JP3638430B2 - 湿気硬化型接着剤組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明性を要求される接着剤、シーリング材として好適に用いられる湿気硬化型接着剤組成物に関するものである。
【0002】
【関連技術】
現在、反応性珪素基を有する重合体に、通常は炭酸カルシウム等の無機粉体を配合した組成物が、接着剤、シーリング材等として実用化されている。この場合の無機粉体の配合による効果は、主に該反応性珪素基を有する重合体に高凝集力を与えること及び被着材界面での接着性を向上させること等である。
【0003】
近年、ガラス、ポリカーボネート、アクリル等の透明性基材を接着、シールする場合、意匠性から接着剤、シーリング材にも透明性が要求されることがあるが、接着剤、シーリング材として充分な性能を満たす透明性の反応性珪素基を有する重合体組成物はなかった。
【0004】
つまり、接着剤、シーリング材に対する透明性を出すためには、(1)充填剤を配合しない方法及び(2)粒径の小さい無機充填剤を配合する方法がある。しかし、(1)の場合、十分な接着性は得られない等基本性能上の問題がある。(2)の場合、配合する無機充填剤の直径が0.01μm以上では充分な透明性が得られず、また、その直径が0.01μmより小さいと、少量の添加で粘度が急激に上がったり、貯蔵安定性が悪い等の問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、接着剤、シーリング材としての基本的性能を満足する上に透明性のある湿気硬化型接着剤組成物を得るべく鋭意研究を進めた結果、本発明に到達したものである。
【0006】
本発明は、透明性、作業性、貯蔵安定性に優れ、接着剤、シーリング材として好適に用いられる湿気硬化型接着剤組成物を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の湿気硬化型接着剤組成物は、(イ)加水分解により架橋可能な反応性珪素基を有し、分子鎖が実質的に(1)炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位及び/またはメタクリル酸アルキルエステル単量体単位と、(2)炭素数10以上のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位及び/またはメタクリル酸アルキルエステル単量体単位とからなる共重合体、及び(ロ)加水分解により架橋可能な反応性珪素基を有するオキシアルキレン重合体からなる混合物(A)、及び粒径0.01〜300μmの非乱反射粉体である高分子粉体(B)からなり、前記混合物(A)100重量部に対し、前記高分子粉体(B)2重量部〜300重量部を配合させ、前記混合物(A)の屈折率と前記高分子粉体(B)の屈折率との差が0.1以下であるようにそれらの屈折率を一致させてなる透明性に優れた湿気硬化型接着剤組成物である。
【0008】
前記混合物(A)に屈折率調整剤を加えることにより、前記混合物(A)を主成分とする液相成分の屈折率と前記高分子粉体(B)の屈折率を一致させることが好ましい。前記高分子粉体(B)が、(メタ)アクリル酸エステルモノマーを単独で重合するか、もしくは、該モノマーと1種以上のビニル系モノマーとを共重合することによって得られる重合体であることが好ましい。本発明の湿気硬化型接着剤組成物に、硬化触媒(C)及びアミノシラン接着付与剤(D)をさらに配合することが好ましい。また、本発明の湿気硬化型接着剤組成物に粒径0.01〜300μmの非乱反射粉体である非晶質シリカ(E)をさらに配合することが好ましい。
【0009】
本発明の混合物(A)における反応性珪素基は、シロキサン結合を形成することによって架橋しうる珪素含有官能基であり、以下の一般式(I)で表わされるものである。
【0010】
【化1】
【0011】
(式中、R1は炭素数1〜20の置換もしくは非置換の1価の有機基またはトリオルガノシロキシ基、Xは水酸基または異種もしくは同種の加水分解性基、aは0,1または2の整数、bは0,1,2または3の整数でa=2でかつb=3にならない、mは0〜18の整数。)
【0012】
本発明で用いられる非乱反射粉体としては、高分子粉体(B)(及び非晶質シリカ(E))を用いることができる。
【0013】
本発明で用いられる高分子粉体(B)は、乳化重合、懸濁重合等により製造され市販されている。(メタ)アクリル酸(エステル)、酢酸ビニル、エチレン、塩化ビニル等は汎用性のあるモノマーとして知られているが、これらのモノマーを単独で重合させて得られた重合体や、接着性等の物性を考慮して必要に応じてこれらのモノマーと他のモノマーとを共重合させて得られた重合体を原料として、上記高分子粉体は提供されている。上記した汎用性のあるモノマーのうちで、とりわけ、メタクリル酸メチルは、その重合体を原料とした高分子粉体が透明性,耐候性に優れており好ましい。
【0014】
上記高分子粉体としては、アクリル系高分子粉体やビニル系高分子粉体が好適に用いられる。アクリル系高分子粉体はシリル基含有重合体、特にシリル基含有アクリル重合体と組み合わされて用いるのが好適である。ビニル系高分子粉体はシリル基含有重合体と組み合わせるのが好ましい。
【0015】
ここで、前記混合物(A)100重量部に対する高分子粉体(B)の配合部数は、2重量部〜300重量部が好適であり、5重量部〜150重量部がさらに好ましく、特に10重量部〜75重量部が、接着性、流動性の点から最も好ましい。この配合部数が2重量部に達しないと、充分な接着性が得られず、一方300重量部を越えると、組成物の粘度が著しく高くなり、接着剤硬化物は脆くなるため接着強度が低くなってしまう。
【0016】
前記高分子粉体(B)の粒径が0.01μmに満たないと、単分散した乾燥粉体を得ることが困難となり、一方、粒径が300μmを越えると、接着剤層が薄くできず、表面の平滑性に欠ける等の問題があり好ましくない。したがって、該高分子粉体(B)の粒径は0.01μm〜300μmが好適であり、好ましくは0.1μm〜100μm、更に好ましくは1μm〜30μmである。
【0017】
本発明の湿気硬化型接着剤組成物の透明性をより向上させるために、液相である反応性珪素基を有する共重合体(イ)とオキシアルキレン重合体(ロ)の混合物(A)の屈折率と、固相である非乱反射粉体(即ち、高分子粉体(B)、もしくは高分子粉体(B)と非晶質シリカ(E)の配合物)の屈折率を極力一致させるのが好適である。液相と固相の屈折率の差は、0.03〜0.1が好適であり、0.02〜0.05がさらに好ましく、特に0.01〜0.02が透明性の点から最も好ましい。
【0018】
固相の高分子粉体(B)の屈折率に合わせるために、液相の混合物(A)に相溶する石油樹脂等の材料を必要量配合することができる。また、液相の屈折率に合わせるために、固相である高分子粉体(B)のモノマー配合を適宜変更することもできる。
【0019】
固相の高分子粉体(B)の屈折率と液相の混合物(A)の屈折率を一致させる方法としては、(イ)高分子粉体(B)の屈折率に混合物(A)の屈折率を合わせる方法、(ロ)混合物(A)の屈折率に高分子粉体(B)の屈折率を合わせる方法、がある。
【0020】
(イ)の方法としては、通常(A)の屈折率の方が低いため、(A)の屈折率(1.46〜1.48程度)より高いエポキシ樹脂{例:エピコート828〔ビスフェノールA、油化シェルエポキシ(株)製、屈折率1.57〕}、石油樹脂{例:FTR6100〔C5とC9の共重合物、三井石油化学(株)製、屈折率1.56〕}、テルペンフェノール樹脂{例:ポリスターT145〔ヤスハラケミカル(株)製、屈折率1.59〕}等の物質を反応性を有する重合体に加熱溶融する方法により、(A)の屈折率を高くすることができる。
【0021】
(ロ)の方法は、屈折率を高くするものとしては、例えば、塩化ビニル〔屈折率1.53(重合体)〕、アクリロニトリル〔屈折率1.52(重合体)〕等の単量体を本発明で用いる(メタ)アクリル酸エステル単量体に共重合する方法がある。屈折率を低くするものとして、例えば、ラウリルメタクリレート〔屈折率1.44(単量体)〕、アリルメタクリレート〔屈折率1.44(単量体)〕、2(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート〔屈折率1.43(単量体)〕等の単量体を本発明で用いる(メタ)アクリル酸エステル単量体に共重合する方法がある。
【0022】
また、本発明の湿気硬化型接着剤組成物を用いて、プラスチックを接着した場合には、従来の炭酸カルシウムを充填剤に用いた組成物では得られない接着性改良の効果が見られる。さらに、本発明の湿気硬化型接着剤組成物は、耐酸性等の耐薬品性にも優れ、低比重化等の有用性も見られる。
【0023】
本発明の湿気硬化型接着剤組成物に対しては、透明性を有する各種助剤を添加することもできるが、例えば、無機粉体としてシリカ微粉を添加することができる。また、必要に応じて接着付与剤を添加することもできる。粘度調整等の必要に応じ、非乱反射粉体を溶解させない液状物質を添加することができる。
【0024】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
【0025】
(実施例1〜3及び比較例1)
表1に示した配合(単位:重量部)で各成分をプラネタリーミキサーに入れて100℃、10mmHgで1時間混合した後、20℃に冷却し、硬化触媒、接着付与剤を入れて、10分間真空混合してそれぞれの配合に対する室温硬化性接着剤組成物を得た。
【0026】
なお、FTR8100の配合量は次の方法で決定する。まず、反応性珪素基を有する重合体に屈折率調整剤となるFTR8100を適当な比で加熱溶融し、20℃でアッベ屈折計で屈折率を測定する。FTR8100配合比と屈折率のX−Yプロットをとる。主充填剤となる粉体の屈折率に一致するFTR8100配合量が求める配合量である。
【0027】
さらに、このようにして得たそれぞれの室温硬化性接着剤組成物について貯蔵安定性、透明性及び接着強さの評価を行い、その結果を表1に示した。
【0028】
【表1】
【0029】
表1中の各成分は次の通りである。
サイリルMA450:主鎖がポリオキシプロピレンで分子末端にジメトキシシリル基を有する重合体と、主鎖がポリメタクリル酸エステルの共重合物で分子中にジメトキシシリル基を有する重合体との混合物の商品名〔鐘淵化学工業(株)製〕。
MR13G:メタクリル酸エステル重合体粉体(平均粒径 約1μm)の商品名〔綜研化学(株)製〕。
FTR8100:C5とC9の共重合系石油樹脂の商品名〔三井石油化学(株)製〕。
ヒューズレックスE2:非晶質シリカ(平均粒径5μm)の商品名〔龍森(株)製〕。
アエロジル200:シリカ微粉の商品名〔日本アエロジル(株)製〕。
ジブチル錫ジラウレート:硬化触媒
SH6020:接着付与剤〔γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン〕の商品名〔東レダウコーニングシリコーン(株)製〕。
【0030】
なお、表1における各性能評価は以下のように行った。
【0031】
貯蔵安定性(*1):50℃7日経過後の粘度と初期粘度との比で次のように評価した。◎:1.2倍>、△:1.2〜1.3倍、×:1.3倍<。
【0032】
透明性(*2):厚さ2mmのアクリル板間に3mmのスペーサを用いて接着剤を伸ばし、その透明性を観察し次のように評価した。◎:無色透明、○:無色で少し白濁、×:白濁状態。
【0033】
接着強さ(*3):アクリル板(2×25×100mm)の接着面積25×25mmに接着剤を200μm厚に塗布し、オープンタイムを3分とって貼り合わせ、20℃で7日養生し、引っ張り速さ50mm/分で接着強さを測定した。
【0034】
表1の結果から明らかなように、実施例1は、透明性充填剤がMR13Gのため、透明性が特に良好で接着強さも高い。実施例2は、透明性充填剤がMR13GとヒューズレックスE2の併用のため、屈折率をMR13Gに合わせているため、若干透明性が落ちている。
【0035】
実施例3は実施例2のヒューズレックスE2をアエロジル200に変えたもので、アエロジルの粒径が小さいため、透明性が良好である。また、おそらくアエロジル添加により硬化物の凝集力が上がっているため、接着強さも高くなっている。
【0036】
比較例1の場合は貯蔵安定性及び透明性では優れているものの接着強さが大幅に低下していることがわかった。
【0037】
【発明の効果】
上述の如く、本発明の湿気硬化型接着剤組成物は、透明性、作業性、貯蔵安定性に優れ、接着剤、シーリング材として好適に用いられるという効果を奏する。
Claims (5)
- (イ)加水分解により架橋可能な反応性珪素基を有し、分子鎖が実質的に
(1)炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位及び/またはメタクリル酸アルキルエステル単量体単位と、
(2)炭素数10以上のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位及び/またはメタクリル酸アルキルエステル単量体単位とからなる共重合体、及び
(ロ)加水分解により架橋可能な反応性珪素基を有するオキシアルキレン重合体からなる混合物(A)、並びに
粒径0.01〜300μmの非乱反射粉体である高分子粉体(B)からなり、
前記混合物(A)100重量部に対し、前記高分子粉体(B)2重量部〜300重量部を配合させ、前記混合物(A)の屈折率と前記高分子粉体(B)の屈折率との差が0.1以下であるようにそれらの屈折率を一致させてなる透明性に優れた湿気硬化型接着剤組成物。 - 前記混合物(A)に屈折率調整剤を加えることにより、前記混合物(A)を主成分とする液相成分の屈折率と前記高分子粉体(B)の屈折率を一致させてなる請求項1記載の湿気硬化型接着剤組成物。
- 前記高分子粉体(B)が、(メタ)アクリル酸エステルモノマーを単独で重合するか、もしくは、該モノマーと1種以上のビニル系モノマーとを共重合することによって得られる重合体である請求項1又は2記載の湿気硬化型接着剤組成物。
- 硬化触媒(C)及びアミノシラン接着付与剤(D)をさらに配合することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の湿気硬化型接着剤組成物。
- 粒径0.01〜300μmの非乱反射粉体である非晶質シリカ(E)をさらに配合することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の湿気硬化型接着剤組成物。
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