JP5009316B2 - 下地剤無しに接着接合可能な熱硬化シリコーンコーティング - Google Patents
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Description
・シリコーン組成物をプラスチックの表面またはプラスチック下地剤で処理されたプラスチックの表面に適用する工程;
・前記シリコーン組成物にフラッシュオフしてシリコーンフィルムを形成する工程;
・80℃乃至200℃の温度で焼き付けする工程;
・焼き付け中または焼き付け後の常温への冷却段階中に前記シリコーンフィルムに接着促進剤組成物を適用する工程;
を含む。
本明細書中におけるR1は1乃至20の炭素原子を、任意に芳香族部分と共に、また任意に1つ以上のヘテロ原子、特に窒素原子と共に有する直鎖状または分枝状、任意に環状のアルキレン基であり;且つ
本明細書中におけるR2は1乃至5の炭素原子を有するアルキル基、特にメチルまたはエチル、あるいはアシル基であり;且つ
本明細書中におけるR3は1乃至8の炭素原子を有するアルキル基であり、特にメチルであり;且つ
本明細書中におけるXはH、またはオキシラン、OH、(メタ)アクリロイルオキシ、アミン、SH、アシルチオ、及びビニルに包含される群より選択される官能基、好ましくはアミンであり(完全を期して本明細書中においてはアシルチオが下式:
R4はアルキル、特に1乃至20の炭素原子を有するもの、点線は置換基R1との結合を表す}
の置換基を意味することに言及する);且つ
本明細書中におけるX1はNH、S、S2、及びS4に包含される群より選択される官能基であり;且つ
本明細書中におけるX2はN及びイソシアヌレートに包含される群から選択される官能基であり;且つ
本明細書中におけるaは0、1、または2、好ましくは0である]
の有機ケイ素化合物である。
接着促進剤組成物は、少なくとも一つの溶媒を更に含んで良い。好ましい溶媒は、特にプラスチックを用いて、またはせいぜいプラスチック下地剤を用いて、応力亀裂をもたらさないものである。
0.3重量%のN-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、0.3重量%のイソプロピルトリ(ドデシル)ベンゼンスルホニルチタネート(Kenreact KR9S)、1重量%のエタノール、及び98.46重量%のへプタンから混合物を調製した。この接着促進剤組成物を、以下の実験に使用した。
全ての被覆実験は23℃及び50%相対湿度にて行われた。Bayer製のMakrolon(登録商標)AL2647ポリカーボネートシートが基板として使用された。10cm×15cm×3mmの寸法を有するこのシートを、糸くずの出ないイソプロパノール浸漬布での拭き取りによって使用前に清浄化し、その後3分間フラッシュオフした。使用したシリコーン組成物は、GE Siliconesより市販品を購入可能なPHC587、AS4000、及びAS4700であった。AS4700を使用する場合には、ポリカーボネートシートはまず特に推奨されるGE Silicones製のプラスチック下地剤SHP470ベースコートでフローコートされる:プラスチック下地剤を、スプレーボトルを使用して垂直に置いたシート上に均一にスプレーし、被覆されたシートをその位置で20分間空気乾燥させた。続いて、被覆されたシートを熱風乾燥器中、125℃にて25分間に亘って熱処理した。AS4000を使用する場合には、下地剤SHP401を同様に使用し、但し20分間のフラッシュオフ時間の後は熱処理を行わなかった。
試験長は少なくとも8cmに達しなければならない。ビードが引き剥がされた(凝集破壊)後の基板上に残る接着剤の評価を行う。接着特性は、接着領域の凝集破壊の推定によって評価される。
1=凝集破壊95%より大
2=凝集破壊75乃至95%
3=凝集破壊25乃至75%
4=凝集破壊25%未満
5=凝集破壊0%(完全凝集破壊)
Ref:参考実施例
一連の更なる実験において、焼成条件を変化させた。この目的のために、接着促進剤組成物を0.3重量%のビス[3-(トリメトキシシリル)プロピル]アミン、0.3重量%のテトラブチルオルトチタネート(Fluka AG)、及び99.4重量%のヘプタンから調製した。この接着促進剤組成物を、以下のように使用した。
シリコーンフィルムを備えたポリカーボネートシートを以下のように製造した。
10cm×15cm×3mmの寸法を有するBayer製のMakrolon(登録商標)AL2647ポリカーボネートシートを、糸くずの出ないイソプロパノール浸漬布での拭き取りによって使用前に清浄化し、その後3分間フラッシュオフした。このシートを23℃及び50%相対湿度にてプラスチック下地剤SHP401でフローコートした:プラスチック下地剤をスプレーボトルを使用して垂直に置いたシート上にスプレーし、このシートはその位置で20分間空気乾燥させた。続いて、GE Siliconesより市販品を購入可能なシリコーン組成物AS4000を、スプレーボトルを使用して、下地剤処理されて垂直に置かれたポリカーボネートシートに均一にスプレーし、このシートは20分間のフラッシュオフ時間に亘って垂直位置で空気乾燥させた。フラッシュオフの間、空気流(23℃、50%相対湿度)を1.5m/秒の速度で表面に平行に吹き付けた。
比較参考例6の場合には、接着促進剤組成物をシリコーン組成物のフラッシュオフ直後に適用した:すなわち、接着促進剤組成物は焼き付け前(t1=0)に適用された。参考例7の場合には、接着促進剤組成物は全く使用しなかった(焼成時間:130℃にて60分間)。
a) 数値は(分)で表示
d:(日)
Sikaflex(登録商標)221のビードを、予め接着下地剤を適用せずに表2及び3について使用されるシリコーンコーティングに適用した。次いで、同じく下地剤が適用されていない、または下地剤を適用された、表4に示した各材料の被着体のシートを接着剤のビードに押し付け、接着剤フィルムの厚さを3mmとした。このアッセンブリを23℃/50%相対湿度で7日間に亘り貯蔵した。これらアッセンブリには、ハンマーを使用して駆動するウェッジによって接着脱離されうるものはなかった。
Claims (34)
- ・シリコーン組成物をプラスチックの表面またはプラスチック下地剤で処理されたプラスチックの表面に適用する工程;
・前記シリコーン組成物にフラッシュオフしてシリコーンフィルムを形成する工程;
・80℃乃至200℃の温度で焼き付けする工程;及び
・焼き付け中または焼き付け後の常温への冷却段階中に前記シリコーンフィルムに接着促進組成物を適用する工程;
を含む方法によって製造された熱硬化シリコーンコーティングの接着接合または封止方法であって、
熱硬化シリコーンコーティングに接着性下地剤を予め適用することなく、接着剤または封止剤を熱硬化シリコーンコーティングと接触させることを含む方法。 - 前記プラスチックが熱可塑性プラスチックであることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記シリコーン組成物が、水と有機溶媒と少なくとも一つのトリアルコキシシランRSi(OR')3またはそのシラノールRSi(OR')3-n(OH)nまたはその部分縮合物との混合物中のコロイドシリカの水性分散物を含み、ここで、Rは1乃至3の炭素原子を有するアルキル置換基または6乃至13の炭素原子を有するアリール置換基を表し;R'は1乃至3の炭素原子を有するアルキル置換基を表し;更にnは1、2、または3であることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- Rがメチルであり、R'がメチルであることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記シリコーン組成物が、10乃至30重量%の固体含量を有することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接着促進剤組成物が、ケイ素原子に結合した少なくとも一つのアルコキシ基及び更に炭素−ケイ素結合を介してケイ素原子に結合した少なくとも一つの有機置換基を有する、少なくとも一つの有機ケイ素化合物を含むことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接着促進剤組成物が、酸素−チタン結合を介してチタン原子に結合した少なくとも一つの置換基を有する、少なくとも一つの有機チタン化合物を含むことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接着促進剤組成物が、
ケイ素原子に結合した少なくとも一つのアルコキシ基及び更に炭素−ケイ素結合を介してケイ素原子に結合した少なくとも一つの有機置換基を有する少なくとも一つの有機ケイ素化合物、並びに
酸素−チタン結合を介してチタン原子に結合した少なくとも一つの置換基を有する少なくとも一つの有機チタン化合物を含むことを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。 - 酸素−チタン結合を介してチタン原子に結合した少なくとも一つの置換基が、アルコキシ基、スルホネート基、カルボキシレート基、ジアルキルホスフェート基、ジアルキルピロホスフェート基、及びアセチルアセトネート基を包含する群より選択されることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 前記有機ケイ素化合物が、下式(I)または(II)または(III):
R1は1乃至20の炭素原子を、任意に芳香族部分と共に、また任意に1つ以上のヘテロ原子と共に有する直鎖状または分枝状、任意に環状のアルキレン基であり;且つ
R2は1乃至5の炭素原子を有するアルキル基、あるいはアシル基であり;且つ
R3は1乃至8の炭素原子を有するアルキル基であり;且つ
XはH、またはオキシラン、OH、(メタ)アクリロイルオキシ、アミン、SH、アシルチオ、及びビニルに包含される群より選択される官能基であり;且つ
X1はNH、S、S2、及びS4に包含される群より選択される官能基であり;且つ
X2はN及びイソシアヌレートに包含される群から選択される官能基であり;且つ
aは0、1、または2である]
を有することを特徴とする、請求項6または8または9に記載の方法。 - 置換基R1が、メチレン、プロピレン、メチルプロピレン、ブチレン、またはジメチルブチレン基であることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- Xが、NH2またはNH2-CH2-CH2-NHであり、X1がNHであり、X2がNであることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 前記接着促進剤組成物が、760トールにて25℃乃至140℃の沸点を有する少なくとも一つの溶媒を含むことを特徴とする、請求項6乃至12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接着促進剤組成物が、760トールにて焼き付け温度よりも高い沸点を有する少なくとも一つの溶媒を含むことを特徴とする、請求項6乃至12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接着促進剤組成物が、少なくとも一つの炭化水素とその構造式中に少なくとも一つのヘテロ原子を有する少なくとも一つの極性溶媒との混合物を含むことを特徴とする、請求項13または14に記載の方法。
- 少なくとも一つの前記溶媒が、アルコールまたは脂肪族炭化水素または環式脂肪族炭化水素であることを特徴とする、請求項13または14または15に記載の方法。
- 前記接着促進剤組成物が、0.1乃至10重量%の有機ケイ素化合物含量及び/または有機チタン化合物含量を有することを特徴とする、請求項5乃至16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接着促進剤組成物が、5乃至200g/m 2 の量で適用されることを特徴とする、請求項1乃至17のいずれか一項に記載に記載の方法。
- 0.02乃至40g/m 2 の有機ケイ素化合物及び/または有機チタン化合物が適用されることを特徴とする、請求項6乃至18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プラスチックがポリカーボネートであることを特徴とする、請求項1乃至19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリコーン組成物のフラッシュオフが、5乃至60分間続くことを特徴とする、請求項1乃至20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記焼き付けが100乃至140℃の温度にて、30乃至90分間の焼き付け時間に亘って行われることを特徴とする、請求項1乃至21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接着促進剤組成物のシリコーンフィルムへの適用が、焼き付け中に行われることを特徴とする、請求項1乃至22のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1乃至23のいずれか一項に記載の方法によって製造されることを特徴とする、熱硬化シリコーンコーティング。
- 熱硬化シリコーンコーティングが、接着剤または封止剤を用いて更なる被着体に封止または接合されることを特徴とする、請求項1乃至24のいずれか一項に記載の方法。
- 更なる被着体がプラスチックであることを特徴とする、請求項25に記載の接着結合または封止方法。
- 更なる被着体が金属であることを特徴とする、請求項25に記載の接着結合または封止方法。
- 更なる被着体がガラスまたはガラスセラミックであることを特徴とする、請求項25に記載の接着結合または封止方法。
- 更なる被着体が、接着結合または封止の前に下地剤で予備処理されていることを特徴とする、請求項25乃至28のいずれか一項に記載の接着結合または封止方法。
- 接着剤または封止剤が、イソシアネート末端ポリウレタンプレポリマーを含む一成分湿分硬化型ポリウレタン接着剤または封止剤であることを特徴とする、請求項1乃至29のいずれか一項に記載の接着結合または封止方法。
- 請求項1乃至30のいずれか一項に記載の接着結合または封止方法によって製造され、且つここで接着剤または封止剤が硬化されているアッセンブリ。
- 車両またはその一部であることを特徴とする、請求項31に記載のアッセンブリ。
- 情報表示のためのディスプレイであることを特徴とする、請求項31に記載のアッセンブリ。
- シリコーンコーティングの接着剤または封入剤の接着を促進するための、請求項5乃至17のいずれか一項に記載の接着促進剤組成物の使用。
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