JP4776315B2 - 難燃性湿気硬化型接着剤組成物 - Google Patents
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Description
しかしながら、シリル基変性ポリエーテル型組成物の難燃化にこれらの金属水酸化物を適用した場合、当該組成物100重量部に対して少なくとも350重量部以上添加しないとUL94V−0(試料厚さ1.5mm)相当の難燃性が発揮されず、各種プラスチックへの接着性が劣り、熱老化性が低い等の問題があった。
なお、家電製品の難燃規制はアメリカのUL規格が基本になっており、多くの製品が規制対象となっている。UL94は、電気製品およびプラスチック材料の中の難燃性を評価するものであり、その中でUL94V−0は最も難燃性の高いクラスとして、規定されている。
本発明は、難燃性を要求される電気製品もしくは精密機器の組立用等の接着剤、固着剤として優れた性能を有する難燃性湿気硬化型組成物を有効成分とする難燃性湿気硬化型接着剤組成物及びそれを用いた接着方法を提供することを目的とする。
本発明の難燃性湿気硬化型接着剤組成物は、下記成分(A)、(B)、(C)及び(D)を必須成分として配合する難燃性湿気硬化型組成物を有効成分とするものである。
(A)反応性珪素基含有有機重合体、
(B)平均粒径0.1〜200μmの金属水酸化物、
(C)親水性シリカ、及び
(D)平均粒径0.01〜10μmの表面処理された炭酸カルシウム。
一方、反応性珪素基を有するポリオキシアルキレン系重合体は、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体に比べて、同じ重合度で低粘度のものが得られる。したがって、塗布性等の作業性を改善する目的で、上記反応性珪素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系共重合体と反応性珪素基を有するオキシアルキレン系重合体を併用することで無溶剤型の難燃性組成物を構成することができる。
上記樹脂酸としては、例えば、アビチエン酸、ピマル酸、パラストリン酸、ネオアビエチン酸等が挙げられる。
また、上記金属水酸化物が芳香族アミン、フェノール、ナフトール類もしくは活性メチレン化合物などで処理されたカップリング剤、脂肪酸または樹脂酸で表面処理されたものを使用した場合、多少難燃効果は薄れるが、粘度安定性及び電気特性が向上する。
該金属水酸化物の粒径が、0.1μmより小さいと、組成物粘度が著しい高くなり作業性が悪くなる問題があり、一方200μmより大きいと、微量定量吐出の場合に針先や装置嵌合部で詰まる問題がある。
上記のハロゲン系、リン系、酸化アンチモン等の難燃剤は通常の使用において上述したような問題があるが、本発明においては、これらの難燃剤を金属水酸化物と併用することも可能である。この他に、硼酸亜鉛、錫酸亜鉛等も発煙量の低減効果が有るため、添加することができる。
上記親水性シリカ(C)の量は、重合体(A)100重量部に対して、0.1〜15重量部配合することが好ましく、0.2〜10重量部がより好ましく、1〜8重量部が更に好ましい。
無処理の炭酸カルシウム、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、無水珪素、含水珪素、珪酸カルシウム、シラスバルーン、ガラスバルーン等を更に添加してもよく、このような無機物を添加した場合、難燃性が向上することがある。
また、本発明の組成物にさらにエポキシ樹脂を併用すると、残炭率が向上してドリップ性(燃焼中に落下すること)が改善するため、金属水酸化物の配合量を低減できる。
難燃剤として市販されているシリコーン化合物はノンハロゲンの難燃助剤として用いることができる。
本発明の接着方法は、これらに加えて、高圧部品、高圧となりうる回路やその周辺で使用される部品の接着、長時間連続運転される電器製品内の接着にも適用することができる。これらの部品の具体例としては、コネクター、スイッチ、リレー、電線ケーブル、フライバックトランス、偏向ヨーク等を挙げることができる。
図1は偏向ヨークの構造及び接着剤の塗布箇所を示す斜視説明図である。図中、10は偏向ヨークであり、ボビン20を有し、該ボビン20の下面には側方に突出するクサビ22が設けられている。24は該ボビン20の上面に取りつけられたコイルである。該コイル24にはフェライト25が取りつけられている。該ボビン上部には偏向ヨーク締付ネジ26を備えた取付板28を介してピューリティ磁石30、4極コンバーゼンス磁石32及び6極コンバーゼンス磁石34が積層され設置されている。
即ち、接着剤が塗布される箇所は、図1に示したように次の箇所である。
(1)上記したピューリティ磁石30、4極コンバーゼンス磁石32及び6極コンバーゼンス磁石34の積層された側面部分12。
(2)偏向ヨーク締付ネジ26と取付板28との接合部分14。
(3)ボビン20とコイル24との接合部分16。
(4)ボビン20とクサビ22との接合部分18。
*2:クロロプレン、ニトリルゴム系組成物。
*3:2液型(主剤:エポキシ樹脂、硬化剤:ポリアミン、ポリアミド等)等。
*4:1液脱アセトキシ室温硬化型シリコーン系等。
(1)ホットメルト系接着剤は高温下で軟化し、部品のズレを生じさせることがあった。
(2)ゴム系接着剤は組成として溶剤を含有するため、労働安全衛生上の問題、環境汚染を起こす他、プラスチック部品を侵し、ストレスクラッキングを生じさせることがあった。
(3)シリコーンRTVは耐熱性が良く、無溶剤系であるが、基本的に各種被着材に対して接着性が良くないという問題があった。
(4)エポキシ接着剤は室温で硬化可能なことから通常2液型が使用されているが、主剤/硬化剤の計量ミス、歩留まりの悪さ、室温のみで硬化させた場合の硬化時間の長さを指摘されることがあった。
表2に示した配合(単位:質量部)で成分(A)〜(D)をプラネタリーミキサーに入れて100℃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分間真空減圧混合してそれぞれの配合に対する室温硬化性組成物を得た。
MA450:(株)カネカ製、ポリオキシアルキレン重合体とアクリル系重合体との混合物
ハイジライトH42:昭和電工(株)製、水酸化アルミニウム(平均粒径1.1μm)
ハイジライトH42S:昭和電工(株)製、表面脂肪酸処理水酸化アルミニウム(平均粒径1.1μm)
レオロシールQS−20:(株)トクヤマ製、親水性シリカ
アエロジルR972:日本アエロジル(株)製、疎水性シリカ
白艶華CCR:白石工業(株)製、表面処理炭酸カルシウム(平均粒径0.08μm)
ビスコエクセル30:白石工業(株)製、表面処理炭酸カルシウム(平均粒径0.03μm)
Brilliant-15:白石工業(株)製、表面処理されていない炭酸カルシウム(平均粒径0.15μm)
硬化触媒:ジブチル錫ジラウレート
接着付与剤:東レダウコーニングシリコーン(株)製、商品名SH6020〔γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン〕
1)難燃性
接着剤を、シリコーン離型紙間で1.5mmのスペーサーを用いてシートを作製する。20℃7日後、離型紙から剥がし、1.5×13×130mmの硬化シートを作製する。得られた硬化シートに対し、UL94V−0規格に基づき試験を行い、難燃性を評価した。
具体的には以下の各項目を全て満たすものを合格、一つでも満たさないものを不合格とした。
a)各試料の残炎時間t1またはt2が「10秒以下」
b)全ての処理による各組の残炎時間の合計(5枚の試料のt1+t2)が「50秒以下」
c)第2回接炎の各試料の残炎時間と残じん時間の合計(t2+t3)が「30秒以下」
d)各試料の保持クランプまでの残炎または残じんが「無い事」
e)発炎物質または滴下物による標識用綿の着火が「無い事」
t1〜t3は下記の通りである。
t1:第1回接炎の試料の残炎時間(秒)
t2:第2回接炎の試料の残炎時間(秒)
t3:第2回接炎の試料の残じん時間(秒)
接着剤を135mlラミネートチューブに充填し、50℃×60日間放置し、液状分のブリードアウトを観察した。
〈評価基準〉
○:チューブよりの吐出時にブリードアウトなし
×:チューブよりの吐出時にブリードアウトあり
各接着剤を23℃50%RH環境下で24時間放置した後、B型粘度計(東機産業製、BSローター7番 10rpm)を使用し、粘度を測定した。その結果を初期粘度とした。その後、50℃乾燥機中に30日間放置した後、23℃50%RH環境下で24時間放置し、液温が23℃になるように調整し、同様に粘度測定を行った。望ましい粘度は、30〜400pa・sである。また、貯蔵安定性は「50℃30日後の粘度/初期粘度」の値により下記の基準で評価した。
◎:1.5未満、○:1.5以上2未満、△:2以上3未満、×:3以上。
軟鋼板(1.6×25×100mm)に各接着剤を25×25mmの接着面積で接着剤を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する。
Claims (6)
- (A)反応性珪素基含有有機重合体、
(B)平均粒径0.1〜200μmの金属水酸化物、
(C)親水性シリカ、及び
(D)平均粒径0.01〜10μmの表面処理された炭酸カルシウム
を必須成分として含有する難燃性湿気硬化型組成物を有効成分とする難燃性湿気硬化型接着剤組成物であって、
前記炭酸カルシウム(D)が、脂肪酸もしくは樹脂酸で処理された表面処理炭酸カルシウムであり、
前記重合体(A)100質量部に対して、前記金属水酸化物(B)150〜350質量部、前記親水性シリカ(C)0.1〜15質量部、前記炭酸カルシウム(D)1〜50質量部を配合することを特徴とする難燃性湿気硬化型接着剤組成物。 - 前記重合体(A)が、反応性珪素基含有ポリオキシアルキレン系重合体、反応性珪素基含有(メタ)アクリル系重合体、反応性珪素基含有ポリイソブチレン系重合体からなる群から選択される1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1記載の難燃性湿気硬化型接着剤組成物。
- 前記金属水酸化物(B)が、水酸化アルミニウム及び/又は水酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項1又は2記載の難燃性湿気硬化型接着剤組成物。
- 前記金属水酸化物(B)が、カップリング剤、脂肪酸もしくは樹脂酸で処理された金属水酸化物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の難燃性湿気硬化型接着剤組成物。
- 前記炭酸カルシウム(D)が、BET比表面積20〜100m2/gの炭酸カルシウムを脂肪酸で表面処理した炭酸カルシウムであって、平均粒径が0.05μm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の難燃性湿気硬化型接着剤組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項記載の難燃性湿気硬化型接着剤組成物を用いて難燃性製品の部品を接着することを特徴とする接着方法。
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