JP3527987B2 - ポリサルファイドポリマー用硬化剤 - Google Patents

ポリサルファイドポリマー用硬化剤

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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリサルファイドポ
リマー用硬化剤に関し、特に屋外暴露されても、チョー
キング、変色を生じることなく良好な耐候性を有し、ガ
ラスに対して優れた耐候接着性を有する硬化物が得ら
れ、シーリング材として用いるのに適したポリサルファ
イドポリマー用硬化剤に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】分子中
に2個以上のチオール基を含むポリマーは酸化剤と混合
すれば容易に硬化し、またチオール基はエポキシ基、イ
ソシアネート基等とも容易に反応して高分子量化するこ
とから、シーリング材、塗料、接着剤に広く用いられて
いる。
【0003】また、特開平4−363325号に記載さ
れているポリサルファイドポリマーとチオール基含有ポ
リエーテルポリマーから得られるポリサルファイドポリ
エーテルポリマーは、ポリサルファイドポリマーには相
溶しなかった汎用の安価な可塑剤との相溶性が良好であ
り,かつ粘度が低いためその添加量を減少させることが
できた。そのため、これらをシーリング材硬化物とした
後に塗料を塗布した場合、可塑剤による塗膜軟化が生じ
にくく好ましい。さらに特開平4−366121では、
このポリサルファイドポリエーテルポリマーをイソシア
ネート化合物で硬化させることにより、発泡が少なく良
好な耐候性を有し、白色系の硬化物が容易に得られる、
シーリング材に好適な硬化型組成物が提案された。この
組成物は、これまでの活性水素含有化合物とポリイソシ
アネートによるウレタン組成物に比らべ、硬化物を屋外
暴露しても表面に亀裂劣化の生じない良好な耐候性を有
する。しかしながら、長期に屋外暴露した場合に表面の
亀裂劣化は認められないものの、用いるイソシアネート
化合物によっては白色の硬化物が黄変したり、わずかに
チョーキングを生じる問題点があった。
【0004】したがって本発明の目的は、硬化物を屋外
に暴露してもチョーキング、変色を生じることなく優れ
た耐候性を有し、かつ、弾性を保持し、ガラスに対して
優れた耐候接着性を有する硬化物が得られるポリサルフ
ァイドポリマー用硬化剤を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果,本発明者らは,ポリサルファイドポリマーに、
特定のポリイソシアネートと特定のポリプロピレングリ
コールの反応により得られる、一分子中に二個以上のイ
ソシアネート基を有する化合物から得られる硬化剤を用
いると、屋外に暴露してもチョーキング、変色を生じる
ことなく、ガラスに対する優れた耐候接着性を有する硬
化物が得られることを見いだし、本発明に想到した。
【0006】すなわち、本発明は、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、キ
シリレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイ
ソシアネートから選ばれた少なくとも1種類のポリイソ
シアネートと、
【0007】二官能性ポリプロピレングリコール、三官
能性ポリプロピレングリコールから選ばれた少なくとも
1種類のポリプロピレングリコールとの反応により得ら
れる分子中に二個以上のイソシアネート基を有する化合
物からなることを特徴とする、ポリサルファイドポリマ
ー用硬化剤を提供するものである。本発明は、主鎖中に (1)−(R1O)n −(但し、R1は炭素数2〜4のアル
キレン基、nは6〜200数を示す。)で表されるポリ
エーテル部分と、 (2)−C24OCH2OC24−SX−および −CH2CH(OH)CH2−SX−(但し、xは1〜5
の整数である。)で示される構造単位を含み、 かつ、末端に、 (3) −C24OCH2OC24−SHおよび/または −CH2CH(OH)CH2−SHで表されるチオール基
を有するポリサルファイドポリエーテルポリマーに好ま
しく適用される。本発明において、(数平均分子量/イ
ソシアネート基の個数)が200〜5000であるポリ
サルファイドポリマー用硬化剤が好ましく、また、一分
子中に二個以上のイソシアネート基を含有する化合物が
キシレンジイソシアネートであるポリサルファイドポリ
マー用硬化剤が好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明を詳細に説明する。
【0009】本発明の硬化剤において分子中にイソシア
ネート基を2個以上含む化合物ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、キ
シリレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイ
ソシアネートから選ばれた少なくとも1種類のポリイソ
シアネートと、一分子中に二個以上の活性水素を含有す
る化合物との反応により得られる活性イソシアネート基
を含有する化合物である
【0010】分子中にイソシアネート基を2個以上含む
化合物は、脂肪族ポリイソシアネートとしては、ヘキサ
メチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート
ある。脂環族ポリイソシアネートとしては、イソホロン
ジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート
る。
【0011】香族ポリイソシアネー
【0012】しては、キシリレンジイソシアネート、
テトラメチルキシレンジイソシアネートである。このよ
うなポリイソシアネートの中で、特にキシリレンジイソ
シアネートは脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイ
ソシアネートに比較してイソシアネート基の活性が高
く、また、芳香環を有するので硬化後の組成物の破断強
度が高くなるため、本発明の硬化剤に用いるのに好まし
い。
【0013】リプロピレングリコールは分子量に比べ
粘度が低く、本発明の硬化剤に用いる。
【0014】前述のポリプロピレングリコールと特定の
ポリイソシアネート化合物はイソシアネート化合物過剰
の条件で反応させることにより、分子中に二個以上のイ
ソシアネート基を有する化合物として用いられる。
【0015】また、本発明のイソシアネート基含有硬化
剤の数平均分子量は(数平均分子量/イソシアネート基
の個数)が200〜5000であるものが好ましい。特
に(数平均分子量/イソシアネート基の個数)が400
〜2500であるものが好ましい。(数平均分子量/イ
ソシアネート基の個数)が200未満の低分子量化合物
を用いると高モジュラスで低伸度な硬化物しか得られ
ず、好ましくない。(数平均分子量/イソシアネート基
の個数)が5000を越える高分子量化合物を用いる
と、粘度が高く作業性が悪くなり好ましくない。
【0016】本発明のポリサルファイドポリマーは、主
鎖中に−(C2 4 OCH2 OC24 −SX )−(但
し、xは1〜5の整数である。)で表される構造単位を
含有し、かつ末端に−C2 4 OCH2 OC2 4 −S
Hで表されるチオール基を有するものが好ましい。この
ようなポリサルファイドポリマーは室温で流動性を有
し、数平均分子量は通常100〜200,000であ
り、好ましくは400〜50,000である。このよう
なポリサルファイドポリマーの好ましい例は、米国特許
2,466,963号に記載されている。
【0017】さらに、本発明におけるチオール基含有ポ
リサルファイドポリエーテルポリマーは、主鎖中に(
1) −(R1 O)n (但し、R1 は炭素数2〜4のアル
キレン基、nは6〜200の整数を示す。)で表される
ポリエーテル部分と、( 2) −C2 4 OCH2 OC2
4 −SX −および−CH2 CH(OH)CH2 −SX
−(但し、xは1〜5の整数である。)で示される構造
単位を含み、かつ、末端に、( 3) −C2 4 OCH2
OC2 4 −SHおよび/または−CH2 CH(OH)
CH2 −SHで表されるチオール基を有するものであ
る。
【0018】このポリサルファイドポリエーテルポリマ
ー中において、( 1) のポリエーテル部分と( 2) で示
される構造単位は、任意の配列で結合したもので良く、
またその割合は、( R1 O)n 成分が2〜95重量%、
(C2 4 OCH2 OC2 4 X )成分が3〜70重
量%、(CH2 CH(OH)CH2 X )成分が1〜5
0重量%となるのが好ましい。このポリサルファイドポ
リエーテルポリマーの数平均分子量は通常600〜20
0,000であり、好ましくは800〜50,000で
ある。このようなポリサルファイドポリエーテルポリマ
ーは特開平4−363325に記載されているような方
法により製造することができる。
【0019】本発明においては、このようなポリサルフ
ァイドポリエーテルポリマーがポリエーテルを有しない
ポリサルファイドポリマーに比べて、可塑剤との相溶性
に優れ、硬化物に塗料を塗布しても塗膜軟化が生じにく
く好ましい。
【0020】ポリサルファイドポリマーと本発明におけ
る分子中にイソシアネート基を2個以上有する化合物か
らなる硬化剤とは、本発明の硬化剤中のイソシアネート
基とポリサルファイドポリマー中のチオール基とのモル
比(イソシアネート基/チオール基)が0.5〜4.0
となるように配合するのが好ましい。前記モル比が0.
5未満では、組成物が十分に高分子量化しないため好ま
しくなく、一方4.0を越えると硬化物が硬く脆いもの
となり、好ましくない。より好ましいモル比は、0.7
〜3.0である。
【0021】さらに本発明のポリサルファイドポリマー
には、施工後の硬化を迅速かつ確実におこなわせるため
に、チオール基とイソシアネート基との反応触媒を適量
添加することができる。前記反応触媒としては、トリエ
チルアミン、トリエチレンジアミン、N−エチルモルホ
リン等の三級アミン系触媒が用いられる。これらの触媒
の添加量は、ポリサルファイドポリマー及び分子中にイ
ソシアネート基を2個以上含む化合物からなる本発明の
硬化剤の合計100重量部に対して0.001〜1.0
重量部が好ましい。
【0022】
【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 合成例1 プロピレングリコールにプロピレンオキサイドを付加し
て得られる二官能性ポリプロピレングリコール(OH価
56.4)1000gと、107gのエピクロロヒドリ
ンと、1.25gの塩化第二錫五水塩とを反応容器に仕
込み、80〜90℃で3時間撹拌した。さらに、175
0gのN,N−ジメチルホルムアミドとポリサルファイ
ドポリマー(東レチオコール(株)製、商品名”チオコ
ールLP55”)1110gを加え混合した後、89.
9gの水硫化ソーダ(純度72.3%)を加え、80℃
で2時間撹拌した。その後、塩を除去し、メルカプタン
含量2.0重量%、粘度80ポイズ(25℃)の淡黄色
透明なポリマーを得た。 実施例1 合成例1のポリマーに可塑剤、充填剤を表1の割合で配
合して主剤を得た。この主剤380重量部に、分子量1
000の二官能性ポリプロピレングリコールにヘキサメ
チレンジイソシアネートを付加して得られたプレポリマ
ー(イソシアネート含量3.6%)44部と、分子量1
000の三官能性ポリプロピレングリコールにヘキサメ
チレンジイソシアネートを付加して得られたプレポリマ
ー(イソシアネート含量8.0%)13部とを混合し
て、H型試験体を作成し、JISA5758に準じた方
法で養生後とさらにJIS A1415の4.1に規定
するWS型促進暴露試験装置で促進暴露2000時間後
の試験体について、引張接着性試験を行った。なお、被
着体はJIS R 3202に規定するガラス板を使用
し、引張接着性試験は20℃の室内で行った。
【0023】また、同様にして5mm×50mm×50
mmのシート状硬化物を作成し、屋外に一年間暴露して
硬化物表面の状態を観察した。これらの結果を表2に示
した。なお、このものは促進暴露2000時間で黄変し
なかった。 実施例2 分子量1000の二官能性ポリプロピレングリコールに
キシリレンジイソシアネートを付加して得られたプレポ
リマー(イソシアネート含量3.7%)57部と、分子
量1000の三官能性ポリプロピレングリコールにキシ
リレンジイソシアネートを付加して得られたプレポリマ
ー(イソシアネート含量7.8%)7部とを、表1の割
合で配合した主剤とともに混合して実施例1と同様の評
価を行なった。これらの結果も表2に示した。なお、こ
のものは促進暴露2000時間で黄変しなかった。 比較例1 分子量1000の二官能性ポリプロピレングリコールに
トリレンジイソシアネートを付加して得られたプレポリ
マー(イソシアネート含量3.9%)54部と分子量1
000の三官能性ポリプロピレングリコールにトリレン
ジイソシアネートを付加して得られたプレポリマー(イ
ソシアネート含量7.0%)7.5部とを、表1の割合
で配合した主剤とともに混合して実施例1と同様の評価
を行なった。これらの結果も表2に示した。なお、この
ものは促進暴露500時間で黄変した。 比較例2 分子量1000の二官能性ポリプロピレングリコールに
ジフェニルメタンジイソシアネートを付加して得られた
プレポリマー(イソシアネート含量3.5%)60部
と、分子量1000の三官能性ポリプロピレングリコー
ルにジフェニルメタンジイソシアネートを付加して得ら
れたプレポリマー(イソシアネート含量7.0%)7.
5部とを、表1の割合で配合した主剤とともに混合して
実施例1と同様の評価を行なった。これらの結果も表2
に示した。なお、このものは促進暴露500時間で黄変
した。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】 以上の実施例および比較例の結果から明瞭のように、本
発明によれば、屋外に暴露してもチョーキング、変色を
生じることなく、ガラスに対する優れた耐候接着性を有
する硬化物が得られる。
【0026】
【発明の効果】本発明の硬化剤は、特定のポリイソシア
ネートと、特定のポリプロピレングリコールとの反応に
より得られる、分子中に二個以上のイソシアネート基を
有する化合物からなり、ポリサルファイドポリマーを硬
化させた硬化物は、屋外に暴露してもチョーキング、変
色を生じることなく、ガラスに対する優れた耐候接着性
を有する硬化物が得られる。
【0027】
【化4】

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヘキサメチレンジイソシアネート、リジ
    ンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水
    添キシリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシア
    ネート、テトラメチルキシレンジイソシアネートから選
    ばれた少なくとも1種類のポリイソシアネートと、二官
    能性ポリプロピレングリコール、三官能性ポリプロピレ
    ングリコールから選ばれた少なくとも1種類のポリプロ
    ピレングリコールとの反応により得られる、分子中に二
    個以上のイソシアネート基を有する化合物からなること
    を特徴とするポリサルファイドポリマー用硬化剤。
  2. 【請求項2】 主鎖中に (1) −(R1O)n −(但し、R1は炭素数2〜4のア
    ルキレン基、nは6〜200数を示す。)で表されるポ
    リエーテル部分と、 (2) −C24OCH2OC24−SX−および −CH2CH(OH)CH2−SX−(但し、xは1〜5
    の整数である。)で示される構造単位を含み、 かつ、末端に、 (3) −C24OCH2OC24−SHおよび/または −CH2CH(OH)CH2−SHで表されるチオール基
    を有するポリサルファイドポリエーテルポリマーを硬化
    させることが可能である、請求項1に記載のポリサルフ
    ァイドポリマー用硬化剤。
  3. 【請求項3】 (数平均分子量/イソシアネート基の個
    数)が200〜5000であることを特徴とする、請求
    項1に記載のポリサルファイドポリマー用硬化剤。
  4. 【請求項4】 一分子中に二個以上のイソシアネート基
    を含有する化合物がキシレンジイソシアネートと二官能
    性ポリプロピレングリコール、三官能性ポリプロピレン
    グリコールから選ばれた少なくとも1種類のポリプロピ
    レングリコールの反応により得られる化合物からなるこ
    とを特徴とする、請求項1に記載のポリサルファイドポ
    リマー用硬化剤。
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