JPH023489A - Reactive solventless polyurethane adhesive - Google Patents

Reactive solventless polyurethane adhesive

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JPH023489A
JPH023489A JP15043688A JP15043688A JPH023489A JP H023489 A JPH023489 A JP H023489A JP 15043688 A JP15043688 A JP 15043688A JP 15043688 A JP15043688 A JP 15043688A JP H023489 A JPH023489 A JP H023489A
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JP
Japan
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adhesive
prepolymer
polyfunctional
active
resin
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Application number
JP15043688A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinya Kato
晋哉 加藤
Toshiyuki Akazawa
赤沢 敏幸
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a reactive solventless adhesive having excellent adhesive strength to various plastics and excellent durability by employing as a principal component a resin-forming compsn. comprising a particular prepolymer contg. active isocyanate groups and, added, thereto, a polyfunctional compd. CONSTITUTION:This polyurethane adhesive comprises as a principal component a resin-forming compsn. composed of a prepolymer having active isocyanate groups and a polyfunctional compd. As the prepolymer, use is made of one obtd. by reacting an org. polyisocyanate contg. a compd. of formula III in an amt. of at least 10wt.% with a polymer precursor comprising, in the principal chain molecule, branched structure units represented by formula I or II and having active hydrogeatoms at terminals thereof, in such proportions that the whole amt. of active isocyanate groups is in excess of that of the active hydrogenatoms. General formulation recipe can be applied to the above- mentioned adhesive as long as the purpose thereof is not impaired. In many cases, talc, titanium oxide, calcium carbonate, etc., may be pref. added.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、各種被着体、特に各種プラスチックに良好な
接着力、耐久性を示す接着剤に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an adhesive that exhibits good adhesion and durability to various adherends, particularly to various plastics.

(従来の技術) これまで、無溶剤ポリウレタン系反応型接着剤としてポ
リエーテル系あるいは各種ポリエステル系ポリオールを
用いたものは各種発明されている。
(Prior Art) Various types of solvent-free polyurethane-based reactive adhesives using polyether-based or various polyester-based polyols have been invented.

しかしながら、従来のポリオールを用いた接着剤では各
種被着体、特にプラスチックに対する接着強度が低く満
足できるものは得られていない。特にABS樹脂、硬質
塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート、PRPに対しては
従来の接着剤ではプライマー処理を施さなければ接着強
度は非常に低い。
However, conventional adhesives using polyols have low adhesion strength to various adherends, especially plastics, and have not been satisfactory. In particular, the adhesive strength of conventional adhesives to ABS resin, hard vinyl chloride resin, polycarbonate, and PRP is extremely low unless primer treatment is applied.

それ故ブライマー処理等の表面処理が必要であり生産能
率、作業性が低下するなど多くの難点がある。更に、高
温高湿下における接着強度の低下が著しく耐久性能の点
で難点がある。いわゆる構造用又は重構造用接着剤とし
ては使用不適とされ本格的には実使用されていない。
Therefore, surface treatment such as brimer treatment is required, and there are many problems such as a decrease in production efficiency and workability. Furthermore, there is a drawback in terms of durability performance, as the adhesive strength significantly decreases under high temperature and high humidity conditions. It is considered unsuitable for use as a so-called structural or heavy structural adhesive and is not in full-scale actual use.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、以上の現状に鑑み、構造用または準構造用に
適した優れた常態接着力、耐久性を宵す無溶剤ポリウレ
タン系反応型接着剤を得ることを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) In view of the above-mentioned current situation, the present invention aims to obtain a solvent-free polyurethane-based reactive adhesive that has excellent normal adhesive strength and durability and is suitable for structural or semi-structural applications. With the goal.

(課題を解決するための手段) 本発明者等はウレタン系接着剤の基本分子構造単位に注
目し、接着性能を充分発揮せしめるべく検討し、特定構
造を何すポリエステル系重合体をベースとし、多官能化
合物を特定1配した組成物を主体とした無溶剤ポリウレ
タン系反応型接着剤を見出し本発明を完成したものであ
る。即ち従来のポリアルキレンポリオールとか直鎖ポリ
ラクトンとか、さらには直鎖のジオール残基や炭素数5
以下の分岐ジオール残基を構成単位とするポリエステル
系重合体をベースにするウレタン系接着剤に比較して本
発明の接着剤は各種被着体、特に各種プラスチックに対
し高い常態接着力、耐低温性、耐久性(耐水性、耐熱性
)等に優れるので、構造用又は重構造用接着剤として実
用性が高いことを見出した。
(Means for Solving the Problems) The present inventors focused on the basic molecular structural unit of urethane adhesives, studied to fully demonstrate adhesive performance, and based on a polyester polymer with a specific structure, The present invention was accomplished by discovering a solvent-free polyurethane reactive adhesive based on a composition containing a specific polyfunctional compound. That is, conventional polyalkylene polyols, linear polylactones, and even linear diol residues and carbon atoms with 5 carbon atoms.
Compared to urethane adhesives based on polyester polymers containing the following branched diol residues as constituent units, the adhesive of the present invention has high normal adhesion strength and low temperature resistance to various adherends, especially various plastics. It has been found that it has excellent properties such as strength and durability (water resistance, heat resistance), and is therefore highly practical as an adhesive for structural or heavy structures.

本発明は活性イソシアネート基を含むプレポリマーと多
官能化合物とからなる樹脂形成性組成物を主体とするポ
リウレタン系接着剤において該プレポリマーが主鎖分子
内に下記(1)式または(II)式で示される分岐構造
単位を有し、末端に活性水素を宵する高分子前駆体に下
記(I[l)に示される化合物を10重量%以上含む、
有機ポリイソシアネートを全活性水素層に対し全活性イ
ソシアネート基が過剰量になる割合で反応させたものを
用いることを特徴とする無溶剤ポリウレタン系反応型接
着剤である。
The present invention provides a polyurethane adhesive mainly comprising a resin-forming composition comprising a prepolymer containing an active isocyanate group and a polyfunctional compound, in which the prepolymer has the following formula (1) or (II) in the main chain molecule. A polymer precursor having a branched structural unit represented by and containing active hydrogen at the terminal contains 10% by weight or more of a compound represented by the following (I[l),
The present invention is a solvent-free polyurethane-based reactive adhesive characterized by using an organic polyisocyanate reacted with the total active isocyanate groups in an excess amount relative to the total active hydrogen layer.

OCH*CHtCH(CHs)CH*CH*O(1)−
OCR,CH,CII(C1,)C1,CO−([)(
[[)式においてnは1以上、好ましくは1〜4の整数
であり、nが1以上の化合物の混合物であるのがよい。
OCH*CHtCH(CHs)CH*CH*O(1)-
OCR,CH,CII(C1,)C1,CO-([)(
In the [[) formula, n is an integer of 1 or more, preferably 1 to 4, and a mixture of compounds in which n is 1 or more is preferable.

本発明において用いられるプレポリマーは主鎖分子内に
上記(1)式または(II)式で示される分岐構造単位
を有し、末端に活性水素を有する高分子前駆体に、上記
(III)式で示される化合物を10重量%以上含む有
機ポリイソシアネートを全活性水素に対し全活性イソシ
アネート基が過剰量になる割合で反応させることにより
得られる。
The prepolymer used in the present invention has a branched structural unit represented by the above formula (1) or (II) in the main chain molecule, and a polymer precursor having an active hydrogen at the terminal has a branched structural unit represented by the above formula (III). It can be obtained by reacting an organic polyisocyanate containing 10% by weight or more of the compound represented by the formula in such a proportion that the total active isocyanate groups are in excess of the total active hydrogen.

上述の前駆体としては、上記(1)式又は(It)式で
示される構造単位が導入され、その末端にイソシアネー
ト基が導入可能な活性水素を宵するものが挙げられる。
Examples of the above-mentioned precursors include those into which a structural unit represented by the above formula (1) or (It) is introduced, and an active hydrogen into which an isocyanate group can be introduced is placed at the end of the structural unit.

前駆体骨格において、上記(1)式又は([[)式で示
される構造単位が導入されれば、その導入法は制限はな
い。任意のジカルボン酸成分との反応で導入されるポリ
エステル型であるのが特に良い。ポリエステルポリウレ
タンやポリカーボネート等で導入されていてもよい。前
駆体中、上記N)弐又は(II)式で示される構造単位
の含有割合は特に制限はないが、前駆体中通常は5重量
%以上、とりわけ10重塁%以上で用いられる場合が多
い。
As long as the structural unit represented by the above formula (1) or ([[)] is introduced into the precursor skeleton, there is no restriction on the method of introduction. Particularly preferred are polyester types which are introduced by reaction with any dicarboxylic acid component. Polyester polyurethane, polycarbonate, etc. may be introduced. There is no particular restriction on the content of the structural unit represented by formula N) or (II) in the precursor, but it is usually used in an amount of 5% by weight or more, especially 10% or more by weight. .

上記式(1)の分岐構造単位を含む前駆体の例としては
、ジカルボン酸と3−メチル−1,5−ベンタンジオー
ルとを、要すれば他種の多官能のポリオールとかポリカ
ルボン酸の存在下に縮重合せしめて得られるポリエステ
ルポリオールが挙げられる。
Examples of the precursor containing the branched structural unit of the above formula (1) include dicarboxylic acid and 3-methyl-1,5-bentanediol, and if necessary, other types of polyfunctional polyols or polycarboxylic acids. The following examples include polyester polyols obtained by condensation polymerization.

ここで共重合可能なモノマージオールとしては特に制限
は無く、例えばエチレングリコール、1.4ブタンジオ
ール、1.6−ヘキサンジオール、1.9−ノナンジオ
ール、1.10−デカンジオール、1.12−ドデカン
ジオール等の直鎖ジオール、プロピレングリコール、ネ
オペンチルグリコール等の分岐ジオールさらにはジエチ
レングリコール等およびこれらの任意の混合物が用いら
れる。中でも1.6−ヘキサンジオール、1,9−ノナ
ンジオール、1゜10−デカンジオール、1.12−ド
デカンジオール等の炭素鎖長が5〜12のポリオールを
共重合したポリエステルポリオールが得られた接着剤の
塗工性、接着性、耐水性、耐衝撃性等の面から好適に用
いられる場合が多い。縮重合に用いられるジカルボン酸
としては特に制限はなく、例えばコハク酸、グルタル酸
、アジピン酸、アゼライン酸、セパチン酸等の脂肪族ジ
カルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、
1,5−ナフタレンジカルボン酸、2.5−ナフタレン
ジカルボン酸、2.6−ナフタレンジカルボン酸等の芳
香族ジカルボン酸およびこれらの任意の混合物が用いら
れる。中でもアジピン酸、アゼライン酸、セパチン酸等
の脂肪族ジカルボン酸が得られた接着剤の塗工性、接着
性、耐水性、耐衝撃性等の面から好適に用いられる場合
が多い。
There are no particular restrictions on the monomer diols that can be copolymerized, such as ethylene glycol, 1.4-butanediol, 1.6-hexanediol, 1.9-nonanediol, 1.10-decanediol, 1.12- Linear diols such as dodecane diol, branched diols such as propylene glycol and neopentyl glycol, diethylene glycol, and any mixtures thereof are used. Adhesion obtained by copolymerizing polyester polyols with carbon chain lengths of 5 to 12, such as 1.6-hexanediol, 1,9-nonanediol, 1゜10-decanediol, and 1.12-dodecanediol, among others. It is often used favorably from the viewpoints of coating properties, adhesive properties, water resistance, impact resistance, etc. of the agent. The dicarboxylic acid used in condensation polymerization is not particularly limited, and includes, for example, aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, and sepatic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid,
Aromatic dicarboxylic acids such as 1,5-naphthalene dicarboxylic acid, 2,5-naphthalene dicarboxylic acid, and 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, and arbitrary mixtures thereof are used. Among them, aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, and sepatic acid are often preferably used in view of the coating properties, adhesion properties, water resistance, impact resistance, etc. of the resulting adhesive.

上記式(III)の分岐構造単位を含む前駆体の例とし
てはポリ(β−メチル−δ−バレロラクトン)ポリオー
ルが挙げられる。具体的にはβ−メチル−δ−バレロラ
クトンをエチレングリコールやブチレングリコール場合
によってはトリメチロールプロパン等の低分子多価アル
コールをもちいて開環重合することにより得られる。
An example of a precursor containing a branched structural unit of the above formula (III) is poly(β-methyl-δ-valerolactone) polyol. Specifically, it is obtained by ring-opening polymerization of β-methyl-δ-valerolactone using ethylene glycol, butylene glycol, and in some cases, a low-molecular polyhydric alcohol such as trimethylolpropane.

前駆体がポリエステルポリウレタン系である場合はポリ
エステルポリオールは上記のポリエステルポリオールの
場合と同様の組成であって良い。
When the precursor is a polyester polyurethane type, the polyester polyol may have the same composition as the polyester polyol described above.

前駆体の分子量に制限はないが、通常は数平均分子量で
500〜5ooooo、中でも800〜20000で用
いられる場合が多い。
Although there is no limit to the molecular weight of the precursor, a number average molecular weight of 500 to 5000, particularly 800 to 20,000, is often used.

本発明において、プレポリマーを得るために用いられる
ポリイソシアネートとしては、上記(III)式で示さ
れるポリイソシアネートを使用する。該ポリイソシアネ
ートはプレポリマーの粘性を適切に保つことも容易にす
る。従って該ポリイソシアネートを使用することにより
得られた接着剤は、塗工性、接着性、耐水性、耐衝撃性
等の全てにおいて満足する性能を有す。該ポリイソシア
ネートは単独でまたは他のイソシアネートと混合して用
いられる。本発明において最も好ましい例はポリイソシ
アネートとして、上記(III)式の化合物を20重量
%以上含み、残余成分が芳香族ジイソシアネートである
。混合割合は目的とする接着剤の粘性等により、適宜設
定されるべきである。
In the present invention, as the polyisocyanate used to obtain the prepolymer, a polyisocyanate represented by the above formula (III) is used. The polyisocyanate also facilitates maintaining proper viscosity of the prepolymer. Therefore, the adhesive obtained by using the polyisocyanate has satisfactory performance in all aspects such as coatability, adhesion, water resistance, and impact resistance. The polyisocyanate may be used alone or in combination with other isocyanates. The most preferred example of the present invention is a polyisocyanate containing 20% by weight or more of the compound of formula (III) above, with the remaining component being an aromatic diisocyanate. The mixing ratio should be appropriately set depending on the viscosity of the intended adhesive.

上記混合されるべき他のイソシアネートとしては特には
制限はない。イソシアネート基を分子内に2個含有する
公知の脂肪族、指環族又は芳香族ジイソシアネートが包
含される。通常、4.4°−ジフェニルメタンジイソシ
アネート(MDI)、)ルイレンジイソシアネート(T
D I )又はイソホロンジイソシアネート(IHDI
)が用いられる。
There are no particular restrictions on the other isocyanates to be mixed. Known aliphatic, ring group, or aromatic diisocyanates containing two isocyanate groups in the molecule are included. Typically, 4.4°-diphenylmethane diisocyanate (MDI), ) lye diisocyanate (T
D I ) or isophorone diisocyanate (IHDI
) is used.

他にp−フェニレンジイソシアネート、l、5−ナフチ
レンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート、4.4°−ジシクロ
ノイソシアネート等も用いることができる。これらの中
で、MDI又はTDI等の芳香族ジイソシアネートが得
られた接着剤の塗工性、接着性、耐水性、耐衝撃性等の
面から好適に用いられる場合が多い。
In addition, p-phenylene diisocyanate, l,5-naphthylene diisocyanate, xylylene diisocyanate,
Hexamethylene diisocyanate, 4.4°-dicyclonoisocyanate, etc. can also be used. Among these, aromatic diisocyanates such as MDI or TDI are often preferably used in view of the coating properties, adhesion properties, water resistance, impact resistance, etc. of the resulting adhesive.

上記プレポリマーの製造は特に制限はなく、通常のウレ
タン化反応に用いられる方法が適用できる。例えば、前
記ポリイソシアネートに前記高分子前駆体を遂次または
同時に添加して反応させることができる。このとき、上
記前駆体に加えてジアミン化合物、チオール化合物等を
同時または遂次に添加して反応させてもよい。
There are no particular restrictions on the production of the prepolymer, and methods commonly used for urethanization reactions can be applied. For example, the polymer precursor can be added to the polyisocyanate sequentially or simultaneously and reacted. At this time, in addition to the above precursor, a diamine compound, a thiol compound, etc. may be added simultaneously or sequentially to cause the reaction.

このようにして得られたプレポリマーは、その粘度は同
等制限は無いが、通常は25℃において1〜5000、
さらには6〜3000ポイズで用いられる場合が多い。
The viscosity of the prepolymer obtained in this way is usually 1 to 5,000 at 25°C, although there is no equivalent limit.
Furthermore, it is often used at 6 to 3000 poise.

本発明において活性水素基を有す多官能化合物とは前記
活性イソシアネート基を含むプレポリマーと反応活性な
基(活性水素)を同一分子内に2ノ基、カルボキシル基
等の単独もしくはそれらの任意の配合組成が例示される
In the present invention, a polyfunctional compound having an active hydrogen group refers to a prepolymer containing an active isocyanate group and a group (active hydrogen) that is reactive with the active isocyanate group in the same molecule, such as a 2 group, a carboxyl group, etc., or any of them. The formulation composition is illustrated.

水酸基含有多官能化合物としてはひまし油(リシノール
酸トリグリセライド)、多糖類等の天然ポリオール、多
官能ポリ−ε−カプロラクトンボリオール、多官能ポリ
−β−メチル−δ−バレロラクトンポリオール、多官能
ポリエステルポリオール、多官能ポリカーボネートポリ
オール、多官能ポリエステルポリウレタンポリオール、
多官能ポリプロピレンポリオール、多官能ポリエチレン
ープロピレンポリオール等が例示される。中でもひまし
油(リシノール酸トリグリセライド)、多官能ポリ−β
−メチル−δ−バレロラクトンポリオール、多官能ポリ
エステルポリオール、多官能ポリプロピレンポリオール
、多官能ポリエチレンープロピレンポリオール等の単独
もしくはそれらの任意の混合組成が、とりわけ多用され
るばあいが多い。多官能ポリエステルポリオールにあっ
ては上記主鎖形成性前駆体の製造に用いた原料の組合せ
に多官能重合性化合物を併用して得られる。
Hydroxyl group-containing polyfunctional compounds include castor oil (ricinoleic acid triglyceride), natural polyols such as polysaccharides, polyfunctional poly-ε-caprolactone polyol, polyfunctional poly-β-methyl-δ-valerolactone polyol, polyfunctional polyester polyol, Multifunctional polycarbonate polyol, multifunctional polyester polyurethane polyol,
Examples include polyfunctional polypropylene polyol, polyfunctional polyethylene-propylene polyol, and the like. Among them, castor oil (ricinoleic acid triglyceride), polyfunctional poly-β
-Methyl-delta-valerolactone polyol, polyfunctional polyester polyol, polyfunctional polypropylene polyol, polyfunctional polyethylene-propylene polyol, etc., alone or in arbitrary mixed compositions thereof are often used in particular. A polyfunctional polyester polyol can be obtained by combining a polyfunctional polymerizable compound with the combination of raw materials used for producing the main chain-forming precursor.

リスリトール等の多官能ポリオール類、アコニット酸、
ピロメリット酸、トリメリット酸等のポリカルボン酸類
の単独もしくは任意の混合組成がある。
Polyfunctional polyols such as lythritol, aconitic acid,
Polycarboxylic acids such as pyromellitic acid and trimellitic acid may be used alone or in any combination.

アミノ基含有多官能化合物としては、トリエチレンテト
ラミン、ピペラジン、イソホロンジアミン、キシリレン
ジアミン等が例示される。
Examples of the amino group-containing polyfunctional compound include triethylenetetramine, piperazine, isophoronediamine, xylylenediamine, and the like.

これらの多官能化合物は単独又は任意の配合組成で用い
られることができるが、好ましくは水酸基含有多官能化
合物又は水酸基含有多官能化合物とアミノ基含有多官能
化合物との配合組成である。該多官能化合物は水酸基価
が30〜toooの範囲内であることがよい。水酸基価
を適度に調節することにより構造用又は準構造用に適し
た優れた常態接着力及び耐久性を有する反応型接着剤を
得ることができる。より好ましい水酸基価は50〜60
0の範囲内である。
These polyfunctional compounds can be used alone or in any combination, but preferably a hydroxyl group-containing polyfunctional compound or a combination of a hydroxyl group-containing polyfunctional compound and an amino group-containing polyfunctional compound. The polyfunctional compound preferably has a hydroxyl value within the range of 30 to too much. By appropriately adjusting the hydroxyl value, a reactive adhesive having excellent normal adhesive strength and durability suitable for structural or semi-structural applications can be obtained. More preferable hydroxyl value is 50-60
It is within the range of 0.

このようにして得られた活性水素基を有す多官能化合物
はその粘度は何隻制限は無いが、通常は25℃において
0.1〜5000、さらには0.5〜2000ポイズで
用いられる場合か多い。また、このようにして得られた
多官能化合物の平均分子員は通常5000閥整された多
官能性化合物を用いる場合、特に剪断接着力及び剥離接
着力のバランスがよくな葛。
The viscosity of the thus obtained polyfunctional compound having an active hydrogen group is not limited, but it is usually used at a viscosity of 0.1 to 5,000 poise, and even 0.5 to 2,000 poise at 25°C. There are many. In addition, when using a polyfunctional compound whose average molecular number is usually 5000, the resulting polyfunctional compound has a particularly good balance between shear adhesive strength and peel adhesive strength.

本発明に用いる前記活性イソシアネート基を含むプレポ
リマーおよび活性水素基を有する多官能化合物を主体と
する接着剤はそのままで用いることができるが、接着剤
の用途、塗工方法、要求性能によっては通常のウレタン
化反応に公知の触媒を添加することができる。添加にあ
たっては前記プレポリマーおよび多官能化合物の混合時
に添加する方法、一方らしくは両方に予め添加しておく
方法等があるが、通常は多官能化合物にあらかじめ添加
しておく事が多い。そのような触媒としてはトリエチル
アミン、トリエチレンジアミン、モルフォリン、ジアザ
ビシクロウンデセンおよびその塩等のアミン類、ジブチ
ルチンジラウレート、トリメチルチンハイドロオキサイ
ド、塩化第二スズ、カリウムオレエート、スタナスオク
トエート等の金属塩類があるが、なかでもジアザビシク
ロウンデセンおよびその塩等のアミン類、ジブチルチン
ジラウレートが接着性、作業適性、耐久性等の面で良好
に使用される場合が多い。その配合量は使用される触媒
の種類、前記活性イソシアネート基を含むプレポリマー
および活性水素基を有す多官能化合物の組成、接着接合
部位の要求性能等によっても異なるが接着剤100重量
部当りQ、0OO1〜l、なかでもo、oot〜0.7
重量部で用いられる場合が多い。
The adhesive mainly composed of a prepolymer containing an active isocyanate group and a polyfunctional compound having an active hydrogen group used in the present invention can be used as is, but depending on the application, coating method, and required performance of the adhesive, A known catalyst can be added to the urethanization reaction. When adding it, there are methods such as adding it at the time of mixing the prepolymer and the polyfunctional compound, or adding it to both in advance, but usually it is often added to the polyfunctional compound in advance. Such catalysts include amines such as triethylamine, triethylenediamine, morpholine, diazabicycloundecene and its salts, dibutyltin dilaurate, trimethyltin hydroxide, stannic chloride, potassium oleate, stannous octoate, etc. Among these, amines such as diazabicycloundecene and its salts, and dibutyltin dilaurate are often used favorably in terms of adhesiveness, workability, durability, etc. The blending amount varies depending on the type of catalyst used, the composition of the prepolymer containing active isocyanate groups and the polyfunctional compound having active hydrogen groups, the required performance of the adhesive bonding site, etc. , 0OO1~l, especially o, oot~0.7
It is often used in parts by weight.

主鎖分子内に上記(1)式で示される構造単位および活
性イソシアネート基を含むプレポリマーと活性水素を有
する多官能化合物との配合1は前記プレポリマーおよび
多官能化合物の特性値、接着剤の要求性能によって異な
るが、接着性、耐熱性、耐久性(耐水性、耐湿熱性、耐
候性)等の面で前記プレポリマーの100重量部当り多
官能化合物を10〜500重1部、中でも50〜300
重世部で用いられる場合が多い。本発明においてイソシ
アネート基が0.9以上とすることにより、充分な架橋
構造を形成し、耐久性及び耐水性を増大させることがで
きる。また該当量比を2以下にすることにより、水との
反応により生ずる発泡を抑制し、より実用性のある十分
な接着強度を得ることができる。
Blend 1 of a prepolymer containing a structural unit represented by the above formula (1) and an active isocyanate group in the main chain molecule and a polyfunctional compound having active hydrogen is based on the characteristic values of the prepolymer and the polyfunctional compound, and the characteristics of the adhesive. Although it varies depending on the required performance, in terms of adhesion, heat resistance, durability (water resistance, heat and humidity resistance, weather resistance), etc., the amount of polyfunctional compound per 100 parts by weight of the prepolymer is 10 to 500 parts by weight, especially 50 to 1 part by weight. 300
It is often used in juyobu. In the present invention, by setting the isocyanate group to 0.9 or more, a sufficient crosslinked structure can be formed and durability and water resistance can be increased. Further, by setting the corresponding ratio to 2 or less, foaming caused by reaction with water can be suppressed, and sufficient adhesive strength for practical use can be obtained.

本発明に従う無溶剤ポリウレタン系反応型接着剤はその
まま用いることができるが、通常のポリウレタン系接着
剤に用いられるところの公知の配合処方を適用する事は
本発明の目的を損なわない範囲で何等差しつかえ無い。
Although the solvent-free polyurethane-based reactive adhesive according to the present invention can be used as is, there is no harm in applying known formulations used for ordinary polyurethane-based adhesives as long as the purpose of the present invention is not impaired. I can't help it.

そのような配合処方として例えば、リン系化合物の添加
もしくはグラフト、エボキノ化合物の添加、シランカッ
プリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、
タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、コロイダルシリ
カ等の無機フィラー ガラスピーズ、各種溶剤類等の添
加等が有る。中でもタルク、二酸化チタン、炭酸カルシ
ウム等が好適に含有される場合が多い。
Examples of such formulations include addition or grafting of phosphorus compounds, addition of evoquino compounds, silane coupling agents, antioxidants, ultraviolet absorbers, pigments, dyes,
Additions include inorganic fillers such as talc, titanium oxide, calcium carbonate, colloidal silica, glass beads, and various solvents. Among them, talc, titanium dioxide, calcium carbonate, etc. are often suitably contained.

炭酸力ルンウムは重質、軽質のいずれも用いることがで
きる。該炭酸カルシウム等の添加剤は任意の表面処理を
施こしたものでもよい。脂肪族カルボン酸で表面処理さ
れた炭酸カルシウムは作業性及び接着性の面から多用さ
れ、ロジン酸で処理された炭酸カルシウムはチクソトロ
ピー性の面から多用され、ステアリン酸で処理された炭
酸カル。
Either heavy or light carbonate can be used. The additives such as calcium carbonate may be subjected to any surface treatment. Calcium carbonate whose surface has been treated with aliphatic carboxylic acid is often used for its workability and adhesive properties, calcium carbonate whose surface has been treated with rosin acid is frequently used because of its thixotropic properties, and calcium carbonate whose surface has been treated with stearic acid.

シウムは流動性の面から多用される。Cium is frequently used from the viewpoint of fluidity.

二酸化チタンとしてはルチル型及びアナタース型のいず
れも用いることができる。ルチル型二酸化チタンは耐熱
性及び耐候性の面で有利であり、特に構造用接着剤とし
ての添加剤として好適である。一般にその表面は無機金
属で処理されたものが多く、特にアルミニウムで処理さ
れた粒子が、前述の式(III)で示されるポリイソシ
アネートにより得られたプレポリマーを用いる場合に、
分散性が良く、多用できる。
As titanium dioxide, both rutile type and anatase type can be used. Rutile titanium dioxide is advantageous in terms of heat resistance and weather resistance, and is particularly suitable as an additive for structural adhesives. Generally, the surface of the particles is often treated with an inorganic metal, and in particular, when the particles treated with aluminum are made of a prepolymer obtained from the polyisocyanate represented by the above formula (III),
It has good dispersibility and can be used in many ways.

上記より選ばれる無機フィラーは、その種類にもよるが
、作業性、接着性の点で、平均粒径が0.03〜15μ
m1好ましくは0.03〜5μmで使用される場合が多
い。また配合される無機フィラーの量は、被着体の種類
、要求性能、接着作業方法によっても異なるが、接着剤
に対して5〜75重量%、好ましくは15〜60重量%
の範囲である。
The inorganic filler selected from the above has an average particle size of 0.03 to 15 μm, depending on its type, in terms of workability and adhesiveness.
m1 is preferably used in many cases, preferably from 0.03 to 5 μm. The amount of inorganic filler to be blended varies depending on the type of adherend, required performance, and bonding method, but is 5 to 75% by weight, preferably 15 to 60% by weight based on the adhesive.
is within the range of

それらは活性イソシアネート基を含むプレポリマーに配
合する場合、活性水素基を有す多官能化合物に配合する
場合、その両者に配合する場合、さらには両者の混合時
に配合する場合等あるが本発明の目的を損なわない範囲
で任意に選択できる。
They may be blended in a prepolymer containing an active isocyanate group, in a polyfunctional compound having an active hydrogen group, in both, or even when the two are mixed, but the present invention It can be arbitrarily selected as long as the purpose is not compromised.

接着にあたっては、工程の作業性等によって適当な混合
方法が用いることができ、たとえば手攪拌、デイスペン
サーによる攪拌塗布等がある。
For adhesion, an appropriate mixing method can be used depending on the workability of the process, such as manual stirring, stirring application using a dispenser, and the like.

この様にして得られた無用剤ポリウレタン系反応型接着
剤は、例えば建築関係、電気製品、玩具、家庭用品、光
学機器、自動車等多岐多用に渡って応用され有用なもの
である。
The additive-free polyurethane-based reactive adhesive thus obtained is useful in a wide variety of applications, including construction, electrical appliances, toys, household goods, optical equipment, and automobiles.

(実施例) 以下実施例により本発明を具体的に説明する。(Example) The present invention will be specifically explained below using Examples.

なお、実施例中の部は断りのない限り重量に関する。Note that parts in the examples refer to weight unless otherwise specified.

(イ)接着操作及び接着強度測定 J I S  K6850に準じて測定した。(b) Adhesive operation and adhesive strength measurement Measured according to JIS K6850.

(ロ)耐久性(高温鳥屋特性)試験 試験片を70℃、95%RHの雰囲気下で2週間保った
後、接着強度を測定し、接着特性をその保持率で以下の
5段階評価に従って示した。
(b) Durability (high-temperature Toriya property) test After keeping the test piece in an atmosphere of 70°C and 95% RH for two weeks, the adhesive strength was measured, and the adhesive properties were evaluated according to the following 5-level evaluation based on the retention rate. Ta.

◎◎保持率が100%であるるらの ◎ 保持率が95%以上であるもの O保持率が85〜95%であるもの Δ 保持率が60〜85%であるもの X 保持率が60%以下であるもの 実施例1 数平均分+ ffi 2000のポリ(β−メチル−δ
−バレロラクトン)グリコール(PMVL−1)の28
.5部にMDI42.9部及び本文中の式(III)の
ポリイソシアネート28.6部を窒素気流下、8 G 
’Cの条件で反応させイソシアネート末端プレポリマー
を合成した。
◎◎ Rura with a retention rate of 100% ◎ Those with a retention rate of 95% or more O Those with a retention rate of 85-95% Δ Those with a retention rate of 60-85% X The retention rate is 60% Example 1 Poly(β-methyl-δ
-valerolactone) glycol (PMVL-1) 28
.. 5 parts, 42.9 parts of MDI and 28.6 parts of polyisocyanate of formula (III) in the text under a nitrogen stream at 8 G.
An isocyanate-terminated prepolymer was synthesized by reacting under the conditions of 'C.

一方、グリセリンにプロピレンオキサイドを重付加反応
させた末端水酸基の3官能ポリオールであって、数平均
分子量330のもの(以下PG−3と略す)1モルに対
して、同平均分子量748のもの(以下PC−7と略す
)を4モルの割合で混合し、末端に活性水素を有する多
官能化合物を調整した。該多官能化合物の水酸基価は2
53(mgKOH/g)である。
On the other hand, a trifunctional polyol with a terminal hydroxyl group obtained by polyaddition reaction of propylene oxide to glycerin, with a number average molecular weight of 330 (hereinafter abbreviated as PG-3), per mole of one with the same average molecular weight of 748 (hereinafter referred to as PG-3) (abbreviated as PC-7) were mixed at a ratio of 4 moles to prepare a polyfunctional compound having active hydrogen at the terminal. The hydroxyl value of the polyfunctional compound is 2
53 (mgKOH/g).

上記の多官能性化合物にウレタン化触媒としてジブチル
スズジラウレート(以下DBTDLと略す)を1100
0pp添加し活性水素含有物とした。
Dibutyltin dilaurate (hereinafter abbreviated as DBTDL) was added to the above polyfunctional compound as a urethanization catalyst at 1100%
0pp was added to form an active hydrogen-containing material.

上記イソシアネート末端プレポリマーと多官能化合物と
を(NGO)/ (OH)と当蛍比が1.2/1となる
ように配合し、接着剤とした。
The above isocyanate-terminated prepolymer and a polyfunctional compound were blended so that the ratio of (NGO)/(OH) was 1.2/1 to prepare an adhesive.

該接着剤を用い各種被着体を接着しその接着強度、高温
高湿接着強度保持率を測定した。その結果、各種プラス
チック特に硬質PVC,ABS樹脂等に良好な接着強度
を示し、そのほかにもポリカーボネート、ポリメチルメ
タクレート樹脂、Fr(Pなどに強固に接着する。一般
的にポリウレタン系の接着剤は、硬質270%ABS樹
脂に対してはプライマー処理なしでは難接着とされてい
ることから非常に特徴的な接着特性である。また、高温
高湿下における接着強度の保持率も大きく、実用に十分
耐えられる物である。結果をまとめて表1に示した。
Various adherends were bonded using the adhesive, and the adhesive strength and high temperature and high humidity adhesive strength retention rate were measured. As a result, it shows good adhesive strength to various plastics, especially hard PVC and ABS resins, and also strongly adheres to polycarbonate, polymethyl methacrylate resin, Fr(P, etc.).In general, polyurethane adhesives It has very unique adhesive properties as it is said to be difficult to adhere to hard 270% ABS resin without primer treatment.It also has a high adhesive strength retention rate under high temperature and high humidity conditions, which is sufficient for practical use. The results are summarized in Table 1.

実施例2 実施例1の数平均分子量が2000であるPMVL−1
に変えて数平均分子量が2000であるポリ(メチルペ
ンタンセバケート)グリコール(PMPS)を用いる以
外は実施例1と全く同様にして接着剤を調整した。以下
実施例1と同様にして各種被着体を接着した。結果を併
せて表!に示した。
Example 2 PMVL-1 having a number average molecular weight of 2000 as in Example 1
An adhesive was prepared in exactly the same manner as in Example 1, except that poly(methylpentane sebacate) glycol (PMPS) having a number average molecular weight of 2,000 was used instead of . Thereafter, various adherends were adhered in the same manner as in Example 1. Table with results! It was shown to.

実施例3 実施例1で用いたイソシアネート末端プレポリマーに不
活性無機粉体としてタルク、多官能化合物には炭酸カル
シウムを各々23.3重量%、30.0重量%含有させ
た後、各種被着体を接着しその接着強度を測定した。そ
の結果無機粉体を含有することによって接着強度は高く
なり各種プラスチックに対し非常に良好な接着性を得る
ことができた。
Example 3 After adding 23.3% by weight and 30.0% by weight of talc as an inert inorganic powder to the isocyanate-terminated prepolymer used in Example 1 and 30.0% by weight of calcium carbonate as a polyfunctional compound, various coatings were applied. The bodies were glued together and the adhesive strength was measured. As a result, the inclusion of inorganic powder increased the adhesive strength and provided very good adhesion to various plastics.

そのうえ、高温高湿下における接着強度保持率は実施例
1と同じ100%と高く、また、粘度、チクソトロピー
性の付与等ら可能になる。
Moreover, the adhesive strength retention rate under high temperature and high humidity conditions is as high as 100%, which is the same as in Example 1, and it is possible to impart viscosity, thixotropy, etc.

結果は、表1に併せて示す。The results are also shown in Table 1.

実施例4 ポリエステルジオールの分子量が1500であるポリ(
β−メチル−δ−バレロラクトン)グリコール(PMV
L−2)を用い、表Iに記載の組成で接着剤を調整した
。なお、プレポリマー中には11.5重重%のルチル型
二酸化チタンを配合した。
Example 4 Polyester diol has a molecular weight of 1500.
β-methyl-δ-valerolactone) glycol (PMV
L-2) was used to prepare an adhesive with the composition shown in Table I. Note that 11.5% by weight of rutile titanium dioxide was blended into the prepolymer.

以下実施例1と同様にして各種被着体への接着特性を評
価した。
The adhesion properties to various adherends were evaluated in the same manner as in Example 1.

結果を併せて表Iに示した。表に示すように、数平均分
子@ 2000のポリ(β−メチル−δ−バレロラクト
ン)グリコールを用いたときと同等もしくはそれ以上の
接着強度が得られ、無機粉体の添加効果が確認される。
The results are also shown in Table I. As shown in the table, adhesive strength equal to or higher than that obtained when using poly(β-methyl-δ-valerolactone) glycol with a number average molecular weight of 2000 was obtained, confirming the effect of the addition of inorganic powder. .

比較例1 ポリエステルポリオールとして数平均分子量2000の
ポリプロピレンエーテルグリコール(PPG)を用いる
以外は実施例1と同様にして比較接着剤を作製し評価し
た。各種被着体に対する接着力は低く、また、耐高温高
湿物性も不良であり本発明の効果は明確である。
Comparative Example 1 A comparative adhesive was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that polypropylene ether glycol (PPG) having a number average molecular weight of 2000 was used as the polyester polyol. The adhesive strength to various adherends is low, and the high temperature and high humidity physical properties are also poor, so the effects of the present invention are clear.

比較例2 ポリエステルポリオールとしてPNOA−1に代えてエ
チレングリコールとアジピン酸から重縮合して得られた
数平均分子fi 2000のポリエステルジオールを用
いる以外は実施例1と同様にしてイソシアネート末端プ
レポリマーを得、同様にプラスチック接着剤の評価を行
った。結果は表に示すが、比較例2のPPGよりも全体
的に接着強度は上回っているが、高温高湿下での接着強
度の保持率は非常に低くその値は60%にも満たないも
のであり、本発明の効果、は明確である。
Comparative Example 2 An isocyanate-terminated prepolymer was obtained in the same manner as in Example 1, except that a polyester diol with a number average molecular fi of 2000 obtained by polycondensation of ethylene glycol and adipic acid was used instead of PNOA-1 as the polyester polyol. , similarly evaluated plastic adhesives. The results are shown in the table, and although the adhesive strength is overall higher than that of PPG in Comparative Example 2, the retention rate of adhesive strength under high temperature and high humidity is extremely low, and the value is less than 60%. Therefore, the effects of the present invention are clear.

以下余白 (発明の効果) 以上説明したように、本発明に従えば、耐久性に優れ、
構造用又は重構造用に適した優れた常態接着力を有する
無溶剤ポリウレタン反応型接着剤を得ることができる。
Margins below (effects of the invention) As explained above, according to the present invention, excellent durability and
A solvent-free polyurethane reactive adhesive having excellent normal adhesive strength suitable for structural or heavy structures can be obtained.

特許出願人 株式全社 り ラ しPatent applicant: Zensha Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)活性イソシアネート基を含むプレポリマーと多官
能化合物とからなる樹脂形成性組成物を主体とするポリ
ウレタン系接着剤において該プレポリマーが主鎖分子内
に下記( I )式または(II)式で示される分岐構造単
位を有し、末端に活性水素を有する高分子前駆体に下記
(III)に示される化合物を10重量%以上含む、有機
ポリイソシアネートを全活性水素に対し全活性イソシア
ネート基が過剰量になる割合で反応させたものを用いる
ことを特徴とする無溶剤ポリウレタン系反応型接着剤。 −OCH_2CH_2CH(CH_3)CH_2CH_
2O−( I )−OCH_2CH_2CH(CH_3)
CH_2CO−(II)▲数式、化学式、表等があります
▼(III) 但しn≧1
(1) In a polyurethane adhesive based on a resin-forming composition composed of a prepolymer containing an active isocyanate group and a polyfunctional compound, the prepolymer has the following formula (I) or (II) in the main chain molecule. An organic polyisocyanate containing 10% by weight or more of a compound shown in (III) below in a polymer precursor having a branched structural unit shown by A solvent-free polyurethane-based reactive adhesive characterized by using an adhesive that has been reacted in an excessive amount. -OCH_2CH_2CH(CH_3)CH_2CH_
2O-(I)-OCH_2CH_2CH(CH_3)
CH_2CO-(II)▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(III) However, n≧1
(2)樹脂形成性組成物が、炭酸カルシウム、タルク、
二酸化チタンよりなる群より選ばれる無機粉体の少なく
とも一種を5〜75重量%含有する組成である請求項1
に記載の無溶剤ポリウレタン系反応型接着剤。
(2) The resin-forming composition contains calcium carbonate, talc,
Claim 1: The composition contains 5 to 75% by weight of at least one type of inorganic powder selected from the group consisting of titanium dioxide.
The solvent-free polyurethane reactive adhesive described in .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6767959B2 (en) * 2001-01-03 2004-07-27 Sika Ag, Vorm. Kaspar Winkler & Co. Adhesives with good mechanical properties, suitable for use with antennas

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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