JP2019526676A - ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマー及びその調製方法 - Google Patents

ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマー及びその調製方法 Download PDF

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Abstract

ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマー及びその調製方法が開示される。このコポリマーは、多官能性末端基を有し、これにより、複数の架橋反応による架橋性である。

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2016年9月19日に出願された米国特許仮出願第62/396,323号の優先権を主張する。米国特許仮出願第62/396,323号は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマー及びその調製方法に関する。ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーは、架橋性であり、接着剤を形成するための架橋性組成物中に使用することができる。
生体医科用デバイス、特に、コンタクトレンズ、眼内レンズ及び眼科用インプラントを含む眼科用デバイスを形成するのに有用なポリシロキサンプレポリマーが開示されてきた。プレポリマーから形成されるコポリマー(特にヒドロゲルコポリマー)も開示されてきた。シリコーンヒドロゲル用に可能なシリコーン含有モノマーとしては、尿素結合又はウレタン結合を有するポリシロキサンベースのプレポリマーが開示されてきた。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、既存のコポリマーよりも合成が容易であり、かつ/又は改善された架橋能力を有し、かつ/又はこれまで達成できなかった性能を与える新規なポリマー構造を有する、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーを提供することが産業上必要とされている。
ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーは、式:
Figure 2019526676
[式中、各Rは、独立して、一価の不飽和炭化水素基であり、各Rは、独立して、二価の炭化水素基又は二価のハロゲン化炭化水素基であり、各Rは、独立して、一価の炭化水素基又は一価のハロゲン化炭化水素基であり、各Rは、二価、三価若しくは四価の炭化水素基、又は二価、三価若しくは四価のハロゲン化炭化水素基であり、各Rは、独立して、水素又は一価の炭化水素基であり、各下付き文字bは、独立して、0〜1,000,000であり、下付き文字cは、0〜200,000であり、下付き文字iは、0〜200,000であり、下付き文字w1は、0〜200,000であり、下付き文字w2は、0〜200,000であり、下付き文字w3は、0〜200,000であり、下付き文字w4は、0〜200,000であり、数量(c+i+w1+w2+w3+w4)≧1であり、下付き文字d、e及びhは、コポリマー中のシロキサンセグメントのうちの1つの分子量に依存し、制限はなく、シリコーン合成化学の最新技術によって達成され得る分子量にのみ制限され、ただし、下付き文字dは、0〜1,000,000であり得、下付き文字eは、0〜1,000,000であり得、下付き文字hは、0〜1,000,000であり得、数量(d+e+h)≧1であり、下付き文字fは、1〜1,500,000であり、下付き文字gは、0〜500,000であり、下付き文字kは、500,000までであり、数量(g+k)≧1であり、下付き文字j≧0であり、各Xは、独立して、窒素、酸素又は硫黄であり、Xが窒素であるとき、下付き文字l=0又は1であり、Xが酸素又は硫黄であるとき、下付き文字l=1であり、Xが窒素であり、かつ下付き文字l=1であるとき、下付き文字m=1であり、Xが酸素又は硫黄であるとき、下付き文字m=0であり、Xが酸素又は硫黄であるとき、下付き文字o=0であり、Xが窒素であるとき、下付き文字o=1であり、各下付き文字qは、独立して、1より多く3以下であり、下付き文字sは、0〜200,000であり、下付き文字vは、0〜200,000であり、下付き文字y1は、0〜1,000,000であり、下付き文字y2≧0である)の単位を含む。
ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーは、
i)出発材料を反応させてポリウレタン−ポリオルガノシロキサンプレポリマーを調製することであって、出発材料は、
a)式R−(N=C=O)[式中、下付き文字pは、2、3又は4であり、Rは、二価、三価若しくは四価の炭化水素基、又は二価、三価若しくは四価のハロゲン化炭化水素基である]のイソシアネート化合物、及び
b)b1)カルビノール官能性ポリオルガノシロキサン、b2)アミン官能性ポリオルガノシロキサン、又はb1)とb2)との混合物から選択されるポリオルガノシロキサンであって、
b1)カルビノール官能性ポリオルガノシロキサンは、式
Figure 2019526676
の単位を含み、
b2)アミン官能性ポリオルガノシロキサンは、式
Figure 2019526676
[式中、R、R、R、並びに下付き文字b、c、i、w1、w2、w3、w4、d、e及びhは、上に記載するとおりである]を含む、ポリオルガノシロキサンを含む、調製することと、
ii)ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーを調製するために、工程i)で調製されたプレポリマーを、c)1分子当たり平均して1つより多い不飽和基を有する末端封止剤と反応させることと、を含む、方法によって調製することができる。
あるいは、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーは、
i)出発材料を反応させてイソシアネート官能性ウレア中間体を調製することであって、出発材料は、
a)上記式のイソシアネート化合物、及び
c)上記の末端封止剤を含み、これにより、イソシアネート官能性ウレア中間体を調製することと、
ii)ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーを調製するために、工程i)で調製されたイソシアネート官能性ウレア中間体を、
b)b1)上記のカルビノール官能性ポリオルガノシロキサン、b2)上記のアミン官能性ポリオルガノシロキサン、又はb1)とb2)との混合物から選択されるポリオルガノシロキサンと反応させることと、を含む、方法によって調製することができる。
ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーは、式:
Figure 2019526676
の単位を含む。
上記の単位式において、各Rは、独立して、一価の脂肪族不飽和炭化水素基である。各Rは、1〜13個の炭素原子を有し得る。各Rは、以下に定義する、アルケニル又はアルキニルであり得る。あるいは、各Rは、ビニル、アリル、ブテニル又はヘキセニルなどのアルケニル基から独立して選択され得、あるいは、ビニル又はアリルであり得る。
各Rは、独立して、以下に定義する、二価の炭化水素基又は二価のハロゲン化炭化水素基である。各Rは、独立して、2〜13個の炭素原子を有し得る。あるいは、各Rは、エチレン若しくはプロピレンなどのアルキレン、フェニレンなどのアリーレン、又はアルカラルキレンから選択され得る。あるいは、各Rは、エチレン又はプロピレンなどのアルキレン基であり得る。
各Rは、独立して、以下に定義する一価の炭化水素基又は以下に定義する一価のハロゲン化炭化水素基である。各Rは、1〜13個の炭素原子を有し得る。あるいは、各Rは、脂肪族不飽和を含まない一価の炭化水素基であり得る。例えば、各Rは、メチル、エチル、プロピル、ブチル若しくはヘキシルなどのアルキル;フェニルなどのアリール;又はトリル、キシリル若しくはフェニル−メチルなどのアラルキルから独立して選択され得る。あるいは、各Rは、メチル又はフェニルであり得、あるいは、各Rは、メチルであり得る。
各Rは、二価、三価若しくは四価の炭化水素基、又は二価、三価若しくは四価のハロゲン化炭化水素基である。各Rは、二価、三価又は四価の炭化水素基であり得、あるいは、各Rは、各Rに関して上に記載する二価の炭化水素基であり得る。
各Rは、水素又は一価の炭化水素基である。Rに関する一価の炭化水素基は、1〜13個の炭素原子を有し得る。Rに関する一価の炭化水素基は、メチル、エチル、プロピル、ブチル若しくはヘキシルなどのアルキル;フェニルなどのアリール;又はトリル、キシリル若しくはフェニル−メチルなどのアラルキルから独立して選択される。あるいは、各Rは、メチル又はフェニルであり得る。あるいは、各Rは、水素又はメチルであり得る。
各下付き文字bは、独立して、0以上である。あるいは、下付き文字bは、0〜1,000,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜200,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜100,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜50,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜10,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜5,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜1,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜500である。あるいは、下付き文字bは、0〜100である。あるいは、下付き文字bは、1〜100である。あるいは、下付き文字bは、1〜50である。あるいは、下付き文字bは、1〜20である。あるいは、下付き文字bは、0〜1である。あるいは、下付き文字b=0である。あるいは、下付き文字b=1である。あるいは、下付き文字b=2である。あるいは、下付き文字b=3である。あるいは、下付き文字b=4である。あるいは、下付き文字b=5である。
下付き文字c≧0である。あるいは、下付き文字cは、0〜200,000である。あるいは、下付き文字cは、0〜100,000である。あるいは、下付き文字cは、0〜50,000である。あるいは、下付き文字cは、0〜10,000である。あるいは、下付き文字cは、0〜5,000である。あるいは、下付き文字cは、0〜1,000である。あるいは、下付き文字cは、0〜500である。あるいは、下付き文字cは、0〜100である。あるいは、下付き文字cは、0〜50である。あるいは、下付き文字cは、0〜20である。あるいは、下付き文字cは、0〜10である。あるいは、下付き文字cは、1〜100である。あるいは、下付き文字cは、1〜50である。あるいは、下付き文字cは、1〜20である。あるいは、下付き文字cは、1〜10である。
下付き文字i≧0である。あるいは、下付き文字iは、0〜200,000である。あるいは、下付き文字iは、0〜100,000である。あるいは、下付き文字iは、0〜50,000である。あるいは、下付き文字iは、0〜10,000である。あるいは、下付き文字iは、0〜5,000である。あるいは、下付き文字iは、0〜1,000である。あるいは、下付き文字iは、0〜500である。あるいは、下付き文字iは、0〜100である。あるいは、下付き文字iは、0〜50である。あるいは、下付き文字iは、0〜20である。あるいは、下付き文字iは、0〜10である。あるいは、下付き文字iは、1〜100である。あるいは、下付き文字iは、1〜50である。あるいは、下付き文字iは、1〜20である。あるいは、下付き文字iは、1〜10である。
下付き文字w1≧0である。あるいは、下付き文字w1は、0〜200,000である。あるいは、下付き文字w1は、0〜50,000である。あるいは、下付き文字w1は、0〜10,000である。あるいは、下付き文字w1は、0〜5,000である。あるいは、下付き文字w1は、0〜1,000である。あるいは、下付き文字w1は、0〜500である。あるいは、下付き文字w1は、0〜100である。あるいは、下付き文字w1は、0〜50である。あるいは、下付き文字w1は、0〜20である。あるいは、下付き文字w1は、0〜10である。あるいは、下付き文字w1は、1〜100である。あるいは、下付き文字w1は、1〜50である。あるいは、下付き文字w1は、1〜20である。あるいは、下付き文字w1は、1〜10である。
下付き文字w2≧0である。あるいは、下付き文字w2は、0〜200,000である。あるいは、下付き文字w2は、0〜50,000である。あるいは、下付き文字w2は、0〜10,000である。あるいは、下付き文字w2は、0〜5,000である。あるいは、下付き文字w2は、0〜1,000である。あるいは、下付き文字w2は、0〜500である。あるいは、下付き文字w2は、0〜100である。あるいは、下付き文字w2は、0〜50である。あるいは、下付き文字w2は、0〜20である。あるいは、下付き文字w2は、0〜10である。あるいは、下付き文字w2は、1〜100である。あるいは、下付き文字w2は、1〜50である。あるいは、下付き文字w2は、1〜20である。あるいは、下付き文字w2は、1〜10である。
下付き文字w3≧0である。あるいは、下付き文字w3は、0〜200,000である。あるいは、下付き文字w3は、0〜50,000である。あるいは、下付き文字w3は、0〜10,000である。あるいは、下付き文字w3は、0〜5,000である。あるいは、下付き文字w3は、0〜1,000である。あるいは、下付き文字w3は、0〜500である。あるいは、下付き文字w3は、0〜100である。あるいは、下付き文字w3は、0〜50である。あるいは、下付き文字w3は、0〜20である。あるいは、下付き文字w3は、0〜10である。あるいは、下付き文字w3は、1〜100である。あるいは、下付き文字w3は、1〜50である。あるいは、下付き文字w3は、1〜20である。あるいは、下付き文字w3は、1〜10である。
下付き文字w4≧0である。あるいは、下付き文字w4は、0〜200,000である。あるいは、下付き文字w4は、0〜50,000である。あるいは、下付き文字w4は、0〜10,000である。あるいは、下付き文字w4は、0〜5,000である。あるいは、下付き文字w4は、0〜1,000である。あるいは、下付き文字w4は、0〜500である。あるいは、下付き文字w4は、0〜100である。あるいは、下付き文字w4は、0〜50である。あるいは、下付き文字w4は、0〜20である。あるいは、下付き文字w4は、0〜10である。あるいは、下付き文字w4は、1〜100である。あるいは、下付き文字w4は、1〜50である。あるいは、下付き文字w4は、1〜20である。あるいは、下付き文字w4は、1〜10である。
数量(c+i+w1+w2+w3+w4)≧1である。あるいは、一実施形態において、例えば、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーが、以下に記載されるように、カルビノール官能性ポリオルガノシロキサンを使用して調製される場合、i=w2=w4=0であり、数量(c+w1+w3)≧1である。代替実施形態において、例えば、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーが、以下に記載されるように、アミン官能性ポリオルガノシロキサンを使用して調製される場合、c=w1=w3=0であり、数量(i+w2+w4)≧1である。
各Xは、独立して、窒素(N)、酸素(O)又は硫黄(S)である。あるいは、Xは、N又はOである。あるいは、各Xは、Nである。あるいは、各Xは、Oである。
XがNであるとき、下付き文字m=1であり、下付文字l=1である。XがO又はSであるとき、下付き文字m=0である。Xが窒素であるとき、下付き文字l=0であり、そのため、下付き文字qは、2以下であり、mは、数量(2−q)である。
XがNであるとき、下付き文字lは、0又は1であり、XがO又はSであるとき、下付き文字l=1である。
XがO又はSであるとき、下付き文字o=0であり、XがNであるとき、下付き文字o=1である。
下付き文字qは、ポリマー末端にある脂肪族不飽和炭化水素基の数を示す。上式において、1<q≦3である。あるいは、2≦q≦3である。
下付き文字d、e及びhは、コポリマー中のシロキサンセグメントのうちの1つの分子量に依存し、制限はない(シロキサン合成化学の最新技術によって達成され得る分子量にのみ制限される)が、下付き文字dは、0〜1,000,000であり得、下付き文字eは、0〜1,000,000であり得、下付き文字hは、0〜1,000,000であり得、数量(d+e+h)≧1である。下付き文字d≧0である。あるいは、下付き文字d>0である。あるいは、下付き文字dは、0〜200,000、あるいは0〜100,000、あるいは0〜50,000、あるいは0〜10,000、あるいは0〜5,000、あるいは0〜1,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200である。
下付き文字e≧0である。あるいは、下付き文字eは、0〜1,000,000である。あるいは、下付き文字eは、0〜200,000である。あるいは、下付き文字eは、0〜100,000、あるいは0〜50,000、あるいは0〜10,000、あるいは0〜5,000、あるいは0〜1,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200である。あるいは、下付き文字e=0である。
下付き文字fは、コポリマー中のウレタン単位の数を示す。下付き文字f≧1である。あるいは、下付き文字fは、1〜1,500,000である。あるいは、下付き文字fは、1〜500,000、あるいは1〜200,000、あるいは1〜50,000、あるいは1〜10,000、あるいは1〜5,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200である。
下付き文字g≧0である。あるいは、下付き文字gは、0〜500,000である。あるいは、下付き文字gは、0〜200,000、あるいは0〜100,000、あるいは0〜50,000、あるいは1〜10,000、あるいは1〜5,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200である。下付き文字k≧0である。あるいは、下付き文字kは、0〜500,000である。あるいは、下付き文字kは、0〜200,000、あるいは0〜100,000、あるいは0〜50,000、あるいは1〜10,000、あるいは1〜5,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200である。数量(g+k)≧1である。あるいは、1≦(g+k)≦1,000,000である。あるいは、1≦(g+k)≦500,000、あるいは、1≦(g+k)≦50,000、あるいは、1≦(g+k)≦10,000、あるいは、1≦(g+k)≦5,000、あるいは、1≦(g+k)≦500、あるいは、1≦(g+k)≦100である。
下付き文字h≧0である。あるいは、下付き文字hは、0〜1,000,000である。あるいは、下付き文字hは、0〜200,000、あるいは0〜100,000、あるいは0〜50,000、あるいは0〜10,000、あるいは0〜5,000、あるいは0〜1,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200である。あるいは、下付き文字h=0である。
下付き文字j≧0である。あるいは、下付き文字jは、0〜500,000である。あるいは、下付き文字jは、0〜200,000、あるいは0〜100,000、あるいは0〜50,000、あるいは1〜10,000、あるいは1〜5,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200である。鎖延長剤がコポリマーの製造に使用される場合、下付き文字j>0である。
下付き文字s≧0である。あるいは、下付き文字sは、0〜200,000である。あるいは、下付き文字sは、0〜150,000、あるいは0〜100,000、あるいは0〜50,000、あるいは1〜10,000、あるいは1〜5,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200である。
下付き文字v≧0である。あるいは、下付き文字vは、0〜200,000である。あるいは、下付き文字vは、0〜150,000、あるいは0〜100,000、あるいは0〜50,000、あるいは1〜10,000、あるいは1〜5,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200である。
各下付き文字y1は、独立して、0以上である。あるいは、下付き文字y1は、0〜1,000,000である。あるいは、下付き文字y1は、0〜200,000である。あるいは、下付き文字y1は、0〜100,000である。あるいは、下付き文字y1は、0〜50,000である。あるいは、下付き文字y1は、0〜10,000である。あるいは、下付き文字y1は、0〜5,000である。あるいは、下付き文字y1は、0〜1,000である。あるいは、下付き文字y1は、0〜500である。あるいは、下付き文字y1は、0〜100である。あるいは、下付き文字y1は、1〜100である。あるいは、下付き文字y1は、1〜50である。あるいは、下付き文字y1は、1〜20である。あるいは、下付き文字y1は、0〜1である。あるいは、下付き文字y1=0である。あるいは、下付き文字y1=1である。あるいは、下付き文字y1=2である。あるいは、下付き文字y1=3である。あるいは、下付き文字y1=4である。あるいは、下付き文字y1=5である。
下付き文字y2≧0である。あるいは、下付き文字y2は、0〜500,000である。あるいは、下付き文字y2は、0〜200,000、あるいは0〜100,000、あるいは0〜50,000、あるいは1〜10,000、あるいは1〜5,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200である。鎖延長剤がコポリマーの製造に使用される場合、下付き文字y2>0である。
あるいは、下付き文字l=m=k=s=v=I=j=w1=w2=w3=w4=e=h=0であるとき、コポリマーは、式(I):
Figure 2019526676
[式中、R、R及びRは、上に記載するとおりであり、各下付き文字aは、独立して、0〜1,000,000であり、各下付き文字bは、独立して、0以上であり、下付き文字nは、1以上である]を有し得る。あるいは、下付き文字aは、0〜200,000、あるいは0〜100,000、あるいは0〜50,000、あるいは0〜10,000、あるいは0〜5,000、あるいは0〜1,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200、あるいは5〜150である。各下付き文字b≧0である。あるいは、下付き文字bは、0〜1,000,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜200,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜100,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜50,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜10,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜5,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜1,000である。あるいは、下付き文字bは、0〜500である。あるいは、下付き文字bは、0〜100である。あるいは、下付き文字bは、1〜100である。あるいは、下付き文字bは、1〜50である。あるいは、下付き文字bは、1〜20である。あるいは、下付き文字bは、0〜1である。あるいは、下付き文字b=0である。あるいは、下付き文字b=1である。あるいは、下付き文字b=2である。あるいは、下付き文字b=3である。あるいは、下付き文字b=4である。あるいは、下付き文字b=5である。下付き文字nは、1〜1,500,000である。あるいは、下付き文字nは、1〜500,000、あるいは1〜200,000、あるいは1〜50,000、あるいは1〜10,000、あるいは1〜5,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200である。
あるいは、コポリマーは、式(II):
Figure 2019526676
[式中、R、R、下付き文字a、下付き文字b、下付き文字nは、式(I)に関して上に記載するとおりであり、各下付き文字y3は、1〜200,000であり、下付き文字n1は、1〜1,500,000である]を有し得る。あるいは、下付き文字y3は、1〜100,000である。あるいは、下付き文字y3は、1〜50,000である。あるいは、下付き文字y3は、1〜10,000である。あるいは、下付き文字y3は、1〜5,000である。あるいは、下付き文字y3は、1〜1,000である。あるいは、下付き文字y3は、1〜500である。あるいは、下付き文字y3は、1〜100である。あるいは、下付き文字y3は、1〜100である。あるいは、下付き文字y3は、1〜50である。あるいは、下付き文字y3は、1〜20である。あるいは、下付き文字y3=2である。あるいは、下付き文字y3=5である。あるいは、下付き文字y3=9である。あるいは、下付き文字y3=20である。あるいは、下付き文字y3=40である。あるいは、下付き文字n1は、1〜500,000である。あるいは、下付き文字n1は、1〜200,000である。あるいは、下付き文字n1は、1〜50,000である。あるいは、下付き文字n1は、1〜10,000である。あるいは、下付き文字n1は、1〜5,000である。あるいは、下付き文字n1は、1〜1,000である。あるいは、下付き文字n1は、1〜500である。あるいは、下付き文字n1は、1〜200である。
コポリマーの製造方法
上記のポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーは、
i)
a)イソシアネート化合物を含む出発材料、及び
b)ポリオルガノシロキサンを含む出発材料、を反応させ、これにより、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンプレポリマーを調製することと、
ii)ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーを調製するために、工程i)で調製されたプレポリマーを、c)1分子当たり平均して1つより多い不飽和基を有する末端封止剤を含む出発材料と反応させることと、を含む、方法によって調製することができる。
あるいは、第2の実施形態において、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーは、
i)
a)イソシアネート化合物を含む出発材料、及び
c)1分子当たり平均して1つより多い不飽和基を有する末端封止剤を含む出発材料、
を反応させ、これにより、イソシアネート官能性ウレア中間体を調製することと、
ii)ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーを調製するために、工程i)で調製されたポリイソシアネート官能性ウレア中間体を、b)ポリオルガノシロキサンを含む出発材料と反応させることと、を含む、方法によって調製することができる。
上記の方法の各実施形態において、b)ポリオルガノシロキサンは、b1)カルビノール官能性ポリオルガノシロキサン、b2)アミン官能性ポリオルガノシロキサン、又はb1)とb2)との両方の混合物であり得る。
あるいは、上記の方法の各実施形態において、a)イソシアネート、b)ポリオルガノシロキサン、及びc)末端封止剤に加えて、任意選択により、d)鎖延長剤を出発材料として添加してもよい。出発材料のd)鎖延長剤は、上記の方法の各実施形態における工程i)の前、その最中、及び/又はその後に添加することができる。一実施形態において、b)ポリオルガノシロキサンは、方法において、b)ポリオルガノシロキサンを反応させる前に、d)鎖延長剤と事前反応させてもよい。あるいは、a)イソシアネート化合物は、方法において、a)イソシアネート化合物を反応させる前に、d)鎖延長剤と事前反応させてもよい。
出発材料a)イソシアネート化合物
イソシアネート化合物は、1分子当たり平均して1つ以上のイソシアネート基を有する。あるいはイソシアネート化合物は、1分子当たり平均して2つ以上のイソシアネート基を有し得る。イソシアネート化合物は、式:R−(N=C=O)[式中、Rは、炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であり、下付き文字pは、1分子当たりのイソシアネート基の数を表す整数である]を有し得る。下付き文字pは、1以上である。あるいは、下付き文字pは、2、3又は4である。あるいは下付き文字pは、2又は3であり、あるいは、下付き文字pは、2である。下付き文字pが2であるとき、Rは、二価の炭化水素基である。下付き文字pが3であるとき、Rは、三価の炭化水素基である。下付き文字pが4であるとき、Rは、四価の炭化水素基である。
イソシアネート化合物としては、モノメリックイソシアネート及びポリメリックイソシアネートが例示される。モノメリックイソシアネートとしては、メタ−テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、トルエンジイソシアネート(TDI)、フェニレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、クロロフェニレン2,4−ジイソシアネート、ビトルエンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、トルイジンジイソシアネート及びアルキル化ベンゼンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、水素化メチレンジフェニルジイソシアネート(HMDI)、1−イソシアナト−3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチル−シクロヘキサン(イソホロンジイソシアネート、IPDI)及びノナントリイソシアネート(TTI)などの脂肪族及び環式脂肪族イソシアネート、メチレン−ジフェニル−ジイソシアネート(MDI)などのメチレン中断型芳香族ジイソシアネート、特に3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニル−メタンジイソシアネートなどのアルキル化類縁体を含む4,4’−異性体;シクロヘキセンジイソシアネート、4,4’−メチレンジシクロヘキシルジイソシアネートなどの水素化材料;テトラメチルキシリルジイソシアネート、1,4−ビス(1−イソシアナト−1,1’−ジメチルメチル)ベンゼンOCNC(CHC(CHNCOなどの混合アラルキルジイソシアネート、並びに1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,5−ペンタメチレ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(HDI)、1,7−ヘプタメチレンジイソシアネート、2,2,4−及び2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,10−デカメチレンジイソシアネート及び2−メチル−1,5−ペンタメチレンジイソシアネートなどのポリメチレンイソシアネート;ビニルイソシアネート;並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
ポリメリックイソシアネートとしては、二量体化したイソシアネートであるウレチジオン又はウレチジンジオン及びカルボジイミド、三量体化したイソシアネートであるイソシアヌレート、イミノオキサジアジンジオン、ウレトンイミン及び直鎖ポリマーαナイロン;並びに二官能性又は多官能性イソシアネートを各種化合物と反応させてアロファネート、又はビウレット化合物、又はイソシアネート官能性ウレタン又は他のプレポリマーを形成することによる誘導体化イソシアネートが挙げられる。ポリイソシアネートのいくつかは、二官能性であり、すなわち、1分子当たり2つのイソシアネート基を有する。いくつかは、2つより多いイソシアネート基を有する。一例は、2、3及び4つ以上のイソシアネート基を有する分子の混合物であるポリメリックジフェニルメタンジイソシアネートであり、二価より多価の平均官能性(一般に2.7)を有し得る。二価より多価のイソシアネート官能性を有するイソシアネート官能性化合物は、架橋剤として作用し得る。市販のイソシアネート官能性有機化合物としては、Rhodia(Cranbury,NJ)が販売しているイソホロンジイソシアネート三量体であるTolonate XIDT 70SB(固形分70%、12.3重量%のNCO)及びDesmodur N−100ポリイソシアネート(Mobay Corp.から入手可能)が例示される。
あるいは、a)イソシアネート化合物は、ブロックイソシアネートを含み得る。イソシアネート基は、フェノール、ノニルフェノール、ブタンオキシム、カプロラクタムなど一般的なブロック剤によってブロックすることができる。これらのブロックイソシアネートは、室温よりも高い温度で加熱するなどの任意の常法によって放出され、鎖延長剤及びポリオルガノシロキサンと反応して、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーを構成することができる。
出発材料b1)カルビノール官能性ポリオルガノシロキサン
上記のコポリマーを調製するために使用されるカルビノール官能性ポリオルガノシロキサンは、式:
Figure 2019526676
の単位を含む。
この単位式において、各R、R、下付き文字b、下付き文字c、下付き文字w1、下付き文字w3、下付き文字d、下付き文字e、及び下付き文字hは、上に記載するとおりである。カルビノール基、例えば、ヒドロキシアルキル基は、ポリオルガノシロキサン上の末端若しくはペンダント、又は末端とペンダントの両位置にあり得る。あるいは、カルビノール基は、ポリオルガノシロキサン上の末端位置にあり得る。カルビノール末端ポリオルガノシロキサンの例は、国際公開第2008/088491号、米国特許第6,528,121号及び米国特許第7,452,956号に開示されている。カルビノール基は、カルビノール官能性ポリオルガノシロキサン中、末端位置、ペンダント位置、又は末端とペンダントの両位置にあり得る。あるいは、カルビノール基は、末端位置にあり得る。
あるいは、b1)カルビノール官能性ポリオルガノシロキサンは、式(III):R Si−RDX−(R SiO)−RDX−SiR [式中、各Rは、独立して、式HO−R−(OR−のカルビノール官能基であり、下付き文字b、R及びRは、上に記載するとおりであり、各RDXは、O又はRとして上に記載される二価の炭化水素基から独立して選択され、下付き文字rは、式(III)のカルビノール末端ポリオルガノシロキサンの重合度を表す)のα,ω二官能性ポリジオルガノシロキサンを含み得る。下付き文字r>0である。あるいは、下付き文字rは、1〜1,000,000、あるいは50〜1,000、あるいは200〜700であり得る。あるいは、下付き文字rは、0〜200,000、あるいは0〜200,000、あるいは0〜100,000、あるいは0〜50,000、あるいは0〜10,000、あるいは0〜5,000、あるいは0〜1,000、あるいは1〜1,000、あるいは1〜500、あるいは1〜200、あるいは5〜150である。あるいは、各RDXは、Oである。
出発材料b2)アミン官能性ポリオルガノシロキサン
アミン官能性ポリオルガノシロキサンは、式:
Figure 2019526676
[式中、R、R及びR、並びに下付き文字b、d、e、h及びiは、上に記載するとおりである]の単位を含む。アミン官能基は、末端若しくはペンダント、又は末端とペンダントの両方であり得る。
例示的なアミン末端ポリオルガノシロキサンは、式
Figure 2019526676
[式中、Meはメチル基を表し、Buはブチル基を表す)の末端単位を含み、(R SiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2[式中、RM、R、並びに下付き文字I、d、e及びhは上に記載するとおりである]のうちの1つ以上を更に含む。
出発材料c)末端封止剤
末端封止剤は、1分子当たり平均して1つより多い脂肪族不飽和基を有する化合物であり、末端封止剤は、アミン化合物、アルコール又はチオール化合物から選択され得る。末端封止剤は、式:
Figure 2019526676
[式中、R、R、R及びX、並びに下付き文字q、l、m及びoは、上に記載するとおりである]の化合物から選択され得る。末端封止剤は、末端封止剤上のXH基とイソシアネート基とのモル比(XH/N=C=O)<1を与えるのに十分な量で添加される。
あるいは、末端封止剤は、アミン化合物であり得る。アミン化合物は、式R N(R2−zH[式中、Rは、上に記載するとおりであり、下付き文字z≧0である]を有し得る。あるいは下付き文字zは、0〜1である。あるいは、下付き文字z=0である。末端封止剤に好適なアミン化合物の例としては、ジエチルアミン及びジアリルアミンが挙げられる。
出発材料d)鎖延長剤
鎖延長剤は、式HO−R−OH[式中、Rは上に定義するとおりである]のジアルコールであり得る。好適なジアルコールとしては、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、1,10−デカンジオール、1,6−ヘキサメチレンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,4−シクロヘキサンジメチロール、1,1’−イソプロピリジン−ビス−(p−フェニレン−オキシ)−ジ−2−エタノール、ポリ(テトラメチレンエーテル)グリコール、及びエチレングリコールが挙げられる。あるいは、鎖延長剤は、2〜20個の炭素原子を含有するジアミンであり得、例えば、1,2−ジアミノエタン、1,4−ジアミノブタン、1,2−プロパンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレンジアミン、5−アミノ−1−(アミノメチル)−1,3,3−トリメチルシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、及びエタノールアミンであり得る。あるいは、鎖延長剤は、ジチオール、ジカルボン酸又はジエポキシドであり得る。好適な鎖延長剤は、例えば、米国特許第4,840,796号及び同第5,756,572号に開示されている。
出発材料e)任意選択による追加の末端封止剤
上記の反応工程ii)の後、任意選択により、反応生成物を、出発材料c)として上に記載する末端封止剤とは異なる追加の末端封止剤と反応させることができる。この追加の末端封止剤e)は、末端封止反応後、コポリマー上に追加の反応性基を残すようなものか、又は末端封止反応後、コポリマー上に非反応性基を残すようなものであり得る。出発材料e)に好適なこのような末端封止剤としては、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール、酢酸などのカルボン酸、並びに脂肪族不飽和を含有するアルコール及びカルボン酸が挙げられるが、これらに限定されない。チオアルコール、ヒドロキシルアミン、グリコール、アミノ酸及びアミノ糖もまた、追加の末端封止剤として好適である。コポリマー調製中にイソシアネートがモル過剰で存在する場合、未反応のイソシアネートがコポリマー中に存在し得る。出発材料e)の追加の末端封止剤は、この残存イソシアネートと反応させるために添加され得る。
出発材料f)溶媒
本明細書に記載のポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーを調製するための方法中に、溶媒を添加することができる。溶媒としては、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーを溶解し、かつイソシアネート、並びにアミン及び/又はカルビノール化合物に対して比較的非反応性である、任意の有機化合物が好適である。例としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、エステル、エーテル、ケトン及びアミドが挙げられる。例示的な溶媒としては、エチルアセテート、ブチルアセテート、メチルエチルケトン又はテトラヒドロフランが挙げられる。
使用される溶媒の量は、構造、分子量及び特定のコポリマー調製法を含む、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーの特性に依存し、0〜99%であり得る。一般に、高分子量コポリマーについては、特に高トルク混合機構が使用されない場合、溶媒を添加して粘度を下げ、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーの製造方法の実施中に系を扱いやすくしてもよい。分子量が比較的低く、かつ/又は二軸押出機などの高トルク混合装置が使用される場合、溶媒を使用する必要はない。溶媒を使用する場合、その量は、使用される全ての出発材料の総重量に基づいて、0〜99%、あるいは0〜80%、あるいは1%〜60%、あるいは5%〜50%であり得る。
反応物、すなわち、イソシアネート化合物、ポリオルガノシロキサン、末端封止剤、及び鎖延長剤(存在する場合)の間のモル比は、所望のポリオルガノシロキサンの構造及び分子量に応じて、本明細書中の単位式によって記載されるポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーに達するように、大きく変動し得る。出発材料a)のイソシアネート基と、出発材料b)について選択されるポリシロキサン上のカルビノール基又はアミン基の活性水素とのモル比は、0.1〜100、あるいは0.1〜50、あるいは0.1〜10、あるいは0.1〜2、あるいは0.1〜1.5、あるいは0.1〜1.25、あるいは0.1〜1.1、あるいは0.1〜1.05、あるいは0.1〜1.01、あるいは0.1〜1、あるいは0.1〜0.9、あるいは0.1〜0.5、あるいは0.5〜50、あるいは0.5〜10、あるいは0.5〜2、あるいは0.5〜1.5、あるいは0.5〜1.25、あるいは0.5〜1.1、あるいは0.5〜1.05、あるいは0.5〜1.01、あるいは0.5〜1、あるいは0.5〜0.9、あるいは0.4〜0.7であり得る。この比が<1であるとき、反応は、全てのイソシアネート基が消費される前に末端封止剤を添加するように制御される。この比が>1であるとき、末端封止剤は、カルビノール基又はアミン基上の全ての活性水素が反応する前又は後に添加することができる。末端封止剤とイソシアネートとのモル比は、0.001〜0.99、あるいは0.001〜0.8、あるいは0.01〜0.8、あるいは0.01〜0.6、あるいは0.01〜0.5、あるいは0.01〜0.4、あるいは0.01〜0.3、あるいは0.01〜0.2、あるいは0.01〜0.1、あるいは0.05〜0.8、あるいは0.05〜0.6、あるいは0.05〜0.5、あるいは0.05〜0.4、あるいは0.05〜0.3、あるいは0.05〜0.2、あるいは0.05〜0.1であり得る。イソシアネート基と、鎖延長剤上のヒドロキシル基又はアミン基又は他の反応性基上の活性水素とのモル比は、1.001〜1,000,000、あるいは1.001〜500,000、あるいは1.001〜200,000、あるいは1.001〜100,000、あるいは1.001〜50,000、あるいは1.001〜10,000、あるいは1.001〜5,000、あるいは1.001〜1,000、あるいは1.001〜500、あるいは1.001〜100、あるいは1.001〜50、あるいは1.001〜20、あるいは1.001〜10、あるいは1.001〜5、あるいは1.001〜4、あるいは1.001〜3、あるいは1.001〜2、あるいは1.001〜1.5、あるいは1.001〜1.3、あるいは1.001〜1.2、あるいは1.01〜20、あるいは1.01〜10、あるいは1.01〜5、あるいは1.01〜4、あるいは1.01〜3、あるいは1.01〜2、あるいは1.01〜1.5、あるいは1.01〜1.3、あるいは1.01〜1.2であり得る。
出発材料g)触媒
b)ポリオルガノシロキサンをイソシアネート化合物又はイソシアネート官能性ウレア中間体のいずれかと反応させることは、出発材料g)触媒によって触媒され得る。好適な触媒としては、3級アミン及び金属塩、例えば、スズの塩が挙げられる。スズ化合物が本明細書における触媒として有用であり、これらとしては、スズの酸化状態が+4又は+2のいずれかであるもの、すなわち、スズ(IV)化合物又はスズ(II)化合物が挙げられる。スズ(IV)化合物の例としては、第二スズ塩、例えば、二ラウリン酸ジブチルスズ、二ラウリン酸ジメチルスズ、ジ−(n−ブチル)スズビス−ケトネート、二酢酸ジブチルスズ、マレイン酸ジブチルスズ、ジブチルスズジアセチルアセトネート、ジブチルスズジメトキシド、カルボメトキシフェニルスズトリス−ウベレート、二オクタン酸ジブチルスズ、二ギ酸ジブチルスズ、イソブチルスズトリセロエート、二酪酸ジメチルスズ、二ネオデカン酸ジメチルスズ、二ネオデカン酸ジブチルスズ、酒石酸トリエチルスズ、二安息香酸ジブチルスズ、三2−エチルヘキサン酸ブチルスズ、二酢酸ジオクチルスズ、オクチル酸スズ、オレイン酸スズ、酪酸スズ、ナフテン酸スズ、二塩化ジメチルスズ、これらの組み合わせ、及び/又はこれらの部分加水分解生成物が挙げられる。スズ(IV)化合物は、当該技術分野において既知であり、例えば、The Dow Chemical Companyの事業部門であるAcima Specialty Chemicals(Switzerland,Europe)から、Metatin(登録商標)740及びFascat(登録商標)4202などとして市販されている。スズ(II)化合物の例としては、有機カルボン酸のスズ(II)塩(二酢酸スズ(II)、ジオクタン酸スズ(II)、ジエチルヘキサン酸スズ(II)、二ラウリン酸スズ(II)等)、カルボン酸の第一スズ塩(オクタン酸第一スズ、オレイン酸第一スズ、酢酸第一スズ、ラウリン酸第一スズ、ステアリン酸第一スズ、ナフテン酸第一スズ、ヘキサン酸第一スズ、コハク酸第一スズ、カプリル酸第一スズなど)、及びこれらの組み合わせが挙げられる。他の金属塩もまた、本反応の好適な触媒である。例としては、酢酸亜鉛及びナフテン酸亜鉛などの亜鉛塩が挙げられる。鉛、ビスマス、コバルト、鉄、アンチモン、ナトリウムの塩、例えば、オクタン酸鉛、硝酸ビスマス及び酢酸ナトリウムなども本反応を触媒することができる。ある特定の場合において、有機水銀化合物も使用することができる。任意選択により、一次触媒とともに、助触媒を使用してもよい。また、2つ以上の触媒の組み合わせを使用して、例えば、単一触媒で達成される反応よりも速い反応をもたらすこと、又は反応開始時間と反応終了時との間の良好なバランスをもたらすことのいずれかができる。
出発材料h)有機ジオール
有機ジオールは、任意選択により、上記の方法のうちの1つ以上の最中に添加することができる。好適なものとしては、ポリアルキレンオキシドジオール、例えば、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ブチレンオキシドジオール;又はポリカーボネートジオールが挙げられる。有機ジオールは、コポリマーの表面エネルギー及び/又は親水性を調整するために添加され得る。添加量は、0〜75%、あるいは0〜50%、あるいは1〜25%であり得る。
方法の条件
上記の方法の各実施形態における工程i)及びii)は、加熱しても加熱しなくても実施することができる。反応の温度は、出発材料a)、b)及びc)の選択、並びにd)、e)、f)、g)及び/又はh)のいずれであっても存在するかどうかに依存するが、温度は、1気圧で−20℃〜150℃、あるいは0℃〜100℃、あるいは20℃〜60℃の範囲であってよい。この方法が実施される圧力は重要ではない。
上記の方法の各実施形態は、任意の従来の装置において、バッチ式、半バッチ式、半連続式、又は連続式で実施することができる。高分子量コポリマーを調製する場合(例えば、高分子量の出発材料を使用する場合)、方法は、二軸押出機などの押出機で実施することができる。
コポリマーの架橋
上記のポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーは、脂肪族不飽和の反応を開始させる任意の手段によって架橋することができる。反応は、熱的に生成されたフリーラジカルによって開始され得る。これはまた、複数の異なる手段により紫外線架橋性でもある。脂肪族不飽和は、それ自体で反応させてもよいし、又は追加の反応性化合物(架橋剤)を添加して不飽和と反応させてもよい。好適な架橋剤としては、アクリレート及びメタクリレート、ジビニル及びジアリル化合物などの他の炭素−炭素不飽和含有化合物、並びにチオール(SH含有)、ホスフィン(PH含有)、ボラン(BH含有)及びシラン(SiH含有)などの他のものが挙げられるが、これらに限定されない。第1の実施形態において、架橋性組成物は、(A)上記のポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマー及び(B)硬化触媒を含む。(B)硬化触媒は、使用される架橋剤に応じて、(B1)フリーラジカル開始剤、又は(B2)ヒドロシリル化触媒であり得る。フリーラジカル開始剤は、熱的に活性化され得るか、還元剤によって室温で活性化され得る、パーオキサイドであり得る。パーオキサイドは、式RMS−O−O−RMS[式中、各RMSは、独立して、以下に定義する、アルキルなどの一価の飽和炭化水素基又は一価のハロゲン化飽和炭化水素基である]を有し得る。パーオキサイドの例としては、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、ビス(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、及びビス(tert−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,3−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、(tert−ブチルパーオキシ)ミリスチルカーボネート、並びにこれらのうちの2つ以上の混合物が挙げられる。あるいは、フリーラジカル開始剤は、光活性化化合物であってもよい。光活性開始剤は、文献にて公知であり、任意の既知の開始系で使用することができる。これらは、一成分系又は二成分系であり得る。一成分系としては、ベンゾイル発色団ベースのもの、置換ベンゾイル発色団ベースのもの、ヒドロキシルアルキル複素環式ケトン、ヒドロキシルアルキル結合ケトン、ベンゾフェノン部分及びチオキサントン部分ベースの系、ベンゾイルホスフィンオキシド誘導体、ホスフィンオキシド誘導体、トリクロロメチルトリアジン、ビラジカル生成ケトン、一部のパーオキサイド及びジケトン、アジド及び芳香族ビスアジド、一部のアゾ、ジスルフィド、ジシラン、ジセレニド、ジフェニルジテルリド、ジゲルマン、並びにジスタンナン(distanane)誘導体、炭素−ゲルマニウム、炭素−ケイ素、炭素−硫黄、硫黄−ケイ素、硫黄−硫黄及びゲルマニウム−ケイ素開裂性結合を有する化合物などが挙げられる。二成分系としては、ケトン−水素供与体ベースの系、色素ベースの系及び各種系が挙げられる。このようなフリーラジカル開始剤の例は、当該技術分野において既知であり、市販されている(例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(Darocur 1173として市販))。他の市販の例としては、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチル−1−プロパノン、メチルベンゾイルホルメート、オキシ−フェニル−酢酸2−[2オキソ−2フェニル−アセトキシ−エトキシ]−エチルエステル、オキシ−フェニル−酢酸2−[2−ヒドロキシ−エトキシ]−エチルエステル、α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、2−ベンジル−2−(ジメチルアミノ)−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−(4−モルホリニル)−1−プロパノン、ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、又はビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)、又はビス[2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル]チタンが挙げられる。本架橋性組成物に添加されるフリーラジカル開始剤の量は、組成物の他の成分を含む様々な因子に依存するが、その量は、組成物の重量に基づいて、0.01%〜10%の範囲であり得る。あるいは、その量は、0.01%〜5%、あるいは0.05%〜5%、あるいは0.05%〜3%、あるいは0.1%〜10%、あるいは0.1%〜5%、あるいは0.1%〜3%である。組成物は、紫外線、可視光線又は赤外線への曝露によって架橋され得、これは、十分な吸収が生じる領域、及び吸収されたエネルギーがどのように活性化された開始剤に伝達されフリーラジカルを生成するかによる。あるいは、開始剤は、熱によって活性化され得、又は、活性化は、電磁放射線と組み合わせた熱によって補助される。架橋が熱によって活性化される場合、更に多くの他の熱活性化フリーラジカル開始剤を使用することができる。例としては、パーオキサイド及びアゾ化合物が挙げられる。例示的なパーオキサイドは、当該技術分野において既知であり、例えば、米国特許第4,929,669号、同第5,082,886号、同第5,258,211号及び同第5,919,884号に記載されているものである。コポリマーは、追加の架橋剤を用いることなくそれ自体で架橋がなされてもよいし、架橋剤/架橋剤の混合物を添加してコポリマーを架橋してもよい。
架橋は、架橋性組成物を、熱及び/又は電子線若しくは紫外線(UV)などの照射への曝露などの任意の簡便な手段によって実施することができる。熱を使用して架橋性組成物を架橋する場合、5秒未満〜2時間の時間幅で25〜200℃の温度を使用することができる。電子線を使用して架橋性組成物を架橋する場合、75kV〜350kVの加速電圧を使用することができ、組成物を架橋するのに十分な線量は、通常、5〜250キログレイ(kGy)である。UVが使用される場合、200nm〜450nmの光源が好適であり、水銀蒸気ランプ(異なる波長のタイプH、D又はV)、蛍光ランプ又はUV LEDランプによって発生され得る。必要とされるランプの定格電力は、組成物に依存し、少なくとも0.001mJ/cm、あるいは0.01〜2000mJ/cm、あるいは0.1〜1000mJ/cm、あるいは1〜1000mJ/cm、あるいは10〜500mJ/cmの線量での任意の照射であり得る。
コポリマーはまた、脂肪族不飽和を、水素化ケイ素基を有する化合物とヒドロシリル化反応を介して反応させることによって架橋することができる。この反応は、通常、金属塩及び他の化合物、アミン及び他の有機塩基、パーオキサイド並びに/又は錯体によって触媒され、有機パーオキサイドを使用してヒドロシリル化を触媒することができる。ヒドロシリル化触媒は、当該技術分野において既知であり、市販されている。このような従来のヒドロシリル化触媒は、白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム及びイリジウムから選択される金属であり得る。あるいは、ヒドロシリル化触媒は、このような金属の化合物(例えば、塩化白金酸、塩化白金酸六水和物、二塩化白金)、及び上記化合物と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体、又はマトリックス若しくはコア/シェル型構造にマイクロカプセル化された白金化合物であり得る。白金と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体としては、白金との1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体が挙げられる。これらの錯体は、樹脂マトリックス中にマイクロカプセル化されてもよい。例示的なヒドロシリル化触媒は、米国特許第3,159,601号、同第3,220,972号、同第3,296,291号、同第3,419,593号、同第3,516,946号、同第3,814,730号、同第3,989,668号、同第4,784,879号、同第5,036,117号及び同第5,175,325号、並びに欧州特許第0347895(B)号に記載されている。マイクロカプセル化されたヒドロシリル化触媒及びその調製方法は、米国特許第4,766,176号及び同第5,017,654号に例示されているとおり、当該技術分野において既知である。
架橋性組成物は、任意選択により、上記の出発材料(A)及び(B)に加えて、(C)架橋剤を更に含み得る。架橋剤は、(C1)アクリレート架橋剤、(C2)アルケニル基(アクリレート基以外)を含有する架橋剤、(C3)チオール官能性架橋剤、又は(C4)SiH含有架橋剤であり得る。アクリレート架橋剤及び他のアルケニル基を含有する架橋剤は、1分子当たり1つ以上のアクリレート基又はアルケニル基(例えば、ビニル基)を含有し得る。例としては、メチルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、グリセロールプロポキシレートトリアクリレート、トリメチロールプロパンプロポキシレートトリアクリレート、トリメチロールプロパンエトキシレートトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジ(トリメチロールプロパン)テトラアクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルスルホン、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ジ−、トリ−及びポリ−エチレングリコールジビニルエーテル、並びにスチレンが挙げられるが、これらに限定されない。
好適なチオール官能性架橋剤(C3)は、当該技術分野において既知であり、市販されている。これらは、1分子当たり平均して2つ以上のSH基を有する有機チオール化合物(SH含有化合物)、又は1分子当たり平均して2つ以上のSH基を含有するメルカプト官能性シラン、シロキサン、ポリシラン、ポリシロキサン、オルガノシラン、オルガノシロキサン及びオルガノポリシロキサンであり得る。好適なチオール−エン架橋剤としては、SH含有量が0.35mol/100gであるトリメチルシロキシ末端ジメチルシロキサン−メチルメルカプトプロピルシロキサンコポリマー、Gelest,Inc.から販売されているSH含有量が0.16mol/100gであるトリメチルシロキシ末端ジメチルシロキサン−メチルメルカプトプロピルシロキサンコポリマー、Gelest,Inc.から販売されているSH含有量が0.05mol/100gであるトリメチルシロキシ末端ジメチルシロキサン−メチルメルカプトプロピルシロキサンコポリマー、及びSH含有量が0.16mol/100gであるトリメチルシロキシ末端ジメチルシロキサン−メチルメルカプトプロピルシロキサンコポリマーが挙げられる。
好適なSiH含有架橋剤(C4)もまた文献にて公知であり、市販されている。これらとしては、一般に、1分子当たり平均して2つ以上のSiH基を含有するシラン、シロキサン、ポリシラン、ポリシロキサン、オルガノシラン、オルガノシロキサン及びオルガノポリシロキサンが挙げられる。例としては、フェニルメチルシラン、テトラメチルジシラン、フェニルシラン、γ,ω−ジヒドリド−ポリジメチルシロキサン、ポリ(ジメチル−メチルヒドリド)シロキサン、ハイドロジェンポリシルセスキオキサン、ポリ(メチルヒドリドシロキサン−co−シルフェニレン)、ポリ(メチルヒドリドシロキサン−co−シルメチレン)、並びにM、及び/又はD、及び/又はT単位中のケイ素に結合したハイドライド(H)を少なくとも1つ有する、M、及び/又はD、及び/又はT、及び任意選択によりQシロキサン単位(ここで、Mは、R3SiO1/2の単位、Dは、R2SiO2/2の単位、Tは、RSiO3/2の単位、Qは、SiO4/2の単位を表し、Rは、上に定義するとおりである)の他のコポリマーが挙げられる。
組成物に添加される架橋剤の量は、成分(A)の選択、成分(B)の選択、架橋剤(C)の選択、及び架橋性組成物中にいずれであっても他の出発材料が存在するかどうかを含む、様々な因子に依存するが、架橋剤は、0〜80%、あるいは0〜50%、あるいは0〜30%、あるいは0.5〜50%、あるいは0.5〜30%、あるいは1%〜50%、あるいは1%〜30%、あるいは1%〜20%、あるいは1%〜10%、あるいは5%〜50%、あるいは5%〜30%、あるいは5%〜25%の量で添加することができる。
ここで、以下の実施例において、本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明する。参考例は、従来技術であるとの記載がない限り、従来技術ではない。
Figure 2019526676
参考例−コポリマーの基本調製手順
温度制御加熱ブロック内にmLの4つ口フラスコを置き、機械的攪拌器、温度計、滴下漏斗及び還流冷却器を取り付けた。
1)フラスコにa)イソシアネート化合物及びb)ポリオルガノシロキサンを入れ、混合し、混合物を形成した。
2)混合物を攪拌し、60℃で加熱し、反応の進行をFTIRによって追跡した。
任意選択により、
3)しばらくしてから、溶媒を添加し、反応物を15℃〜40℃未満の室温まで冷やした。
4)c)末端封止剤(及び任意選択によりe)溶媒)を滴下漏斗に入れ、フラスコ内の混合物に滴下し、次いで、これを一定期間、加熱した。
5)フラスコ内の混合物を室温まで冷やし、Celite(登録商標)545濾過助剤を使用して、0.45マイクロメートルのフィルターに通して濾過した。濾液を丸フラスコに移し、ロータリーエバポレーターで揮発性物質を除去した(90℃、1mbar)。
この手順に従って、表1に示す出発材料及び条件を使用して、試料を調製した。
参考例2:コポリマーの基本調製手順
温度制御加熱ブロック内にmLの4つ口フラスコを置き、機械的攪拌器、温度計、滴下漏斗及び還流冷却器を取り付けた。
1)フラスコにa)イソシアネート化合物、b)末端封止剤、及びc)触媒を入れ、混合し、混合物を形成した。
2)混合物を攪拌し、60℃で1時間加熱し、反応の進行をFTIRによって追跡した。
3)一定期間後、反応物を15℃〜30℃の室温まで冷やし、溶媒を添加した。
4)d)ポリオルガノシロキサン及びe)ポリエチレングリコール(及び任意選択によりf)溶媒)を滴下漏斗に入れ、フラスコ内の混合物に滴下し、次いで、これを一定期間、60℃で加熱した。
5)フラスコ内の混合物にf)EtOHを添加し、次いで、これを一定期間、加熱還流した。
6)フラスコ内の混合物を室温まで冷やし、Celite(登録商標)545濾過助剤を使用して、0.45マイクロメートルのフィルターに通して濾過した。濾液を丸フラスコに移し、ロータリーエバポレーターで揮発性物質を除去した(90℃、1mbar)。
この手順に従って、表1に示す出発材料及び条件を使用して、試料を調製した。
Figure 2019526676
Figure 2019526676
表2は、表1中の実施例の特性結果を示す。各コポリマーの数平均分子量(Mn)をNMRによって測定した。H−NMR分析(単位ppm、溶媒CDCl)及び13C−NMR分析(溶媒CDCl)を実施した。
Figure 2019526676
Figure 2019526676
Figure 2019526676
Figure 2019526676
Figure 2019526676
上記のコポリマーの試料を架橋した。
実施例19−実施例1のコポリマー(IPDIC21AA)及び異なるSH架橋剤を使用した組成物
実施例1のコポリマーの2.5gの試料をカップ内に入れ、それに0.213gの架橋剤を添加した。0.1重量%のDarocur 1173(光開始剤)をカップに添加し、カップの内容物を手動で混合し、次いで、3000rpmで25秒間混合した。得られた組成物を、Mylarで強化したポリウレタンシート上に注ぎ、厚さ15milのチェイスを使用してラミネートを調製した。このラミネートをUVチャンバー内で一定時間硬化した。次いで、硬化したラミネートの上に青色のLDPE剥離ライナーをローラーにより付け、ラミネートを室温で一晩維持した後、接着力、剥離力及び凝集力について試験した。各ラミネートを、テクスチャーアナライザーで以下の手順に従って試験した。
剥離測定のために、剥離ライナーを下部クランプに固定し、接着剤をコーティングしたポリウレタンラミネートを上部クランプに固定した。クランプを130mmにわたって10mm/秒で引き離した。各ストリップの報告値は、接着剤をコーティングしたポリウレタンラミネートから剥離ライナーを引っ張る力(N)/inの平均とした。最初の20mm及び最後の10mmのデータは破棄し、残りの100mmのデータを平均した。反復試験を1〜3回行い、表中の報告値をニュートン/(直線)インチ(N/in)で得た。最終の報告値は、1つ〜3つのテストストリップの平均である(1インチ=〜25mm)。
接着測定のために、コーティングしたテストストリップから剥離ライナーを取り除き、テストストリップを1.5in×9in(3.8cm×23cm)のポリカーボネートストリップのつや消し面に接着させた。5lbのゴムコーティングローラーを使用して、1in/秒(2.5cm/秒)の速度で前方に1回及び後方に1回往復させて、接着剤ストリップをポリカーボネートに貼り付けた。試料をポリカーボネートと30分間接触させたままにした。試験中、ポリカーボネートを下部クランプに固定し、接着剤をコーティングしたポリウレタンを上部クランプに固定した。剥離試験と同様に、クランプを130mmにわたって10mm/秒で引き離した。ポリカーボネートから接着剤をコーティングしたポリウレタン(幅1in)を引っ張る力は、ニュートン/(直線)インチ(N/in)での最終測定による100mmにわたる力(130mmの引っ張りのうち最初の20mm及び最後の10mmを除く)を平均した。最終の報告値は、1つ〜3つのテストストリップの平均とした。
凝集破壊パーセントは、接着試験後、ポリカーボネート上に残った接着剤の量を目視で見積もることによって概算した。可能な場合、接着剤の凝集破壊(真の凝集破壊)と、ポリウレタン基材からのポリカーボネートへの移動(基材での接着破壊)とを区別した。ポリカーボネート上に残っている接着剤はいずれも凝集破壊を示すものとした。
実施例1のコポリマーを、SH:Viの比、SH架橋剤(SMS142及びSMS042)、光開始剤の量、及び硬化時間を変えて使用し、組成物の試料を上記のように調製した。これらの組成物全てからラミネートを調製し、接着力、剥離力及び凝集力をテクスチャーアナライザーで上記のように試験した。使用した架橋剤及び光開始剤の量並びに試験結果を以下の表3に示す。
実施例20−実施例4のコポリマー(IPDIC23AA)及びSMS142 SH架橋剤を使用した組成物
実施例4のコポリマーの2gの試料を0.223gの架橋剤及びDarocur1173とともにカップ内に入れたことを除き、実施例19を繰り返した。実施例19に記載する手順に従って、ラミネートをテクスチャーアナライザーで試験した。
実施例4のコポリマーを、SH:Viの比、SH架橋剤(SMS142及びSMS042)、光開始剤の量、及び硬化時間を変えて使用し、組成物の試料を上記のように調製した。これらの組成物全てからラミネートを調製し、接着力、剥離力及び凝集力をテクスチャーアナライザーで上記のように試験した。使用した架橋剤及び光開始剤の量並びに試験結果を以下の表3に示す。
実施例21−実施例11のコポリマー(HDIC21DA)並びにSMS142及びSMS042 SH架橋剤を使用した組成物
実施例11のコポリマー(HDIC21DA)の2gの試料をカップ内に入れ、それに0.433グラムの架橋剤を添加したことを除き、実施例19を繰り返した。実施例19に記載する手順に従って、ラミネートをテクスチャーアナライザーで試験した。
実施例11のコポリマーを、SH:Viの比、SH架橋剤(SMS142及びSMS042)、光開始剤の量、及び硬化時間を変えて使用し、組成物の試料を上記のように調製した。これらの組成物全てからラミネートを調製し、接着力、剥離力及び凝集力をテクスチャーアナライザーで上記のように試験した。使用した架橋剤及び光開始剤の量並びに試験結果を以下の表3に示す。
実施例22−実施例5のコポリマー(IPDIC21AOH)並びにSMS142及びSMS042とSMS142との混合SH架橋剤を使用した組成物
実施例5のコポリマーの2gの試料を1つの架橋剤又は架橋剤の組み合わせのいずれかとともにカップ内に入れたことを除き、実施例19を繰り返した。実施例19に記載する手順に従って、ラミネートをテクスチャーアナライザーで試験した。
実施例5のコポリマーを、SH:Viの比、SH架橋剤(SMS142及びSMS042)、光開始剤の量、及び硬化時間を変えて使用し、組成物の試料を上記のように調製した。これらの組成物全てからラミネートを調製し、接着力、剥離力及び凝集力をテクスチャーアナライザーで上記のように試験した。使用した架橋剤及び光開始剤の量並びに試験結果を以下の表3に示す。
実施例23−実施例12のコポリマー(HDIC21DAコポリマー)及びSMS142 SH架橋剤を使用した組成物
カップに添加するコポリマーを5gの実施例12のコポリマー(HDIC21DA)に置き換え、それに0.0500gのSMS142 SH架橋剤を添加したことを除き、実施例19と同様にして試料を調製した。実施例19に記載する手順に従って、ラミネートをテクスチャーアナライザーで試験した。
実施例12のコポリマーを、SH:Viの比、SH架橋剤(SMS142及びSMS042)、光開始剤の量、及び硬化時間を変えて使用し、組成物の試料を上記のように調製した。これらの組成物全てからラミネートを調製し、接着力、剥離力及び凝集力をテクスチャーアナライザーで上記のように試験した。使用した架橋剤及び光開始剤の量並びに試験結果を以下の表3に示す。
実施例24−実施例13のコポリマー(HDI10C16DAコポリマー)をSMS142 SH架橋剤とともに使用した組成物
8gの実施例13のコポリマー(HDI10C16DA)及び1.7305gのSMS142 SH架橋剤をカップに添加したことを除き、実施例19と同様にして試料を調製した。実施例19に記載する手順に従って、ラミネートをテクスチャーアナライザーで試験した。
実施例13のコポリマーを、SH:Vi比及び硬化時間を変えて使用し、組成物の試料を上記のように調製した。これらの組成物全てからラミネートを調製し、接着力、剥離力及び凝集力をテクスチャーアナライザーで上記のように試験した。使用した架橋剤及び光開始剤の量並びに試験結果を以下の表3に示す。
実施例25−実施例7のコポリマー(HDI20C2119DAコポリマー)をSMS142 SH架橋剤とともに使用した組成物
8gの実施例7のコポリマー(HDI20C2119DA)及び0.0662mのSMS142 SH架橋剤をカップに添加したことを除き、実施例19を繰り返した。実施例19に記載する手順に従って、ラミネートをテクスチャーアナライザーで試験した。
実施例7のコポリマーを、SH:Vi比を変えて使用し、組成物の試料を上記のように調製した。これらの組成物全てからラミネートを調製し、接着力、剥離力及び凝集力をテクスチャーアナライザーで上記のように試験した。使用した架橋剤及び光開始剤の量並びに試験結果を以下の表3に示す。
実施例26−実施例14のコポリマー(HDI15.75C1614.75DAコポリマー)をSMS142 SH架橋剤及び一連のアクリレート架橋剤とともに使用した組成物
2.5gの実施例14のコポリマーHDI15.75C1614.75DA及び0.1250gのペンタエリスリトールテトラアクリレート架橋剤をカップに添加したことを除き、実施例19と同様にして試料を調製した。実施例19に記載する手順に従って、ラミネートをテクスチャーアナライザーで試験した。
実施例14のコポリマーを、架橋剤の選択及び量、硬化時間、並びにSH:Vi比を変えて使用し、組成物の試料を上記のように調製した。これらの組成物全てからラミネートを調製し、接着力、剥離力及び凝集力をテクスチャーアナライザーで上記のように試験した。使用した架橋剤及び光開始剤の量並びに試験結果を以下の表3に示す。
実施例27−実施例15のコポリマー(HDI16.6C1615.6DAコポリマー)をペンタエリスリトールテトラアクリレート架橋剤とともに使用した組成物
実施例15のコポリマー(HDI16.6C1615.6DA)の2.5gの試料を歯科用ミキサーカップ内に取り、それに0.1250グラムのペンタエリスリトールテトラアクリレート架橋剤を添加した。0.1重量%のDarocur 1173(光開始剤)を混合物に添加し、混合物を手動でスパチュラにより混合し、次いで、歯科用ミキサーにより3000rpmで25秒間混合した。次いで、この配合物をMylarで強化したポリウレタンシート上に注ぎ、厚さ15milのチェイスを使用してラミネートを調製した。このラミネートを完全に硬化するまでUVチャンバー内で硬化した。次いで、硬化したラミネートの上に青色のLDPE剥離ライナーをローラーにより付け、ラミネートを室温で一晩維持した後、接着力、剥離力及び凝集力について試験した。実施例19に記載する手順に従って、ラミネートをテクスチャーアナライザーで試験した。
アクリレート及び光開始剤の量を変えながら、実施例15のこのコポリマー及びアクリレートを使用して、組成物を調製した。ラミネートを調製し、完全に硬化するまでUVチャンバー内で硬化し、接着及び剥離をTAで試験した。使用した架橋剤及び光開始剤の量並びに試験結果を以下の表3に示す。
実施例28−実施例16のコポリマー(HDI15C1614DAコポリマー)をSMS142及び26298−125Dow Corning SH架橋剤とともに使用した組成物
5gの実施例16のコポリマー(HDI15C1614DA)及び0.6409gの26298−125 Dow Corning SH架橋剤をカップに添加したことを除き、実施例19と同様にして試料を調製した。実施例19に記載する手順に従って、ラミネートをテクスチャーアナライザーで試験した。
16のコポリマーを、SH:Viの比、SH架橋剤、光開始剤の量、及び硬化時間を変えて使用し、組成物の試料を上記のように調製した。これらの組成物全てからラミネートを調製し、接着力、剥離力及び凝集力をテクスチャーアナライザーで上記のように試験した。使用した架橋剤及び光開始剤の量並びに試験結果を以下の表3に示す。
Figure 2019526676
Figure 2019526676
Figure 2019526676
産業上の利用可能性
理論に束縛されるものではないが、本明細書に記載のポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーを調製するための方法において、c)1分子当たり平均して1つより多い不飽和基を有する末端封止剤を使用することにより、コポリマーが容易に合成され、末端封止剤が1分子当たり1つ以下の不飽和基を有する類似の方法に比べて、予期しない利点をもたらし得ると考えられる。更に、コポリマーの末端に平均して1つより多い不飽和基を有するポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーは、各末端に1つ以下の不飽和基を有するポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーよりも容易に架橋すると考えられる。
結果からわかるように、これらのポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーは、好適な架橋剤及び好適な光開始剤が使用されるとき、極めて容易に架橋する。また、形成された反応生成物(例えば、架橋ゲル)は、ポリカーボネート及びポリウレタンに対して高い接着を示す。ポリカーボネートに対する接着を測定する基材としてポリウレタンが使用されていることから、ポリカーボネートに関して表中に示す接着力データよりもポリウレタンに対する接着のほうが強いことに注目されたい。更に、これらの好適なゲルは、低密度ポリエチレンからの剥離力が非常に小さく、これは、組成物がポリカーボネートに匹敵する高い接着を有するように調整される場合、極めて望ましく、また純粋なシリコーン組成物で達成するのは困難である。理論に束縛されるものではないが、上記のポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマーを接着剤用途で使用することにより、高価なフルオロシリコーンコーティングを含まない剥離ライナーを使用できるという、利点をもたらすと考えられる。
更に、本明細書に記載の実施例及び調製方法は、次の利点:望ましくない副反応を最小にするコポリマーの無溶媒調製方法、架橋密度の極めて低いソフトゲルを調製する場合に架橋がより容易かつ反復可能な組成物、のうちの1つ以上を提供し得る。凝集力と接着力との良好なバランス、基材からの剥離力、及び広範な有効薬剤を組み込むという要望を可能にする、新しいコポリマー構造及びその新規な架橋反応との組み合わせが必要とされている。
用語の定義及び用法
全ての量、比及び百分率は、特に指示しない限り、重量に基づく。冠詞「a」、「an」、及び「the」は、それぞれ明細書の文脈によって特に指示されない限り、1つ以上を指す。範囲の開示は、その範囲自体及び範囲内に包含される任意のもの、並びに端点を含む。例えば、2.0〜4.0の範囲の開示は、2.0〜4.0の範囲だけでなく、2.1、2.3、3.4、3.5、及び4.0も個別に含み、並びに範囲内に包含される任意の他の数も含む。更に、例えば、2.0〜4.0の範囲の開示は、例えば、2.1〜3.5、2.3〜3.4、2.6〜3.7、及び3.8〜4.0の部分集合、並びにその範囲内に包含される任意の他の部分集合も含む。同様に、マーカッシュ群の開示は、その群全体を含み、そこに包含される任意の個別の要素及び部分集合も含む。例えば、マーカッシュ群「水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、及びアリール基」の開示は、その要素である個々のアルキル、下位群であるアルキル及びアリール、並びに任意の他の個々の要素及びその中に包含される下位群を含む。
「アルキル」とは、一価の飽和炭化水素基を意味する。アルキルとしては、メチル、エチル、プロピル(例えば、イソ−プロピル及び/又はn−プロピル)、ブチル(例えば、イソブチル、n−ブチル、tert−ブチル及び/又はsec−ブチル)、ペンチル(例えば、イソペンチル、ネオペンチル及び/又はtert−ペンチル)、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル及びデシル、並びに6個以上の炭素原子の一価の分枝状飽和炭化水素基が例示されるが、これらに限定されない。
「アルケニル」とは、二重結合を含有する一価の炭化水素基である。アルケニル基としては、エテニル、プロペニル(例えば、イソ−プロペニル及び/又はn−プロペニル)、ブテニル(例えば、イソブテニル、n−ブテニル、tert−ブテニル及び/又はsec−ブテニル)、ペンテニル(例えば、イソペンテニル、n−ペンテニル及び/又はtert−ペンテニル)、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル及びデセニル、並びに6個以上の炭素原子の、このような分枝鎖基が例示されるが、これらに限定されない。
「アルキニル」とは、三重結合を含有する一価の炭化水素基を意味する。アルキニル基としては、エチニル、プロピニル(例えば、イソ−プロピニル及び/又はn−プロピニル)、ブチニル(例えば、イソブチニル、n−ブチニル、tert−ブチニル及び/又はsec−ブチニル)、ペンチニル(例えば、イソペンチニル、n−ペンチニル及び/又はtert−ペンチニル)、ヘキシニル、ヘプチニル、オクチニル、ノニニル及びデシニル、並びに6個以上の炭素原子の、このような分枝鎖基が例示されるが、これらに限定されない。
「アリール」とは、完全に不飽和の環状炭化水素基を意味する。アリールは、シクロペンタジエニル、フェニル、アントラセニル及びナフチルにより例示されるが、これらに限定されない。単環式アリール基は、5〜9個の炭素原子、あるいは6〜7個の炭素原子、あるいは5〜6個の炭素原子を有し得る。多環式アリール基は、10〜18個の炭素原子、あるいは10〜14個の炭素原子、あるいは12〜14個の炭素原子を有し得る。
「アラルキル」とは、ペンダント及び/若しくは末端アリール基を有するアルキル基、又はペンダントアルキル基を有するアリール基を意味する。例示的なアラルキル基としては、トリル、キシリル、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル及びフェニルブチルが挙げられる。
「炭素環」及び「炭素環式」とは、それぞれ、炭化水素環を意味する。炭素環は、単環式環であってよく、あるいは縮合、架橋又はスピロ多環式環であってよい。単環式炭素環は、3〜9個の炭素原子、あるいは4〜7個の炭素原子、あるいは5〜6個の炭素原子を有し得る。多環式炭素環は、7〜18個の炭素原子、あるいは7〜14個の炭素原子、あるいは9〜10個の炭素原子を有し得る。炭素環は、飽和又は部分的に不飽和であってよい。
「シクロアルキル」とは、飽和炭素環を意味する。単環式シクロアルキル基は、シクロブチル、シクロペンチル及びシクロヘキシルにより例示される。
総称的に、用語「一価の炭化水素基」は、上に定義される、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、及び炭素環式基を含む。
「二価の炭化水素基」としては、エチレン、プロピレン(イソプロピレン及びn−プロピレンを含む)及びブチレン(n−ブチレン、t−ブチレン及びイソブチレンを含む)などのアルキレン基;並びにペンチレン、ヘキシレン、へプチレン、オクチレン、並びにこれらの分枝鎖及び直鎖異性体;フェニレンなどのアリーレン基;並びに
Figure 2019526676
などのアルカラルキレン基が挙げられる。
あるいは、各二価の炭化水素基は、エチレン、プロピレン、ブチレン又はヘキシレンであり得る。あるいは、各二価の炭化水素基は、エチレン又はプロピレンであり得る。
「ハロゲン化炭化水素」とは、上に定義される炭化水素基であって、炭素原子に結合した1つ以上の水素原子が形式的にハロゲン原子に置換されている、炭化水素基を意味する。例えば、一価のハロゲン化炭化水素基は、炭素原子に結合した1つ以上の水素原子がハロゲン原子に置換されている、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル及び炭素環式基のいずれか1つであり得る。一価のハロゲン化炭化水素基としては、ハロアルキル基、ハロゲン化炭素環式基及びハロアルケニル基が挙げられる。ハロアルキル基としては、トリフルオロメチル(CF)、フルオロメチル、トリフルオロエチル、2−フルオロプロピル、3,3,3−トリフルオロプロピル、4,4,4−トリフルオロブチル、4,4,4,3,3−ペンタフルオロブチル、5,5,5,4,4,3,3−へプタフルオロペンチル、6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフルオロヘキシル及び8,8,8,7,7−ペンタフルオロオクチルなどのフッ素化アルキル基、並びにクロロメチル及び3−クロロプロピルなどの塩素化アルキル基が挙げられる。ハロゲン化炭素環式基としては、2,2−ジフルオロシクロプロピル、2,3−ジフルオロシクロブチル、3,4−ジフルオロシクロヘキシル及び3,4−ジフルオロ−5−メチルシクロヘプチルなどのフッ素化シクロアルキル基;並びに、2,2−ジクロロシクロプロピル、2,3−ジクロロシクロペンチルなどの塩素化シクロアルキル基が挙げられる。ハロアルケニル基としては、クロロアリルが挙げられる。

Claims (19)

  1. 式:
    Figure 2019526676
    [式中、
    各Rは、独立して、一価の不飽和炭化水素基であり、
    各Rは、独立して、二価の炭化水素基、二価のハロゲン化炭化水素基であり、
    各Rは、独立して、一価の炭化水素基又は一価のハロゲン化炭化水素基であり、
    各Rは、二価、三価若しくは四価の炭化水素基、又は二価、三価若しくは四価のハロゲン化炭化水素基であり、
    各Rは、独立して、水素又は炭化水素基であり、
    各下付き文字bは、0〜1,000,000であり、
    下付き文字cは、0〜200,000であり、下付き文字iは、0〜200,000であり、下付き文字w1は、0〜200,000であり、下付き文字w2は、0〜200,000であり、下付き文字w3は、0〜200,000であり、下付き文字w4は、0〜200,000であり、数量(c+i+w1+w2+w3+w4)≧1であり、
    下付き文字dは、0〜1,000,000であり、
    下付き文字eは、0〜1,000,000であり、
    下付き文字fは、1〜1,500,000であり、
    下付き文字gは、0〜500,000であり、下付き文字kは、500,000までであり、数量(g+k)≧1であり、
    下付き文字h≧0であり、
    下付き文字j≧0であり、
    各Xは、独立して、窒素、酸素又は硫黄であり、
    Xが窒素であるとき、下付き文字l=0又は1であり、Xが酸素又は硫黄であるとき、下付き文字l=1であり、
    Xが窒素であり、かつ下付き文字l=1であるとき、下付き文字m=1であり、Xが酸素又は硫黄であるとき、下付き文字m=0であり、
    Xが酸素又は硫黄であるとき、下付き文字o=0であり、Xが窒素であるとき、下付き文字o=1であり、
    下付き文字qは、1より多く3以下であり、
    下付き文字sは、0〜200,000であり、
    下付き文字vは、0〜200,000であり、
    下付き文字y1は、0〜1,000,000であり、
    下付き文字y2≧0である]の単位を含む、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマー。
  2. 式:
    Figure 2019526676
    [式中、
    各Rは、独立して、1〜13個の炭素原子のアルケニル基であり、
    各Rは、独立して、2〜13個の炭素原子のアルキレン基であり、
    各下付き文字bは、独立して、0〜1,000,000であり、
    各下付き文字aは、独立して、0〜1,000,000であり、
    下付き文字nは、1〜1,500,000である]を含む、請求項1に記載のポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマー。
  3. 請求項2に記載のコポリマーを調製する方法であって、
    i)
    a)式R−(N=C=O)[式中、Rは、炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であり、下付き文字pは、2、3又は4である]のイソシアネート化合物を含む出発材料、及び
    b1)式R Si−RDX−(R SiO)−RDX−SiR [式中、各Rは、独立して、式HO−R−(OR−のカルビノール官能基であり、各RDXは、O又はRとして上に記載される二価の炭化水素基から独立して選択され、下付き文字rは、1〜200,000である]のカルビノール末端ポリオルガノシロキサンを含む出発材料、
    を反応させ、これにより、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンプレポリマーを調製することと、
    ii)工程i)で調製された前記プレポリマーを、式R N(R2−zH[式中、下付き文字z≧0である]のアミン化合物と反応させることと、
    を含む、方法。
  4. 請求項1に記載のコポリマーを調製する方法であって、
    i)
    a)式R−(N=C=O)[式中、Rは、炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であり、下付き文字pは、2、3又は4である]のイソシアネート化合物を含む出発材料、及び
    b)b1)カルビノール官能性ポリオルガノシロキサン、b2)アミン官能性ポリオルガノシロキサン、又はb1)とb2)との混合物から選択されるポリオルガノシロキサンであって、
    b1)前記カルビノール官能性ポリオルガノシロキサンは、式
    Figure 2019526676
    の単位を含み、
    b2)前記アミン官能性ポリオルガノシロキサンは、式
    Figure 2019526676
    の単位を含む、
    ポリオルガノシロキサンを含む出発材料、
    を反応させ、これにより、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンプレポリマーを調製することと、
    ii)前記コポリマーを調製するために、工程i)で調製された前記プレポリマーを、c)1分子当たり平均して1つより多い不飽和基を有する末端封止剤と反応させることと、を含む、方法。
  5. 請求項1に記載のコポリマーを調製する方法であって、
    i)
    a)式R−(N=C=O)[式中、Rは、炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であり、下付き文字pは、2、3又は4である]のイソシアネート化合物を含む出発材料、及び
    c)1分子当たり平均して1つより多い不飽和基を有する末端封止剤を含む出発材料、
    を反応させ、これにより、イソシアネート官能性ウレア中間体を調製することと、
    ii)前記コポリマーを調製するために、工程i)で調製された前記イソシアネート官能性ウレア中間体を、
    b)b1)カルビノール官能性ポリオルガノシロキサン、b2)アミン官能性ポリオルガノシロキサン、又はb1)とb2)との混合物から選択されるポリオルガノシロキサンであって、
    b1)前記カルビノール官能性ポリオルガノシロキサンは、式
    Figure 2019526676
    の単位を含み、
    b2)前記アミン官能性ポリオルガノシロキサンは、式
    Figure 2019526676
    の単位を含む、ポリオルガノシロキサンと反応させることと、
    を含む、方法。
  6. 前記末端封止剤が、
    Figure 2019526676
    (ただし、XH/N=C=Oのモル比は、1未満である)から選択される式を有する、請求項4又は5に記載の方法。
  7. 各Rが、独立して、2〜13個の炭素原子の二価炭化水素基であり、下付き文字cが2であり、下付き文字dが5〜200であり、下付き文字eが0であり、下付き文字hが0である、請求項3、4、5及び6のいずれか一項に記載の方法。
  8. a)前記イソシアネート化合物が、イソホロンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート、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及び水素化メチレンジフェニルジイソシアネートから選択される、請求項3〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. d)鎖延長剤、e)追加の末端封止剤、f)溶媒、g)触媒、h)有機ジオール、又はd)、e)、f)、g)及びh)のうちの2つ以上の組み合わせから選択される1つ以上の追加の成分を、工程i)の前、その最中、及び/又はその後に添加することを更に含む、請求項3〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記鎖延長剤が存在し、式HO−R−OHを有する、請求項9に記載の方法。
  11. 前記コポリマーを、e)前記追加の末端封止剤と更に反応させる、請求項3〜10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 出発材料e)が、アルコール、チオアルコール、ヒドロキシルアミン、グリコール、アミノ酸及びアミノ糖から選択される、請求項11に記載の方法。
  13. (A)請求項1又は2に記載のコポリマーと、
    (B)硬化触媒と、
    を含む、架橋性組成物。
  14. (C)架橋剤を更に含む、請求項13に記載の架橋性組成物。
  15. (C)前記架橋剤が、(C1)アクリレート架橋剤、(C2)アクリレート基以外のアルケニル基を含有する架橋剤、(C3)チオール官能性架橋剤、又は(C4)SiH含有架橋剤から選択される、請求項14に記載の架橋性組成物。
  16. 式:
    Figure 2019526676
    [式中、
    各Rは、独立して、2〜13個の炭素原子のアルケニル基であり、
    各Rは、独立して、2〜13個の炭素原子のアルキレン基であり、
    各下付き文字bは、独立して、0又は1であり、
    各下付き文字aは、独立して、0〜100,000であり、
    下付き文字nは、1〜10,000であり、
    各下付き文字y3は、独立して、1〜200,000であり、
    下付き文字n1は、1〜1,500,000である]を含む、ポリウレタン−ポリオルガノシロキサンコポリマー。
  17. (A)請求項16に記載のコポリマーと、
    (B)硬化触媒と、
    を含む、架橋性組成物。
  18. (C)架橋剤を更に含む、請求項17に記載の架橋性組成物。
  19. (C)前記架橋剤が、(C1)アクリレート架橋剤、(C2)アクリレート基以外のアルケニル基を含有する架橋剤、(C3)チオール官能性架橋剤、又は(C4)SiH含有架橋剤から選択される、請求項18に記載の架橋性組成物。
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