CN109476972B - 断线性良好的能进行间断涂布的结构用粘接剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高了耐喷淋性且在间断涂布时不产生拉线的断线性良好的结构用粘接剂组合物,以及一种使用该结构用粘接剂组合物的汽车结构体的制造方法,以及一种汽车结构体。作为一种断线性良好的结构用粘接剂组合物,所述结构用粘接剂组合物不含有液态橡胶成分,所述结构用粘接剂组合物包含:(A)橡胶粒子以一次粒子的状态分散的环氧树脂、以及(B)环氧树脂潜伏性固化剂,所述结构用粘接剂组合物中的橡胶粒子的配合比例为10质量%~45质量%,所述结构用粘接剂组合物的50℃下的粘度在剪切速度5(sec‑1)时为190~380(Pa·s),在剪切速度200(sec‑1)时为1~30(Pa·s)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对汽车的车体或部件等进行结构粘接来制造汽车结构体的结构用粘接剂组合物。
背景技术
以往,用于对汽车的车体面板或车体部件等进行接合来制造汽车结构体的结构用粘接剂组合物被广为人知。
例如,在专利文献1所公开的结构用粘接剂组合物中,在40℃下的粘度为不足200Pa·s的程度。然而,在40℃下的粘度为不足200Pa·s的程度的结构用粘接剂组合物的耐喷淋(shower)性低,在汽车制造组装生产线上的喷淋工序中,恐怕会因喷淋而飞散。由此,以往的结构用粘接剂组合物被使用于难以因喷淋而飞散的地方或部位。
此外,在通过汽车制造组装生产线来对结构用粘接剂组合物进行涂布时,以往的含有橡胶成分的结构用粘接剂组合物存在如下问题:在间断(stitch)涂布时产生拉线而将粘接剂附着到不希望的位置,对下一个工序的电沉积涂装造成不良影响以及防锈性和外观恶化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-253131号公报
专利文献2:WO2004108825A1
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述现有技术的问题点而完成的,其目的在于提供一种提高了耐喷淋性且在间断涂布时不产生拉线的断线性良好的结构用粘接剂组合物,以及一种使用该结构用粘接剂组合物的汽车结构体的制造方法,以及一种汽车结构体。
技术方案
为了解决上述问题,本发明的结构用粘接剂组合物为一种断线性良好的能进行间断涂布的结构用粘接剂组合物,其中,所述结构用粘接剂组合物不含有液态橡胶成分,所述结构用粘接剂组合物包含:(A)橡胶粒子以一次粒子的状态分散的环氧树脂、以及(B)环氧树脂潜伏性固化剂,所述结构用粘接剂组合物中的橡胶粒子的配合比例为10质量%~45质量%,所述结构用粘接剂组合物的50℃下的粘度在剪切速度5(sec-1)时为190~380(Pa·s),在剪切速度200(sec-1)时为1~30(Pa·s)。
本发明的汽车结构体的制造方法包括:以40℃~60℃对所述结构用粘接剂组合物进行加热而间断涂布于被粘物的工序。如此,通过以40℃~60℃将所述结构用粘接剂组合物加热涂布于被粘物的工序,能对车体面板、发动机罩、门、挡泥板等被粘物进行适当的粘接。本发明的结构用粘接剂组合物能适合用于焊接接合的工艺方法(粘接剂和点焊并用的工艺方法)。
本发明的汽车结构体是通过所述制造方法制造而成的汽车结构体。
有益效果
根据本发明,实现了下述显著的效果:提供了一种提高了耐喷淋性,且不发生拉线的断线性良好的能进行间断涂布的结构用粘接剂组合物,以及一种使用该结构用粘接剂组合物的汽车结构体的制造方法,以及一种汽车结构体。
附图说明
图1是表示实施例中的耐喷淋性试验的情形的概略示意图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明,但这些实施方式是示例性示出的例子,只要不脱离本发明的技术思想,就当然能够进行各种变形。
如上所述,本发明的断线性良好的结构用粘接剂组合物为不含有液态橡胶成分的结构用粘接剂组合物,其包含:(A)橡胶粒子以一次粒子的状态分散的环氧树脂、以及(B)环氧树脂潜伏性固化剂,所述结构用粘接剂组合物中的橡胶粒子的配合比例为10质量%~45质量%,所述结构用粘接剂组合物的50℃下的粘度在剪切速度5(sec-1)时为190~380(Pa·s),在剪切速度200(sec-1)时为1~30(Pa·s)。
上述的不含有液态橡胶成分的意思是:实质上不含有液态橡胶成分。在此,在本说明书中,液态橡胶是指,在室温(23℃)、1.01×105Pa下具有流动性的橡胶。此外,液态的橡胶改性环氧树脂也包含于所述液态橡胶成分。
所述成分(A)的橡胶粒子以一次粒子的状态分散的环氧树脂优选为:数均粒径为10nm~1000nm的橡胶粒子以一次粒子状态分散的、环氧当量为500~10000的橡胶粒子分散环氧树脂。优选的是,相对于环氧树脂100质量份,包含橡胶粒子1质量份~100质量份,从充分地得到本发明的效果的观点考虑,更优选包含10质量份~50质量份,进一步优选包含10质量份~30质量份。
在此,橡胶粒子“以一次粒子的状态进行分散而成”是指,数均一次粒径优选为10nm~1000nm的交联橡胶粒子彼此在环氧树脂中不会相互凝聚,而是各自独立地分散。其分散状态可以通过如下方式进行确认:例如,将所述橡胶粒子分散环氧树脂溶解于甲基乙基酮等溶剂,并通过利用激光散射的粒径测定装置等对其粒径进行测定;或者通过电子显微镜对所述橡胶粒子分散环氧树脂进行观察等。
如上所述,通过使所述成分(A)的橡胶粒子独立地分散于环氧树脂中来实现本发明的效果,因此需要使所述成分(A)的橡胶粒子在环氧树脂中不相溶。由此,成分(A)的橡胶粒子包含:交联橡胶粒子核层的核聚合物,其为存在于橡胶粒子内侧的、优选为55质量%~100质量%、更优选为60质量%~90质量%的交联橡胶粒子核层聚合用单体的聚合物;以及硬质聚合物壳层的壳聚合物,其为存在于橡胶粒子外侧的、优选为0质量%~45质量%、更优选为10质量%~40质量%的乙烯基单体的硬质聚合物壳层聚合用单体的聚合物。成分(A)的橡胶粒子优选为具有包含交联橡胶粒子核层、以及硬质聚合物壳层的核壳结构的橡胶粒子。更优选为将硬质聚合物壳层接枝于交联橡胶粒子核层而成的核壳橡胶粒子。
从进行有效的韧性改良的观点考虑,所述橡胶粒子的数均粒径为10nm~1000nm,优选为10nm~600nm,更优选为10nm~500nm,进一步优选为10nm~400nm。需要说明的是,这样的橡胶粒子的数均粒径能使用例如动态光散射法、电子显微镜法等求得。
所述成分(A)的橡胶粒子优选为交联橡胶粒子。因为所述交联橡胶粒子是交联而成的,因此在该橡胶粒子中存在溶剂不溶物。在室温下将样品浸于过量的甲基乙基酮(MEK)24小时后,通过以12000rpm进行离心分离1小时而将可溶物和溶剂一起去除,且对残留的MEK不溶物的质量进行测定,由此作为残留样品质量相对于投入样品质量的比例,以质量百分比来表示橡胶粒子中的溶剂不溶物的量(即,与交联橡胶相关的凝胶分数)。从得到优异的性能平衡的观点考虑,所述交联橡胶粒子中的溶剂不溶物量优选为80质量%~100质量%,特别优选为90质量%~100质量%。
用于本发明的橡胶粒子优选为具有包含交联橡胶粒子核层、以及硬质聚合物壳层的核壳结构的橡胶粒子,从韧性改良的观点考虑,更优选为包含如下硬质聚合物壳层的接枝共聚合物:在选自由丁二烯橡胶、丁二烯-苯乙烯橡胶、丁二烯丙烯酸丁酯橡胶、丙烯酸丁酯橡胶、以及有机硅氧烷橡胶构成的组中的一种以上、更优选为丁二烯橡胶的交联橡胶粒子核层的存在下,使一种以上的乙烯基单体聚合而得到的硬质聚合物壳层。从控制粒子尺寸的观点考虑,优选为通过乳液聚合来制作上述橡胶粒子。
就所述交联橡胶粒子核层而言,在不损害其物性的程度下,也可以以低于50%的方式使以下所示的包含乙烯基单体的成分共聚合。
作为所述乙烯基单体,例如,可以列举出:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、或者二乙烯基苯等芳香族乙烯基单体;丙烯腈、或者甲基丙烯腈等乙烯基氰化物单体;甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、以及二甲基丙烯酸1,3-丁二醇酯等甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯;丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟基丁酯、丙烯酸苯氧基乙酯等丙烯酸或丙烯酸酯。所述乙烯基单体既可以单独使用,也可以使用它们的混合物。
从使所述橡胶粒子长期稳定地存在于本发明的组合物的观点考虑,所述成分(A)的橡胶粒子优选含有:选自由环氧基、以及可以与环氧基反应的官能团构成的组中的一种以上的基团,更优选为在所述硬质聚合物壳层含有所述基团。
从韧性改良的观点考虑,所述交联橡胶粒子核层的玻璃化转变温度优选为0℃以下。
作为环氧树脂相对于所述成分(A)的橡胶粒子的配合比例,优选为10质量%~45质量%,更优选为10质量%~20质量%。
使用于所述成分(A)环氧树脂可以使用环氧当量为80~10000的环氧树脂,优选的是环氧当量为80~200的环氧树脂。
作为所述环氧树脂,可以列举出:双酚化合物、氢化双酚化合物、苯酚或者邻甲酚酚醛清漆(o-cresol Novolac)、芳香胺、多环脂肪族或者是芳香族化合物等的既知的基本骨架的化合物的缩水甘油醚取代化合物,环己烯氧化物骨架的化合物等,作为代表性的环氧树脂,可示例出:双酚A的二缩水甘油醚、以及其缩合物、即所谓的双酚A型环氧树脂。
此外,作为所述成分(A)的橡胶粒子以一次粒子的状态分散的环氧树脂,例如能使用专利文献2所述的环氧树脂组合物。
作为所述成分(B)的环氧树脂潜伏性固化剂,可以应用公知的环氧树脂潜伏性固化剂。例如,通过加热而赋活的环氧树脂用潜伏性固化剂,可以从胍胺类、胍类、氨基胍类、脲类、咪唑类、改性多胺以及其衍生物、双氰胺、三氟化硼胺络合物、有机酸酰肼、三聚氰胺等组中选择使用。其中,优选的是广泛使用的双氰胺。需要说明的是,所述成分(B)的环氧树脂潜伏性固化剂的添加量,取决于基质的环氧当量。
在本发明的结构用粘接剂组合物中,除了上述成分以外,只要不损害本发明的效果,也可以添加:环氧树脂、氨基甲酸酯树脂、填料、稀释剂、硅烷偶联剂等。此外,除了上述成分以外,可以添加碳酸钙、硫酸钡、滑石等体质颜料(填充材料)、以及炭黑、氧化钛、氧化铁等着色颜料。此外还可以添加科琴黑、二氧化硅、微粒碳酸钙、海泡石等触变性材料。而且,还可以添加丙烯酸树脂作为改进剥离强度等粘接性的粘接性改进剂。
本发明的结构用粘接剂组合物的50℃下的粘度在剪切速度5(sec-1)时为190~380(Pa·s),在剪切速度200(sec-1)时为1~30(Pa·s)。
本发明的结构用粘接剂组合物能特别优选用作一液型。
本发明的结构用粘接剂组合物用于对汽车的车体或汽车零件等部件等进行结构粘接来制造汽车结构体,特别优选用于通过点焊和粘接剂并用的工艺方法(焊接接合的工艺方法)的粘接。即,本发明的结构用粘接剂组合物也优选用于对汽车的车体进行粘接。
本发明的汽车结构体的制造方法优选为汽车制造生产线上的制造方法,其包括:以40℃~60℃对粘接剂组合物进行加热而间断涂布于被粘物的工序。因为通过加热涂布而使从喷嘴的排出性变好,因此在制造生产线上优选采用加热涂布。本发明的汽车结构体的制造方法优选为焊接接合的工艺方法。在采用粘接剂和点焊的焊接接合的工艺方法中,因为通过在本发明的结构用粘接剂组合物中设为粘度大的粘接剂,提高了耐喷淋性,即使对于以往只进行了点焊的部位也可通过焊接接合的工艺方法进行接合,因此能够增大粘接剂在车体等上的应用部位,能够提高刚性,其结果是,车变轻,提高了燃料效率。此外,以往难以兼顾喷淋性和间断涂布时的拉线,但在本发明的结构用粘接剂组合物中,可以兼顾喷淋性和间断涂布时的拉线。
因为本发明的结构用粘接剂组合物具有高耐喷淋性,并且断线性良好,因此在汽车制造生产线上使用时,能进行间断涂布,作业性优异。间断涂布是指,将粘接剂间歇地涂布。通过在焊接接合的工艺方法中应用间断涂布,能避开进行点焊的部位而涂布粘接剂,具有如下效果:抑制因粘接剂燃烧而产生的烟和二氧化碳等燃烧气体,减少粘接剂的使用量。即使在基于涂布枪的涂布速度为500mm/分钟时,也可以使用本发明的结构用粘接剂组合物。本发明的汽车结构体的制造方法优选由机械手进行涂布。
实施例
以下,举出实施例对本发明进行更具体的说明,但这些实施例是示例性示出的例子,当然不应作限定性解释。
(实施例1~2以及比较例1~3)
使用下述表1所示的质量份数的各成分,通过下述的顺序制造结构用粘接剂组合物。在5L万能混合搅拌机(DALTON CORPORATION制)中对表1的各材料进行配合,搅拌30分钟后,进行10分钟减压脱泡,制备了结构用粘接剂组合物。
[表1]
表1中的材料如下所述。
*1)“DYHARD 100SH”AlzChem社制的双氰胺
*2)“EPICLON B605-IM”DIC(株)制的敌草隆
*3)“CCR”白石工业(株)制的表面处理碳酸钙
*4)“NN500”日东粉化工业(株)制的碳酸钙
*5)“TS-720”卡博特日本(株)制的二氧化硅
*6)“DER331”陶氏化学日本(株)制的双酚A型液态环氧树脂
*7)“KANE ACE MX154”(株)KANEKA制的均匀地分散有核壳橡胶的环氧树脂(橡胶粒子的混合量40质量%)
*8)“KANE ACE MX960”(株)KANEKA制的均匀地分散有核壳橡胶的环氧树脂(橡胶粒子的配合量25质量%)
*9)“Nipol DN601”日本瑞翁(株)制的液态丁腈橡胶
*10)“KANE ACE B562”(株)KANEKA制的丁二烯系橡胶粒子
将上述制造的实施例1~2以及比较例1~3的各粘接剂组合物用于以下所示的性能试验,将结果示于下述表2。
(1)剪切强度
准备两块长100mm×宽25mm×厚度1.6mm的冷轧钢板。将所得到的粘接剂组合物以涂布厚度为0.1mm的方式涂布于所述冷轧钢板,使所述两块的冷轧钢板的重叠的部分重叠为12.5mm,将露出的粘接剂去除。以这种方式制作剪切试验片。将所述剪切试验片投入170℃的干燥机中30分钟,烘烤后放冷24小时,然后使用万能拉伸试验机以50mm/分钟的拉伸速度进行试验。将剪切强度为20MPa以上的试验片判定为○,将小于20MPa的试验片判定为×。
(2)粘度
使用装备有加热装置和传感器系统类的博勒飞(BROOKFIELD)公司制RST-CPS,求得剪切速度为5(sec-1)以及200(sec-1)时的所述得到的粘接剂组合物的50℃下的粘度。
(3)断线性
在填充有所述得到的粘接剂组合物的注射器(TERUMO注射器,代码:SS-10SZ、容量10mL、中口)距离钢板1mm并排出3mL所述粘接剂组合物的状态下,将所述注射器固定,所述钢板以300mm/秒的速度下降300mm时,通过游标卡尺计测从所述注射器的排出口起的所述结构用粘接剂组合物的拉线的长度。将拉线的长度在5mm以下的表示为○,将超过5mm的表示为×。
(4)耐喷淋性
如图1所示,将所述得到的粘接剂组合物以宽度为3mm的半圆珠(bead)状涂布于钢板10并制成试验片12。在图1中,附图标记10表示钢板、附图标记14表示粘接剂组合物、附图标记16表示喷淋喷嘴。将喷嘴[1/2MVVP65350B(株式会社池内制)]连接于泵,并如图1所示,以在0.15MPa的水压下使40℃的温水垂直接触于试验片12的方式,对所述试验片12进行10秒的喷淋。喷淋喷嘴16和试验片12的距离设为350mm。将喷淋后保持为珠状的表示为○,将珠状被破坏的表示为×。
[表2]
在实施例1~2中,耐喷淋性和断线性两个结果都良好,在比较例1~3中,任一个或两个结果都不好。
符号说明
10:钢板
12:试验片
14:粘接剂组合物
16:喷淋喷嘴
Claims (1)
1.一种汽车结构体的制造方法,其包括:以40℃~60℃对结构用粘接剂组合物进行加热而间断涂布于被粘物的工序,
所述结构用粘接剂组合物为断线性良好的能进行间断涂布的结构用粘接剂组合物,
所述结构用粘接剂组合物不含有液态橡胶成分,所述结构用粘接剂组合物包含:
(A)橡胶粒子以一次粒子的状态分散的环氧树脂、以及
(B)环氧树脂潜伏性固化剂,
所述结构用粘接剂组合物中的橡胶粒子的配合比例为10质量%~45质量%,
所述结构用粘接剂组合物的50℃下的粘度在剪切速度5sec-1时为190Pa·s~380Pa·s,在剪切速度200sec-1时为1Pa·s~16Pa·s。
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