JP2018172604A

JP2018172604A - エポキシ樹脂接着剤

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Publication number: JP2018172604A
Application number: JP2017073051A
Authority: JP
Inventors: 真奈美大長; Manami Onaga; 哲志 ▲高▼田; Tetsushi Takada
Original assignee: Somar Corp
Current assignee: Somar Corp
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2018-11-08
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: CN108690543A; TW201842131A; TWI775810B; JP6964428B2

Abstract

【課題】低粘度であり、常温硬化性、可とう性、ポットライフに優れるエポキシ樹脂接着剤を提供する。【解決手段】本発明者らは、エポキシ樹脂、特定のポリアミド系硬化剤、ベンジルアルコールを含有することにより前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明のエポキシ樹脂接着剤は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）活性水素当量１４５〜２２５ｇ／ｅｑのポリアミド系硬化剤、（Ｃ）ベンジルアルコールを必須成分とすることにより、低粘度であり、常温硬化性、高可とう性を付与し、更にはポットライフも向上させた、エポキシ樹脂接着剤である。【選択図】なし

Description

本発明は、モーター類のマグネットを固定するのに好適なエポキシ樹脂接着剤に関する。

エポキシ樹脂とアミン硬化剤からなる２液型エポキシ樹脂組成物は、常温硬化性、接着性、耐久性、機械特性等に優れているという点から、種々の用途に用いられている。

具体的には、モーター類のマグネット固定用エポキシ樹脂接着剤等として、使用されている。低粘度のエポキシ樹脂接着剤をマグネットとモーターヨークの微細間隙に流動性よく浸透させ、接着する。マグネットとモーターヨークを接着する際の硬化方法は、消費電力とＣＯ^２排出量の削減に貢献する方法が求められており、常温硬化型のエポキシ樹脂接着剤が好ましい。

このようなエポキシ樹脂接着剤としては、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ポリアミドアミン、非反応性希釈剤であるテトラヒドロフルフリルアルコールを含有したエポキシ樹脂接着剤（特許文献１）やビスフェノール型エポキシ樹脂、ポリアミドアミン、反応性希釈剤である１、６−ヘキサンジオールジグルシジルエーテルを含有したエポキシ樹脂接着剤（特許文献２）が開示されている。

しかし、エポキシ樹脂、ポリアミドアミン、非反応性又は反応性希釈剤の３成分を単純に組み合せた特許文献１や特許文献２では、可とう性が不十分であり、ヒートサイクル性に問題があった。モーターは、使用される周辺環境温度や通電時の自己発熱などにより急激な温度変化を受ける。これを、ヒートサイクルという。ヒートサイクルの繰り返し作用により、熱収縮、熱膨張を繰り返すとエポキシ樹脂接着剤の硬化物に歪みが蓄積し、クラック等の塗膜破壊が発生する。

そこで、可とう性を改善した特許文献３が用いられている。特許文献３には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、可とう性硬化剤であるポリアミン系硬化剤、非反応性希釈剤であるベンジルアルコールを含有したエポキシ樹脂接着剤が開示されている。しかし、単純に可とう性材料を用いただけの特許文献３では、常温硬化性が不十分という新たな問題が生じている。可とう性と常温硬化性の両立は、非常に困難であった。

また、作業性や生産性向上の観点から、特許文献１〜３ではポットライフが不十分で、ポットライフを、更に延ばすことが望まれている。

特開昭６３−２８０２１６号特開２０１１−０６８８１４号特開２０１５−０９３９４８号

そこで、本発明は、低粘度であり、常温硬化性、可とう性、ポットライフに優れるエポキシ樹脂接着剤を提供することを課題とする。

本発明者らは、エポキシ樹脂、特定のポリアミド系硬化剤、ベンジルアルコールを含有することにより前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明のエポキシ樹脂接着剤は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）活性水素当量１４５〜２２５ｇ／ｅｑのポリアミド系硬化剤、（Ｃ）ベンジルアルコールを配合することを特徴とするエポキシ樹脂接着剤である。

本発明により、低粘度であり、常温硬化性、可とう性、ポットライフに優れるエポキシ樹脂接着剤を得ることができる。

以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し、適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲のものである。

本発明のエポキシ樹脂接着剤は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）活性水素当量１４５〜２２５ｇ／ｅｑのポリアミド系硬化剤、（Ｃ）ベンジルアルコールを含有することを特徴とする。

以下に、本発明の接着剤の詳細について説明する。

本発明において用いられる前記（Ａ）成分としては、従来から知られているエポキシ樹脂をその使用目的に応じて適宜使用することができる。具体例としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ポリエーテル型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステルなどのグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンなどのグリシジルアミン型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などを挙げることが出来る。これらは単独で用いてもよく、また２種以上を併用してもよい。
本発明の（Ａ）成分のエポキシ当量は、１５０〜２２０ｇ／ｅｑが好ましい。エポキシ当量を１５０ｇ／ｅｑ以上とすることで、より優れた可とう性を付与することができ、２２０ｇ／ｅｑ以下とすることで、より優れた常温硬化性を付与することができる。

本発明において用いられる（Ｂ）成分としては、活性水素当量１４５〜２２５のポリアミド系硬化剤を使用する。（Ｂ）成分は、２種類以上組み合わせて使用してもよい。また、効果を損なわない範囲で、他の硬化剤を併用してもよい。
（Ｂ）成分の活性水素当量を１４５ｇ／ｅｑ以上とすることで、可とう性と良好なポットライフを与えることができ、２２５ｇ／ｅｑ以下とすることで、常温硬化性を付与することができる。

本発明において用いられる（Ｃ）成分としては、ベンジルアルコールを使用する。効果を損なわない範囲で、他の希釈剤を併用してもよい。
（Ｃ）成分は、主剤若しくは硬化剤液のいずれか又は主剤及び硬化剤液の双方に添加することができる。
（Ｃ）成分の配合割合は、（Ａ）成分１００質量部当り、５〜１７質量部配合することが好ましい。（Ａ）成分の配合量を５質量部以上とすることでより低粘度かつより優れたポットライフを得ることができ、１７質量部以下とすることでより優れた接着性が得られるためである。
（Ｂ）成分と（Ｃ）成分を併用することで、（Ｃ）成分は（Ｂ）成分に対して硬化促進剤として機能し、常温硬化性を付与することができる。また、ポットライフを著しく延長することができる。

本発明のエポキシ樹脂接着剤には、効果を損なわない範囲で、難燃剤、着色剤、充填剤、レベリング剤、垂れ止め剤、カップリング剤、消泡剤、離型剤、流動性調整剤等の慣用の補助成分を適宜配合することができる。

以下、本発明のエポキシ樹脂接着剤、これを硬化させた硬化物について実施例を用いて具体的に説明するが、本発明のエポキシ樹脂接着剤、硬化物についてはこれらの実施例によって限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例のエポキシ樹脂接着剤については、粘度、常温硬化性、ポットライフの評価を行ない、硬化物については可とう性及び引張せん断接着強さの評価を行なった。
実施例中、特に記載がない場合には、「部」は質量部を示す。

（粘度の評価）
Ｅ型粘度計（東機産業社製、商品名「ＴＶＥ−３５Ｈ」、コーンプレート：直径２８ｍｍ、角度３°）を使用し、温度２５℃にて、ロータ回転数を任意に設定し、装置を始動させ２分後に針が示した目盛値に規定の換算乗数を乗じて粘度を算出した。
なお、粘度の評価基準は以下のとおりである。
○：４Ｐａ・ｓ未満
△：４Ｐａ・ｓ以上５Ｐａ・ｓ未満
×：５Ｐａ・ｓ以上

（常温硬化性の評価）
ゲル化時間を常温硬化性の指標とした。常温硬化性については、ゲル化時間を測定することにより、以下の基準で評価した。
試料約０．４ｇを１００℃に保持した熱板の円形凹部に入れ、かきまぜ棒でかきまぜ、糸がひかなくなるまでの時間、すなわちゲル化に至るまでの時間（秒）を測定した。ＪＩＳＣ２１６１に準じて評価した。
なお、常温硬化性の評価基準は以下のとおりである。
○：ゲル化時間が４００秒未満
×：ゲル化時間が４００秒以上

（ポットライフの評価）
試料１００ｇを密閉容器にいれ、室温２５℃で放置し、５分ごとにＥ型粘度計で２５℃における組成物の粘度を測定し、１０Ｐａ・ｓになるまでの時間をもとめた。その結果を以下の基準で評価した。
なお、ポットライフの評価基準は以下のとおりである。
○：３５分以上
△：３０分以上３５分未満
×：３０分未満

（可とう性の評価）
試料を直径５０ｍｍで高さ４ｍｍの円柱状の離型処理が施された容器に入れ、８０℃で２時間加熱硬化させたものを取り出し、試験片とした。この試験片の硬度をショアー硬度計（Ｄ型）を用いて、ＪＩＳＫ７２１５に準じて評価した。
なお、可とう性の評価基準は以下のとおりである。
○：６６未満
△：６６以上８０未満
×：８０以上

（引張せん断接着強さの評価）
まず、１００ｍｍ×２５ｍｍ×１．６ｍｍのＳＰＣＣ−ＳＤ鋼板を＃２４０研磨布で研磨したのち、脱脂した。次に、実施例により製造したエポキシ樹脂接着剤を、１２．５ｍｍになるように上記の脱脂後のＳＰＣＣ−ＳＤ鋼板に塗布し、その上に同様の処理をしたＳＰＣＣ−ＳＤ鋼板を圧着した。続いて、８０℃で２時間の条件で加熱して混合組成物を熱硬化させ、常温に至るまで放置して測定試料を得た。２５℃の雰囲気中、荷重速度５ｍｍ／ｍｉｎの条件下、得られた測定試料の引張せん断接着強さを測定し、測定試料５個の測定値の平均値を、測定対象の硬化物の引張せん断接着強さとした。ＪＩＳＫ６８５０：１９９９（ＩＳＯ４５８７：１９９５）に準じて評価した。

（実施例１）
表１に示す質量比で、活性水素当量が１９０ｇ／ｅｑとなるように（Ｂ）成分として、（Ｂ１）ポリアミド系硬化剤（アンカマイド９１０、活性水素当量：２３０ｇ／ｅｑ、エアープロダクツジャパン社製）及び（Ｂ２）ポリアミド系硬化剤（アンカマイド２０５０、活性水素当量：１５０ｇ／ｅｑ、エアープロダクツジャパン社製）を混合し、更に（Ｃ）成分として、（Ｃ１）ベンジルアルコール（ベンジルアルコール、東京応化工業社製）を加えたものをヘラで混合することにより硬化剤液を調整した。表１に示す質量比で（Ａ）成分として、（Ａ１）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ｊＥＲ８２８、エポキシ当量：１８７ｇ／ｅｑ、三菱化学社製）成分と硬化剤液をヘラで混合してエポキシ樹脂接着剤を調製した。
上記に示す方法で、粘度、常温硬化性、ポットライフ、可とう性、引張せん断接着強さを評価した結果を表１に示す。

（実施例２）
（Ｂ）成分として、活性水素当量が１５５ｇ／ｅｑとなるよう、表１に示す質量比で（Ｂ１）成分及び（Ｂ２）成分を混合し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の当量比を１．０とするため、（Ｂ）成分を８０質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表１に示す。

（実施例３）
（Ｂ）成分として、活性水素当量が２１３ｇ／ｅｑとなるよう、表１に示す質量比で（Ｂ１）成分及び（Ｂ２）成分を混合し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の当量比を１．０とするため、（Ｂ）成分を１１０質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表１に示す。

（比較例１）
（Ｂ）成分以外の硬化剤として、活性水素当量が１３７ｇ／ｅｑとなるよう、表１に示す質量比で（Ｂ２）成分及び（Ｂ３）ポリアミド系硬化剤（アンカマイド２３５３、活性水素当量：１１４ｇ／ｅｑ、エアープロダクツジャパン社製）を混合し、（Ａ）成分と硬化剤の当量比を１．０とするため、（Ｂ）成分以外の硬化剤を７０質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表１に示す。

（比較例２）
（Ｂ）成分以外の硬化剤として、活性水素当量が２３０ｇ／ｅｑの（Ｂ１）成分のみを用い、（Ａ）成分と硬化剤の当量比を１．０とするため、硬化剤を１２０質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表１に示す。

（比較例３）
（Ｂ）成分に変えて、ポリアミド系硬化剤以外の硬化剤を、活性水素当量が１８６ｇ／ｅｑとなるよう、表１に示す質量比で（Ｂ４）ポリエーテルアミン系硬化剤（ジェファーミンＤ−４００、活性水素当量：１１４ｇ／ｅｑ、ＨＵＮＴＳＵＭＡＮ社製）及び（Ｂ５）ポリエーテルアミン系硬化剤（ジェファーミンＤ−２０００、活性水素当量：５００ｇ／ｅｑ、ＨＵＮＴＳＵＭＡＮ社製）を混合した以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表１に示す。

（比較例４）
（Ｃ）成分に変えて、ベンジルアルコール以外の非反応性希釈剤の（Ｃ２）芳香族炭化水素樹脂（ネシレスＥＰＸ−Ｌ、ＮＥＶＣＩＮ社製）を１２質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表１に示す。

（比較例５）
（Ｃ）成分に変えて、反応性希釈剤の（Ｃ３）ブチルグリシジルエーテル（エピオールＢ、エポキシ当量：１３０ｇ/ｅｑ、日油社製）を１２質量部とした。表１に示す質量比で（Ａ）成分として（Ａ１）成分及び（Ｃ３）成分をヘラで混合し、主剤を調整した。次に、表１に示す質量比で、活性水素当量が１９０ｇ／ｅｑとなるように（Ｂ）成分として、（Ｂ１）成分及び（Ｂ２）成分をヘラで混合し、硬化剤液を調整した。主剤の（Ａ）成分及び（Ｃ）成分以外の希釈剤と硬化剤の（Ｂ）成分の当量比を１．０とするため、（Ｂ）成分を１２０質量部とし、主剤と硬化剤液をヘラで混合してエポキシ樹脂接着剤を調製した。このものの評価を表１に示す。

（実施例４）
（Ａ）成分として、エポキシ当量が１４５ｇ／ｅｑとなるよう、表２に示す質量比で（Ａ１）成分及び（Ａ２）ｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂（ｊＥＲ６３０、エポキシ当量：９８ｇ/ｅｑ、三菱化学社製）を混合し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の当量比を１．０とするため、（Ｂ）成分を１３０質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表２に示す。

（実施例５）
（Ａ）成分として、（Ａ１）成分に変えて、エポキシ当量が１７０ｇ／ｅｑの（Ａ３）ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ｊＥＲ８０７、エポキシ当量：１７０ｇ／ｅｑ、三菱化学社製）とし、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の当量比を１．０とするため、（Ｂ）成分を１１０質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表２に示す。

（実施例６）
（Ａ）成分として、エポキシ当量が１９２ｇ／ｅｑとなるよう、表２に示す質量比で（Ａ１）成分及び（Ａ４）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ｊＥＲ８３４、エポキシ当量：２５０ｇ／ｅｑ、三菱化学社製）を混合した以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表２に示す。

（実施例７）
（Ａ）成分として、エポキシ当量が２１４ｇ／ｅｑとなるよう、表２に示す質量比で（Ａ１）成分及び（Ａ５）ポリエーテル型エポキシ樹脂（アデカレジンＥＰ−４００５、エポキシ当量：５１２ｇ／ｅｑ、ＡＤＥＫＡ社製）を混合し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の当量比を１．０とするため、（Ｂ）成分を９０質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表２に示す。

（実施例８）
（Ａ）成分として、エポキシ当量が２３１ｇ／ｅｑとなるよう、表２に示す質量比で（Ａ１）成分及び（Ａ５）成分を混合し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の当量比を１．０とするため、（Ｂ）成分を８０質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表２に示す。

（実施例９）
（Ｃ）成分として、（Ｃ１）成分を３質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表３に示す。

（実施例１０）
（Ｃ）成分として、（Ｃ１）成分を６質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表３に示す。

（実施例１１）
（Ｃ）成分として、（Ｃ１）成分を１５質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表３に示す。

（実施例１２）
（Ｃ）成分として、（Ｃ１）成分を２０質量部とした以外は実施例１と同様にしてエポキシ樹脂接着剤を得た。このものの評価を表３に示す。

実施例１〜３、比較例１、２より、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）活性水素当量１４５〜２２５ｇ／ｅｑのポリアミド系硬化剤、（Ｃ）ベンジルアルコールを併用することにより、従来技術では達成し得なかった課題を解決し、低粘度であり、常温硬化性、可とう性、ポットライフに優れたエポキシ樹脂接着剤を得られることが分かる。

更に、実施例１及び比較例１〜５より、（Ｂ）活性水素当量１４５〜２２５ｇ／ｅｑのポリアミド系硬化剤と（Ｃ）ベンジルアルコールを併用することで、優れた常温硬化性及びポットライフが得られることが分かる。

また、実施例１、４〜８より、（Ａ）エポキシ樹脂のエポキシ当量を１５０〜２２０ｇ／ｅｑの範囲とすることで、可とう性及び常温硬化性により優れたエポキシ樹脂接着剤を得られることが分かる。

また、実施例１、９〜１２より、（Ａ）エポキシ樹脂１００質量部当り、（Ｃ）ベンジルアルコールを５〜１７質量部とすることで、粘度、ポットライフ及び引張せん断接着強さに、より優れたエポキシ樹脂接着剤が得られることが分かる。

Claims

（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）活性水素当量１４５〜２２５ｇ／ｅｑのポリアミド系硬化剤、（Ｃ）ベンジルアルコールを必須成分とするエポキシ樹脂接着剤。