JP2005232437A - 湿気硬化性ホットメルト接着剤 - Google Patents
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Abstract
PVC、PET、PET−G、アルミニウム、鋼板等を素材とする、従来のホットメルト接着剤では接着することが困難であった被着体に対する接着性、特に耐熱接着性に優れ、かつ加熱溶融時の熱安定性にも優れる、環境対応型の湿気硬化性ホットメルト接着剤を提供すること。
【解決手段】
イソシアネート基含有ホットメルトウレタンプレポリマーと、酸性リン酸エステルと、エポキシ基を有するシランカップリング剤及びメルカプト基を有するシランカップリング剤からなる群より選ばれる少なくとも1種のシランカップリング剤とを含有してなる湿気硬化性ホットメルト接着剤。
【選択図】 なし
Description
特にでは、シックハウスが大きな問題となっているが、ホットメルト接着剤は、有機溶剤を含まないことから、シックハウス問題を解決する環境対応型接着剤として需要が高まっている。
しかし、該湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤は、加熱溶融時の熱安定性は改善されるものの、前記PVC、PET、PET−G、アルミニウム、鋼板等を素材とする被着体に対する接着性、耐熱接着性が不十分であるという問題がある。
本発明の湿気硬化性ホットメルト接着剤は、特定のイソシアネート基含有ホットメルトウレタンプレポリマー(A)と、酸性リン酸エステル(B)と、エポキシ基を有するシランカップリング剤(c−1)及びメルカプト基を有するシランカップリング剤(c−2)からなる群より選ばれる少なくとも1種のシランカップリング剤(C)とを含有してなるものである。
当該ウレタンプレポリマー(A)は、常温で固体又は粘稠な性状を有するものであり、ポリエステルポリオールを少なくと20重量%を含むポリオールと、ポリイソシアネートとを反応させて得られるものである。
かかる範囲内で使用することにより、得られる湿気硬化性ホットメルト接着剤のオープンタイムの制御が容易となるとともに、PVC、PET、PET−G、アルミニウム、鋼板等を素材とする被着体に対する接着性及び耐熱接着性を一段と優れたものとすることができる。
本発明に使用する酸性リン酸エステル(B)とは、具体的には下記一般式(II)で表される化合物が挙げられ、これを単独又は2種以上を併用して使用できる。併用する場合にはこれらの混合比率は特に限定されない。
(式中、nは1又は2、Rはアルキル基を示す。)
本発明で使用するシランカップリング剤(C)は、具体的には下記一般式(III)で表される化合物が挙げられる。
これらは単独又は2種類以上を併用しても良く、併用する場合の混合比率は特に限定しない。
各種の試験及び測定は、以下の方法・条件に従って行った。
ICI型コーンプレート型回転粘度計(ICI社製、コーン直径:19.5mm、コーン角度:2.0°)を用いて、測定温度125℃にて測定した。
過剰のアミンを添加し、イソシアネート基と反応させた後、残ったアミンを塩酸で滴定する逆滴定法にて湿気硬化性ホットメルト接着剤のイソシアネート基含有量(重量%)を測定した。
湿気硬化性ホットメルト接着剤を、窒素ガスを満たした内容積200mlの金属缶に充填密封し、120℃の恒温器中に24時間放置した後、目視観察によるゲル化の有無の評価、ゲル化に至っていないものについては、試験前後における溶融粘度変化(〔試験後の粘度〕/〔試験前の粘度〕なる比で表示。)を評価した。この際、溶融粘度の測定条件は前記[溶融粘度の測定方法]に準拠した。
溶融粘度変化は、4以下であれば実用的に十分な性能である。
〈接着加工試験片及び供試体の作製〉
ポリ塩化ビニル(以下、PVCという。)化粧シートに、120℃に加熱し溶融させた湿気硬化性ホットメルト接着剤を厚さ40μmとなるように塗布し、塗布直後の該塗布面に中密度木質板(MDFとも呼称されている。MDFはミディアム・デンシティ・ファイバーボード〔Medium Density Fiberboard〕の省略形。)を貼り合わせ、プレスロールを用いて圧力約2kg/cm2で圧着して接着加工試験片を作製した。この試験片を幅25mmにカットして供試体とした。
PET−G化粧シートとアルミ箔についても、前記PVC化粧シートと同様の方法で、接着加工試験片及び供試体を作製した。
上記接着性の試験方法と同一の方法で作成した幅25mmの供試体を、温度23℃、相対湿度65%の環境下に72時間放置した後、剥離角度90°で、荷重500g/25mmを加え、温度60℃の恒温器中に24時間放置し、剥離長さを測定した。
本試験条件は、当業者において、耐熱接着性を評価する際に採用されている一般的な試験条件である。本試験条件による測定の結果、剥離長さが10mm以下であれば、内装建材として実用上、十分な性能であるとされている。
上記接着性の試験方法と同一の方法で作成した接着加工試験片を、75mm角にカットし供試体とした。これを23℃、相対湿度65%の環境下で72時間放置した後、更に70℃の温水中に2時間浸漬後、60℃の乾燥器内で3時間乾燥し、膨れや剥がれの有無を目視観察により評価した。
(湿気硬化性ホットメルト接着剤1)
4つ口フラスコに数平均分子量が3000なるポリプロピレングリコール(以下、PPGという。)360重量部、数平均分子量が2000の1,6−キサンジオール(以下、HGという。)とアジピン酸(以下、AAという。)を反応させて得られたポリエステルポリオールを200重量部、数平均分子量が3500のデカンジカルボン酸(以下、DDAという。)と1,6−ヘキサンジオールとを反応させて得られたポリエステルポリオール120重量部を100℃に減圧加熱して、水分0.05重量%となるまで脱水した。
溶融粘度は7800mPa・s、イソシアネート基含有量は2.5重量%であり、熱安定性を評価した結果、ゲル化等の外観変化が無く、粘度変化も2.2と良好であった。
(湿気硬化性ホットメルト接着剤2)
実施例1と同じ方法で得たウレタンプレポリマー1に、酸性リン酸エステル(リン酸モノブチルとリン酸ジブチルの混合物、平均分子量182)を0.4重量部、及びシランカップリング剤(γ―メルカプトプロピルトリメトキシシシラン)2.4重量部を加え、均一に攪拌し、湿気硬化性ホットメルト接着剤2を得た。
溶融粘度は7800mPa・s、イソシアネート基含有量は2.5重量%であり、熱安定性を評価した結果、ゲル化等の外観変化が無く、粘度変化も2.2と良好であった。
(湿気硬化性ホットメルト接着剤3)
実施例1と同じ方法で得たウレタンプレポリマー1に、酸性リン酸エステル(リン酸モノブチルとリン酸ジブチルの混合物、平均分子量182)を0.16重量部、及びシランカップリング剤(γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)0.8重量部を加え、均一に攪拌し、湿気硬化性ホットメルト接着剤3を得た。
溶融粘度は8900mPa・s、イソシアネート基含有量は2.5重量%であり、熱安定性を評価した結果、ゲル化等の外観変化が無く、粘度変化も2.5と良好であった。
(湿気硬化性ホットメルト接着剤4)
実施例1と同じ方法で得たウレタンプレポリマー1に、酸性リン酸エステル(リン酸モノブチルとリン酸ジブチルの混合物、平均分子量182)を0.8重量部、及びシランカップリング剤(γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)16重量部を加え、均一に攪拌し、湿気硬化性ホットメルト接着剤4を得た。
溶融粘度は6100mPa・s、イソシアネート基含有量は2.5重量%であり、熱安定性を評価した結果、ゲル化等の外観変化が無く、粘度変化も2.0と良好であった。
(湿気硬化性ホットメルト接着剤5)
実施例1と同じ方法で得たウレタンプレポリマー1に、酸性リン酸エステル(リン酸モノブチルとリン酸ジブチルの混合物、平均分子量182)を0.8重量部、及びシランカップリング剤(N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン)2.4重量部を加え、均一に攪拌し、湿気硬化性ホットメルト接着剤5を得た。
溶融粘度は8300mPa・s、イソシアネート基含有量は2.4重量%であり、熱安定性を評価した結果、ゲル化等の外観変化が無く、粘度変化も2.6と良好であった。
(湿気硬化性ホットメルト接着剤6)
実施例1と同じ方法で得たウレタンプレポリマー1に、酸性リン酸エステル(リン酸モノブチルとリン酸ジブチルの混合物、平均分子量182)0.4重量部を加え、均一に攪拌し、湿気硬化性ホットメルト接着剤6を得た。
溶融粘度は8300mPa・s、イソシアネート基含有量は2.5重量%であり、熱安定性を評価した結果、ゲル化等の外観変化が無く、粘度変化も2.2と良好であった。
(湿気硬化性ホットメルト接着剤7)
実施例1と同じ方法で得たウレタンプレポリマー1に、シランカップリング剤(γ―グリシドキシプロピルトリメチルシラン)2.4重量部を加え、均一に攪拌し、湿気硬化性ホットメルト接着剤7を得た。
溶融粘度は7800mPa・s、イソシアネート基含有量は2.5重量%であり、熱安定性を評価した結果、ゲル化等の外観変化が無く、粘度変化も2.0と良好であった。
(湿気硬化性ホットメルト接着剤8)
実施例1と同じ方法で得たウレタンプレポリマー1を、湿気硬化性ホットメルト接着剤8として各種測定、試験を行った。
溶融粘度は8500mPa・s、イソシアネート基含有量は2.5重量%であり、熱安定性を評価した結果、ゲル化等の外観変化が無く、粘度変化も2.5と良好であった。
(湿気硬化性ホットメルト接着剤9)
実施例1と同じ方法で得たウレタンプレポリマー1に、リン酸エステル(トリフェニルホスヘート)を0.4重量部、及びシランカップリング剤(γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)2.4重量部を加え、均一に攪拌し、湿気硬化性ホットメルト接着剤9を得た。
溶融粘度は7800mPa・s、イソシアネート基含有量は2.5重量%であり、熱安定性を評価した結果、ゲル化等の外観変化が無く、粘度変化も2.0と良好であった。
Claims (4)
- イソシアネート基含有ホットメルトウレタンプレポリマー(A)と、酸性リン酸エステル(B)と、エポキシ基を有するシランカップリング剤(c−1)及びメルカプト基を有するシランカップリング剤(c−2)からなる群より選ばれる少なくとも1種のシランカップリング剤(C)とを含有してなり、
前記ホットメルトウレタンプレポリマー(A)がポリオールとポリイソシアネートとを反応させて得られ、前記ポリオールの少なくとも20重量%がポリエステルポリオールである湿気硬化性ホットメルト接着剤。 - 前記ポリエステルポリオールが、直鎖状脂肪族ポリエステルポリオールを含むものである請求項1に記載の湿気硬化性ホットメルト接着剤。
- 前記ポリオールが、ポリエーテルポリオールをも含むものである請求項1に記載の湿気硬化性ホットメルト接着剤。
- 前記酸性リン酸エステル(B)が、炭素原子数1〜4の範囲のアルキル基を有するリン酸モノアルキルエステル及びリン酸ジアルキルエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の湿気硬化性ホットメルト接着剤。
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