JP7286915B2 - 2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物、2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物 - Google Patents

2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物、2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP7286915B2
JP7286915B2 JP2018069469A JP2018069469A JP7286915B2 JP 7286915 B2 JP7286915 B2 JP 7286915B2 JP 2018069469 A JP2018069469 A JP 2018069469A JP 2018069469 A JP2018069469 A JP 2018069469A JP 7286915 B2 JP7286915 B2 JP 7286915B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyol
polyurethane resin
component
cross
meth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018069469A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019178279A (ja
Inventor
勇太 早川
考宏 相澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP2018069469A priority Critical patent/JP7286915B2/ja
Publication of JP2019178279A publication Critical patent/JP2019178279A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7286915B2 publication Critical patent/JP7286915B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

本開示は、2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物および2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物に関する。
自動車、建材、船舶、航空機等の分野において、樹脂;鉄、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属;ガラス;セラミックス;等を接着固定するために様々な接着剤が使用されている。近年、自動車や航空機の分野では燃費向上のために軽量化が進められており、プラスチックや繊維強化プラスチック(Fiber-Reinforced Plastics:以下、FRPと記す)からなる材料の使用比率を高め、さらには、金属を鉄からより軽量のアルミニウムに置き換えようとする動きが活発になっている。そこで、アルミニウム同士、もしくは、プラスチックやFRPと、アルミニウムとを強固に接合(接着)することが求められている。
そこで、特許文献1は、特定のリン酸エステル化合物と、特定のウレタン樹脂と、を含む接着剤組成物を開示している。かかる接着剤組成物によれば、有機物だけでなく金属表面に対しても良好な接着性が得られる。
特開2008-255312号公報
しかしながら、特許文献1にかかる接着剤組成物は、ウレタン樹脂とリン酸エステル化合物との複合化をなし得ていないことから、接着強度はウレタン樹脂とリン酸エステルとの間の相互作用に依存してしまう。このため、さらなる接着力の改善が強く望まれている。
そこで本発明の一態様は、優れた接着力を発揮する2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物および2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物を提供することに向けられている。
本発明の一態様にかかる2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物は、A液と、B液と、の2液からなる2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物であって、
前記A液が、
ポリオール(A-a)と、
水酸基以外の極性基を含有していてもよいラジカル重合性化合物(A-b)と、
水酸基を含有する水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、からなり、
前記B液が、
イソシアネート基末端化合物(B-a)と、
ラジカル重合開始剤(B-b)と、からなり、
前記ポリオール(A-a)は、平均官能基数が2よりも大きく、
前記2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物中の前記ポリオール(A-a)に由来する架橋点の量が、前記ポリオール(A-a)と、前記ラジカル重合性化合物(A-b)と、前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、イソシアネート基末端化合物(B-a)と、からなる樹脂成分の質量の総和(Rw)に対して、0.3mmol/g以上1.6mmol/g以下であり、
前記ラジカル重合性化合物(A-b)と、前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、からなる成分の質量の総和(Aw)が、前記樹脂成分の質量の総和(Rw)に対して、2質量%以上50質量%以下である。
本発明の他の態様にかかる2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物は、上記2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物のA液と、B液と、の混合物である。
本発明の一態様によれば、優れた接着力を発揮する2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物および2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物を提供することができる。
本発明者らは、ウレタン系接着剤について鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。
ポリウレタン樹脂形成性組成物にウレタンアクリレートを用いた場合、架橋成分は1,6-ヘキサンジオールジアクリレートなどの多官能アクリレートを用いることで導入可能である。しかしながら、アクリル成分由来の架橋を用いると、架橋点間距離が短くなることで、ウレタン本来の柔軟性を存分に活かすことができず、脆性破壊特性の劣化に繋がると本発明者らは推測している。これに対して、ウレタン成分由来の架橋であれば、架橋点間距離が長くなり、耐脆性破壊特性が良好となると本発明者らは推測している。
なお、ウレタン成分由来の架橋を導入すると、大きな分子量を持つウレタンは増粘挙動を示して合成中にゲル化するため、ウレタン成分由来の架橋を導入したり、高分子量のウレタンアクリレートを合成したりすることは容易ではない。そこで、以下の示す本発明の一実施形態にかかる2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物では、A液と、B液と、からなる2液型とすることで、ウレタン成分由来の架橋を導入してもそれぞれの液は低粘度を維持し、接着剤塗布時の作業性が向上する。また、ウレタン成分由来の架橋を有しているため、耐脆性破壊特性に優れると本発明者等は推測している。
以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を詳細に説明する。
本発明の一態様にかかる2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物は、A液と、B液と、の2液からなる2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物であって、
前記A液が、
ポリオール(A-a)と、
水酸基以外の極性基を含有していてもよいラジカル重合性化合物(A-b)と、
水酸基を含有する水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、からなり、
前記B液が、
イソシアネート基末端化合物(B-a)と、
ラジカル重合開始剤(B-b)と、からなり、
前記ポリオール(A-a)は、平均官能基数が2よりも大きく、
前記2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物中の前記ポリオール(A-a)に由来する架橋点の量が、前記ポリオール(A-a)と、前記ラジカル重合性化合物(A-b)と、前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、イソシアネート基末端化合物(B-a)と、からなる樹脂成分の質量の総和(Rw)に対して、0.3mmol/g以上1.6mmol/g以下であり、
前記ラジカル重合性化合物(A-b)と、前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、からなる成分の質量の総和(Aw)が、前記樹脂成分の質量の総和(Rw)に対して、2質量%以上50質量%以下である。
[ポリオール(A-a)]
ポリオール(A-a)は、平均官能基数が2よりも大きい。
ポリオール(A-a)としては、例えばポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、低分子ポリオール等が挙げられる。
<ポリカーボネートポリオール>
ポリカーボネートポリオールとしては、例えばエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、3,3-ジメチロールヘプタン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン-1,4-ジオール、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ダイマー酸ジオール、ビスフェノールAのエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド付加物、ビス(β-ヒドロキシエチル)ベンゼン、キシリレングリコール等の低分子ポリオールの1種類以上と、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のアルキレンカーボネート類、ジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ジアントリルカーボネート、ジフェナントリルカーボネート、ジインダニルカーボネート等のジアリールカーボネート類の1種類以上との重合物が挙げられる。
<ポリエステルポリオール>
ポリエステルポリオールとしては、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、酒石酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、グルタコン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,4-シクロヘキシルジカルボン酸、α-ハイドロムコン酸、β-ハイドロムコン酸、α-ブチル-α-エチルグルタル酸、α,β-ジエチルサクシン酸、マレイン酸、フマル酸等のジカルボン酸、又はこれらの無水物等の1種類以上と、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、3,3-ジメチロールヘプタン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン-1,4-ジオール、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ダイマー酸ジオール、ビスフェノールAのエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド付加物、ビス(β-ヒドロキシエチル)ベンゼン、キシリレングリコール等の分子量500以下の低分子ポリオール類の1種類以上との縮重合反応から得られるものが挙げられる。また、低分子ポリオールの一部をヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、モノエタノールアミン等の低分子ポリアミンや低分子アミノアルコールに代えて得られるポリエステル-アミドポリオールを使用することもできる。
<ポリエーテルポリオール>
ポリエーテルポリオールとしては、例えばエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、3,3-ジメチロールヘプタン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン-1,4-ジオール、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ダイマー酸ジオール、ビスフェノールA、ビス(β-ヒドロキシエチル)ベンゼン、キシリレングリコール等の低分子ポリオール類、またはエチレンジアミン、プロピレンジアミン、トルエンジアミン、メタフェニレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、キシリレンジアミン等の低分子ポリアミン類等の活性水素基を2個有する化合物を開始剤として、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイド類を付加重合させることによって得られるポリエーテルポリオール;メチルグリシジルエーテル等のアルキルグリシジルエーテル類、フェニルグリシジルエーテル等のアリールグリシジルエーテル類、テトラヒドロフラン等の環状エーテルモノマーを開環重合することで得られるポリエーテルポリオール等が挙げられる。
<低分子ポリオール>
低分子ポリオールとしては、例えばN,N-ビスヒドロキシプロピル-N-ヒドロキシエチルアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミンプロピレンオキサイド変性体等の第3級アミノ基を含有するポリオール;エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、3,3-ジメチロールヘプタン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン-1,4-ジオール、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ダイマー酸ジオール、ビスフェノールAのエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド付加物、ビス(β-ヒドロキシエチル)ベンゼン、キシリレングリコール;等が挙げられる。
これらのポリオールのうち、少なくとも、平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオール(架橋性ポリオール)1種と、官能基数2の非架橋成分となるポリオール(非架橋性ポリオール)1種と、が使用される。また、これらのポリオールは、3種以上が併用されてもよい。
なかでも官能基数が2の非架橋成分となるポリオールは、耐久性に優れる点から、ポリカーボネートポリオールを用いることが好ましい。
また、室温での硬化性の観点から平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオールとしては、第3級アミノ基を含有する平均官能基数3以上のポリオールを使用することが好ましい。換言すると、ポリオール(A-a)の一部が、第3級アミノ基を含有する平均官能基数3以上のポリオールからなることが好ましい。
第3級アミノ基を含有するポリオールはなかでも常温下での取り扱いやすさの観点から、N,N-ビスヒドロキシプロピル-N-ヒドロキシエチルアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミンプロピレンオキサイド変性体が好ましく、N,N-ビスヒドロキシプロピル-N-ヒドロキシエチルアミンが更に好ましい。
<ポリオール(A-a)に由来する架橋点の量>
2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物中の前記ポリオール(A-a)に由来する架橋点の量が、ポリオール(A-a)、水酸基を除く極性基を含有していてもよいラジカル重合性化合物(A-b)と、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、イソシアネート基末端化合物(B-a)と、からなる樹脂成分の質量の総和(Rw)に対して、0.3mmol/g以上1.6mmol/g以下であることが好ましく、0.3mmol/g以上0.7mmol/g以下であることがより好ましい。ポリオール(A-a)に由来する架橋点の量が0.3mmol/g以上であると、得られるポリウレタン樹脂硬化物の堅牢性に優れ、より優れた接着強度を得ることができる。一方、ポリオール(A-a)に由来する架橋点の量が1.6mmol/g以下であると、得られるポリウレタン樹脂硬化物の耐脆性破壊特性に優れ、より優れた接着強度を得ることができる。
架橋点の量(架橋濃度)の算出方法については後述する。なお、架橋点とは架橋に寄与する点である。例えば3官能のポリオールの場合、3つの水酸基のうちのいずれか1つの水酸基は架橋に寄与し、残りの2つの水酸基は架橋に寄与しないため、架橋点は1つである。
[ラジカル重合性化合物(A-b)]
水酸基以外の極性基を含有していてもよいラジカル重合性化合物(A-b)としては、例えば、極性基を有しない(メタ)アクリレート化合物、炭素、水素以外の原子を含む置換基がエステル結合する(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。該置換基としては、リン酸エステル基、カルボキシル基、エポキシ基、グリシジルエーテル基、テトラヒドロフルフリル基、アルコキシシリル基、テトラヒドロピラニル基、スルホン酸基等が挙げられる。ラジカル重合性化合物(A-b)は、リン酸基含有(メタ)アクリレート化合物であることが好ましい。
ラジカル重合性化合物の具体例としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルアシッドホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシポリオキシエチレングリコールアシッドホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシポリオキシプロピレングリコールアシッドホスフェート、カプロラクトン変性(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、ジ(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、ジ(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、ジ[カプロラクトン変性(メタ)アクリロイルオキシエチル]アシッドホスフェート、(メタ)アクリル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。これらのラジカル重合性化合物は1種を使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
[水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)]
水酸基を含有する水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘプチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、および2-ヒドロキシ-3-クロロプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの水酸基含有(メタ)アクリレート化合物は1種を使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
[Aw/Rw]
ラジカル重合性化合物(A-b)と、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、からなる成分の質量の総和(Aw)は、ポリオール(A-a)と、ラジカル重合性化合物(A-b)と、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、イソシアネート基末端化合物(B-a)と、からなる樹脂成分の質量の総和(Rw)に対して、2質量%以上50質量%以下であることが好ましい。2質量%以上であると、ラジカル重合性化合物(A-b)および水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)がポリオール(A-a)と、イソシアネート基末端化合物(B-a)と、からなるウレタン成分に十分に複合化され、より優れた接着強度を得ることができる。一方、50質量%以下であると得られるポリウレタン樹脂硬化物の耐脆性破壊特性に優れ、より優れた接着強度を得ることができる。
[イソシアネート基末端化合物(B-a)]
イソシアネート基末端化合物(B-a)は、イソシアネート基を末端に有する化合物であれば特に制限はない。イソシアネート基末端化合物(B-a)としては、例えば、脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネート、芳香族イソシアネート、芳香脂肪族イソシアネート等の未変性イソシアネート;及び、イソシアネートをポリオールで変性して得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー;からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む。
これらのうち、反応性や粘度の観点から、芳香族イソシアネートと、前記ポリオール(A-a)で示したポリオールのうち、平均官能基数3以下のポリオールとを反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーが好ましい。
<脂肪族イソシアネート>
脂肪族イソシアネートとしては、例えばヘキサ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、2-メチル-ペンタン-1,5-ジイソシアネート、3-メチル-ペンタン-1,5-ジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリオキシエチレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、2,2’-ジメチルペンタンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ブテンジイソシアネート、1,3-ブタジエン-1,4-ジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、1,8-ジイソシアネート-4-イソシアネートメチルオクタン、2,5,7-トリメチル-1,8-ジイソシアネート-5-イソシアネートメチルオクタン、ビス(イソシアネートエチル)カーボネート、ビス(イソシアネートエチル)エーテル、1,4-ブチレングリコールジプロピルエーテル-α,α’-ジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル、2-イソシアネートエチル-2,6-ジイソシアネートヘキサノエート、2-イソシアネートプロピル-2,6-ジイソシアネートヘキサノエート等が挙げられる。
<脂環族イソシアネート>
脂環族イソシアネートとしては、例えばイソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルジメチルメタンジイソシアネート、2,2’-ジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ビス(4-イソシアネート-n-ブチリデン)ペンタエリスリトール、水素化された水添ダイマー酸ジイソシアネート、2-イソシアネートメチル-3-(3-イソシアネートプロピル)-5-イソシアネートメチル-ビシクロ〔2.2.1〕-ヘプタン、2-イソシアネートメチル-3-(3-イソシアネートプロピル)-6-イソシアネートメチル-ビシクロ〔2.2.1〕-ヘプタン、2-イソシアネートメチル-2-(3-イソシアネートプロピル)-5-イソシアネートメチル-ビシクロ〔2.2.1〕-ヘプタン、2-イソシアネートメチル-2-(3-イソシアネートプロピル)-6-イソシアネートメチル-ビシクロ〔2.2.1〕-ヘプタン、2-イソシアネートメチル-3-(3-イソシアネートプロピル)-5-(2-イソシアネートエチル)-ビシクロ-〔2.2.1〕-ヘプタン、2-イソシアネートメチル-3-(3-イソシアネートプロピル)-6-(2-イソシアネートエチル)-ビシクロ-〔2.2.1〕-ヘプタン、2-イソシアネートメチル-2-(3-イソシアネートプロピル)-5-(2-イソシアネートエチル)-ビシクロ-〔2.2.1〕-ヘプタン、2-イソシアネートメチル-2-(3-イソシアネートプロピル)-6-(2-イソシアネートエチル)-ビシクロ-〔2.2.1〕-ヘプタン、2,5-ビス(イソシアネートメチル)-ビシクロ〔2.2.1〕-ヘプタン、水素化された水添ジフェニルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、水素化された水添トリレンジイソシアネート、水素化された水添キシレンジイソシアネート、水素化された水添テトラメチルキシレンジイソシアネート等が挙げられる。
<芳香族イソシアネート>
芳香族イソシアネートとしては、例えば2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート/2,6-トリレンジイソシアネート混合物、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタ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混合物、m-キシリレンジイソシアネート、p-キシリレ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、2-ニトロジフェニル-4,4’-ジイソシアネート、2,2’-ジフェニルプロパン-4,4’-ジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、4,4’-ジフェニルプロパンジイソシアネート、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、ナフチレン-1,4-ジイソシアネート、ナフチレン-1,5-ジイソシアネート、3,3’-ジメトキシジフェニル-4,4’-ジイソシアネート等が挙げられる。
<芳香脂肪族イソシアネート>
芳香脂肪族イソシアネートとしては、例えば1,3-または1,4-キシリレンジイソシアネート若しくはその混合物、1,3-または1,4-ビス(1-イソシアナト-1-メチルエチル)ベンゼン若しくはその混合物、ω,ω’-ジイソシアナト-1,4-ジエチルベンゼン等が挙げられる。
イソシアネート基末端化合物(B-a)を得るために用いることができるポリオールとしては、例えばポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール等が挙げられる。
ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオールの具体例としては、前記ポリオール(A-a)で示したポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオールが挙げられる。
これらのなかでも、優れた物性を発現する点から、テトラヒドロフラン等の環状エーテルモノマーを開環重合することで得られるポリテトラメチレングリコールが好ましい。
[ラジカル重合開始剤(B-b)]
ラジカル重合開始剤(B-b)としては、熱重合開始剤、光重合開始剤、電子線重合開始剤等が挙げられ、これらのなかでも熱重合開始剤が好ましい。
<熱重合開始剤>
熱重合開始剤としては、有機過酸化物等が挙げられ、例えばケトンパーオキサイド類、パーオキシケタール類、ハイドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、パーオキシジカーボネート類、パーオキシエステル類等を用いることができる。
<<ケトンパーオキサイド類>>
ケトンパーオキサイド類としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイド、およびアセチルアセトンパーオキサイド等が挙げられる。
<<パーオキシケタール類>>
パーオキシケタール類としては、1,1-ビス(ターシャリーブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(ターシャリーブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ビス(ターシャリーブチルパーオキシ)オクタン、ノルマルブチル-4,4-ビス(ターシャリーブチルパーオキシ)バレレート、および2,2-ビス(ターシャリーブチルパーオキシ)ブタン等が挙げられる。
<<ハイドロパーオキサイド類>>
ハイドロパーオキサイド類としては、ターシャリーブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジハイドロパーオキサイド、および1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
<<ジアルキルパーオキサイド類>>
ジアルキルパーオキサイド類としては、ジターシャリーブチルパーオキサイド、ターシャリーブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α,α’-ビス(ターシャリーブチルパーオキシ-メタ-イソプロピル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ターシャリーブチルパーオキシ)ヘキサン、および2,5-ジメチル-2,5-ジ(ターシャリーブチルパーオキシ)ヘキシン-3等が挙げられる。
<<ジアシルパーオキサイド類>>
ジアシルパーオキサイド類としては、アセチルパーオキサイド、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウリノイルパーオキサイド、3,3,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、サクシニックアシッドパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、および2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、メタ-トルオイルパーオキサイド等が挙げられる。
<<パーオキシジカーボネート類>>
パーオキシジカーボネート類としては、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジノルマルプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4-ターシャリーブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ-2-エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジメトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3-メチル-3-メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、およびジアリルパーオキシジカーボネート等が挙げられる。
<<パーオキシエステル類>>
パーオキシエステル類としては、ターシャリーブチルパーオキシアセテート、ターシャリーブチルパーオキシイソブチレート、ターシャリーブチルパーオキシピヴァレート、ターシャリーブチルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシネオデカノエート、ターシャリーブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ターシャリーブチルパーオキシ-3,3,5-トリメチルヘキサノエート、ターシャリーブチルパーオキシラウレート、ターシャリーブチルパーオキシベンゾエート、ジターシャリーブチルパーオキシイソフタレート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、ターシャリーブチルパーオキシマレイックアシッド、ターシャリーブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、クミルパーオキシオクトエート、ターシャリーヘキシルパーオキシネオデカノエート、ターシャリーヘキシルパーオキシピヴァレート、ターシャリーブチルパーオキシネオヘキサノエート、ターシャリーヘキシルパーオキシネオヘキサノエート、およびクミルパーオキシネオヘキサノエート等が挙げられる。
<<その他の有機過酸化物>>
その他の有機過酸化物としては、アセチルシクロヘキシルスルフォニルパーオキサイドおよびターシャリブチルパーオキシアリルカーボネート等が挙げられる。
<有機過酸化物以外の熱重合開始剤>
熱重合開始剤としては、有機過酸化物以外の化合物もあり、例えば、アゾニトリル化合物類、アゾアミジン化合物類、サイクリックアゾアミジン化合物類、アゾアミド化合物類、アルキルアゾ化合物類等を用いることができる。
<<アゾニトリル化合物類>>
アゾニトリル化合物類としては、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルヴァレロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、1-[(1-シアノ-1-メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、および2-フェニルアゾ-4-メトキシ-2,4-ジメチルヴァレロニトリル等が挙げられる。
<<アゾアミジン化合物類>>
アゾアミジン化合物類としては、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライド等が挙げられる。
<<サイクリックアゾアミジン化合物類>>
サイクリックアゾアミジン化合物類としては、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]等が挙げられる。
<<アゾアミド化合物類>>
アゾアミド化合物類としては、2,2’-アゾビス{2-メチル-ノルマル-[1,1-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}および2,2’-アゾビス{2-メチル-ノルマル-[1,1-ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド}等が挙げられる。
<<アルキルアゾ化合物類>>
アルキルアゾ化合物類としては、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)等が挙げられる。
ラジカル重合開始剤(B-b)としては、以上列挙した重合開始剤の1種または2種以上を用いることができる。
ラジカル重合開始剤(B-b)の使用量は、ラジカル重合性化合物(A-b)、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)からなる成分の質量の総和に対して、0.1質量%以上10質量%以下が好ましい。0.1質量%以上であれば硬化がより迅速に進行し、10質量%以下であれば硬化速度の向上に効果的に寄与する。
また、硬化性樹脂組成物の安定性や硬化時間を考慮して、熱重合開始剤としては、10時間半減期を得るための分解温度が80℃~160℃のものが好ましい。分解温度が80℃以上だと安定性がより向上し、160℃以下であると硬化時間が短縮されるため好ましい。
具体的には、パーオキシケタール類、パーオキシエステル類、およびハイドロパーオキサイド類が好ましく、パーオキシケタール類の1,1-ビス(ターシャリーブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、パーオキシエステル類のターシャリーブチルパーオキシベンゾエート、およびハイドロパーオキサイド類のクメンハイドロパーオキサイドがより好ましい。
熱重合開始剤を用いたポリウレタン樹脂形成性組成物の硬化温度は、好ましくは80℃以上200℃以下で、より好ましくは100℃以上180℃以下である。80℃以上で硬化させた場合には、硬化がより容易に進行し、200℃以下であると硬化時間が短縮され、かつ、ポリウレタン樹脂硬化物の強度がより高くなる。
[金属錯体]
ポリウレタン樹脂形成性組成物は、有機過酸化物と、金属錯体と、を含有するレドックス硬化系であってもよい。レドックス硬化系のポリウレタン樹脂形成性組成物は、アクリル成分などのラジカル重合性化合物に室温硬化性が付与される。
金属錯体としては、例えば、銅化合物および/またはバナジウム化合物等を用いることができる。他の金属化合物に比べて高い反応性が得られるため、銅化合物および/またはバナジウム化合物が好ましい。
<銅化合物>
銅化合物の具体例としては、塩化銅、酢酸銅、ナフテン酸銅、銅アセチルアセトネートなどが挙げられる。
<バナジウム化合物>
バナジウム化合物の具体例としては、バナジルアセチルアセトネート、バナジウムステアレート、バナジウムナフテート、五酸化バナジウムなどが挙げられる。
これら金属錯体成分は、1種または2種以上を用いることができる。
なお、有機過酸化物および金属錯体を除く、ポリウレタン樹脂形成性組成物の各成分を2つに分けて、片方に有機過酸化物、他方に金属錯体を加えることにより、2液型のポリウレタン樹脂形成性組成物とすることが可能である。
[硬化促進剤]
有機過酸化物と金属錯体との反応を向上させる目的で、ポリウレタン樹脂形成性組成物は硬化促進剤を含んでいてもよい。硬化促進剤として、例えば、3級アミン類、ポリアミン類、チオ尿素類等を用いることができる。
<3級アミン類>
3級アミン類としては、サッカリン、1-アセチル-2-フェニル-ヒドラジン、N,N-ジメチル-p-トルイジン、N,N-ジメチルアニリン、ジイソプロパノール-P-トルイジン、トリエチルアミン等が挙げられる。
<ポリアミン類>
ポリアミン類としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ペンタエチレンヘキサミン等が挙げられる。
<チオ尿素類>
チオ尿素類としては、チオ尿素、エチレンチオ尿素、ベンゾイルチオ尿素、アセチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素等のチオ尿素類などが挙げられる。
硬化促進剤は1種類を用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
[触媒]
ポリオール(A-a)、ラジカル重合性化合物(A-b)、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)からなるA液は、必要に応じてウレタン化反応時において作用する触媒を含有してもよい。
触媒としては、例えばイソシアヌレート化触媒、アロファネート化触媒、ウレタン化触媒等を用いることができ、1種類を用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
[その他添加剤]
2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物は、さらに必要に応じて、添加剤として、酸化防止剤、消泡剤等を含んでいてもよい。
[無機フィラー]
2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物は、A液および/またはB液が、さらに無機フィラーを含んでいてもよい。
無機フィラーとしては、例えばタルク、ゼオライト、シリカ、マイクロバルーン、クレイ、ガラスバルーン、カーボンブラック等が挙げられる。これらのうち、ゼオライトとタルクとを併用することが好ましい。ゼオライトは発泡抑制効果を奏し、タルクは液だれ防止の効果を奏する。
ゼオライトとタルクとを併用する際、その総量は2液型ポリウレタン接着剤組成物中に5質量%以上60質量%以下であることが好ましく、20質量%以上40質量%以下であることがさらに好ましい。
Aおよび/またはB液中に無機フィラーを分散する方法としては、3本ロール、プラネタリーミキサー、公転自転撹拌機等で容易に混合することができる。この際、外気による水分混入を防ぐことを目的に窒素雰囲気下で実施することが好ましい。
[2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物]
本発明の一実施形態にかかる2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物は、上述した2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物のA液と、B液と、の混合物である。
[架橋点の量(架橋濃度)の算出方法]
次に、架橋点の量の算出方法について説明する。
2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物における各種架橋点の量は、以下に示す式1で求めることができる。式1は、ポリウレタン樹脂形成性組成物中における、ポリオール(A-a)、ラジカル重合性化合物(A-b)、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)とイソシアネート基末端化合物(B-a)からなる樹脂成分の質量の総和に対する、ポリオール(A-a)に由来する架橋点の量(mmol/g)を求める式である。
((W/M)×(F-2))×1000/T ・・・(式1)
式1における略号は以下の通り。
・W:ポリオール(A-a)の合計質量中の平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオールの含有量(g)
・M:平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオールの平均分子量
・F:平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオールの平均官能基数
・T :ポリオール(A-a)、ラジカル重合性化合物(A-b)、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)とイソシアネート基末端化合物(B-a)からなる樹脂成分の合計質量(g)
なお、2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物中に、平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオールが2種以上含まれる場合、平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオールそれぞれの架橋点の量を式1に従って算出し、それらの総和を求めることで、2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物における架橋点の量とすることができる。
[引張せん断接着強度]
常温において極めて優れた接着力をもって接着されていることが好ましい。したがって、25℃の環境下においてJIS K 6850:1999(接着剤-剛性被接着材の引張せん断接着強さ試験方法)に基づいて測定した引張せん断強度が、15MPa以上であることが好ましい。
また、自動車の塗装工程等のような高温に曝される製造プロセスを経て製造されることを想定すると、接着された後に高温に曝された場合であっても、接着力の低下等の接着不具合が抑制されていることが好ましい。したがって、一次硬化接合体を170℃で20分間放置し、続いて170℃の環境下においてJIS K 6850:1999に基づいて測定した引張せん断強度が、2MPa以上であることが好ましい。
さらに、自動車の製造工程を想定すると、常温で接着ができれば硬化工程を省略することが可能となり、生産性の向上やエネルギーコスト抑制に繋がる。そのため、室温硬化において優れた接着力をもって接着されていることが好ましい。したがって、25℃下での硬化後に25℃の環境下においてJIS K 6850:1999に基づいて測定した引張せん断強度が、加熱硬化後に25℃の環境下においてJIS K 6850:1999に基づいて測定した引張せん断強度の70%以上あることが好ましい。25℃下での硬化後に25℃の環境下においてJIS K 6850:1999に基づいて測定した引張せん断強度が、加熱硬化後に25℃の環境下においてJIS K 6850:1999に基づいて測定した引張せん断強度の70%以上である場合、室温硬化性に優れ、室温で硬化可能といえる。
引張せん断接着強度の測定ならびに測定用の接着試験片の作製は、JIS K 6850:1999の接着剤-剛性被接着材の引張せん断接着強さ試験方法に準拠して行うことができる。また、測定は、例えば引張試験機(商品名:テンシロンUTA-500、オリエンテック社製)により測定することができる。ここで、測定条件はチャック間距離を115mm、テストスピードを10mm/分とした。
接着に用いられるポリウレタン樹脂接着剤組成物は、特に自動車用の構造用接着剤としての特性を有し(接着性や作業性に優れ)、高温に曝される塗装工程に耐え得る高温接着性を有する。
したがって、例えば25℃の環境下における接着試験では、15MPa以上の引張せん断接着強度を達成することが可能である。ラジカル重合性化合物としてリン酸基含有化合物を使用した場合には温度条件170℃における接着試験で2MPa以上の引張せん断接着強度を達成することが可能である。またポリオールの一部に第3級アミノ基を含有する平均官能基数3以上のポリオールを使用した場合には、25℃下での硬化後の25℃の環境下における接着試験が、加熱硬化後の25℃の環境下における接着試験の引張せん断強度の70%以上を有し、常温での硬化性が良好であり、作業性にも優れる。
本発明の各実施形態について、実施例および比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、以下に示す実施例1~17のうち、実施例5,実施例6,実施例12,実施例13は本発明の範囲に属しない参考例としての例である。
ポリオール(A-a)、ラジカル重合性化合物(A-b)、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)からなるA液は、窒素を満たした5Lの攪拌容器内にポリオール(A-a)、ラジカル重合性化合物(A-b)、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、を表1の配合比率に従い投入攪拌し、攪拌容器内の温度を20~40℃に保ちながら、1~3時間程度、混合攪拌することによりA液を得た。
また、イソシアネート基末端化合物(B-a)、ラジカル重合開始剤(B-b)からなるB液は、窒素を満たした5Lの攪拌容器内に4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートと2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートとを含む混合物と、平均官能基数2のポリオールを表1の配合比率に従い投入し、必要に応じて反応抑制剤、酸化防止剤、消泡剤を投入攪拌した。その後、攪拌容器内の温度を70~90℃に保ちながら、2~5時間程度ウレタン化反応を進めることでイソシアネート基末端化合物(B-a)を得た。25℃以下になったイソシアネート基末端化合物(B-a)にラジカル重合開始剤(B-b)のクメンハイドロパーオキサイドを投入し、攪拌容器内の温度を25℃以下に保ちながら、1~3時間程度、混合攪拌することによりB液を得た。
表1および表2に示す原料の略記号は以下の通り。なお、以下において「f」は官能基数を表す。
[原料]
(A-a)ポリオール
・「MA-170」;レオコンMA-170(ライオンスペシャリティケミカルズ社製)、N,N-ビスヒドロキシプロピル-N-ヒドロキシエチルアミン、水酸基価=950KOHmg/g、f=3
・「EDP-300」;アデカポリエーテルEDP-300(ADEKA社製)、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、水酸基価=760KOHmg/g、f=4
・「PCD-500」;Kuraray Polyol C-590(クラレ社製)、ポリカーボネートポリオール、水酸基価=224KOHmg/g、f=2
・「PCD-1000」;ニッポラン965(東ソー社製)、ポリカーボネートポリオール、水酸基価=112KOHmg/g、f=2
・「PES-1000」;クラレポリオールP-1010(クラレ社製)、ポリエステルポリオール[アジピン酸/3-メチルペンタンジオール]、水酸基価=112KOHmg/g、f=2
・「TMP」;トリメチロールプロパン(三菱ガス化学社製)トリメチロールプロパン、水酸基価=1255KOHmg/g、f=3
(A-b)ラジカル重合性化合物
・「MAA」;メタクリル酸(東京化成工業社製)
・「MR-200」;リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル(大八化学工業社製)
(A-c)水酸基含有(メタ)アクリレート化合物
・「HPA」;2-ヒドロキシプロピルアクリレート(東京化成工業社製)
・「HEA」;2-ヒドロキシエチルアクリレート(東京化成工業社製)
・「HEMA」;2-ヒドロキシエチルメタクリレート(東京化成工業社製)
金属錯体
・「塩化銅(I)」;塩化銅(I)(和光純薬工業社製)
(B-a)イソシアネート基末端化合物
・「NM」;ミリオネートNM(東ソー社製)、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートと2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物、NCO含有量=33.5%
・「PTMG-850」;PTMG850(三菱ケミカル社製)、ポリテトラメチレングリコール、水酸基価132KOHmg/g、f=2。
(B-b)ラジカル重合開始剤
・「クメンハイドロパーオキサイド」;クメンヒドロパーオキシド溶液(キシダ化学社製)
無機フィラー
・「ゼオライト」;ゼオラムA-3(東ソー社製)
・「タルク」;クラウンタルクR(松村産業社製)
なお、表1および表2における「樹脂成分質量比率」、「樹脂成分中架橋点量」は、ポリオール(A-a)、ラジカル重合性化合物(A-b)、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)、イソシアネート基末端化合物(B-a)を分母として算出した値である。すなわち、いずれのパラメータも金属錯体、ラジカル重合開始剤、無機フィラーを含まない接着剤組成物について算出した値である。
Figure 0007286915000001
Figure 0007286915000002
<引張せん断接着強度の測定方法>
(1)ポリウレタン樹脂接着剤組成物(接着剤)の調製
ポリオール(A-a)、ラジカル重合性化合物(A-b)、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)からなるA液と、任意成分である金属錯体とを、ポリプロピレン製カップ内でステンレス鋼製ヘラを用いて均一になるまで混合し、A液と任意成分である金属錯体との混合物を得た。一方、イソシアネート基末端化合物(B-a)、ラジカル重合開始剤(B-b)からなるB液と、任意成分である無機フィラーと、を公転自転撹拌機(商品名:カクハンター、写真化学社製)を使用して混合し、B液と任意成分である無機フィラーとの混合物を得た。A液と任意成分である金属錯体との混合物と、B液と任意成分である無機フィラーとの混合物と、を、表1および表2に示す配合処方に従って、ポリプロピレン製カップ内でステンレス鋼製ヘラを用いて均一になるまで混合し、2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物(以下、接着剤組成物とも言う)を得た。


(2)試験片の作製
接着剤組成物を、縦100mm×横25mm×厚さ1mmのアルミニウム板(ユタカパネルサービス社製、A5052P)に均一に塗布し、JIS K 6850:1999に準拠した接着試験片を作製した。試験片は、基材の重なり領域が縦12.5mm×横25mmとなるように接着させ、スペーサーとしてガラスビーズを使用することで接着剤層の厚みを0.25mmに調整し、試験片を作製した。アルミニウム基材同士の試験片の他、アルミニウム基材とCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic;ABC HOBBY社製)とを使用した接着試験片も作製した。
(3)試験条件
作製した接着試験片は、引張試験機(商品名:テンシロンUTA-500、オリエンテック社製)により、接着部の引張せん断強度を測定した。この測定は、前述した測定方法で、すなわち、JIS K 6850:1999の接着剤-剛性被接着材の引張せん断接着強さ試験方法に準拠して行った。また、測定条件はチャック間距離を115mm、テストスピードは10mm/分とした。
(4)養生条件
製造工程を想定して接着性評価を行うため、試験を行う際に養生の条件を下記(i)~(iii)の3種類に分けて評価を行った。
(i)120℃硬化
前記(2)に記載の方法にて試験片を作製し、前記(1)で作製した接着剤組成物を120℃で5時間反応させ、反応後の接着試験片を25℃に戻してから25℃下で測定した。
(ii)加熱時
前記(2)に記載の方法にて試験片を作製し、前記(1)で作製した接着剤組成物を120℃で5時間反応させた後、170℃恒温槽で20分静置し、そのまま恒温槽内170℃下で測定した。
(iii)室温硬化
前記(2)に記載の方法にて試験片を作製し、前記(1)で作製した接着剤組成物を25℃で10時間反応させた直後に25℃下にて測定した。
<評価結果>
実施例および比較例は表3~6に示す。
Figure 0007286915000003
Figure 0007286915000004
Figure 0007286915000005
Figure 0007286915000006

(I)120℃硬化の接着評価
実施例1~9を表3、比較例1~5を表4に示す。実施例1~9では接着強度が15MPa以上の良好な値を示し、すべてにおいて樹脂の凝集破壊により接着試験片が破壊した。樹脂の凝集破壊から、アルミニウム基材またはCFRPと良好な接着性を有していることが分かる。
一方、比較例1、2ではラジカル重合性化合物(A-b)、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)を含有していないことから基材と十分な相互作用を得られず、接着強度が不十分であり、かつアルミニウム基材との界面破壊となった。比較例3では、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)を含有していないことでラジカル重合性化合物(A-b)がウレタン成分と複合化されることがなく、接着強度が不十分であった。このとき、基材にはアルミニウム基材とCFRPとを用いているが、ポリウレタン樹脂接着剤組成物はアルミニウム基材との相互作用の方が弱く、アルミニウム基材とポリウレタン樹脂接着剤組成物間で界面破壊となった。比較例4、5は2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物中のポリオール(A-a)に由来する架橋点の量が、樹脂成分の質量の総和(Rw)に対して0.3mmol/g以上1.6mmol/g以下の範囲外であり、接着強度が不十分であった。架橋点の量が0.3mmol/g未満であった比較例4では架橋が不十分であり、樹脂の強度が低いため、樹脂の凝集破壊となり、接着強度が不十分であった。一方、架橋点の量が1.6mmol/gを超えた比較例5では架橋量が多すぎることにより、樹脂の脆性が増したことにより、樹脂の凝集破壊となり、接着強度が不十分であった。
(II)加熱時の接着評価
実施例10~13を表5に示す。実施例12、13はラジカル重合性化合物(A-b)としてカルボン酸を有するメタクリル酸を用いたところ、ポリウレタン樹脂接着剤組成物との相互作用が弱いアルミニウム基材とポリウレタン樹脂接着剤組成物間で界面破壊となった。
一方、ラジカル重合性化合物(A-b)としてリン酸エステル類を使用した実施例10、11では自動車の塗装工程を想定した170℃の測定温度下でも良好な接着強度を示した。基材としてアルミニウム基材、CFRPのどちらを使用しても樹脂の凝集破壊となり、170℃の測定温度下でも基材と良好な接着性を有していることがわかる。この点から、ラジカル重合性化合物(A-b)としてはリン酸エステル類を使用することがより好ましい。
(III)室温硬化時の接着評価
実施例14~17を表6に示す。ポリオール(A-a)に由来する架橋点として第3級アミノ基を含有する平均官能基数3以上のポリオールを使用していない実施例17では樹脂の120℃硬化でのみ良好な接着強度を示した。
一方、ポリオール(A-a)に由来する架橋点として第3級アミノ基を含有する平均官能基数3以上のポリオールを使用した実施例14~16では、室温で硬化させても良好な接着性を示し、120℃硬化と比較しても70%以上の接着強度を保持した。室温で硬化してもポリウレタン樹脂接着剤組成物はアルミニウム基材とCFRPには良好な接着性を示し、樹脂の凝集破壊となった。この点から、ポリオール(A-a)に由来する架橋点としては第3級アミノ基を含有する平均官能基数3以上のポリオールを使用することがより好ましい。

Claims (3)

  1. A液と、B液と、の2液からなる2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物であって、
    前記A液が、
    ポリオール(A-a)と、
    ラジカル重合性化合物(A-b)と、
    1個の水酸基を含有する水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、からなり、
    前記B液が、
    2個以上のイソシアネート基を含有するイソシアネート基末端化合物(B-a)と、
    ラジカル重合開始剤(B-b)と、からなり、
    前記ポリオール(A-a)は、
    平均官能基数が2よりも大きく、かつ、
    平均官能基数が2より大きい架橋性ポリオールと、官能基数2の非架橋性ポリオールと、を含み、
    前記ラジカル重合性化合物(A-b)が、水酸基を含有しないリン酸基含有(メタ)アクリレート化合物であり、
    前記2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物中の前記ポリオール(A-a)に由来する、式1より算出される架橋点の量が、前記ポリオール(A-a)と、前記ラジカル重合性化合物(A-b)と、前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、イソシアネート基末端化合物(B-a)と、からなる樹脂成分の質量の総和(Rw)に対して、0.3mmol/g以上1.6mmol/g以下であり、
    前記ラジカル重合性化合物(A-b)と、前記水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)と、からなる成分の質量の総和(Aw)が、前記樹脂成分の質量の総和(Rw)に対して、2質量%以上50質量%以下であることを特徴とする2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物。
    ((W/M)×(F-2))×1000/T ・・・(式1)
    :ポリオール(A-a)の合計質量中の平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオールの含有量(g)
    :平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオールの平均分子量
    :平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオールの平均官能基数
    T:ポリオール(A-a)、ラジカル重合性化合物(A-b)、水酸基含有(メタ)アクリレート化合物(A-c)とイソシアネート基末端化合物(B-a)からなる樹脂成分の合計質量(g)
    ただし、前記2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物中に、平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオールが2種以上含まれる場合、平均官能基数が2より大きい架橋成分となるポリオールそれぞれの架橋点の量を式1に従って算出し、それらの総和が、当該2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物における架橋点の量である。
  2. 前記ポリオール(A-a)の一部が、第3級アミノ基を含有する平均官能基数3以上のポリオールからなることを特徴とする請求項1に記載の2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物。
  3. 前記A液および/または前記B液が、さらに無機フィラーを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物。
JP2018069469A 2018-03-30 2018-03-30 2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物、2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物 Active JP7286915B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018069469A JP7286915B2 (ja) 2018-03-30 2018-03-30 2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物、2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018069469A JP7286915B2 (ja) 2018-03-30 2018-03-30 2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物、2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019178279A JP2019178279A (ja) 2019-10-17
JP7286915B2 true JP7286915B2 (ja) 2023-06-06

Family

ID=68277915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018069469A Active JP7286915B2 (ja) 2018-03-30 2018-03-30 2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物、2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7286915B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113943414A (zh) * 2021-10-27 2022-01-18 广东泰强化工实业有限公司 一种无溶剂双组份聚氨酯胶黏剂的工艺方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008255312A (ja) 2007-03-14 2008-10-23 Hitachi Chem Co Ltd 接着剤組成物
JP2017039852A (ja) 2015-08-20 2017-02-23 株式会社コーケン 硬化性樹脂組成物、コンクリート被覆組成物及びライニング材

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4816077B1 (ja) * 1969-12-23 1973-05-19
US4452944A (en) * 1982-02-11 1984-06-05 Lord Corporation Structural adhesive formulations
JPH0525236A (ja) * 1990-11-27 1993-02-02 Sanyo Chem Ind Ltd 成形用熱硬化性樹脂組成物、プリプレグ、成形物の製法
JP3305822B2 (ja) * 1993-07-07 2002-07-24 電気化学工業株式会社 硬化性樹脂組成物、それを用いた接着剤およびシール剤
JPH07268310A (ja) * 1994-03-31 1995-10-17 Sanyo Chem Ind Ltd 常温硬化性2液型接着剤

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008255312A (ja) 2007-03-14 2008-10-23 Hitachi Chem Co Ltd 接着剤組成物
JP2017039852A (ja) 2015-08-20 2017-02-23 株式会社コーケン 硬化性樹脂組成物、コンクリート被覆組成物及びライニング材

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019178279A (ja) 2019-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7028884B2 (ja) エポキシ-アクリルハイブリッド接着剤
CA2689595C (en) Room temperature curing adhesive composition having high temperature properties
CN112391142A (zh) 一种粘合剂及其制备和应用
JP2019510848A (ja) 硬化性ウレタンアクリレート組成物
JP6256649B1 (ja) 熱硬化性樹脂組成物、シートモールディングコンパウンド及びその製造方法、並びに繊維強化複合材料
JP7236460B2 (ja) 組成物
JP2018135491A (ja) ポリウレタン樹脂形成性組成物
JP7286915B2 (ja) 2液型ポリウレタン樹脂形成性組成物、2液型ポリウレタン樹脂接着剤組成物
JP2008133460A (ja) 制振材用ウレタン樹脂の製造方法および制振材用ウレタンプレポリマー
JP2022526354A (ja) メタクリレートモノマーをベースとする組成物
JP2022526355A (ja) メタクリレートモノマーをベースとする組成物
JP4020426B2 (ja) 一液型反応性接着剤
JP3305822B2 (ja) 硬化性樹脂組成物、それを用いた接着剤およびシール剤
JP2019513165A (ja) バイモーダル分子量分布を有する硬化性ウレタンアクリレート組成物
JP3332286B2 (ja) 硬化性樹脂組成物
JP2022158814A (ja) ポリウレタン接着剤用組成物
EP0492562A2 (en) Plural liquid pack type heat curable polyisocyanate-glycidyl acrylate compound resinous composition and process for producing shaped resin article therefrom
JP2000502136A (ja) 改質ポリアルカジェン含有組成物
JP7310223B2 (ja) ポリウレタン系接着剤形成組成物および接着剤
JP3768031B2 (ja) 硬化性樹脂組成物、接着剤組成物、硬化体、複合体及び接着方法
JP5509919B2 (ja) 硬化性組成物およびその製造方法
JPH04249589A (ja) 接着剤組成物
WO1992020753A1 (en) One-part primerless structural adhesive
JP4164177B2 (ja) ウレタン系樹脂の製造方法及びウレタン系樹脂組成物
JP2020062821A (ja) 接合体および該接合体を備える自動車部材

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211104

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220222

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220719

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221018

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20221018

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20221025

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20221108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230425

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230508

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7286915

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151