JP6112121B2 - 接着剤組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、接着剤組成物に関する。更に詳しくは、本発明は、2−シアノアクリル酸エステルを含有し、高いせん断接着強さ、剥離接着強さ及び衝撃接着強さを有するとともに、特に接着強さの耐冷熱サイクル性に優れた接着剤組成物に関する。
2−シアノアクリル酸エステルを含有する接着剤組成物は、主成分である2−シアノアクリル酸エステルが有する特異なアニオン重合性により、被着体表面に付着する僅かな水分等の微弱なアニオンによって重合を開始し、各種材料を短時間で強固に接合することができる。そのため、所謂、瞬間接着剤として、工業用、医療用、家庭用等の広範な分野において用いられている。 しかし、この接着剤組成物は、その硬化物が硬く脆いため、優れたせん断接着強さを有する反面、剥離接着強さ及び衝撃接着強さが低く、特に異種の被着体間での耐冷熱サイクル性に劣るという問題点を有する。従来、このような問題点を改良するため、種々のエラストマー及び添加剤等を配合する改質方法が提案されている(例えば、特許文献1、2)。更に、難溶性のゴムやエラストマー粒子を配合する方法も提案されている(例えば、特許文献3、4)。一方、当該接着剤の機能を向上させるために、接着剤組成物に二官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルを配合することや(例えば、特許文献5)、接着剤組成物に特定構造の相関移動触媒を配合することも知られている(例えば、特許文献6)。
特開平3−290484号公報 特開平6−57214号公報 特開平6−240209号公報 特開平6−271817号公報 特開昭50−85635号公報 英国特許出願公開第2228943号明細書
しかし、上記の特許文献1、2に記載された改質方法では、特に異種の被着体間での耐冷熱サイクル性を十分に向上させることができないという問題がある。また、上記の特許文献3、4は剥離接着強度、衝撃接着強度の向上に主眼が置かれており、耐冷熱サイクル性等の改善は十分でない。更に、上記の特許文献5では、特定の二官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルを配合することで耐熱性が向上することを報告している。また、上記の特許文献6では、特定構造のオニウム塩を配合することにより、木材や紙に対する接着速度が向上することを報告しているが、いずれもその硬化物の構造については何ら言及されていない。
本発明は、上記の従来の状況に鑑みてなされたものであり、2−シアノアクリル酸エステルを含有し、高いせん断接着強さ、剥離接着強さ及び衝撃接着強さを有するとともに、特に接着強さの耐冷熱サイクル性に優れた接着剤組成物を提供することを目的とする。
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、2−シアノアクリル酸エステル、高分子量成分、多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステル及びオニウム塩を特定の配合量で含む組成物が、硬化後に特定の相分離構造を形成し、かつ、加熱処理後もその構造を維持することにより、耐冷熱サイクル性が特に優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
1.(a)2−シアノアクリル酸エステルと、(b)2−シアノアクリル酸エステルに相溶する高分子量成分と、(c)2−シアノ−3−ビニルアクリロイル基を2個以上有する多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルと、(d)下記一般式(1)で表されるオニウム塩と、を含有し、前記(b)、(c)及び(d)成分の含有量が、前記(a)成分を100質量部とした場合に、(b)成分は2〜50質量部、(c)成分は1〜200質量部、(d)成分は0.01〜5質量部であることを特徴とする接着剤組成物。
+- ・・・(1)
[式中、C+はオニウムカチオンであり、A-は実質的に2−シアノアクリル酸エステルの重合を開始しないアニオンである。]
2.前記(b)高分子量成分が、2−シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体、及び、2−シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体を用いてなる共重合体である上記1に記載の接着剤組成物。
3.2−シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る前記単量体が、エチレン、プロピレン、イソプレン及びブタジエンのうちの少なくとも1種であり、2−シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る前記単量体が、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルのうちの少なくとも一方である上記2に記載の接着剤組成物。
4.前記(c)多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルが、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリアミドポリオール、ポリエステルポリアミドポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、エチレン−ブチレン共重合体ポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添ポリイソプレンポリオール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアルコール、フェノール樹脂及び両末端にヒドロキシル基を有するシラン化合物又はシロキサン化合物の2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルである上記1〜3のいずれかに記載の接着剤組成物。
5.前記(c)多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの数平均分子量が、1000〜50000である上記1〜4のいずれかに記載の接着剤組成物。
6.前記一般式(1)で表されるオニウム塩のアニオンA-が、硫酸水素アニオン、亜硫酸水素アニオン、R1SO3 -で表されるスルホン酸アニオン(R1はアルキル基、炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、ビニル基、アリール基、パーフルオロアリール基、ハロゲン原子である)、又は(R2SO22-で表されるビス(置換スルホニル)イミドアニオンである(R2はアルキル基、炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、アリール基である)上記1〜5のいずれかに記載の接着剤組成物。
7.硬化後に前記(a)2−シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相、前記(b)高分子量成分が連続相となる海島構造を形成し、かつ、60℃で加熱処理後に、前記分散相の最大粒径の変化率が2倍以内である上記1〜6のいずれかに記載の接着剤組成物。
本発明の接着剤組成物は、2−シアノアクリル酸エステル、高分子量成分、多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステル及びオニウム塩を特定の配合量で含むので、硬化後に特定の相分離構造を形成し、かつ、加熱処理後もその構造を維持することができる。この接着剤組成物は、2−シアノアクリル酸エステルの重合に伴って2−シアノアクリル酸エステルと高分子量成分が相分離し、2−シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相、高分子量成分が連続相となる海島構造を形成する。また、多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルを含有することにより、加熱処理後も、2−シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相のまま固定されている。更に、特定のオニウム塩を含有することにより、多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの反応を促進するとともに、前記海島構造を固定化する。このように海島構造を固定化することにより、高いせん断接着強さ、剥離接着強さ及び衝撃接着強さを有するとともに、耐熱試験、耐湿熱試験及び耐冷熱サイクル試験等の耐久性試験後も当該接着強さを維持することができる。
また、前記高分子量成分が2−シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体及び2−シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体を用いてなる共重合体である場合は、高いせん断接着強さを有するとともに、剥離接着強さ、衝撃接着強さも十分であり、より優れた耐冷熱サイクル性を有する接着剤組成物とすることができる。
更に、前記一般式(1)で示されるオニウム塩のアニオンが、硫酸水素アニオン、亜硫酸水素アニオン、R1SO3 -で表されるスルホン酸アニオン(R1はアルキル基、炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、ビニル基、アリール基、パーフルオロアリール基、ハロゲン原子である)、又は(R2SO22-で表されるビス(置換スルホニル)イミドアニオン(R2はアルキル基、パーフルオロアルキル基、アリール基である)である場合には、多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの硬化をより促進することにより、相分離構造が強固に固定され、より優れた耐冷熱サイクル性を有する接着剤組成物とすることができる。
実施例1で得られた接着剤硬化物(初期)を、走査透過電子顕微鏡にて撮影した写真である。 実施例1で得られた接着剤硬化物(冷熱サイクル試験後)を、走査透過電子顕微鏡にて撮影した写真である。 実施例2で得られた接着剤硬化物(初期)を、走査透過電子顕微鏡にて撮影した写真である。 実施例2で得られた接着剤硬化物(冷熱サイクル試験後)を、走査透過電子顕微鏡にて撮影した写真である。 比較例1で得られた接着剤硬化物(初期)を、走査透過電子顕微鏡にて撮影した写真である。 比較例1で得られた接着剤硬化物(冷熱サイクル試験後)を、走査透過電子顕微鏡にて撮影した写真である。 比較例2で得られた接着剤硬化物(初期)を、走査電子顕微鏡にて撮影した写真である。 比較例2で得られた接着剤硬化物(冷熱サイクル試験後)を、走査電子顕微鏡にて撮影した写真である。 比較例1で得られた接着剤硬化物(冷熱サイクル試験後)を、走査電子顕微鏡にて撮影した写真である。
以下、本発明の接着剤組成物について詳しく説明する。
本発明の接着剤組成物は、(a)2−シアノアクリル酸エステルと、(b)2−シアノアクリル酸エステルに相溶する高分子量成分と、(c)2−シアノ−3−ビニルアクリロイル基を2個以上有する多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルと、(d)前記一般式(1)で表されるオニウム塩と、を含有する接着剤組成物である。
上記「(a)2−シアノアクリル酸エステル」としては、この種の接着剤組成物に一般に使用される2−シアノアクリル酸エステルを特に限定されることなく用いることができる。この2−シアノアクリル酸エステルとしては、2−シアノアクリル酸のメチル、エチル、クロロエチル、n−プロピル、i−プロピル、アリル、プロパギル、n−ブチル、i−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、フェニル、テトラヒドロフルフリル、ヘプチル、2−エチルヘキシル、n−オクチル、2−オクチル、n−ノニル、オキソノニル、n−デシル、n−ドデシル、メトキシエチル、メトキシプロピル、メトキシイソプロピル、メトキシブチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、エトキシイソプロピル、プロポキシメチル、プロポキシエチル、イソプロポキシエチル、プロポキシプロピル、ブトキシメチル、ブトキシエチル、ブトキシプロピル、ブトキシイソプロピル、ブトキシブチル、2,2,2−トリフルオロエチル及びヘキサフルオロイソプロピル等のエステルが挙げられる。これらの2−シアノアクリル酸エステルは1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。併用する場合、組み合わせは特に限定されないが、例えば、2−シアノアクリル酸エチルと2−シアノアクリル酸2−エトキシエチル、2−シアノアクリル酸イソブチルと2−シアノアクリル酸2−エトキシエチル、2−シアノアクリル酸イソプロピルと2−シアノアクリル酸2−オクチル、及び2−シアノアクリル酸イソブチルと2−シアノアクリル酸2−オクチル、等の各々の組み合わせが挙げられる。
本発明の接着剤組成物は、「(b)高分子量成分」を含有する。高分子量成分を含有することにより、接着剤の剥離接着強さ、衝撃接着強さ及び耐冷熱サイクル性等の耐久性を向上させることができる。前記高分子量成分は、(a)2−シアノアクリル酸エステルに相溶する成分であり、かつ、(a)2−シアノアクリル酸エステルの重合に伴って相分離を起こし、前記(a)2−シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相、前記(b)高分子量成分が連続相となる海島構造を形成するものであれば、特に限定されない。本発明において相溶とは、分子レベルで高分子量成分と2−シアノアクリル酸エステルが混合している状態だけでなく、接着剤組成物の使用期間において均一な組成が維持されている状態をいう。
上記高分子量成分としては、アクリル酸エステル系共重合体エラストマー、スチレン−ブタジエン共重合体系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、カルボキシル化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、エピクロルヒドリン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体系エラストマー等から選択されるものが挙げられる。これらは1種又は2種以上を併用してもよい。
また、上記の高分子量成分のうち特に好ましいものとして、2−シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体、及び2−シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体を用いてなる共重合体が挙げられる。この共重合体は、2−シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体が重合してなる難溶性セグメントと、2−シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体が重合してなる可溶性セグメントとを備える。
2−シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体は特に限定されず、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、クロロプレン、1−ヘキセン及びシクロペンテン等が挙げられる。これらの単量体は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。難溶性の重合体となり得る単量体としては、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン及びクロロプレンが用いられることが多い。
また、2−シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体も特に限定されず、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルエーテル、スチレン及びアクリロニトリル等が挙げられる。アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸n−ヘプチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸メトキシプロピル、アクリル酸エトキシエチル及びアクリル酸エトキシプロピル等が挙げられる。これらの単量体は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
更に、メタクリル酸エステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸n−ヘプチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシプロピル、メタクリル酸エトキシエチル及びメタクリル酸エトキシプロピル等が挙げられる。これらの単量体は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、アクリル酸エステルとメタクリル酸エステルとを併用してもよい。
難溶性の重合体となり得る単量体が重合してなる難溶性セグメントと、可溶性の重合体となり得る単量体が重合してなる可溶性セグメントとの割合は特に限定されず、これらのセグメントの合計を100モル%とした場合に、難溶性セグメントが5〜90モル%、好ましくは10〜80モル%、可溶性セグメントが10〜95モル%、好ましくは20〜90モル%であればよい。この割合は、難溶性セグメントが30〜80モル%、可溶性セグメントが20〜70モル%、特に難溶性セグメントが40〜80モル%、可溶性セグメントが20〜60モル%、更に難溶性セグメントが50〜75モル%、可溶性セグメントが25〜50モル%であることがより好ましい。難溶性セグメントが5〜90モル%であり、可溶性セグメントが10〜95モル%であれば、特に難溶性セグメントが30〜80モル%であり、可溶性セグメントが20〜70モル%であれば、共重合体を2−シアノアクリル酸エステルに適度に溶解させることができ、高いせん断接着強さ等と、優れた耐冷熱サイクル性とを併せて有する接着剤組成物とすることができる。
各々のセグメントの割合は、プロトン核磁気共鳴分光法(以下「1H−NMR」と表記する)測定によるプロトンの積分値により算出することができる。
更に、上記の高分子量成分のうち特に好ましいものとして、2−シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体及び2−シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体と、少量のカルボキシル基含有単量体とを用いてなる共重合体も挙げられる。カルボキシル基含有単量体も特に限定されず、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸及び桂皮酸等が挙げられる。これらの単量体は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。カルボキシル基含有単量体としては、アクリル酸及びメタクリル酸が用いられることが多く、これらはいずれか一方を用いてもよく、併用してもよい。このカルボキシル基含有単量体が重合してなるカルボキシル基含有セグメントは、親水性の高い2−シアノアクリル酸エステルに可溶性のセグメントになる。また、適量のカルボキシル基含有単量体を用いることにより、共重合体と、親水性の高い2−シアノアクリル酸エステルとの親和性を高めることができる。
カルボキシル基含有セグメントの割合も特に限定されないが、難溶性セグメント、可溶性セグメント、及びカルボキシル基含有セグメントの合計を100モル%とした場合に、0.1〜5モル%、特に0.3〜4モル%、更に0.4〜3モル%であることが好ましい。また、この含有量は、0.5〜2.5モル%、特に0.5〜2モル%であることがより好ましい。カルボキシル基含有セグメントが0.1〜5モル%、特に0.5〜2.5モル%であれば、被着体に塗布後、速やかに硬化し、かつ、高いせん断接着強さと、優れた耐冷熱サイクル性とを併せて有する接着剤組成物とすることができる。
カルボキシル基含有セグメントの割合は、JIS K0070に準じ、電位差滴定法又は指示薬滴定法により測定することができる。
共重合体としては、例えば、エチレン/アクリル酸メチル共重合体、エチレン/アクリル酸メチル/アクリル酸ブチル共重合体、エチレン/メタクリル酸メチル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、ブタジエン/アクリル酸メチル共重合体、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、ブタジエン/アクリロニトリル/アクリル酸エステル共重合体、及びブタジエン/スチレン/アクリロニトリル/アクリル酸メチル共重合体等を用いることができる。この共重合体としては、エチレン/アクリル酸メチル共重合体、エチレン/アクリル酸メチル/アクリル酸ブチル共重合体が特に好ましい。また、上記の各々の共重合体に用いられる単量体と、アクリル酸及び/又はメタクリル酸等のカルボキシル基含有単量体とを重合させてなる共重合体を用いることもできる。これらの共重合体は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよく、カルボキシル基含有単量体を用いない共重合体と、カルボキシル基含有単量体を用いた共重合体とを併用してもよい。更に、カルボキシル基含有単量体を用いない共重合体と、カルボキシル基含有単量体を用いた共重合体とは、いずれを使用してもよいが、疎水性が高い、例えば、炭素数4以上、特に5以上のアルキル基を用いてなる2−シアノアクリル酸エステルでは、カルボキシル基含有単量体を用いない共重合体を使用することが好ましく、親水性が高い、例えば、炭素数3以下、特に2以下のアルキル基、又はアルコキシアルキル基を用いてなる2−シアノアクリル酸エステルでは、カルボキシル基含有単量体を用いた共重合体を使用することが好ましい。
高分子量成分の平均分子量も特に限定されないが、数平均分子量(Mn)が5000〜500000、特に15000〜150000、更に20000〜100000であることが好ましい。高分子量成分の数平均分子量が5000〜500000であれば、高分子量成分が2−シアノアクリル酸エステルに容易に溶解し、特に耐冷熱サイクル試験後の接着強さが高い接着剤組成物とすることができる。また、高分子量成分の重量平均分子量(Mw)は、5000〜1000000、特に10000〜1000000であることが好ましく、Mw/Mnは1.0〜10.0、特に1.0〜8.0であることが好ましい。
尚、本発明における平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」と略記する)で測定した値である。GPC測定の際には、テトラヒドロフランを移動相として、ポリスチレンゲルカラムを使用し、分子量の値はポリスチレン換算値で求めた。
接着剤組成物における高分子量成分の含有量は、2−シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、2〜50質量部であることが好ましい。高分子量成分の含有量は、2−シアノアクリル酸エステルの種類等にもよるが、5〜40質量部であることがより好ましく、5〜30質量部であることが特に好ましい。高分子量成分の含有量が2〜50質量部、特に5〜30質量部であれば、十分なせん断接着強さ等を有し、かつ、優れた耐冷熱サイクル性を併せて有する接着剤組成物とすることができる。
本発明の接着剤組成物は、「(c)多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステル」を含有する。多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルを含有することにより、2−シアノアクリル酸エステルの重合物と前記高分子量成分で形成された海島構造を、加熱処理後においても維持することができる。多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルは、2−シアノ−3−ビニルアクリロイル基を2個以上有しておればよく、特に限定されない。この多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルとしては、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリアミドポリオール、ポリエステルポリアミドポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、エチレン−ブチレン共重合体ポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添ポリイソプレンポリオール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアルコール、フェノール樹脂及び両末端にヒドロキシル基を有するシラン化合物又はシロキサン化合物等の2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルが挙げられる、これらの多官能シアノアクリル酸エステルは1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルとしては、硬化物が柔軟且つ強靭なため、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリアミドポリオール、ポリエステルポリアミドポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール又は水添ポリイソプレンポリオールの2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルが好ましく、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール又は水添ポリイソプレンポリオールの2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルがより好ましい。ポリオキシアルキレンポリオールは特に限定されず、ポリエチレングリコール、ポリエチレントリオール、ポリエチレンテトラオール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレントリオール、ポリプロピレンテトラオール、ポリテトラメチレングリコール等、及び前記ポリオール或いは他のグリコールとの共重合体などを用いることができる。また、ポリエステルポリオールも特に限定されず、アジピン酸等の二塩基酸とグリコール、トリオール等との反応により生成する一般的なポリエステルポリオール、カプロラクトンを開環重合させたポリカプロラクトンポリオール等を用いることができる。更に、ポリカーボネートポリオールも特に限定されず、エチレンカーボネート等から誘導される一般的なポリカーボネートジオールやカーボネートとグリコールとを共重合させたものなどを用いることができる。
多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルは、公知の方法により製造することができる。例えば、特開昭56−47471号公報に記載のように、対応するシアノアセテートを塩化亜鉛触媒下、アクロレインと反応させることで得られる。
多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの数平均分子量は1000〜50000であり、1500〜40000、特に2000〜30000、更に2000〜25000であることが好ましい。多官能シアノアクリル酸エステルの数平均分子量が1000〜50000であれば、2−シアノアクリル酸エステルと十分な相溶性を有し、より均質であって、高いせん断接着強さと、優れた耐冷熱サイクル性とを併せて有する接着剤組成物とすることができる。
接着剤組成物における多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの含有量は、2−シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、1〜200質量部であることが好ましい。この多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの含有量は、2−シアノアクリル酸エステル及び多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの各々の種類等にもよるが、1〜150質量部、更に1〜100質量部であることがより好ましく、1〜50質量部であることが特に好ましい。多官能シアノアクリル酸エステルの含有量が1〜200質量部、特に1〜50質量部であれば、十分なせん断接着強さ等を有し、かつ、優れた耐冷熱サイクル性を併せて有する接着剤組成物とすることができる。
本発明の接着剤組成物は、「(d)下記一般式(1)で表されるオニウム塩」を含有する。このオニウム塩は、多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの反応を促進し、海島構造の固定化に寄与する。
+- ・・・(1)
[式中、C+はオニウムカチオンであり、A-は実質的に2−シアノアクリル酸エステルの重合を開始しないアニオンである。]
ここで、「実質的に2−シアノアクリル酸エステルの重合を開始しない」とは、2−シアノアクリル酸エステルと当該オニウム塩を混合した組成物(質量比;100/1)が、室温下で24時間ゲル化することなく、安定に存在することをいう。
前記オニウム塩のカチオンは、下記一般式(2)で表されるオニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン及び一般式(3)で表されるオニウムカチオンが挙げられる。
[式中、R3〜R6は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の非置換若しくは置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基又はアルキニル基である;あるいは、R3〜R6の一部又は全部が、Aで示される原子と一緒になって、非置換又は置換の3〜10員環(ここで、該環はO、S等のヘテロ原子を含んでいてもよい)を形成し、該環の形成に関与していないR3〜R6は、前記で定義したとおりである;そしてAは、窒素原子又はリン原子を表す。なお、上記置換のアルキル基の具体例としては、例えば、アルコキシ基及びアルカノイル基が挙げられる。また、R3〜R6の一部が環を形成する場合、通常、R3〜R6のうちの2または3つが環を形成する。R3〜R6の2つが環を形成する式(2)化合物の具体例としては、ピペリジニウムカチオン、モルホリニウムカチオン、ピロリジニウムカチオンなどが挙げられる。]
[式中、R7〜R9は、それぞれ独立して、炭素数1〜20の非置換若しくは置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基又はアルキニル基である;あるいは、R7〜R9の一部又は全部が、硫黄原子と一緒になって、非置換又は置換の3〜10員環(ここで、該環はO、S等のヘテロ原子を含んでいてもよい)を形成し、該環の形成に関与していないR7〜R9は、前記で定義したとおりである。なお、上記置換のアルキル基の具体例としては、例えば、アルコキシ基及びアルカノイル基が挙げられる。]
前記一般式(2)で表されるオニウムカチオンの代表例としては、第四級アンモニウムカチオン、第四級ホスホニウムカチオン等が挙げられる。
第四級アンモニウムカチオンの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、ジエチルジメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラ−n−ブチルアンモニウム、トリメチル−n−プロピルアンモニウム、イソプロピルトリメチルアンモニウム、n−ブチルトリメチルアンモニウム、イソブチルトリメチルアンモニウム、t−ブチルトリメチルアンモニウム、n−ヘキシルトリメチルアンモニウム、ジメチルジ−n−プロピルアンモニウム、ジイソプロピルジメチルアンモニウム、イソプロピルジメチル−n−プロピルアンモニウム、メチルトリ−n−プロピルアンモニウム、トリイソプロピルメチルアンモニウム、イソプロピルメチルジ−n−プロピルアンモニウム、メチル−n−プロピルジイソプロピルアンモニウム、トリエチル−n−プロピルアンモニウム、トリエチルイソプロピルアンモニウム、n−ブチルトリエチルアンモニウム、トリエチルイソブチルアンモニウム、t−ブチルトリエチルアンモニウム、ジ−n−ブチルジメチルアンモニウム、ジイソブチルジメチルアンモニウム、ジ−t−ブチルジメチルアンモニウム、n−ブチルエチルジメチルアンモニウム、イソブチルエチルジメチルアンモニウム、t−ブチルエチルジメチルアンモニウム、n−ブチルイソブチルジメチルアンモニウム、n−ブチル−t−ブチルジメチルアンモニウム、t−ブチルイソブチルジメチルアンモニウム、ジエチルジ−n−プロピルアンモニウム、ジエチルジイソプロピルアンモニウム、ジエチルイソプロピル−n−プロピルアンモニウム、エチルトリ−n−プロピルアンモニウム、エチルトリイソプロピルアンモニウム、エチルイソプロピルジ−n−プロピルアンモニウム、エチルジイソプロピル−n−プロピルアンモニウム、ジエチルメチル−n−プロピルアンモニウム、エチルジメチル−n−プロピルアンモニウム、エチルメチルジ−n−プロピルアンモニウム、ジエチルイソプロピルメチルアンモニウム、エチルイソプロピルジメチルアンモニウム、エチルジイソプロピルメチルアンモニウム、エチルメチル−n−プロピルイソプロピルアンモニウム、テトラ−n−プロピルアンモニウム、テトライソプロピルアンモニウム、トリイソプロピル−n−プロピルアンモニウム、ジイソプロピルジ−n−プロピルアンモニウム、イソプロピルトリ−n−プロピルアンモニウム、ブチルトリメチルアンモニウム、トリメチルペンチルアンモニウム、ヘキシルトリメチルアンモニウム、ヘプチルトリメチルアンモニウム、トリメチルオクチルアンモニウム、トリメチルノニルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウム、トリメチルウンデシルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリブチルアンモニウム、ベンジルドデシルジメチルアンモニウム、ジデシルジメチルアンモニウム、ジラウリルジメチルアンモニウム、ジメチルジスチリルアンモニウム、ジメチルジオクタデシルアンモニウム、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジメチルジパルミチルアンモニウム、エチルヘキサデシルジメチルアンモニウム、ヘキシルジメチルオクチルアンモニウム、ドデシル(フェロセニルメチル)ジメチルアンモニウム、N−メチルホマロトビニウム等、のテトラアルキルアンモニウムカチオン;トリメチルフェニルアンモニウム、テトラフェニルアンモニウム等の芳香族置換アンモニウムカチオン;ピロリジニウム(例えば、1,1−ジメチルピロリジニウム、1−エチル−1−メチルピロリジニウム、1,1−ジエチルピロリジニウム、1,1−テトラメチレンピロリジニウム、1−ブチル−1−メチルピロリジニウム)、ピペリジニウム(例えば、1,1−ジメチルピペリジニウム、1−エチル−1−メチルピペリジニウム、1,1−ジエチルピペリジニウム、1−ブチル−1−メチルピペリジニウム)、モルホリニウム(例えば、1,1−ジメチルモルホリニウム、1−エチル−1−メチルモルホリニウム、1,1−ジエチルモルホリニウム)等の脂肪族環状アンモニウムカチオン等が挙げられる。
また、第四級ホスホニウムカチオンの具体例としては、テトラメチルホスホニウム、トリエチルメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム等のカチオンを挙げることができる。
イミダゾリウムカチオンの具体例としては、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−メチル−3−n−オクチルイミダゾリウム、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウム、1,2−ジエチル−3−メチルイミダゾリウム、1,3−ジエチル−2−メチルイミダゾリウム、1,2−ジメチル−3−n−プロピルイミダゾリウム、1−n−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、1−n−ブチル−2,3−メチルイミダゾリウム、1,2,4−トリメチル−3−n−プロピルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウム、1,2,3,4,5−ペンタメチルイミダゾリウム、2−エチル−1,3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−n−プロピルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−n−ペンチルイミダゾリウム、2−n−ヘプチル−1,3−ジメチル−イミダゾリウム、1,3,4−トリメチルイミダゾリウム、2−エチル−1,3,4−トリメチルイミダゾリウム、1,3−ジメチルベンゾイミダゾリウム、3−メチル−1−フェニルイミダゾリウム、1−ベンジル−3−メチルイミダゾリウム、2,3−ジメチル−1−フェニルイミダゾリウム、1−ベンジル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−フェニルイミダゾリウム、2−ベンジル−1,3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−n−ウンデシルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−n−ヘプタデシルイミダゾリウム等のカチオンが挙げられる。
ピリジニウムカチオンとしては、1−メチルピリジニウム、1−エチルピリジニウム、1−n−プロピルピリジニウム、1−イソプロピルピリジニウム、1−n−ブチルピリジニウム、1−n−ブチル−3−メチルピリジニウム等のカチオンが挙げられる。
前記一般式(3)で表される第三級スルホニウムカチオンの具体例としては、トリメチルスルホニウム、トリエチルスルホニウム、トリプロピルスルホニウム、トリフェニルスルホニウム等のカチオンが挙げられる。
前記オニウムカチオンの中でも、2−シアノアクリル酸エステルへの溶解性に優れること、及び硬化促進能と接着剤組成物の貯蔵安定性のバランスの点から第四級アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン又は第三級スルホニウムカチオンが好ましく、第四級アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン又はピリジニウムカチオンが更に好ましい。
次に、前記オニウム塩のアニオンは、実質的にシアノアクリレートの重合を開始しないものであれば特に限定されないが、好ましいものとして、硫酸水素アニオン、亜硫酸水素アニオン、R1SO3 -で表されるスルホン酸アニオン(R1はアルキル基、炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、シクロアルキル基、ビニル基、アリール基、パーフルオロアリール基、アラルキル基、もしくはハロゲン原子である)、又は(R2SO22-で表されるビス(置換スルホニル)イミドアニオン(R2はアルキル基、炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、もしくはアリール基である)等が挙げられる。なお、R1及びR2のアルキル基の炭素数は1〜20が好ましい。
前記R1SO3 -で表されるスルホン酸アニオンの具体例としては、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、ヘプタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、ビニルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、10−カンファースルホン酸、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸、フッ化スルホン酸、塩化スルホン酸、臭化スルホン酸等のアニオンが挙げられる。また、炭素数1〜10のパーフルオロアルキルスルホン酸アニオンとしては、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、パーフルオロブタンスルホン酸アニオン、パーフルオロオクタンスルホン酸アニオン等が挙げられる。パーフルオロアルキル基の炭素数は、対応するオニウム塩の2−シアノアクリル酸エステルに対する溶解性の点から1〜10であり、1〜8であることが好ましい。
また、前記(R2SO22-で表されるビス(置換スルホニル)イミドアニオンの具体例としては、ビス(メタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(エタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(プロパンスルホニル)イミドアニオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン等のビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ヘプタフルオロプロパンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドアニオン等が挙げられる。
これらのアニオンの中でも、多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの反応を促進するため海島構造の固定化に効果的であり、更に接着剤組成物の貯蔵安定性にも優れることから、硫酸水素アニオン及びパーフルオロアルキルスルホン酸アニオン及びビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミドアニオンが好ましい。
本発明に用いられるオニウム塩は、前記カチオンとアニオンの組合せであれば特に限定されない。オニウム塩の具体例としては、テトラエチルアンモニウム硫酸水素塩、テトラ−n−ブチルアンモニウム硫酸水素塩、メチルトリ−n−オクチルアンモニウム硫酸水素塩、アミルトリエチルアンモニウム硫酸水素塩、ベンジルトリブチルアンモニウム硫酸水素塩、ベンジルドデシルジメチルアンモニウム硫酸水素塩、ジデシルジメチルアンモニウム硫酸水素塩、ジラウリルジメチルアンモニウム硫酸水素塩、ヘキシルジメチルオクチルアンモニウム硫酸水素塩、ドデシル(フェロセニルメチル)ジメチルアンモニウム硫酸水素塩、シクロヘキシルトリメチルアンモニウム硫酸水素塩、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1−メチル−3−n−オクチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム硫酸水素塩、2−エチル−1,3−ジメチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1,3−ジメチル−2−n−プロピルイミダゾリウム硫酸水素塩、1,3−ジメチル−2−n−ペンチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1,3−ジメチル−2−n−ヘプチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1−エチル−1−メチルピペリジニウム硫酸水素塩、1−ブチル−1−メチルピペリジニウム硫酸水素塩、1−エチル−1−メチルピロリジニウム硫酸水素塩、1−ブチル−1−メチルピロリジニウム硫酸水素塩、1−メチル−1−プロピルピロリジニウム硫酸水素塩、1−エチルピリジニウム硫酸水素塩、1−エチル−3−メチルピリジニウム硫酸水素塩、1−ブチル−3−メチルピリジニウム硫酸水素塩、1−エチル−4−メチルピリジニウム硫酸水素塩、1−ブチルピリジニウム硫酸水素塩、1−ブチル−4−メチルピリジニウム硫酸水素塩、テトラメチルホスホニウム硫酸水素塩、トリエチルメチルホスホニウム硫酸水素塩、テトラエチルホスホニウム硫酸水素塩、テトラ−n−ブチルアンモニウムメタンスルホネート、メチルトリ−n−オクチルアンモニウムメタンスルホネート、ベンジルトリブチルアンモニウムメタンスルホネート、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムメタンスルホネート、ジデシルジメチルアンモニウムメタンスルホネート、ジラウリルジメチルアンモニウムメタンスルホネート、ヘキシルジメチルオクチルアンモニウムメタンスルホネート、ドデシル(フェロセニルメチル)ジメチルアンモニウムメタンスルホネート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムメタンスルホネート、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムメタンスルホネート、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムメタンスルホネート、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムメタンスルホネート、1−エチル−1−メチルピペリジニウムメタンスルホネート、1−ブチル−1−メチルピペリジニウムメタンスルホネート、1−エチル−1−メチルピロリジニウムメタンスルホネート、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムメタンスルホネート、1−メチル−1−プロピルピロリジニウムメタンスルホネート、1−エチルピリジニウムメタンスルホネート、1−エチル−3−メチルピリジニウムメタンスルホネート、1−ブチル−3−メチルピリジニウムメタンスルホネート、テトラエチルホスホニウムメタンスルホネート、テトラエチルホスホニウムメタンスルホネート、テトラ−n−ブチルアンモニウムp−トルエンスルホネート、メチルトリ−n−オクチルアンモニウムp−トルエンスルホネート、ベンジルトリブチルアンモニウムp−トルエンスルホネート、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムp−トルエンスルホネート、ジデシルジメチルアンモニウムp−トルエンスルホネート、ジラウリルジメチルアンモニウムp−トルエンスルホネート、ヘキシルジメチルオクチルアンモニウムp−トルエンスルホネート、ドデシル(フェロセニルメチル)ジメチルアンモニウムp−トルエンスルホネート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムp−トルエンスルホネート、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムp−トルエンスルホネート、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムp−トルエンスルホネート、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムp−トルエンスルホネート、1−エチル−1−メチルピペリジニウムp−トルエンスルホネート、1−ブチル−1−メチルピペリジニウムp−トルエンスルホネート、1−エチル−1−メチルピロリジニウムp−トルエンスルホネート、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムp−トルエンスルホネート、1−メチル−1−プロピルピロリジニウムp−トルエンスルホネート、1−エチルピリジニウムp−トルエンスルホネート、1−エチル−3−メチルピリジニウムp−トルエンスルホネート、1−ブチル−3−メチルピリジニウムp−トルエンスルホネート、テトラエチルホスホニウムp−トルエンスルホネート、テトラエチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、テトラ−n−ブチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、メチルトリ−n−オクチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、アミルトリエチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、シクロヘキシルトリメチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ベンジルトリブチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジデシルジメチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジラウリルジメチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ヘキシルジメチルオクチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ドデシル(フェロセニルメチル)ジメチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1−メチル−3−n−オクチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、2−エチル−1,3−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1,3−ジメチル−2−n−プロピルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1,3−ジメチル−2−n−ペンチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1,3−ジメチル−2−n−ヘプチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1−エチル−1−メチルピペリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−ブチル−1−メチルピペリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−エチル−1−メチルピロリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−メチル−1−プロピルピロリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−エチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−エチル−3−メチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−ブチル−3−メチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−エチル−4−メチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−ブチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−ブチル−4−メチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、テトラメチルホスホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリエチルメチルホスホニウムトリフルオロメタンスルホネート、テトラエチルホスホニウムトリフルオロメタンスルホネート、テトラエチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、テトラ−n−ブチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、メチルトリ−n−オクチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、ベンジルトリブチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、ジデシルジメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、ジラウリルジメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、ヘキシルジメチルオクチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、ドデシル(フェロセニルメチル)ジメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−エチル−1−メチルピペリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−ブチル−1−メチルピペリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−エチル−1−メチルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−メチル−1−プロピルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−エチルピリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−エチル−3−メチルピリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−ブチル−3−メチルピリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリエチルスルホニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド等が挙げられる。
本発明のオニウム塩は、公知の方法により製造することができる。例えば、Hiroyuki OhnoらのJ.Am.Chem.SOc.,2005,27,2398−2399、又はPeter WasserscheidらのGreen Chemistry,2002,4,134−138に記載のように、対応するオニウムハライドから製造することができる。
接着剤組成物における前記オニウム塩の含有量は、2−シアノアクリル酸エステル100質量部に対して、0.01〜5質量部であることが好ましく、0.02〜3質量部あることがより好ましく、0.03〜2質量部であることが更に好ましい。前記含有量が0.01質量部未満であると、多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの反応促進剤としての効果が十分に発現しない。一方、5質量部を超えると、接着剤組成物の貯蔵安定性が悪くなる場合がある。
上記のとおり、本発明の接着剤組成物は成分(a)〜(d)を含有し、接着剤の硬化後に、(a)2−シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相、(b)高分子量成分が連続相となる海島構造を形成する。また、(c)多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステル及び(d)特定のオニウム塩を含有することにより、前記海島構造が固定され、加熱処理後においても海島構造が維持される。前記分散相の大きさは、成分(a)及び(b)の種類等により変動するが、60℃で加熱処理後に、分散相の最大粒径の変化率が2倍以内であることが好ましい。接着耐久性の観点から、加熱処理の温度70℃でも分散相の最大粒径の変化率が2倍以内であることがより好ましく、加熱処理の温度80℃でも分散相の最大粒径の変化率が2倍以内であることが更に好ましい。60℃以上の温度で相構造の変化が少なければ、耐熱性、耐湿熱性及び耐冷熱衝撃性等の各種耐久性試験後も、接着強さを維持することができる。また、同様の理由で、当該変化率は2倍未満であることがより好ましく、1.8倍以内であることがより好ましい。変化率が2倍を超えると、耐久性試験において極端に接着強さが低下する傾向にある。
接着剤組成物にはヒュームドシリカを含有させることもできる。このヒュームドシリカは、超微粉(一次粒子が500nm以下、特に1〜200nm)の無水シリカであり、この無水シリカは、例えば、四塩化ケイ素を原料とし、高温の炎中において気相状態での酸化により生成する超微粉(一次粒子が500nm以下、特に1〜200nm)の無水シリカであって、親水性の高い親水性シリカと、疎水性の高い疎水性シリカとがある。このヒュームドシリカとしては、いずれも用いることができるが、2−シアノアクリル酸エステル及び共重合体への分散性がよいため疎水性シリカが好ましい。また、高分子量成分として2−シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体を多く用いてなる共重合体、即ち、可溶性セグメント(カルボキシル基含有セグメントを含む)が多い共重合体を用いる場合は、親水性シリカを組み合わせて用いることが好ましく、2−シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体を多く用いてなる共重合体、即ち、難溶性セグメントが多い共重合体を用いる場合は、疎水性シリカを組み合わせて用いることが好ましい。
親水性シリカとしては市販の各種の製品を用いることができ、例えば、アエロジル50、130、200、300及び380(以上、商品名であり、日本アエロジル社製である)等が挙げられる。これらの親水性シリカの比表面積は、それぞれ50±15m2/g、130±25m2/g、200±25m2/g、300±30m2/g、380±30m2/gである。また、市販の親水性シリカとしては、レオロシールQS−10、QS−20、QS−30及びQS−40(以上、商品名であり、トクヤマ社製である)等を用いることができる。これらの親水性シリカの比表面積は、それぞれ140±20m2/g、220±20m2/g、300±30m2/g、380±30m2/gである。この他、CABOT社製等の市販の親水性シリカを用いることもできる。
更に、疎水性シリカとしては、親水性シリカの表面に存在するヒドロキシル基と反応し、疎水基を形成し得る化合物、又は親水性シリカの表面に吸着され、表面に疎水性の層を形成し得る化合物を、親水性シリカと溶媒の存在下又は不存在下に接触させ、好ましくは加熱し、親水性シリカの表面を処理することにより生成する製品を用いることができる。
親水性シリカを表面処理して疎水化するのに用いる化合物としては、n−オクチルトリアルコキシシラン等の疎水基を有するアルキル、アリール、アラルキル系の各種のシランカップリング剤、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシリル化剤、ポリジメチルシロキサン等のシリコーンオイル、ステアリルアルコール等の高級アルコール、及びステアリン酸等の高級脂肪酸などが挙げられる。疎水性シリカとしては、いずれの化合物を用いて疎水化された製品を用いてもよい。
市販の疎水性シリカとしては、例えば、シリコーンオイルで表面処理され、疎水化されたアエロジルRY200、R202、ジメチルシリル化剤で表面処理され、疎水化されたアエロジルR974、R972、R976、n−オクチルトリメトキシシランで表面処理され、疎水化されたアエロジルR805、トリメチルシリル化剤で表面処理され、疎水化されたアエロジルR811、R812(以上、商品名であり、日本アエロジル社製である)及びメチルトリクロロシランで表面処理され、疎水化されたレオロシールMT−10(商品名であり、トクヤマ社である)等が挙げられる。これらの疎水性シリカの比表面積は、それぞれ100±20m2/g、100±20m2/g、170±20m2/g、110±20m2/g、250±25m2/g、150±20m2/g、150±20m2/g、260±20m2/g、120±10m2/gである。
接着剤組成物におけるヒュームドシリカの含有量は、2−シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、1〜30質量部である。このヒュームドシリカの好ましい含有量は、2−シアノアクリル酸エステルの種類、共重合体の製造に用いた単量体の種類及び割合、並びにヒュームドシリカの種類等にもよるが、1〜25質量部、特に2〜20質量部であることが好ましい。ヒュームドシリカの含有量が1〜30質量部であれば、接着剤組成物の硬化性や接着強さ等を損なわず、作業性も良好な接着剤組成物とすることができる。
本発明の接着剤組成物には、上記の成分の他に、従来、2−シアノアクリル酸エステルを含有する接着剤組成物に配合して用いられているアニオン重合促進剤、安定剤、可塑剤、増粘剤、粒子、着色剤、香料、溶剤、強度向上剤等を、目的等に応じて、接着剤組成物の硬化性及び接着強さ等を損なわない範囲で適量配合することができる。
アニオン重合促進剤としては、ポリアルキレンオキサイド類、クラウンエーテル類、シラクラウンエーテル類、カリックスアレン類、シクロデキストリン類及びピロガロール系環状化合物類等が挙げられる。ポリアルキレンオキサイド類とは、ポリアルキレンオキサイド及びその誘導体であって、例えば、特公昭60−37836号、特公平1−43790号、特開昭63−128088号、特開平3−167279号、米国特許第4386193号、米国特許第4424327号等で開示されているものが挙げられる。具体的には、(1)ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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アルキレンオキサイド、(2)ポリエチレングリコールモノアルキルエステル、ポリエチレングリコールジアルキルエステル、ポリプロピレングリコールジアルキルエステル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル等のポリアルキレンオキサイドの誘導体などが挙げられる。クラウンエーテル類としては、例えば、特公昭55−2236号、特開平3−167279号等で開示されているものが挙げられる。具体的には、12−クラウン−4、15−クラウン−5、18−クラウン−6、ベンゾ−12−クラウン−4、ベンゾ−15−クラウン−5、ベンゾ−18−クラウン−6、ジベンゾ−18−クラウン−6、ジベンゾ−24−クラウン−8、ジベンゾ−30−クラウン−10、トリベンゾ−18−クラウン−6、asym−ジベンゾ−22−クラウン−6、ジベンゾ−14−クラウン−4、ジシクロヘキシル−24−クラウン−8、シクロヘキシル−12−クラウン−4、1,2−デカリル−15−クラウン−5、1,2−ナフト−15−クラウン−5、3,4,5−ナフチル−16−クラウン−5、1,2−メチルベンゾ−18−クラウン−6、1,2−tert−ブチル−18−クラウン−6、1,2−ビニルベンゾ−15−クラウン−5等が挙げられる。シラクラウンエーテル類としては、例えば、特開昭60−168775号等で開示されているものが挙げられる。具体的には、ジメチルシラ−11−クラウン−4、ジメチルシラ−14−クラウン−5、ジメチルシラ−17−クラウン−6等が挙げられる。カリックスアレン類としては、例えば、特開昭60−179482号、特開昭62−235379号、特開昭63−88152号等で開示されているものが挙げられる。具体的には、5,11,17,23,29,35−ヘキサ−tert−butyl−37,38,39,40,41,42−ヘキサヒドロオキシカリックス〔6〕アレン、37,38,39,40,41,42−ヘキサヒドロオキシカリックス〔6〕アレン、37,38,39,40,41,42−ヘキサ−(2−オキソ−2−エトキシ)−エトキシカリックス〔6〕アレン、25,26,27,28−テトラ−(2−オキソ−2−エトキシ)−エトキシカリックス〔4〕アレン、テトラキス(4−t−ブチル−2−メチレンフェノキシ)エチルアセテート等が挙げられる。シクロデキストリン類としては、例えば、公表平5−505835号等で開示されているものが挙げられる。具体的には、α−、β−又はγ−シクロデキストリン等が挙げられる。ピロガロール系環状化合物類としては、特開2000−191600号等で開示されている化合物が挙げられる。具体的には、3,4,5,10,11,12,17,18,19,24,25,26−ドデカエトキシカルボメトキシ−C−1、C−8、C−15、C−22−テトラメチル[14]−メタシクロファン等が挙げられる。これらのアニオン重合促進剤は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。アニオン重合促進剤の配合量は、2−シアノアクリル酸エステル100質量部に対し、好ましくは0.005〜5質量部、より好ましくは0.01〜2質量部である。
また、安定剤としては、(1)二酸化イオウ及びメタンスルホン酸等の脂肪族スルホン酸、p−トルエンスルホン酸等の芳香族スルホン酸、三弗化ホウ素メタノール及び三弗化ホウ素ジエチルエーテル等の三弗化ホウ素錯体、HBF4並びにトリアルキルボレート等のアニオン重合禁止剤、(2)ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、t−ブチルカテコール、カテコール及びピロガロール等のラジカル重合禁止剤などが挙げられる。これらの安定剤は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
可塑剤は本発明の効果が損なわれない範囲であれば含有させることができ、高分子量成分として特に、難溶性の重合体となり得る単量体を多く用いてなる共重合体、即ち、難溶性セグメントが多い共重合体(難溶性セグメントの割合が65モル%以上の共重合体)を用いる場合に、適量含有させることにより、その溶解性を向上させることができる。この可塑剤としては、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、セバシン酸ジメチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソトリデシル、フタル酸ジペンタデシル、テレフタル酸ジオクチル、イソフタル酸ジイソノニル、トルイル酸デシル、ショウノウ酸ビス(2−エチルヘキシル)、2−エチルヘキシルシクロヘキシルカルボキシレート、フマル酸ジイソブチル、マレイン酸ジイソブチル、カプロン酸トリグリセライド、安息香酸2−エチルヘキシル、ジプロピレングリコールジベンゾエート等が挙げられる。これらの中では、2−シアノアクリル酸エステルとの相溶性が良く、かつ可塑化効率が高いという点から、アセチルクエン酸トリブチル、アジピン酸ジメチル、フタル酸ジメチル、安息香酸2−エチルヘキシル、ジプロピレングリコールジベンゾエートが好ましい。これらの可塑剤は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、可塑剤の含有量は特に限定されないが、2−シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、3〜50質量部、特に10〜45質量部、更に20〜40質量部であることが好ましい。可塑剤の含有量が3〜50質量部であれば、特に難溶性セグメントが多い共重合体であるときに、共重合体の2−シアノアクリル酸エステルへの溶解を容易とし、特に耐冷熱サイクル試験後の接着強さの保持率を向上させることができる。
更に、増粘剤としては、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチルとアクリル酸エステルとの共重合体、メタクリル酸メチルとその他のメタクリル酸エステルとの共重合体、アクリルゴム、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、セルロースエステル、ポリアルキル−2−シアノアクリル酸エステル及びエチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。これらの増粘剤は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
接着剤組成物に配合する粒子は、接着剤層の厚さを調整するためのものである。平均粒子径は10〜200μm、特に15〜200μm、更には15〜150μmであることが好ましい。粒子の材質は、2−シアノアクリル酸エステルに不溶であり、重合等の変質を引き起こさないものであれば特に限定されない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド等の熱可塑性樹脂;不飽和ポリエステル、ジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体、ジビニルベンゼン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ジアリルフタレート重合体等の架橋樹脂;球状シリカ、ガラスビーズ、ガラスファイバー等の無機化合物;シリコーン化合物;有機ポリマー骨格とポリシロキサン骨格を含んでなる有機無機複合粒子等が挙げられる。また、粒子の含有量は特に限定されないが、2−シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、0.1〜10質量部、特に1〜5質量部、更に1〜3質量部であることが好ましい。粒子の含有量が0.1〜10質量部である場合は、硬化速度や接着強さに与える影響を少なくすることができる。
尚、本発明の粒子の平均粒子径は、電気的検知帯式粒度分布測定装置、又はレーザー回折式粒度分布測定装置によって測定した値である。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
[1]合成
(i)多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの合成
・合成例1(化合物A)
攪拌機、温度計、リービッヒ冷却管、窒素吹き込み管及び滴下ロートを備える容量500ミリリットルのフラスコに、シアノ酢酸クロライド4.60g(45.2ミリモル)と、ベンゼン210ミリリットルとを仕込んだ。その後、反応系を60℃に昇温させ、窒素吹き込み管から窒素ガスを吹き込みながら、ポリプロピレングリコール[数平均分子量;4000(カタログ値)、ポリエ―テルトリオール型、ADEKA社製、商品名「アデカポリエーテルG−4000」]50.0g[当量比(酸クロ/OH基)=1.4]を50ミリリットルのベンゼンに溶解させた溶液を加えた。次いで、温度を60℃に維持し、30分間攪拌した。その後、室温(15〜35℃)まで冷却後、減圧下、ベンゼンを留去して、無色で粘ちょうなオイル状の多官能シアノ酢酸エステル51.5gを得た。
次に、攪拌機、温度計、リービッヒ冷却管、窒素吹き込み管及び滴下ロートを備える容量200ミリリットルのフラスコに、塩化亜鉛4.28g(31.4ミリモル)、先の反応で得られた多官能シアノ酢酸エステル44.0g、ハイドロキノン0.033g、ジオキサン60mlを仕込み、氷冷した。氷冷下攪拌しながら、90%アクロレイン9.56ml(62.8ミリモル)[当量比(アクロレイン/シアノアセチル基)=2/1]を滴下し、そのまま室温下で12時間攪拌した。氷冷下、石油エーテル120ml、1%亜硫酸水90mlを激しく攪拌しながら、反応液をゆっくり注ぎ、そのまま1時間攪拌した。有機相を無水硫酸マグネシウム上で乾燥後、減圧下で濃縮し、無色で粘稠なオイル状の多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルA42.1g(数平均分子量5240)を得た。
尚、ベンゼン、ジオキサンはそれぞれ乾燥ベンゼン、乾燥ジオキサンを使用し、ガラス器具は十分加熱乾燥させたものを用いた。
・合成例2(化合物B)
合成例1で用いたポリプロピレングリコールに代えて、数平均分子量が異なるポリプロピレングリコール[数平均分子量;3000(カタログ値)、両末端ヒドロキシル基型、ADEKA社製、商品名「アデカポリオールP−3000」]を使用し、化合物の数平均分子量及び官能基数に応じた仕込み量とした他は、合成例1と同様にして多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルB(数平均分子量3490)を合成した。
・合成例3(化合物C)
合成例1で用いたポリプロピレングリコールに代えて、数平均分子量が異なるポリプロピレングリコール[数平均分子量;10000(カタログ値)、両末端ヒドロキシル基型、旭硝子社製、商品名「プレミノールS−4011」]を使用し、化合物の数平均分子量及び官能基数に応じた仕込み量とした他は、合成例1と同様にして多官能2−シアノ−3−アクリル酸エステルC(数平均分子量15060)を合成した。
(ii)オニウム塩の合成
・合成例4(メチルトリ−n−オクチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート) メチルトリ−n−オクチルアンモニウムクロリド(試薬、東京化成工業製)を用い、Hiroyuki Ohnoらの報告(J.Am.Chem.SOc.,2005,27,2398−2399)に基づき合成した。
[2]接着剤組成物の製造
実施例1
2−シアノアクリル酸イソブチルに、二酸化硫黄を40ppm、18−クラウン−6を100ppm、ハイドロキノンを1000ppm(2−シアノアクリル酸イソブチルを100質量部とする)配合し、これに更に表1に記載の、エチレン/アクリル酸メチル共重合体(デュポンエラストマー社製、商品名「Vamac DP」)、合成例1で得られた多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルA、合成例4で得られたオニウム塩X、及びヒュームドシリカ(日本アエロジル社製、商品名「アエロジル RY200」)を、表1に記載の含有量となるように配合し、温度20〜40℃で、15分間攪拌し、混合して接着剤組成物を製造した。
実施例2〜7及び比較例1〜5
2−シアノアクリル酸エステルの種類、高分子量成分の種類及び含有量、2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの種類及び含有量、オニウム塩の種類及び含有量、ヒュームドシリカの種類及び含有量、並びにその他の添加剤の種類及び含有量が表1の記載となるように配合した他は、実施例1と同様にして接着剤組成物を製造した。
尚、表1における略号は、次の化合物を表す。
オニウム塩X:合成例4で合成したメチルトリ−n−オクチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート
オニウム塩Y:メチルトリ−n−オクチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(試薬)
オニウム塩Z:1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム硫酸水素塩(試薬)
O−15:15−クラウン−5(試薬)
上記の実施例1〜7、比較例1及び3〜5のデュポンエラストマー社製の商品名「Vamac」シリーズ、並びに比較例2の日立化成工業社製の商品名「Vitax V6702」の組成、数平均分子量、重量平均分子量は表2のとおりである。
また、表2において、「E」はエチレン、「MA」はアクリル酸メチル、「AA」はアクリル酸、「AN」はアクリロニトリル、「BA」はアクリル酸ブチル、「St」はスチレンを表す。
更に、共重合体の組成のうちエチレンとアクリル酸エステルの比は前記の1H−NMR測定(日本電子社製、型式「ECA−400」を用いた)により、溶媒:重クロロホルム、温度:室温の条件で測定した値であり、アクリル酸の組成比はJIS K0070に準じ、酸価測定により求めた値である。
また、平均分子量は、GPC(ウォーターズ社製、型式「アライアンス2695」)により、[カラム:東ソー社製「TSKgel SuperMultiporeHZ−H」2本+東ソー社製「TSKgel SuperHZ−2500」2本連結、移動相:テトラヒドロフラン、測定温度:40℃、分子量の値はポリスチレン換算値である]の条件で測定した値である。
[3]接着剤硬化物の作製
難接着であるポリエチレン基材上に、実施例1〜7及び比較例1〜5の接着剤組成物を塗布し(厚さ:20〜50μm)、温度23℃、湿度60%RHで7日間静置して完全硬化させた後、注意深く引き剥がし、接着剤硬化物を作製した(これを「初期」とする)。次いで、冷熱衝撃試験機を用いて、−40℃で1時間保持し、その後、80℃で1時間保持する冷熱サイクルを、接着剤硬化物に対して10サイクル行った(これを「試験後」とする)。
[4]接着剤硬化物の観察
実施例1〜7及び比較例1〜5
上記の方法で得られた接着剤硬化物を切断した超薄切片の断面を、電界放出型走査電子顕微鏡(日立社製、型式「S−4800」、観察方法「SEM」及び「STEM」と表記)を用いて観察した。
尚、同一硬化物の複数個所を観察した中で、最も面積が大きい分散相に対し、同一面積の真円を仮定した場合の直径を、分散相の最大粒径とした。なお、分散相の面積は長軸の半径×短軸の半径×πで求めることができる。
前記接着剤硬化物を走査プローブ顕微鏡(日本電子社製、型式「JSPM−5200、測定モード「AFM」)で位相像を観察した結果、分散相と連続相の硬度より、(a)2−シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相であり、(b)高分子量成分が連続相であることがわかった。
尚、AFMでは位相遅れの大小が画像コントラストとなって現れるため、2−シアノアクリル酸エステルの重合物と高分子量成分の弾性率の差から、海島構造においてどちらが連続相を形成し、どちらが分散相を形成しているかを判断した。
表3、図1〜8の結果によれば、実施例1〜7及び比較例1〜5の接着剤硬化物は、初期条件で海島構造を形成しており、2−シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相であることが分かる。更に、実施例1〜7は試験後もほとんど相構造に変化がないが、比較例1〜5は分散相どうしが近づいて融着することで、分散相の最大粒径が2倍以上に変化していることが分かる。また、比較例1の接着剤組成物を用い、上記[3]と同様に接着剤硬化物を作製し、次いで、冷熱衝撃試験機を用いて、−20℃で1時間保持し、その後、60℃で1時間保持する冷熱サイクルを、接着剤硬化物に対して5サイクル行い、得られた硬化物の超薄切片の断面を上記[4]と同様の方法で観察(観察方法は「SEM」)し、その結果を図9に示した。図9に示されるように、試験後の分散相は融着しており、図6と同様に、分散相の最大粒径は2倍以上に変化していた。表3から、実施例1〜7の接着剤組成物が比較例1の接着剤組成物に比べて80℃以下の加熱処理温度おいて相構造の変化が少ないことが判るので、実施例1〜7に代表される本発明の接着剤組成物は、60℃に加熱した場合でも、比較例1の接着剤組成物に比べて相構造の変化が少なく、従って、60℃で加熱処理後に、分散相の最大粒径の変化率が2倍以内となることは明らかである。
[5]耐冷熱サイクル性の評価
アルミニウム板(JIS A6061Pに規定された材質)とABS樹脂製(ABS樹脂として新神戸電機社製、商品名「ABS−N−WN」を用いた)の試験片とを、実施例1〜7及び比較例1〜5の接着剤組成物を用いて接着させ、温度23℃、湿度60%RHで7日間静置して養生させた後、JIS K 6861に準じて引張せん断接着強さを測定した(これを初期強度とする)。次いで、冷熱衝撃試験機を用いて、−40℃で1時間保持し、その後、80℃で1時間保持する冷熱サイクルを1サイクルとして10サイクル後の引張せん断接着強さを上記と同様にして測定し(これを試験後強度とする)、下記のようにして保持率を算出した。結果は表4のとおりである。なお、比較例1の接着剤組成物を用いて接着した試験片を用い、冷熱サイクルの条件を−20℃で1時間保持後、60℃で1時間保持とし、5サイクル実施した以外、上記と同様の方法で試験後の強度を求め、保持率を計算したところ、試験後の強度は1.1N/mm2、保持率は10.9%であった。
保持率(%)=(試験後強度/初期強度)×100
表4の結果によれば、実施例1〜7の接着剤組成物は、十分な耐冷熱サイクル性を有していることが分かる。一方、比較例1〜5の接着剤組成物では、初期強度は高いものの、試験後の強度は低く、劣っていることが分かる。
即ち、表3、表4及び図1〜9の結果を合わせて比較することにより、接着剤硬化物が海島構造を形成し、2−シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相であり、かつ、60℃での加熱処理後、更には80℃での加熱処理後も分散相の最大粒径の変化率が2倍以内である接着剤組成物は、接着強さの耐冷熱サイクル性に優れていることが分かる(実施例1〜7)。一方、接着剤硬化物が海島構造を形成し、2−シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相であるが、上記加熱処理後に分散相の最大粒径の変化率が2倍以上である接着剤組成物は、高い初期強度を有するが、試験後の強度は低下することが分かる(比較例1〜5)。
本発明は、2−シアノアクリル酸エステルを含有し、所謂、瞬間接着剤として一般家庭用、医療分野等の他、各種産業界などの広範な製品、技術分野において利用することができる。特に、耐冷熱サイクル性等の耐久性が要求される用途において有用である。

Claims (6)

  1. (a)2−シアノアクリル酸エステルと、(b)2−シアノアクリル酸エステルに相溶する高分子量成分と、(c)2−シアノ−3−ビニルアクリロイル基を2個以上有する多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルと、(d)下記一般式(1)で表されるオニウム塩と、を含有し、
    前記(b)高分子量成分は、(a)2−シアノアクリル酸エステルに相溶する成分であり、かつ、(a)2−シアノアクリル酸エステルの重合に伴って相分離を起こし、前記(a)2−シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相、前記(b)高分子量成分が連続層となる海島構造を形成するものであり、
    前記(b)、(c)及び(d)成分の含有量が、前記(a)成分を100質量部とした場合に、(b)成分は2〜50質量部、(c)成分は1〜200質量部、(d)成分は0.01〜5質量部であることを特徴とする接着剤組成物。
    +- ・・・(1)
    [式中、C+はオニウムカチオンであり、A-硫酸水素アニオン、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン又はビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミドアニオンである。]
  2. 前記(b)高分子量成分が、2−シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体、及び、2−シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体を用いてなる共重合体である請求項1に記載の接着剤組成物。
  3. 2−シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る前記単量体が、エチレン、プロピレン、イソプレン及びブタジエンのうちの少なくとも1種であり、2−シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る前記単量体が、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルのうちの少なくとも一方である請求項2に記載の接着剤組成物。
  4. 前記(c)多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルが、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリアミドポリオール、ポリエステルポリアミドポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、エチレン−ブチレン共重合体ポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添ポリイソプレンポリオール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアルコール、フェノール樹脂及び両末端にヒドロキシル基を有するシラン化合物又はシロキサン化合物の2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルである請求項1〜3のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  5. 前記(c)多官能2−シアノ−3−ビニルアクリル酸エステルの数平均分子量が、1000〜50000である請求項1〜4のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  6. 硬化後に前記(a)2−シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相、前記(b)高分子量成分が連続相となる海島構造を形成し、かつ、60℃で加熱処理後に、前記分散相の最大粒径の変化率が2倍以内である請求項1〜のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
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