JP7666331B2 - 湿気硬化型接着剤組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリオレフィン製基材に対する接着性に優れる湿気硬化型接着剤組成物に関するものである。
従来より、被着材同士を接着するための接着剤として、常温硬化型接着剤や加熱硬化型接着剤等の硬化型接着剤が用いられている。近年、反応性シリル基を有する有機重合体は、室温で空気中の水分によりシリル基が加水分解反応等を生じ、形成されたシロキサン結合によって架橋するという性質を示し、湿気硬化型接着剤として盛んに用いられるようになってきている。しかし、ポリオレフィン製板、ポリオレフィン製シート及びポリオレフィン製フィルム等のポリオレフィン製基材に対して強力な接着性はなかなか実現されておらず、開発が望まれていた。
このような状況のもと、ポリオレフィン製基材に対する接着性を向上させた湿気硬化型接着剤組成物がいくつか提案されている。例えば、加水分解性シリル基を有するポリエーテル樹脂と加水分解性シリル基を有するビニル樹脂に、硬化触媒、スチレン系のタッキファイヤー、反応性希釈剤、そして塩素化したポリオレフィン樹脂を配合した組成物(特許文献1参照)が提案されている。
特許第5922985号
しかしながら、本発明者らの検討により、前記提案されている湿気硬化型接着剤は、加水分解性シリル基を有する樹脂と塩素化したポリオレフィンとの相溶性、溶解性が悪いことから、塩素化したポリオレフィン樹脂の配合量を増やすことができないため、ポリオレフィン製基材に対する接着性の点で不十分であることが判明した。また、ポリオレフィン製基材に対する接着性の改善が大きくても、短時間経過における接着剤の粘度上昇やゲル化など実質的に接着剤として使用できる範囲の液状を有する湿気硬化型接着剤組成物を得ることは極めて困難なものであった。
本発明は、上記の従来の問題に鑑みてなされたものであり、ポリオレフィン系樹脂基材に対する接着性に優れた湿気硬化型接着剤につき、本発明者らは鋭意検討した結果、湿気硬化性樹脂、変性ポリオレフィン樹脂を高い比率で含有する接着剤組成物が、ポリオレフィン基材と異種基材に対する接着性と液状を両立することを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、ポリオレフィン製基材と異種基材に対する接着性と実質的に接着剤として使用できる液状を両立する湿気硬化型接着剤組成物を提供することを目的とする。
上記課題を達成するため、以下発明をするに至った。
湿気硬化性樹脂(A)と変性ポリオレフィン樹脂(B)を含有してなり、(A)100質量部に対して(B)が、2質量部以上であることを特徴とする湿気硬化型接着剤樹脂組成物。
前記の湿気硬化性樹脂(A)が、末端に加水分解性シリル基を含有し、主鎖がポリエーテルまたは(メタ)アクリレートからなる樹脂である前記の湿気硬化型接着剤組成物。
変性ポリオレフィン樹脂(B)が、ポリエーテル樹脂または(メタ)アクリレート重合体が、アミド結合及び/又はエステル結合によってグラフトされ、主鎖がポリオレフィン樹脂である前記の湿気硬化型接着剤組成物。
好ましくは、前記の変性ポリオレフィン樹脂(B)のポリエーテル樹脂および(メタ)アクリレート重合体のグラフト量が2~40質量%である前記の接着剤樹脂組成物。
好ましくは、前記の変性ポリオレフィン樹脂(B)が、分子量10,000~150,000である前記の接着剤樹脂組成物。
より好ましい形態として、さらに末端に(メタ)アクリロイル基を含有するラジカル重合性モノマー(C)を含有し、さらに、ラジカル重合開始剤(D)、シラノール縮合触媒(E)を含有する前記の湿気硬化型接着剤樹脂組成物。
本発明の湿気硬化性組成物を接着剤として用いた場合に、ポリオレフィン製基材に対する十分な接着性と接着剤として実用使用できる範囲の液状を両立することが可能になる。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
<湿気硬化性樹脂(A)>
本発明で用いる湿気硬化性樹脂(A)は、室温で空気中の水分によりシリル基が加水分解反応等を生じ、形成されたシロキサン結合によって架橋するという性質を示す樹脂である。限定的ではないが、例えば加水分解性シリル基を含有する樹脂が挙げられ、加水分解性シリル基を含有しオレフィン成分の含有量が50質量%以下である樹脂を好適に用いることができ、より具体的には加水分解性シリル基を有するポリエーテル樹脂、加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリレート系(共)重合体などが挙げられる。これらを単独で使用しても2種以上を併用しても構わない。
加水分解性シリル基を含有する樹脂としては、例えば、エチレン重合体、プロピレン重合体、イソブチレン重合体、アクリレート重合体、メタアクリレート重合体、スチレン重合体、塩化ビニル重合体、塩化ビニリデン重合体、ブタジエン重合体、イソプレン重合体、酢酸ビニル重合体、ビニルアルコール重合体、ビニルブチラール重合体、ビニルエーテル重合体などのビニル系重合体またはポリエーテル樹脂であり加水分解性シリル基を有するものを挙げられる。また、これら重合体を含有する共重合体であってもよい。
加水分解性シリル基とは、ケイ素原子に結合した水酸基または加水分解性基を有し、シラノール縮合触媒によって加速される反応によりシロキサン結合を形成することにより架橋し得る基である。加水分解性シリル基は下記一般式(1)で表される。
(1) -SiR (3-n)
(n=1~3、Rは炭素数1~20のアルキル基、アリール基、またはアラルキル基であり、Xは加水分解性基を表す。)
上記一般式(1)における加水分解性基Xとしては、水素基、水酸基、塩素原子等のハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基、アシルオキシ基、アミノ基、アミド基、メルカプト基、アルケニルオキシ基、アミノオキシ基、ケトキシメート基等が挙げられ、加水分解性をふまえた取扱い性の観点からアルコキシ基が好ましい。
加水分解性シリル基を有するポリエーテル樹脂としては、一般式-R-O-(式中、Rは炭素数1~15の直鎖または分岐アルキレン基である。)で示される繰返し単位を有する樹脂であり、前記繰返し単位が主鎖であることが好ましい。また、-R-O-の式中、Rは炭素数2~8の直鎖または分岐アルキレン基であることが好ましく、炭素数2~4のアルキレン基であることがより好ましい。また、主鎖に加水分解性シリル基(1)を有することが好ましく、その主鎖の少なくとも一端に加水分解性シリル基を有することがより好ましく、主鎖の少なくとも一端に一般式(A)で示される官能基を有するポリエーテル樹脂が好ましい。
一般式(A)
(式中、Rは炭素数1~12の1価の炭化水素基であり、Rは炭素数1~6の1価の炭化水素基であり、nは0~2の整数である。)
加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリレート系(共)重合体としては、主鎖が(メタ)アクリロイル基の繰返し単位を含有するものであって、その主鎖の少なくとも一端、或いは側鎖に、上記の一般式(A)で示される官能基を有する(メタ)アクリレート系(共)重合体が好ましい。
加水分解性シリル基を有する(メタ)アクリレート系(共)重合体を得るための(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sーブチル、(メタ)アクリル酸tーブチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ラウリル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル等の(メタ)アクリル酸脂環式アルキルエステル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルのε-カプロラクトン付加反応物、フタル酸モノヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2-フェノキシエチル等の芳香環含有(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸グリシジル等のヘテロ原子含有(メタ)アクリル酸エステル、エトキシ化フェノールアクリレート、エトキシ化パラクミルフェノールアクリレート、エトキシ化ノニルフェノールアクリレート、プロポキシ化ノニルフェノールアクリレート、2-エチルヘキシルカルビトールアクリレート、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレートなどが挙げられる。また、これらの中の1種類または2種類以上を併用してもよい。なお、本明細書において、
アクリル酸及びメタクリル酸を(メタ)アクリル酸、アクリレート及びメタクリレートを(メタ)アクリレートと記す。
これらの中でも、エステル部分の炭素数が1~20の(メタ)アクリル酸エステルが好ましく用いられ、エステル部分の炭素数が1~20の(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等が特に好ましい。
また、本発明においては、上記湿気硬化性樹脂(A)として市販品を用いることができ、AGC社製のエクセスターES2410、エクセスターES2420、エクセスターES3430、カネカ社製のMSポリマーS-202、MSポリマーS-203、MSポリマーS-303、MSポリマーS-903、MSポリマーMAX-903、MSポリマーMAX-901、MSポリマーSAX-350、MSポリマーSAT-200、MSポリマーSAT-350、MSポリマーSAT-010等が挙げられる。
<変性ポリオレフィン樹脂(B)>
本発明で用いる変性ポリオレフィン樹脂(B)は、官能基によって変性されているポリオレフィンを主骨格とする樹脂であり、湿気硬化性樹脂(A)の主骨格と同様な構造を有するポリオレフィン樹脂であることが好ましい。限定的ではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン及びプロピレン-α-オレフィン共重合体などのポリオレフィンの少なくとも1種が変性されていることがより好ましい。プロピレン-α-オレフィン共重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等が挙げられる。変性ポリオレフィン樹脂(B)としては、ポリエーテル構造または(メタ)アクリレート構造を有していることが好ましく、ポリエーテル化合物または(メタ)アクリレート化合物を共重合されていることがより好ましい。共重合としては、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合等が挙げられ、特に、ポリエーテル鎖または(メタ)アクリレート鎖がグラフトされたポリオレフィン樹脂であることがさらに望ましい。
変性ポリオレフィン樹脂(B)が、湿気硬化性樹脂(A)の主鎖と同じポリエーテル樹脂または(メタ)アクリレート重合体をグラフトされたものである場合は、湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性が高くなり、変性ポリオレフィン樹脂(B)の配合比率を高めることができ、結果としてポリオレフィン製基材に対する優れた接着性と良好な液状を両立した湿気硬化型接着剤組成物が得られる。良好な液状とは、湿気硬化性樹脂(A)および変性ポリオレフィン樹脂(B)を含有する樹脂組成物が、固形状またはゲル状でない、分離がない、または一部沈降のない液体である状態を指す。
ポリエーテル鎖とは、一般式-R5-O-(式中、R5は炭素数1~15の直鎖または分岐アルキレン基である。)で示される繰返し単位であることが好ましく、R5は炭素数2~8の直鎖または分岐アルキレン基であることがより好ましく、炭素数2~4の直鎖または分岐アルキレン基であることがさらに好ましい。
上記、変性ポリオレフィン樹脂(B)のポリエーテル鎖のグラフト方法としては、限定的ではないが、ポリオレフィン樹脂に、酸性基などの官能基(1)を含有する化合物をラジカル発生剤と作用して、グラフト結合させた後、さらに、一端に上記官能基(1)と反応するアミノ基または水酸基などの官能基(2)を有するポリエーテル樹脂を反応させることで、アミド結合またはエステル結合などの結合様式によってグラフト結合させることが望ましい。官能基(1)を含有する化合物は、α,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物など酸性基を含有する化合物の少なくとも1種、またはエポキシ基を有する単量体の少なくとも1種であることが好ましい。官能基(2)は、官能基(1)と反応する官能基であり、アミノ基または水酸基であることが好ましい。
上記、変性ポリオレフィン樹脂(B)の(メタ)アクリレート鎖のグラフト方法としては、限定的ではないが、ポリオレフィン樹脂に、酸性基などの官能基(3)を有する化合物をラジカル発生剤と作用して、グラフト結合させた後、さらに、一端に上記官能基(3)と反応するアミノ基または水酸基などの官能基(4)を有する(メタ)アクリレート系重合体を反応させることで、アミド結合またはエステル結合によってグラフト結合させることが望ましい。官能基(3)を有する化合物は、α,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物などの酸性基を含有する化合物の少なくとも1種、またはエポキシ基を有する単量体の少なくとも1種であることが好ましい。官能基(4)は、官能基(3)と反応する官能基であり、アミノ基または水酸基であることが好ましい。
上記、プロピレン-α-オレフィン共重合体は、プロピレンを主体としてこれにα-オレフィンを共重合したものである。α-オレフィンとしては、例えば、エチレン、1-ブテン、1-ヘプテン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン、酢酸ビニルなどを1種又は数種用いることができる。これらのα-オレフィンの中では、エチレン、1-ブテンが好ましい。プロピレン-α-オレフィン共重合体のプロピレン成分とα-オレフィン成分との比率は限定されないが、プロピレン成分が50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましい。
上記、ポリプロピレン系ランダム共重合体の製造は、公知の方法で実施することができ、例えば特開2001-206914に記載の製造方法に従って、反応釜にプロピレンおよび炭素数2および4以上のオレフィンを仕込み、水素を供給しながら連続的に製造を行うことができる。重合方法は、公知の塊状重合法、気相重合法の連続重合によって実施することができ、好ましくは、塊状重合で1段階もしくは多段階で実施される。
α,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種としては、例えば、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸及びこれらの酸無水物が挙げられる。これらの中でも酸無水物が好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。
エポキシ基を有する単量体としては、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、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
ラジカル発生剤は、重合開始剤として使用することができる。上記、ラジカル発生剤としては、ジ-tert-ブチルパーオキシフタレート、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシピバレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソプロピオニトリル等のアゾニトリル類等が挙げられる。
上記、変性ポリオレフィン樹脂(B)を製造するにあたって、ポリエーテル鎖または(メタ)アクリレート鎖のグラフトに用いる官能基(1)としてα,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種をグラフトさせた樹脂の酸価は、湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性および得られる接着剤組成物の液状とポリオレフィン製基材に対する接着性の観点から、下限は5mgKOH/g-resin以上であることが好ましく、より好ましくは7mgKOH/g-resin以上であり、さらに好ましくは9mgKOH/g-resin以上であり、なおいっそう好ましくは11mgKOH/g-resin以上であり、特に好ましくは13mgKOH/g-resin以上であり、最も好ましくは15mgKOH/g-resin以上である。5mgKOH/g-resin以上であることで、湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性が良好となり、得られる接着剤組成物の液状が良好となり、結果としてポリオレフィン製基材に対する接着性が向上する傾向がある。上限は50mgKOH/g-resin以下であることが好ましく、より好ましくは48mgKOH/g-resin以下であり、さらに好ましくは46mgKOH/g-resin以下であり、なおいっそう好ましくは44mgKOH/g-resin以下であり、特に好ましくは42mgKOH/g-resin以下であり、最も好ましくは40mgKOH/g-resin以下である。50mgKOH/g-resin以下では、ポリオレフィン製基材に対する接着性が良好な傾向がある。さらに製造効率の観点からも好ましい。
上記、変性ポリオレフィン樹脂(B)を製造するにあたって、ポリエーテル鎖または(メタ)アクリレート鎖のグラフトに用いる官能基(1)としてエポキシ基を有する単量体の少なくとも1種をグラフトさせた樹脂のエポキシ当量は、湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性および得られる接着剤組成物の液状とポリオレフィン製基材に対する接着性の観点から、上限は30,000g/eq.以下であることが好ましく、より好ましくは25,000g/eq.以下であり、さらに好ましくは20,000g/eq.以下であり、なおいっそう好ましくは15,000g/eq.以下であり、特に好ましくは12,000g/eq.以下であり、最も好ましくは10,000g/eq.以下である。30,000g/eq.以下であると、湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性が良好となるため、得られる接着剤組成物の液状が良好となり、接着剤として実用的に使用できる傾向がある。下限は1,000g/eq.以上であることが好ましく、より好ましくは1,100g/eq.以上であり、さらに好ましくは1,200g/eq.以上であり、なおいっそう好ましくは1,300g/eq.以上であり、特に好ましくは1,400g/eq.以上であり、最も好ましくは1,500g/eq.以上である。1,000g/eq.以上では、ポリオレフィン製基材に対する接着性が良好となる傾向がある。さらに製造効率の観点からも好ましい。
変性ポリオレフィン樹脂(B)の融点(Tm)は、湿気硬化型接着剤組成物の液状の観点から、上限は、100℃以下であることが好ましく、より好ましくは、90℃以下であり、さらに好ましくは、80℃以下であり、最も好ましくは70℃以下である。100℃以下であると、湿気硬化型接着剤組成物の粘度が著しく高くなることはなく、あるいは室温下で流動性が消失しゲル化しにくいなど、接着剤として実質的に使用できる範囲の液状を保持できる傾向がある。ポリオレフィン製基材に対する接着強度の観点から、下限は、30℃以上であることが好ましく、より好ましくは、35℃以上であり、さらに好ましくは、40℃以上であり、最も好ましくは、45℃以上である。30℃以上であると、変性ポリオレフィン樹脂(B)の凝集力が大きくなり接着強度が良好となる傾向がある。
変性ポリオレフィン樹脂(B)の重量平均分子量(Mw)は、湿気硬化型接着性組成物の液状の観点から、上限は、150,000以下であることが好ましく、より好ましくは、130,000以下であり、さらに好ましくは、110,000以下であり、最も好ましくは、90,000以下である。150,000以下であると、湿気硬化型接着剤組成物の粘度が著しく高くなりにくく、あるいは室温下で流動性が消失しゲル化しにくいなど、接着剤として実質的に使用できる範囲の液状を保持できる傾向がある。ポリオレフィン製基材に対する接着強度の観点から、下限は、10,000以上であることが好ましく、より好ましくは、20,000以上であり、さらに好ましくは、30,000以上であり、最も好ましくは、40,000以上である。10,000以上であると、変性ポリオレフィン樹脂(B)の凝集力が大きくなり接着強度が良好となる傾向がある。
変性ポリオレフィン樹脂(B)のポリエーテル樹脂および(メタ)アクリレート重合体のグラフト量は、ポリオレフィン製基材に対する接着性の観点から、上限は、40質量%以下であることが好ましく、より好ましくは、37質量%以下であり、さらに好ましくは、34質量%以下であり、最も好ましくは、30質量%以下である。40質量%以下であると、ポリオレフィン製基材に対する接着性が良好となる傾向がある。さらに製造効率も向上するため好ましい。下限は、湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性および得られる接着剤組成物の液状の観点から、2質量%以上であることが好ましく、より好ましくは、5質量%以上であり、さらに好ましくは、8質量%以上であり、最も好ましくは、10質量%以上である。2質量%以上であると、湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性が良く、得られる接着剤組成物の液状が良好となり、結果としてポリオレフィン製基材に対する接着性が向上する傾向がある。
上記、一端に官能基(2)としてアミノ基を有するポリエーテル樹脂とは、限定的ではないが、片末端に1級アミノ基を有することが好ましい。また、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールのようなエーテル結合を有することが好ましい。
上記、ポリエーテル樹脂の数平均分子量は、官能基(1)を有するポリオレフィンとの反応性および得られる変性ポリオレフィン樹脂(B)と湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性とポリオレフィン製基材に対する接着性の観点から、上限は10,000以下であることが好ましく、より好ましくは、7,000以下であり、さらに好ましくは5,000以下であり、特に好ましくは3,500以下であり、最も好ましくは2,500以下である。10,000以下であると官能基(1)を有する化合物ポリオレフィンとの反応性が向上し、結果的に、湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性が向上し、変性ポリオレフィン樹脂(B)の比率をあげることができ、ポリオレフィン製基材に対する接着性が良好となる場合がある。下限は、500以上であることが好ましく、さらに好ましくは1,000以上であり、特に好ましくは1,200以上であり、最も好ましくは1,500以上である。500以上であると、グラフトによる分散性、相溶性向上効果が良好となり、結果的に湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性が向上し、変性ポリオレフィン樹脂(B)の接着剤組成物中の含有比率をあげることができ、ポリオレフィン製基材に対する接着性が良好となる場合がある。
上記、官能基(2)を有する(メタ)アクリレート系重合体の数平均分子量は、官能基(1)を有するポリオレフィンとの反応性および得られる変性ポリオレフィン樹脂(B)と湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性とポリオレフィン製基材に対する接着性の観点から、上限は10,000以下であることが好ましく、より好ましくは、7,000以下であり、さらに好ましくは5,000以下であり、特に好ましくは3,500以下であり、最も好ましくは2,500以下である。前記上であると官能基(1)を有するポリオレフィンとの反応性が低下し、結果的に、湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性が低下し、変性ポリオレフィン樹脂(B)の比率をあげることができず、ポリオレフィン製基材に対する接着性が低くなる場合がある。下限は、500以上であることが好ましく、さらに好ましくは1,000以上であり、特に好ましくは1,200以上であり、最も好ましくは1,500以上である。前記以下であると、グラフトによる分散性、相溶性向上効果が低下し、結果的に湿気硬化性樹脂(A)との分散性、相溶性が低下し、変性ポリオレフィン樹脂(B)の接着剤組成物中の含有比率をあげることができず、ポリオレフィン製基材に対する接着性が低くなる場合がある。
変性ポリオレフィン樹脂(B)は、塩素化されていてもよい。塩素化されていることで、さらに湿気硬化性樹脂(A)との相溶性および液状が向上する。塩素化されている場合の塩素含有量は通常10~40質量%である。
湿気硬化性樹脂(A)100質量部に対して変性ポリオレフィン樹脂(B)は、接着剤組成物の液状とポリオレフィン製基材に対する接着性の観点から、2質量部以上である必要があり、好ましくは5質量部以上、より好ましくは7質量部以上、最も好ましくは11質量部以上である。また、100質量部以下が好ましく、67質量部以下がより好ましく、43質量部以下がさらに好ましく、25質量部以下が最も好ましい。変性ポリオレフィン樹脂(B)の含有量が、湿気硬化性樹脂(A)100質量部に対して100質量部以下であると、接着剤組成物の液状が良好となる傾向がある。変性ポリオレフィン樹脂(B)の比率が湿気硬化性樹脂(A)に対して2質量部以上であると、ポリオレフィン製基材に対する接着性が良好となる傾向がある。
<ラジカル重合性モノマー(C)>
本発明で用いるラジカル重合性モノマー(C)は、限定的ではないが、アクリル系モノマー、スチレン系モノマー、ビニル系モノマー、不飽和ポリエステル系モノマー、等が挙げられ、このうちアクリル系モノマーが光硬化性および材料選択の豊富さという理由で好ましい。
湿気硬化型接着剤組成物に、ラジカル重合性モノマー(C)を配合し、ラジカル重合することで、重合発熱を生じ、変性ポリオレフィン樹脂(B)の融解に利用することができる。その結果として、接着剤組成物をポリオレフィン製基材に塗布した後、硬化させる過程で、基材に対するぬれ性および接着性により優れた接着剤組成物が得られる。
上記、 アクリル系モノマーとしては、例えば、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、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、tert-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、プロピオキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシテトラエチレン(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、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、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、2-メチル-2-アダマンチル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、プロポキシ化ビスフェノールAジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、1,10-デカンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート等が挙げられ、硬化性や変性ポリオレフィン樹脂(B)との相溶性の観点から、ポリプロピレングリコールジアクリレートが好ましい。
本発明においてラジカル重合性モノマー(C)は、湿気硬化性樹脂(A)と変性ポリオレフィン樹脂(B)の合計100質量部に対して5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、20質量部以上がさらに好ましい。また、200質量部以下が好ましく、100質量部以下がより好ましく、50質量部以下がさらに好ましい。5質量部以上200質量部以下の範囲であることで、液状とポリオレフィン基材に対する接着性の両方が良好となる傾向がある。
<ラジカル重合開始剤(D)>
本発明で用いるラジカル重合開始剤(D)は、ラジカルを発生し、ラジカル重合性モノマー(C)の重合の開始剤であり、限定的ではないが、光照射によりラジカルを発生する光重合開始剤、加熱によりラジカルを発生する熱重合開始剤、レドックス開始剤などが挙げられ、非加熱において、ラジカル重合性モノマー(C)の重合を開始できる光重合開始剤、レドックス開始剤の配合がより好ましい。
上記、光重合開始剤としては、限定的ではないが、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、アセトフェノン系、アシルホスフィンオキサイド系、チオキサントン系、メタロセン系、キノン系等が挙げられ、具体的には、公知のものが使用できる。例えば、ベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、2,2-ジエトキシアセトフェノン、ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ベンジル,ベンゾイン、ベンゾイルイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チオキサントン、1-(4-イソプロピルフェニル)2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、カンファーキノン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド、2-メチル-1-(4-(メチルチオ)フェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-1-ブタノン-1、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチル-ペンチルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
上記、レドックス(酸化還元)系開始剤は、幅広い温度領域で使用できる。特に、下記開始剤種は常温で使用できることが有利である。適切なレドックス系開始剤としては、限定的ではないが無機過酸化物開始剤(過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩開始剤)と無機系還元剤(メタ亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等)の組み合わせ;有機過酸化物と第3級アミンの組み合わせ、例えば、過酸化ベンゾイル/ジメチルアニリン、クメンハイドロパーオキサイド/ジメチルアニリン、クメンハイドロパーオキサイド/ブチルアルデヒドとアニリンの縮合体等;有機過酸化物と遷移金属の組み合わせ、例えば、クメンハイドロパーオキサイド/コバルトナフテート、クメンハイドロパーオキサイド/銅ナフテート、t-ブチルハイドロパーオキサイド/コバルトナフテート、t-ブチルハイドロパーオキサイド/銅ナフテート、その他のハイドロパーオキサイド/その他の金属石鹸等;遷移金属と第3級アミンの組み合わせ、例えば、銅ナフテート/ブチルアルデヒドとアニリンの縮合体、その他の金属石鹸/ブチルアルデヒドとアニリンの縮合体等が好ましく挙げられる。なお、上記その他のハイドロパーオキサイドとしては、例えば、ジイソプロピルハイドロパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシラウレート、t-ブチルパーオキシデカノエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、p-メタ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、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド等が挙げられる。上記その他の金属石鹸等としては、例えば、マンガンナフテート、コバルトオクトエート、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸カリウム、パルミチン酸マグネシウム等が挙げられる。硬化性と貯蔵安定性の点から、有機過酸化物と第3級アミンの組み合わせ、有機過酸化物と遷移金属の組み合わせがさらに好ましい。
本発明においてラジカル重合開始剤(D)は、ラジカル重合性モノマー(C)100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、0.3質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上がさらに好ましい。また、5質量部以下が好ましく、3質量部以下がより好ましく、2質量部以下がさらに好ましい。0.1質量部以上5質量部以下の範囲であることで、液状とポリオレフィン製基材に対する接着性の両方が良好となる傾向がある。
<シラノール縮合触媒(E)>
本発明で用いるシラノール縮合触媒(E)は、湿気硬化性樹脂(A)を硬化させるために用いられる。具体的には、湿気硬化性樹脂(A)の加水分解性シリル基が大気中の水分によって加水分解することで生じるシラノール基同士の重縮合反応を進め、硬化樹脂を得るために用いられる。
本発明で用いるシラノール縮合触媒(E)は、従来公知のものを広く使用することができる。その具体例としては、テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート等のチタン酸エステル類、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズジアセテート、オクチル酸スズ、ナフテン酸スズなどのスズカルボン酸塩類、ジブチル錫ビスイソノニル3-メルカプトプロピオネート、ジブチル錫ビスイソオクチルチオグリコレート等のチオ系錫化合物、ジブチルスズオキサイドとフタル酸エステルとの反応物、ジブチルスズジアセチルアセトナート、アルミニウムトリスアセチルアセトナート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート等の有機アルミニウム化合物類、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート等のキレート化合物類、オクチル酸鉛、ブチルアミン、オクチルアミン、ジブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、オレイルアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、キシリレンジアミン、トリエチレンジアミン、グアニジン、ジフェニルグアニジン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、モルホリン、N-メチルモルホリン、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7(DBU)などのアミン系化合物、あるいはこれらアミン系化合物のカルボン酸などとの塩等のシラノール縮合触媒、さらには他の酸性触媒、塩基性触媒などの公知のシラノール縮合触媒等が挙げられる。これらの触媒は単独で使用してもよく、2種類以上併用してもよい。
本発明においてシラノール縮合触媒(E)は、湿気硬化性樹脂(A)100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、0.3質量部以上がより好ましく、0.5質量部以上がさらに好ましい。また、5質量部以下が好ましく、3質量部以下がより好ましく、2質量部以下がさらに好ましい。0.1質量部以上5質量部以下の範囲であることで、液状とポリオレフィン製基材に対する接着性の両方が良好となる傾向がある。
<湿気硬化型接着剤組成物>
本発明に係る湿気硬化型接着剤組成物は、大気中の水分によって、加水分解性シリル基が加水分解し、生じるシラノール基同士が縮重合することによって硬化するものである。したがって、1液型の組成物として使用する場合、保管又は搬送中は、空気(空気中の水分)と接触しないよう、気密に密封した状態で取り扱われる。そして、使用時には開封して任意の箇所に適用すれば、空気中の水分と接触して反応硬化する。2液型の湿気硬化型接着剤組成物として使用する場合は、少なくとも湿気硬化性樹脂(A)と変性ポリオレフィン樹脂(B)およびラジカル重合性モノマー(C)、ラジカル重合開始剤(D)からなる組成物とシラノール縮合触媒(E)を別々に供給し、使用時にこれらを混合することで、上述の湿気硬化反応が進行し硬化する。
本発明の湿気硬化性組成物は、ポリオレフィン製基材に対して優れた接着性を有するが、これ以外の金属、ガラス、塗装面等、多くの基材に対しても良好な接着性を示すため、接着剤、目地材、シーリング材、防水材、塗料・コーティング材、ライニング材、封止材、粘着テープ、粘着シート、感圧接着剤、粘着加工品等として使用することができる。
<その他の添加剤>
本発明にかかる接着剤組成物は、本発明の性能を損なわない範囲で、上記、湿気硬化性樹脂(A)、変性ポリオレフィン樹脂(B)、ラジカル重合性モノマー(C)、ラジカル重合開始剤(D)、シラノール縮合触媒(E)の他に、粘度、物性を調整するために、必要に応じて、可塑剤、有機溶剤、粘着付与剤、接着性付与剤、充填剤、安定剤、ワックス、老化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、揺変剤、着色剤、ブロッキング防止剤等の各種添加剤を配合することができる。
可塑剤としては、特に限定的なものではなく、プロセスオイルや各種アルカンなどの炭化水素類を初めとしてフタル酸エステル類、ポリアルキレングリコールのエステル類、リン酸エステル類等、各種の可塑剤が使用可能であり、例えば、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジ(2-エチルヘキシル)フタレート、ブチルベンジルフタレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、ジイソノニルフタレート等のフタル酸エステル類;ジオクチルアジペート、ジオクチルセバケート等の非芳香族2塩基酸エステル類;ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジベンゾエート等のポリアルキレングリコールのエステル類;トリクレジルホスフェート、トリブチルホスフェート等のリン酸エステル類;アクリル系重合体;塩化パラフィン類;アルキルジフェニル;部分水添ターフェニル等の炭化水素油;プロセスオイル類;アルキルベンゼン類等が挙げられる。
有機溶剤としては、特に限定的ではないが、湿気硬化性樹脂(A)および変性ポリオレフィン樹脂(B)を溶解するものが好ましく、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の脂肪族系炭化水素、シクロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロへキサン等の脂環族炭化水素、トリクロルエチレン、ジクロルエチレン、クロルベンゼン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ペンタノール、1-ヘキサノール、2-エチルヘキサノール、2-メチルシクロヘキサノール、プロパンジオール、フェノール、2-ヘプチルアルコール等のアルコール系溶剤、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、ペンタノン、ヘキサノン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノン等のケトン系溶剤、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ等のセルソルブ類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、ギ酸ブチル等のエステル系溶剤、エチレングリコールモノ-n -ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-i s o -ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-t e r t - ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n -ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-i s o -ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ-n -ブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノ-n -ブチルエーテル、ジベンジルエーテル、ジフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル等のエーテル系溶剤等が挙げられ、有機溶剤の少量配合は湿気硬化性接着剤組成物の粘度をより低下させ、液状および使用するときの塗布性が改良されるため、好ましい。
粘着付与剤としては、特に限定的ではないが、スチレン共重合体樹脂、テルペン系樹脂、石油系樹脂(例えば、C5炭化水素樹脂、C9炭化水素樹脂、C5・C9炭化水素共重合樹脂等及びこれらの水添樹脂)、ロジンエステル系樹脂及びこれらの水添樹脂、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂(例えば、カシューオイル変性フェノール樹脂、ロジンフェノール樹脂、重合ロジン、重合ロジンエステル、トール油変性フェノール樹脂等)、テルペンフェノール樹脂、キシレン-フェノール樹脂、シクロペンタジエン-フェノール樹脂、クマロンインデン樹脂、DCPD樹脂、キシレン樹脂、低分子量ポリスチレン系樹脂等が挙げられ、粘着付与剤の配合は、本発明の湿気硬化型接着剤組成物の硬化物に対して適度な粘着性を与え、ポリオレフィン製基材に対する接着性を向上させるため、好ましい。
接着性付与剤としては、特に限定的ではないが、シランカップリング剤等が挙げられ、接着性付与剤を配合することで、ポリオレフィン製基材および金属、ガラス、塗装面等、多くの基材に対する接着性を向上させることが可能となるため、好ましい。
接着性付与剤としてのシランカップリング剤には、一般式(B)に示されるオルガノシランを使用できる。
一般式(B)

(式中、R及びRはそれぞれ炭素数1~4の1価の炭化水素基であり、Yは置換基または置換原子を含みうる1価の炭化水素基であり、a及びbはそれぞれ0~2の整数であり、かつaとbの和は0~2である。)
一般式(B)で示されるオルガノシランとしては、たとえばジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、アミノメチルトリエトキシシラン、N-β(アミノエチル)アミノメチルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)メチルトリブトキシシラン、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、γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ-アミノイソブチ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)〕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、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3、4-エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、γ-メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。これらのオルガノシランは1種を用いてもよいし、2種以上を併用することも可能である。これらのうち、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、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどが接着性の付与効果が高く、更に速硬化であることから好ましく選択される。
本発明における接着性付与剤の配合割合は、湿気硬化性樹脂(A)と変性ポリオレフィン樹脂(B)の合計100質量部に対して、好ましくは0~15質量部、特に好ましくは1~10質量部である。接着性付与剤の添加は、架橋剤としても有効に作用して湿気硬化性組成物が速硬化になりやすい効果が得られる。15質量部以下で接着性の付与効果も大きく、かつ更に速硬化になりやすい。
また充填剤には、特に限定的ではないが、例えば、炭酸カルシウム、カーボンブラック、クレー、タルク、酸化チタン、生石灰、カオリン、ゼオライト、珪藻土、ガラスバルーン等が挙げられ、単独または混合して使用できる。これらのなかでも充填剤としては、本発明の湿気硬化性組成物の粘性および硬化物にしたときの剛性、耐熱性などの諸特性のバランスが良好なものが得られやすい点から、炭酸カルシウム等が好ましい。
<被接着基材について>
被接着基材であるポリオレフィン製基材としては、従来公知の高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超高分子量ポリエチレン(UHMW-PE)、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、エチレンとプロピレンとのブロックコポリマー、ランダムコポリマー(エチレンとの共重合体、ブテン-1との二元共重合体、エチレン/ブテン-1との三元共重合体(ターポリマー))が例示される。異種基材としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン6等のポリアミド系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、塩化ビニール樹脂等の樹脂系、鉄、ステンレス鋼、アルミ、冷間圧延鋼、マグネシウム合金などの金属系等が例示される。本発明の湿気硬化型接着剤組成物は、これらのポリオレフィン製基材同士あるいはこれらのポリオレフィン基材とこれらの異種基材を接着するために用いられるものである。
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。実施例中および比較例中に単に部とあるのは質量部を示す。
[製造例1]
1Lオートクレーブに、プロピレン重合体(出光興産社製「エルモーデュ(登録商標)S600」)100質量部、トルエン150質量部及び無水マレイン酸2質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイド10質量部を加え、160℃まで昇温した後、更に3時間撹拌した。その後、得られた反応液を冷却後、多量のメチルエチルケトンが入った容器に注ぎ、樹脂を析出させた。その後、当該樹脂を含有する液を遠心分離することにより、無水マレイン酸がグラフト重合した酸変性プロピレン重合体と(ポリ)無水マレイン酸および低分子量物とを分離、精製した。その後、減圧下50℃で5時間乾燥させることにより、無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-1、酸価4mgKOH/g-resin、重量平均分子量29,000)を得た。
[製造例2]
1Lオートクレーブに、プロピレン-ブテン共重合体(三井化学社製「タフマー(登録商標)XM7070」、プロピレン/1―ブテン=75/25(モル比))100質量部、トルエン150質量部及び無水マレイン酸2質量部、tert-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.5質量部を加え、120℃まで昇温した後、更に1時間撹拌した。その後は、製造例1と同様にして、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体(MPO-2、酸価4mgKOH/g-resin、重量平均分子量109,000)を得た。
[製造例3]
無水マレイン酸の仕込み量を20質量部にすること以外は、製造例1と同様にすることにより、無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-3、酸価25mgKOH/g-resin、重量平均分子量26,000)を得た。
[製造例4]
無水マレイン酸の仕込み量を20質量部、tert-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネートの仕込み量を2質量部にすること以外は、製造例2と同様にすることにより、無水マレイン酸変性プロピレンーブテン共重合体(MPO-4、酸価25mgKOH/g-resin、重量平均分子量116,000)を得た。
[製造例5]
1Lオートクレーブに、プロピレン-ブテン共重合体(三井化学社製「タフマー(登録商標)XM7070」)100質量部、トルエン150質量部及び無水マレイン酸18質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイド6質量部を加え、160℃まで昇温した後、更に3時間撹拌した。その後は、製造例1と同様にして、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体(MPO-5、酸価17mgKOH/g-resin、重量平均分子量58,000)を得た。
[製造例6]
1Lオートクレーブに、プロピレン-ブテン共重合体(三井化学社製「タフマー(登録商標)XM7070」)100質量部、トルエン150質量部及び無水マレイン酸7質量部、tert-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート6質量部を加え、140℃まで昇温した後、更に3時間撹拌した。その後は、製造例1と同様にして、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体(MPO-6、酸価7mgKOH/g-resin、重量平均分子量84,000)を得た。
[製造例7]
1Lオートクレーブに、プロピレン-ブテン共重合体(三井化学社製「タフマー(登録商標)XM7070」)100質量部、トルエン150質量部及び無水マレイン酸7質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイド6質量部を加え、160℃まで昇温した後、更に3時間撹拌した。その後は、製造例1と同様にして、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体(MPO-7、酸価19mgKOH/g-resin、重量平均分子量44,000)を得た。
[製造例8]
無水マレイン酸の仕込み量を25質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイド仕込み量を10質量部にすること以外は、製造例5と同様にすることにより、無水マレイン酸変性プロピレンーブテン共重合体(MPO-8、酸価26mgKOH/g-resin、重量平均分子量40,000)を得た。
[製造例9]
1Lオートクレーブに、プロピレンーブテン共重合体(三井化学社製「タフマー(登録商標)XM7080」、プロピレン/1―ブテン=80/20(モル比))100質量部、トルエン150質量部及び無水マレイン酸1質量部、tert-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.5質量部を加え、140℃まで昇温した後、更に3時間撹拌した。その後は、製造例1と同様にして、無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-9、酸価2mgKOH/g-resin、重量平均分子量170,000)を得た。
[製造例10]
1Lオートクレーブに、プロピレン重合体(出光興産社製「エルモーデュ(登録商標)S600」)100質量部、トルエン150質量部及びグリシジルメタクリレート12質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイド4質量部を加え、140℃まで昇温した後、更に3時間撹拌した。その後は、製造例1と同様にして、グリシジルメタクリレート変性プロピレン重合体(GPO-1、エポキシ当量8,800g/eq.、重量平均分子量66,000)を得た。
[製造例11]
水冷還流凝縮器と撹拌機を備えた500mlの四つ口フラスコに、製造例1で得られた無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-1)を100質量部、ポリエーテルアミン(ハンツマン社製、「ジェファーミン(登録商標)M-2000」)を15質量部仕込み、撹拌しながら110℃まで昇温し、撹拌を3時間続け、その後冷却することで、ポリエーテル変性プロプレン重合体(PO-1、グラフト量6.1質量%、重量平均分子量30,000、融点50℃)を得た。
[製造例12]
無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-1)を、無水マレイン酸変性プロピレンーブテン共重合体(MPO-2)に変更する以外は製造例11と同様にすることで、ポリエーテル変性プロプレンーブテン共重合体(PO-2、グラフト量6.0質量%、重量平均分子量110,000、融点68℃)を得た。
[製造例13]
無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-1)を、無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-3)に、ポリエーテルアミン(ハンツマン社製、「ジェファーミン(登録商標)M-2000」)の仕込み量を93質量部に変更する以外は製造例11と同様にすることで、ポリエーテル変性プロプレン重合体(PO-3、グラフト量37.1質量%、重量平均分子量30,000、融点45℃)を得た。
[製造例14]
無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-3)を、無水マレイン酸変性プロピレンーブテン共重合体(MPO-4)に変更する以外は製造例13と同様にすることで、ポリエーテル変性プロプレンーブテン共重合体(PO-4、グラフト量37.0質量%、重量平均分子量120,000、融点60℃)を得た。
[製造例15]
無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-1)を、無水マレイン酸変性プロピレンーブテン共重合体(MPO-5)に、ポリエーテルアミン(ハンツマン社製、「ジェファーミン(登録商標)M-2000」)の仕込み量を63質量部に変更する以外は製造例11と同様にすることで、ポリエーテル変性プロプレンーブテン共重合体(PO-5、グラフト量22.9質量%、重量平均分子量61,000、融点55℃)を得た。
[製造例16]
無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-1)を、無水マレイン酸変性プロピレンーブテン共重合体(MPO-6)に、ポリエーテルアミン(ハンツマン社製、「ジェファーミン(登録商標)M-2000」)の仕込み量を27質量部に変更する以外は製造例11と同様にすることで、ポリエーテル変性プロプレンーブテン共重合体(PO-6、グラフト量10.9質量%、重量平均分子量85,000、融点65℃)を得た。
[製造例17]
無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-1)を、無水マレイン酸変性プロピレンーブテン共重合体(MPO-7)に、ポリエーテルアミン(ハンツマン社製、「ジェファーミン(登録商標)M-2000」)の仕込み量を72質量部に変更する以外は、製造例11と同様にすることで、ポリエーテル変性プロプレンーブテン共重合体(PO-7、グラフト量28.4質量%、重量平均分子量47,000、融点47℃)を得た。
[製造例18]
無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-1)を、無水マレイン酸変性プロピレンーブテン共重合体(MPO-8)に、ポリエーテルアミン(ハンツマン社製、「ジェファーミン(登録商標)M-2000」)15質量部をポリエーテルアミン(ハンツマン社製、「ジェファーミン(登録商標)M-600」)29質量部に変更する以外は、製造例11と同様にすることで、ポリエーテル変性プロプレンーブテン共重合体(PO-8、グラフト量12.9質量%、重量平均分子量41,000、融点35℃)を得た。
[製造例19]
無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPO-1)を、無水マレイン酸変性プロピレンーブテン共重合体(MPO-5)に、ポリエーテルアミン(ハンツマン社製、「ジェファーミン(登録商標)M-2000」)15質量部をポリプロピレングリコールモノブチルエーテル(日油社製、「ユニルーブ(登録商標)MB-700」)98質量部に変更する以外は、製造例11と同様にすることで、ポリエーテル変性プロプレンーブテン共重合体(PO-9、グラフト量26.9質量%、重量平均分子量60,000、融点55℃)を得た。
[製造例20]
ポリエーテルアミン(ハンツマン社製、「ジェファーミン(登録商標)M-2000」)15質量部を水酸基含有アクリル重合体(綜研化学社製、「アクトフロー(登録商標)UMB-1001」)48質量部に変更する以外は、製造例11と同様にすることで、アクリル変性プロプレン重合体(PO-10、グラフト量18.3質量%、重量平均分子量60,000、融点56℃)を得た。
[製造例21]
無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPOー1)を、グリシジルメタクリレート変性プロピレン重合体(GPO-1)に、ポリエーテルアミン(ハンツマン社製、「ジェファーミン(登録商標)M-2000」)の仕込み量を47質量部に変更する以外は、製造例11と同様にすることで、ポリエーテル変性プロプレン重合体(POー11、グラフト量28.0質量%、重量平均分子量68,000、融点58℃)を得た。
[製造例22]
無水マレイン酸変性プロピレン重合体(MPOー1)を、無水マレイン酸変性プロピレンーブテン共重合体(MPOー9)に、ポリエーテルアミン(ハンツマン社製、「ジェファーミン(登録商標)M-2000」)の仕込み量を10質量部に変更する以外は、製造例11と同様にすることで、ポリエーテル変性プロプレン重合体(POー12、グラフト量4.1質量%、重量平均分子量172,000、融点75℃)を得た。
[主剤1の作製]
水冷還流凝縮器と撹拌機を備えた500mlの四つ口フラスコに、加水分解性シリル基含有ポリエーテル樹脂Aー1を95質量部、製造例11で得られたポリエーテル変性プロピレン重合体POー1を5質量部仕込み、撹拌しながら110℃まで昇温し、撹拌を1時間続けた後、40℃以下まで冷却することで主剤1を得た。
[主剤2~16の作製]
湿気硬化性樹脂および変性ポリオレフィン樹脂を表1に示すとおりに変更し、主剤12ではラジカル重合性モノマーとしてポリプロピレングリコール#700ジアクリレートを湿気硬化性樹脂と変性ポリオレフィン樹脂と同時に追加で仕込み、主剤1と同様な方法で主剤2~16を作製した。配合量を表1に示す。
[実施例1]
上記のようにして得られた主剤1を100質量部、シラノール縮合触媒としてジブチル錫ジラウリレートを1質量部配合し、接着剤組成物を得た。液状および接着性試験結果を表2に示す。
[実施例2~15、比較例1~3]
主剤1~16およびジブチル錫ジラウリレートを表2、3に示すとおりに変更し、実施例12ではラジカル重合開始剤である1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを主剤及びシラノール縮合触媒と同時に配合し、実施例1と同様な方法で実施例2~15、比較例1~3を行った。配合量、液状、接着性試験結果を表2、3に示す。ただし、比較例3は液状が悪く、ゲル化していたため、接着剤として評価することができなかった。
[使用材料]
表1、表2、表3で用いた材料は以下の通りである。
<湿気硬化性樹脂(A)>
(A-1)数平均分子量が18,000、25℃粘度が12,000mPa・s、加水分解性シリル基の数が1分子あたりの平均1.4である加水分解性シリル基含有ポリエーテル樹脂
(A-2)数平均分子量が9,000、25℃粘度が7,000mPa・s、加水分解性シリル基の数が1分子あたりの平均1.0である加水分解性シリル基含有アクリル重合体<ラジカル重合性モノマー(C)>
(ポリプロピレングリコールジアクリレート)ポリプロピレングリコール#700ジアクリレート(新中村化学工業社製、NKエステル(商標登録)APG-700)
<ラジカル重合開始剤(D)>
(1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)東京化成工業社販売試薬
<シラノール縮合触媒(E)>
(ジブチル錫ジラウリレート)東京化成工業社販売試薬
上記のようにして得られた酸変性ポリオレフィン、グリシジルメタクリレート変性ポリオレフィン、ポリエーテル樹脂変性ポリオレフィン、(メタ)アクリレート重合体ポリオレフィンおよび接着剤組成物に対して下記方法に基づいて分析測定および評価を行った。
酸価の測定
本発明における酸価(mgKOH/g-resin)は、FT-IR(島津製作所社製、FT-IR8200PC)を使用して、無水マレイン酸(東京化成製)のクロロホルム溶液によって作成した検量線から得られる係数(f)、結晶性無水マレイン酸変性ポリオレフィン溶液における無水マレイン酸のカルボニル(C=O)結合の伸縮ピーク(1780cm-1)の吸光度(I)を用いて下記式により算出した値である。
酸価(mgKOH/g-resin)=[吸光度(I)×(f)×2×水酸化カリウムの分子量×1000(mg)/無水マレイン酸の分子量]
無水マレイン酸の分子量:98.06 水酸化カリウムの分子量:56.11
エポキシ当量の測定
本発明におけるエポキシ当量(g/eq.)は、FT-IR(島津製作所社製、FT-IR8200PC)を使用して、グリシジルメタクリレート(東京化成製)のクロロホルム溶液によって作成した検量線から得られる係数(f)、グリシジルメタクリレート変性ポリオレフィン溶液におけるグリシジルメタクリレートのエステルカルボニル(C=O)結合の伸縮ピーク(1732cm-1)の吸光度(I)を用いて下記式により算出した値である。
エポキシ当量(g/eq.)=100/{[吸光度(I)×(f)]/グリジシジルメタクリレートの分子量}
グリシジルメタクリレートの分子量:142.15
重量平均分子量(Mw)の測定
本発明における重量平均分子量は日本ウォーターズ社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィーAlliance e2695(以下、GPC、標準物質:ポリスチレン樹脂、移動相:テトラヒドロフラン)によって測定した値である。
融点の測定
本発明における融点、融解熱量は示差走査熱量計(以下、DSC、ティー・エー・インスツルメント・ジャパン製、Q-2000)を用いて、20℃/分の速度で昇温融解、冷却樹脂化して、再度昇温融解した際の融解ピークのトップ温度および面積から測定した値である。
グラフト量の測定
本発明におけるグラフト量は、変性ポリオレフィン系樹脂100gをトルエン250gに加熱溶解後、アセトン1000gに投入し、析出物を濾過、乾燥して得られた変性ポリオレフィン系樹脂の精製物について、1H-NMR(Varian Inova社製 400MHz)測定を行い、ポリエーテル樹脂およびアクリル系重合体のグラフト量(wt%)を求めた。
接着剤組成物液状の評価
表1および表2記載の接着剤組成物液状について、東機産業社製のE型粘度計TVE-22H、ローターNo.0.8°を用いて回転速度0.5rpmにおいて25℃の溶液粘度を測定することで評価した。
<評価基準>
○(実用上優れる):20Pa・s未満
△(実用可能):20Pa・s以上30Pa・s未満
×(実用不可能):30Pa・s以上、ゲル化発生、分離沈降発生
接着板の作製
基材には、イソプロピルアルコールにて表面を清純化したPP板と60℃に加熱した脱脂剤水溶液(日本パーカライジング社製、ファインクリーナーFC315Eの4wt%水溶液)に5分間浸漬し脱脂処理した後水洗、水をふき取ったアルミ板A1050P(ともに日本テストパネル社製、長さ*幅*厚さ=100mm*25mm*2mm)を使用した。
ワイヤーバーコーターNo.16を用いて、PP板に実施例11で得られた接着剤組成物を除く各実施例および比較例で得られた接着剤組成物を塗布した後、アルミ板A1050Pを25mm×20mmで接触させて、テスター産業社製のヒートシルテスター、TP-701-Bを用いて、25℃、0.05MPa、10秒間の条件にて圧着させた後、接着部をクリップ(アスクル社製、ダブルクリップ小、幅19mm)で固定し、25℃、60%RH雰囲気下にて、168時間養生した。
また、ワイヤーバーコーターNo.16を用いて、同様にPP板に、実施例12で得られた接着剤組成物を塗布した後、ウシオ電機製マルチライトML-251A/Bを用いて、紫外線を4cmの距離から5秒間照射した。その後、同様に、アルミ板A1050Pを25mm×20mmで接触させて、テスター産業社製のヒートシルテスター、TP-701-Bを用いて、25℃、0.05MPa、10秒間の条件にて圧着させた後、接着部をクリップ(アスクル社製、ダブルクリップ小、幅19mm)で固定し、25℃、60%RH雰囲気下にて、168時間養生した。
接着性試験
接着板は168時間養生した後に、25℃雰囲気下にて、オリエンテックコーポレーション社製のテンシロン、RTM-100を用いて引張速度50mm/分で引張試験を行い、引張せん断強度を評価した。
<評価基準>
○(実用上優れる):1.0MPa以上
△(実用可能):0.2MPa以上1.0MPa未満
×(実用不可能):0.2MPa未満
本発明の湿気硬化性組成物、及び接着剤は、ポリオレフィン材料等の難接着性材料に対して実用に供するに十分な接着強度を得ることが可能であるし、さらに金属、ガラス、塗装面等の多種の材料に対しても良好な接着性を示すので、接着剤、目地材、シーリング材、防水材、塗料・コーティング材、ライニング材、封止材、粘着テープ、粘着シート、感圧接着剤、粘着加工品等として実用的に使用可能であり、産業上極めて有用である。







Claims (10)

  1. 湿気硬化性樹脂(A)と変性ポリオレフィン樹脂(B)を含有し、
    前記湿気硬化性樹脂(A)100質量部に対して、前記変性ポリオレフィン樹脂(B)の含有量が2質量部以上であり、
    前記変性ポリオレフィン樹脂(B)が、ポリエーテル構造または(メタ)アクリレート重合体の構造を有す接着剤樹脂組成物。
  2. 前記湿気硬化性樹脂(A)が加水分解性シリル基を含有する請求項1に記載の接着剤樹脂組成物。
  3. 前記湿気硬化性樹脂(A)が、末端に加水分解性シリル基を含有し、主鎖がポリエーテルまたは(メタ)アクリレートからなる樹脂である請求項1または2に記載の接着剤樹脂組成物。
  4. 前記変性ポリオレフィン樹脂(B)が、アミド結合及び/又はエステル結合を有する樹脂である請求項1~のいずれかに記載の接着剤樹脂組成物。
  5. 前記変性ポリオレフィン樹脂(B)のポリエーテル樹脂または(メタ)アクリレート重合体の含有量が2~40質量%である請求項1~3のいずれかに記載の接着剤樹脂組成物。
  6. 前記変性ポリオレフィン樹脂(B)が、重量平均分子量10,000~150,000である請求項1~のいずれかに記載の接着剤樹脂組成物。
  7. さらにラジカル重合性モノマー(C)を含有する請求項1~のいずれかに記載の接着剤樹脂組成物。
  8. 前記ラジカル重合性モノマー(C)が、末端に(メタ)アクリロイル基を含有する化合物である請求項に記載の接着剤樹脂組成物。
  9. さらに、ラジカル重合開始剤(D)を含有する請求項1~のいずれかに記載の接着剤樹脂組成物。
  10. さらにシラノール縮合触媒(E)を含有する請求項1~のいずれかに記載の接着剤樹脂組成物。
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