して選択され、nは、1~6の整数であり、好ましくは、nは、3である)
の少なくとも1種のアミノシラン;
(H)17~20重量%のカーボンブラック;
(I)3~30重量%の炭酸カルシウム;
(J)任意選択的に、0~27重量%の粘土
を含み、ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+粘土の合計は、20~30重量%であり、及び重量パーセントは、ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする、接着剤組成物。
【0087】
接着剤組成物であって、
(A)ポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートの存在下で1種以上のポリエーテルポリオールを重合することによって製造される、50~57重量%のポリエーテルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー;
(B)一級ヒドロキシル官能基を有する1種以上の直鎖コポリエステルをポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートと反応させることによって製造される、1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエステルプレポリマー;
(C)0.4~1.2重量%の脂肪族ポリイソシアネート総含有量における、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るイソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン及びトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートから選択される少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)0.4~1.2重量%の芳香族ポリイソシアネート総含有量における、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックMDI(PMDI、ジフェニルメタンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルイソシアネートとの混合物)、テトラメチルキシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネートから選択される少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネート;
(E)アミノシランとポリイソシアネートとの反応生成物又はメルカプトシランとポリイソシアネートとの反応生成物である、0.4~1.5重量%のイソシアネート官能化シラン総含有量における少なくとも1種のイソシアネート官能化シラン;
(F)0.50~0.99重量%の三級アミン触媒;
(G)アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせが少なくとも0.6重量%である、1.2重量%未満のメルカプトシラン総含有量における、以下の式:
【化10】
(式中、R
1、R
2及びR
3は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
4は、C
nH
2nであり、nは、1~12の整数である)
の少なくとも1種のメルカプトシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満のアミノシラン総含有量における、以下の式:
【化11】
(式中、R
1、R
2、R
3、R
4、R
5及びR
6は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
7及びR
8は、C
nH
2nから独立して選択され、nは、1~6の整数であり、好ましくは、nは、3である)
の少なくとも1種のアミノシラン;
(H)17~20重量%のカーボンブラック;
(I)3~30重量%の炭酸カルシウム;
(J)任意選択的に、0~27重量%の粘土
を含み、ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+粘土の合計は、20~30重量%であり、及び重量パーセントは、ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする、接着剤組成物。
【0088】
接着剤組成物であって、
(A)接着剤組成物の総重量を基準として50~57重量%のポリエーテルプレポリマーであって、MDIと反応されたポリアルキレンオキシドジオール及びトリオールの混合物を含み、1.25重量%のイソシアネート含有量と、米国特許第5,922,809号明細書の第12欄38行目~49行目に記載の手順に従って測定される23℃で16,000cpsの粘度とを有するポリエーテルプレポリマー;
(B)3,500Daの分子量のコポリエステルをMDIと反応させることによって製造される、1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーであって、好ましくは40~90℃の融点を有するポリエステルプレポリマー;
(C)21.8±0.3%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有するHDI三量体である、0.4~1.2重量%の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)30.4%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有する、MDIを含有するポリメチレンポリフェニルイソシアネートである、0.4~1.2重量%の芳香族ポリイソシアネート;
(E)HDI-ビウレットと反応されたN,N-ビス[(3-トリメトキシシリル)-プロピル]アミン)の反応生成物であり、7%のイソシアネート含有量を有する、0.4~1.5重量%の官能化シラン;
(F)2,2’-ジモルホリノジエチルエーテルである、0.5~0.99重量%のアミン触媒;
(G)アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせが少なくとも0.6重量%である、1.2重量%未満のγ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満のビス(γ-トリメトキシシリルプロピル)アミン;
(H)17~20重量%のカーボンブラック;
(I)3~30重量%の炭酸カルシウム;
(J)任意選択的に、0~27重量%の粘土
を含み、ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+粘土の合計は、20~30重量%であり、及び重量パーセントは、ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする、接着剤組成物。
【0089】
接着剤組成物であって、
(A)接着剤組成物の総重量を基準として50~57重量%のポリエーテルプレポリマーであって、36のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1558)と、56のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1000)とを含み、1.25重量%のイソシアネート含有量と、米国特許第5,922,809号明細書の第12欄38行目~49行目に記載の手順に従って測定される23℃で16,000cpsの粘度とを有するポリエーテルプレポリマー;
(B)3,500Daの分子量のコポリエステルをMDIと反応させることによって製造される、1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーであって、好ましく40~90℃の融点を有するポリエステルプレポリマー;
(C)21.8±0.3%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有するHDI三量体である、0.4~1.2重量%の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)30.4%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有する、MDIを含有するポリメチレンポリフェニルイソシアネートである、0.4~1.2重量%の芳香族ポリイソシアネート;
(E)HDI-ビウレットと反応されたN,N-ビス[(3-トリメトキシシリル)-プロピル]アミン)の反応生成物であり、7%のイソシアネート含有量を有する、0.4~1.5重量%の官能化シラン;
(F)2,2’-ジモルホリノジエチルエーテルである、0.5~0.99重量%のアミン触媒;
(G)アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせが少なくとも0.6重量%である、1.2重量%未満のγ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満のビス(γ-トリメトキシシリルプロピル)アミン;
(H)17~20重量%のカーボンブラック;
(I)3~30重量%の炭酸カルシウム;
(J)任意選択的に、0~27重量%の粘土
を含み、ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+粘土の合計は、20~30重量%であり、及び重量パーセントは、ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする、接着剤組成物。
【0090】
接着剤組成物であって、
(A)接着剤組成物の総重量を基準として52~54重量%のポリエーテルプレポリマーであって、MDIと反応された、エチレンオキシドで部分的にエンドキャップされた名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)、名目上二官能性のポリ(プロピレンオキシド)とを含み、1.25重量%のイソシアネート含有量と、米国特許第5,922,809号明細書の第12欄38行目~49行目に記載の手順に従って測定される23℃で16,000cpsの粘度とを有するポリエーテルプレポリマー;
(B)3,500Daの分子量のコポリエステルをMDIと反応させることによって製造される、1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーであって、好ましく60~70℃の融点を有するポリエステルプレポリマー;
(C)21.8±0.3%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有するHDI三量体である、0.5~1重量%の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)30.4%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有する、MDIを含有するポリメチレンポリフェニルイソシアネートである、0.5~1重量%の芳香族ポリイソシアネート;
(E)HDI-ビウレットと反応されたN,N-ビス[(3-トリメトキシシリル)-プロピル]アミン)の反応生成物であり、7%のイソシアネート含有量を有する、0.8~1.0重量%の官能化シラン;
(F)2,2’-ジモルホリノジエチルエーテルである、0.75重量%又は約0.75重量%のアミン触媒;
(G)γ-メルカプトプロピルトリメトキシシランである、0.93、0.94又は0.95重量%のメルカプトシラン;
(G’)ビス(γ-トリメトキシシリルプロピル)アミンである、0.11重量%又は約0.11重量%のアミノシラン;
(H)17.6~18重量%のカーボンブラック;
(I)7~8重量%の炭酸カルシウム;
(J)22~23重量%の粘土
を含み、ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+粘土の合計は、20~30重量%であり、及び重量パーセントは、ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする、接着剤組成物。
【0091】
追加の好ましい実施形態は、以下の通りである:
1.一液型ポリウレタン接着剤組成物であって、
(A)50~57重量%のポリエーテルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー;
(B)1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエステルプレポリマー;
(C)0.4~1.2重量%の脂肪族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)0.4~1.2重量%の芳香族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネート;
(E)0.4~1.5重量%のイソシアネート官能化シラン総含有量における少なくとも1種のイソシアネート官能化シラン;
(F)0.50~0.99重量%のアミン触媒;
(G)アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせが少なくとも0.6重量%である、1.2重量%未満のメルカプトシラン総含有量における少なくとも1種のメルカプトシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満のアミノシラン総含有量における少なくとも1種のアミノシラン;
(H)17~20重量%のカーボンブラック;
(I)3~30重量%の炭酸カルシウム;
(J)任意選択的に、0~27重量%の、炭酸カルシウム及び/又はカーボンブラック以外のフィラー
を含み、ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+粘土の合計は、20~30重量%であり、及び重量パーセントは、ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする、一液型ポリウレタン接着剤組成物。
2.少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー(A)は、ポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートの存在下で1種以上のポリエーテルポリオールを重合することによって製造されたポリマー及びそのようなポリエーテルプレポリマーの混合物から選択される、実施形態1に記載の接着剤組成物。
3.ポリエーテルプレポリマー(A)は、MDIと反応されたポリアルキレンオキシドジオール及び/又はトリオールの混合物である、実施形態1又は2に記載の接着剤組成物。
4.少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー(A)は、少なくとも1種のポリイソシアネートの存在下において、
(i)アルキレン基がC
2~C
4であるポリ(アルキレンオキシド)ジオール、
(ii)三官能性ポリオールと反応されたポリ(アルキレンオキシド)ジオールから得られる三官能性ポリオールであって、アルキレン基は、C
2~C
4である、三官能性ポリオール;
(iii)(i)、(ii)並びに(i)及び(ii)の混合物
から選択される少なくとも1種のポリオールを重合することによって製造されたポリエーテルプレポリマーから選択される、実施形態1、2又は3に記載の接着剤。
5.少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー(A)は、MDIと反応された、36のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1558)と、56のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1000)とを含む、実施形態1~4のいずれか1つに記載の接着剤。
6.少なくとも1種のポリエステルプレポリマー(B)は、一級ヒドロキシル官能基を有する1種以上の直鎖コポリエステルをポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートと反応させることによって製造されたポリマー及びそのようなポリエステルプレポリマーの混合物から選択される、実施形態1~5のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
7.少なくとも1種のポリエステルプレポリマー(B)は、3,500Daの分子量のコポリエステルとMDIとの反応生成物であり、40~90℃の融点を有する、実施形態1~6のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
8.少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート(C)は、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るイソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン及びトリメチルヘキサメチレンジイソシアネート並びにこれらの脂肪族ポリイソシアネートの混合物から選択される、実施形態1~7のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
9.少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート(C)は、21.8±0.3%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有するHDI三量体である、実施形態1~8のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
10.芳香族ポリイソシアネート(D)は、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックMDI(PMDI、ジフェニルメタンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルイソシアネートとの混合物)、テトラメチルキシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート及びこれらの脂肪族ポリイソシアネートの混合物から選択される、実施形態1~9のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
11.芳香族ポリイソシアネート(D)は、30.4%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有する、MDIを含有するポリメチレンポリフェニルイソシアネートである、実施形態1~10のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
12.イソシアネート官能化シラン(E)は、アミノシランとポリイソシアネートとの反応生成物、メルカプトシランとポリイソシアネートとの反応生成物、その他及びこれらの混合物から選択される、実施形態1~11のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
13.イソシアネート官能化シラン(E)は、二級アミノアルコキシシランとポリイソシアネートとの反応生成物である、実施形態1~12のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
14.イソシアネート官能化シラン(E)は、HDI-ビウレットと反応されたN,N-ビス[(3-トリメトキシシリル)-プロピル]アミン)の反応生成物である、実施形態1~13のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
15.アミン触媒(F)は、三級アミンから選択される、実施形態1~14のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
16.アミン触媒(F)は、N,N-ジメチルシクロヘキサン、トリエチレンジアミン、N,N,N,N-テトラメチルアルキレンジアミン、N,N,N,N-ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチルアミン、N,N-ジメチルベンジルアミン、N,N-ジメチルヘキサデシルアミン、N,N-ジメチルブチルアミン、2,2’-及びジモルホリノジエチルエーテルから選択される、実施形態1~15のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
17.アミン触媒(F)は、2,2’-及びジモルホリノジエチルエーテルである、実施形態1~16のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
18.少なくとも1種のメルカプトシラン(G)は、以下の式:
【化12】
(式中、R
1、R
2及びR
3は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
4は、C
nH
2nであり、nは、1~12の整数である)
のメルカプトシラン及びそのようなメルカプトシランの混合物から選択される、実施形態1~17のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
19.R
1、R
2及びR
3は、OCH
3であり、及びnは、1~6である、実施形態18に記載の接着剤組成物。
20.少なくとも1種のメルカプトシラン(G)は、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシランである、実施形態1~19のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
21.アミノシラン(G’)は、以下の式:
【化13】
(式中、R
1、R
2、R
3、R
4、R
5及びR
6は、OCH
3及びOC
2H
5から独立して選択され;及び
R
7及びR
8は、C
nH
2nから独立して選択され、nは、1~6の整数であり、好ましくは、nは、3である)
のアミノシラン及びそのようなアミノシランの混合物から選択される、実施形態1~20のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
22.アミノシラン(G’)は、ビス(γ-トリメトキシシリルプロピル)アミンである、実施形態1~21のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
23.フィラー(J)は、カオリン粘土である、実施形態1~22のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
24.少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー(A)は、接着剤組成物の総重量を基準として52~54重量%で存在する、実施形態1~23のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
25.少なくとも1種のポリエステルプレポリマー(B)は、接着剤組成物の総重量を基準として1.3~1.5重量%で存在する、実施形態1~24のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
26.少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート(C)は、接着剤組成物の総重量を基準として0.5~1重量%で存在する、実施形態1~25のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
27.少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネート(D)は、接着剤組成物の総重量を基準として0.5~1重量%で存在する、実施形態1~26のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
28.少なくとも1種のイソシアネート官能化シラン(E)は、接着剤組成物の総重量を基準として0.8~1重量%で存在する、実施形態1~27のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
29.アミン触媒(F)は、接着剤組成物の総重量を基準として0.6~0.8重量%で存在する、実施形態1~28のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
30.メルカプトシラン(G)は、接着剤組成物の総重量を基準として0.91~0.95重量%で存在する、実施形態1~29のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
31.アミノシラン(G’)は、接着剤組成物の総重量を基準として0.05~0.22重量%で存在する、実施形態1~30のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
32.カーボンブラック(H)は、接着剤組成物の総重量を基準として17.6~18重量%で存在する、実施形態1~31のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
33.炭酸カルシウム(I)は、接着剤組成物の総重量を基準として6~10重量%で存在する、実施形態1~32のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
34.粘土(J)は、接着剤組成物の総重量を基準として21~24重量%で存在する、実施形態1~33のいずれか1つに記載の接着剤組成物。
35.30分間の硬化後に以下の特徴を有する、実施形態1~34のいずれか1つに記載の接着剤組成物:
・3.4Jを超える衝撃強さ;
・4MPaを超えるヤング率;
・23℃、50%RHで3日後、350psiを超えるフリットガラス上での重ねせん断強さ及び80%を超える凝集破壊;
・好ましくは1×10
8ohm*cmを超える電気抵抗率。
【実施例】
【0092】
【0093】
ポリエーテルプレポリマー(A):363.68gのVoranol 220-056ポリオール、527.04gのVoranol 232-036ポリオール及び32gのフタル酸ジイソノニルを4リットルのケトルに入れ、混合し、窒素下で54℃まで加熱した。その後の工程は、全て窒素下で行った。160.64gの溶融MDIを添加し、混合した。0.08gのオクタン酸第一スズ触媒を滴下した。反応の発熱によりケトル内の温度が上昇し;反応混合物を80℃~90℃で30分間維持した。その後、反応混合物を60℃まで冷却し、501.20gのフタル酸ジイソノニル、15.36gのマロン酸ジエチルを添加して30分間混合した後、室温まで冷却した。得られたポリアルキレンプレポリマー溶液は、1.25重量%のイソシアネート含有量と、米国特許第5,922,809号明細書の第12欄38行目~49行目に開示された手順に従って測定される23℃で16,000cpsの粘度とを有していた。
【0094】
ポリエステルプレポリマー(B):国際公開第2017189057号パンフレットの実施例5に記載の通りに調製した。
【0095】
イソシアネート官能化シラン(E):機械式撹拌機と、温度計と、N2入口アダプターと、滴下漏斗とを備えた樹脂ケトル内に、485gのDesmodur N-100(2.59当量)(ヘキサメチレンジイソシアネート-ビウレットに基づく無溶媒脂肪族ポリイソシアネート樹脂)及び225gのフタル酸アルキルを入れることにより、二級アミノアルコキシシランとポリイソシアネートとの反応生成物を調製した。混合物を十分に混合し、N2ブランケット下でパージした。約300gのN,N-ビス[(3-トリメトキシシリル)-プロピル]アミン)(0.88当量)を混合物にゆっくりと添加した。この付加物は、7.0%のイソシアネート含有量を有していた。
【0096】
接着剤組成物の調製
表2に記載の比率を使用して、炭酸カルシウム、粘土及びElftex S7100を混合し、204℃で約20時間乾燥し、その後、密閉容器内で冷却してフィラー混合物を形成した。ポリエステルプレポリマーを使用前に約15時間、80℃に加熱した。ポリエーテルプレポリマー、DMDEE触媒、脂肪族ポリイソシアネート、フタル酸ジイソノニル及びイソシアネート官能化シランを2ガロンのミキサーに入れた。混合物を脱気し、真空下で5分間混合した。真空を窒素で破り、次いでメルカプトシランとアミノシランを添加し、続いてさらに脱気し、真空下で10分間混合した。真空を窒素で再び破り、次いでフィラー混合物をミキサーに入れた。混合を開始してフィラーを2分間湿らせた。真空にし、混合を15分間継続した。窒素で真空を破った後、混合物を掻き落とし、ポリエステルプレポリマーを安定剤と共に添加した。真空下での混合を10分間行った。得られた接着剤組成物を気密性のチューブ内に包装し、窒素充填した密封アルミニウムバッグ内で保管した。
【0097】
接着剤試験手順
接着剤の丸いパテを23℃及び50%の相対湿度の条件で7日間硬化した。これらの硬化したサンプルパテから試験片を切り取り、ASTM D412(Die C)に従ってヤング率について試験した。
【0098】
プライマーレス接着試験のためのガラス試験片は、モールドからガラスを取り出しやすくするための結晶性添加剤を含むプレス曲げされたビスマスベースのフリットを含む。
【0099】
重ねせん断試験:
全ての重ねせん断サンプルは、SAE J1529(1986年5月)に従って作製したが、以下の例外を有していた:金属基材をボードの下側に、ガラス及び/又は金属を上側にテープで貼り付け、ウレタンビーズは、強度計算の特定の領域を提供するために試験後に測定し、それぞれの試験で最大3つのサンプルを作製した。ガラスは、水と溶剤とのガラスクリーナー(BETACLEAN(商標)3300)及びスポンジできれいにした。Eコートは、アセトンで洗浄した。オールインワンのポリイソシアネート表面処理剤であるBETAPRIME(商標)5504G又はBETAPRIME(商標)OptimumでEコートをプライマー処理し、15分間フラッシュした。接着剤のビードを塗布し、ガラスにデッキを施した。サンプルを23℃/50%RHに3日間置き、その後、サンプルをInstron試験機で1インチ/分(2.5cm/分)の速度で初期重ねせん断強さのために直ちに引っ張った。少なくとも3つの重ねせん断サンプルのグループを試験し、平均化した。サンプルの破断時の荷重及び弾性率を記録した。
【0100】
高速衝撃試験
耐衝撃性試験は、TMIの衝撃振り子試験機、43-01型で、4m/sの衝撃速度で行った。耐高速衝撃性及び最大強度は、以下の方法に従って試験した。1×3インチの金属製試験片の中央に約1×1インチのフリットガラス片を接着することによってサンプルを作製した。これらを一晩硬化させた。ガラスサンプルを適切なクリーナーできれいにした。同量の1×4インチの金属製試験片をアセトンで洗浄した。1×4の金属製試験片を適切なボディプライマーで下塗りした。プライマーをフラッシュした。ガラスを、ウレタンの1×1×0.25インチのブロックを与える特別に設計された固定具内に挿入した。適切なウレタンをガラスに塗布し、適切にプライマー処理された1×4の金属製試験片をガラスに対して垂直に中央に取り付けた。その後、試験片を所望の硬化時間及び環境条件で保管した。その後、衝撃振り子を持ち上げてラッチ固定し、試験片を所定の位置に固定し、ハンマーを放した。各試験について、23℃、50%RHで30分後の耐衝撃性がキロジュール単位で報告される。
【0101】
電気抵抗率
HP 4339B High Resistance Meterを用いて接着剤サンプルの抵抗率を測定したところ、全ての配合物は、1×108ohm*cmを超える値を有していた。
【0102】
【0103】
【0104】
【0105】
【0106】
上の表は、5つの本発明の配合物及び9つの比較の配合物の結果を示す。自動車メーカーの要求を満たし、30分の安全ドライブアウェイタイムを得るために、接着剤は、以下の特徴を備えている必要がある:
・3.4Jを超える30分後の衝撃強さ;
・4MPaを超えるヤング率;
・23℃、50%RHで3日後、350psiを超えるフリット上での重ねせん断強さ及び80%を超える凝集破壊;
・好ましくは1×108ohm*cmを超える電気抵抗率。
【0107】
比較の接着剤の性能は、望ましい性能の特徴、すなわち重ねせん断強さ(すなわちプライマーレス接着)、重ねずり弾性率又は30分後の衝撃強さ(安全ドライブアウェイタイム)の少なくとも1つが欠けている。
【手続補正書】
【提出日】2023-07-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一液型ポリウレタン接着剤組成物であって、
(A)50~57重量%のポリエーテルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー;
(B)1.2~2.0重量%のポリエステルプレポリマーの総含有量における少なくとも1種のポリエステルプレポリマー;
(C)0.4~1.2重量%の脂肪族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート;
(D)0.4~1.2重量%の芳香族ポリイソシアネート総含有量における少なくとも1種の芳香族ポリイソシアネート;
(E)0.4~1.5重量%のイソシアネート官能化シラン総含有量における少なくとも1種のイソシアネート官能化シラン;
(F)0.50~0.99重量%のアミン触媒;
(G)アミノ及び/又はメルカプトシランの組み合わせが少なくとも0.6重量%である、1.2重量%未満のメルカプトシラン総含有量における少なくとも1種のメルカプトシラン、及び/又は(G’)0.5重量%未満のアミノシラン総含有量における少なくとも1種のアミノシラン;
(H)17~20重量%のカーボンブラック;
(I)3~30重量%の炭酸カルシウム;
(J)任意選択的に、0~27重量%の、炭酸カルシウム及び/又はカーボンブラック以外のフィラー
を含み、前記ポリイソシアネート総含有量は、1.2~3重量%であり、炭酸カルシウム+粘土の合計は、20~30重量%であり、及び前記重量パーセントは、前記ポリウレタン接着剤の総重量を基準とする、一液型ポリウレタン接着剤組成物。
【請求項2】
前記少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー(A)は、ポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートの存在下で1種以上のポリエーテルポリオールを重合することによって製造されたポリマー及び前記ポリエーテルプレポリマーの混合物から選択される、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項3】
前記ポリエーテルプレポリマー(A)は、MDIと反応されたポリアルキレンオキシドジオール及び/又はトリオールの混合物である、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項4】
前記少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー(A)は、少なくとも1種のポリイソシアネートの存在下において、
(i)アルキレン基がC
2~C
4であるポリ(アルキレンオキシド)ジオール、
(ii)三官能性ポリオールと反応されたポリ(アルキレンオキシド)ジオールから得られる三官能性ポリオールであって、アルキレン基は、C
2~C
4である、三官能性ポリオール;
(iii)(i)、(ii)並びに(i)及び(ii)の混合物
から選択される少なくとも1種のポリオールを重合することによって製造されたポリエーテルプレポリマーから選択される、請求項1に記載の接着剤。
【請求項5】
前記少なくとも1種のポリエーテルプレポリマー(A)は、MDIと反応された、36のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1558)と、56のヒドロキシル価を有する名目上三官能性のポリ(プロピレンオキシド)(当量1000)とを含む、請求項1に記載の接着剤。
【請求項6】
前記少なくとも1種のポリエステルプレポリマー(B)は、一級ヒドロキシル官能基を有する1種以上の直鎖コポリエステルをポリイソシアネート、好ましくはジイソシアネートと反応させることによって製造されたポリマー及び前記ポリエステルプレポリマーの混合物から選択される、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項7】
前記少なくとも1種のポリエステルプレポリマー(B)は、3,500Daの分子量のコポリエステルとMDIとの反応生成物であり、40~90℃の融点を有する、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項8】
前記少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート(C)は、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るイソホロンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナトシクロヘキシル)メタン及びトリメチルヘキサメチレンジイソシアネート並びに前記脂肪族ポリイソシアネートの混合物から選択される、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項9】
前記少なくとも1種の脂肪族ポリイソシアネート(C)は、21.8±0.3%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有するHDI三量体である、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項10】
前記芳香族ポリイソシアネート(D)は、いずれもビウレット基、アロファネート基、尿素基、カルバメート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基を含むように修飾され得るジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックMDI(PMDI、ジフェニルメタンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルイソシアネートとの混合物)、テトラメチルキシレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート及び前記芳香族ポリイソシアネートの混合物から選択される、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項11】
前記芳香族ポリイソシアネート(D)は、30.4%のNCO含有量(DIN EN ISO 11 909による)を有する、MDIを含有するポリメチレンポリフェニルイソシアネートである、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項12】
前記イソシアネート官能化シラン(E)は、アミノシランとポリイソシアネートとの反応生成物、メルカプトシランとポリイソシアネートとの反応生成物、その他及びこれらの混合物から選択される、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項13】
前記イソシアネート官能化シラン(E)は、二級アミノアルコキシシランとポリイソシアネートとの反応生成物である、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項14】
前記イソシアネート官能化シラン(E)は、HDI-ビウレットと反応されたN,N-ビス[(3-トリメトキシシリル)-プロピル]アミン)の反応生成物である、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項15】
前記アミン触媒(F)は、三級アミンから選択される、請求項1に記載の接着剤組成物。
【国際調査報告】