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JP2010513702A - 高固体含量を有するポリウレタン分散体を含む組成物 - Google Patents

高固体含量を有するポリウレタン分散体を含む組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、超高固体ポリウレタン分散体を含むシーラント組成物である。超高固体ポリウレタン分散体は、（１）第１のポリウレタンプレポリマーまたは第１のポリウレタンプレポリマーエマルションを含む第１の成分、（２）第２のポリウレタンプレポリマーエマルション、低固体含量ポリウレタン分散体、シードラテックスおよびこれらの組合せからなる群より選択される媒体相を含む第２の成分、および、（３）鎖延長剤を含む。超高固体ポリウレタン分散体は、超高固体ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、固体含量の重量比で少なくとも６５パーセントの固体含量と、スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける５０００ｃｐｓ未満の粘度とを少なくとも有する。シーラント組成物はさらに、場合により１またはそれ以上の界面活性剤、場合により１またはそれ以上の分散剤、場合により１またはそれ以上の増粘剤、場合により１またはそれ以上の顔料、場合により１またはそれ以上のフィラー、場合により１またはそれ以上の凍結融解剤、場合により１またはそれ以上の中和剤、場合により１またはそれ以上の可塑剤、および／または、これらの組合せを含むことができる。

Description

本発明はシーラント組成物に関する。
関連出願に対する相互参照
本出願は、米国仮特許出願第６０／８７５，６５６号（２００６年１２月１９日出願、発明の名称「超高固体含量ポリウレタン分散体および超高固体含量ポリウレタン分散体を製造するための連続プロセス」、本教示は、本明細書中下記において全体が再現されるかのように本明細書中に組み込まれる）の優先権を主張する通常出願である。
固体含量が極めて高い水性ポリウレタン分散体を製造することができないために、その性能が多くの異なる適用（例えば、シーラント適用など）において妨げられている。固体含量が低い水性ポリウレタン分散体は、乾燥したときの許容できないレベルの収縮、より高いレベルのフィラーを最終的なシーラント組成物に取り込むことができないこと、および、乾燥するためにより長い時間を必要とすることをもたらす。加えて、超高固体含量ポリウレタン分散体は材料の単位体積あたりのより低い輸送コストおよび貯蔵コストおよび製造削減時間を容易にする。
米国特許第４，１３０，５２３号は、反応域における形成途中のラテックスの一部が、安定なシードラテックスおよび中間ラテックスの形成中に反応域から連続的に抜き取られ、抜き取られたラテックスが最終的ラテックスの形成中に反応域に連続的に戻されるプロセスにより製造される水性ポリマーラテックスを開示する。
米国特許第４，４５６，７２６号は、第１の分散された合成樹脂および水相を含有する第１のラテックスに、第２の分散された合成樹脂と、水相と、フリーラジカル重合可能なモノマーを含有するモノマー相とを含有する第２のラテックスを加え、その後、モノマーを重合することによる、乳化剤およびフリーラジカル形成開始剤の存在下におけるエチレン性不飽和モノマーの乳化重合によって高濃度の双峰性の水性合成樹脂分散体を作製する方法を開示し、前記第１の樹脂の粒子の平均サイズが第２の樹脂の粒子の平均サイズの２倍〜１５倍異なり、樹脂およびモノマーの総重量が１００重量部に相当し、水相の総重量が７０重量部以下に相当する。
米国特許第５，３４０，８５８号は、ラジカル重合可能なモノマーを出発ポリマーの水性分散体の添加とともにフリーラジカル水性乳化重合の方法によって重合することにより得ることができる最終的な水性ポリマー分散体を開示する。
米国特許第５，３４０，８５９号は、モノマーを少なくとも２つの出発ポリマー分散体（そのうちの１つが、特に細かく分割されたポリマー粒子だけでなく、粗く分割されたポリマー粒子をも含有する）の添加とともにフリーラジカル水性乳化重合の方法によって重合することにより得ることができる水性ポリマー分散体を開示する。
米国特許第５，３５０，７８７号は、少なくとも１つのラジカル重合可能なモノマーを出発ポリマーの水性分散体の添加とともにフリーラジカル水性乳化重合の方法によって重合することにより得ることができる水性ポリマー分散体を開示する。
米国特許第５，４２６，１４６号は、ビニルハリドまたはビニリデンハリドとは異なるラジカル重合可能なモノマーを、水性の出発ポリマー分散体に存在する出発ポリマー粒子の特定の直径分布を有する水性出発ポリマー分散体の流動添加プロセスによる添加とともにフリーラジカル水性乳化重合の方法によって重合することにより得ることができる水性ポリマー分散体を開示する。
米国特許第５，４９６，８８２号は、少なくとも１つのラジカル重合可能なモノマーを出発ポリマーの水性分散体の添加とともにフリーラジカル水性乳化重合の方法によって重合することにより得ることができる水性ポリマー分散体を開示する。
米国特許第５，４９８，６５５号は、ビニルハリドまたはビニリデンハリドとは異なるラジカル重合可能なモノマーを、水性の出発ポリマー分散体に存在する出発ポリマー粒子の特定の直径分布を有する水性出発ポリマー分散体の流動添加プロセスによる添加とともにフリーラジカル水性乳化重合の方法によって重合することにより得ることができる水性ポリマー分散体を開示する。
米国特許第５，６２４，９９２号は、モノマーを少なくとも１つの細かい水性の出発ポリマー分散体および少なくとも１つの粗い水性の出発ポリマー分散体の添加とともにフリーラジカル水性乳化重合の方法によって重合することにより得ることができる水性ポリマー分散体を開示する。
種々の適用のための超高固体含量ポリウレタン分散体を開発することにおける研究努力にもかかわらず、乾燥したときに収縮を低下させ、さらなるフィラーの負荷を容易にし、また、乾燥するために比較的少ない時間を必要とするシーラント適用のために好適な超高固体含量ポリウレタン分散体が依然として求められている。
本発明は、超高固体ポリウレタン分散体を含むシーラント組成物である。超高固体ポリウレタン分散体は、（１）第１のポリウレタンプレポリマーまたは第１のポリウレタンプレポリマーエマルションを含む第１の成分、（２）第２のポリウレタンプレポリマーエマルション、低固体含量ポリウレタン分散体、シードラテックスおよびこれらの組合せからなる群より選択される媒体相を含む第２の成分、および、（３）鎖延長剤を含む。超高固体ポリウレタン分散体は、超高固体ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、固体含量の重量比で少なくとも６５パーセントの固体含量と、スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける５０００ｃｐｓ未満の粘度とを少なくとも有する。シーラント組成物はさらに、場合により１種以上の界面活性剤、場合により１種以上の分散剤、場合により１種以上の増粘剤、場合により１種以上の顔料、場合により１種以上のフィラー、場合により１種以上の凍結融解剤、場合により１種以上の中和剤、場合により１種以上の可塑剤、および／または、これらの組合せを含むことができる。
本発明を例示するという目的のために、例示的な形態が図面において示される。しかしながら、本発明は、ここに示されたまさにその配置および手段に限定されないことが理解される。
本発明はシーラント組成物である。本発明は、超高固体ポリウレタン分散体を含むシーラント組成物である。超高固体ポリウレタン分散体は、（１）第１のポリウレタンプレポリマーまたは第１のポリウレタンプレポリマーエマルションを含む第１の成分、（２）第２のポリウレタンプレポリマーエマルション、低固体含量ポリウレタン分散体、シードラテックスおよびこれらの組合せからなる群より選択される媒体相を含む第２の成分、および、（３）鎖延長剤を含む。超高固体ポリウレタン分散体は、超高固体ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、固体含量の重量比で少なくとも６５パーセントの固体含量と、スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける５０００ｃｐｓ未満の粘度とを少なくとも有する。シーラント組成物はさらに、場合により１種以上の界面活性剤、場合により１種以上の分散剤、場合により１種以上の増粘剤、場合により１種以上の顔料、場合により１種以上のフィラー、場合により１種以上の凍結融解剤、場合により１種以上の中和剤、場合により１種以上の可塑剤、および／または、これらの組合せを含むことができる。
本明細書中で使用される用語「ポリウレタン」および用語「ポリ（ウレア−ウレタン）」は交換可能に使用することができる。
前記シーラント組成物は、本明細書中下記においてさらに詳しく記載されるように超高固体含量ポリウレタン分散体を含む。前記シーラント組成物はさらに、場合により１種以上の界面活性剤、場合により１種以上の分散剤、場合により１種以上の増粘剤、場合により１種以上の顔料、場合により１種以上のフィラー、場合により１種以上の凍結融解剤、場合により１種以上の中和剤、場合により１種以上の可塑剤、および／または、これらの組合せを含むことができる。前記シーラント組成物はさらに、任意の他の添加剤を含むことができる。他の例示的な添加剤には、殺かび剤、殺真菌剤が含まれるが、これらに限定されない。
本発明のシーラント組成物は−２５℃における任意の伸長柔軟性を有することができる；例えば、前記シーラント組成物は−２５℃における少なくとも４００パーセントの伸長柔軟性を有することができる。−２５℃における少なくとも４００パーセントからのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、シーラント組成物は−２５℃における少なくとも５００パーセントの伸長柔軟性を有することができ、別の場合では、前記シーラント組成物は−２５℃における少なくとも６００パーセントの伸長柔軟性を有することができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は−２５℃における少なくとも６５０パーセントの伸長柔軟性を有することができる。１つの実施形態において、シーラント組成物は、本質的には何らかの顔料を含まず、−２５℃における少なくとも４００パーセントの伸長柔軟性を有することができる。本明細書において本質的には何らかの顔料を含まないとは、シーラント組成物の重量に基づいて０〜０．１未満の範囲にある顔料の重量パーセントを指す。別の実施形態において、０．１重量パーセント〜１０重量パーセントの１種以上の顔料を含むシーラント組成物は−２５℃における少なくとも６５０パーセントの伸長柔軟性を有することができる。前記シーラント組成物は任意の弾性回復率を有することができる；例えば、前記シーラント組成物は−２５℃における少なくとも５０パーセントの弾性回復率を有することができる。−２５℃における少なくとも５０パーセントからのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記シーラント組成物は−２５℃における少なくとも６０パーセントの弾性回復率を有することができ、別の場合では、前記シーラント組成物は−２５℃における少なくとも７０パーセントの弾性回復率を有することができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は−２５℃における少なくとも８０パーセントの弾性回復率を有することができる。前記シーラント組成物は任意の収縮を有することができる；例えば、前記シーラント組成物は２０パーセント未満の収縮を有することができる。２０パーセント未満からのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記シーラント組成物は１９パーセント未満の収縮を有することができ、別の場合では、前記シーラント組成物は１８パーセント未満の収縮を有することができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は１５パーセント未満の収縮を有することができる。前記シーラント組成物は、他のシーラント組成物と比較して、より短い期間で乾燥させることができる。
前記シーラント組成物はさらに、場合により１種以上の界面活性剤を含むことができる。前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜５重量パーセントの１種以上の界面活性剤を含むことができる。０．１重量パーセントから５重量パーセントまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、界面活性剤の重量パーセントは、０．１重量パーセント、０．２重量パーセント、０．３重量パーセントまたは０．５重量パーセントの下限から、１重量パーセント、２重量パーセント、３重量パーセント、４重量パーセントまたは５重量パーセントの上限までが可能である。例えば、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜４重量パーセントの１種以上の界面活性剤を含むことができ、別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜３重量パーセントの１種以上の界面活性剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜２重量パーセントの１種以上の界面活性剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜１重量パーセントの１種以上の界面活性剤を含むことができる。そのような界面活性剤が、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ）からＴｒｉｔｏｎ（商標）Ｘ−４０５の商品名で市販されている。
前記シーラント組成物はさらに、場合により１種以上の分散剤を含むことができる。前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜５重量パーセントの１種以上の分散剤を含むことができる。０．１重量パーセントから５重量パーセントまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、分散剤の重量パーセントは、０．１重量パーセント、０．２重量パーセント、０．３重量パーセントまたは０．５重量パーセントの下限から、１重量パーセント、２重量パーセント、３重量パーセント、４重量パーセントまたは５重量パーセントの上限までが可能である。例えば、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜４重量パーセントの１種以上の分散剤を含むことができ、別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜３重量パーセントの１種以上の分散剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜２重量パーセントの１種以上の分散剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜１重量パーセントの１種以上の分散剤を含むことができる。そのような界面活性剤が、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａｓ（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、米国）からＴａｍｏｌ（商標）の商品名で市販されている。
前記シーラント組成物はさらに、場合により１種以上の増粘剤を含むことができる。前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜５重量パーセントの１種以上の増粘剤を含むことができる。０．１重量パーセントから５重量パーセントまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、増粘剤の重量パーセントは、０．１重量パーセント、０．２重量パーセント、０．３重量パーセントまたは０．５重量パーセントの下限から、１重量パーセント、２重量パーセント、３重量パーセント、４重量パーセントまたは５重量パーセントの上限までが可能である。例えば、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜４重量パーセントの１種以上の増粘剤を含むことができ、別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜３重量パーセントの１種以上の増粘剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜２重量パーセントの１種以上の増粘剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜１重量パーセントの１種以上の増粘剤を含むことができる。そのような増粘剤が、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ）からＵＣＡＲ（商標）またはＣｅｌｏｓｉｚｅ（商標）の商品名で市販されている。
前記シーラント組成物はさらに、場合により１種以上の顔料を含むことができる。前記シーラント組成物は０重量パーセント〜１０重量パーセントの１種以上の顔料を含むことができる。０重量パーセントから１０重量パーセントまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、顔料の重量パーセントは、０．１重量パーセント、０．２重量パーセント、０．３重量パーセント、０．５重量パーセント、１重量パーセント、２重量パーセント、３重量パーセント、４重量パーセントまたは５重量パーセントの下限から、１重量パーセント、２重量パーセント、３重量パーセント、４重量パーセント、５重量パーセント、６重量パーセント、７重量パーセント、８重量パーセント、９重量パーセントまたは１０重量パーセントの上限までが可能である。例えば、前記シーラント組成物は０重量パーセント〜９重量パーセントの１種以上の顔料を含むことができ、別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜８重量パーセントの１種以上の顔料を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜７重量パーセントの１種以上の顔料を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜６重量パーセントの１種以上の顔料を含むことができる。そのような顔料には、Ｄｕ−Ｐｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ、米国）からＴｉ−Ｐｕｒｅ（商標）の商品名で市販されている二酸化チタンが含まれるが、これに限定されない。
前記シーラント組成物はさらに、場合により１種以上のフィラーを含むことができる。前記シーラント組成物は０重量パーセント〜８０重量パーセントの１種以上のフィラーを含むことができる。０重量パーセントから８０重量パーセントまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、フィラーの重量パーセントは、０．１重量パーセント、０．２重量パーセント、０．３重量パーセント、０．５重量パーセント、１重量パーセント、２重量パーセント、３重量パーセント、４重量パーセント、５重量パーセントまたは１０重量パーセントの下限から、１５重量パーセント、２０重量パーセント、２５重量パーセント、３５重量パーセント、４５重量パーセント、５５重量パーセント、６５重量パーセント、７５重量パーセントまたは８０重量パーセントの上限までが可能である。例えば、前記シーラント組成物は０重量パーセント〜７５重量パーセントの１種以上のフィラーを含むことができ、別の場合では、前記シーラント組成物は０重量パーセント〜６５重量パーセントの１種以上のフィラーを含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０重量パーセント〜５５重量パーセントの１種以上のフィラーを含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０重量パーセント〜４５重量パーセントの１種以上のフィラーを含むことができる。そのようなフィラーには、Ｉｍｅｙｒｙｓ（Ｖｉｃｔｏｒｉａ、オーストラリア）からＤｒｉｋａｌｉｔｅ（商標）の商品名で市販されている炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸アルミニウム、セラミック微小球体、ガラス微小球体およびフライアッシュが含まれるが、これらに限定されない。
前記シーラント組成物はさらに、場合により１種以上の凍結融解剤を含むことができる。前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜２重量パーセントの１種以上の凍結融解剤を含むことができる。０．１重量パーセントから２重量パーセントまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、凍結融解剤の重量パーセントは、０．１重量パーセント、０．２重量パーセント、０．３重量パーセントまたは０．５重量パーセントの下限から、０５重量パーセント、１重量パーセント、１．５重量パーセントまたは２重量パーセントの上限までが可能である。例えば、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜２重量パーセントの１種以上の凍結融解剤を含むことができ、別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜１．５重量パーセントの１種以上の凍結融解剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜１重量パーセントの１種以上の凍結融解剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜０．５重量パーセントの１種以上の凍結融解剤を含むことができる。ここで使用される凍結融解剤は、典型的には、極端な温度サイクルにさらされたときに分散体の凝集を防止する添加剤を指す。そのような凍結融解剤には、グリコール、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ジブチレングリコールなどのグリコールが含まれるが、これらに限定されない。そのようなグリコールが、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ）から市販されている。
前記シーラント組成物はさらに、場合により１種以上の中和剤を含むことができる。前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜２重量パーセントの１種以上の中和剤を含むことができる。０．１重量パーセントから２重量パーセントまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、中和剤の重量パーセントは、０．１重量パーセント、０．２重量パーセント、０．３重量パーセントまたは０．５重量パーセントの下限から、０５重量パーセント、１重量パーセント、１．５重量パーセントまたは２重量パーセントの上限までが可能である。例えば、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜２重量パーセントの１種以上の中和剤を含むことができ、別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜１．５重量パーセントの１種以上の中和剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜１重量パーセントの１種以上の中和剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０．１重量パーセント〜０．５重量パーセントの１種以上の中和剤を含むことができる。中和剤は典型的には、配合されたシーラント組成物に対する安定性をもたらすようにｐＨを制御するために使用される。そのような中和剤には、アンモニア水またはアミン水溶液、あるいは、他の無機塩水溶液が含まれるが、これらに限定されない。
前記シーラント組成物はさらに、場合により１種以上の可塑剤を含むことができる。前記シーラント組成物は０重量パーセント〜１２重量パーセントの１種以上の可塑剤を含むことができる。０重量パーセントから１２重量パーセントまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、可塑剤の重量パーセントは、０．１重量パーセント、０．２重量パーセント、０．３重量パーセント、０．５重量パーセント、１重量パーセント、２重量パーセント、３重量パーセント、４重量パーセントまたは５重量パーセントの下限から、１重量パーセント、２重量パーセント、３重量パーセント、４重量パーセント、５重量パーセント、６重量パーセント、７重量パーセント、８重量パーセント、９重量パーセント、１０重量パーセントまたは１２重量パーセントの上限までが可能である。例えば、前記シーラント組成物は０重量パーセント〜１２重量パーセントの１種以上の可塑剤を含むことができ、別の場合では、前記シーラント組成物は０重量パーセント〜１０重量パーセントの１種以上の可塑剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０重量パーセント〜７重量パーセントの１種以上の可塑剤を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は０重量パーセント〜６重量パーセントの１種以上の可塑剤を含むことができる。そのような可塑剤が、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｔｅｘａｓ、米国）からＪａｙｆｌｅｘ（商標）の商品名で市販されている。
前記シーラント組成物は２５重量パーセント〜１００重量パーセント未満の超高固体ポリウレタン分散体を含むことができる。２５重量パーセントから１００重量パーセント未満までのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、超高固体ポリウレタン分散体の重量パーセントは、２５重量パーセント、３０重量パーセント、３５重量パーセント、４５重量パーセント、５５重量パーセントまたは６５重量パーセントの下限から、３５重量パーセント、４５重量パーセント、５５重量パーセント、６５重量パーセント、７０重量パーセント、８０重量パーセント、８５重量パーセント、９０重量パーセント、９５重量パーセントまたは９９重量パーセントの上限までが可能である。例えば、前記シーラント組成物は３５重量パーセント〜１００重量パーセント未満の超高固体ポリウレタン分散体を含むことができ、別の場合では、前記シーラント組成物は４５重量パーセント〜１００重量パーセント未満の超高固体ポリウレタン分散体を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は５５重量パーセント〜１００重量パーセント未満の超高固体ポリウレタン分散体を含むことができ、さらに別の場合では、前記シーラント組成物は６５重量パーセント〜１００重量パーセント未満の超高固体ポリウレタン分散体を含むことができる。
前記超高固体ポリウレタン分散体は、（１）第１のポリウレタンプレポリマーまたは第１のポリウレタンプレポリマーエマルションを含む第１の成分、（２）第２のポリウレタンプレポリマーエマルション、低固体含量ポリウレタン分散体、シードラテックスおよびこれらの組合せからなる群より選択される媒体相を含む第２の成分、および、（３）鎖延長剤を含む。前記超高固体含量ポリウレタン分散体は任意の数のポリマーを有することができる；例えば、超高固体含量ポリウレタン分散体は少なくとも２つ以上の異なるポリマーを含むことができる。超高固体含量ポリウレタン分散体は、例えば、第１のポリマーおよび第２のポリマーを含むことができる。例えば、第１のポリマーが第１のポリウレタンである場合があり、第２のポリマーが、第２のポリウレタン、ポリオレフィン、ポリアクリラートまたはこれらの組合せなどである場合がある。超高固体含量ポリウレタン分散体は、超高固体含量ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、５重量パーセント〜９５重量パーセントの第１のポリマーおよび５重量パーセント〜９５重量パーセントの第２のポリマーを含むことができる。５重量パーセントから９５重量パーセントまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、超高固体含量ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、５重量パーセント〜４５重量パーセントの第１のポリマーおよび５５重量パーセント〜９５重量パーセントの第２のポリマーを含むことができ、別の場合では、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、超高固体含量ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、２０重量パーセント〜６０重量パーセントの第１のポリマーおよび４０重量パーセント〜８０重量パーセントの第２のポリマーを含むことができる。
前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、超高固体含量ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、何らかのフィラーの重量を除いて、少なくとも６０重量パーセントの固体含量を含むことができる。少なくとも６０重量パーセントからのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、超高固体含量ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、何らかのフィラーの重量を除いて、少なくとも６５重量パーセントの固体含量を含むことができ、別の場合では、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、超高固体含量ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、何らかのフィラーの重量を除いて、少なくとも７０重量パーセントの固体含量を含むことができる。前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、超高固体含量ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、４０重量パーセント未満の水を含むことができる。４０重量パーセント未満のすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は超高固体含量ポリウレタン分散体の総重量に基づいて３５重量パーセント未満の水を含むことができ、別の場合では、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は超高固体含量ポリウレタン分散体の総重量に基づいて３０重量パーセント未満の水を含むことができる。前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、例えば、少なくとも２つの容積平均粒径を含むことができる。例えば、超高固体含量ポリウレタン分散体は、例えば、第１の容積平均粒径および第２の容積平均粒径を含むことができる。本明細書において容積平均粒径は、Ｄｖ＝［Σｎiｄi 3／Σｎi］1/3（式中、Ｄｖは容積平均粒径であり、ｎiは直径ｄiの粒子の数である）を示し、本明細書において多分散度指数（「ＰＤＩ」）は、ＰＤＩ＝［Σｎiｄi 4／Σｎiｄi］／［Σｎiｄi／Σｎi］を指す。
加えて、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、１またはそれ以上の容積平均粒径を有する粒子を含むことができる。第１の容積平均粒径は０．０５ミクロン〜５．０ミクロンの範囲であり得る。０．０５ミクロンから５．０ミクロンまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、第１の容積平均粒径は０．０７ミクロン〜１．０ミクロンの範囲であってもよく、別の場合で、第１の容積平均粒径は０．０８ミクロン〜０．２ミクロンの範囲であってもよい。第２の容積平均粒径は０．０５ミクロン〜５．０ミクロンの範囲であり得る。０．０５ミクロンから５．０ミクロンまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、第２の容積平均粒径は０．０７ミクロン〜１．０ミクロンの範囲であってもよく、別の場合では、第２の容積平均粒径は０．０８ミクロン〜０．２ミクロンの範囲であってもよい。前記超高固体含量ポリウレタン分散体は双峰性または多峰性の粒径分布を有することができる。前記超高固体含量ポリウレタン分散体は任意の粒径分布を有することができる；例えば、超高固体含量ポリウレタン分散体は、第２の容積平均粒径に対する第１の容積平均粒径のパーセント容積に基づいて１：２〜１：２０の範囲での粒径分布を有することができる。１：２から１：２０までのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、第２の容積平均粒径に対する第１の容積平均粒径のパーセント容積に基づいて１：２〜１：１０の範囲での粒径分布を有することができ、別の場合では、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、第２の容積平均粒径に対する第１の容積平均粒径のパーセント容積に基づいて１：３〜１：５の範囲での粒径分布を有することができる。粒子容積平均粒径および粒径分布は、本発明に対する重要な因子である。これらの因子は、本発明の超高固体含量ポリウレタン分散体を、より低い粘度を維持しながら製造することを容易にするためである。前記超高固体含量ポリウレタン分散体は５未満の範囲での多分散度指数（Ｍw／Ｍz）を有することができる。５未満の範囲におけるすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は３未満の範囲での多分散度指数（Ｍw／Ｍz）を有することができ、別の場合では、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は２未満の範囲での多分散度指数（Ｍw／Ｍz）を有することができる。前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける５０００ｃｐｓ未満の範囲での粘度を有することができる。スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける５０００ｃｐｓ未満の範囲におけるすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける４０００ｃｐｓ未満の範囲での粘度を有することができ、別の場合では、前記超高固体含量ポリウレタン分散体は、スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける３５００ｃｐｓ未満の範囲での粘度を有することができる。
第１の成分は第１のポリウレタンプレポリマーまたは第１のポリウレタンプレポリマーエマルションであり得る。
本明細書中で使用される用語「第１のポリウレタンプレポリマー」は、第１のポリウレタンプレポリマーを含有する流れを示す。第１のポリウレタンプレポリマーは実質的には有機溶媒を含有せず、また、１分子あたり少なくとも２つのイソシアナート基を有する。そのような第１のウレタンプレポリマーは、本明細書中で使用される場合、ポリウレタンプレポリマーにおける有機溶媒の含量が第１のポリウレタンプレポリマーの総重量に基づいて１０重量％以下であるポリウレタンプレポリマーをさらに指す。有機溶媒を除く工程をなくすために、有機溶媒の含量は、例えば、第１のポリウレタンプレポリマーの総重量に基づいて５重量％以下であり得るか、別の場合では、有機溶媒の含量は第１のポリウレタンプレポリマーの総重量に基づいて１重量％以下であり得るか、または別の代替では、有機溶媒の含量は第１のポリウレタンプレポリマーの総重量に基づいて０．１重量％以下であり得る。
本発明において使用される第１のポリウレタンプレポリマーの数平均分子量は、例えば、１，０００〜２００，０００の範囲内であり得る。１，０００から２００，０００までのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、第１のポリウレタンプレポリマーは２，０００〜約２０，０００の範囲での数平均分子量を有することができる。ポリウレタンプレポリマーはさらに少量のモノマー状のイソシアナートを含むことができる。
本発明において使用される第１のポリウレタンプレポリマーは、任意の従来から知られているプロセス（例えば、溶液プロセス、高温溶融プロセスまたはプレポリマー混合プロセス）によって製造することができる。その上、第１のポリウレタンプレポリマーは、例えば、ポリイソシアナート化合物を活性水素含有化合物と反応させるためのプロセスによって製造することができ、その例には、１）ポリイソシアナート化合物を、有機溶媒を使用することなく、ポリオール化合物と反応させるためのプロセス、および、２）ポリイソシアナート化合物を有機溶媒中でポリオール化合物と反応させ、続いて、溶媒を除くためのプロセスが含まれる。
例えば、ポリイソシアナート化合物を、２０℃〜１２０℃の範囲での温度において、または代替では、３０℃〜１００℃の範囲での温度において、イソシアナート基対活性水素基の、例えば、１．１：１〜３：１の当量比で、別の場合では、１．２：１〜２：１の当量比で活性水素含有化合物と反応させることができる。別の場合では、プレポリマーを、ヒドロキシル末端ポリマーの製造をそれにより容易にする過剰量のポリオールを用いて調製することができる。
例えば、過剰なイソシアナート基を場合によりアミノシランと反応させ、それにより、末端基をイソシアナート基以外の反応基（例えば、アルコキシシリル基など）に変換することができる。
第１のポリウレタンプレポリマーはさらに、希釈剤として、重合可能なアクリル系モノマー、スチレン系モノマーまたはビニルモノマーを含むことができ、これらのモノマーは、その後、開始剤によるフリーラジカル重合によって重合することができる。
ポリイソシアナート化合物の例には、２，４−トリレンジイソシアナート、２，６−トリレンジイソシアナート、ｍ−フェニレンジイソシアナート、ｐ−フェニレンジイソシアナート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアナート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアナート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニレンジイソシアナート、３，３’−ジクロロ−４，４’−ビフェニレンジイソシアナート、１，５−ナフタレンジイソシアナート、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソシアナート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアナート、ドデカメチレンジイソシアナート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、１，３−ビス（イソシアナトメチル）イソシアナート、１，４−ビス（イソシアナトメチル）イソシアナート、キシリレンジイソシアナート、テトラメチルキシリレンジイソシアナート、水素化キシリレンジイソシアナート、リシンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、これらの異性体および／またはこれらの組合せが含まれる。
本発明において使用される第１のポリウレタンプレポリマーを製造するために使用される活性水素含有化合物には、例えば、比較的大きい分子量を有する化合物（以降、第１の高分子量化合物と呼ばれる）、および、比較的小さい分子量を有する化合物（以降、第１の低分子量化合物と呼ばれる）が含まれるが、これらに限定されない。
第１の高分子量化合物の数平均分子量は、例えば、３００〜２０，０００の範囲内にあり得るか、別の場合では、５００〜５，０００の範囲内にあり得る。第１の低分子量化合物の数平均分子量は、例えば、３００未満であり得る。これらの活性水素含有化合物は単独で使用することができ、またはそれらの２つまたはそれ以上の種類を組み合わせて使用することができる。
これらの活性水素含有化合物の中で、第１の高分子量化合物の例には、脂肪族および芳香族のポリエステルポリオール（これには、カプロラクトンに基づくポリエステルポリオール、種油に基づくポリエステルポリオール、任意のポリエステル／ポリエーテルハイブリッドポリオール、ＰＴＭＥＧに基づくポリエーテルポリオールが含まれる）；エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドおよびこれらの混合物に基づくポリエーテルポリオール；ポリカーボナートポリオール；ポリアセタールポリオール、ポリアクリラートポリオール；ポリエステルアミドポリオール；ポリチオエーテルポリオール；ポリオレフィンポリオール（例えば、飽和または不飽和のポリブタジエンポリオールなど）が含まれるが、これらに限定されない。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、グリコールおよび酸の重縮合反応によって得られるポリエステルポリオールを使用することができる。
ポリエステルポリオールを得るために使用することができるグリコールの例には、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡ、１，３−シクロヘキサンジメタノールおよび１，４−シクロヘキサンジメタノールの混合物（ＵＮＯＸＯＬ（商標）−ジオール）、水素化ビスフェノールＡ、ヒドロキノン、並びに、これらのアルキレンオキシド付加物が含まれるが、これらに限定されない。
ポリエステルポリオールを得るために使用することができる酸の例には、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、無水マレイン酸、フマル酸、１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、２，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、１，２−ビス（フェノキシ）エタン−ｐ，ｐ’−ジカルボン酸、および、これらのジカルボン酸の無水物またはエステル形成誘導体；並びに、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、ｐ−（２−ヒドロキシエトキシ）安息香酸、および、これらのヒドロキシカルボン酸のエステル形成誘導体が含まれるが、これらに限定されない。
同様に、環状エステル化合物（例えば、ε−カプロラクトンなど）の開環重合反応によって得られるポリエステル、および、そのコポリエステルも使用することができる。
ポリエステルポリオールはまた、上記のジオールおよびトリオールと、ヒドロキシ基含有脂肪酸メチルエステルとのエステル交換によって製造することができる。
ポリエーテルポリオールの例には、少なくとも２つの活性水素原子を有する化合物（例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、スクロース、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリイソプロパノールアミン、ピロガロール、ジヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシフタル酸および１，２，３−プロパントリチオールなど）の１またはそれ以上の種類を、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、スチレンオキシド、エピクロロヒドリンおよびテトラヒドロフランの中の１またはそれ以上の種類と重付加反応することによって得られる化合物が含まれるが、これに限定されない。
ポリカーボナートポリオールの例には、グリコール（例えば、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールおよびジエチレングリコールなど）をジフェニルカーボナートおよびホスゲンと反応することによって得られる化合物が含まれるが、これに限定されない。
活性水素含有化合物の中で、第１の低分子量化合物は、１分子あたり少なくとも２つの活性水素を有し、かつ、３００未満の数平均分子量を有する化合物であり、その例には、ポリエステルポリオールの原料として使用されるグリコール成分；ポリヒドロキシ化合物（例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ソルビトールおよびペンタエリトリトールなど）；およびアミン化合物（例えば、エチレンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、２，５−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン、１，２−プロパンジアミン、ヒドラジン、ジエチレントリアミンおよびトリエチレンテトラミンなど）が含まれるが、これらに限定されない。
第１のウレタンプレポリマーはさらに親水基を含むことができる。本明細書中で使用される用語「親水基」は、アニオン基（例えば、カルボキシル基、スルホン酸基またはリン酸基）、またはカチオン基（例えば、第三級アミノ基または第四級アミノ基）、または非イオン性の親水基（例えば、エチレンオキシドの繰り返し単位から構成される基、またはエチレンオキシドの繰り返し単位および別のアルキレンオキシドの繰り返し単位から構成される基）を指す。
親水基の中で、例えば、エチレンオキシドの繰り返し単位を有する非イオン性の親水基は、最終的に得られるポリウレタンエマルションが他の種類のエマルションとの優れた適合性を有するので好ましい場合がある。カルボキシル基および／またはスルホン酸基の導入は、粒径をより細かくするために効果的である。
イオン基は、中和により水における自己分散性に寄与し、これにより、凝集に対する加工時のコロイド安定性；輸送時、貯蔵時、および、他の添加剤との配合時における安定性をもたらす親水性のイオン基として働くことができる官能基を指す。これらの親水基はまた、適用特異的な特性（例えば、付着など）を導入することができる。
イオン基がアニオン基であるとき、中和のために使用される中和剤には、例えば、不揮発性の塩基（例えば、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムなど）が含まれ、また、揮発性の塩基、例えば、第三級アミン（例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミンおよびトリエタノールアミン）およびアンモニアなどを使用することができる。
イオン基がカチオン基であるとき、使用可能な中和剤には、例えば、無機酸（例えば、塩酸、硫酸および硝酸など）、および、有機酸（例えば、ギ酸および酢酸など）が含まれる。
中和を、イオン基を有する化合物の重合の前に、その重合中に、またはその後で行うことができる。あるいは、中和をポリウレタン重合反応中またはその後で行うことができる。
親水基を第１のポリウレタンプレポリマーにおいて導入するために、１分子あたり少なくとも１つの活性水素原子を有し、かつ、上記の親水基もまた有する化合物を、活性水素含有化合物として使用することができる。１分子あたり少なくとも１つの活性水素原子を有し、かつ、上記の親水基もまた有する化合物の例には、下記の化合物が含まれる。
（１）スルホン酸基含有化合物、例えば、２−オキシエタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、スルホ安息香酸、スルホコハク酸、５−スルホイソフタル酸、スルファニル酸、１，３−フェニレンジアミン−４，６−ジスルホン酸および２，４−ジアミノトルエン−５−スルホン酸など、並びに、これらの誘導体、またはこれらを共重合することによって得られるポリエステルポリオール；
（２）カルボン酸基含有化合物、例えば、２，２−ジメチロールプロピオン酸、２，２−ジメチロール酪酸、２，２−ジメチロール吉草酸、ジオキシマレイン酸、２，６−ジオキシ安息香酸および３，４−ジアミノ安息香酸など、並びに、これらの誘導体、またはこれらを共重合することによって得られるポリエステルポリオール；第三級アミノ基含有化合物、例えば、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミンおよびアルキルジイソプロパノールアミンなど、並びに、これらの誘導体、あるいは、これらを共重合することによって得られるポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリオール；
（３）上記の第三級アミノ基含有化合物、あるいは、これらの誘導体、あるいは、これらを共重合することによって得られるポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリオールと、四級化剤（例えば、メチルクロリド、メチルブロミド、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、ベンジルクロリド、ベンジルブロミド、エチレンクロロヒドリン、エチレンブロモヒドリン、エピクロロヒドリンおよびブロモブタンなど）との反応生成物；
（４）非イオン基含有化合物、例えば、ポリオキシエチレングリコールまたはポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマーグリコール（これは、少なくとも３０重量パーセントのエチレンオキシドの繰り返し単位と、少なくとも１つの活性水素とをポリマーにおいて有し、かつ、３００〜２０，０００の分子量もまた有する）、ポリオキシエチレン−ポリオキシブチレンコポリマーグリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシアルキレンコポリマーグリコール、および、これらのモノアルキルエーテル、またはこれらを共重合することによって得られるポリエステル−ポリエーテルポリオール；および
（５）これらの組合せ。
第２の成分は、第２のポリウレタンプレポリマー、第２のポリウレタンプレポリマーエマルション、低固体含量ポリウレタン分散体、シードラテックスおよびこれらの組合せから選択することができる。
本明細書中で使用される用語「第２のポリウレタンプレポリマーエマルション」は、第２のポリウレタンプレポリマーを含有する流れを指す。第２のポリウレタンプレポリマーは実質的には有機溶媒を含有せず、また、１分子あたり少なくとも２つのイソシアナート基を有する。ここで使用されるそのような第２のウレタンプレポリマーは、ポリウレタンプレポリマーにおける有機溶媒の含量が第２のポリウレタンプレポリマーの総重量に基づいて１０重量％以下であるポリウレタンプレポリマーをさらに指す。有機溶媒を除く工程をなくすために、有機溶媒の含量は、例えば、第２のポリウレタンプレポリマーの総重量に基づいて５重量％以下であり得るか、別の方法では、有機溶媒の含量は第２のポリウレタンプレポリマーの総重量に基づいて１重量％以下であり得るか、さらに別の方法では、有機溶媒の含量は第２のポリウレタンプレポリマーの総重量に基づいて０．１重量％以下であり得る。
本発明において使用される第２のポリウレタンプレポリマーの数平均分子量は、例えば、１，０００〜２００，０００の範囲内であり得る。１，０００から２００，０００までのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、第２のポリウレタンプレポリマーは２，０００〜約２０，０００の範囲での数平均分子量を有することができる。ポリウレタンプレポリマーはさらに少量のモノマー状のイソシアナートを含むことができる。
本発明において使用される第２のポリウレタンプレポリマーは、任意の従来から知られているプロセス（例えば、溶液プロセス、高温溶融プロセスまたはプレポリマー混合プロセス）によって製造することができる。その上、第２のウレタンプレポリマーは、例えば、ポリイソシアナート化合物を活性水素含有化合物と反応させるためのプロセスによって製造することができ、その例には、１）ポリイソシアナート化合物を、有機溶媒を使用することなく、ポリオール化合物と反応させるためのプロセス、および、２）ポリイソシアナート化合物を有機溶媒中でポリオール化合物と反応させ、続いて、溶媒を除くためのプロセスが含まれる。最終的なプレポリマーはＮＣＯ末端またはＯＨ末端を有することができる。
例えば、ポリイソシアナート化合物を、２０℃〜１２０℃の範囲での温度において、別の方法では、３０℃〜１００℃の範囲での温度において、イソシアナート基対活性水素基の、例えば、１．１：１〜３：１の当量比で、または代替では、１．２：１〜２：１の当量比で活性水素含有化合物と反応させることができる。別の方法では、プレポリマーを、ヒドロキシル末端ポリマーの製造をそれにより容易にする過剰量のポリオールを用いて調製することができる。
例えば、過剰なイソシアナート基を場合によりアミノシランと反応させ、それにより、末端基をイソシアナート基以外の反応基（例えば、アルコキシシリル基など）に変換することができる。
第２のポリウレタンプレポリマーはさらに、希釈剤として、重合可能なアクリル系モノマー、スチレン系モノマーまたはビニルモノマーを含むことができ、これらのモノマーは、その後、開始剤によるフリーラジカル重合によって重合することができる。
ポリイソシアナート化合物の例には、２，４−トリレンジイソシアナート、２，６−トリレンジイソシアナート、ｍ−フェニレンジイソシアナート、ｐ−フェニレンジイソシアナート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアナート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニレンジイソシアナート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニレンジイソシアナート、３，３’−ジクロロ−４，４’−ビフェニレンジイソシアナート、１，５−ナフタレンジイソシアナート、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソシアナート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアナート、ドデカメチレンジイソシアナート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、１，３−ビス（イソシアナトメチル）イソシアナート、１，４−ビス（イソシアナトメチル）イソシアナート、キシリレンジイソシアナート、テトラメチルキシリレンジイソシアナート、水素化キシリレンジイソシアナート、リシンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、これらの異性体および／またはこれらの組合せが含まれる。
本発明において使用される第２のポリウレタンプレポリマーを製造するために使用される活性水素含有化合物には、例えば、比較的大きい分子量を有する化合物（以降、第２の高分子量化合物と呼ばれる）、および、比較的小さい分子量を有する化合物（以降、第２の低分子量化合物と呼ばれる）が含まれるが、これらに限定されない。
第２の高分子量化合物の数平均分子量は、例えば、３００〜２０，０００の範囲内にあり得るか、別の方法では、５００〜５，０００の範囲内にあり得る。第２の低分子量化合物の数平均分子量は、例えば、３００未満であり得る。これらの活性水素含有化合物は単独で使用することができ、またはそれらの２つ以上の種類を組み合わせて使用することができる。
これらの活性水素含有化合物の中で、第２の高分子量化合物の例には、脂肪族および芳香族のポリエステルポリオール（これには、カプロラクトンに基づくポリエステルポリオール、種油に基づくポリエステルポリオール、任意のポリエステル／ポリエーテルハイブリッドポリオール、ＰＴＭＥＧに基づくポリエーテルポリオールが含まれる）；エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドおよびこれらの混合物に基づくポリエーテルポリオール；ポリカーボナートポリオール；ポリアセタールポリオール；ポリアクリラートポリオール；ポリエステルアミドポリオール；ポリチオエーテルポリオール；並びにポリオレフィンポリオール（例えば、飽和または不飽和のポリブタジエンポリオールなど）が含まれるが、これらに限定されない。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、グリコールおよび酸の重縮合反応によって得られるポリエステルポリオールを使用することができる。
ポリエステルポリオールを得るために使用することができるグリコールの例には、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡ、１，３−シクロヘキサンジメタノールおよび１，４−シクロヘキサンジメタノールの混合物（ＵＮＯＸＯＬ（商標）−ジオール）、水素化ビスフェノールＡ、ヒドロキノン、並びに、これらのアルキレンオキシド付加物が含まれるが、これらに限定されない。
ポリエステルポリオールを得るために使用することができる酸の例には、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、無水マレイン酸、フマル酸、１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、２，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、１，２−ビス（フェノキシ）エタン−ｐ，ｐ’−ジカルボン酸、および、これらのジカルボン酸の無水物またはエステル形成誘導体；並びに、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、ｐ−（２−ヒドロキシエトキシ）安息香酸、および、これらのヒドロキシカルボン酸のエステル形成誘導体が含まれるが、これらに限定されない。
同様に、環状エステル化合物（例えば、ε−カプロラクトンなど）の開環重合反応によって得られるポリエステル、および、そのコポリエステルも使用することができる。
ポリエステルポリオールはまた、上記のジオールおよびトリオールと、ヒドロキシ基含有脂肪酸メチルエステルとのエステル交換によって製造することができる。
ポリエーテルポリオールの例には、少なくとも２つの活性水素原子を有する化合物（例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、スクロース、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリイソプロパノールアミン、ピロガロール、ジヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシフタル酸および１，２，３−プロパントリチオールなど）の１またはそれ以上の種類を、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、スチレンオキシド、エピクロロヒドリンおよびテトラヒドロフランの中の１またはそれ以上の種類と重付加反応することによって得られる化合物が含まれるが、これに限定されない。
ポリカーボナートポリオールの例には、グリコール（例えば、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールおよびジエチレングリコールなど）をジフェニルカーボナートおよびホスゲンと反応することによって得られる化合物が含まれるが、これに限定されない。
活性水素含有化合物の中で、第２の低分子量化合物は、１分子あたり少なくとも２つの活性水素を有し、かつ、３００未満の数平均分子量を有する化合物であり、その例には、ポリエステルポリオールの原料として使用されるグリコール成分；ポリヒドロキシ化合物（例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ソルビトールおよびペンタエリトリトールなど）；およびアミン化合物（例えば、エチレンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、２，５−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン、１，２−プロパンジアミン、ヒドラジン、ジエチレントリアミンおよびトリエチレンテトラミンなど）が含まれるが、これらに限定されない。
第２のウレタンプレポリマーはさらに親水基を含むことができる。本明細書中で使用される用語「親水基」は、アニオン基（例えば、カルボキシル基、スルホン酸基またはリン酸基）、またはカチオン基（例えば、第三級アミノ基または第四級アミノ基）、または非イオン性の親水基（例えば、エチレンオキシドの繰り返し単位から構成される基、またはエチレンオキシドの繰り返し単位および別のアルキレンオキシドの繰り返し単位から構成される基）を指す。
親水基の中で、例えば、エチレンオキシドの繰り返し単位を有する非イオン性の親水基は、最終的に得られるポリウレタンエマルションが他の種類のエマルションとの優れた適合性を有するので好ましい場合がある。カルボキシル基および／またはスルホン酸基の導入は、粒径をより細かくするために効果的である。
イオン基は、中和により水における自己分散性に寄与し、これにより、凝集に対する加工時のコロイド安定性；輸送時、貯蔵時、および、他の添加剤との配合時における安定性をもたらす親水性のイオン基として働くことができる官能基を指す。これらの親水基はまた、適用特異的な特性（例えば、付着など）を導入することができる。
イオン基がアニオン基であるとき、中和のために使用される中和剤には、例えば、不揮発性の塩基（例えば、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムなど）が含まれ、また、揮発性の塩基、例えば、第三級アミン（例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミンおよびトリエタノールアミン）およびアンモニアなどを使用することができる。
イオン基がカチオン基であるとき、使用可能な中和剤には、例えば、無機酸（例えば、塩酸、硫酸および硝酸など）、および、有機酸（例えば、ギ酸および酢酸など）が含まれる。
中和を、イオン基を有する化合物の重合の前に、その重合中に、またはその後で行うことができる。あるいは、中和をポリウレタン重合反応中またはその後で行うことができる。
親水基を第２のポリウレタンプレポリマーにおいて導入するために、１分子あたり少なくとも１つの活性水素原子を有し、かつ、上記の親水基もまた有する化合物を、活性水素含有化合物として使用することができる。１分子あたり少なくとも１つの活性水素原子を有し、かつ、上記の親水基もまた有する化合物の例には、下記の化合物が含まれる。
（１）スルホン酸基含有化合物、例えば、２−オキシエタンスルホン酸、フェノールスルホン酸、スルホ安息香酸、スルホコハク酸、５−スルホイソフタル酸、スルファニル酸、１，３−フェニレンジアミン−４，６−ジスルホン酸および２，４−ジアミノトルエン−５−スルホン酸など、並びに、これらの誘導体、またはこれらを共重合することによって得られるポリエステルポリオール；
（２）カルボン酸基含有化合物、例えば、２，２−ジメチロールプロピオン酸、２，２−ジメチロール酪酸、２，２−ジメチロール吉草酸、ジオキシマレイン酸、２，６−ジオキシ安息香酸および３，４−ジアミノ安息香酸など、並びに、これらの誘導体、またはこれらを共重合することによって得られるポリエステルポリオール；第三級アミノ基含有化合物、例えば、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミンおよびアルキルジイソプロパノールアミンなど、および、これらの誘導体、あるいは、これらを共重合することによって得られるポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリオール；
（３）上記の第三級アミノ基含有化合物、あるいは、これらの誘導体、あるいは、これらを共重合することによって得られるポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリオールと、四級化剤（例えば、メチルクロリド、メチルブロミド、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、ベンジルクロリド、ベンジルブロミド、エチレンクロロヒドリン、エチレンブロモヒドリン、エピクロロヒドリンおよびブロモブタンなど）との反応生成物；
（４）非イオン基含有化合物、例えば、ポリオキシエチレングリコールまたはポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマーグリコール（これは、少なくとも３０重量パーセントのエチレンオキシドの繰り返し単位と、少なくとも１つの活性水素とをポリマーにおいて有し、かつ、３００〜２０，０００の分子量もまた有する）、ポリオキシエチレン−ポリオキシブチレンコポリマーグリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシアルキレンコポリマーグリコール、および、これらのモノアルキルエーテル、またはこれらを共重合することによって得られるポリエステル−ポリエーテルポリオール；および
（５）これらの組合せ。
本明細書中で使用される用語「低固体含量ポリウレタン分散体」は、ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、６０重量パーセント未満のポリウレタン粒子を含有するポリウレタン分散体を指す。６０重量パーセント未満の範囲におけるすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、５０重量パーセント未満、別の場合では、４０重量パーセント未満。前記低固体含量ポリウレタン分散体は容積平均粒径を有することができる；例えば、前記低固体含量ポリウレタン分散体は０．０４ミクロン〜５．０ミクロンの範囲での容積平均粒径を有することができる。０．０４ミクロンから５．０ミクロンまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記低固体含量ポリウレタン分散体は０．０７ミクロン〜１．０ミクロンの範囲での容積平均粒径を有することができ、別の場合では、前記低固体含量ポリウレタン分散体は０．０８ミクロン〜０．２ミクロンの範囲での容積平均粒径を有することができる。前記低固体含量ポリウレタン分散体は任意の多分散度を有することができる；例えば、前記低固体含量ポリウレタン分散体は１〜２０の範囲での多分散度を有することができる。１から２０までのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記低固体含量ポリウレタン分散体は１〜１０の範囲での多分散度を有することができ、別の場合では、前記低固体含量ポリウレタン分散体は１〜２の範囲での多分散度を有することができる。任意の従来の方法を、そのような低固体含量ポリウレタン分散体を作製するために用いることができる。
本明細書中で使用される用語「シードラテックス」は、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレンなど）、エポキシ、シリコン、スチレン、アクリラート、ブタジエン、イソプレン、酢酸ビニルまたはこれらのコポリマーの分散体、懸濁物、エマルションまたはラテックスを指す。本明細書中で使用される用語「シードラテックス」はさらに、例えば、ポリビニルアセタート、ポリエチレン−ビニルアセタート、ポリアクリル酸またはポリアクリル酸−スチレン系のエマルション；ポリスチレン−ブタジエン、ポリアクリロニトリル−ブタジエンまたはポリアクリル酸−ブタジエンのラテックス；ポリエチレンイオノマーおよびポリオレフィンイオノマーの水性分散体；あるいは、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、これらのコポリマーまたはこれらのアロイの様々な水性分散体を指す場合がある。前記シードラテックスは任意の容積平均粒径を有することができる；例えば、前記シードラテックスは０．０５ミクロン〜５．０ミクロンの範囲での容積平均粒径を有することができる。０．０５ミクロンから５．０ミクロンまでのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記シードラテックスは０．０７ミクロン〜１．０ミクロンの範囲での容積平均粒径を有することができ、別の場合では、前記シードラテックスは０．０８ミクロン〜０．２ミクロンの範囲での容積平均粒径を有することができる。前記シードラテックスは双峰性または多峰性の粒径分布を有することができる。前記シードラテックスは任意の多分散度を有することができる；例えば、前記シードラテックスは１〜２０の範囲での多分散度を有することができる。１から２０までのすべての個々の値および部分的範囲が本明細書中に含まれ、本明細書中に開示される；例えば、前記シードラテックスは１〜１０の範囲での多分散度を有することができ、別の場合では、前記シードラテックスは１〜２の範囲での多分散度を有することができる。任意の従来の方法を、そのような分散体、懸濁物、エマルションまたはラテックスを作製するために用いることができる。そのような従来の方法には、乳化重合、懸濁重合、ミクロエマルション、ミニエマルションまたは分散重合が含まれるが、これらに限定されない。
本明細書中で使用される用語「界面活性剤」は、水または水溶液に溶解されたとき、表面張力を低下させる任意の化合物、あるいは、２つの液体の間における界面張力、または液体および固体の間における界面張力を低下させる任意の化合物を指す。本発明の実施において安定な分散体を調製するために有用な界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤であり得る。アニオン性界面活性剤の例には、スルホナート、カルボキシラートおよびホスファートが含まれるが、これらに限定されない。カチオン性界面活性剤の例には、第四級アミンが含まれるが、これに限定されない。非イオン性界面活性剤の例には、エチレンオキシドを含有するブロックコポリマー、および、シリコーン界面活性剤、例えば、エトキシル化アルコール、エトキシル化脂肪酸、ソルビタン誘導体、ラノリン誘導体、エトキシル化ノニルフェノールまたはアルコキシル化ポリシロキサンなどが含まれるが、これらに限定されない。その上、界面活性剤は外部界面活性剤または内部界面活性剤のいずれかが可能である。外部界面活性剤は、分散体調製中にポリマー内に化学的に反応しない界面活性剤である。本明細書中において有用な外部界面活性剤の例には、ドデシルベンゼンスルホン酸の塩およびラウリルスルホン酸塩が含まれるが、これらに限定されない。内部界面活性剤は、分散体調製中にポリマー内に化学的に反応する界面活性剤である。本明細書中において有用な内部界面活性剤の例には、２，２−ジメチロールプロピオン酸およびその塩、四級化アンモニウム塩、および、親水性の化学種（例えば、ポリエチレンオキシドポリオールなど）が含まれるが、これらに限定されない。
ポリウレタンプレポリマーは典型的には、鎖延長剤により鎖が延長される。ポリウレタンを調製する当業者には有用であることが知られている任意の鎖延長剤を本発明とともに使用することができる。そのような鎖延長剤は典型的には、３０〜５００の分子量を有し、かつ、少なくとも２つの活性水素含有基を有する。ポリアミンが鎖延長剤の好ましい種類である。他の物質（具体的には、水）が、鎖の長さを延長するように機能することができ、従って、本発明の目的のための鎖延長剤である。鎖延長剤が、水、または水およびアミン（例えば、アミン化ポリプロピレングリコール（例えば、Ｈｕｎｔｓｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから得られるＪｅｆｆａｍｉｎｅ Ｄ−４００など）、アミノエチルピペラジン、２−メチルピペラジン、１，５−ジアミノ−３−メチルペンタン、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、トリエチレンペンタミン、エタノールアミン、その立体異性形態のいずれかでのリシンおよびその塩、ヘキサンジアミン、ヒドラジンおよびピペラジンなど）の混合物であることが特に好ましい。本発明の実施において、鎖延長剤は、水における鎖延長剤の溶液として使用することができる。
本発明において使用される鎖延長剤の例には、水；ジアミン、例えば、エチレンジアミン、１，２−プロパンジアミン、１，６−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、２−メチルピペラジン、２，５−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、１，２−シクロヘキサンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、アミノプロピルエタノールアミン、アミノヘキシルエタノールアミン、アミノエチルプロパノールアミン、アミノプロピルプロパノールアミンおよびアミノヘキシルプロパノールアミンなど；ポリアミン、例えば、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミンおよびトリエチレンテトラミンなど；ヒドラジン；酸ヒドラジドが含まれる。これらの鎖延長剤は単独または組合せで使用することができる。
超高固体含量ポリウレタン分散体は連続法によって製造することができ、別の方法では、超高固体含量ポリウレタン分散体は回分プロセスによって製造することができる。
超高固体含量ポリウレタン分散体の製造において、シーラント適用のために好適なそのような超高固体含量ポリウレタン分散体を製造するための方法では、下記の工程が含まれる。（１）第１のポリウレタンプレポリマーまたは第１のポリウレタンプレポリマーエマルションを含む第１の流れを提供する工程、（２）第２のポリウレタンプレポリマー、第２のポリウレタンプレポリマーエマルション、ポリウレタン分散体、シードラテックスエマルションまたはこれらの組合せからなる群より選択される媒体相である第２の流れを提供する工程、（３）第１の流れを場合により鎖延長剤の存在下で第２の流れと連続的に一緒にする工程、および、（４）それにより、超高固体含量ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、固体含量の重量比で少なくとも６０パーセントの固体含量（好ましくは、固体含量の重量比で６５パーセントの固体含量）と、スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける５０００ｃｐｓ未満の範囲での粘度とを有するポリウレタン分散体を形成する工程。
前記超高固体含量ポリウレタン分散体の別の製造において、シーラント適用のために好適なそのような超高固体含量ポリウレタン分散体を製造するための方法では、下記の工程が含まれる。（１）第１のポリウレタンプレポリマーまたはポリウレタンプレポリマーの流れである第１の流れを提供する工程、（２）媒体相である第２の流れを提供する工程、（３）第１および第２の流れを、１０℃〜７０℃の範囲での温度において、場合により界面活性剤の存在下で連続的に一緒にする工程（ただし、第１の流れ対第２の流れの比率が０．１〜０．６の範囲にあり、かつ、界面活性剤が、第１の流れ、第２の流れおよび界面活性剤の総重量に基づいて、０．１パーセント〜３．０パーセントの濃度範囲で場合により存在する）、（４）それにより、超高固体含量ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、前記固体の重量比で少なくとも６０パーセントの固体含量（好ましくは、固体含量の重量比で６５パーセントの固体含量）と、スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける５０００ｃｐｓ未満の範囲での粘度とを少なくとも有するポリウレタン分散体を形成する工程。
図１を参照すると、第１のポリウレタンプレポリマーと、場合により界面活性剤と、場合により水とを含む第１の流れが、ミキサー（例えば、ＯＡＫＳミキサーまたはＩＫＡミキサー、あるいは、米国特許出願第６０／８７５，６５７号（２００６年１２月１９日出願、これはその全体が参照により本明細書中に組み込まれる）に開示されるそのようなミキサー）に供給され、一方、第２のポリウレタンプレポリマー、第２のポリウレタンプレポリマーエマルション、ポリウレタン分散体、シードラテックスエマルションおよび／またはこれらの組合せからなる群より選択される媒体相を含む第２の流れがこのミキサーに供給される。第１の流れおよび第２の流れは、場合により、鎖延長剤、希釈水および／またはこれらの組合せの存在下で一緒にされる。第１の流れが高剪断速度の混合により第の２の流れの中に乳化され、それにより、本発明のシーラント適用のために好適な超高固体含量ポリウレタン分散体を形成する。
図２を参照すると、第１のポリウレタンプレポリマーと、界面活性剤と、水とを含む第１の流れが、１０℃〜７０℃の範囲での温度において、約０．３〜０．５の範囲での第１のポリウレタンプレポリマー対水の重量比で、ミキサー（例えば、ＯＡＫＳミキサーまたはＩＫＡミキサー、あるいは、米国特許出願第６０／８７５，６５７号（２００６年１２月１９日出願、これはその全体が参照により本明細書中に組み込まれる）に開示されるそのようなミキサー）に供給される。十分な剪断速度が、本発明の超高固体含量ポリウレタン分散体の形成を容易にするために与えられる。場合により、鎖延長剤、希釈水および／またはこれらの組合せがさらにミキサーに供給され、第１の流れと一緒にされ、それにより、本発明のシーラント適用のために好適な超高固体含量ポリウレタン分散体を形成することができる。
図３を参照すると、第１のポリウレタンプレポリマーと、場合により界面活性剤と、場合により水とが、第１のミキサー（例えば、ＯＡＫＳミキサーまたはＩＫＡミキサー、あるいは、米国特許出願第６０／８７５，６５７号（２００６年１２月１９日出願、これはその全体が参照により本明細書中に組み込まれる）に開示されるそのようなミキサー）に供給され、それにより、第１のポリウレタンプレポリマーまたは第１のポリウレタンプレポリマーエマルションである第１の流れを形成する。第２のポリウレタンプレポリマーと、場合により界面活性剤と、場合により水とが、第２のミキサー（例えば、ＯＡＫＳミキサーまたはＩＫＡミキサー、あるいは、米国特許出願第６０／８７５，６５７号（２００６年１２月１９日出願、これはその全体が参照により本明細書中に組み込まれる）に開示されるそのようなミキサー）に供給され、それにより、第２のポリウレタンプレポリマーまたは第２のポリウレタンプレポリマーエマルションである第２の流れを形成する。第１の流れおよび第２の流れが第３のミキサー（例えば、ＯＡＫＳミキサーまたはＩＫＡミキサー、あるいは、米国特許出願第６０／８７５，６５７号（２００６年１２月１９日出願、これはその全体が参照により本明細書中に組み込まれる）に開示されるそのようなミキサー）に供給され、場合により、鎖延長剤、希釈水またはこれらの組合せの存在下で一緒にされ、それにより、本発明のシーラント適用のために好適な超高固体含量ポリウレタン分散体を形成する。
製造において、シーラント組成物は任意の数の混合デバイスにより製造することができる。１つのそのようなデバイスが、第１のシャフトがスィープブレードを含み、第２のシャフトが高速度ディスパーサーを含む二重のシャフトを有する垂直型混合槽である場合がある。超高固体ポリウレタン分散体をこの槽に加えることができる。このとき、スィープブレードを始動させることができ、続いて、界面活性剤、増粘剤、分散剤、凍結融解剤および添加剤（プロピレングリコールなど）および可塑剤を槽に加えることができる。十分な物質が、高速度ディスパーサーのブレードが覆われるように槽に加えられると、このブレードを始動させることができる。この混合物に、顔料（例えば、二酸化チタンなど）およびフィラー（例えば、炭酸カルシウムなど）を、作動されたスィープブレードおよび高速度ディスパーサーを維持しながら加えることができる。最後に、中和剤（例えば、アンモニアなど）を槽に加えることができる。混合は、混合物が完全に混合されるまで、例えば、２５℃で続けなければならない。混合物は真空吸引されてもよく、または真空吸引されなくてもよい。混合物の真空吸引を、ミキサーにおいて、またはミキサーの外に出して、そのどちらであっても、任意の好適な容器において行うことができる。
本発明が、次に、発明実施例および比較実施例を示すことによってさらに詳しく説明されるが、本発明の範囲は、当然のことではあるが、これらの実施例に限定されない。
ポリウレタンプレポリマーの合成
８７グラムのＡｃｃｌａｉｍ（商標）８２００ポリオール（分子量が８２００ｇ／モルであり、Ｂａｙｅｒから市販されているポリオキシプロピレンジオール）、１０グラムのイソホロンジイソシアナート（ＩＰＤＩ）および３グラムのＣａｒｂｏｗａｘ １０００（分子量が１０００ｇ／モルであり、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているポリエチレンオキシド）を、撹拌型反応槽において８０℃で、穏やかな撹拌条件のもと、４時間、０．０１重量パーセントのスズ触媒の存在下で混合した。得られたポリウレタンプレポリマーは２．８重量パーセントのＮＣＯを含んだ。
シードラテックス配合物
異なる量の固形分を有する２つのアクリラートラテックスを用いて、発明実施例および比較実施例を調製した。第１のアクリラートラテックスは、アクリラートラテックスの総重量に基づいて５６．２重量パーセントの固体を含むＵＣＡＲ１６３Ｓであった。第２のアクリラートラテックスは、アクリラートラテックスの総重量に基づいて６１．３重量パーセントの固体を含むＵＣＡＲ１６９Ｓであった。
シードポリウレタン分散体の合成
上記で調製されたプレポリマーを、高剪断ミキサーを連続的に使用して乳化させた。このプロセスにおいて、６０ｇのプレポリマーを高剪断ミキサーに供給し、ミキサーにおいて、プレポリマーを、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムであるアニオン性界面活性剤の水溶液（プレポリマーの重量に基づいて２重量パーセント）と混合した。このプレエマルションを続いて、ＮＣＯレベルに対する９８パーセントの化学量論的比率でのエチレンジアミン鎖延長剤の水溶液による鎖延長に供した。最終的なシードポリウレタン分散体は、何らかのフィラーを除いて５２重量パーセントの固体を含み、平均粒径がおよそ０．７ミクロンであった。
超高固体ポリウレタン／アクリラート分散体（ＰＵ／アクリラートハイブリッド分散体）の調製
４０グラムの上記ポリウレタンプレポリマーを高剪断混合デバイスに供給し、混合デバイスにおいて、ポリウレタンプレポリマーを１００グラムのシードアクリラートラテックス（すなわち、ＵＣＡＲ１６９Ｓ）に乳化させた。得られた超高固体含量ポリウレタン／アクリルハイブリッド分散体は双峰性の粒径および非常に広い粒径分布を有した。この分散体は、分散体の総重量に基づいて、何らかのフィラーの重量を除いて、およそ７３．５重量パーセントの固体粒子を含んだ。この超高固体含量ポリウレタン／アクリルハイブリッド分散体は、スピンドル＃４を使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける２７２０ｃｐｓの粘度、および、スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での５０ｒｐｍにおける１８５２ｃｐｓの粘度を有した。ウレタン対アクリラートの最終的な重量比は０．３９であった。
超高固体ポリウレタン／ポリウレタンハイブリッド分散体（ＰＵ／ＰＵハイブリッド分散体）の調製
ポリウレタンプレポリマーを、上記で記載されたのと同じ成分を使用して調製した。しかし、重量比を、２．０パーセントのＮＣＯを有するプレポリマーが得られるように変化させた。このポリウレタンプレポリマーを、上記で記載されるように、高剪断連続分散プロセスを使用してシードポリウレタン分散体に乳化させた。５５グラムの上記ポリウレタンプレポリマーを高剪断混合デバイスに供給し、混合デバイスにおいて、ポリウレタンプレポリマーを１００グラムのシードポリウレタン分散体に乳化させた。得られた超高固体含量ポリウレタン／ポリウレタンハイブリッド分散体は、分散体の総重量に基づいて、何らかのフィラーの重量を除いて、およそ６９重量パーセントの固体粒子を含んだ。この超高固体含量ポリウレタン／アクリルハイブリッド分散体は、スピンドル＃４を使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける３０００ｃｐｓ未満の粘度を有した。
発明実施例１〜４
発明実施例１〜４を下記の手順に従って調製した。表Ｉに列挙される配合成分を、二重のシャフト（第１のシャフトがスィープブレードを含み、第２のシャフトが高速度ディスパーサーを含む）を有する垂直型混合槽により室温で混合した。得られたシーラント組成物をそれらの特性について試験した。それらの特性および結果が表ＩＩに示される。
比較実施例Ａ〜Ｂ
比較実施例Ａ〜Ｂを下記の手順に従って調製した。表Ｉに列挙される配合成分を、二重のシャフト（第１のシャフトがスィープブレードを含み、第２のシャフトが高速度ディスパーサーを含む）を有する垂直型混合槽により室温で混合した。得られたシーラント組成物をそれらの特性について試験した。それらの特性および結果が表ＩＩに示される。
本発明は、その精神および本質的属性から逸脱することなく、他の形態で具体化することができ、従って、本発明の範囲を示すときには、前記の本明細書ではなく、添付された特許請求の範囲を参照しなければならない。
試験方法
試験方法には、下記が含まれる。
容積平均粒径および粒径分布を動的光散乱（Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ ２３０）によって測定した。
粘度をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計によって測定した。
イソシアナート含量（％ＮＣＯ）を、Ｍｅｔｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ ＤＬ５８を使用して求めた。
低温柔軟性（ジョイント運動柔軟性）をＡＳＴＭ Ｃ−７９３（エラストマージョイントシーラントに対する促進耐候試験の影響のための標準試験方法）に従って求めた。
弾性回復率および伸長柔軟性を下記の手順に従って求めた。薄いフィルムを、２０ｍｉｌのドローダウンデバイスを使用してＴｅｆｌｏｎ表面において調製した。フィルムを試験の前に室温で７日間乾燥した。超高固体ポリウレタン分散体およびハイブリッド分散体をＰＴＦＥ内張りのペトリ皿に注ぎ、周囲条件で７日間乾燥させた。得られたフィルムは厚さが１０ｍｉｌ〜２０ｍｉｌの範囲であった。ミクロ引張り試料（ＡＳＴＭ−Ｄ１７０８）を、Ｉｎｓｔｒｏｎ ５５８１ 機械的試験システムを使用する引張り試験のためにフィルムから切り取った。引張り応力ひずみの特徴づけのために、試料に、負荷を、破断するまで１００％／分（２２．２５ｍｍ／分）でかけた。応力ひずみ曲線、１００％での割線モジュラス、破断点伸びおよび引張り強度を記録した。少なくとも３つの試料をそれぞれのサンプルについて使用した。回復率の特徴づけのために、試料を１００％に引っ張り、その後、０％に戻した（これを１サイクルと呼ぶ）。このサイクルを１回の試験について１０回連続して繰り返した。引張り試験および回復率試験の両方を、室温、０℃および−２５℃で行った。１０サイクル目での回復率を、１００％−１０サイクル目の開始時の初期ひずみであると計算した。低温試験を、ＷＡＴＬＯＷ ９４２温度制御器を冷媒としての液体窒素とともに使用してＢＥＭＣＯ環境チャンバーの中で行った。さらなる熱電対を、実際の温度をモニターするため試料の近くに置いた。
収縮を下記の手順に従って求めた。２×４×３／８インチ（Ｌ×Ｗ×Ｈ）のスリットを有するガラス鋳型をシーラント（クリアまたは配合型）で満たす。その後、これを室温で２１日間硬化させる。シーラントの高さ（３／８）における減少を中間点で測定する。その後、その変化が、元の高さに対する％収縮を求める際に使用される。
シーラント適用のために好適な超高固体含量ポリウレタン分散体を作製する方法を例示するブロック図である。 シーラント適用のために好適な超高固体含量ポリウレタン分散体を作製する第１の代替方法を例示するブロック図である。 シーラント適用のために好適な超高固体含量ポリウレタン分散体を作製する第２の代替方法を例示するブロック図である。

Claims (27)

  1. 第１のポリウレタンプレポリマーまたは第１のポリウレタンプレポリマーエマルションを含む第１の成分、
    第２のポリウレタンプレポリマーエマルション、低固体含量ポリウレタン分散体、シードラテックスおよびこれらの組合せからなる群より選択される媒体相を含む第２の成分、および
    鎖延長剤
    を含む超高固体ポリウレタン分散体を含むシーラント組成物であって、
    前記超高固体ポリウレタン分散体が、前記超高固体ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、固体含量の重量比で少なくとも６５パーセントの固体含量と、スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける５０００ｃｐｓ未満の粘度とを少なくとも有する、シーラント組成物。
  2. １種以上の界面活性剤、１種以上の分散剤、１種以上の増粘剤、１種以上の顔料、１種以上のフィラー、１種以上の凍結融解剤、１種以上の中和剤、１種以上の可塑剤、および／または、これらの組合せをさらに含む、請求項１に記載のシーラント組成物。
  3. シーラント組成物の重量に基づいて２５重量パーセント〜１００重量パーセント未満の前記超高固体ポリウレタン分散体を含む、請求項２に記載のシーラント組成物。
  4. ０．１重量パーセント〜５重量パーセントの前記１種以上の界面活性剤を含む、請求項２に記載のシーラント組成物。
  5. ０．１重量パーセント〜５重量パーセントの前記１種以上の分散剤を含む、請求項２に記載のシーラント組成物。
  6. ０．１重量パーセント〜５重量パーセントの前記１種以上の増粘剤を含む、請求項２に記載のシーラント組成物。
  7. ０重量パーセント〜１０重量パーセント未満の前記１種以上の顔料を含む、請求項２に記載のシーラント組成物。
  8. ０重量パーセント〜７５重量パーセントの前記１種以上のフィラーを含む、請求項２に記載のシーラント組成物。
  9. ０．１重量パーセント〜２重量パーセントの前記１種以上の凍結融解剤を含む、請求項２に記載のシーラント組成物。
  10. ０．１重量パーセント〜１重量パーセントの前記１種以上の中和剤を含む、請求項２に記載のシーラント組成物。
  11. ０重量パーセント〜１２重量パーセントの前記１種以上の可塑剤を含む、請求項２に記載のシーラント組成物。
  12. ０．１重量パーセント〜１０重量パーセント未満の１種以上の顔料をさらに含み、かつ、−２５℃における少なくとも６５０パーセントの伸長柔軟性を有する、請求項２に記載のシーラント組成物。
  13. 実質的には何らかの顔料を含まず、かつ、−２５℃における少なくとも４００パーセントの伸長柔軟性を有する、請求項２に記載のシーラント組成物。
  14. −２５℃における５０パーセント以上の弾性回復率を有する、請求項２に記載のシーラント組成物。
  15. −２５℃における８０パーセント以上の弾性回復率を有する、請求項２に記載のシーラント組成物。
  16. ２０パーセント未満の収縮を有する、請求項２に記載のシーラント組成物。
  17. 前記第１の成分が１種以上の第１のポリマー樹脂を含み、前記第２の成分が１種以上の第２のポリマー樹脂を含み、前記第１のポリマー樹脂および前記第２のポリマー樹脂が１：５〜１：２の範囲での容積平均粒径比を有する、請求項１に記載のシーラント組成物。
  18. 前記第１のポリマー樹脂および前記第２のポリマー樹脂が約１：３の範囲での容積平均粒径比を有する、請求項１５に記載のシーラント組成物。
  19. 前記超高固体含量ポリウレタン分散体が、前記１種以上の第１のポリマー樹脂および前記１種以上の第２のポリマー樹脂の総重量に基づいて、０．０４ミクロン〜５．０ミクロンの範囲での粒径を有する前記１種以上の第１のポリマー樹脂２０重量パーセント〜４０重量パーセントと、０．０５ミクロン〜５．０ミクロンの範囲での粒径を有する前記１種以上の第２のポリマー樹脂６０重量パーセント〜８０重量パーセントとを含む、請求項１５に記載のシーラント組成物。
  20. 前記シードラテックスが、オレフィン、エポキシド、シリコン、スチレン、アクリラート、ブタジエン、イソプレン、酢酸ビニル、これらのコポリマー、および、これらの配合物の分散体、エマルションまたはラテックスからなる群より選択される、請求項１に記載のシーラント組成物。
  21. 前記シードラテックスが、水に乳化された油相である、請求項１に記載のシーラント組成物。
  22. 前記第１または第２のポリウレタンプレポリマーが少なくとも１種のポリイソシアナートおよび少なくとも１種のポリオールの反応生成物である、請求項１に記載のシーラント組成物。
  23. 前記ポリイソシアナートが芳香族または脂肪族である、請求項２２に記載のシーラント組成物。
  24. 前記ポリオールが、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボナート、天然種油ポリオールおよびこれらの組合せからなる群より選択される、請求項２２に記載のシーラント組成物。
  25. 前記第１または第２のポリウレタンプレポリマーがイオン性または非イオン性である、請求項２２に記載のシーラント組成物。
  26. 前記第１または第２のポリウレタンプレポリマーがイソシアナート末端ポリウレタンプレポリマーまたはヒドロキシル末端ポリウレタンプレポリマーである、請求項２２に記載のシーラント組成物。
  27. 第１のポリウレタンプレポリマーエマルションを含む第１の成分、
    アクリラートの分散体、エマルションまたはラテックスを含む第２の成分、および
    鎖延長剤
    を含む超高固体ポリウレタン分散体であって、前記超高固体ポリウレタン分散体の総重量に基づいて、固体含量の重量比で少なくとも６５パーセントの固体含量と、スピンドル＃４をＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計とともに使用したとき、２１℃での２０ｒｐｍにおける５０００ｃｐｓ未満の粘度とを少なくとも有する、超高固体ポリウレタン分散体と、
    場合により１種以上の界面活性剤、場合により１種以上の分散剤、場合により１種以上の増粘剤、場合により１種以上の顔料、場合により１種以上のフィラー、場合により１種以上の凍結融解剤、場合により１種以上の中和剤、場合により１種以上の可塑剤、および／または、これらの組合せと
    を含む、シーラント組成物。
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