JP2021113274A - 硬化性樹脂組成物およびその用途ならびにそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ポリアミド系樹脂(A)は、アミノ基を有しており、アミノ基を有することにより、硬化性樹脂組成物で形成された接着剤層の密着性を向上できる。
(b)ラクタム成分およびアミノカルボン酸成分のうち少なくとも一方の成分からなる第2のアミド形成成分;
(c)第1のアミド形成成分および第2のアミド形成成分。
ブロックポリイソシアネート(B)のポリイソシアネートは、芳香族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、複素環式ポリイソシアネートのいずれであってもよい。芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ビス(イソシアナトフェニル)メタン(MDI)、1,3−ビス(イソシアナトフェニル)プロパン、ビス(イソシアナトフェニル)エーテル、ビス(イソシアナトフェニル)スルホン、トリジンジイソシアネート(TODI)などのジイソシアネートなどが例示できる。脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、シクロヘキサン1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添キシリレンジイソシアネート、水添ビス(イソシアナトフェニル)メタンなどのジイソシアネート;ビシクロヘプタントリイソシアネートなどのトリイソシアネートなどが例示できる。前記脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、プロピレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、リジンジイソシアネート(LDI)などのC2−12アルカンジイソシアネート;1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネートメチルオクタンなどのアルカントリイソシアネートなどが例示できる。
エポキシ化合物(またはエポキシ樹脂)(C)としては、例えば、グリシジルエーテル化合物、グリシジルエステル化合物、グリシジルアミン化合物、複素環式エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物などが挙げられ、複数のグリシジル基またはオキシラン環を有している。グリシジルエーテル化合物(グリシジルエーテル型エポキシ樹脂)としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂(ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールAD型、ビスフェノールS型、ビスフェノールフルオレン型などのビスフェノール類をベースとするエポキシ樹脂)、ナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂(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など)、変性ノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。
本開示では、前記ポリアミド系樹脂(A)のアミノ基(ならびにカルボキシル基)、前記ブロックポリイソシアネート(B)のイソシアネート基および前記エポキシ化合物(C)のエポキシ基(ならびにヒドロキシル基)が複雑に反応し、金属などの基材に対して高い密着力で密着するようである。例えば、代表的には、ブロックポリイソシアネート(B)のイソシアネート基は、ポリアミド系樹脂(A)のアミノ基(ならびにエポキシ化合物(C)のヒドロキシル基)と反応し、エポキシ化合物(C)のエポキシ基は、ポリアミド系樹脂(A)のアミノ基(ならびにカルボキシル基)と反応して、基材に接着剤層(硬化膜またはプライマー層)を形成するようである。そのため、各成分の割合および各成分の前記反応性基の割合も複雑化する。
本開示の硬化性樹脂組成物は、溶媒を含む液体組成物(溶液状組成物または分散体)であってもよく、粉末状または粉粒状の形態を有していてもよい。硬化性樹脂組成物は、通常、粒子状(粉末状)の前記ポリアミド系樹脂(A)と、粒子状のブロックポリイソシアネート(B)と、粒子状のエポキシ化合物との混合物(粉末混合物または粒子状混合物)であってもよく、前記成分(前記ポリアミド系樹脂(A)、ブロックポリイソシアネート(B)およびエポキシ化合物(C))を混合した組成物(一体に固化した組成物)の粉末または粉粒体の形態を有していてもよい。
複合部材は、基材(または部材)の表面に前記硬化性樹脂組成物(接着性樹脂組成物)をコーティングし、接着剤層(硬化膜またはプライマー層)を形成することにより製造できる。
複合成形部材は、前記複合部材(前記金属基材などの基材と、この基材の表面に形成された前記接着剤層とを備えた複合部材)の接着剤層に、少なくとも熱可塑性樹脂を含む組成物をモールドまたは積層することにより製造できる。
鋼板(日本テストパネル(株)から販売されているステンレス鋼板SUS430)を脱脂処理して用いた。
PA12:ポリアミド12(ダイセル・エボニック(株)製、吸水率0.25%、アミノ基濃度145mmol/kg、カルボキシル基濃度4mmol/kg、数平均分子量13423、粉体:平均粒子径47μm)
coPA:コポリアミド6/66/12(ダイセル・エボニック(株)製、吸水率1.5%、アミノ基濃度187mmol/kg、カルボキシル基濃度1.5mmol/kg、数平均分子量10610、粉体:平均粒子径42μm)
なお、吸水率は、ASTM D570に規定する吸水性試験により測定した。また、アミノ基濃度およびカルボキシル基濃度は前記中和滴定法により測定した。また、平均粒子径は、ポリアミド樹脂を冷凍粉砕し、レーザー回折・散乱法による粒度分布測定装置を用いて測定した。
b−NCO:ブロックイソシアネート(Evonik社製「VESTAGONBF1540」ウレチジオン(Uretdione)ポリイソシアネートアダクト、イソシアネート基濃度3600mmol/kg、ガラス転移温度84℃以下、粉体)
なお、イソシアネート基の濃度は、イソシアネート含量から算出した。
epoxy:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル(株)製、エポキシ基濃度500mmol/kg、ヒドロキシル基濃度3600mmol/kg、粉体)
エポキシ基の濃度は、エポキシ当量から算出し、ヒドロキシル基濃度は、エポキシ樹脂の分子量から得られた繰り返し単位の数に基づいて算出した。
PA6:東レ(株)製「CM1011GF30」、23℃、50%RHでの平衡吸水率(東レ法/エンプラ技術連合会 2015年4月第12版)2.5%。
ポリアミド樹脂の粉体、ブロックポリイソシアネートの粉体およびエポキシ樹脂の粉体を表1に示す割合で混合して粉体混合物を調製し、脱脂処理した基材に約100μmの厚みで静電塗装し、オーブン中、185℃で5分間加熱し、塗膜を形成し、複合部材を調製した。
得られた複合成形体の基材に対する樹脂層の接着強度を、ISO 19095−2 Type Bに従って接着試験温度23〜80℃で測定した。
Claims (14)
- アミノ基を有するポリアミド系樹脂(A)と、ブロックポリイソシアネート(B)と、エポキシ化合物(C)とを含む樹脂組成物であって、前記ポリアミド系樹脂(A)が、融点170℃以上のポリアミド系樹脂(A1)と、融点150℃以下のポリアミド系樹脂(A2)とを含み、前記ポリアミド系樹脂(A1)と前記ポリアミド系樹脂(A2)との質量比が、前者/後者=65/35〜35/65である硬化性樹脂組成物。
- 前記ポリアミド系樹脂(A)が粒子状である請求項1記載の硬化性樹脂組成物。
- 粒子状混合物である請求項1または2記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記ポリアミド系樹脂(A1)と前記ポリアミド系樹脂(A2)との質量比が、前者/後者=60/40〜40/60である請求項1〜3のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記ポリアミド系樹脂(A1)および前記ポリアミド系樹脂(A2)のアミノ基濃度が、いずれも80mmol/kg以上である請求項1〜4のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記ブロックポリイソシアネート(B)が、ガラス転移温度60〜110℃、融点70〜130℃、および解離温度120〜200℃を有し、かつ前記エポキシ化合物(C)が、軟化温度75℃以上のビスフェノール型エポキシ樹脂を含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記ポリアミド系樹脂(A)のアミノ基1モルに対して、前記ブロックポリイソシアネート(B)のイソシアネート基の割合が1.5〜5モルであり、前記エポキシ化合物(C)のエポキシ基の割合が0.1〜0.8モルである請求項1〜6のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記ポリアミド系樹脂(A)のアミノ基に対して、前記ブロックポリイソシアネート(B)のイソシアネート基が、15〜450mmol/kg過剰であり、アミノ基、イソシアネート基およびエポキシ基の総モル数に対して、エポキシ基の濃度が3〜35モル%である請求項1〜7のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記ポリアミド系樹脂(A)のアミノ基の全モル数に対して、前記ブロックポリイソシアネート(B)のイソシアネート基の全モル数が、1.3〜50倍であり、前記ポリアミド系樹脂(A)100質量部に対して、前記ブロックポリイソシアネート(B)を5〜30質量部、前記エポキシ化合物(C)を5〜30質量部の割合で含む請求項1〜8のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 基材の表面に請求項1〜9のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物の接着剤層が形成されている複合部材。
- 基材の表面を請求項1〜9のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物でコーティングし、接着剤層を形成する複合部材の製造方法。
- 請求項10記載の複合部材の接着剤層に、少なくとも熱可塑性樹脂を含む組成物がモールドまたは積層されている複合成形部材。
- 前記基材が金属基材であり、前記熱可塑性樹脂が、前記ポリアミド系樹脂(A)よりも高い融点を有するポリアミド系樹脂を含む請求項12記載の複合成形部材。
- 請求項10記載の複合部材の接着剤層に、少なくとも熱可塑性樹脂を含む組成物をモールドまたは積層し、複合成形部材を製造する方法。
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