KR20200043392A - 코팅 및 접착제용 알릴 관능성 우레탄 올리고머 및 관련 조성물 - Google Patents
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Abstract
a) NCO 기가 없는 폴리이소시아네이트로부터 유도되는 2 개 이상의 골격 잔기 R,
상기 골격 잔기 R 은 그들 사이에서 2 개의 우레탄 결합 (-NHCOO-) 에 의해 디올 잔기 RB (2 개의 OH 기가 없는 디올) 와 연결되고, 상기 골격 잔기 R 은 각각 2 개 이상의 우레탄 세그먼트를 가지며 (또는 이것에 연결되며), 상기 세그먼트는 각각 하나 이상의 말단 알릴기, 바람직하게는 1 내지 5 개의 말단 알릴기를 함유함,
b) NCO 기가 없는 폴리이소시아네이트로부터 유도되는 하나 이상의 골격 잔기 R,
상기 골격 잔기 R 은 2 개 이상의 우레탄 세그먼트를 가지며 (또는 이것에 연결되며), 상기 세그먼트는 각각 하나의 우레탄 결합에 의해 R 에 연결되며, 이 때
하나 이상의 우레탄 세그먼트 (아암) 는 하나 이상의 말단 알릴기 (바람직하게는 1 내지 5 개의 말단 알릴기) 를 함유하고,
하나 이상의 우레탄 세그먼트 (아암) 는 하나 이상의 말단 (메트)아크릴레이트기 (바람직하게는 1 내지 5 개의 말단 (메트)아크릴레이트기) 를 함유함.
본 발명은 또한 우레탄 올리고머를 포함하는 경화성 조성물, 우레탄 올리고머의 제조 방법, 및 코팅, 접착제, 실런트 또는 수지 매트릭스에서 산소 억제를 감소시킴으로써 양호한 표면 특성을 위한, 공기의 존재 하에 경화성 조성물에서의 우레탄 올리고머의 용도에 관한 것이다.
Description
Claims (23)
- 다음과 같은 a) 또는 b) 에 따라, 하기를 갖는 우레탄 올리고머:
a) NCO 기가 없는 폴리이소시아네이트로부터 유도되는 2 개 이상의 골격 잔기 R,
상기 골격 잔기 R 은 그들 사이에서 2 개의 우레탄 결합 (-NHCOO-) 에 의해 디올 잔기 RB (2 개의 OH 기가 없는 디올) 와 연결되고, 상기 골격 잔기 R 은 각각 2 개 이상의 우레탄 세그먼트를 가지며 (또는 이것에 연결되며), 상기 세그먼트는 각각 하나 이상의 말단 알릴기, 바람직하게는 1 내지 5 개의 말단 알릴기를 함유함,
b) NCO 기가 없는 폴리이소시아네이트로부터 유도되는 하나 이상의 골격 잔기 R,
상기 골격 잔기 R 은 2 개 이상의 우레탄 세그먼트를 가지며 (또는 이것에 연결되며), 상기 세그먼트는 각각 하나의 우레탄 결합에 의해 R 에 연결되며, 이 때
하나 이상의 우레탄 세그먼트 (아암) 는 하나 이상의 말단 알릴기 (바람직하게는 1 내지 5 개의 말단 알릴기) 를 함유하고,
하나 이상의 우레탄 세그먼트 (아암) 는 하나 이상의 말단 (메트)아크릴레이트기 (바람직하게는 1 내지 5 개의 말단 (메트)아크릴레이트기) 를 함유함. - 제 1 항에 있어서, 우레탄 올리고머가 하기 2 개의 화학식 I-a 및 I-b 로 표시되며, 화학식 I-a 는 제 1 항에 따라 정의된 바와 같은 옵션 a) 에 해당하고, 화학식 I-b 는 제 1 항에 따라 정의된 바와 같은 옵션 b) 에 해당하는 우레탄 올리고머:
식에서,
각 경우에 독립적으로 또는 종속적으로, m > 0, 바람직하게는 m = 1 내지 5 이고,
n'1 > 0, n'2 > 0 이고, n' = n1' + n'2 는 2 내지 10, 바람직하게는 2 내지 6 이고,
m, n'1 및 n'2 는 각각 정수이고, n'1 = n'2 = n1 + n2-1 이고, n1 + n2 = n 은 상기 폴리이소시아네이트의 관능기 (또는 R 의 원자가) 이고, 2 내지 6, 바람직하게는 2 내지 4 이고, n1 및 n2 는 각각 정수이고, n1 및 n2 는 동일하거나 또는 상이함;
또는
식에서,
R2 는 H 또는 CH3 이고;
- n = n1 + n2 ≥ 2 및 6 이하, 바람직하게는 2 내지 4 이고,
- n1 > 0, n2 > 0, m > 0, m' > 0, 바람직하게는 m = 1 내지 5, m' = 1 내지 5, n > 0 이고, m, m', n, n1 및 n2 는 각각 정수이고, n1 및 n2 는 동일하거나 또는 상이하고;
- m 은 1 내지 5, 예를 들어 1, 2, 3, 4, 5; 바람직하게는 1 내지 3 의 정수이고;
- m' 는 1 내지 5 의 정수이고, m 과 동일하거나 또는 상이함;
여기에서,
- 골격 잔기 R 은 폴리이소시아네이트로부터 모든 NCO 기를 제거함으로써 형성된 부분이고;
- R1 은 각 경우에 독립적으로 또는 종속적으로, C2-C12, 예를 들어 C2-C10 또는 C2-C6 또는 C2-C3 지방족 (예를 들어, 포화) 기로부터 선택되는 (m+1)-가 기, 또는 (m+1)-가 올리고머 기, 또는 이들의 조합이고;
- R'1 은 C2-C12, 예를 들어 C2-C10 또는 C2-C6, 또는 C2-C3 지방족 (예를 들어, 포화) 기로부터 선택되는 (m'+1)-가 기, 또는 (m'+1)-가 올리고머 기, 또는 이들의 조합이고, R1 및 R'1 은 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있으며;
- 디올 잔기로서의 RB 는 디올로부터 2 개의 히드록실기를 제거함으로써 형성된 부분임. - 제 2 항에 있어서,
- R1 및/또는 R'1 이 올리고에스테르 세그먼트, 올리고에테르 세그먼트, 올리고우레탄 세그먼트 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 올리고머 세그먼트이고; 및/또는
- 화학식 (I-a) 에서 상기 디올 잔기 RB 에 상응하는 디올이 알칸 디올, 특히 C2-C10 알칸 디올, 시클로알칸 디올, 특히 C5-C10 시클로알칸 디올, 방향족 디올, 예를 들어 C8-C12 방향족 디올, 올리고에테르 디올, 올리고에스테르 디올 및 올리고우레탄 디올로부터 선택되는
우레탄 올리고머. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, R1 이 하기인 우레탄 올리고머:
- 반복 단위 -OR'-CO- 또는 -OR'-COO-R"-CO- (상기 R' 및 R" 는 상이하다) 로 이루어지는 부분이거나; 또는 이산 HO2C-R'-CO2H 및 디올 HO-R"-OH 를 기반으로 하는 올리고에스테르 H(O-R"-O-OC-R'-CO)n"OH (n" 는 2-10 의 정수이다) 로부터 H 및 OH 를 제거함으로써 유도되는 올리고에스테르 세그먼트;
- 반복 단위 -O-R'- 또는 -O-R'-O-R"- 로 이루어지는 부분인 올리고에테르 세그먼트;
- 반복 단위 -OR'O-OC-HN-R"-NH-CO- 로 이루어지는 부분인 올리고우레탄 세그먼트;
여기에서, 상기 R' 및 R" 는 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있고, 2 내지 12 개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 (2 가) 기, 5 내지 10 개의 탄소 원자를 함유하는 시클로지방족 기, 또는 8 내지 10 개의 탄소 원자를 함유하는 방향족 기로부터 선택될 수 있음. - 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 올리고에스테르 세그먼트가 하나 이상의 C4-C6 락톤, 바람직하게는 하나 이상의 카프로락톤으로부터 유도되는 우레탄 올리고머.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 말단 알릴기를 함유하는 우레탄 세그먼트 (아암) 가, 상기 우레탄 올리고머의 말단 기인, 1 내지 5 개의 알릴기, 예를 들어 1, 2, 3, 4, 5 개의 알릴기를 포함하고;
하나 이상의 말단 (메트)아크릴레이트기를 함유하는 우레탄 세그먼트 (아암) 가, 상기 우레탄 올리고머의 말단 기인, 1 내지 5 개의 (메트)아크릴레이트기, 예를 들어 1, 2, 3, 4, 5 개의 (메트)아크릴레이트기를 포함하는
우레탄 올리고머. - 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 I-a 에 따른 올리고머에서,
하나 이상의 말단 알릴기를 함유하는 하나 이상의 우레탄 아암이 1 내지 3 개의 알릴기, 특히 3 개의 알릴기, 예를 들어 1, 2, 3 개의 알릴기를 함유하고;
상기 화학식 I-b 에서,
하나 이상의 말단 알릴기를 함유하는 하나 이상의 우레탄 세그먼트가 1 내지 3 개의 말단 알릴기를 함유하고, 하나 이상의 말단 (메트)아크릴레이트기를 함유하는 하나 이상의 우레탄 세그먼트가 1 내지 3 개의 말단 (메트)아크릴레이트기를 함유하는
우레탄 올리고머. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 우레탄 올리고머가 폴리스티렌 표준으로 THF 중에서 GPC 에 의해 측정되는 수 평균 분자량 Mn 이 500 내지 5000 g/mol, 바람직하게는 750 내지 3000 g/mol 인 우레탄 올리고머.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기의 반응으로부터 수득 가능한 우레탄 올리고머:
- (1) 2 개 이상의 이소시아네이트기 (n = 2 이상), 바람직하게는 2 내지 6 개의 이소시아네이트기 (바람직하게는 n = 2 내지 6), 보다 바람직하게는 2 내지 4 개의 이소시아네이트기 (보다 바람직하게는 n = 2 내지 4) 를 갖는 하나 이상의 폴리이소시아네이트 R(NCO)n (n = n1 + n2 이고, n1 및 n2 는 모두 정수 > 0 이다);
- (2) 말단 기로서 하나 이상의 알릴기 (m = 1 이상), 바람직하게는 1 내지 5 개의 알릴기 (m = 1 내지 5), 보다 바람직하게는 1 내지 3 개의 알릴기 (m = 1 내지 3) 를 갖는 하나 이상의 모노알코올; 및
하기 2 가지 중 하나 또는 모두:
- (3-b) 말단 기로서 하나 이상의 (메트)아크릴레이트기 (m' = 1 이상), 바람직하게는 1 내지 5 개의 (메트)아크릴레이트기 (m' = 1 내지 5), 보다 바람직하게는 1 내지 3 개의 (메트)아크릴레이트기 (m' = 1 내지 3) 를 갖는 하나 이상의 모노알코올, 및
- (3-a) 에틸렌성 불포화를 갖지 않는 하나 이상의 디올, 바람직하게는 알칸 디올, 특히 C2-C10 알칸 디올, 시클로알칸 디올, 특히 C5-C10 시클로알칸 디올, 방향족 디올, 특히 C8-C12 방향족 디올, 올리고에테르 디올, 올리고에스테르 디올 및 올리고우레탄 디올. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 알릴 및 (메트)아크릴레이트 말단 기가 모두 존재하는 경우 (제 1 항에 따라 정의된 바와 같은 옵션 b) 에 따르거나, 또는 제 2 항에 따라 정의된 바와 같은 화학식 I-b 에 따름), (알릴)/(메트)아크릴레이트의 비가 0.1 내지 10, 또는 0.2 내지 5 인 우레탄 올리고머.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 우레탄 올리고머가 2 개 이상의 알릴기, 바람직하게는 2 내지 6 개의 알릴기를 포함하는 우레탄 올리고머.
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 화학식 (I-1) 또는 (I-2) 로 표시되는 우레탄 올리고머:
식에서,
R2 는 H 또는 CH3 이고;
- n1 + n2 = n 은 2 내지 6, 특히 2, 3, 4, 5, 6, 바람직하게는 2 내지 4, 특히 2, 3, 4 의 정수이고; n1 및 n2 는 모두 정수 > 0 이고;
- n1' = n1 + n2-1 = n2' 이고, n1' + n2' = n' 은 2 내지 10, 특히 2, 4, 6, 8, 10; 바람직하게는 2 내지 8, 특히 2, 4, 6, 8 의 정수이고;
- m 은 1 내지 5, 예를 들어 1, 2, 3, 4, 5, 바람직하게는 1 내지 3 의 정수이고;
- m' 는 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 3 의 정수이고, m 과 동일할 수 있거나 또는 상이할 수 있으며;
- R 은 폴리이소시아네이트 R(NCO)(n1+n2) 로부터 n = n1 + n2 개의 NCO 기를 제거함으로써 유도되거나, 또는 폴리이소시아네이트 Ro(NCO)[(n1+n2)/n3]+1 의 올리고머 (예를 들어, 이량체 또는 삼량체) 로부터 모든 NCO 기를 제거함으로써 유도되는 잔기이고,
n3 은 올리고머화도이고, 2, 3, 4, 5, 6, 바람직하게는 2 또는 3 의 정수일 수 있으며;
Ro 은, 치환될 수 있는, 지방족, 시클로지방족 또는 방향족 [[(n1+n2)/n3]+1]-가 기로부터 선택되고, 예를 들어 C3-C10 지방족, C6-C10 시클로지방족 또는 C6-C14 방향족 기로부터 선택되며, 상기 C3-C10 지방족, C6-C10 시클로지방족 또는 C6-C14 방향족 기는 임의로 치환되고;
폴리이소시아네이트 R(NCO)(n1+n2) 로부터 유도되는 경우에, 기 R 은, 치환될 수 있는, 지방족, 시클로지방족 또는 방향족 n-가 기로부터 선택되고, 특히 C6-C10 지방족, C6-C10 시클로지방족 또는 C6-C14 방향족 기로부터 선택되며, 상기 C6-C10 지방족, C6-C10 시클로지방족 또는 C6-C14 방향족 기는 임의로 치환되고;
폴리이소시아네이트 Ro(NCO)[(n1+n2)/n3]+1 의 올리고머 (예를 들어, 이량체 또는 삼량체) 로부터 유도되는 경우에, 기 R 은 올리고우레탄 n-가 세그먼트일 수 있고, 예를 들어 NCO 가 없는 디이소시아네이트의 이량체 또는 삼량체의 잔기일 수 있으며;
- R1 은 특히 C2-C12, 예를 들어 C2-C10 또는 C2-C6 또는 C2-C3 지방족 (예를 들어, 포화) 기로부터 선택되는 (m+1)-가 기, 또는 (m+1)-가 올리고머 기, 또는 이들의 조합이고,
- A 는, 각각의 말단 기 당 하나의 OH 및 하나의 H (OH 말단 기의 H 또는 말단 카르복시기의 OH) 를 제거함으로써 말단 히드록실 및 카르복시 말단 기를 갖는 올리고에스테르 디올 또는 올리고락톤으로부터 생성되는 올리고에스테르 세그먼트, 각각 올리고에테르 디올 또는 올리고우레탄 디올의 2 개의 말단 기 (즉, 하나의 H 및 하나의 OH) 를 제거함으로써 각각 생성되는 올리고에테르 세그먼트 및 올리고우레탄 세그먼트로부터 선택되는, (m+1)-가 올리고머 세그먼트이고, 특히 상기 올리고에스테르 세그먼트, 상기 올리고에테르 세그먼트 및 상기 올리고우레탄 세그먼트는 제 4 항에서 정의된 바와 같으며;
- R3 은 옥시에틸렌 또는 옥시프로필렌이고, y 는 0, 1 또는 2 이며; 단, A 가 올리고락톤 세그먼트일 때 y = 1 또는 2 이고,
- R2 는 -H 또는 -CH3 이고;
- RB 는 제 2 항 및 제 3 항에서 정의된 바와 같다. - 하기의 단계를 포함하는, 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 우레탄 올리고머의 제조 방법:
1-i) 화학식 (III) 으로 표시되는 폴리이소시아네이트
를 화학식 (IV) 로 표시되는 모노알코올
과 반응시키는 단계
1-ii) 단계 1-i) 의 생성물을 화학식 (II) 로 표시되는 모노알코올
과 반응시키는 단계
여기에서,
화학식 (II) 의 모노알코올은 a(II) 몰의 양으로 사용되고;
화학식 (III) 의 폴리이소시아네이트는 a(III) 몰의 양으로 사용되고;
화학식 (IV) 의 모노알코올은 a(IV) 몰의 양으로 사용되고;
a(II), a(III) 및 a(IV) 는 하기의 관계를 가짐:
또는
2-i) 화학식 (III) 으로 표시되는 폴리이소시아네이트
를 화학식 (II) 로 표시되는 모노알코올
과 반응시키는 단계
2-ii) 단계 2-i) 의 생성물을 화학식 (V) 로 표시되는 디올
과 반응시키는 단계
여기에서,
화학식 (II) 의 모노알코올은 a(II) 몰의 양으로 사용되고;
화학식 (III) 의 폴리이소시아네이트는 a(III) 몰의 양으로 사용되고;
화학식 (V) 의 디올은 a(V) 몰의 양으로 사용되고;
a(II), a(III) 및 a(V) 는 하기의 관계를 가짐:
여기에서, 화학식 (II), (III), (IV) 및 (V) 의 화합물은 위에서 정의된 바와 같음. - 제 15 항에 있어서, 반응이 주석 (II) 2-에틸헥사노에이트와 같은 촉매, 및/또는 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀과 같은 산화방지제의 존재 하에 수행되는 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 우레탄 올리고머를 포함하고, 공기의 존재 하에 경화 가능한 경화성 조성물.
- 제 17 항에 있어서, 퍼옥사이드 개시제 시스템에 의해, 전자 빔에 의해 또는 UV 방사선에 의해 경화 가능하고, 후자의 경우에 하나 이상의 광-개시제를 추가로 포함하는 경화성 조성물.
- 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 단관능성 또는 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체로부터 선택되는 반응성 희석제를 추가로 포함하는 경화성 조성물.
- 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅, 접착제, 실런트 또는 수지 매트릭스 조성물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 UV-경화성 조성물인 경화성 조성물.
- 코팅, 접착제, 실런트 또는 수지 매트릭스에서 산소 억제를 감소시킴으로써 양호한 표면 특성을 위한, 공기의 존재 하에 경화성 조성물에서의, 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른, 또는 제 15 항 또는 제 16 항의 방법에 의해 수득된 우레탄 올리고머의 용도.
- 제 21 항에 있어서, 경화성 조성물이 경화성 우레탄 아크릴레이트 조성물 또는 경화성 티올-엔 조성물이고, 후자의 경우에 폴리티올 화합물을 추가로 포함하는 용도.
- 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 우레탄 올리고머의 경화로부터, 또는 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 경화성 조성물의 경화로부터 생성되는, 코팅, 접착제, 실런트 또는 수지 매트릭스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 경화된 조성물.
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