JP4076378B2 - 硬化性樹脂組成物とその製造方法並びにそれを用いた接着方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種被着材へのはく離接着性・密着性と硬化物の伸びに優れ、且つ塗り置き時間(オープンタイム)後の接着強度に優れ、加えて硬化前の粘度が低粘度である硬化性樹脂組成物、その製造方法及びそれを用いた接着方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
イソシアネート基末端のウレタンプレポリマーに、特定置換基を持ったアミノシランを反応させて得た、主鎖がポリオキシアルキレン構造で、反応性珪素基を有するシリル化ウレタン系樹脂は、ウレタン結合を持つため各種被着材への密着性は良いものの、硬化物の伸びが良好でないという問題点を有する。
この問題を解決するために、該シリル化ウレタン系樹脂に分子中に反応性珪素基を有するビニル重合体を組み合わせ、伸びに優れた硬化物を得る手法が考案されている(特願2001―9983号)。
しかし、この硬化性樹脂組成物においては、塗り置き時間(オープンタイム)後の接着強度が劣り、また、さらに接着性を改善しようとしてビニル重合体に反応性珪素基を大量に導入すると再び硬化物が硬くもろくなり、さらにABS等のプラスチック材料への接着性が低下するという欠点を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特定のビニル重合体を用いることにより、以上の欠点を克服した、各種被着材へのはく離接着性・密着性と硬化物の伸びに優れ、且つ塗り置き時間(オープンタイム)後の接着強度に優れ、加えて硬化前の粘度が低粘度であり、ABS等のプラスチック材料への接着性に優れた硬化性樹脂組成物、その製造方法及びそれを用いた接着方法を提供することを課題
(目的)とするものである。
そして、本発明の硬化性樹脂組成物は、上記従来の硬化性樹脂組成物に代えて好適に使用できることは勿論のこと、非溶剤系であることからシックハウス症対策、作業環境対策、火災防止の観点から、接着剤が屋内等の気密性の高いところで使用される分野(具体的には建築内装材の現場施工、スピーカー部品などの電気・電子用部品、さらにはトンネル内のコンクリートつなぎ目部分のゴムとコンクリートの接着等)で特に有利に使用することができる。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題
(目的)を達成するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ビニル重合体に▲1▼反応性珪素基と、これに加えて▲2▼(チオ)ウレタン結合、尿素結合、置換尿素結合、マイケル付加反応由来の窒素原子の中から選択される一つ以上を導入することによりABS等のプラスチック材料への接着性・硬化物の伸びに優れ、且つ塗り置き時間後の接着強度に優れ、さらに変成シリコーン樹脂を併用することによって低粘度の硬化性樹脂組成物が得られることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
【0005】
即ち、本発明は、
1.(I)分子中に、(1)反応性珪素基と、これに加えて(2)(チオ)ウレタン結合、尿素結合、置換尿素結合、マイケル付加反応由来の窒素原子の中から選択される一つ以上とを有するビニル重合体(A)100質量部と、(II)分子中に反応性珪素基を有するオキシアルキレン系重合体(ポリエーテル)である変成シリコーン樹脂(但し、該変性シリコーン樹脂から主鎖がポリオキシアルキレン重合体であり、その分子末端に反応性珪素基を有し、分子中に置換尿素結合を有するシリル化ウレタン系樹脂は除く。)(B)50〜1000質量部を含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物、
2.上記変成シリコーン樹脂(B)の存在下にビニル重合することで上記ビニル重合体(A)を得ることを特徴とする1.に記載の硬化性樹脂組成物の製造方法、
3.1.に記載の硬化性樹脂組成物を被着材の少なくとも一方に塗布し、タックが発現する前に被着材同志を貼り合わせることを特徴とする接着方法、
4.1.に記載の硬化性樹脂組成物を被着材の少なくとも一方に塗布し、タックが発現するまで所定の塗り置き時間を取った後に、被着材同志を貼り合わせることを特徴とする接着方法、である。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各構成について詳しく説明する。
(I)分子中に、▲1▼反応性珪素基と、これに加えて▲2▼(チオ)ウレタン結合、尿素結合、置換尿素結合、マイケル付加反応由来の窒素原子の中から選択される一つ以上を有するビニル重合体(A)(以下、単にビニル重合体(A)ということがある。)について
このビニル重合体(A)は、下記(b−1)/(b−3)の共重合体、(b−2)/(b−3)の共重合体、(b−1)/(b−2)/(b−3)の共重合体の中から選択される一つ以上からなるビニル重合体である。
(b−1):
▲1▼同一分子内に下記一般式(1)又は(2)で示される基及びイソシアネート基を有する化合物と、▲2▼下記一般式(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)又は(10)で示される化合物を反応させて得られる加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物
【0007】
【化1】
【化2】
【化3】
【化4】
【0008】
【化5】
【化6】
【化7】
【0009】
【化8】
【化9】
【化10】
【0010】
但し、上記一般式(1)におけるR4 は上記と同意義であり、上記一般式(3)〜(10)におけるR15は水素原子又は炭素数1〜6個のアルキル基を、R16は水素原子、炭素数1〜20個のアルキル基、アリール基又はアラルキル基を、pは1〜3の整数を、R17は炭素数1〜10個の側鎖が有っても良いアルキレン基又はアリーレン基を、R18は水素原子又は式−COOR19で示される基(R19は分子量500以下の有機基を示す。)を、R20は水素原子、又はメチル基を、R21はフェニル基、シクロヘキシル基又は炭素数1〜20の置換又は非置換の一価の有機基を、R22は炭素数1〜10個のアルキル基、アリール基又はアラルキル基を、R23は水素原子、フェニル基又は炭素数1〜20個の置換若しくは非置換の有機基を、R24は分子量500以下の置換又は非置換の二価の有機基をそれぞれ示す。
【0011】
又、Zは水素原子、OR25、R25又はNH2 であり、R25は水素原子、分子量500以下の有機基又は下記一般式(11)で示される基を示し、
【化11】
(但し、R15、R16又はR17は上記と同意義であり、Xは1〜3の整数である。)
【0012】
V1 、W1 、V2 及びW2 は、下記一般式(12)、(13)、(14)又は(15)で示される基をそれぞれ示し、W2 は、V2 が下記一般式(12)のとき下記一般式(12)、(13)、(14)又は(15)、V2 が下記一般式(13)のとき下記一般式(12)、(13)、(14)又は(15)、V2 が下記一般式(14)のとき下記一般式(12)、(13)又は(14)、V2 が下記一般式(15)のとき水素原子をそれぞれ示す。
【化12】
【化13】
【化14】
【化15】
但し、上記一般式(12)、(13)、(14)及び(15)で示される基におけるR18、R20、R21、R22及びZは上記と同意義である。
【0013】
(b−2):
▲1▼下記一般式(16)で示される多価(メタ)アクリレート系化合物又は多価アリル系化合物と、▲2▼上記一般式(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、又は(9)で示される化合物を反応させて得られる加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物
【化16】
但し、Aは分子末端に下記一般式(17)(a)で示される基と他の分子末端に下記一般式(17)(b)で示される基を有する(メタ)アクリル系又はアリル系化合物の残基を、Bは−CO−又は−CH2 −を、R26はBが−CO−のとき水素原子又はメチル基、Bが−CH2 −のとき水素原子を、R27は水素原子、炭素数1〜10個のアルキル基、アリール基又はアラルキル基を、m及びnは1〜3の整数をそれぞれ示す。
【化17】
但し、上記一般式(17)におけるR26、R27は上記と同意義である。
【0014】
(b−3):
下記一般式(18)の構造を有する重合性ビニル基含有化合物
【化18】
但し、上記一般式(18)におけるR20、R16は上記と同意義である。
【0015】
次に、上記(b−1)、(b−2)、(b−3)の夫々について具体例を用いて詳しく説明する。
(b−1)加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の合成について
▲1▼同一分子内に上記一般式(1)又は(2)で示される基及びイソシアネート基を有する化合物について
上記化合物の具体例としては、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、2−メタクリロイロキシエチルイソシアネート等が挙げられ、これらは市販品(例えば、m−TMI:商品名、武田薬品工業社製、カレンズMOI:商品名、昭和電工社製)を用いることができる。
《尚、▲1▼上記一般式(1)又は(2)で示される基及びイソシアネート基を有する化合物は、例えば以下の合成反応式に示す方法により製造することもできる。
(下記の合成反応式における各化合物については、それらに付記された(19)〜(22)の数字に基づいて、一般式(19)〜(22)で示される化合物と呼ぶ。)
【0016】
【化19】
【0017】
上記一般式(19)で示されるジイソシアネート化合物と上記一般式(20)〜(22)で示される化合物を反応させる方法は、20〜100℃で1〜200時間行われるが、200時間を超えて反応させても何ら問題なく、場合によっては重合禁止剤を存在させても良い。
上記一般式(19)で示されるジイソシアネート化合物としては、例えば脂肪族、脂環式、芳香脂肪族、芳香族ジイソシアネート化合物等が挙げられる。以下、それらの具体例を挙げる。
脂肪族ジイソシアネート化合物: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、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、1,2−ブチレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、2,4,4−又は2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネートメチルカプロエート等。
脂環式ジイソシアネート化合物:1,3−シクロペンテンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、4,4′−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート等。芳香脂肪族ジイソシアネート化合物:1,3−若しくは1,4−キシリレンジイソシアネート又はそれらの混合物、ω,ω′−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼン、1,3−若しくは1,4−ビス(1−イソシアネート−1−メチルエチル)ベンゼン又はそれらの混合物等。芳香族ジイソシアネート化合物:m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート、4,4′−トルイジンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイソシアネート等があげられる。
上記一般式(20)で示される化合物としては、アクリルアミド、アリルアミン、アリルアミンと(メタ)アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル若しくはメタクリル酸エステルとの反応物等が挙げられる。
上記一般式(21)で示される化合物としては、フルフリルメルカプタン、アリルメルカプタン等が挙げられる。
【0018】
上記一般式(22)で示される化合物としては、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−アクリロイロキシプロピルアクリレート、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、N−メチルロールアクリルアミド等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート、アリルアルコール、アリルフェノール、オイゲノール、ヒドロキシスチレン、3−メチル−1−ブチン−3−オール、3−メチル−1−ペンチン−3−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、プロパルギルアルコール、2−メチル−3−ブチン−2−オール、ウンデシレン酸、アクリル酸、メタクリル酸、2−ブテン酸、フルフリルアルコール、9−デセノ−ル−1、5−ヘキセン−1−オール、2−ヒドロキシエチルビニルエ−テル、4−ヒドロキシブチルビニルエ−テル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。》
【0019】
▲2▼上記一般式(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)又は(10)で示される化合物について
上記一般式(3)で示される化合物について
下記一般式(23)で示される化合物と下記一般式(24)で示される化合物を反応することにより製造することができる。
但し、下記一般式(23)におけるR15、R16、R17及びp並びに下記一般式(24)におけるR18、R20及びZは、上記と同意義である。
【化20】
【化21】
上記一般式(23)で示される化合物と上記一般式(24)で示される化合物の反応は、20〜100℃で1〜200時間行われる。
【0020】
その合成反応式(マイケル付加反応)の一例を示すと以下のようである。
【化22】
上記一般式(23)で示される化合物としては、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0021】
上記一般式(24)で示される化合物としては、(メタ)アクリル化合物、ビニルケトン化合物、ビニルアルデヒド化合物、その他の化合物、マレイン酸ジエステル等が挙げられる。(メタ)アクリル化合物として、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリレート、イソブトキシメチル(メタ)アクリレート、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルホルムアルデヒド、N,N−ジメチルアクリルアミド、t−オクチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、7−アミノ−03,7−ジメチルオクチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N′−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン等の他、東亞合成化学工業社製の商品名:アロニックスM−102,M−111,M−114,M−117、日本化薬社製の商品名:カヤハード TC110S,R629,R644、大阪有機化学社製の商品名:ビスコート3700等が挙げられる。
【0022】
上記の化合物の他、アルコキシシリル基を有するγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシメチルジエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシメチルジメトキシシラン等が挙げられる。ビニルケトン化合物としては、ビニルアセトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン等が、ビニルアルデヒド化合物としては、アクロレイン、メタクロレイン、クロトンアルデヒド等が、その他の化合物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、クロトン酸、N−メチロールアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−t−オクチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド等が挙げられる。
【0023】
上記化合物の他、その内部に弗素原子、硫黄原子又はリン原子を含む化合物も含まれる。弗素原子を含む化合物としては、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート等が、リン原子を含む化合物としては、(メタ)アクリロキシエチルフェニルアシッドホスフェート等が挙げられる。
マレイン酸ジエステルとしては、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジ2−エチルヘキシル、マレイン酸ジオクチル等が挙げられる。上記一般式(24)で示される化合物は、1種又は2種以上使用できる。
【0024】
上記一般式(4)で示される化合物について
上記一般式(23)で示される化合物とアクリロニトリルを反応することにより製造することができる。両者の反応は、20〜100℃で1〜200時間行われる。
上記一般式(5)で示される化合物について
上記一般式(23)で示される化合物と下記一般式(25)で示される化合物を反応することにより製造することができる。下記一般式(25)におけるR21は、上記と同意義である。両者の反応は、20〜100℃で1〜200時間行われる。
【0025】
下記一般式(25)で示される化合物としては、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、ヒドロキシフェニルモノマレイミド、N−ラウレルマレイミド、ジエチルフェニルモノマレイミド、N−(2−クロロフェニル)マレイミド等が挙げられる。
【化23】
【0026】
上記一般式(6)で示される化合物について
上記一般式(23)で示される化合物と式R22NCOで示されるモノイソシアネート化合物を反応することにより製造することができる。上記式におけるR19は、上記と同意義である。両者の反応は、20〜100℃で1〜200時間行われる。モノイソシアネート化合物としては、イソシアン酸エチル、イソシアン酸n−ヘキシル、イソシアン酸n−デシル、イソシアン酸p−トルエンスルホニル、イソシアン酸ベンジル、イソシアン酸2−メトキシフェニル等が挙げられる。
【0027】
上記一般式(7)で示される化合物について
γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ナフチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(n−ブチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−ナフチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(n−ブチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−エチル−γ−アミノイソブチルトリメトキシシラン、N−メチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−メチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
上記一般式(8)及び(9)で示される化合物について
下記一般式(26)で示される化合物と上記一般式(24)で示される化合物、アクリロニトリル、上記一般式(25)で示される化合物又は上記モノイソシアネート化合物を反応することにより製造することができる。該反応は、20〜100℃で1〜200時間行われる。
【0028】
下記一般式(26)で示される化合物としては、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、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、(アミノエチルアミノメチル)フェネチルトリメトキシシラン、N−(6−アミノヘキシル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−11−アミノウンデシルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【化24】
上記一般式(10)で示される化合物について
上記一般式(10)で示される化合物としては、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【0029】
▲3▼上記▲1▼化合物と上記▲2▼化合物から(b−1)の合成について
その合成反応式(置換尿素結合の生成)の一例を示すと以下のようである。
【化25】
【0030】
上記一般式(1)又は(2)で示される基及びイソシアネート基を有する化合物(上記▲1▼化合物)と上記一般式(3)〜(10)で示される化合物(上記▲2▼化合物)の反応は、20〜50℃で1〜200時間なされるが、200時間を超えて反応させても何ら問題はない。この際、場合によっては、重合禁止剤を存在させても良い。
【0031】
(b−2)加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物の合成について
▲1▼上記一般式(16)で示される多価(メタ)アクリレート系化合物又は多価アリル系化合物の具体例としてはブタンジオール、ヘキサンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリオール化合物のポリアクリレート若しくはポリメタクリレートであり、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられ、上記ポリオール化合物のポリグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物として市販されている共栄化学社製、商品名:エポキシエステル40EM、70PA、200PA、80MF、3002M、30002A等も使用可能である。
【0032】
多価アリル系化合物は、上記多価(メタ)アクリレート系化合物がその両末端等の少なくとも二つの末端が(メタ)アクリロイル基になっているのに対して、一末端が(メタ)アクリロイル基であり、少なくともその他末端がアリル基になっている化合物である。それらの化合物としては、多価(メタ)アクリレート系化合物の上記具体例の一末端の(メタ)アクリロイル基がアリル基になっている化合物が挙げられる。
▲1▼上記一般式(16)で示される多価(メタ)アクリレート系化合物又は多価アリル系化合物と▲2▼上記一般式(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、又は(9)で示される化合物とを反応させて(b−2)が合成される。
【0033】
(b−2)の合成は、上記▲1▼の化合物と上記▲2▼の化合物を20〜50℃で1〜200時間反応することによりなされる。反応は200時間を超えて反応させても何ら問題はない。この際、場合によっては、重合禁止剤を存在させても良い
その合成反応式(マイケル付加反応)(マイケル付加反応由来の窒素原子の生成)の一例を示すと以下のようである。
【0034】
【化26】
【0035】
(b−3)上記一般式(8)の重合性ビニル基含有化合物について
上記重合性ビニル基含有化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル若しくはメタクリル酸エステル(以下、これらを(メタ)アクリレートと記す。)等が挙げられる。
【0036】
(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート等アルキル基の炭素数が1〜20個のアクリル酸若しくはメタクリル酸のアルキルエステル;シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、tert−ブチルアミノエチルアクリレート、tert−ブチルアミノエチルメタクリレート、シクロヘキシルアミノエチルアクリレート、シクロヘキシルアミノエチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、テトラヒドロフランアクリレート、テトラヒドロフランメタクリレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、東亜合成社製商品名:M−110及びM−111、シェル化学社製商品名:ベオバ9及びベオバ10、トリフルオロエチルメタクリレート等が挙げられる。
これら重合性ビニル基含有化合物(b−3)は、1種に限らず、2種以上を用いることができる。
【0037】
(I)ビニル重合体(A)の合成について
ビニル重合体(A)の重合法は、これら(b−1)〜(b−3)モノマーの重合に通常行われているラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等、既知の方法のいずれも採用することができる。特に、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチル−4−トリメトキシシリルペントニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチル−4−メチルジメトキシシリルペントニトリル)、和光純薬工業社製商品名:VA−046B、VA−057、VA−061、VA−085、VA−086、VA−096、V−601、V−65及びVAm−110等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキシド、t−アルキルパーオキシエステル、アセチルパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート等の過酸化物重合開始剤の存在下行う、ラジカル重合法が好適である。この際、ラウリルメルカプタン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、チオ−β−ナフトール、チオフェノール、n−ブチルメルカプタン、エチルチオグリコレート、イソプロピルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、γ−トリメトキシシリルプロピルジスルフィド等の連鎖移動剤の存在下に重合を行うことができる。重合反応は、20〜200℃、特に50〜150℃の温度で数時間〜数十時間行うことが好ましい。又、キシレン、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の溶媒の存在下に重合を行うことができる。これらの溶媒は、重合終了後、必要に応じて減圧蒸留等の方法で除去してもよく、これらの溶媒を除去しないで変成シリコーン樹脂(B)と混合して本発明の硬化性樹脂組成物としても良い。
【0038】
(II)変成シリコーン樹脂(B)について
本発明に使用される変成シリコーン樹脂(B)は、分子中に反応性珪素基を有するオキシアルキレン系重合体(ポリエーテル)であり、特公昭45−36319号、同46−12154号、同特開平3−47825号、同平3−72527号、同3−79627号公報等に記載されている重合体(通常、変成シリコーン樹脂と呼ばれている。)である。
【0039】
この変成シリコーン樹脂(B)における反応性珪素基は、下記一般式(27)で示されるトリオルガノシロキシ基であり、
【化27】
(式中、Xは水酸基または加水分解性基であり、2個以上存在するとき、それらは、異なっていても、同じであってもよい、R28は炭素数1〜20の1価の炭化水素基または(R'')3 −SiO−(R''は炭素数1〜20の1価の炭化水素基であり、3個のR''は同じであってもよく、異なっていてもよい)
それらは同じであってもよく異なっていてもよい、a は0、1、2または3、b は0、1または2を示す。m個の
【化28】
におけるbは異なっていてもよい。mは0または1〜19の整数を示す。但し、a+Σb≧1を満足するものとする。
【0040】
この様な反応性珪素基を有するオキシアルキレン系重合体(ポリエーテル)は、例えば、下記一般式(29)で示される水素化シリコン化合物と、
【化29】
(尚、R28、X、a 、b 、mは上記一般式(27)におけるのと同義である。)
下記一般式(30)で示されるオレフィン基を有するポリエーテルとを、
【化30】
〔式中、R29 は水素原子または炭素数1〜20の1価の有機基、Yは−R30−、−R30OR30−、下記一般式(31)で示される基である。
【化31】
(ここで、R30は同種又は異種の炭素数1〜20の2価の炭化水素基)、dは0または1を表わす。〕
白金ブラック、塩化白金酸、白金アルコール化合物、白金オレフィンコンプレックス、白金アルデヒドコンプレックス、白金ケトンコンプレックスなどの白金系化合物を触媒として付加反応させる事により製造することができる。
【0041】
上記一般式(29)において、R28は炭素数1〜20の同種又は異種の1価の炭化水素基、たとえばメチル、エチルなどのアルキル基;シクロヘキシルなどのシクロアルキル基;フェニル基などのアリール基;ベンジル基などのアラルキル基より選ばれ、さらに式(R' )3 −SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基も包含する(ここで、R′は炭素数1〜20の同種または異種の1価の炭化水素基を示す)。また、上記一般式(29)において、Xはシラノール基又は異種もしくは同種の加水分解可能な基を示すが、ハロゲン基、ハイドライド基、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、アルケニルオキシ基などが挙げられる。上記一般式(29)で示される水素化シリコン化合物としては、具体的にはトリクロロシラン、メチルジクロルシラン、ジメチルクロルシラン、トリメチルシロキシジクロルシランなどのハロゲン化シラン類;トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、1,3,3,5,5,7,7 −ヘプタメチル−1,1 −ジメトキシテトラシロキサンなどのアルコキシシラン類;メチルジアセトキシシラン、トリメチルシロキシメチルアセトキシシランなどのアシロキシシラン類;ビス(ジメチルケトキシメート)メチルシラン、ビス(シクロヘキシルケトキシメート)メチルシラン、ビス(ジエチルケトキシメート)トリメチルシロキシシランなどのケトキシメートシラン類;ジメチルシラン、トリメチルシロキシメチルシラン、1,1 −ジメチル−3,3 −ジメチルジシロキサンなどのハイドロシラン類;トリ(イソプロペニルオキシ)シランなどのアルケニルオキシシラン類などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0042】
この方法においては、上記一般式(29)の水素化シリコン化合物と上記一般式(30)のオレフィン基を有するポリエーテルとを反応させた後、一部又は全部のX基を更に他の加水分解可能基又は、ヒドロキシル基に変換する事ができる。例えばX基がハロゲン基、ハイドライド基の場合は、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミノオキシ基、アルケニルオキシ基、ヒドロキシル基などに変換して使用する方が好ましい。上記一般式(30)において、R29は水素原子又は炭化水素基が好ましく、殊に水素原子が好ましい。Zは同種又は異種の炭素数1〜20の2価の有機基であるが、炭化水素基およびエーテル結合、エステル結合、ウレタン結合、カーボネート結合を含む炭化水素基が好ましい。特にメチレン基が好ましい。
上記一般式(30)で示されるオレフィン基を有するポリエーテルの具体的製造方としては、特開昭54−6097号公報において提示している方法、あるいはエチレンオキシド、プロピレンオキシド等のエポキシ化合物を重合する際に、アリルグリシジルエーテル等のオレフィン基含有エポキシ化合物を添加して共重合することにより側鎖にオレフィン基を導入する方法等が例示できる。
【0043】
本発明で使用するポリエーテルの主鎖は、本質的に一般式−R30−O−(ここで、R30は2価の有機基であるが、その大部分が炭素数1〜4の炭化水素基であるとき最も有効である)に示される化学的に結合された繰り返し単位を有するものが好ましい。
R30の具体例としては、−CH2 −、下記一般式(32)で示される基、
【化32】
−CH2 CH2 CH2 CH2 −などが挙げられる。これらの1種類だけの繰り返し単位からなってもよいし、2種類以上の繰り返し単位よりなるポリエーテルも有効に使用される。また、少量の他の単量体単位等が含まれていてもよい。R18としては、特に下記一般式(33)で示される基が好ましい。
【化33】
【0044】
本発明の硬化性樹脂組成物は、ビニル重合体(A)と、変成シリコーン樹脂(B)を配合することによって得られるが、その配合比率はビニル重合体(A)100質量部あたり、変成シリコーン樹脂(B)50〜1000質量部、好ましくは100〜500質量部である。
変成シリコーン樹脂(B)の割合が1000質量部を越えると十分な接着性が得られない。
本発明の硬化性樹脂組成物は上記ビニル重合体(A)と、変成シリコーン樹脂(B)を配合することによって得られる以外に、変成シリコーン樹脂(B)中でビニル重合体(A)を重合することにより調製することができる。
【0045】
本発明の硬化性樹脂組成物は、該硬化性組成物を被着体の少なくとも一方に塗布し、タックが発現する前に被着体同志を貼り合わせるようにして使用できる。
また、本発明の硬化性樹脂組成物は、該硬化性組成物を被着体の少なくとも一方に塗布し、タックが発現するまで所定の塗り置き時間(オープンタイム)を取った後に、被着体同志を貼り合わせるようにして使用できる。
この場合には、貼り合わせ時間(作業時間)が長くとれるので作業効率が向上し、また非多孔質材同志の貼り合わせでは内部硬化性が向上するのでより好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、上記ビニル重合体(A)と、変成シリコーン樹脂(B)を有効成分とするが、これら有効成分以外に、適宜硬化触媒、充填剤、各種添加剤を含むことができる。
【0046】
上記硬化触媒として、有機錫化合物、金属錯体、塩基性化合物、有機燐化合物及び水(空気中の湿気)が使用できる。具体的には、有機錫化合物としては、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジマレエート、ジブチル錫フタレート、オクチル酸第一錫、ジブチル錫メトキシド、ジブチル錫ジアセチルアセテート、ジブチル錫ジバーサテート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫オキサイドとフタル酸ジエステルとの反応生成物、この他、例えばU−303,U−700,U−700ES:商品名、日東化成社製等が挙げられる。
金属錯体としては、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、トリエタノールアミンチタネート等のチタネート化合物類、オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト、オクチル酸ビスマス、ビスマスバーサテート等のカルボン酸金属塩、アルミニウムアセチルアセトナート錯体、バナジウムアセチルアセトナート錯体等の金属アセチルアセトナート錯体等が挙げられる。
【0047】
塩基性化合物としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンザルコニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩類、三共エアプロダクツ社製のDABCO(登録商標)シリーズ、DABCO BLシリーズ、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセ−7−エン等の複数の窒素を含む直鎖或いは環状の第三級アミン及び第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
有機燐化合物としては、モノメチル燐酸、ジ−n−ブチル燐酸、燐酸トリフェニル等が挙げられる。該硬化触媒の配合割合は、硬化性樹脂組成物の有効成分100質量部当り0.01〜10質量部である。
充填剤としては、フュームドシリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、タルク、シリカ、金属水酸化物、有機系高分子粉体、各種バルーン等が挙げられる。
【0048】
各種添加剤としては、可塑剤、添加剤、溶剤、脱水剤等を挙げることができる。上記可塑剤としては、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等のフタル酸エステル類、アジピン酸ジオクチル、セバチン酸ジブチル等の脂肪族カルボン酸エステル等を用いることができる。
上記添加剤としては、老化防止剤、チキソ性付与剤、紫外線吸収剤、顔料、各種タッキファイアー、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、ビスフェノールA型やビスフェノールF型等のエポキシ樹脂等が挙げられる。シランカップリング剤としては、特にアミノシランが好ましい。
上記溶剤としては、上記硬化性樹脂組成物等と相溶性がよく水分含有量が500ppm以下であればいずれを用いても良い。
上記脱水剤としては、生石灰、オルト珪酸エステル、無水硫酸ナトリウム、ゼオライト、メチルシリケート、エチルシリケート、各種アルキルアルコキシシラン、各種ビニルアルコキシシラン等が挙げられる。
【0049】
【実施例】
以下に本発明を実施例1〜10を以て詳細に説明するが、本発明がそれらの実施例に限定されるものでないことはいうまでもない。尚、表1〜3の各成分の割合を表す数字の単位はgである。
〈合成例1(NH基を有する加水分解性アルコキシシランの合成(マイケル付加反応))〉
エチルアクリレートを100.1 g、γ―アミノプロピルメチルジメトキシシラン(商品名:KBM-902 、信越化学工業社製)を163.3 gの割合で窒素雰囲気下混合して23℃7日間反応させて反応物1―Aを得た。
同様に、エチルアクリレートを200.2 g、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(商品名:KBM-603 、信越化学工業社製)を222.4 gの割合で窒素雰囲気下混合して23℃7日間反応させて反応物1−Bを得た。
この反応物1−A〜Bは、以下の〈合成例4(上記ビニル重合体(A)の(b−1)、(b−2)の合成)〉(表2)で用いられる。
【0050】
この反応物1―A〜Bの内、反応物1−Bの合成反応(マイケル付加反応)を反応式で示すと以下のようである。
【化34】
【0051】
〈合成例2(NH基を有する重合性ビニル化合物の合成(マイケル付加反応))〉
エチルアクリレートを100.1 g、アリルアミンを57.1gの割合で混合して23℃7日間反応させて反応物2を得た。この反応物2の合成反応(マイケル付加反応)を反応式で示すと以下のようである。この反応物2は、次の〈合成例3(NCO基と置換尿素結合/チオウレタン結合/ウレタン結合のいずれかを有する重合性ビニル化合物の合成)〉(表1)で用いられる。
【化35】
【0052】
〈合成例3(NCO基と置換尿素結合/チオウレタン結合/ウレタン結合のいずれかを有する重合性ビニル化合物の合成)〉
表1に示す割合で各化合物を窒素雰囲気下で混合して40℃で7日間反応させて反応物3−A〜Dを得た。この反応物3−A〜Dは、次の〈合成例4(上記ビニル重合体(A)の(b−1)、(b−2)の合成)〉(表2)で用いられる。
【表1】
【0053】
この反応物3−A〜D(NCO基と置換尿素結合/チオウレタン結合/ウレタン結合のいずれかを有する重合性ビニル化合物)の合成反応を反応式で示すと以下のようである。
【化36】
【0054】
〈合成例4(上記ビニル重合体(A)の(b−1)、(b−2)の合成)〉
表2に示す割合で化合物を窒素雰囲気下で混合して反応物4−A〜D(上記ビニル重合体(A)の(b−2)に相当する。)は50℃で7日間反応させ、反応物4−E〜I(上記ビニル重合体(B)の(b−1)に相当する。)は40℃で1日間反応させて加水分解性珪素基含有不飽和有機化合物を得た。(以下、上記ビニル重合体(A)の(b−1)、(b−2)は、単に(b−1)、(b−2)と表記する。)
【0055】
【表2】
【0056】
この反応物4−A〜D(b−2)と反応物4−E〜I(b−1)の合成反応を反応式で示すと以下のようである。
反応物4−A〜D(b−2)
多価アクリレート化合物とNH基を有する加水分解性アルコキシシラン(反応物1−A、1−B)の反応(マイケル付加反応由来の窒素原子の生成)
【化37】
【0057】
反応物4−E(b−1)
NCO基を有する重合性ビニル化合物(*6)とNH基を有する加水分解性アルコキシシラン(反応物1−A)の反応(置換尿素結合の生成)
【化38】
【0058】
反応物4−F(b−1)
NCO基を有する重合性ビニル化合物(*7)とNH2 基を有する加水分解性アルコキシシラン(*8)の反応(尿素結合の生成)
【化39】
【0059】
反応物4−G〜I(b−1)
NCO基を有する重合性ビニル化合物(反応物3−A〜D)とNH基を有する加水分解性アルコキシシラン(反応物1−A、1−B)の反応(置換尿素結合の生成)
以下にその一例を示す。
【化40】
【0060】
(実施例1〜10)、(比較例1〜3)
変成シリコーン樹脂(B)(商品名:変成シリコーン樹脂S−203 、鐘淵化学工業(株)製)(表3では、S−203と略記する。)を反応溶媒とし、表3に示す割合の組成物を窒素雰囲気下100℃に加熱をした。その際、表3に示すモノマー混合溶液は5時間かけて滴下を行い、2時間反応させ、硬化性樹脂組成物(実施例1〜10、比較例1〜3)を得た。尚、表3中のn−ブチルアクリレート、反応物4−A〜D、反応物4−E〜Jは、夫々上記ビニル重合体(B)の(b−3)、(b−2)、(b−1)に相当するモノマーであり、又KBM−503はα−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、KBM−5103はアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ラウリルメルカプタンは連鎖移動剤、AIBNは2,2−アゾビスイソブチロニトリル(重合開始剤)である。
得られた硬化性樹脂組成物のBS型回転粘度計(23℃、10rpm)を用いて測定した粘度値を表3に示す。
【0061】
【表3】
【0062】
《接着剤の調製》
実施例1〜10、比較例1〜3の硬化性樹脂組成物のそれぞれ1000g を、炭酸カルシウム(商品名:NS400 、日東粉化工業(株)製)500g、処理炭酸カルシウム(商品名:白艶華CCR 、白石工業(株)製)500gとともにプラネタリーミキサーに入れて減圧下100℃で加熱脱水混練し冷却した後に、これにα−アミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM-903、信越化学工業(株)製)50g、γ- グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM-403 、信越化学工業(株)製)30g 、有機錫触媒(商品名:Stann No.918、三共有機合成(株)製)5g を添加混練して各接着剤を調製した。
【0063】
《接着強さの測定》
一方のABS板(25mm×100mm)の一部(25mm×25mm)に上記接着剤1gを均一に塗布して直ちに他方のABS板(25mm×100mm)を貼り合わせた。
これらの貼り合わせ体を23℃・相対湿度60%で7日間養生して、引張りせん断接着強さ(N/cm2 )をJIS K 6850に準じて測定した。それらの結果と破壊状態(○、△、×)を表3に示した。
【0064】
【発明の効果】
以上述べたことから明らかなように、本発明によれば、各種被着材へのはく離接着性・密着性と硬化物の伸びに優れ、且つ塗り置き時間(オープンタイム)後の接着強度に優れ、且つ硬化前の粘度が低粘度である硬化性樹脂組成物を提供することができるので、産業界へ多大の貢献をすることができる。
Claims (4)
- (I)分子中に、(1)反応性珪素基と、これに加えて(2)(チオ)ウレタン結合、尿素結合、置換尿素結合、マイケル付加反応由来の窒素原子の中から選択される一つ以上とを有するビニル重合体(A)100質量部と、(II)分子中に反応性珪素基を有するオキシアルキレン系重合体(ポリエーテル)である変成シリコーン樹脂(但し、該変性シリコーン樹脂から主鎖がポリオキシアルキレン重合体であり、その分子末端に反応性珪素基を有し、分子中に置換尿素結合を有するシリル化ウレタン系樹脂は除く。)(B)50〜1000質量部を含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物。
- 上記変成シリコーン樹脂(B)の存在下にビニル重合することで上記ビニル重合体(A)を得ることを特徴とする請求項1に記載の硬化性樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1に記載の硬化性樹脂組成物を被着材の少なくとも一方に塗布し、タックが発現する前に被着材同志を貼り合わせることを特徴とする接着方法。
- 請求項1に記載の硬化性樹脂組成物を被着材の少なくとも一方に塗布し、タックが発現するまで所定の塗り置き時間を取った後に、被着材同志を貼り合わせることを特徴とする接着方法。
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