JP2001262107A - 難燃性樹脂組成物、難燃性接着剤組成物及び金属接合体 - Google Patents
難燃性樹脂組成物、難燃性接着剤組成物及び金属接合体Info
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Abstract
着性及び耐湿性に優れた難燃性樹脂組成物と難燃性接着
剤組成物の提供。 【解決手段】 (1)重合性ビニルモノマー、(2)重
合開始剤、(3)還元剤、(4)リン酸塩を含有する難
燃性樹脂組成物。さらに、(5)エラストマー成分を含
有してもよく、難燃性接着剤組成物としてもよい。
Description
燃性樹脂組成物、特に金属の接合に適した常温硬化型の
難燃性接着剤組成物に関する。
切板、ドア及びエレベーター等や収納庫に使用されてい
る。
化、省資源及び省エネルギーの点で、常温下、短時間で
硬化する常温速硬化型接着剤組成物を使用することが要
求されている。従来、常温速硬化型接着剤組成物として
は、二液型速硬化エポキシ系接着剤組成物、嫌気性接着
剤組成物、瞬間接着剤組成物及び第二世代のアクリル系
接着剤組成物(SGA)が知られている。
硬化剤を計量、混合して被着体に塗布し、主剤と硬化剤
の反応により硬化するものである。しかしながら、二液
型速硬化エポキシ系接着剤は剥離強度と衝撃強度が低い
という欠点があった。
組成物を圧着して空気を遮断することにより硬化するも
のである。しかしながら、嫌気性接着剤組成物は、圧着
する際に接着剤組成物の一部が被着体からハミ出した場
合、ハミ出した部分は空気に接触するために硬化しない
という欠点があった。又、被着体間のクリアランスが大
きい場合も硬化しないという欠点があった。
成分とし、作業性に優れている。しかしながら、剥離強
度や衝撃強度が低いという欠点があり、耐湿性と耐水性
が劣るという欠点があった。
量を必要とせず、計量や混合が不完全でも、時には二液
の接触だけでも、常温で数分〜数十分で硬化するため
に、作業性に優れ、しかも剥離強度や衝撃強度が高く、
ハミ出し部分の硬化も良好であるために、広く用いられ
ている。
子化合物であるために、SGAにより接着した金属接合
体が火災に遭った場合は、高分子鎖の解重合または熱分
解を生じ、接着剤としての機能が果たせなくなる。その
結果、火災発生が想定される用途に使用される金属接合
体には、従来のSGAを使用できないという制約があっ
た。
ある用途には、難燃性を付与した両面テープを用いる方
法や溶接工法が採用されている。
として特開平9−194797号公報や特開平10−1
40094号公報には、光重合開始剤とポリリン酸アン
モニウムを添加した速硬化型難燃性両面テープが開示さ
れている。
法では被着体が紫外線を透過し得る必要があるために金
属接着が出来ず、又、接着性が小さいために長期間高加
重が加わる用途では耐久性が不足するという課題があっ
た。
用いないため、高温に曝されても接合部位が剥がれ落ち
ないメリットがあるものの、溶接時に発生する熱により
歪みが発生し、歪みの除去作業が必要であるという課題
があった。又、意匠性が必要な金属接合体では外観が損
なわれるという課題があった。
に、特定の成分を用いた樹脂組成物が、耐湿性と難燃性
が要求される用途に用いられるとの知見を得て、本発明
を完成するに至った。
重合性ビニルモノマー、(2)重合開始剤、(3)還元
剤及び(4)リン酸塩を含有してなる難燃性接着剤組成
物であり、さらに、(5)エラストマー成分を含有して
なる該難燃性樹脂組成物であり、(1)重合性ビニルモ
ノマーが重合性(メタ)アクリル酸誘導体である該難燃
性樹脂組成物であり、難燃性樹脂組成物を第一剤及び第
二剤に分け、第一剤が少なくとも重合開始剤を含有して
なり、第二剤が少なくとも還元剤を含有してなる二剤型
難燃性樹脂組成物である又、該難燃性樹脂組成物からな
る難燃性接着剤組成物である。さらに、該難燃性樹脂組
成物の硬化体である。そして、該難燃性接着剤組成物に
より接合してなる金属接合体である。
(1)重合性ビニルモノマー、(2)重合開始剤、
(3)還元剤及び必要に応じて用いる(5)エラストマ
ー成分を含有する樹脂組成物と、(4)リン酸塩とを含
有するものである。なお、樹脂組成物には、パラフィン
類や酸化防止剤を含有させてもよい。
マーは、ラジカル重合可能であればいかなるものでもよ
い。重合性ビニルモノマーの中では、硬化速度等の点
で、重合性ビニルモノマーが重合性(メタ)アクリル酸
誘導体であることが好ましく、重合性ビニルモノマー1
00質量部中、重合性(メタ)アクリル酸誘導体が70
質量部以上であることがより好ましく、重合性ビニルモ
ノマーが全て重合性(メタ)アクリル酸誘導体であるこ
とが最も好ましい。
は、重合性アクリル酸誘導体及び/又は重合性メタクリ
ル酸誘導体をいう。これらは通常、液状ないし固形状の
ものが使用される。重合性(メタ)アクリル酸誘導体と
しては例えば、次のようなものが挙げられる。
基、 CH2=CHCOOCH2−CH(OH)CH2 −基又はCH 2 =C(CH3)
COOCH2−CH(OH)CH2 −基を示し、R1は水素、炭素数1
〜20のアルキル基、シクロアルキル基、ベンジル基、
フェニル基、テトラヒドロフルフリル基、グリシジル
基、ジシクロペンチル基、ジシクロペンテニル基又は
(メタ)アクリロイル基を示す。
タ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)
アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジ
ル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メ
タ)アクリル酸ジシクロペンチル、(メタ)アクリル酸
ジシクロペンテニル、グリセロール(メタ)アクリレー
ト及びグリセロールジ(メタ)アクリレート等が挙げら
れる。
る。R2は−C2H4−、−C3H6−、−CH2CH(CH 3)−、−C4H
8−又は−C6H12−を示し、pは1〜25の整数を表す。
ドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ
プロピル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メ
タ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)ア
クリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、
ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレー
ト、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレ
ート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト及び1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレー
ト等が挙げられる。
る。R3は水素又は炭素数1〜4のアルキル基を示し、
qは0〜8の整数を表す。
−ビス(4−(メタ)アクリロキシフェニル)プロパ
ン、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシエトキシ
フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(メタ)アク
リロキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス
(4−(メタ)アクリロキシプロポキシフェニル)プロ
パン及び2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシテト
ラエトキシフェニル)プロパン等が挙げられる。
れない多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル。
チロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ネオペン
チルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリス
リトールテトラ(メタ)アクリレート及びジペンタエリ
スリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられ
る。
るウレタンプレポリマー。このような単量体は、例えば
水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル、有機ポリ
イソシアネート及び多価アルコールを反応することによ
り得られる。
エステルとしては例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキ
シエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル及び
(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル等が挙げられる。
ば、トルエンジイソシアネート、4,4−ジフェニルメ
タンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト及びイソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
レングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテト
ラメチレングリコール及びポリエステルポリオール等が
挙げられる。
酸化合物。
又はメチル基、R5は−C2H4−、−C3H6−、−CH2CH(C
H3)−、−C4H8−、−C6H12−又は
又は2の整数を表す。
合物としては例えば、アシッドホスホオキシエチル(メ
タ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メ
タ)アクリレート及びビス(2−(メタ)アクリロイル
オキシエチル)フォスフェート等が挙げられる。以上、
、、、、又はの単量体は、1種又は2種以
上を使用することができる。
の重合性ビニルモノマーとしては例えば、スチレン、α
−アルキルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルエーテ
ル、ジビニルエーテル、N−ビニルピロリドン、2−ビ
ニルピリジン、並びに、酢酸ビニル及びプロピオン酸ビ
ニル等のビニルエステル等が挙げられる。
は、有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物としては例
えば、クメンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハ
イドロパーオキサイド、ターシャリーブチルハイドロパ
ーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンジハイドロパー
オキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ベン
ゾイルパーオキサイド及びターシャリーブチルパーオキ
シベンゾエート等が挙げられる。これらの中では、反応
性の点で、クメンハイドロパーオキサイドが好ましい。
マー100質量部に対して0.1〜20質量部が好まし
く、1〜10質量部がより好ましい。0.1質量部未満
だと硬化速度が遅いおそれがあり、20質量部を越える
と貯蔵安定性が悪くなるおそれがある。
合開始剤と反応し、ラジカルを発生する公知の還元剤で
あれば使用できる。代表的な還元剤としては例えば、第
3級アミン、チオ尿素誘導体及び遷移金属塩等が挙げら
れる。
アミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン及び
N,N−ジメチルパラトルイジン等が挙げられる。チオ
尿素誘導体としては例えば、2−メルカプトベンズイミ
ダゾール、メチルチオ尿素、シブチルチオ尿素、テトラ
メチルチオ尿素及びエチレンチオ尿素等が挙げられる。
遷移金属塩としては例えば、ナフテン酸コバルト、ナフ
テン酸銅及びバナジルアセチルアセトネート等が挙げら
れる。これらの中では、反応性の点で、チオ尿素誘導体
及び/又は遷移金属塩が好ましい。チオ尿素誘導体の中
では、反応性の点で、エチレンチオ尿素が好ましく、遷
移金属塩の中では、反応性の点で、バナジルアセチルア
セトネートが好ましい。
00質量部に対して0.05〜15質量部が好ましく、
0.5〜5質量部がより好ましい。0.05質量部未満
だと硬化速度が遅いおそれがあり、15質量部を越える
と未反応の還元剤が残り、接着強度が低下するおそれが
ある。
は、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸マグネ
シウム、リン酸亜鉛及びリン酸アルミニウム等のリン酸
金属塩、これらリン酸金属塩の水和物、ポリリン酸アン
モニウム、ポリリン酸ナトリウム及びポリリン酸カリウ
ム等のポリリン酸塩、リン酸アンモニウム、エチレンジ
アミンのリン酸塩やジエチレントリアミンのリン酸塩等
のリン酸アミン塩並びにグアニジンのリン酸塩等が挙げ
られる。これらの中では、難燃性、硬化性、接着性及び
取り扱いが容易な点で、ポリリン酸塩が好ましく、ポリ
リン酸アンモニウムがより好ましい。
ン酸アンモニウムを微粒子化したものが好ましく、粒子
表面が化学的に未処理のものや粒子表面を熱硬化性樹脂
でマイクロカプセル化したものが用いられる。
モノマー、(2)重合開始剤、(3)還元剤及び必要に
応じて用いる(5)エラストマー成分を含有する樹脂組
成物100質量部に対して10〜75質量部が好まし
く、30〜60質量部がより好ましい。10質量部未満
だと十分な難燃性が得られないおそれがあり、75質量
部を越えると剥離接着強さや衝撃接着強さが低下すると
ともに著しい粘度上昇を伴い、接着剤組成物の塗布作業
が困難になるおそれがある。
第一剤と第二剤それぞれに添加する方法、一方の剤の
みに添加する方法、同じ割合で等量ずつ均等に配分す
る方法があるが、第一剤と第二剤の粘度が等しくなる点
で、の方法が好ましい。
向上させる目的で、(5)エラストマー成分を使用する
ことが好ましい。エラストマー成分とは、常温でゴム状
弾性を有する高分子物質をいい、(メタ)アクリル系モ
ノマーに溶解又は分散できるものが好ましい。
は、アクリロニトリル−ブタジエン−メタクリル酸共重
合体、アクリロニトリル−ブタジエン−メチルメタクリ
レート共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン−
アクリロニトリル−スチレン共重合体、メチルメタクリ
レート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS) 、ア
クリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体、並び
に、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、線状ポリウレ
タン、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム及
びブタジエンゴム等の各種合成ゴム、天然ゴム、スチレ
ン−ポリブタジエン−スチレン系合成ゴムといったスチ
レン系熱可塑性エラストマー、ポリエチレン−EPDM
合成ゴムといったオレフィン系熱可塑性エラストマー、
並びに、カプロラクトン型、アジペート型及びPTMG
型といったウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリブチ
レンテレフタレート−ポリテトラメチレングリコールマ
ルチブロックポリマーといったポリエステル系熱可塑性
エラストマー、ナイロン−ポリオールブロック共重合体
やナイロン−ポリエステルブロック共重合体といったポ
リアミド系熱可塑性エラストマー、1,2−ポリブタジ
エン系熱可塑性エラストマー、並びに、塩ビ系熱可塑性
エラストマー等が挙げられる。これらのエラストマー成
分は相溶性が良ければ、1種又は2種以上が使用でき
る。又、末端メタクリル変性したポリブタジエンも使用
できる。
性及び接着性の点で、メチルメタクリレート−ブタジエ
ン−アクリロニトリル−スチレン共重合体及び/又はア
クリロニトリル−ブタジエンゴムが好ましく、メチルメ
タクリレート−ブタジエン−アクリロニトリル−スチレ
ン共重合体とアクリロニトリル−ブタジエンゴムの併用
がより好ましい。
ルモノマー100質量部に対して5〜50質量部が好ま
しく、10〜30質量部がより好ましい。5質量部未満
だと剥離接着強さや衝撃接着強さが低下するおそれがあ
り、50質量部を越えると粘度が高すぎて作業上不都合
が生じるおそれがある。
いる部分の硬化を迅速にするために各種パラフィン類を
使用することができる。パラフィン類としては例えば、
パラフィン、マイクロクリスタリンワックス、カルナバ
ろう、蜜ろう、ラノリン、鯨ろう、セレシン及びカンデ
リラろう等が挙げられる。これらの中では、パラフィン
が好ましい。パラフィン類の融点は40〜100℃のも
のが好ましい。
ノマー100質量部に対して、0.1〜5質量部である
ことが好ましい。0.1質量部未満だと空気に接してい
る部分の硬化が悪くなるおそれがあり、5質量部を越え
ると接着強度が低下するおそれがある。
止剤を含む各種の酸化防止剤等を使用することができ
る。酸化防止剤としては例えば、ハイドロキノン、ハイ
ドロキノンモノメチルエーテル、2,6−ジターシャリ
ーブチル−p−クレゾール、2,2’−メチレンビス
(4−メチル−6−ターシャリーブチルフェノール)、
トリフェニルホスファイト、フェノチアジン及びN−イ
ソプロピル−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン
等が挙げられる。これらの中では、p−メトキシフェノ
ールが好ましい。
マー100質量部に対して、0.001〜3質量部が好
ましい。0.001質量部未満だと効果がないおそれが
あり、3質量部を越えると硬化速度が低下するおそれが
ある。
整をするために、微粉末シリカ等の充填剤を使用しても
よい。これらの他にも所望により可塑剤、着色剤及び防
錆剤等の既に知られている物質を使用してもよい。
組成物、特に好ましくは二剤型の接着剤組成物として使
用することが挙げられる。二剤型については、本発明の
接着剤組成物の必須成分全てを貯蔵中は混合せず、接着
剤組成物を第一剤及び第二剤に分け、第一剤に少なくと
も重合開始剤を、第二剤に少なくとも還元剤を別々に貯
蔵する。二剤型は貯蔵安定性に優れる点で好ましい。こ
の場合、両剤を同時に又は別々に塗布して接触、硬化す
ることによって、二剤型の接着剤組成物として使用でき
る。
して接合体を作製する。被着体の各種材料については、
紙、木材、セラミック、ガラス、陶磁器、ゴム、プラス
チック、モルタル、コンクリート及び金属等制限は無い
が、被着体が金属の場合、優れた接着性を示す。
る。なお、以下、各物質の使用量の単位は質量部で示
す。各物質については、次のような略号を使用した。
尚、ポリリン酸アンモニウムは熱硬化性樹脂により微粒
子化した市販品を用い、パラフィンの融点は約56℃で
ある。
ロニトリル−スチレン共重合体 酸性リン化合物:アシッドフォスフォキシエチルメタク
リレート
定した。
環境下でJIS K−6854に従い、一枚の試験片
(200mm×25mm×1.6mm、SECC鋼板)
の片方に第一剤と第二剤を等量混合したものを塗布し、
その後、直ちにもう片方の試験片(200mm×25m
m×0.5mm:SECC鋼板)を重ね合わせて張り合
わせた後、室温で24時間養生したものを試料とした。
次に、接着した試験片を温度60℃、湿度90%の環境
試験機内に7日間暴露後、環境試験機から取り出し、剥
離接着強さ(単位:kN/m)を測定し、暴露前の剥離
接着強さに対する強度保持率を評価した。尚、試料の剥
離接着強さ(単位:kN/m)は、温度23℃、相対湿
度50%の環境下において、引張速度50mm/分で測
定した。
じて厚さ1/8インチ(0.3175cm)の硬化物を
作製し、燃焼性を評価した。
成物を試験片に塗布しやすかった場合を○、粘度が高く
塗布しにくかった場合を×とした。
を調製した。この樹脂組成物を用いて、表2に示す組成
の二剤型難燃性接着剤組成物を調製し、物性を評価し
た。結果を表2に示す。
性接着剤組成物を調製したこと以外は、実験例1と同様
に行った。結果を表3に示す。
性、接着性及び耐湿性に優れた金属板金接合体が得ら
れ、耐久性が大きいので長期間高加重が加わる用途に使
用できる。又、溶接工法と異なり、歪みが発生せず、外
観が損なわれない。従って、その産業上の有益性は極め
て大きい。
Claims (7)
- 【請求項1】 (1)重合性ビニルモノマー、(2)重
合開始剤、(3)還元剤及び(4)リン酸塩を含有して
なる難燃性接着剤組成物。 - 【請求項2】 さらに、(5)エラストマー成分を含有
してなる請求項1記載の難燃性樹脂組成物。 - 【請求項3】 (1)重合性ビニルモノマーが重合性
(メタ)アクリル酸誘導体である請求項1又は2記載の
難燃性樹脂組成物。 - 【請求項4】 請求項1〜3のうちの1項記載の難燃性
樹脂組成物を第一剤及び第二剤に分け、第一剤が少なく
とも重合開始剤を含有してなり、第二剤が少なくとも還
元剤を含有してなる二剤型難燃性樹脂組成物。 - 【請求項5】 請求項1〜4のうちの1項記載の難燃性
樹脂組成物からなる難燃性接着剤組成物。 - 【請求項6】 請求項1〜4のうちの1項記載の難燃性
樹脂組成物の硬化体。 - 【請求項7】 請求項5記載の難燃性接着剤組成物によ
り接合してなる金属接合体。
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Cited By (3)
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-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000081947A patent/JP4459372B2/ja not_active Expired - Lifetime
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