JP2628131B2 - 接着剤組成物 - Google Patents

接着剤組成物

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JP2628131B2
JP2628131B2 JP5263114A JP26311493A JP2628131B2 JP 2628131 B2 JP2628131 B2 JP 2628131B2 JP 5263114 A JP5263114 A JP 5263114A JP 26311493 A JP26311493 A JP 26311493A JP 2628131 B2 JP2628131 B2 JP 2628131B2
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久司 橋本
一孝 大久
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ノガワケミカル株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、接着剤組成物に関し、
詳しくは、建築における各種外内装パネルの接着や玄関
ドアパネルの接着などに用いられ、その硬化皮膜が弾性
に富みかつ強靭な接着剤組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の接着対象物は、建築物の外装、内
装パネル、鉄道車両のドアパネルなドに見られるよう
に、接着面積が大型化している。また接着された材料
は、建築、土木、鉄道車両、自動車などのあらゆる産業
分野で利用され、様々な環境に晒される。特に冷熱条件
に晒された時には、各材料が持っている熱膨張係数によ
って材料の伸縮が起こる。
【0003】この場合、接着された2つの材料が異種材
料であれば、熱膨脹係数の違いによって各々の材料の収
縮が異なるため、接着剤層にストレスが集中する。特に
異種材料の接着や被接着物が大型化した場合には、環境
変化による材料の伸縮が大きい。更に接着剤が硬化する
時にも、同様なストレスが発生する。そして、このよう
に接着剤層へ集中したストレスが接着剤による接着強さ
を越えた時には接着の破壊が起こってしまう。
【0004】よって、耐久性に優れた強い接着を望む場
合には、接着剤層へ集中する上記ストレスの発生を少な
く抑えたり、あるいはストレスを吸収できるように、強
靭で弾性に富んだ硬化皮膜を持った接着剤(弾性接着
剤)が望まれる。このような弾性接着剤の用途は多く、
建築分野では各種外内装パネルの接着、玄関ドアパネル
の接着、タイルの接着、または電気・電子分野では振動
のかかるモータ部の接着などがある。さらに、防水シー
トの施工接着や人工芝の施工接着にも利用することがで
きる。
【0005】ところで従来、接着強さに優れた接着を望
む場合には、エポキシ系接着剤のように、三次元化して
硬くなる接着剤が利用されている。また剥離強さを優先
する時には、皮膜弾性に富んだウレタン系や合成ゴム系
の接着剤が利用されている。さらには、構造用接着剤と
呼ばれる強靭性を持った接着剤も開発されている。
【0006】これは接着剤の系中に、ハードセグメント
と呼ばれる硬い部分と、ソフトセグメントと呼ばれる柔
軟な部分とを併せ持つ複合形組成の接着剤である。この
ような構造用接着剤の一例としては、エポキシとポリウ
レタンとの複合形組成の場合、まず、ジエポキサイドと
水酸基を末端に持つウレタンオリゴマーとをプレリアク
ト(化学反応)し、これをジエポキサイドへ溶解させ
て、ウレタン変性エポキサイドとして接着剤の調整に利
用した、ウレタン変性エポキシ系接着剤が挙げられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来のウレタ
ン変性エポキシ系接着剤では、室温硬化性の場合には二
液形であり、一液形にする場合には加熱硬化性となって
しまうため、接着作業が煩雑である。また、ジエポキサ
イドとウレタンオリゴマーをプレリアクトするというよ
うな接着剤の製造段階において複雑な化学反応を伴うた
め、特別な製造設備が必要で製造が繁雑である。
【0008】そこで本発明の技術的課題の一つは、一液
形で且つ室温硬化性の接着剤を開発することであり、二
つ目はジエポキサイドとウレタンオリゴマーをプレリア
クトするような、接着剤の製造段階において複雑な化学
反応を伴なわずに、脱水雰囲気中で混練り加工するだけ
で製造できることにある。三つ目の課題は、接着剤の同
一系内にハ−ドセグメントとソフトセグメントを合わせ
持つような材料を選定することにあり、それによって特
別な製造設備を不要にして製造を容易にし、接着された
材料の伸縮に追随できる弾性皮膜を持った接着剤組成物
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、同一接着
剤系中において、室温・脱水雰囲気中で安定なハードセ
グメント成分とソフトセグメント成分を均一混合してお
き、系に湿気が与えられた時にハードセグメントとソフ
トセグメントとを別々に同時硬化し、硬化皮膜としてソ
フトセグメントにハードセグメントが微粒子混合した状
態を作って強靭性を持った弾性皮膜を完成させること
で、上記課題が解決できることを見出だして本発明を完
成させたものである。
【0010】本発明によれば、ビスフェノールAまたは
/およびビスフェノールFを骨格にするジエポキサイド
100重量部に対して、100〜250重量部の分子中
に2個以上のマスキングイソシアナート基を持つウレタ
ンオリゴマーと、1〜20重量部のケチミンを含有する
ことを特徴とする接着剤組成物が得られる。
【0011】また本発明によれば、前記接着剤組成物
は、前記ジエポキサイド100重量部に対して、0〜5
重量部のエチルシリケートを含有することを特徴とする
接着剤組成物が得られる。
【0012】また本発明によれば、前記接着剤組成物
は、さらに前記ジエポキサイド100重量部に対して、
0〜80重量部の無機充填剤を含有することを特徴とす
る接着剤組成物が得られる。
【0013】また本発明によれば、前記接着剤組成物
は、さらに前記ジエポキサイド100重量部に対して、
0〜30重量部の希釈剤を含有することを特徴とする接
着剤組成物が得られる。
【0014】さらに、本発明によれば、上記の接着剤組
成物を脱水雰囲気中で混練り加工して得られることを特
徴とする接着剤組成物が得られる。
【0015】本発明においては、ハードセグメントし
て、ジエポキサイドを選定した。ジエポキサイドとは、
分子中にエポキシ基を2個持つエポキシオリゴマーであ
るが、最終硬化物の性能、供給安定性や価格などを考慮
して、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルタイプ
およびビスフェノールFのジグリシジルエーテルタイプ
の単独および併用が好ましい。
【0016】また、ソフトセグメントとして、分子中に
2個以上のイソシアネート基を持つウレタンオリゴマー
を選定した。さらにジエポキサイドと共存させた時の保
存安定性を考慮して、マスキングイソシアナートを選定
した。この分子中に2個以上のマスキングイソシアナー
ト基を持つウレタンオリゴマーの添加量は、好適な弾性
皮膜を得るために、ジエポキサイド100重量部に対し
て、100〜250重量部が好ましい。硬化剤成分とし
ては、ケチミン(ケトン封鎖ポリアミン)を選定した。
ケチミンは、脂肪族ポリアミンとケトンとの次のような
反応により合成される。
【0017】
【化1】
【0018】ケチミンは、脱水系においてジエポキサイ
ドへ配合した時に優れた安定性を示すもので、ケチミン
の分子量については化学式中、n=1〜8、m=1〜8
である。また、塗膜にすると、空気中の水分を吸収して
アミンを再生する。このため、室温において容易にジエ
ポキサイドと反応する。
【0019】ケチミンの商品としては、例えば、油化シ
ェルニポキシの製品としては、エピキュアH−2(粘度
200〜500cP、アミン窒素含有量12.5〜1
4.5%、添加量30phr。ハイソリッド型塗料
用)、エピキュアH−3(粘度200〜500cP、ア
ミン窒素含有量9.5〜11.5%、添加量54ph
r。ハイソリッド型塗料用)、エピキュアH−5(粘度
200cP、アミン価370、添加量60phr。ハイ
ソリッド型塗料用)、エピキュアH−5S(粘度250
0cP、アミン価455、添加量48phr。ハイソリ
ッド型塗料用)、エピキュアH−6(粘度4000c
P、アミン価260、添加量94phr。ハイソリッド
型塗料用)などがある。また、ヘンケルの製品(独、ヘ
ンケル白水)としては、バ−サミンK11(粘度〔25
℃〕11cP、アミン価621〜701、活性水素当量
53、添加量28phr。塗料用)、バ−サミンK12
(粘度〔25℃〕2〜5cP、アミン価441〜56
1、活性水素当量57、添加量30phr。塗料用)、
バ−サミンK13(粘度〔25℃〕2〜5cP、アミン
価381〜461、活性水素当量91、添加量48ph
r。塗料用)等がある。
【0020】本発明におけるケチミンの役割は、塗膜に
なった時に空気中あるいは被着材表面の水分を吸収し、
分解してアミンを放出するものであり、このアミンがジ
エポキサイドと反応して架橋する。また分解して放出さ
れたアミンは、マスキングイソシアナート基のマスキン
グを外すための触媒になり、イソシアナートの水分によ
る硬化を助ける。このマスキングイソシアナ−ト基は、
次のような(化2)のはのうにより合成される。
【0021】
【化2】
【0022】本発明においてケチミンの添加量は、ジエ
ポキサイド100重量部に対して、1〜20重量部が有
効である。1重量部より少ないと接着剤としての硬化性
が悪くなり、また20重量部より多い場合には硬化が速
すぎて接着剤皮膜が発泡するため、接着剤の性質上好ま
しくない。
【0023】エチルシリケートの役割は、本発明におい
ては、接着剤系中の脱水である。本発明の接着剤組成物
を、窒素気流中あるいは真空中などで接着剤の混練り製
造を行った後に、そのまま容器に充填すれば空気中の水
分に触れることが少なく、接着剤の保存には十分であ
る。しかしながら、保存安定性を確保し、また信頼性を
高めるために接着剤系中の脱水が好ましく、このために
エチルシリケートの添加が望ましい。エチルシリケート
添加量は、特に制限はないが、上記の脱水効果を考慮し
て、ジエポキサイド100重量部に対して、5重量部ま
でが好ましい。
【0024】無機充填剤の役割は、本発明においては、
接着剤皮膜の補強および粘度調整である。無機充填剤と
しては、炭酸カルシウム、クレー、シリカなどの、ジエ
ポキサイドやマスキングイソシアナート基を持つウレタ
ンオリゴマーあるいはケチミンと反応性のないものが使
用される。特に炭酸カルシウムが有効である。
【0025】無機充填剤の添加量は、接着剤の用途に応
じて要求粘度が異なるものであるが、性能を大幅に変え
ることなく添加できるのは、ジエポキサイド100重量
部に対して、80重量部以下である。
【0026】また本発明において希釈剤の役割は、粘度
を調整して作業性の向上を図ることにある。希釈剤とし
ては、ブチルグリシジルエーテルやフェニルグリシジル
エーテルのようなエポキシ系の反応性希釈剤、あるいは
非反応性のフタル酸エステル系やリン酸エステル系など
の可塑剤が用いられる。更に非反応性のフタル酸エステ
ル系やリン酸エステル系などの可塑剤の添加は、粘度を
調節するだけでなく、硬化皮膜への柔軟性を与える役割
もある。
【0027】この希釈剤の添加量は、特に制限を有して
いないが、本発明の接着剤組成物では、ジエポキサイド
100重量部に対しては30重量部までで好ましい結果
を得ている。
【0028】本発明の接着剤組成物では、密閉保存容器
から塗付されて塗付皮膜になれば、空気中や被着材表面
の湿気によってケチミンが加水分解してアミンを放出す
る。そしてこのアミンがマスキングイソシアナートのマ
スクを外す触媒となり、ウレタンオリゴマーが湿気硬化
する。また放出されたアミンがジエポキサイドと反応
し、ジエポキサイドが硬化することにより、硬化エポキ
シ中にウレタン硬化物を微粒子分散させた系が形成され
て強靭性が発揮される。
【0029】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
発明の実施例に係る接着剤組成物は、次の表1に示すよ
うな組成を有するものである。即ち、ジエポキサイドと
してビスフェノールAジグリシジルエーテル(エポキシ
当量:190)あるいはビスフェノールFジグリシジル
エーテル(エポキシ当量:190)、ウレタンオリゴマ
ーとしてブロックイソシアナート当量1470のマスキ
ングイソシアナート(ACRウレタンPRX9187)
あるいはブロックイソシアナート当量1870のマスキ
ングイソシアナート(ACRウレタンPRX918
8)、ケチミンとしてアミン価25のケチミン、エチル
シリケート、無機充填剤として炭酸カルシウム、希釈剤
としてジブチルフタレートをそれぞれ含有する。尚、実
施例4は無機充填剤と希釈剤を含有していない。
【0030】
【表1】
【0031】次に、本発明の実施例に係る接着剤組成物
の作製方法について説明する。まず、ビスフェノールA
ジグリシジルエーテルないしビスフェノールFジグリシ
ジルエーテル、無機充填剤、希釈剤の表1の指定量をプ
ラネタリーミキサーに入れ、室温にて約30分間混練し
た。混練後は100〜120℃、真空度40mmHg以
上の真空度で、約1.5時間撹拌・混練して脱水した。
次いで温度40℃以下まで冷却しながら、プラネタリー
ミキサー内を窒素ガスを封入しながら減圧して常圧に戻
した。温度40℃以下まで冷却したら、エチルシリケー
トおよびマスキングイソシアナートを表1の指定量添加
して、窒素気流中で30分間混練しつづけた。そして最
後に、ケチミンを表1の指定量添加して、窒素気流中で
30分間混練した。
【0032】次に、本発明の実施例に係る接着剤組成物
の性能について説明する。接着剤組成物の性能は、
(イ)JIS K6833 7.1を応用したゲル化時
間(分、25℃)、(ロ)JIS A5758 4.1
1によるタックフリー試験(時間、25℃)、(ハ)J
IS K6253を参考にしたショアー硬度計A型によ
るショアーA硬度(硬化条件:室温10日)、(ニ)J
IS K6251による引張強さ(Kg/cm2 )、
(ホ)JIS K6251による切断時伸びである伸び
(%)、(ヘ)JIS K6252による引裂強さ(K
g/cm)、(ト)JIS K6854による90°剥
離強さ(Kg/25mm)で硬化条件が室温10日、に
より調査した。尚、(ハ)〜(ヘ)では温度23℃下と
温度0℃下でそれぞれ測定し、また(ト)では温度23
℃下で測定した。各々の試験結果を下表2に示す。
【0033】
【表2】
【0034】表2で示すように、本発明の実施例1〜7
は、いずれの試験においても、各々優れていることが判
明した。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、一液性で室温硬化性であるので接着作業性が良く、
また複雑な化学反応を伴うことなく脱水雰囲気中で混練
り加工するだけで製造できるので製造容易であるととも
に、材料の伸縮に追随できる接着剤皮膜が得られる接着
剤組成物を提供することができるものである。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビスフェノールAまたは/およびビスフ
    ェノールFを骨格にするジエポキサイド100重量部に
    対して、100〜250重量部の分子中に2個以上のマ
    スキングイソシアナート基を持つウレタンオリゴマー
    と、1〜20重量部のケチミンを含有することを特徴と
    する接着剤組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の接着剤組成物において、
    前記接着剤組成物は、前記ジエポキサイド100重量部
    に対して、0〜5重量部のエチルシリケートを含有する
    ことを特徴とする接着剤組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の接着剤組成物にお
    いて、前記接着剤組成物は、さらに、前記ジエポキサイ
    ド100重量部に対して、0〜80重量部の無機充填剤
    を含有することを特徴とする接着剤組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか記載の接着剤
    組成物において、前記接着剤組成物は、さらに前記ジエ
    ポキサイド100重量部に対して、0〜30重量部の希
    釈剤を含有することを特徴とする接着剤組成物。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか記載の接着剤
    組成を脱水雰囲気中で混練り加工して得られることを特
    徴とする接着剤組成物。
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JP2007169510A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Yokohama Rubber Co Ltd:The 建築用ウレタン塗膜防水材用接着剤および通気緩衝複合防水工法
JP2008050389A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Yokohama Rubber Co Ltd:The 建築用ウレタン塗膜防水材用接着剤、通気緩衝複合防水工法および通気緩衝複合防水工法を用いて製造される構造体

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