JP2612485B2 - 2液型接着剤 - Google Patents
2液型接着剤Info
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Description
シロキサン結合を形成することにより架橋し得る珪素原
子含有基(以下「反応性珪素基」という)を少なくとも
1個有するゴム系有機重合体とエポキシ樹脂とを主成分
とする硬化性樹脂組成物は、本願出願前公知である(特
開昭61−268720号公報)。
成物を2液型接着剤として用いる場合、即ち上記ゴム系
有機重合体を一方の成分とし、エポキシ樹脂及びゴム系
有機重合体の硬化触媒を他方の成分とする2液型接着剤
として用いる場合、下記のような欠点が生ずることが見
い出された。即ち、後者の成分は、貯蔵安定性に乏し
く、従って該組成物を長期間放置した後に2液型接着剤
の1成分として用いる際に、該接着剤の硬化速度が遅く
なり、硬化反応が迅速に進行し得なくなることが判明し
た。この傾向はエポキシ樹脂を含む成分が充填剤、特に
無機充填剤を含む場合顕著である。
2液型接着剤を開発すべく鋭意研究を重ねて来た。その
結果、エポキシ樹脂含有成分にカルボン酸を配合した場
合に、本発明の所期の目的を達成し得ることを見い出し
た。本発明は、斯かる知見に基づき完成されたものであ
る。
系有機重合体及び(2)エポキシ樹脂硬化剤を含有する
組成物(以下「組成物A」という)、並びに (B)(1)エポキシ樹脂、(2)上記ゴム系有機重合
体の硬化触媒及び(3)カルボン酸を含有する組成物
(以下「組成物B」という) からなる2液型接着剤に係る。
とも1個有するゴム系有機重合体とエポキシ樹脂硬化剤
とを含有するものである。
体の骨格をなす重合体としては、例えばプロピレンオキ
シド、エチレンオキシド、テトラヒドロフラン等の環状
エーテルの重合で得られるポリエーテル系;アジピン酸
等の2塩基酸とグリコールとの縮合又はラクトン類の開
環重合で得られるポリエステル系;エチレン−プロピレ
ン共重合体系;ポリイソブチレン又はイソブチレンとイ
ソプレン等との共重合体系;ポリクロロプレン;ポリイ
ソプレン又はイソプレンとブタジエン、スチレン、アク
リロニトリル等との共重合体系;ポリブタジエン又はブ
タジエンとスチレン、アクリロニトリル等との共重合体
系;ポリイソプレン、ポリブタジエン又はイソプレンと
ブタジエンとの共重合体を水素添加して得られるポリオ
レフィン系;エチルアクリレート、ブチルアクリレート
等のモノマーをラジカル重合して得られるポリアクリル
酸エステル又は前記アクリル酸エステルと酢酸ビニル、
アクリロニトリル、スチレン、エチレン等との共重合体
系;本発明に用いるゴム系有機重合体中でビニルモノマ
ーを重合して得られるグラフト重合体系;ポリサルファ
イド系等の重合体等が挙げられる。これらの中ではポリ
プロピレンオキシド系ポリエーテル等の一般式: −R−O− 〔式中Rは炭素数2〜4の2価のアルキレン基を示
す。〕 で表わされる繰返し単位を有するポリエーテル、ポリプ
ロピレンオキシド等のポリエーテルの存在下でアクリル
酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル
等のビニルモノマーを重合させて得られるグラフト重合
体等の重合体又は共重合体、ポリアクリル酸アルキルエ
ステル又はアクリル酸アルキルエステルを50重量%以上
含有するアクリル酸アルキルエステルと酢酸ビニル、ア
クリロニトリル、スチレン、エチレン等との共重合体
が、反応性珪素基を分子末端に導入させ易く、また無溶
剤で液状重合体を製造し易い等の点から、好適である。
るものではないが、代表的なものを示すと、例えば一般
式(1) 〔式中、R1及びR2は、いずれも炭素数1〜20の炭化水素
基当は(R′)3SiO−(R′は炭素数1〜20の1価の炭
化水素基であり、3個のR′は同一であってもよく、異
なっていてもよい)で表わされるトリオルガノシロキシ
基を示し、R1又はR2が2個以上存在するとき、それらは
同一であってもよく、異なっていてもよい。Xは水酸基
又は加水分解性基を示し、Xが2個以上存在するとき、
それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。a
は0、1、2又は3を、bは0、1又は2をそれぞれ示
す。またm個の におけるbは同一である必要はない。mは0又は1〜9
の整数を示す。但し、a+(bの和)≧1を満足するも
のとする。〕 で表わされる基が挙げられる。
ラノール縮合触媒の存在下又は非存在下でシラノール縮
合反応を起こし架橋する。またXが加水分解性基である
場合には、該反応性珪素基はシラノール縮合触媒の存在
下又は非存在下で水分により加水分解反応及びシラノー
ル縮合反応を起こし架橋する。
れず、従来公知の加水分解性基が包含され、具体的に
は、例えば水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、ア
シルオキシ基、ケトキシメート基、アミノ基、アミド
基、酸アミド基、アミノオキシ基、メルカプト基、アル
ケニルオキシ基等が挙げられる。これらのうちでは、水
素原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメー
ト基、アミノ基、アミド基、アミノオキシ基、メルカプ
ト基及びアルケニルオキシ基が好ましく、加水分解性が
マイルドで取扱い易いという観点から、アルコキシ基が
特に好ましい。
の範囲で結合することができ、(a+bの和)は1〜5
の範囲が好ましい。加水分解性基や水酸基が反応性珪素
基中に2個以上結合する場合には、それらは同一であっ
てもよく、異なっていてもよい。
く、2個以上であってもよいが、シロキサン結合等によ
り連結された珪素原子の場合には、20個程度まであって
もよい。特に一般式(2) 〔式中、R2、X及びaは前記と同じ。〕 で表わされる反応性珪素基が入手容易性の点から好まし
い。
〜20の1価の炭化水素基としては、炭素数1〜20のアル
キル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のア
ラルキル基等を例示でき、より具体的にはメチル基、エ
チル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロア
ルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル基等の
アラルキル基等が挙げられる。またトリオルガノシロキ
シ基としては、具体的にはR′がメチル基、フェニル基
等である(R′)3SiO−で示されるトリオルガノシロキ
シ基等が挙げられる。これらの中ではメチル基が特に好
ましい。
に結合している。反応性珪素基とゴム系重合体主鎖間の
結合において、Si−O−C結合のような結合がある
ことは、水分による結合の開裂があり得るため、望まし
くない。反応性珪素基中、ゴム系有機重合体主鎖に最も
近い珪素原子は、Si−C結合で結合されていること
が好ましい。
も1個、好ましくは1.2〜6個存在するのがよい。分子
中に含まれる反応性珪素基の数が1個未満になると、硬
化性が不充分になり、良好なゴム弾性挙動を発現し難く
なる。
してもよく、内部に存在してもよく、或いは両方に存在
してもよい。特に反応性珪素基が分子鎖末端に存在する
場合には、形成される硬化物において架橋点間の分子鎖
長が長くなるため、ゴム弾性特性が効果的に現れ易く、
従って本発明の接着剤に配合されるエポキシ樹脂の脆さ
が改善され易くなり、一方ゴム系有機重合体主体のゴム
硬化物の場合には高強度が得られ易くなる等の点から好
ましい。
知の方法で行なえばよく、例えば下記(1)〜(4)の
方法が挙げられる。
オキシプロピルメチルジアルコキシシラン、メタクリロ
イルオキシプロピルトリアルコキシシラン等のような共
重合可能な不飽和基と反応性珪素基とを分子中に有する
モノマーをエチレン、プロピレン、イソブチレン、クロ
ロプレン、イソプレン、ブタジエン、アクリル酸エステ
ル等の重合性モノマーと共重合させたり、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルメチルジメトキシシラン等のような共重合可能な
エポキシ基及び反応性珪素基を分子中に有するモノマー
をプロピレンオキシド又はエチレンオキシド等と共重合
させる方法。
ことができる。
るメルカプトプロピルトリアルコキシシラン、メリカプ
トプロピルメチルジアルコキシシラン等のようなメルカ
プト基やジスルフィド基等と反応性珪素基とを分子中に
有する化合物を連鎖移動剤として使用してラジカル重合
性モノマーを重合させる方法。
−2−シアノヘキサン)等の反応性珪素基を含有するア
ゾ系又は過酸化物系重合開始剤を使用してラジカル重合
性モノマーを重合させる方法。
合体分子末端に導入される。
キシル基、メルカプト基、エポキシ基、イソシアネート
基等の官能基(以下「Y官能基」という)を有する重合
体を使用し、該Y官能基と反応し得る官能基を分子中に
含有し、且つ反応性珪素基を有する化合物をY官能基と
反応させる方法。
しては、例えば特公昭45−36319号12154号公報、同49−
32673号公報、公報、同46−特開昭50−156599号公報、
同51−73561号公報、同54−6098号公報、同55−13767号
公報、同54−13768号公報、同55−82123号公報、同55−
123820号公報、同55−125121号公報、同55−131021号公
報、同55−131022号公報、同55−135135号公報、同55−
137129号公報、同57−179210号公報、同58−191703号公
報、同59−78220号公報、同59−78221号公報、同59−78
222号公報、同59−78223号公報、同59−168014号公報等
に開示されているものを挙げることができる。
分子量は、500〜50000程度であるのが好ましく、1000〜
20000程度が特に好ましい。本発明では、斯かるゴム系
有機重合体を、1種単独で使用してもよいし、2種以上
併用してもよい。
化剤としては、一般に使用されているエポキシ樹脂用硬
化剤を広く使用できる。具体的には、トリエチレンテト
ラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプ
ロピルアミン、N−アミノエチルピペラジン、m−キシ
リレンジアミン、m−フェニレンジアミン、ジアミノジ
フェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホ
ロンジアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチ
ル)フェノール等のアミン類;第3級アミン塩類;ポリ
アミド樹脂類;イミダゾール類;ジシアンジアミンド
類;三弗化硼素錯化合物類;無水フタル酸、ヘキサヒド
ロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、エンドメ
チレンテトラヒドロ無水フタル酸、ドデシニル無水コハ
ク酸、無水ピロメリット酸、無水クロレン酸等の無水カ
ルボン酸類;アルコール類;フェノール類;カルボン酸
類等を例示できる。本発明においては、斯かる硬化剤
は、1種単独で、又は2種以上混合して使用される。
重合体とエポキシ樹脂硬化剤との配合割合としては特に
制限されるものではないが、エポキシ樹脂硬化剤は、組
成物Bから注入されるエポキシ樹脂100重量部に対し、
通常0.1〜300重量部程度、好ましくは0.5〜100重量部程
度となるように配合されるのがよい。
ム系有機重合体の硬化触媒及びカルボン酸を含有するも
のである。
公知のものを広く使用でき、例えばエピクロルヒドリン
−ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エピクロルヒドリ
ン−ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラブロモビ
スフェノールAのグリシジルエーテル等の難燃型エポキ
シ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、水添ビスフェノー
ルA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAプロピレンオキ
シド付加物のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、p−
オキシ安息香酸グリシジルエーテルエステル型エポキシ
樹脂、m−アミノフェノール系エポキシ樹脂、ジアミノ
ジフェニルメタン系エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキ
シ樹脂、各種脂環式エポキシ樹脂、N,N−ジグリシジル
アニリン、N,N−ジグリシジル−o−トルイジン、トリ
グリシジルイソシアヌレート、ポリアルキレングリコー
ルジグリシジルエーテル、グリセリン等の多価アルコー
ルのグリシジルエーテル、ヒダントイン型エポキシ樹
脂、石油樹脂等の不飽和重合体のエポキシ化物等が挙げ
られる。これらの中では、特に式 で示されるエポキシ基を少なくとも分子中に2個含有す
るものが、硬化に際し反応性が高く、また硬化物が3次
元的網目を作り易い等の観点から、好適である。本発明
では、ビスフェノールA型エポキシ樹脂及びノボラック
型エポキシ樹脂が最も好適である。本発明では、斯かる
エポキシ樹脂は、1種単独で、又は2種以上混合して用
いられる。
ル縮合触媒として従来公知のものを広く使用できる。そ
の具体例としては、例えばテトラブチルチタネート、テ
トラプロピルチタネート等のチタン酸エステル類;ジブ
チルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、ジブ
チルスズジアセテート、オクチル酸スズ、ナフテン酸ス
ズ等のスズカルボン酸塩類;ジブチルスズオキサイドと
フタル酸エステルとの反応物;ジブチルスズジアセチル
アセテート;アルミニウムトリスアセチルアセトナー
ト、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ジイ
ソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート等の
有機アルミニウム化合物類;ジルコニウムテトラアセチ
ルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート等
のキレート化合物類;オクチル酸鉛;ブチルアミン、オ
クチルアミン、ジブチルアミン、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエ
チレントリアミン、トリエチレンテトラミン、オレイル
アミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ジエ
チルアミノプロピルアミン、キシリレンジアミン、トリ
エチレンジアミン、グアニジン、ジフェニルグアニジ
ン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノー
ル、ホモホリン、N−メチルモルホリン、2−エチル−
4−メチルイミダゾール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,
0)ウンデセン−7(DBU)等のアミン系化合物、或いは
これらのカルボン酸等との塩;過剰のポリアミンと多塩
基酸とから得られる低分子量ポリアミド樹脂;過剰のポ
リアミンとエポキシ化合物との反応生成物;アミノ基を
有するシランカップリング剤、例えばγ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)アミ
ノプロピルメチルジメトキシシラン等のシラノール縮合
触媒、更には他の酸性触媒、塩基性触媒等の公知のシラ
ノール縮合触媒等が挙げられる。これらの触媒は単独で
使用してもよく、2種以上併用してもよい。
数が1〜40個のものである限り従来公知のものを広く使
用することができる。斯かるカルボン酸の中でも、直鎖
又は分枝鎖状の飽和又は不飽和脂肪酸が好適であり、総
炭素数が8〜40個の高級脂肪酸が特に好適である。斯か
る高級脂肪酸を具体的に示すと、例えばカプリル酸、カ
プリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン
酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸等の飽和脂肪
酸、ミリストレイ酸、パルミトレイ酸、オレイン酸、リ
ノール酸、リノレン酸、エイコセン酸、アラキドン酸等
の不飽和脂肪酸等を挙げることができる。これらカルボ
ン酸は、1種単独で又は2種以上混合して使用される。
硬化触媒及びカルボン酸の配合割合としては特に制限さ
れるものではない。しかしエポキシ樹脂については、組
成物Aで用いられるゴム系有機重合体/エポキシ樹脂の
重量比が通常1/100〜100/1程度、特に10/100〜100/10と
なるように配合されるのがよい。エポキシ樹脂の配合量
が少な過ぎると、得られる硬化物の弾性率等の機械的強
度が不十分になり、また逆にエポキシ樹脂の配合量が多
過ぎると、得られる硬化物が脆くなり、いずれも好まし
くない。また硬化触媒は、組成物Aから混入されるゴム
系有機重合体に対し、通常0.1〜20重量部程度、好まし
くは0.5〜10重量部程度となるように配合されるのがよ
い。更にカルボン酸は、B液に対して通常0.05〜20重量
%程度、好ましくは0.1〜10重量%程度となるように配
合されるのがよい。カルボン酸の配合量が少な過ぎる
と、貯蔵安定性の改善効果が小さくなり、また逆にカル
ボン酸の配合量が多過ぎると、得られる硬化物の物性に
影響を及ぼすという欠点が生ずる傾向となり、いずれも
好ましくない。
ことができる。充填剤としては、例えば木粉、パルプ、
木綿チップ、アスベスト、ガラス繊維、炭素繊維、マイ
カ、クルミ殻粉、グラファイト、カーボンブラック、炭
酸カルシウム、タルク、炭酸マグネシウム、石英、アル
ミニウム微粉末、フリント粉末、亜鉛粉等を挙げること
ができる。本発明の組成物Bがこれら充填剤、特に無機
充填剤を含む場合、本発明の効果が顕著である。充填剤
の使用量は、ゴム系有機重合体とエポキシ樹脂の合計量
100重量部に対して通常1〜500重量部程度、特に10〜30
0重量部程度の範囲が好ましい。
化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、発泡剤等を必要
に応じ添加され得る。
なく、従来の2液型接着剤と同様の方法でされ得る。
る組成物に充填剤を配合した場合にあっても、貯蔵安定
性に優れた2液型接着剤を得ることができる。
掲げる。尚、以下単に「部」とあるのは「重量部」を、
「%」とあるのは「重量%」を意味する。
及びポリプロピレントリオール(数平均分子量3000)10
部を出発原料とし、塩化メチレンを使用して分子量ジャ
ンプ反応を行った後、アリルクロライドで分子鎖末端を
キャッピングして得られるアリルエーテル基が全末端の
99%に導入された数平均分子量8000のポリプロピレンオ
キシド800gを撹拌機付耐圧反応容器に入れ、メチルジメ
トキシシラン20gを加えた。次いで塩化白金酸触媒溶液
(H2PtCl6・6H2Oの8.9gをイソプロピルアルコール18ml
及びテトラヒドロフラン160mlに溶解させた溶液)0.40m
lを加えた後、80℃で6時間反応させた。
析法により定量したところ、ほとんど残存していなかっ
た。またNMR法により珪素基の定量をしたところ、分子
末端に を1分子当り約1.75個有するポリプロピレンオキシドが
得られた。
発原料とし、塩化メチレンを使用して分子量ジャンプ反
応を行なった後、アリルクロライドで分子鎖末端をキャ
ッピングして得られるアリルエーテル基が全末端の95%
に導入された数平均分子量5000のポリプロピレンオキシ
ド500gを撹拌機付耐圧反応容器に入れ、トリエトキシシ
ラン32gを加えた。次いで塩化白金酸触媒溶液(製造例
1と同様組成)0.40mlを加えた後、90℃で3時間反応さ
せた。減圧下で過剰のシランを除去した後、NMR法によ
り珪素の定量をしたところ、分子末端に(CH3CH2O)3Si
CH2CH2CH2O−基を1分子当り約1.8個有するポリプロピ
レンオキシドが得られた。
撹拌機付フラスコに仕込み、次いでトリレンジイソシア
ネート26gとジブチルスズジラウレート0.2gとを加え、1
00℃で5時間窒素ガス気流下にて撹拌しながら反応させ
た。その後γ−アミノプロピルトリエトキシシラン22.1
gを加え、100℃で3時間撹拌しながら反応させ、平均分
子量約6600、末端にトリエトキシシリル基を有し、分子
中に約2個の反応性珪素基を有するポリエーテルを得
た。
0g、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキ
シシラン2.2g、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキ
シシラン1.8g及び2,2′−アゾビスイソブチロニトリル
0.5gを混合、撹拌し、均一に溶解させた。該混合物25g
を攪拌機及び冷却管付の200ml4つ口フラスコに入れ、窒
素ガスを通じながら油浴で80℃に加熱した。数分後重合
が始まり発熱したが、その発熱が穏やかになってから残
りの混合液を滴下ロートを用いて、3時間かけて徐々に
滴下して重合させた。滴下終了後、15分後及び30分後に
それぞれAIBN0.15gずつを追加した。追加終了後、30分
間撹拌を続け重合反応を終了させた。
トグラフ(GPC)で分析したところ、数平均分子量が約1
0000であった。
−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)1
部、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン1部、ビニルトリメトキシシラン3
部、重質炭酸カルシウム48部及び2,4,6−トリス−(ジ
メチルアミノメチル)フェノール5部を三本ペイントロ
ールを用いてよく混合して配合物を得る。
フェノールA型エポキシ樹脂)50部、重質炭酸カルシウ
ム25部、#918(有機錫化合物、三共有機合成(株))
1部及びステアリン酸3部を三本ペイントロールでよく
混合して配合物を得る。
50℃で1ケ月間貯蔵した後、A液20gとB液10gとを混合
し、23℃、50%RH下で硬化させ、表面硬化時間(接触で
のタックフリー時間)を測定した。
全く同様にしてタックフリー時間を測定した結果を比較
例1として第1表に示す。第1表から、ステアリン酸を
添加することにより、貯蔵安定性が大幅に改善されるこ
とがわかる。
い、JIS K 6850及びJIS K 6854に従って接着剤と
しての評価を行なった。引張剪断強度測定用には、JIS
H 4000のアルミニウム板A−1050P(100×25×2mm
試験片)を用い、上記混合物をヘラで塗布して貼合わ
せ、手で圧着し試験サプルを作製した。T字剥離接着強
さは、JIS H 4000のアルミニウム板A1050P(200×25
×0.1mm試験片)を用いて上記混合物をヘラで約0.5mmの
厚さに塗布して貼合わせ、5kgのハンドローラーを用い
て長さ方向に往復しないように5回圧着して試験サンプ
ルを作製した。これら接着試験サンプルを23℃で2日、
更に50℃で3日間硬化養生し、引張試験に供した。引張
速度は引張剪断の場合は50mm/分、T字剥離の場合は200
mm/分で行なった。50℃で1ケ月貯蔵後のA液及びB液
を用いて作製された接着試験サンプルでの接着強度は、
第1表に示されているが、比較例1は強度低下があるの
に対し、実施例1では貯蔵前と変らない強度を有する。
各種カルボン酸を使用した以外は実施例1と同様にして
求めた結果を実施例2〜7として第2表に示す。
ーの代りに製造例2〜4のポリマーを使用する以外は、
実施例1と同様にして、タックフリーを測定した結果を
実施例8〜10として第3表に示す。
Claims (1)
- 【請求項1】(A)(1)珪素原子に結合した水酸基又
は加水分解性基を有し、シロキサン結合を形成すること
により架橋し得る珪素原子含有基を少なくとも1個有す
るゴム系有機重合体及び(2)エポキシ樹脂硬化剤を含
有する組成物、並びに (B)(1)エポキシ樹脂、(2)上記ゴム系有機重合
体の硬化触媒及び(3)カルボン酸を含有する組成物 からなる2液型接着剤。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63299089A JP2612485B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 2液型接着剤 |
EP89121876A EP0370531B1 (en) | 1988-11-25 | 1989-11-27 | Two pack type curable composition comprising epoxy resin and silicon-containing elastomeric polymer |
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