封端異氰酸酯、涂料組合物、粘接劑組合物和物品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及封端異氰酸酯、涂料組合物、粘接劑組合物和物品,詳細(xì)地說,涉及可 用作固化劑的封端異氰酸酯、含有該封端異氰酸酯的涂料組合物和粘接劑組合物、以及使 用了上述涂料組合物和粘接劑組合物的物品。
【背景技術(shù)】
[0002] 封端異氰酸酯是通過加熱將封端劑離解從而再次產(chǎn)生異氰酸酯基的異氰酸酯,有 效期(pot life)長、加工性優(yōu)異,因此,常用作涂料、粘接劑等使多元醇成分(主劑)與異氰 酸酯成分(固化劑)固化而得到的聚氨酯樹脂的固化劑。
[0003] 作為這樣的封端異氰酸酯,例如,提出了使1,6-己二異氰酸酯三聚物的異氰酸酯 基與作為封端劑的30~70摩爾%的甲基乙基酮肟(ΜΕΚ0)及30~70摩爾%的3,5-二甲基吡 唑(DMP)反應(yīng)而得到的封端異氰酸酯(例如,參見專利文獻(xiàn)1 (實(shí)施例1~5))。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006][專利文獻(xiàn)1]日本特開2011-236388號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 發(fā)明所要解決的課題
[0008] -方面,在將封端異氰酸酯用作固化劑時(shí),通常需要通過加熱使封端劑離解(脫保 護(hù))、進(jìn)行固化,然而近年來,從降低能耗及降低成本的觀點(diǎn)考慮,要求在較低溫度下使封端 劑離解,即,要求低溫固化性。
[0009] 然而,使用上述封端劑得到的封端異氰酸酯存在低溫固化性不充分的缺陷。
[0010] 本發(fā)明的目的在于提供低溫固化性優(yōu)異的封端異氰酸酯、和含有該封端異氰酸酯 的涂料組合物和粘接劑組合物、以及使用了上述涂料組合物和粘接劑組合物的物品。
[0011] 用于解決課題的手段
[0012] 本發(fā)明的封端異氰酸酯的特征在于,是含有利用封端劑將異氰酸酯基封端而得到 的潛在異氰酸酯基的封端異氰酸酯,含有利用第1封端劑將異氰酸酯基封端而得到的第1潛 在異氰酸酯基、和利用第2封端劑將異氰酸酯基封端而得到的第2潛在異氰酸酯基,上述第1 封端劑由下述通式(1)表示,與上述第2封端劑相比,使異氰酸酯基活化的催化作用大。
[0013]
[0014] νχντ,κ~κ衣/」、慨;爾丁mi~izmj#基或氫原子,并且,R1~R3中的至少1個(gè)表不 氫原子,另外,R1和R3可相互鍵合而形成雜環(huán)。R4表示碳原子數(shù)1~12的烴基、氫原子、或_ NR5R6(R5和R6表示碳原子數(shù)1~12的烴基,另外,可以在R 5和R1相互鍵合形成雜環(huán)的同時(shí)、R6 和R3相互鍵合形成雜環(huán))所表示的原子團(tuán))
[0015] 另外,對于本發(fā)明的封端異氰酸酯而言,優(yōu)選的是,相對于第1潛在異氰酸酯基和 第2潛在異氰酸酯基的總摩爾量,第1潛在異氰酸酯基的含有比例為1摩爾%以上且80摩 爾%以下。
[0016] 另外,對于本發(fā)明的封端異氰酸酯而言,優(yōu)選的是,在通式(1)表示的第1封端劑 中,R4為-NR5R 6(R5和R6表示碳原子數(shù)1~12的烴基,另外,可以在R5和R 1相互鍵合形成雜環(huán)的 同時(shí)、R6和R3相互鍵合形成雜環(huán))表示的原子團(tuán)。
[0017] 另外,對于本發(fā)明的封端異氰酸酯而言,優(yōu)選的是,在通式(1)所表示的第1封端劑 中,R1~R3表不碳原子數(shù)1~12的烷基或氫原子,并且,R 1~R3中的至少1個(gè)表不氫原子,R4表 示-NR5R 6(R5和R6表示碳原子數(shù)1~12的烷基)。
[0018] 另外,對于本發(fā)明的封端異氰酸酯而言,優(yōu)選的是,第2封端劑的離解溫度 (dissociation temperature)為130°C以下。
[0019] 另外,對于本發(fā)明的封端異氰酸酯而言,優(yōu)選的是,在1分子中同時(shí)具有第1潛在異 氰酸酯基和第2潛在異氰酸酯基。
[0020] 另外,對于本發(fā)明的封端異氰酸酯而言,優(yōu)選的是,其被含有活性氫基團(tuán)的親水性 化合物改性。
[0021] 另外,本發(fā)明的涂料組合物的特征在于,含有上述封端異氰酸酯。
[0022] 另外,本發(fā)明的粘接劑組合物的特征在于,含有上述封端異氰酸酯。
[0023] 另外,本發(fā)明的物品的特征在于,其利用上述涂料組合物進(jìn)行涂裝。
[0024] 另外,本發(fā)明的物品的特征在于,其利用上述粘接劑組合物進(jìn)行粘接。
[0025] 發(fā)明的效果
[0026] 本發(fā)明的封端異氰酸酯的低溫固化性優(yōu)異。本發(fā)明的涂料組合物和粘接劑組合 物、以及使用了上述組合物的物品可實(shí)現(xiàn)低能耗化和低成本化。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 本發(fā)明的封端異氰酸酯為含有利用封端劑(第1封端劑和第2封端劑)將異氰酸酯 基封端而得到的潛在異氰酸酯基的封端異氰酸酯,例如,可通過使多異氰酸酯化合物與第1 封端劑及第2封端劑反應(yīng)而得到。
[0028] 作為多異氰酸酯化合物,例如,可舉出多異氰酸酯單體(monomers)、多異氰酸酯衍 生物等。
[0029]作為多異氰酸酯單體,例如,可舉出芳香族多異氰酸酯、芳香脂肪族多異氰酸酯、 脂肪族多異氰酸酯、脂環(huán)族多異氰酸酯等多異氰酸酯等。
[0030] 作為芳香族多異氰酸酯,例如,可舉出甲苯二異氰酸酯(2,4_或2,6_甲苯二異氰酸 酯或其混合物)(TDI)、苯二異氰酸酯(間、對苯二異氰酸酯或其混合物)、4,4'_二苯基二異 氰酸酯(4,4'-diphenyl diisocyanates)、1,5_萘二異氰酸酯(NDI)、二苯基甲燒二異氰酸 酯(4,4'-、2,4'_或2,2'_二苯基甲烷二異氰酸酯或其混合物)(MDI)、4,4'_甲苯胺二異氰酸 酯(T0DI)、4,4 ' -二苯基醚二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯等。
[0031] 作為芳香脂肪族多異氰酸酯,例如,可舉出苯二甲撐二異氰酸酯(1,3_或1,4_苯二 甲撐二異氰酸酯或其混合物)(XDI)、四甲基苯二甲撐二異氰酸酯(1,3_或1,4_四甲基苯二 甲撐二異氰酸酯或其混合物)(TMXDI)、ω,ω 二異氰酸酯基-1,4-二乙基苯等芳香脂肪族 二異氰酸酯等。
[0032]作為脂肪族多異氰酸酯,例如,可舉出1,3_丙二異氰酸酯、1,2_丙二異氰酸酯、丁 二異氰酸酯(1,4-丁二異氰酸酯、1,2-丁二異氰酸酯、2,3-丁二異氰酸酯、1,3-丁二異氰酸 酯)、1,5_戊二異氰酸酯(PDI)、1,6-己二異氰酸酯(HDI)、2,4,4-或2,2,4_三甲基-1,6-己二 異氰酸酯、2,6-二異氰酸酯基己酸甲酯(2,6-(1;^80〇73仙七6 1]161:1171〇3口1'03七6)等脂肪族二 異氰酸酯等。
[0033] 作為脂環(huán)族多異氰酸酯,例如,可舉出1,3-環(huán)戊烷二異氰酸酯、1,3-環(huán)戊烯二異氰 酸酯、環(huán)己烷二異氰酸酯(1,4_環(huán)己烷二異氰酸酯、1,3_環(huán)己烷二異氰酸酯)、3_異氰酸甲酯 基_3,5,5_三甲基環(huán)己基異氰酸酯(異佛爾酮二異氰酸酯)(IPDI)、亞甲基雙(環(huán)己基異氰酸 酯)(4,4'-、2,4'_或2,2'_亞甲基雙(環(huán)己基異氰酸酯,它們的反式、反式體,反式、順式體, 順式、順式體,或其混合物))(H 12MDI)、甲基環(huán)己烷二異氰酸酯(甲基_2,4_環(huán)己烷二異氰酸 酯、甲基-2,6-環(huán)己烷二異氰酸酯)、降冰片烷二異氰酸酯(各種異構(gòu)體或其混合物)(NBDI)、 雙(異氰酸甲酯基)環(huán)己烷(1,3-或1,4-雙(異氰酸甲酯基)環(huán)己烷或其混合物)(H 6XDI)等脂 環(huán)族二異氰酸酯。
[0034] 上述多異氰酸酯單體可單獨(dú)使用或并用2種以上。
[0035] 作為多異氰酸酯衍生物,例如,可舉出上述的多異氰酸酯單體的多聚物(例如,二 聚物、三聚物(例如,異氰脲酸酯改性物、亞氨基噁二嗪二酮改性物)、五聚物、七聚物等)、脲 基甲酸酯改性物(例如,通過上述多異氰酸酯單體與后述低分子量多元醇的反應(yīng)而生成的 脲基甲酸酯改性物等)、多元醇改性物(例如,通過多異氰酸酯單體與后述低分子量多元醇 的反應(yīng)而生成的多元醇改性物(醇加合物)等)、縮二脲改性物(例如,通過上述多異氰酸酯 單體與水、胺類的反應(yīng)而生成的縮二脲改性物等)、脲改性物(例如,通過上述多異氰酸酯單 體與二胺的反應(yīng)而生成的脲改性物等)、噁二嗪三酮改性物(例如,通過上述多異氰酸酯單 體與二氧化碳的反應(yīng)而生成的噁二嗪三酮等)、碳二亞胺改性物(通過上述多異氰酸酯單體 的脫羧縮合反應(yīng)而生成的碳二亞胺改性物等)、脲二酮(uretdione)改性物、脲酮亞胺 (uretonimine)改性物等。
[0036]此外,作為多異氰酸酯衍生物,還可舉出多亞甲基多苯基多異氰酸酯(粗MDI、聚合 MDI)等。
[0037] 上述多異氰酸酯衍生物可單獨(dú)使用或并用2種以上。
[0038] 上述多異氰酸酯化合物可單獨(dú)使用或并用2種以上。
[0039] 需要說明的是,在并用2種以上多異氰酸酯化合物的情況下,例如,在制造封端異 氰酸酯時(shí),可同時(shí)使2種以上的多異氰酸酯化合物反應(yīng),另外,也可將分別地使用各多異氰 酸酯化合物而得到的封端異氰酸酯混合。
[0040] 作為多異氰酸酯化合物,可優(yōu)選舉出脂肪族多異氰酸酯及其衍生物、脂環(huán)族多異 氰酸酯及其衍生物。
[0041] 使用上述多異氰酸酯化合物時(shí),低溫固化性優(yōu)異,另外,如后文所述,即使在分散 于水中時(shí),也具有較長的有效期,此外,能夠得到可用作一液型聚氨酯樹脂的固化劑成分的 封端異氰酸酯。
[0042] 對于第1封端劑而言,一方面,將異氰酸酯基封端而使其失活,另一方面,在脫封端 后,將異氰酸酯基活化,另外,在將異氰酸酯基封端的狀態(tài)和脫封端的狀態(tài)下,具有使異氰 酸酯基活化的催化作用(后述)。
[0043] 具體而言,對于第1封端劑,與后述第2封端劑相比,使異氰酸酯基活化的催化作用 (后述)大,所述第1封端劑由下述通式(1)表示。
[0044]
[0045] (式中,R1~R3表示碳原子數(shù)1~12的烴基或氫原子,并且,R1~R 3中的至少1個(gè)表示 氫原子,另外,R1和R3可相互鍵合而形成雜環(huán)。R 4表示碳原子數(shù)1~12的烴基、氫原子、或_ NR5R6(R5和R6表示碳原子數(shù)1~12的烴基,另外,可以在R 5和R1相互鍵合形成雜環(huán)的同時(shí)、R6 和R3相互鍵合形成雜環(huán)。)所表示的原子團(tuán)。)
[0046] 上述通式(1)中,R1~R3彼此相同或不同,表示碳原子數(shù)1~12的烴基或氫原子,并 且,R 1~R3中的至少1個(gè)表示氫原子。
[0047] 作為R1~R3表示的碳原子數(shù)1~12的烴基,例如,可舉出碳原子數(shù)1~12的烷基、碳 原子數(shù)6~12的芳基等。
[0048] 作為碳原子數(shù)1~12的烷基,例如,可舉出碳原子數(shù)1~12的鏈狀烷基、碳原子數(shù)3 ~12的環(huán)狀烷基等。
[0049] 作為碳原子數(shù)1~12的鏈狀烷基,可舉出直鏈或支鏈的碳原子數(shù)1~12的鏈狀烷 基,例如,可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、叔 戊基、己基、庚基、辛基、壬基、異壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等。
[0050] 作為碳原子數(shù)3~12的環(huán)狀烷基,例如,可舉出環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán) 庚基、環(huán)辛基、環(huán)壬基、環(huán)癸基、環(huán)十二烷基等。
[0051]作為碳原子數(shù)6~12的芳基,例如,可舉出苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、奧基、聯(lián) 苯基等。
[0052] 在R1~R3中,上述碳原子數(shù)1~12的烴基可以彼此相同或不同。
[0053] 作為碳原子數(shù)1~12的烴基,從實(shí)現(xiàn)低溫固化性的提高的觀點(diǎn)考慮,可優(yōu)選舉出碳 原子數(shù)1~12的烷基,可更優(yōu)選舉出碳原子數(shù)1~12的鏈狀烷基。
[0054]另外,R1和R3可相互鍵合而形成雜環(huán)。
[0055] R1和R3相互鍵合而形成的雜環(huán)為具有-N=C_N-結(jié)構(gòu)的含氮雜環(huán),沒有特別限制,例 如,可舉出3~20元環(huán)的雜環(huán)、優(yōu)選3~10元環(huán)、更優(yōu)選3~8元環(huán)、進(jìn)一步優(yōu)選5~7元環(huán)的雜 環(huán)。另外,雜環(huán)例如可以是單環(huán)狀,例如也可以是多個(gè)單環(huán)共用一邊的多環(huán)狀。另外,雜環(huán)也 可以是共輒類雜環(huán)。需要說明的是,當(dāng)R 1和R3相互鍵合而形成雜環(huán)時(shí),R2表示氫原子。
[0056] 作為這樣的雜環(huán)結(jié)構(gòu),具體而言,例如,可舉出咪唑結(jié)構(gòu)、咪唑啉結(jié)構(gòu)、嘧啶結(jié)構(gòu) 等。
[0057] 上述通式(1)中,R4表示碳原子數(shù)1~12的烴基、氫原子或_NR5R6(R 5和R6表示碳原子 數(shù)1~12的烴基,另外,可以在R5和R1相互鍵合形成雜環(huán)的同時(shí)、R6和R 3相互鍵合形成雜環(huán)) 所表示的原子團(tuán),優(yōu)選表示碳原子數(shù)1~12的烴基或-NR5R6(R 5和R6表示碳原子數(shù)1~12的烴 基,另外,可以在R5和R1相互鍵合形成雜環(huán)的同時(shí)、R6和R3相互鍵合形成雜環(huán))所表示的原子 團(tuán)。
[0058]作為R4所表示的碳原子數(shù)1~12的烴基,可舉出上述碳原子數(shù)1~12的烴基,從實(shí) 現(xiàn)低溫固化性的提高的觀點(diǎn)考慮,可優(yōu)選舉出碳原子數(shù)1~12的烷基,可更優(yōu)選舉出碳原子 數(shù)1~12的鏈狀烷基。
[0059] _NR5R6所表示的原子團(tuán)中,R5和R6彼此相同或不同,表示碳原子數(shù)1~12的烴基。 [0060]作為R5和R6所表示的碳原子數(shù)1~12的烴基,可舉出上述碳原子數(shù)1~12的烴基,從 實(shí)現(xiàn)低溫固化性的提高的觀點(diǎn)考慮,可優(yōu)選舉出碳原子數(shù)1~12的烷基,可更優(yōu)選舉出碳原 子數(shù)1~12的鏈狀烷基。
[0061 ]另外,R4為-NR5R6所表示的原子團(tuán)時(shí),可以在R5和R 1相互鍵合形成雜環(huán)的同時(shí)、R6和 R3相互鍵合形成雜環(huán)。另外,由上述R1、!?3、!?5和R 6形成的雜環(huán)可以是多個(gè)單環(huán)共用一邊的多 環(huán)狀。這種情況下形成的雜環(huán)為具有-N=C-N-結(jié)構(gòu)的含氮雜環(huán),沒有特別限制,例如,可舉 出6~20元環(huán)的雜環(huán)、優(yōu)選6~15元環(huán)、更優(yōu)選6~12元環(huán)、進(jìn)一步優(yōu)選10~12元環(huán)的雜環(huán)。另 外,雜環(huán)可以是共輒類雜環(huán)。需要說明的是,當(dāng)R 1、!?3、!?5和R6形成雜環(huán)時(shí),R2表示氫原子。
[0062] 作為這樣的雜環(huán)結(jié)構(gòu),具體而言,例如,可舉出三氮雜雙環(huán)的環(huán)結(jié)構(gòu)等。
[0063] 作為R4,從實(shí)現(xiàn)低溫固化性的提高的觀點(diǎn)考慮,可優(yōu)選舉出-NR5R6(R 5和R6表示碳原 子數(shù)1~12的烴基,另外,可以在R5和R1相互鍵合形成雜環(huán)的同時(shí)、R 6和R3相互鍵合形成雜 環(huán)。)所表示的原子團(tuán)。
[0064] 作為第1封端劑,具體而言,可舉出咪唑類化合物、咪唑啉類化合物、嘧啶類化合 物、胍類化合物等。
[0065] 作為咪唑類化合物,例如,可舉出咪唑(離解溫度100°C )、苯并咪唑(離解溫度120 °C)、2-甲基咪唑(離解溫度70°C)、4-甲基咪唑(離解溫度100°C)、2-乙基咪唑(離解溫度70 °C )、2-異丙基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等。
[0066] 作為咪唑啉類化合物,例如,可舉出2-甲基咪唑啉(離解溫度110°C )、2-苯基咪唑 啉等。
[0067] 作為嘧啶類化合物,例如,可舉出2-甲基_1,4,5,6_四氫嘧啶等。
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