JP2023519546A - 高度な疎水性及び調節可能なポットライフを有する二成分型ポリウレタン組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、第1の成分A及び第2の成分Bからなるポリウレタン組成物に関する。第1の成分Aは、成分Aを基準として、30重量%~99重量%のポリオール混合物Pであって、100重量部の少なくとも1つの疎水性ポリオールP1と、10~75重量部の少なくとも1つの親水性ポリオールP2と、C2~C9炭素鎖を介して結合している2つのヒドロキシル基を有する0~25重量部の少なくとも1つのジオールP3とを含むポリオール混合物P、及び少なくとも1つのチオール基を有する少なくとも1つの化合物Tを含み;かつ第2の成分Bは、少なくとも1つのポリイソシアネートIを含み;ここで、この2つの成分のうち少なくとも一方が、ヒドロキシル基とイソシアネート基との反応のための少なくとも1つの金属触媒Kであって、チオ錯体を形成することができる金属触媒をさらに含み、少なくとも1つの化合物Tの全チオール基の、少なくとも1つの金属触媒Kの全金属原子に対するモル比は、1:1~250:1の範囲である。このような組成物は、特定の範囲内の疎水性ポリウレタン組成物の硬化時間のあらゆる調節が可能であり、かつ長い硬化時間と、引き続く組成物の非常に迅速な硬化とを実現することができる。本発明による組成物は、2つの構成要素を接着するための疎水性構造用接着剤として、又は複合材料中のマトリックスとして特に適切である。
Description
本発明は、二成分型(二液型)ポリウレタン組成物の分野と、特に接着剤として又は複合材料中のマトリックスとしてその使用とに関する。
ポリオールとポリイソシアネートとをベースとする二液型ポリウレタン組成物は、長い間にわたって既に使用されている。二液型ポリウレタン組成物は、一液型組成物に対する利点を有し、混合後に迅速に硬化することができ、したがってごく短時間の後により大きな力を吸収し伝達することができる。構造用接着剤として、又は複合材料中のマトリックス(バインダー)として使用する場合、このような組成物は、強度及び接着力に関する高い要求に適合する必要があるが、その理由はこのような接着剤は耐荷重性構造の要素となるからである。特に、このような組成物は、硬化した場合に、低伸び率値並びに高い引張強度及び引張剪断強度を有しながら高弾性率などの良好な機械的性質を有する必要があるが、同時に脆性であってはならない。例えば工業的製造において、そのような組成物は、できる限り迅速に硬化することがさらに望ましく、それによって処理時間が短縮される。
所望の機械的性質、及び特に急速硬化を実現するため、2つの成分の一方として、遊離の又はポリマーが結合したポリイソシアネートの形態で存在し、ポリオールを含む他方の成分と混合した後に、硬化してポリマーネットワークを形成するイソシアネートを、そのような組成物が高い比率で含むと有利となる。しかしイソシアネートの含有量が多いと、問題が生じる。特に、選択的な最適の架橋及び硬化に重要な架橋触媒を使用すると、このような二液系は、制御できないほど速くなり、例えば、構造用接着剤として使用するにはポットライフが短くなりすぎる。複合材料中のバインダーとして使用するため、ポットライフは、マトリックス中に繊維を均一に埋め込み可能にするのに十分な長さである必要もある。
二液型ポリウレタン組成物を使用するためには、十分に長いポットライフと、後の非常に迅速な硬化と、強度の非常に迅速な発現とを併せ持つことが可能なことが一般に望ましい。しかし、このことは現在の二液型組成物では実現が困難である。硬化及び強度発現が迅速である組成物の場合はポットライフが非常に短いか、又は長いポットライフを有する組成物を扱う場合は硬化及び強度発現が遅いかのいずれかである。
したがって、ある制限内で調節することも可能な長いポットライフを有し、そのためより大きな構成要素又は製造部品の加工も可能であるが、非常に短時間、例えば数時間から数日で、塗布後に非常に迅速に硬化し、構造接着の意味で強度及び弾性も示す二液型ポリウレタン組成物が開発されている。このような二液型ポリウレタン組成物の1つが、国際公開第2019/002538A1号パンフレットに開示されている。この刊行物は、調節可能な長いポットライフが可能となり、組成物の非常に迅速な硬化も可能となる、金属触媒とチオール基を含む化合物とを含む特殊な触媒系を教示している。
このような触媒系を含む類似の二液型ポリウレタン組成物が、米国特許第5 587 448 A号明細書に開示されている。これに教示されている二液型ポリウレタン組成物は、ほとんどが、種々のポリプロピレングリコールをベースとするポリエーテルポリオールをベースとしており、特にコーティングとして適切である。
二液型ポリウレタン組成物の場合、個別の構成要素を適切に組み合わせることによって、軟質の弾性から非常に構造化された性質までの範囲の機械的性質のより広いスペクトラムを実現することができる。
さらに、二液型ポリウレタン組成物及び前述の強度の迅速な発現は、特にイソシアネート基を含むポリマーを用いることによって疎水性原材料から排他的になることができ、疎水性ポリオールをベースとすることのさらなる利点を有する。これは、大気中の水分によって硬化する一液型ポリウレタンでは可能性がはるかに低く、その理由は、疎水性組成物中の水の拡散が非常に限定されるからである。疎水性の結果として、このような二液型組成物から得られる接着剤は、硬化後に、一般にごく少量の水を吸収し、改善された耐老化性を示す。機械的性質も非常に良好であることが多い。さらに、ポリオレフィン又はポリカーボネートなどの低エネルギー表面上の接着力の発現は、極性単位をベースとするポリウレタンよりも大幅に改善される。
疎水性ポリブタジエンをベースとするポリウレタン接着剤の一例が、米国特許第4 812 524 A号明細書に記載される。米国特許第4 812 524号明細書に開示される接着剤は、アミン末端及びヒドロキシル末端のポリブタジエンの組み合わせをベースとしており、これらがポリイソシアネートと反応することでポリウレタンが得られる。記載の接着剤は、鋼基材に対して優れた接着特性及び強い接合を特徴とすると考えられる。
別の二液型疎水性ポリウレタン接着剤が、国際公開第2017/017089A1号パンフレットに教示されている。この刊行物に開示される組成物は、疎水性ポリブタジエンポリオールと、ポリブタジエンジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、並びに繰り返し単位中に少なくとも4個の炭素原子を有するポリエーテルジオールから選択される疎水性ジオールとをベースとする。メルカプトシランも教示されているが、単に接着促進剤としてのみである。
中国特許出願公開第110 669 469 A号明細書にも、例えばポリブタジエンポリオール及びポリエステルポリオールをベースとする疎水性二液型構造用ポリウレタン接着剤が教示されている。ここでもメルカプトシランが教示されているが、単にシラン架橋剤としてのみである。
国際公開第2019/195045A1号パンフレットにも、接着剤としての、特にポリプロピレン基材用の疎水性二液型ポリウレタン組成物が教示されている。これらの組成物は、ポリ(ブチレンオキシド)ポリオール、ポリブタジエンポリオール、及びアクリレートポリオールから選択される疎水性ポリオールをベースとする。ジオクチルスズジメルカプチド触媒が実施例において用いられている。
しかし、イソシアネート基を含み、疎水性ポリオールをベースとするポリマーを含むこのような疎水性二液型ポリウレタン組成物は、前述の調節可能な長いポットライフと、迅速な硬化とを有する特殊な触媒系との適合性が非常に低い。このような疎水性二液型ポリウレタン組成物は、例えば国際公開第2019/002538A1号パンフレットに教示される系によって容易に触媒することができないことが分かった。ポットライフの終了後の急速硬化の効果は、国際公開第2019/002538A1号パンフレットに開示されるような親水性ポリウレタン組成物の場合よりもはるかに弱い。
したがって、前述のそのような疎水性組成物のすべての利点を有するが、長く調節可能なポットライフと後に非常に迅速な硬化とを示す触媒系をさらに含む、疎水性二液型ポリウレタン組成物が得られることが望ましい。
したがって、本発明の目的は、非常に迅速に硬化して、構造用接着剤として、又は複合材料のマトリックスとして適切な機械的に優れた塊状体を形成し、同時にある制限内で調節可能な十分長いポットライフを有し、問題が発生することなく取り扱い可能となる、疎水性二成分型ポリウレタン組成物を提供することである。
驚くべきことにこの目的は、請求項1において請求される本発明のポリウレタン組成物で実現される。これは、第1の成分中に少なくとも1つの疎水性ポリオール及び少なくとも1つの親水性のポリオール、場合により短鎖ジオールを含むポリオール混合物、及び少なくとも1つのチオール基を有する化合物を含み、第2の成分中に及びポリイソシアネートを含む。組成物を硬化させるために、この組成物は、チオ錯体を形成可能な金属触媒をさらに含み、チオール基の金属原子に対する比は固定される。この組成物は、硬化すると非常に高い強度及び良好な弾性を示す。成分を混合した後、ある制限内で調節可能な十分長いポットライフの後に、これは非常に迅速に硬化し、ごく短時間、例えば数時間から1日の後に、非常に良好な機械的な値を実現する。
本発明のさらなる態様は、さらなる独立請求項の主題である。本発明の特に好ましい実施形態は従属請求項の主題である。
本発明は、第1の成分A及び第2の成分Bからなるポリウレタン組成物であって、
- 第1の成分Aが、以下を含み:
- 成分Aを基準として30重量%~99重量%の、以下を含むポリオール混合物P:
- 100重量部の少なくとも1つの疎水性ポリオールP1、
- 10~75重量部の少なくとも1つの親水性ポリオールP2、
- C2~C9炭素鎖を介して結合している2つのヒドロキシル基を有する0~25重量部の少なくとも1つのジオールP3、及び
- 少なくとも1つのチオール基を有する少なくとも1つの化合物T;かつ
- 第2の成分Bが、以下を含み:
- 少なくとも1つのポリイソシアネートI;
上記2つの成分のうちの一方が、チオ錯体を形成可能なヒドロキシル基とイソシアネート基との反応のための少なくとも1つの金属触媒Kをさらに含み、かつ
少なくとも1つの化合物T中の全チオール基の、少なくとも1つの金属触媒K中の全金属原子に対するモル比が、1:1~250:1である、
ポリウレタン組成物に関する。
- 第1の成分Aが、以下を含み:
- 成分Aを基準として30重量%~99重量%の、以下を含むポリオール混合物P:
- 100重量部の少なくとも1つの疎水性ポリオールP1、
- 10~75重量部の少なくとも1つの親水性ポリオールP2、
- C2~C9炭素鎖を介して結合している2つのヒドロキシル基を有する0~25重量部の少なくとも1つのジオールP3、及び
- 少なくとも1つのチオール基を有する少なくとも1つの化合物T;かつ
- 第2の成分Bが、以下を含み:
- 少なくとも1つのポリイソシアネートI;
上記2つの成分のうちの一方が、チオ錯体を形成可能なヒドロキシル基とイソシアネート基との反応のための少なくとも1つの金属触媒Kをさらに含み、かつ
少なくとも1つの化合物T中の全チオール基の、少なくとも1つの金属触媒K中の全金属原子に対するモル比が、1:1~250:1である、
ポリウレタン組成物に関する。
本文献における「ポリオール」、「ポリイソシアネート」、「ポリエーテル」、又は「ポリアミン」などの物質名における接頭語の「ポリ」は、それぞれの物質が、形式上、その名称中に出現する1つを超える官能基を1分子当たりに含むことを示している。
本文献における「ポリマー」という用語は、第1に、化学的に均一であるが、重合度、モル質量、及び鎖長が異なる高分子の集団を含み、上記集団は「ポリ」反応(重合、重付加、重縮合)によって生成されている。この用語は、第2に、「ポリ」反応から得られる高分子のそのような集団の誘導体、すなわち、規定の高分子上の官能基の反応、例えば付加又は置換によって得られ、化学的に均一な場合も化学的に不均一な場合もある化合物をも含む。この用語は、さらに、いわゆるプレポリマー、すなわちその官能基が高分子の形成に関与する反応性オリゴマー初期付加体も含む。
「ポリウレタンポリマー」という用語は、いわゆるジイソシアネート重付加プロセスにより生成されるすべてのポリマーを含む。これは、ウレタン基を実質的に又は完全に含まないポリマーをも含む。ポリウレタンポリマーの例は、ポリエーテルポリウレタン、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリ尿素、ポリ尿素、ポリエステルポリ尿素、ポリイソシアヌレート、及びポリカルボジイミドである。
「分子量」は、本文献において、分子又は分子残基のモル質量(グラム/モルの単位)を意味するものと理解される。「平均分子量」は、オリゴマー又はポリマーの分子又は分子残基の多分散性混合物の数平均Mnを意味し、これは典型的には、標準物質としてのポリスチレンに対するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって求められる。
重量%と略記される重量パーセント値は、特に指定がなければ、全組成物を基準とした組成物中の構成要素の質量による比率を意味する。「質量」及び「重量」という用語は、本明細書においては同義で用いられる。
「第1級ヒドロキシル基」は、2つの水素を有する炭素原子に結合するOH基を意味する。
本文献において「ポットライフ」は、2つの成分の混合後に、架橋反応の進行によって生じる粘度が、さらなる処理のためには高くなりすぎる前に、ポリウレタン組成物を処理することができる範囲内の時間を意味する。
本文献において「強度」という用語は、硬化した組成物の強度を意味し、強度は、特に0.05%~0.25%の伸び率の範囲内、又は0.5~5.0%の範囲内の、特に引張強度及び弾性率を意味する。
本文献において「室温」は23℃の温度を意味する。
貯蔵によって、その塗布特性又は使用特性、特に粘度及び架橋速度が、その使用に適切な程度で変化することなく、比較的長い期間、典型的には少なくとも3か月から6か月以上まで適切な容器中室温で貯蔵できる場合、物質又は組成物は「貯蔵安定性」又は「貯蔵可能」と記載される。
本文献において言及されるすべての工業規格及び基準は、最初の出願日において有効な版に関連する。
「平均OH官能価」は、すべてのポリマー分子に渡って平均した、ポリマー分子1つ当たりのOH基の数である。例えば、全ポリマー分子の50%が2つのヒドロキシル基を含み、残りの50%が3つのヒドロキシル基を含む場合、結果として平均OH官能価は2.5となる。平均OH官能価は、特に、ヒドロキシル価及びGPCによって求められる分子量Mnから計算することによって求められる。
本発明のポリウレタン組成物は、第1の成分Aと第2の成分Bとからなり、これらは、ポリウレタン組成物を塗布するときにのみ混合され、この前には別々の包装材料中に保管される。
第1の成分Aは、成分Aを基準として30重量%~99重量%のポリオール混合物Pであって、
- 100重量部の少なくとも1つの疎水性ポリオールP1、
- 10~75重量部の少なくとも1つの親水性ポリオールP2、
- C2~C9炭素鎖を介して結合している2つのヒドロキシル基を有する0~25重量部の少なくとも1つのジオールP3、
を含むポリオール混合物Pと;少なくとも1つのチオール基を有する少なくとも1つの化合物Tとを含む。
- 100重量部の少なくとも1つの疎水性ポリオールP1、
- 10~75重量部の少なくとも1つの親水性ポリオールP2、
- C2~C9炭素鎖を介して結合している2つのヒドロキシル基を有する0~25重量部の少なくとも1つのジオールP3、
を含むポリオール混合物Pと;少なくとも1つのチオール基を有する少なくとも1つの化合物Tとを含む。
したがって、第1の成分Aは、最初に少なくとも1つの疎水性ポリオールP1を含む。これは、本発明の組成物中に存在するポリオール混合物P中に、成分Aを基準として30重量%~90重量%の間の含有量で存在する。
ポリオール混合物Pは好ましくは、成分A中で、成分Aを基準として40重量%~80重量%の間、特に45重量%~75重量%の間、最も好ましくは50重量%~70重量%の間の含有量を有する。
ポリオール混合物Pは、100重量部の少なくとも1つの疎水性ポリオールP1を含む。
疎水性ポリオールP1は好ましくは、1.5~4の範囲内のOH官能価及び250~15000g/molの範囲内の平均分子量を有する。
「疎水性」という用語は、ポリオールP1と関連しており、ポリオールの親ポリマーが、例えばポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールなどの親水性ポリエーテルから形成される主鎖又は結合する側鎖の上の極性官能基の形態で、親水性官能基によってあまり修飾されていないことを意味するものと理解され、その理由は、このような修飾は疎水性を大幅に低下させるからである。したがって、本発明の状況では、ポリオールP1の親ポリマーが、前述の材料からなる、すなわちポリブタジエン、ポリエステル、ポリカーボネート、及び少なくとも4個の炭素原子を有する繰り返し単位を有するポリエーテルからなる場合が好ましい。繰り返し単位中に少なくとも4個の炭素原子を有するポリエーテル、例えばポリ(ブチレンオキシド)ポリオール又はポリ(テトラメチレングリコール)、又はポリ(ブチレングリコール)は、疎水性ポリオールと見なされる。
疎水性ポリオールP1として適切なものは、特にポリブタジエンポリオール、疎水性ポリエステルポリオール、疎水性ポリカーボネートポリオール、二量体脂肪酸をベースとするポリエステルポリオール、及び2つのエーテル酸素の間に少なくとも4個の炭素原子を有する繰り返し単位を有する疎水性ポリエーテルポリオール、例えばポリ(ブチレンオキシド)ポリオールである。
好ましい実施形態では、疎水性ポリオールP1は、ポリブタジエンポリオール、二量体脂肪酸をベースとするポリエステルポリオール、ポリテトラメチレンオキシドジオール、又は上記ポリオールの混合物である。
疎水性ポリオールP1として、2000~10000g/molの範囲内の平均分子量及び2.1~4の範囲内の平均OH官能価を有するポリブタジエンポリオールが好ましい。
ポリブタジエンポリオールの平均分子量は、好ましくは2000~4000g/molの範囲内、特に2500~3000g/molの範囲内である。
ポリブタジエンポリオールの平均OH官能価は、好ましくは2.1~2.9の範囲内、特に2.3~2.7の範囲内である。
このようなポリブタジエンポリオールは、単純な方法で得ることができ、比較的低い粘度を有し、組成物の良好な加工性が得られる。
適切なポリブタジエンポリオールは、特に、適切な比率での1,3-ブタジエンとアリルアルコールとの重合によって、又は適切なポリブタジエン若しくはそれらの水素化生成物の酸化によって得ることができる。
好ましいポリブタジエンポリオールの1つは、
40~80%、特に55%~65%の式(I)の構造要素、
0~30%、特に15%~25%の式(II)の構造要素、
0~30%、特に15%~25%の式(III)の構造要素、
を含む。
40~80%、特に55%~65%の式(I)の構造要素、
0~30%、特に15%~25%の式(II)の構造要素、
0~30%、特に15%~25%の式(III)の構造要素、
を含む。
特に適切なポリブタジエンポリオールは、PolyBD(登録商標)R-45 HTLO又はPolyBD(登録商標)R-45M(どちらもCray Valley製)である。
これに加えて、同様にポリマーP1として適切なものは、オリゴヒドロカルボノールとも呼ばれるポリ炭化水素ポリオール、例えばポリヒドロキシ官能性エチレン-プロピレン、エチレン-ブチレン、若しくはエチレン-プロピレン-ジエンコポリマー、例えばKraton Polymers,USAにより製造されるもの、又は1,3-ブタジエン若しくはジエン混合物などのジエンと、スチレン、アクリロニトリル、若しくはイソブチレンなどのビニルモノマーとのポリヒドロキシ官能性コポリマー、又はポリヒドロキシ官能性ポリブタジエンポリオール、例えば、水素化も可能な、1,3-ブタジエン及びアリルアルコールの共重合によって製造されるものである。
また、ポリマーP1として適切なものは、例えば、例えばエポキシド又はアミノアルコール及びカルボキシル末端アクリロニトリル/ブタジエンコポリマーから製造することができるものなどのポリヒドロキシ官能性アクリロニトリル/ブタジエンコポリマーであり、これらはHypro(登録商標)(以前はHycar(登録商標)) CTBNの名称でEmerald Performance Materials,LLC,USAより市販されている。
ポリブタジエンジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、及び少なくとも4個の炭素原子を有する繰り返し単位を有するポリエーテルジオールからなる群から選択される、500~5000g/molの範囲内の平均分子量を有する疎水性ポリオールP1も適切であり、ここで少なくとも4個の炭素原子を有する繰り返し単位を有するポリエーテルジオールは、好ましくはポリテトラメチレンオキシドジオールである。
疎水性ポリオールP1は、さらなる好ましい一実施形態では、好ましくは、芳香族成分を有さず2~4の間の平均OH官能価を有する脂肪族又は脂環式のポリオールである。
これらの中で好ましいものは、脂肪族又は脂環式のポリオール、好ましくは、ポリテトラメチレンオキシドジオール、又は3-メチルペンタン-1,5-ジオール及びヘキサン-1,6-ジオールをベースとするはポリカーボネートジオール、又はヘキサン-1,6-ジオール及びε-カプロラクトンをベースとするポリエステルカーボネートジオール、又は3-メチルペンタン-1,5-ジオール及びアジピン酸若しくはセバシン酸をベースとするポリエステルジオールである。
特に適切なポリエステルポリオールの1つは、3-メチルペンタン-1,5-ジオール及びアジピン酸若しくはセバシン酸の縮合生成物である。この種類のポリエステルポリオールは、例えばKurarayよりKuraray(登録商標)P-2010の商品名で入手可能である。
特に適切な3-メチルペンタン-1,5-ジオール及びヘキサン-1,6-ジオールをベースとする脂肪族ポリカーボネートポリオールの1つは、例えばKurarayよりKuraray(登録商標)C-2050の商品名で入手可能である。
特に適切なヘキサン-1,6-ジオール及びε-カプロラクトンをベースとする脂肪族ポリエステルカーボネートポリオールの1つは、Bayer Material ScienceよりDesmophen(登録商標)C 1200の商品名で入手可能である。
疎水性ポリオールP1として特に好ましいものは、油性(再生可能)原材料から得られる二量体脂肪酸をベースとするポリエステルポリオールである。
この種類の二量体脂肪酸をベースとするポリエステルポリオールは、好ましくは室温において液体である。これは、特に28~120mgKOH/gの範囲内のOH価を有する。
このような二量体脂肪酸をベースとするポリエステルポリオールは950~4000g/molの範囲内の平均分子量を有する。これらは通常、大部分が直鎖構造であり、約2、特に2~2.5の間の平均OH官能価を有する。
二量体脂肪酸をベースとするポリエステルポリオールは好ましくは非晶質である。
ポリマーP1として適切な二量体脂肪酸をベースとするポリエステルジオールは、特に、生成物が非晶質であり、室温において液体であり、28~120mgKOH/gの範囲内のOH価を有するような化学量論での、少なくとも1つの二量体脂肪酸、及び/又はジオールを有する少なくとも1つの二量体脂肪アルコール、例えばエチレングリコール又はブタンジオール、及び/又はジカルボン酸、例えばアジピン酸のエステル化によって得られる。
二量体脂肪酸をベースとするポリエステルポリオールは、好ましくは、ASTM D6866に準拠した再生可能資源からの炭素原子の含有量が、全炭素含有量を基準として、50~100%の範囲内、好ましくは60~95%、特に70~90%である。このようなポリエステルポリオールは、非晶質及び疎水性であり、ポリウレタン接着剤中で特に良好な相溶性を有する。
ポリマーP1として使用される二量体脂肪酸をベースとするポリエステルポリオールは、好ましくは34~120mgKOH/gの範囲内、特に52~60mgKOH/gのOH価を有する。このような二量体脂肪酸をベースとするポリエステルポリオールは、950~3300g/molの範囲内、特に1900~2200g/molの範囲内の平均分子量を有する。このようなポリマーによって、良好な発現性、良好な接着特性、及び高強度の特に魅力的な組み合わせを有するポリウレタン組成物が可能となる。
特に適切なものは、市販の非晶質二量体脂肪酸をベースとするポリエステルポリオールであり、特にPriplast(登録商標)の商品名で得られるPriplast(登録商標)1837、1838、3187、3196、3197、3199、又は3238(Croda製)のグレードのものである。これらの中で好ましいものは、Priplast(登録商標)1838である。VASFのSolvermol(登録商標)グレード、特にSolvermol(登録商標)RC 1005及びSolvermol(登録商標)805も適切である。
疎水性ポリオールP1は、すべての実施形態において、好ましくは400~3500g/molの範囲内、特に500~3250g/mol、より好ましくは750~3000g/mol、最も好ましくは1000~3000g/molの平均分子量を有する。
疎水性ポリオールP1は、すべての実施形態において、好ましくは2~4の範囲内、特に2~3.5、より好ましくは2~3、最も好ましくは2~2.5の平均OH官能価を有する。
疎水性ポリオールP1は、すべての実施形態において、45~600mgKOH/g、特に50~500mgKOH/g、より好ましくは50~250mgKOH/g、最も好ましくは50~200mgKOH/gの範囲内のヒドロキシル価を有する。
第1の成分Aは、さらに、少なくとも1つの親水性ポリオールP2を含む。これはポリオール混合物P中に存在する。
ポリオール混合物Pは、10~75重量部の少なくとも1つの親水性ポリオールP2を含む。
100重量部の疎水性ポリマーP1当たりの親水性ポリオールP2の量が10重量部未満である場合、本発明によって得られる長いポットライフ及び引き続く迅速な硬化は、もはや十分に実現することができない。
逆に、100重量部の疎水性ポリマーP1当たりの親水性ポリオールP2の量が75重量部を超える場合、組成物全体の疎水性は、もはや十分に調節することができない。
一般に、親水性ポリオールP2の比率が高いほど、本発明による効果、すなわちポットライフ終了後の硬化が迅速に進行する傾向にある。他方、親水性ポリオールP2の比率が低いほど、疎水性の実際的な性質が改善され(例えば、より低い吸水性、改善された耐老化性、低エネルギー基材に対するより良好な接着性)、機械的性質も改善される傾向にある。したがって、所望の使用分野及びそれに関連して望まれる性質により、ポリオールP1及びP2の比率を特定の制限内で必要に応じて調節することができる。さらに、上記の性質は、組成物中のさらなる構成要素、例えばフィラー及び後述のジオールP3による影響を受けることもあり、これは、配合手段による組成物の性質に影響を与えるためのさらなる選択肢が存在することを意味する。
適切な親水性ポリオールP2は、原則として、大気中の水分によって硬化する従来の一成分型(一液型)ポリウレタン組成物において使用可能なポリウレタンポリマーの製造に使用されるあらゆる一般的な親水性ポリオールである。特に適切なものは、親水性ポリエーテルポリオール、親水性ポリエステルポリオール、親水性ポリ(メタ)アクリレートポリオール、及び親水性ポリカーボネートポリオール、並びに上記ポリオールの混合物である。
ポリマーP2として適切な、ポリオキシアルキレンポリオール又はオリゴエーテロールとも呼ばれるポリエーテルポリオールは特に、エチレンオキシド、1,2-プロピレンオキシド、オキセタン、又はそれらの混合物の重合生成物であって、場合により、2つ以上の活性水素原子を有する開始分子、例えば水、アンモニア、又は複数のOH基若しくはNH基を有する化合物、例えばエタン-1,2-ジオール、プロパン-1,2-ジオール及び-1,3-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、異性体のジプロピレングリコール及びトリプロピレングリコール、異性体のブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ウンデカンジオール、シクロヘキサン-1,3-ジメタノール及び-1,4-ジメタノール、ビスフェノールA、水素化ビスフェノールA、1,1,1-トリメチロールエタン、1,1,1-トリメチロールプロパン、グリセロール、アニリン、並びに上記化合物の混合物を用いて重合される重合生成物である。例えばいわゆる複合金属シアン化物錯体触媒(DMC触媒)を用いて製造される低不飽和度(ASTM D-2849-69に準拠して測定され、ポリオール1グラム当たりの不飽和のミリ当量(mEq/g)で表される)有するポリオキシアルキレンポリオール、又は例えばNaOH、KOH、CsOH、若しくはアルカリ金属アルコキシドなどのアニオン触媒を用いて製造される比較的高い不飽和度を有するポリオキシアルキレンポリオールのいずれかを使用することができる。
ポリオールP2として特に適切なものは、ポリオキシエチレンポリオール及びポリオキシプロピレンポリオール、特にポリオキシエチレンジオール、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシエチレントリオール、及びポリオキシプロピレントリオールである。
ポリオールP2として特に適切なものは、0.02mEq/g未満の不飽和度を有し、1000~15000g/molの範囲内の分子量を有するポリオキシアルキレンジオール又はポリオキシアルキレントリオール、例えば400~15000g/molの分子量を有するポリオキシエチレンジオール、ポリオキシエチレントリオール、ポリオキシプロピレンジオール、及びポリオキシプロピレントリオールである。
同様にポリオールP2として特に適切なものは、いわゆるエチレンオキシド末端(「EOエンドキャップ」、エチレンオキシドエンドキャップ)ポリオキシプロピレンポリオールでありである。これは、例えば純粋なポリオキシプロピレンポリオール、特にポリオキシプロピレンジオール及びトリオールが、ポリプロポキシ化反応の終了後にエチレンオキシドでさらにアルコキシル化され、それによって第1級ヒドロキシル基を有する場合に得られる特殊なポリオキシプロピレンポリオキシエチレンポリオールである。この場合、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンジオール及びポリオキシプロピレンポリオキシエチレントリオールが好ましい。
この種類の適切なポリエーテルをベースとするポリマーP2は、例えば、CovestroよりAcclaim(登録商標)及びDesmophen(登録商標)の商品名、特にAcclaim(登録商標)4200、Desmophen(登録商標)5034、Desmophen(登録商標)1381 BT、及びDesmophen(登録商標)28HS98、DowよりVoranol(登録商標)の商品名、特にVoranol(登録商標)EP 1900及びVoranol(登録商標)CP 4755、並びにArkemaよりDianol(登録商標)の商品名、特にDianol(登録商標)3130 HPで入手可能である。
例えば Elastogran GmbH,GermanyよりLupranol(登録商標)の商品名で市販されるものなどのスチレン-アクリロニトリルグラフトポリエーテルポリオールも適切である。
適切な親水性ポリエステルポリオールは、特に、ポリエステルであって、少なくとも2つのヒドロキシル基を有し、周知の方法、特に、ヒドロキシカルボン酸の重縮合、又は脂肪族及び/又は芳香族のポリカルボン酸と二価若しくは多価アルコールとの重縮合によって製造されるポリエステルである。
特に適切なものは、二価から三価のアルコール、例えばエタン-1,2-ジオール、ジエチレングリコール、プロパン-1,2-ジオール、ジプロピレングリコール、又は上記アルコールの混合物と、有機ジカルボン酸又はそれらの無水物若しくはエステル、例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、トリメチルアジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル、ヘキサヒドロフタル酸、トリメリット酸及び無水トリメリット酸、又は上記酸の混合物とから製造されるポリエステルポリオールであり、同様にε-カプロラクトンなどのラクトンから形成されるポリエステルポリオールである。
特に適切なものは、親水性ポリエステルジオールであり、特に、ジカルボン酸としてのアジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、及びテレフタル酸から、又はε-カプロラクトンなどのラクトンから、並びに二価アルコールとしてのエチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタン-1,4-ジオール、ヘキサン-1,6-ジオール、及びシクロヘキサン-1,4-ジメタノールから製造される親水性ポリエステルジオールである。
適切な親水性ポリエステルポリオールの例は、KurarayよりKuraray(登録商標)の商品名、特にKuraray(登録商標)F-510、及びKing IndustriesよりK-Flex(登録商標)の商品名、特に K-Flex(登録商標)188で入手可能なものである。
適切な親水性ポリカーボネートポリオールとしては、ポリエステルポリオールの形成にも用いられる前述のアルコールと、ジアルキルカーボネート、例えばジメチルカーボネート、ジアリールカーボネート、例えばジフェニルカーボネート、又はホスゲンとの反応によって得ることができるものが挙げられる。CO2と、エポキシド、例えばエチレンオキシド及びプロピレンオキシドとの共重合によって得ることができるポリカーボネートも同様に適切である。ポリカーボネートジオール、特に非晶質ポリカーボネートジオールが特に適切である。
さらなる適切なポリオールは、親水性ポリ(メタ)アクリレートポリオールである。
特に適切なポリオールP2は、親水性ポリエステルポリオールであり、特に好ましくは親水性ポリエーテルポリオールであり、特にポリオキシエチレンポリオール、ポリオキシプロピレンポリオール、及びポリオキシプロピレンポリオキシエチレンポリオール、好ましくはポリオキシエチレンジオール、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシエチレントリオール、ポリオキシプロピレントリオール、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンジオール、及びポリオキシプロピレンポリオキシエチレントリオールである。
最も好ましくは、親水性ポリオールP2は、ポリエーテルポリオールであり、特に、少なくとも2.5の平均OH官能価を有し、好ましくはポリマー主鎖中にプロピレングリコール繰り返し単位を有するポリエーテルポリオールである。
親水性ポリオールP2は、すべての実施形態において、好ましくは400~6000g/molの範囲内、特に450~5500g/mol、より好ましくは500~5000g/mol、最も好ましくは550~5000g/molの平均分子量を有する。
親水性ポリオールP2は、すべての実施形態において、好ましくは2~4の範囲内、特に2~3.5、より好ましくは2~3の平均OH官能価を有する。
親水性ポリオールP2は、すべての実施形態において、20~500mgKOH/gの範囲内、特に25~400mgKOH/g、より好ましくは25~250mgKOH/gのヒドロキシル価を有する。
第1の成分Aは、好ましくは、C2~C9炭素鎖を介して結合する2つのヒドロキシル基を有する少なくとも1つのジオールP3をさらに含む。これはポリオール混合物P中に存在する。
ポリオール混合物Pは、0~25重量部の、C2~C9炭素鎖を介して結合する2つのヒドロキシル基を有する少なくとも1つのジオールP3を含む。
本発明による効果のためには、ジオールP3がポリオール混合物P中に存在する必要はない。しかし、特に本発明のポリウレタン組成物の機械的性質のためには、このようなジオールP3の存在が有利となりうる。
したがって、本発明の組成物の好ましい実施形態は、好ましくは、100重量部の疎水性のポリマーP1当たり、5重量部~25重量部の間、特に10重量部~20重量部の間のジオールP3を含む。
ジオールP3として適切なものは、2つの第1級又は第2級ヒドロキシル基を有する直鎖又は分岐アルキレンジオール、1つの第1級ヒドロキシル基と1つの第2級ヒドロキシル基とを有するアルキレンジオール、及び脂環式ジオールである。
ジオールP3は、好ましくは、C4~C9炭素鎖を介して結合する2つの第1級ヒドロキシル基を有する直鎖脂肪族ジオールである。このようなジオールは、特に高い弾性率を、例えば0~5%の間の低伸び率範囲内で有するポリウレタンが得られるという利点を有し、これは特に構造用接着剤に有利である。
特に、ジオールP3は、エチレングリコール、プロパン-1,3-ジオール、ブタン-1,4-ジオール、ペンタン-1,5-ジオール、ヘキサン-1,6-ジオール、ヘプタン-1,7-ジオール、オクタン-1,8-ジオール、ノナン-1,9-ジオール、ブタン-1,3-ジオール、ブタン-2,3-ジオール、2-メチルプロパン-1,3-ジオール、ペンタン-1,2-ジオール、ペンタン-2,4-ジオール、2-メチルブタン-1,4-ジオール、2,2-ジメチルプロパン-1,3-ジオール(ネオペンチルグリコール)、ヘキサン-1,2-ジオール、ブタン-1,4-ジオール、3-メチルペンタン-1,5-ジオール、オクタン-1,2-ジオール、オクタン-3,6-ジオール、2-エチルヘキサン-1,3-ジオール、2,2,4-トリメチルペンタン-1,3-ジオール、2-ブチル-2-エチルプロパン-1,3-ジオール、2,7-ジメチルオクタン-3,6-ジオール、シクロヘキサン-1,4-ジオール、シクロヘキサン-1,3-ジメタノール、及びシクロヘキサン-1,4-ジメタノールからなる群から選択される。
ジオールP3は、特に好ましくは、ブタン-1,4-ジオール、ペンタン-1,5-ジオール、ヘキサン-1,6-ジオール、ヘプタン-1,7-ジオール、オクタン-1,8-ジオール、及びノナン-1,9-ジオールからなる群から選択される。
ジオールP3は、最も好ましくは、ブタン-1,4-ジオール、ペンタン-1,5-ジオール、ヘキサン-1,6-ジオール、及びノナン-1,9-ジオールからなる群から選択される。これらのジオールは、商業的入手が容易であり、これらによって、硬化した場合に低伸び率において特に高い弾性率を有するポリウレタンが得られる。
これらの記載のポリオールP1及びP2並びにジオールP3に加えて、さらなる低分子量二価又は多価アルコール、例えばジエチレングリコール、トリエチレングリコール、異性体のジプロピレングリコール及びトリプロピレングリコール、異性体のデカンジオール及びウンデカンジオール、水素化ビスフェノールA、二量体脂肪アルコール、1,1,1-トリメチロールエタン、1,1,1-トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、糖アルコール、例えばキシリトール、ソルビトール、又はマンニトール、糖、例えばスクロース、その他のより高級な多価アルコール、上記の二価及び多価アルコールの低分子量アルコキシル化生成物、並びに上記アルコールの混合物を少量含むことが可能である。さらに、別のヘテロ原子を含むポリオール、例えばメチルジエタノールアミン又はチオグリコールが存在することもできる。
第1の成分Aは、少なくとも1つのチオール基を有する少なくとも1つの化合物Tをさらに含む。適切なものは、本発明の組成物中に配合可能な少なくとも1つのチオール基又はメルカプト基を有するあらゆる化合物である。本明細書において、チオール基は、有機基、例えば脂肪族、脂環式、又は芳香族の炭素基に結合する-SH基を意味するものと理解される。
好ましいものは、1~6個、特に1~4個、最も好ましくは1又は2個のチオール基を有する化合物である。チオール基を有する化合物は、可溶性が不十分となる傾向がある錯体を金属触媒Kと形成せず、ポットライフを特に精密に調節できるという利点を有する。2つのチオール基を有する化合物は、硬化したときの組成物の機械的性質が改善されるという利点を有する。
チオール基を有する適切な化合物Tの例は、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロパン-1,2-ジオール、2-メルカプトトルイミダゾール、又は2-メルカプトベンゾチアゾールである。
2つ以上のチオール基を有する適切な化合物Tの例は、エチレングリコールジ(3-メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールジメルカプトアセテート、ジペンタエリスリトールヘキサ(3-メルカプトプロピオネート)、2,3-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール、又はペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)である。
化合物Tは、好ましくは、エチレングリコールジ(3-メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールジメルカプトアセテート、ジペンタエリスリトールヘキサ(3-メルカプトプロピオネート)、及び3-メルカプトプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される。
少なくとも1つの化合物T中の全チオール基の、少なくとも1つの金属触媒K中の全金属原子に対するモル比(少なくとも1つの化合物T中の全チオール基:少なくとも1つの金属触媒K中の全金属原子のモル比)は、1:1~250:1の間となる必要がある。これは好ましくは2:1~150:1の間、特に5:1~100:1の間である。この定量的な比によって、特に、例えば触媒の含有量、存在するイソシアネートの反応性、及びその量による特定の組成に固有の制限の範囲内で、ポットライフを調節することができる。ポットライフの下限は、化合物Tを加えずに規定の量の触媒を用いる場合に特定の組成物で得られるポットライフである。構造用接着剤又は複合材料マトリックスとして本発明による使用に適切な多くの状況では、触媒は存在するが、化合物Tが存在しないと、多数のイソシアネート基による結果として、実際のポットライフは全く実現されず、2つの成分を混合したほぼ直後に組成物が硬化し始める。
したがって、調節可能なポットライフの上限は、触媒が用いられない場合の無触媒イソシアネート-ヒドロキシル反応によって実現されるポットライフである。触媒を用いない場合でさえも、この反応は、2つの成分の混合後のある時点で開始する。しかし、触媒なしの反応は、より遅く進行し、硬化した材料中の機械的性質の発現はより不十分となる。
本発明の二成分型ポリウレタン組成物によって実現される重要な利点は、非常に迅速に硬化及び強度発現が起こる系であり、同時に使いやすい方法での処理が可能となる十分長いポットライフを有することである。これは、例えば、接着剤の塗布後、ごく短時間で機械的応力にさらされうる構造接着を比較的大型の基材でも行えることを意味する。これによって、例えば、工業生産における処理時間が大幅に短縮される。本発明のポリウレタン組成物のさらなる利点の1つは、前述のようにポットライフを調節できることである。これは、特に自動塗布において非常に有利であり、例えば、所望の用途にポットライフを合わせることができるので、工業生産における処理時間をさらに最適化することができる。
第1の成分A中の化合物Tの量は、成分Aを基準として、好ましくは0.1重量%~5重量%の範囲内、好ましくは0.2重量%~2.5重量%、特に0.25重量%~1.0重量%である。
全ポリウレタン組成物を基準とした化合物Tの量は、全ポリウレタン組成物を基準として、好ましくは、0.04重量%~2.0重量%の範囲内、好ましくは0.08重量%~1.0重量%、特に0.1重量%~0.4重量%である。
第2の成分Bは、第一に少なくとも1つのポリイソシアネートIを含む。
ポリイソシアネートIは、好ましくは多い量で存在し、これは、構造用接着剤又は複合材料のマトリックスとして使用するのに十分良好な機械的性質の発現に非常に有利となる。
第2の成分Bは、好ましくは、全ポリウレタン組成物を基準として少なくとも5重量%、特に少なくとも6重量%、好ましくは少なくとも7.5重量%のイソシアネート基が存在するのに十分なポリイソシアネートIを含む。
本発明の組成物中のポリウレタンポリマーの製造に使用されるポリイソシアネートIは、ポリウレタンの製造に適切なあらゆる市販のポリイソシアネート、特にジイソシアネートであってよい。
適切なポリイソシアネートは、特に単量体ジ又はトリイソシアネート、並びに単量体ジ又はトリイソシアネートのオリゴマー、ポリマー、及び誘導体、並びにあらゆる所望のそれらの混合物である。
適切な芳香族単量体ジ又はトリイソシアネートは、特に、トリレン2,4-及び2,6-ジイソシアネート、並びにこれらの異性体のあらゆる所望の混合物(TDI)、ジフェニルメタン4,4’-、2,4’-、及び2,2’-ジイソシアネート、並びにこれらの異性体のあらゆる所望の混合物(MDI)、MDI及びMDI同族体(ポリマーMDI又はPMDI)の混合物、1,3-及び1,4-フェニレンジイソシアネート、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-ジイソシアナトベンゼン、ナフタレン1,5-ジイソシアネート(NDI)、3,3’-ジメチル-4,4’-ジイソシアナトジフェニル(TODI)、ジアニシジンジイソシアネート(DADI)、1,3,5-トリス(イソシアナトメチル)ベンゼン、トリス(4-イソシアナトフェニル)メタン、並びにトリス(4-イソシアナトフェニル)チオホスフェートである。
適切な脂肪族単量体ジ又はトリイソシアネートは、特に、テトラメチレン1,4-ジイソシアネート、2-メチルペンタメチレン1,5-ジイソシアネート、ヘキサメチレン1,6-ジイソシアネート(HDI)、2,2,4-及び2,4,4-トリメチルヘキサメチレン1,6-ジイソシアネート(TMDI)、デカメチレン1,10-ジイソシアネート、ドデカメチレン1,12-ジイソシアネート、リジンジイソシアネート及びリジンエステルジイソシアネート、シクロヘキサン1,3-及び1,4-ジイソシアネート、1-メチル-2,4-ジイソシアナトシクロヘキサン及び-2,6-ジイソシアナトシクロヘキサン並びにこれらの異性体のあらゆる所望の混合物(HTDI又はH6TDI)、1-イソシアナト-3,3,5-トリメチル-5-イソシアナトメチルシクロヘキサン(=イソホロンジイソシアネート又はIPDI)、パーヒドロジフェニルメタン2,4’-及び4,4’-ジイソシアネート(HMDI又はH12MDI)、1,4-ジイソシアナト-2,2,6-トリメチルシクロヘキサン(TMCDI)、1,3-及び1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、m-及びp-キシリレンジイソシアネート(m-及びp-XDI)、m-及びp-テトラメチルキシリレン1,3-及び1,4-ジイソシアネート(m-及びp-TMXDI)、ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ナフタレン、二量体及び三量体脂肪酸イソシアネート、例えば3,6-ビス(9-イソシアナトノニル)-4,5-ジ-(1-ヘプテニル)シクロヘキセン(ジメチルジイソシアネート)、及びα,α,α’,α’,α’’,α’’-ヘキサメチル-1,3,5-メシチレントリイソシアネートである。
これらの中で好ましいものは、MDI、TDI、HDI、及びIPDIである。
記載の単量体ジ及びトリイソシアネート適切なオリゴマー、ポリマー、及び誘導体は、特に、MDI、TDI、HDI、及びIPDIから誘導されるものである。これらの中で特に適切なものは、市販のグレードのものであり、特に、HDIビウレット、例えば、Desmodur(登録商標)N 100及びN 3200(Covestro製)、Tolonate(登録商標)HDB及びHDB-LV(Vencorex製)、並びにDuranate(登録商標)24A-100(Asahi Kasei製);HDIイソシアヌレート、例えばDesmodur(登録商標)N 3300、N 3600、及びN 3790 BA(すべてCovestro製)、Tolonate(登録商標)HDT、HDT-LV、及びHDT-LV2(Vencorex製)、Duranate(登録商標)TPA-100及びTHA-100(Asahi Kasei製)、並びにCoronate(登録商標)HX(Nippon Polyurethane製);HDIウレトジオン、例えば、Desmodur(登録商標)N 3400(Covestro製);HDIイミノオキサジアジンジオン、例えば、Desmodur(登録商標)XP 2410(Covestro製);HDIアロファネート、例えば、Desmodur(登録商標)VP LS 2102(Covestro製);IPDIイソシアヌレート、例えば、Desmodur(登録商標)Z 4470(Covestro製)のような溶液中、又はVestanat(登録商標)T1890/100(Evonik製)のような固体形態;TDIオリゴマー、例えば、Desmodur(登録商標)IL(Covestro製);並びにTDI/HDIをベースとする混合イソシアヌレート、例えば、Desmodur(登録商標)HL(Covestro製)である。MDIと、特にMDIカルボジイミド又はMDIウレトンイミン又はMDIウレタンなどのMDI誘導体との混合物であり、Desmodur(登録商標)CD、Desmodur(登録商標)PF、Desmodur(登録商標)PC(すべてCovestro製)又はIsonate(登録商標)M 143(Dow製)などの商品名で知られる、室温で液体であるMDI形態(いわゆる「変性MDI」)、並びにDesmodur(登録商標)VL、Desmodur(登録商標)VL50、Desmodur(登録商標)VL R10、Desmodur(登録商標)VL R20、Desmodur(登録商標)VH 20 N、及びDesmodur(登録商標)VKS 20F(すべてCovestro製)、Isonate(登録商標)M 309、Voranate(登録商標)M 229、及びVoranate(登録商標)M 580(すべてDow製)、又はLupranat(登録商標)M 10 R(BASF製)などの商品名で入手可能なMDIとMDI同族体(ポリマーMDI又はPMDI)との混合物も特に適切である。上記のオリゴマーポリイソシアネートは実際には、典型的には異なるオリゴマー化度及び/又は化学構造を有する物質の混合物である。これらは好ましくは2.1~4.0の平均NCO官能価を有する。
ポリイソシアネートは、好ましくは、MDI、TDI、HDI、及びIPDI、並びに記載のイソシアネートのオリゴマー、ポリマー、及び誘導体、並びにそれらの混合物からなる群から選択される。
ポリイソシアネートは、好ましくは、イソシアヌレート基、イミノオキサジアジンジオン基、ウレトジオン基、ビウレット基、アロファネート基、カルボジイミド基、ウレトンイミン基、又はオキサジアジントリオン基を含む。
ポリイソシアネートとして特に好ましいものは、室温で液体であるMDI形態である。これらは、特に、いわゆるポリマーMDI、及びある比率のオリゴマー又はそれらの誘導体を含むMDIである。このような液体MDI形態中のMDI(=ジフェニルメタン4,4’-、2,4’-又は2,2’-ジイソシアネート、並びにこれらの異性体の所望するいずれかの混合物)の含有量は、特に50重量%~95重量%、特に60重量%~90重量%である。
ポリイソシアネートとして特に好ましいものは、室温で液体でありMDIカルボジイミド又はそれらの付加体をある比率で含む、ポリマーMDI及びMDIグレードである。
これらのポリイソシアネートを用いると、特に良好な加工特性、及び特に高い強度が得られる。
第2の成分Bのポリイソシアネートは、イソシアネート基を有するポリウレタンポリマーをある比率で含むことができる。第2の成分が、別に生成されたイソシアネート基を有するポリウレタンポリマーを含むことができるか、又はポリイソシアネートが、少なくとも1つのポリオール、特にポリエーテルポリオールと混合されており、イソシアネート基がOH基に対して化学量論的に過剰に存在するかのいずれかである。
本発明の組成物の第2の成分B中、ポリイソシアネートIは、第2の成分Bを基準として、好ましくは25重量%~100重量%、特に30重量%~90重量%、より好ましくは40重量%~75重量%の量で存在する。
第1の成分A及び/又は第2の成分Bは、チオ錯体を形成可能なヒドロキシル基とイソシアネート基との反応のための少なくとも1つの金属触媒Kをさらに含む。適切な金属触媒Kは、例えば、ポリウレタン化学における架橋触媒として使用でき、同時にチオールの存在下でそれとともにチオ錯体を形成することができる、あらゆる金属触媒である。
金属触媒Kは、好ましくは第1の成分A中にのみ存在する。これは、より良好な貯蔵安定性の実現の利点を有する。
第1の成分A中の金属触媒Kの量は、この実施形態においては、第1の成分Aを基準として、好ましくは0.05重量%~2.5重量%の範囲内、好ましくは0.1重量%~2.0重量%、特に0.2重量%~1.5重量%、より好ましくは0.25重量%~1.0重量%である。
第2の成分B中に触媒が存在する場合、前述と同じ好ましい量の範囲が適用されるが、成分Bが基準となる。
全ポリウレタン組成物を基準とした金属触媒Kの量は、全ポリウレタン組成物を基準として、好ましくは、0.02%~1.0重量%の範囲内、好ましくは0.025%~0.8重量%、特に0.08%~0.6重量%、より好ましくは0.1%~0.5重量%である。
適切な金属触媒の例は、ビスマス、亜鉛、スズ、又はジルコニウムの化合物であり、例えばこれらの金属の錯体及び塩である。
金属触媒Kは、好ましくはビスマス化合物、特にビスマス(III)化合物を含む。チオ錯体を形成できる触媒としての所望の性質に加えて、ビスマス化合物は急性毒性が低い利点を有する。
複数の従来のビスマス触媒をビスマス化合物として使用することができる。例は、カルボン酸ビスマス、例えば酢酸ビスマス、オレイン酸ビスマス、オクタン酸ビスマス、又はネオデカン酸ビスマス、硝酸ビスマス、臭化物、塩化物、又はヨウ化物などのハロゲン化ビスマス、硫化ビスマス、塩基性カルボン酸ビスマス、例えばネオデカン酸ビスムチル、次没食子酸ビスマス、又は次サリチル酸ビスマス、及びそれらの混合物である。
好ましい一実施形態では、金属触媒Kは、8-ヒドロキシキノリンをベースとする少なくとも1つの配位子を含むビスマス(III)錯体である。このような錯体は、欧州特許第1551895号明細書に記載されている。これは好ましくは、1モル当量の8-ヒドロキシキノリン配位子を含むカルボン酸ビスマス(III)である。
さらなる好ましい一実施形態では、金属触媒Kは、1,3-ケトアミドをベースとする少なくとも1つの配位子を含むビスマス(III)錯体である。このような錯体は、欧州特許第2791153号明細書に記載されている。これは好ましくは、1~3モル当量の1,3-ケトアミド配位子を含むカルボン酸ビスマス(III)である。
既に記載の構成要素に加えて、ポリウレタン組成物は、二成分型(二液型)ポリウレタン化学の分野の当業者に周知のさらなる構成要素を含むことができる。これらは、一方の成分中にのみ存在する場合も、又は両方の成分中に存在する場合もある。
好ましいさらなる構成要素は、無機又は有機のフィラーFであり、例えば、特に、場合により脂肪酸、特にステアリン酸で被覆された天然炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、若しくは沈降炭酸カルシウム、バライト(重晶石)、タルク、石英粉末、珪砂、ドロマイト、ウォラストナイト、カオリン、焼成カオリン、マイカ(ケイ酸アルミニウムカリウム)、モレキュラーシーブ、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、熱分解法で得られる微粉シリカなどのシリカ、工業的に製造されたカーボンブラック、黒鉛、アルミニウム、銅、鉄、銀、若しくは鋼などの金属粉末、PVC粉末若しくは中空球、並びに水酸化物若しくは水和物、特にアルミニウムの水酸化物若しくは水和物、好ましくは水酸化アルミニウムなどの難燃性フィラーである。
好ましくは、本発明の組成物は、第1の成分A中、第2の成分B中、又は両方の成分中に少なくとも1つのフィラーFを含む。
フィラーFを加えることは、硬化ポリウレタン組成物の強度が増加するという点で有利である。
上記ポリウレタン組成物は好ましくは、炭酸カルシウム、カーボンブラック、カオリン、バライト、タルク、石英粉末、ドロマイト、ウォラストナイト、カオリン、焼成カオリン、及びマイカからなる群から選択される少なくとも1つのフィラーFを含む。フィラーFとして特に好ましいものは、重質炭酸カルシウム、焼成カオリン、又はカーボンブラックである。
異なるフィラーの混合物を用いると有利になる場合がある。重質炭酸カルシウム又は焼成カオリンとカーボンブラックとの組み合わせが最も好ましい。
組成物中のフィラーFの含有量は、全組成物を基準として、好ましくは5重量%~50重量%の範囲内、特に10重量%~40重量%、より好ましくは15重量%~35重量%である。
第1の成分A中のフィラーFの含有量は、成分Aを基準として、好ましくは10重量%~60重量%の範囲内、好ましくは15重量%~50重量%、特に20重量%~45重量%のフィラーFである。
第2の成分B中のフィラーFの含有量は、成分Bを基準として、好ましくは0重量%~60重量%の範囲内、好ましくは10重量%~50重量%の範囲内、特に10重量%~45重量%のフィラーFである。
さらなる構成要素、特に溶媒、可塑剤、及び/又は増量剤、顔料、特に非晶質シリカなどのレオロジー改質剤、特にゼオライトなどの乾燥剤、特に有機官能性トリアルコキシシランなどの接着促進剤、酸化、熱、光、及びUV放射線に対する安定剤、難燃性物質、並びに特に湿潤剤及び脱泡剤などの界面活性物質がさらに存在することができる。
上記ポリウレタン組成物は、全組成物を基準として、好ましくは0.5重量%未満、特に0.1重量%未満のカルボン酸を含む。この場合、金属触媒を介して導入されるあらゆるカルボキシレート配位子は上記のカルボン酸には含まれない。
好ましいポリウレタン組成物の1つは、第1の成分Aであって、成分Aを基準として、
- 30重量%~80重量%、好ましくは40重量%~75重量%、特に50重量%~70重量%のポリオール混合物Pと、
- 0.1重量%~5重量%、好ましくは0.2重量%~2.5重量%、特に0.25重量%~1.0重量%の、少なくとも1つのチオール基を有する化合物Tと、
- 0.05重量%~2.5重量%、好ましくは0.1重量%~2.0重量%、特に0.2重量%~1.5重量%、より好ましくは0.25重量%~1.0重量%の金属触媒Kと、
- 10重量%~60重量%、好ましくは15重量%~50重量%、特に20重量%~45重量%のフィラーFと、
任意選択のさらなる構成要素と、
を含む第1の成分Aを含む。
- 30重量%~80重量%、好ましくは40重量%~75重量%、特に50重量%~70重量%のポリオール混合物Pと、
- 0.1重量%~5重量%、好ましくは0.2重量%~2.5重量%、特に0.25重量%~1.0重量%の、少なくとも1つのチオール基を有する化合物Tと、
- 0.05重量%~2.5重量%、好ましくは0.1重量%~2.0重量%、特に0.2重量%~1.5重量%、より好ましくは0.25重量%~1.0重量%の金属触媒Kと、
- 10重量%~60重量%、好ましくは15重量%~50重量%、特に20重量%~45重量%のフィラーFと、
任意選択のさらなる構成要素と、
を含む第1の成分Aを含む。
同じ又は別の好ましいポリウレタン組成物は、第2の成分Bであって、成分Bを基準として、
- 25重量%~100重量%、好ましくは30重量%~75重量%、特に40重量%~60重量%のポリイソシアネートIと、
- 0重量%~60重量%、好ましくは10重量%~50重量%、特に20重量%~40重量%のポリオール、好ましくは親水性ポリオールP2と、
- 0重量%~60重量%、好ましくは10重量%~50重量%、特に10重量%~45重量%のフィラーFと、
任意選択のさらなる構成要素と、
を含む第2の成分Bの成分を含む。
- 25重量%~100重量%、好ましくは30重量%~75重量%、特に40重量%~60重量%のポリイソシアネートIと、
- 0重量%~60重量%、好ましくは10重量%~50重量%、特に20重量%~40重量%のポリオール、好ましくは親水性ポリオールP2と、
- 0重量%~60重量%、好ましくは10重量%~50重量%、特に10重量%~45重量%のフィラーFと、
任意選択のさらなる構成要素と、
を含む第2の成分Bの成分を含む。
体積部又は重量部での混合比が、10:1~1:10、好ましくは5:1~1:5、特に2:1~1:2の範囲内となるように、第1の成分Aと第2の成分Bとが配合されると有利である。
混合されたポリウレタン組成物中、硬化前のイソシアネート基の数と、イソシアネートに対して反応性の基の数との間の比は、好ましくはおおよそ1.2~1の間の範囲内、好ましくは1.15~1.05である。しかし、通常は好ましくないが、イソシアネートに対して反応性の基に対するイソシアネート基の比率が準化学量論的となることも可能である。
2つの成分A及びBは、別々に製造され、好ましくは水分を排除して製造される。これら2つの成分は、典型的には別々の容器中でそれぞれ保管される。ポリウレタン組成物のさらなる構成要素は、第1又は第2の成分の構成要素として存在することができ、イソシアネート基に対して反応性のさらなる構成要素は、好ましくは第1の成分の構成要素となる。それぞれの成分を保管するために適切な容器は、特に、ドラム缶、ブリキ缶、袋、バケツ、缶、カートリッジ、又はチューブである。これらの成分はどちらも貯蔵安定性であり、これは使用するまで、使用に適切な程度でそれぞれの性質が変化することなく数か月から1年以上保管できることを意味する。
2つの成分は、組成物を混合するまで別々に保管され、使用時又はその直前にのみ互いに混合される。これらは有利には、2つの別々のチャンバーからなる包装材料中に存在する。
さらなる一態様では、本発明は、組成物の第1の成分A及び第2の成分Bをそれぞれ収容する2つの別々のチャンバーを有する包装材料からなるパックを含む。
混合は、典型的には、静的ミキサーによって、又は動的ミキサーを用いて行われる。混合中、2つの成分ができるだけ均一に混合されるように注意する必要がある。2つの成分の混合が不完全であると、有利な混合比からの局所的な逸脱が生じ、これは機械的性質の低下の原因となることがある。
第1の成分Aが第2の成分Bと接触すると、化学反応による硬化が始まる。これは、ヒドロキシル基、及びイソシアネート基に対して反応性の存在するあらゆる別の物質と、イソシアネート基との反応を伴う。過剰のイソシアネート基は、主として水分と反応する。これらの反応の結果、ポリウレタン組成物は硬化して固体材料が得られる。このプロセスは架橋とも呼ばれる。
したがって、本発明は、本文献に記載のポリウレタン組成物の硬化によって得られる硬化ポリウレタン組成物をさらに提供する。
記載の二成分型ポリウレタン組成物は、有利には構造用接着剤、ポッティング化合物、又は複合材料中のマトリックスとして使用できる。
したがって、本発明は、以下の工程を含む、第1の基材を第2の基材に接着接合する方法にも関する:
- 前述の第1の成分と第2の成分とを混合すること、
- 混合したポリウレタン組成物を、接着させるべき基材表面の少なくとも1つに適用(塗布)すること、
- 接着させるべき基材をポットライフ内に接合すること、
- ポリウレタン組成物を硬化させること。
- 前述の第1の成分と第2の成分とを混合すること、
- 混合したポリウレタン組成物を、接着させるべき基材表面の少なくとも1つに適用(塗布)すること、
- 接着させるべき基材をポットライフ内に接合すること、
- ポリウレタン組成物を硬化させること。
これら2つの基材は、同じ材料又は異なる材料からなることができる。
したがって本発明は、以下の工程を含む、2つの基材の間の接合箇所及び間隙を埋める方法にも関する:
- 前述の第1の成分と第2の成分とを混合すること、
- 混合したポリウレタン組成物を接合箇所又は間隙に適用(塗布)すること、
- ポリウレタン組成物を硬化させること。
- 前述の第1の成分と第2の成分とを混合すること、
- 混合したポリウレタン組成物を接合箇所又は間隙に適用(塗布)すること、
- ポリウレタン組成物を硬化させること。
接着接合のため、又は接合箇所及び間隙を埋めるためのこれらの方法では、適切な基材は特に、
- ガラス、ガラスセラミック、ガラス鉱物繊維のマット;
- 金属及び合金、例えばアルミニウム、鉄、鋼、及び非鉄金属、並びに表面仕上げされた金属及び合金、例えば亜鉛めっき又はクロムめっきされた金属;
- 被覆及び塗装された基材、例えば粉末コーティングされた金属若しくは又は合金、及び塗装された金属シート;
- プラスチック、例えばポリ塩化ビニル(剛性及び可撓性のPVC)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンコポリマー(ABS)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)、ポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA)、ポリエステル、エポキシ樹脂、特にエポキシをベースとする熱硬化性樹脂、ポリウレタン(PUR)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリオレフィン(PO)、ポリエチレン(PE)若しくはポリプロピレン(PP)、エチレン/プロピレンコポリマー(EPM)、及びエチレン/プロピレン/ジエンターポリマー(EPDM)(ここでプラスチックは、好ましくはプラズマ、コロナ、又は火炎によって表面処理されていてよい);
- 繊維強化プラスチック、例えば炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)、及びシートモールディングコンパウンド(SMC);
- 木材、樹脂、例えばフェノール樹脂、メラミン樹脂、若しくはエポキシ樹脂で接合された木材系材料、樹脂-布地複合材料、及びいわゆるポリマー複合材料;並びに
- コンクリート、モルタル、れんが、しっくい、及び花崗岩、石灰石、砂岩、若しくは大理石などの天然石である。
- ガラス、ガラスセラミック、ガラス鉱物繊維のマット;
- 金属及び合金、例えばアルミニウム、鉄、鋼、及び非鉄金属、並びに表面仕上げされた金属及び合金、例えば亜鉛めっき又はクロムめっきされた金属;
- 被覆及び塗装された基材、例えば粉末コーティングされた金属若しくは又は合金、及び塗装された金属シート;
- プラスチック、例えばポリ塩化ビニル(剛性及び可撓性のPVC)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンコポリマー(ABS)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)、ポリ(メタクリル酸メチル)(PMMA)、ポリエステル、エポキシ樹脂、特にエポキシをベースとする熱硬化性樹脂、ポリウレタン(PUR)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリオレフィン(PO)、ポリエチレン(PE)若しくはポリプロピレン(PP)、エチレン/プロピレンコポリマー(EPM)、及びエチレン/プロピレン/ジエンターポリマー(EPDM)(ここでプラスチックは、好ましくはプラズマ、コロナ、又は火炎によって表面処理されていてよい);
- 繊維強化プラスチック、例えば炭素繊維強化プラスチック(CFRP)、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)、及びシートモールディングコンパウンド(SMC);
- 木材、樹脂、例えばフェノール樹脂、メラミン樹脂、若しくはエポキシ樹脂で接合された木材系材料、樹脂-布地複合材料、及びいわゆるポリマー複合材料;並びに
- コンクリート、モルタル、れんが、しっくい、及び花崗岩、石灰石、砂岩、若しくは大理石などの天然石である。
これらの方法では、一方又は両方の基材は、好ましくは、金属又はガラスセラミック又はガラス又はガラス繊維強化プラスチック又は炭素繊維強化プラスチック又はエポキシをベースとする熱硬化性樹脂である。
基材は、必要であれば、組成物を塗布する前に前処理を行うことができる。このような前処理としては、特に、物理的及び/又は化学的洗浄プロセス、並びに接着促進剤、接着促進剤溶液、又はプライマーの塗布が挙げられる。
記載の接着接合方法によって、組成物により2つの基材が互いに接合する物品が得られる。
上記物品は、特に、軽量構造のサンドイッチ要素、建設された構造、例えば橋、工業製品若しくは消費者製品、特に窓、風力タービンの回転翼、又は輸送の一形態、特に乗り物、好ましくは自動車、バス、トラック、鉄道車両、若しくは船舶、又は航空機若しくはヘリコプター、又はそのような物品を取り付け可能な構成材料である。
記載のポリウレタン組成物は、-35℃~85℃の広い温度範囲にわたって非常に一定の高い強度及び弾性を特徴とし、金属基材に対して良好であまり温度に依存しない接着特性を特徴とする。これらの性質のため、周囲温度で屋外の応力にさらされる接合のための構造用接着剤として非常に適切である。
したがって本発明は、記載のポリウレタン組成物の、2つの基材を接着接合するための構造用接着剤としての使用もさらに提供する。
記載のポリウレタン組成物は、同様に有利にはポッティング化合物、特に間隙及び接合箇所を埋めるため、バラスト補償化合物としての修理目的のため、又は電子部品の保護のためのポッティング化合物として使用できる。
上記ポリウレタン組成物は、さらに好ましくは、キャスティング化合物として、特に電気ポッティング化合物として使用される。したがって、さらなる一態様では、本発明は、ポッティング化合物として、特に電気ポッティング化合物としての二成分型ポリウレタン組成物の使用を含む。
さらなる一態様では、本発明は、以下の工程を含む、基材中の接合箇所及び間隙を埋める方法を含む:
(a)前述の二成分型ポリウレタン組成物の第1の成分と第2の成分とを混合すること、
(b)2つの基材の間を埋めるための接合箇所、又は基材の表面上の埋めるための間隙に、混合したポリウレタン組成物を適用(塗布)すること、
(c)接合箇所又は間隙の中のポリウレタン組成物を硬化させること。
(a)前述の二成分型ポリウレタン組成物の第1の成分と第2の成分とを混合すること、
(b)2つの基材の間を埋めるための接合箇所、又は基材の表面上の埋めるための間隙に、混合したポリウレタン組成物を適用(塗布)すること、
(c)接合箇所又は間隙の中のポリウレタン組成物を硬化させること。
特に適切な基材は、金属、プラスチック、木材、ガラス、セラミック、及び繊維強化プラスチックであり、特に金属及び繊維強化プラスチックである。したがってさらなる一態様では、本発明は、前述の方法により埋められた充填済み物品も含む。
上記ポリウレタン組成物は、好ましくは複合材料中のマトリックスとして使用される。この場合ポリウレタン組成物は、繊維又はその他の強化構造が中に埋め込まれるバインダーとして機能する。したがってさらなる一態様では、本発明は、複合材料中のマトリックスとしての二成分型ポリウレタン組成物の使用を含む。
使用される物質:
ポリウレタン組成物の調製
各組成物の場合、表中に記載の第1の成分Aの構成要素は、水分を排除した真空溶解機によって指定の量(重量部又は重量%の単位)を均一なペーストに処理して保管した。表中に記載の第2の成分Bの構成要素も同様に処理し保管した。次に2つの成分をSpeedMixer(登録商標)(DAC 150 FV、Hauschild)によって30秒間処理して、均一なペーストにして、これについて以下のように直ちに試験した。
各組成物の場合、表中に記載の第1の成分Aの構成要素は、水分を排除した真空溶解機によって指定の量(重量部又は重量%の単位)を均一なペーストに処理して保管した。表中に記載の第2の成分Bの構成要素も同様に処理し保管した。次に2つの成分をSpeedMixer(登録商標)(DAC 150 FV、Hauschild)によって30秒間処理して、均一なペーストにして、これについて以下のように直ちに試験した。
機械的性質を求めるため、接着剤を、ISO 527,Part 2,1Bに準拠したダンベル型にして、23℃及び50%RH(相対湿度)において表中に指定の時間(1日及び7日)の間、次に90℃で7日間の保管/硬化を行った。23℃及び50%RHで24時間のコンディショニング期間後、こうして作製した試験片の0.05~0.25%の伸び率範囲の弾性率、引張強度、及び破断時伸びを、DIN EN ISO 527に準拠してZwick Z020引張試験機上23℃及び50%RHにおいて、10mm/分の試験速度で測定した。
引張剪断強度を測定するため、それぞれの場合で、接着剤を混合時間の終了から1分後、2つのヘプタンで脱脂し陰極電着鋼板の間に2mmの層厚さで15×45mmの重なり合う領域上に塗布することによって、種々の試験片を作製した。これらの試験片について、23℃において24時間(「低温条件」)の保管/硬化を行った。次に試料の一部は、高温多湿条件(40℃及び相対湿度100%)下で10日間さらに保管/硬化を行った。23℃及び50%RHで24時間のコンディショニング期間後、DIN EN 1465に準拠して引張剪断強度を測定した。
粘度は、MCR302平行板レオメーター(Anton Paar)上で、板の直径25mm及び板の距離1mmで、10s-1の振動数、温度20℃において測定した。これは、ビーカー中スパチュラを用いて2つの成分を最初に手で30秒間混合し、それらを直ちに測定用の板に塗布することによって行った。
測定結果を表中に示す。
表中、本発明による組成物は「I」(I-1~I-11)で識別され、本発明によらない基準組成物は「R」(R-1~R-4)で識別される。
表2~5中の粘度測定値は、本発明の組成物は、比較的長時間(時間t1)低粘度を有し続け、次に非常に急速に硬化することを示している(時間t2及びt3、特に時間t2とt3との間の差)。
時間t3-時間t2の減算によって、硬化速度が示される。この値が小さいほど、組成物が急速に硬化する。本発明による硬化速度が十分であることを示すためには、t3-t2の値は5未満、好ましくは4.5未満となるべきである。特に好ましい実施形態では、t3-t2の値は2未満、特に1.5未満である。
表5は、実験I~10の場合、塗布温度が高すぎると硬化速度及びポットライフに影響することを示している。これは、組成物の塗布及び硬化も、塗布温度によってさらに影響されうること意味する。
表6は、ジオールP3(この場合、実施例I-11のブタン-1,4-ジオール)を使用すると、本発明の組成物の機械的性質に対して明らかな好ましい影響が得られることを示している。
Claims (15)
- 第1の成分A及び第2の成分Bからなるポリウレタン組成物であって、
- 前記第1の成分Aが、以下を含み:
- 成分Aを基準として30重量%~99重量%の、以下を含むポリオール混合物P:
- 100重量部の少なくとも1つの疎水性ポリオールP1、
- 10~75重量部の少なくとも1つの親水性ポリオールP2、
- C2~C9炭素鎖を介して結合している2つのヒドロキシル基を有する0~25重量部の少なくとも1つのジオールP3、及び
- 少なくとも1つのチオール基を有する少なくとも1つの化合物T;かつ
- 前記第2の成分Bが、以下を含み:
- 少なくとも1つのポリイソシアネートI;
前記2つの成分のうちの一方が、チオ錯体を形成可能なヒドロキシル基とイソシアネート基との反応のための少なくとも1つの金属触媒Kをさらに含み、かつ
前記少なくとも1つの化合物T中の全チオール基の、前記少なくとも1つの金属触媒K中の全金属原子に対するモル比が、1:1~250:1である、
ポリウレタン組成物。 - 前記金属触媒Kがビスマス(III)化合物、好ましくはカルボン酸ビスマス(III)を含むことを特徴とする、請求項1に記載のポリウレタン組成物。
- 前記ビスマス(III)化合物が、8-ヒドロキシキノリン配位子又は1,3-ケトアミド配位子をさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載のポリウレタン組成物。
- 前記ジオールP3が、C4~C9炭素鎖を介して結合している2つの第1級ヒドロキシル基を有する直鎖脂肪族ジオールであり、特に、ブタン-1,4-ジオール、ペンタン-1,5-ジオール、ヘキサン-1,6-ジオール、及びノナン-1,9-ジオールからなる群から選択されることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載のポリウレタン組成物。
- 前記少なくとも1つの化合物Tが、2~6個のチオール基を有するポリチオール化合物、又はメルカプトシランを含むことを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載のポリウレタン組成物。
- 前記少なくとも1つの化合物Tが、エチレングリコールジ(3-メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールジメルカプトアセテート、ジペンタエリスリトールヘキサ(3-メルカプトプロピオネート)、及び3-メルカプトプロピルトリメトキシシランからなる群から選択されることを特徴とする、請求項5に記載のポリウレタン組成物。
- 前記少なくとも1つの化合物T中の全チオール基の、前記少なくとも1つの金属触媒K中の全金属原子に対するモル比が、5:1~100:1であることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載のポリウレタン組成物。
- 前記金属触媒Kが前記第1の成分A中に存在することを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載のポリウレタン組成物。
- 前記親水性ポリオールP2が、ポリエーテルポリオール、特に少なくとも2.5の平均OH官能価を有し、好ましくはポリマー主鎖中にプロピレングリコール繰り返し単位を有するポリエーテルポリオールであることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載のポリウレタン組成物。
- 前記ポリイソシアネートIが、室温で液体のジフェニルメタン4,4’-、2,4’-若しくは2,2’-ジイソシアネートの形態であるか、あるいはこれらの異性体(MDI)の所望するいずれかの混合物であって、ポリマーMDI、又はオリゴマー若しくは誘導体、特にカルボジイミドの比率を含むMDIの形態の混合物であることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載のポリウレタン組成物。
- 前記第2の成分Bがイソシアネート基を含むポリウレタンポリマーを含むことを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載のポリウレタン組成物。
- 前記疎水性ポリオールP1が、ポリブタジエンポリオール、二量体脂肪酸をベースとするポリエステルポリオール、ポリテトラメチレンオキシドジオール、又は前記ポリオールの混合物であり、前記ポリオールP1が2~2.5の平均OH官能価を有することを特徴とする、請求項1~11のいずれか一項に記載のポリウレタン組成物。
- 以下の工程を含む、第1の基材を第2の基材に接着接合する方法:
- 請求項1~12のいずれか一項に記載のポリウレタン組成物の前記第1の成分と前記第2の成分とを混合すること、
- 混合した前記ポリウレタン組成物を、接着させるべき基材表面の少なくとも1つに適用すること、
- 接着させるべき前記基材をオープンタイム内に接合すること、
- 前記ポリウレタン組成物を硬化させること。 - 請求項13に記載の接着接合方法によって得られる物品。
- 2つの基材の接着接合のための構造用接着剤としての、又は複合材料中のマトリックスとしての、請求項1~12のいずれか一項に記載のポリウレタン組成物の使用。
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