JPH03134081A - 接着剤組成物 - Google Patents

接着剤組成物

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JPH03134081A
JPH03134081A JP1271749A JP27174989A JPH03134081A JP H03134081 A JPH03134081 A JP H03134081A JP 1271749 A JP1271749 A JP 1271749A JP 27174989 A JP27174989 A JP 27174989A JP H03134081 A JPH03134081 A JP H03134081A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は接着剤組成物に関し、特に金属部品、セラミッ
ク部品などの接着に使用される二液型の接着剤組成物に
関するものである。
[従来の技術] 近年、常温で短時間で硬化する速硬化型の接着剤の要求
が、省力化、省資源、省エネルギー等の観点より、年々
増大する傾向にある。従来、常温速硬化型接着剤として
良く知られているものとしては、例えば、二液速硬化型
エポキシ接着剤、瞬間接着剤、嫌気性接着剤、非嫌気性
アクリル系接着剤等がある。
それ等の接着剤の中で、二液速硬化型エポキシ接着剤は
、主剤と硬化剤の二液を計量、混合して使用するもので
あるが、二液の計量、混合か十分に行われないと著しい
接着強度の低下を生じる恐れがある。また、二液の計量
、混合が十分に行われても剥離強度、衝撃強度か低く満
足すべきものではないという欠点がある。
また、瞬間接着剤は優れた作業性を有しているが、一般
に剥離強度、衝撃強度が低く、また耐熱性、耐湿性に劣
るため、使用範囲が著しく限定されている。
嫌気性接着剤は、接着する材料である被着体間で接着剤
を圧着して空気を遮断することにより硬化する接着剤で
あるため、接着する際に被着体から接着剤がハミ出し、
そのハミ出した部分などの空気に接触する部分の接着剤
は当然、硬化しない、したかって、多孔質な被着体や被
着体間のクリアランスが大きい場合には、嫌気性接着剤
は十分に硬化せず、接着不良を生じる。
また、非嫌気性アクリル系接着剤は一般に第二批代のア
クリル接着剤(SGA)と呼ばれ、二液性であるが二液
の正確な計量を必要とせず、極めてラフな計量、混合(
時には二液の接触のみ)で、常温で数分から数十分で硬
化するという優れた作業性を有し、しかも高い剥離強度
、衝撃強度を有すると共に、被着体間からハミ出した部
分の接着剤の硬化も良好であるために広く用いられるよ
うになってきた。しかしながら、省力化、省資源、省エ
ネルギーの観点より、このような非嫌気性アクリル系I
Ic着剤の、常温で数分から数十分かかって硬化する硬
化時間を、更に短時間にする要求か増えてきている。
上記の様な非嫌気性アクリル系接着剤の硬化時間を短縮
する目的で、種々の提案がなされている。たとえば、米
国特許第4348503号明細書には、ウレタンアクリ
レート、アクリル酸エステルモノマー、芳香族パーエス
テル、有a酸、遷移金属からなる接着剤は、45秒のセ
ットタイムて硬化することか開示されている。また、特
開昭60−199085号公報には、特定のウレタンア
クリレート、(メタ)アクリル酸エステルモノマー(ア
クリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルを総称す
る)、パーオキシエステル、パーオキシエステルとレド
ックス系を形成する化合物よりなる促進剤からなる接着
組成物は、やはり1分以内の速いセットタイムで硬化す
ることが開示されている。また、特開昭55−6527
7号公報には、クロロスルホン化ポリエチレンと特定の
アクリル系モノマーを特定比率で配合し、クメンハイド
ロパーオキシド、アルデヒド−アミン縮合物、遷移金属
の酸化性有機化合物からなる接着剤組成物は、5〜lO
秒の硬化時間で硬化することが開示されている。
一方、従来から、アクリル系接着剤に酸性リン化合物を
配合する例か知られている。例えば、アクリル系接着剤
のアルミニウム、ステンレス、クロメートメツキ等への
密着性を上げるために酸性リン化合物を使用することか
開示されているか、いずれも硬化時間は長いものであっ
た。(特開昭51−1:12234号公報、特開昭58
−147477号公報、米’B 特許E8473114
6 % 明JfH* )また、特開昭62−17700
6号公報には、速硬化の光硬化性二液型組成物が開示さ
れており、使用できるアクリル系化合物として酸性リン
酸エステル単量体が用いられることか明示されている。
しかしながら、先の公知文献の米国特許第473114
6号明細書には、酸性リン化合物はアクリル系接着剤の
安定剤として用いられ、硬化速度を遅延させることか記
述されている。
[発明か解決しようとする課題] 本発明者等は、この様な従来技術に鑑みて鋭意検討した
結果、(メタ)アクリル糸上ツマ−にパーオキシエステ
ル、特定の構造の芳香族水酸基含有化合物と、アミンと
アルデヒドの反応縮合物、銅の塩、酸性リン化合物を使
用することにより、接着性に優れ、かつ速硬性のアクリ
ル系接着剤が得られることを見出し本発明の完成に至っ
た。
本発明は、接着性に優れ、かつ速硬化の二液型のアクリ
ル系接着剤組成物を提供することを目的とするものであ
る。
[課題を解決するための手段] すなわち、本発明は、 A)(メタ)アクリル酸およびそのエステルから選ばれ
るアクリル系化合物 B)パーオキシエステルから選ばれる重合開始剤C)ピ
ロガロールおよび/または一般式(式中、R1は水素原
子または炭素数1〜18のアルキル基を表す。) で示される没食子酸誘導体 を含有する第一液と、 D)アミンとアルデヒドの反応縮合物 E)銅の塩 を含有する第二液とからなり、第一液または第一液と第
二液の両方に下記一般式 (式中、R5はアルキル基、アルコキシアルキル基また
はCH2−CRt−GO−(OR2)−(但し、R8は
HまたはC11,、R2は−C2H4−1−C3H6−
5− CI(2−CH−1−C,H,−1昌3 −CaHtz−または−C2114−OCCsH1o−
を表し1mは1〜蒜 IOである。)を表し、nは1または2である。)で示
される酸性リン酸化合物を含有することを特徴とする接
着剤組成物である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明の接着剤組成物は、第一液と第二液からなる二液
型の接着剤組成物である。
本発明の接着剤組成物の第一液を構成するA成分の(メ
タ)アクリル酸くアクリル酸およびメタクリル酸を総称
する)およびそのエステルから選ばれるアクリル系化合
物はラジカル重合可能であればいかなるものでも良く、
その例を示すと、下記に示す化合物が挙げられる。
■ 一般式 %式% て表わされる中量体。
式中、Aは(メタ)アクリロイル基、C11□=C:I
+(:00C!+2−CH(Oft)C1,−またはC
11□IIC(C1h)COOC112−CH(OH)
CH2−を示し、R3はHまたは炭素数1〜20のアル
キル基、シクロアルキル基、ベンジル基、フェニル基、
テトラヒドロフルフリル基、グリシジル基、ジシクロペ
ンタニル基、ジシクロペンテニル基、(メタ)アクリロ
イル基を表わす。
このような単量体としては、具体的には、(メタ)アク
リル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル
酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メ
タ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アク
リル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシク
ロペンテニル、グリセロール(メタ)アクリレート、グ
リシジル基(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
■ 一般式 %式% で表わされる単量体。
式中、AおよびR1は前述のとおりである。R4あり、
pはL−25を表す。
このような#i量体としては、具体的には、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、エトキシエチル(メタ)ア
クリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレ
ート、フエノキシジエチレンゲリコール(メタ)アクリ
レート、ジシクロペンテニルオキシ(メタ)アクリレー
ト、トリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、
1,6−ヘキサンシオールジ(メタ)アクリレートなど
が挙げられる。
■ 一般式 ) て表わされる単量体。
式中、AおよびR4は前述のとおりである。R2はHま
たは炭素数1〜4のアルキル基を示し、qは0〜8の整
数を表す。
このような単量体としては、具体的には、2.2−ビス
(4−メタクリロキシフェニル)プロパン、2.2−ビ
ス(4−メタクリロキシエトキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(4−メタクリロキシエトキシフェニル)
プロパン、Z、Z−ビス(4−メタクリロキシプロポキ
シフェニル)プロパン、2.2−ビス(4−メタクリロ
キシテトラエトキシフェニル)プロパン等が挙げられる
■ ■、■および■の単量体に含まれなし)多価アルコ
ールの(メタ)アクリル酸エステル。
このような単量体としては、具体的には、トリメチロー
ルプロパン1−リ(メタ)アクリレート、ネオペンチル
グリコールジ(メタ)アクリレートペンタエリスリトー
ルテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトー
ルヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
■ (メタ)アクリロイルオキシ基を有するウレタンプ
レポリマー。
このような単量体は、具体的には、水酸基を有する(メ
タ)アクリル酸エステルと有機ポリイソシアネートおよ
び多価アルコールを反応することにより得られる。ここ
で水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルの具体例
としては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メ
タ)アクリJし酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリ
ル酸ヒドロキシブチル等が挙げられる。また、有機ポリ
イソシアネートの具体例としては、トルエンジイソシア
ネート、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート等が挙げられる。多価アルコールの具体例とし
ては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエステルポ
リオール、ポリカーボネートポリオールなどが挙げられ
る。
上記の単量体は1種または2種以上を使用することがで
きるが、好ましいものとしてA成分を構成する単量体の
1種が■の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するウレ
タンプレポリマーであることが望ましい。
B成分のパーオキシエステルから選ばれる重合開始剤は
、その具体例としては、ターシャリ−ブチルパーオキシ
ベンゾエート、ターシャリ−ブチルパーオキシアセテー
ト、ターシャリ−ブチルパーオキシイソブチレート、タ
ーシャリ−ブチルパーオキシフタレート等が挙げられる
が、それ等の中でターシャリ−ブチルパーオキシベンゾ
エートが最も好ましい。
B成分の添加量はA成分100重量部に対して0.1〜
10重量部、好ましくは1〜7重量部の範囲が望ましい
。0.1重量部分未満ではパーオキシエステルからなる
重合開始剤の星が少なすぎ”C本発明の目的とする速硬
化の接着剤を得ることができず、また10重量部をこえ
る場合には、接着剤の速硬化には問題はないが、接着剤
の貯蔵安定性が悪くなる。
C成分は特定の構造の芳香族水酸基含有化合物であり、
ピロガロールおよび/または下記の一般式(I) H ll (式中、Raは水素原子または炭ji:数1〜18のア
ルキル基を表す。) で示される没食子酸誘導体が用いられる。その具体側と
しては、ピロガロール、没食子酸、没食子酸メチル、没
食子酸プロピル、没食子酸ドデシル、没食子酸ステアリ
ル等が挙げられる。
C成分の添加祉は、A成分100重量部に対して0.0
5〜5重量部、好ましくは0.1〜3重量部の範囲が望
ましい。
更に、第一液には光重合開始剤を添加することができる
。光重合開始剤としては、特に制限することなく通常使
用されているものを用いることができるが、例えば、ベ
ンジル、ベンゾフェノン、ベンゾインエチルエーテル、
ベンジルジメチルケタールなどが挙げられる。光重合開
始剤の添加縫は、第一液100重量部に対して0.05
〜7重量部、好ましくは0.5〜5Mi量部である。
次に、第二液を構成するDa分およびE成分について説
明する。
D成分のアミンとアルデヒドの反応縮合物は。
例えば、酢酸、プロピオン酸のようなカルボン酸あるい
はリン酸、硫酸のような無機酸の共存下に、アミン1モ
ルに対して、少なくとも1モル。
好ましくは1.5〜3モルのアルデヒドを40〜70”
Cで反応させることにより得られるものが挙げられる。
アミンとアルデヒドの反応縮合物としては、具体的には
ブチルアミンまたはアニリンとブチルアルデヒドの反応
縮合物等が挙げられる。
D成分は通常液状乃至固体状のものがあるが、いずれの
ものも用いることができる。D成分が液状の場合には、
そのまま使用するか、或いは溶剤で希釈して使用するこ
とができる。また、D成分が固体状の場合には、溶剤に
溶解(希釈も兼ねる)して使用するか、或いは溶剤に分
散(希釈も兼ねる)して使用することができる。
第二液は液状で、前記り成分を含有するが、D成分は液
状であればそのまま第二液に使用することができるが、
上記の様に、 DI&分を揮発性溶剤に溶解または分散
させて第二液に使用するほうが、第二液に含有されるD
成分、E成分を均一に混合することができ、また第二液
を促進剤として使用する場合において取扱いおよび作業
性か優れている。これに適している溶剤としては1例え
ば塩化メチレン、トリクロロエタン、アセトン、メチル
エチルケトン、酢酸エチル、トルエン、メタノール、エ
タノールなどが挙げられる。
D成分の第二液における濃度はli量%以上。
好ましくはl口重量%以上であることが望ましい。
E成分の銅の塩は有機または無機の塩であり、たとえば
酢酸銅、ナフテン酸銅、ナフテン酸銅、アセチルアセト
ン銅錯体などが挙げられる。
E成分の配合量は、第二液における銅自体の濃度で10
〜10000pp園、好ましくは50〜io00ppm
が望ましい。
本発明の接着剤組成物は、基本的には前記の第一液と第
二液からなる二液型の接着剤組成物からなるが、さらに
第一液または第一・液と第二液の両方に下記の一般式(
II ) 慕 (Rb−0) −P  (OH)3−0     (T
I )て示される酸性リン酸化合物を含有することを特
徴とする。
一般式(II )において、Rbはアルキル基、アルコ
キシアルキル基またはCH,−CR,−(:0−(OR
2)−(但し、R1はHまたはC1l:+ 、 Ri(
t−C2114−1−C31+ 6−1−CJ4−QC
(:sH+o−を表し、mは1〜loである。)を門 表し、nは1または2である。
前記一般式(I)で示される酸性リン酸化合物としては
、具体的には、ブチルアシッドフォスフェート、2−エ
チルヘキシルアシッドフォスフェートシ・ントホスホオ
キシェチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキ
シプロピル(メタ)アクリレート、ビス(2−ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリレート)アシッドフォスフェー
トなと゛か挙げられる。これらの酸性リン酸化合物は単
一でもまたは2種以上を併用して使用することもてきる
酸性リン酸化合物の配合量は、第一液に配合する場合に
は、第一液100重量部に対して0.05〜1OtMt
部、好ましくは0.5〜7重量部であり、第一液および
第二液の両方に配合する場合には、第一液および第二液
それぞれ100ii部に対して0.05〜■0重量部、
好ましくは0.5〜7重量部が望ましい。酸性リン酸化
合物を上記の配合量の範囲内て用いると5速硬化および
接着性に優れた効果か得られる。なお、酸性リン酸化合
物を上記の配合量の範囲よりも多く、すなわち10重量
部をこえる量を用いることもできるか、この場合には速
硬化および接着性の効果は変らないが、経済的に不利で
ある。
以上、本発明の接着剤組成物の第一液および第二液に含
有される必須成分について説明したか、そのほかに粘度
調整のために、増粘剤やチキン性付与剤を添加すること
かできる。増粘剤としては、ニトリルブタジェンゴム、
クロロスルホン化ポリエチレンなどの各種合成ゴム、メ
タクリル酸メチル−ブタジェン−スチレン共重合体、線
状ポリウレタンなどの各種熱可塑性高分子か挙げられる
また、チキン性付与剤としては、微粉末シリカ、微粉末
疎水性シリカなどが挙げられる。
また、本発明の接着剤組成物は、先に述べたように第一
液に光重合開始剤を添加して被着体を接着する場合に、
被着体の接若部からはみだした部分に紫外線を当てて光
硬化させることか可能であるが、紫外線を当てられない
はみ出し部分を硬化させるためにパラフィンなども添加
することかできる。
更に、未発明の接着剤組成物には、貯蔵安定性を改良す
る目的で各種重合禁止剤、酸化防止剤などの既に知られ
ている添加剤を添加することちり能である。また、目的
によっては可塑剤、充填剤、着色剤等も添加することか
可能である。
本発明の接着剤組成物は第一液と第二液を接触させるこ
とにより、速やかに短時間て硬化する。
第一液と第二液の使用比率は特に制限はないか、第一液
の被着体への塗布量100重量部に対し、第二液の塗布
量は5〜IO重駿部程度が望ましい 本発明の接着剤組成物を使用して被着体を接着する方法
は、硬化速度が速いため、第一液を一方の被着体に塗布
し、第二液を他方の被着体に塗布し、第二液か揮発性溶
剤を含有する場合にはこれを揮散させた後、各被着体の
塗布面を合わせて接着する方法か望ましい。この方法で
第一液と第二液の接触か行われなかったはみだし部など
が生じる場合、必要に応じて第一液に光重合開始剤を添
加してはみたし部に紫外線照射して硬化させることかて
きる。
本発明の接着剤組成物は、被着体の種類を問わず広範囲
のものに適用することができるか、4¥に金属部品、セ
ラミック部品などの接着に好適である。金属部品として
は、特に鉄、ステンレス、クロメートメツキ部品等の接
着に好適である。
[実施例] 以下1本発明の接着剤組成物を実施例により更に説明す
る。
実施例1〜5および比較例1〜4 A成分として第1表に示したウレタンプレポリマーおよ
びアクリル系化合物、B成分として重合開始剤、C成分
として芳香族水酸基含有化合物、各種酸性リン酸化合物
を第1表の割合て混合し、更に増粘のためにMBS (
メタクリル酸メチル−ツタジエン−スチレン共重合体)
を加え、第一液とした。
D成分としてツクセラー8(商品名二大内新興化学丁業
■製;n−ブチルアルデヒドアニリン)。
E成分としてナフテン酸銅(銅濃度5%)、酸性リン酸
化合物を第1表の割合で混合し、第二液とした。
各実施例および比較例の接着剤組成物の固着時間を下記
の方法で測定し、第1表に示した。
O固着時間 引張り剪断強度測定用試験片(長さ l(l(1mmX
 Il125msX厚さ1.6mm 、 5S−41、
サントフラスト処理)の一方に第一液を塗布し、第二液
を他方の試験片に塗布し、第二液の揮発性溶剤を揮散さ
せた後、23°Cて、各被着体の塗布面同志を川ね合わ
される部分が長さ12.5mm、11125mmとなる
ように合せて接着し、4kgの荷重をかけても取れなく
なるまての時間を固着時間とした。
実施例6および比較例5 A成分、B成分、C成分、酸性リン化合物、MBSを第
2表の割合で混合し、第1液とした。D成分、E成分、
酸性リン化合物を第2表の割合で混合し、第2液とした
。実施例および比較例の接着剤組成物の特性を下記の方
法で測定し、第2表に示した。
O引張り剪断強度 ASTM o−+oozに準じて、被着体として1.6
1−厚の鉄試験片(SS−41、サンドブラスト処理)
を接着し、インストロン1123型引張り試験41(引
張り速度10■/分)で測定した。
OT型′Ara、強度 ASTM D−1876に準じて、被着体として0.3
1厚の鉄試験片(spcc、サンドブラスト処理)を接
着し、インストロン1123型引張り試験機(引張り速
度5011層/分)で測定した。
○衝撃強度 ASTM D−950に準じて、被着体に鉄(サンドブ
ラスト処理品: 44X 25x 19x諺および25
x 25x 9 mm)を接着し、アイゾツト衝撃試験
機を用いて測定した。
実施例7および比較例6 実施例1の接着剤組成物の第一液に光重合開始剤として
ベンジルジメチルケタールを1ffii部添加し、溶解
して第一液の組成物をm整した。引張り剪断強度測定用
の一方の鉄試験片の接着面に。
実施例1の第二液をはみださないように塗布し、もう一
方の試験片に上記第一液の組成物を塗布し、第一液の組
成物がはみだすように接着した。
このはみたし部に紫外線(■来遊製トスキュアー400
、ランプ出力8QW/cm、照射距離15cm)を10
秒間照射するとはみだし部は硬化し、硬化物の表面は指
で触れてみてもタックは完全になくなっていた。
同様の試験片で紫外線を照射しなかった場合、はみだし
部は1日後も表面にタックか残るか、未硬化の状態であ
った。
[発明の効果] 以上説明した様に、4;発明の接着剤組成物は。
常温での硬化反応が極めて速く、また接着性に優れてい
る。そのため1本発明の接着剤組成物な使用すれば、接
着工程を含む生産ラインの短縮、生産の合理化か可能と
なり、本発明の産業−ヒの利用性は極めて大きいもので
ある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) A)(メタ)アクリル酸およびそのエステルから選ばれ
    るアクリル系化合物 B)パーオキシエステルから選ばれる重合開始剤C)ピ
    ロガロールおよび/または一般式▲数式、化学式、表等
    があります▼ (式中、R_aは水素原子または炭素数1〜18のアル
    キル基を表す。) て示される没食子酸誘導体 を含有する第一液と、 D)アミンとアルデヒドの反応縮合物 E)銅の塩 を含有する第二液とからなり、第一液または第一液と第
    二液の両方に下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_bはアルキル基、アルコキシアルキル基ま
    たはCH_2=CR_1−CO−(OR_2)_m−(
    但し、R_1はHまたはCH_3、R_2は−C_2H
    _4−、−C_3H_6−、▲数式、化学式、表等があ
    ります▼、−C_4H_8−、−C_6H_1_2−ま
    たは▲数式、化学式、表等があります▼を表し、mは1
    〜10である。)を表し、nは1または2である。)で
    示される酸性リン酸化合物を含有することを特徴とする
    接着剤組成物。
  2. (2)第一液に光重合開始剤を含有することを特徴とす
    る請求項1記載の接着剤組成物。
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