JPS59196377A - Structural adhesive - Google Patents
Structural adhesiveInfo
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- JPS59196377A JPS59196377A JP7003083A JP7003083A JPS59196377A JP S59196377 A JPS59196377 A JP S59196377A JP 7003083 A JP7003083 A JP 7003083A JP 7003083 A JP7003083 A JP 7003083A JP S59196377 A JPS59196377 A JP S59196377A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は構造用接着剤に関し、詳しくはカルボキシル基
を有する液状アクリロニトリル・ブタジェン共重合体(
NBR)、エポキシ樹脂およびビスフェノール化合物の
3成分を含有し、エポキシ基がカルボキシル基とフェノ
ール性水酸基の合計の当量数に対して1.1倍以上の当
量比で付加反応させて得られるエポキシ基を有するプレ
ポリマーおよび硬化剤を含有する全製造工程に溶剤を使
用しないで製造が可能であり、しかもボンディングの作
業性にも優れた加熱硬化型構造用接着剤に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a structural adhesive, specifically a liquid acrylonitrile-butadiene copolymer having carboxyl groups (
NBR), an epoxy resin, and a bisphenol compound, and the epoxy group is obtained by addition reaction at an equivalent ratio of 1.1 times or more to the total number of equivalents of carboxyl group and phenolic hydroxyl group. The present invention relates to a heat-curable structural adhesive that can be manufactured without using a solvent in all manufacturing steps, and that also has excellent bonding workability.
従来、構造用フィルム接着剤を作る技術としては、固形
のNBRや可溶化ナイロン等のポリマーを溶剤に溶かし
エポキシ樹脂等と配合し、均一な溶液にしてから、それ
をうずく平面状に、例えば離型性の良いライナーの上に
コートし、溶剤を十分に乾燥させてフィルム接着剤を得
る方法がある。Traditionally, the technology for making structural film adhesives has been to dissolve solid polymers such as NBR or solubilized nylon in a solvent and mix them with epoxy resin, etc., make a uniform solution, and then form it into a tingling flat shape, e.g. by separating it. There is a method of obtaining a film adhesive by coating it on a liner with good formability and thoroughly drying the solvent.
こうした固形のNBRなどを一旦溶剤に溶かしたり、熱
風を送り込んで溶剤を乾燥させたり、また公害防止のた
めに溶剤回収を行なったりすると、そのためにはかなり
の大がかりな装置と相当なエネルギーが必要であり、エ
ネルギー価格の上昇した今日では経済性の点で問題が少
なくない。Dissolving solid NBR in a solvent, blowing hot air to dry the solvent, and recovering the solvent to prevent pollution requires fairly large-scale equipment and a considerable amount of energy. However, in today's world where energy prices have risen, there are many problems in terms of economic efficiency.
また、溶剤が1%以上残存していると、硬化させるとき
に発泡して接着を不完全なものにすることがあるために
、製造する際には溶剤の残存に細心の注意が必要であっ
た。In addition, if more than 1% of the solvent remains, it may foam during curing, making the bond incomplete, so careful attention must be paid to the remaining solvent during manufacturing. Ta.
従来、無溶剤タイプのフィルム状接着剤は、特公昭57
−15781号に記載されているような、固型または固
型に近いエポキシ樹脂と潜在性硬化剤を組み合わせたも
のや、英国特許第1185895号に記載されているよ
うな液状エポキシ樹脂、ポリビニルアセタール、NBR
および潜在性硬化剤を組み合わせたものがあるが、構造
用接着剤としてハニカムサンドイッチパネルの製造に用
いると接着剤が加熱硬化を行なう際に粘度が下がりすぎ
て垂れ落ちるという欠点があって、ハニカムサンドイッ
チパネルの製造には使用できなかった。Conventionally, solvent-free film adhesives were produced by
- A combination of a solid or nearly solid epoxy resin and a latent curing agent as described in British Patent No. 15781, a liquid epoxy resin as described in British Patent No. 1185895, polyvinyl acetal, NBR
There is a combination of a latent curing agent and a latent curing agent, but when used as a structural adhesive in the manufacture of honeycomb sandwich panels, the viscosity of the adhesive decreases too much when it is heated and hardens, causing it to drip. It could not be used to manufacture panels.
本発明はかかる従来技術の欠点を解消すべくなされたも
ので、接着強度および耐熱性に優れた無溶剤型の構造用
接着剤を促供することを目的とし、特に金属と金属およ
び/または金属ハニカムと金属面材の接着に用いられる
中温硬化型フィルム接着剤として利用される。The present invention has been made in order to overcome the drawbacks of the prior art, and aims to provide a solvent-free structural adhesive having excellent adhesive strength and heat resistance, and particularly for bonding metal to metal and/or metal honeycomb adhesives. It is used as a medium-temperature curing film adhesive for bonding metal surfaces.
本発明のこの目的は次に示す接着剤により達成される。This object of the invention is achieved by the following adhesive.
すなわち本発明は、
(1)(A)カルボキシル基を分子内に有するアクリロ
ニトリル・ブタジェン共重合体、CB)エポキシ樹脂、
(C)ビスフェノール化合物、
を含有し、これら成分中でエポキシ基がカルボキシル基
とフェノール性水酸基の合計の当量数に対して、1.1
倍以上の当量比で付加反応させて得られるエポキシ基を
有するプレポリマーと、(2)エポキシ樹脂の硬化剤を
含有することを特徴とする構造用接着剤にあり、デユラ
ンス水銀法による軟化点が30℃以上、かつ常温で半固
型であることを必須要件とする。That is, the present invention contains (1) (A) an acrylonitrile-butadiene copolymer having a carboxyl group in the molecule, CB) an epoxy resin, and (C) a bisphenol compound, in which the epoxy group is a carboxyl group. 1.1 for the total number of equivalents of phenolic hydroxyl groups
A structural adhesive characterized by containing a prepolymer having an epoxy group obtained by addition reaction at an equivalent ratio of 2 times or more, and (2) an epoxy resin curing agent, and has a softening point determined by the durans mercury method. It is essential that it be semi-solid at 30°C or higher and at room temperature.
かかる構成からなる本発明と構成および目的が比較的類
似するものとして、特開昭47−42899号公報に開
示の発明がある。該公報の実施例5においては、Hyc
arCT B Nをエポキシ樹脂で末端変性してエポキ
シ化した成分、エポキシ樹脂、ビスフェノールAおよび
エポキシ硬化剤であるジシアンジアミド(DICY)を
含有しており、本発明と同様にアルミニウム合金の接合
に利用され、剪断力および剥離に対して強い接着力を示
している。There is an invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-42899 that is relatively similar in structure and purpose to the present invention having such a structure. In Example 5 of the publication, Hyc
It contains a component obtained by terminally modifying arCT B N with an epoxy resin and epoxidizing it, an epoxy resin, bisphenol A, and dicyandiamide (DICY), which is an epoxy curing agent, and is used for joining aluminum alloys as in the present invention. Shows strong adhesion against shearing forces and peeling.
本発明と該公報に開示の発明はこのようにもともと使用
している変性以前の原料はほとんど一致しており、用途
も同様であるが、本発明の組成物中には、ビスフェノー
ルA等の(C)成分が元の物質のままでは存在せずに、
既に付加反応を介して、様々なエポキシ樹脂、ビスフェ
ノールAタイプの樹脂や、CTBN骨格のエポキシ樹脂
を任意に結び付けることで分子中に取り込まれているの
に対して、該公報の発明においてはビスフェノールAは
ビスフェノール八分子としてそのまま存在し、この点に
おいて両者は異なる。The present invention and the invention disclosed in this publication have almost the same raw materials originally used before modification, and their uses are also the same, but the composition of the present invention contains ( C) The component does not exist in its original form,
While various epoxy resins, bisphenol A type resins, and CTBN skeleton epoxy resins have already been incorporated into molecules by arbitrarily linking them through addition reactions, in the invention of this publication, bisphenol A exists as is as eight bisphenol molecules, and in this respect they are different.
その結果として、本発明の組成物はプレポリマー化を伴
なわない該公報の発明のような混合物に比較して分子量
分布が広く、また平均分子量も大きい。ちなみに、(C
)成分は常温で固体の物質であるが、エポキシに溶解す
るとエポキシよりも分子が小さいために全体の粘度を下
げる働きがある。このことから、本発明の組成物は該公
報に開示の発明の組成物よりも高粘稠で固型に近いとと
もに、粘稠な度合の温度変化も小さい。即ち、換言すれ
ば常温では似た粘稠度を有する本発明の組成物と該公報
の発明の組成物であったとしても、常温よりも100〜
150℃高い硬化温度における粘度を比較すると本発明
の組成物がはるかに粘稠で、ハニカムと面材の良好なフ
ィレットを形成することができ、しかも垂れ落ちない程
度なのに対して、該公報の組成物は実施例1のハニカム
接着の説明からもわかるように、片面に塗布した組成物
が塗布していない面まで濡らすほどに低粘度であり、こ
のように低粘度では垂れ落ちがひどくて、実際上使用で
きないものと推察される。As a result, the composition of the present invention has a broader molecular weight distribution and a higher average molecular weight than the mixture of the invention of the publication that does not involve prepolymerization. By the way, (C
) component is a solid substance at room temperature, but when dissolved in epoxy, its molecules are smaller than epoxy, so it has the effect of lowering the overall viscosity. From this, the composition of the present invention has a higher viscosity and is closer to a solid than the composition of the invention disclosed in the publication, and the temperature change in the degree of viscosity is also smaller. In other words, even if the composition of the present invention and the composition of the invention of the publication have similar viscosities at room temperature,
Comparing the viscosity at a curing temperature 150°C higher, the composition of the present invention is much more viscous and can form a good fillet of honeycomb and face material without dripping, whereas the composition of the publication As can be seen from the explanation of honeycomb adhesion in Example 1, the viscosity of the product is so low that the composition applied to one side wets the uncoated surface, and with such a low viscosity, dripping is severe and it is difficult to actually apply it. It is presumed that it cannot be used.
また、該公報の発明では、(C)成分の反応も、エポキ
シの硬化反応と同時に行なっているために、発熱が大き
く、硬化時間も長く、さらには未反応の(C)成分に由
来して耐水性が劣る場合もあり、本発明よりも利用価値
の低いものと言わざるを得ない。いままで述べてきた本
発明と該公報の発明との比較を要約すると、両発明は原
材料と用途が比較的共通するが、組成物中に存在する(
C)成分の形態が異なりそれに伴なって分子量分布や平
均分子量が異なり、硬化温度における垂れ落ちや、硬化
に必要な時間、耐水性等の性質が異なっている。そして
これら異なる性質はいずれも本発明の組成物が優れてお
り、該公報の発明では本発明のようにフィルム状の接着
剤としてハニカムサンドインチパネル製作に利用しよう
とすると、垂れという致命的な欠陥が生じる。In addition, in the invention disclosed in the publication, since the reaction of component (C) is carried out simultaneously with the curing reaction of epoxy, heat generation is large, curing time is long, and furthermore, the reaction of component (C) is caused by unreacted component (C). In some cases, the water resistance is inferior, and it cannot help but be said that the utility value is lower than that of the present invention. To summarize the comparison between the present invention described so far and the invention in this publication, both inventions have relatively common raw materials and uses, but (
C) The form of the component is different, and accordingly the molecular weight distribution and average molecular weight are different, and the properties such as dripping at the curing temperature, the time required for curing, and water resistance are different. The composition of the present invention is excellent in all of these different properties, and the invention disclosed in the publication has a fatal problem of sagging when used as a film adhesive for manufacturing honeycomb sand inch panels as in the present invention. occurs.
本発明において(A)成分とは、カルボキシル基を末端
および/または分子鎖中に複数個有するアクリロニトリ
ル・ブタジェン共重合体の液状物であり現在市販されて
いるものとしては、例えばビーエフグツドリッチ社製の
HycarCT B Nシリーズがある。これらは分子
量が約3500でカルボキシル含有量は2.4〜3%、
カルボキシル基の数は1分子当りで平均1.8〜2.3
個で、アクリロニトリル含有量は10.18.27%の
3通りがある。In the present invention, component (A) is a liquid acrylonitrile-butadiene copolymer having a plurality of carboxyl groups at the terminal end and/or in the molecular chain. There is a HycarCT BN series made by Manufacturer. These have a molecular weight of about 3500 and a carboxyl content of 2.4-3%.
The average number of carboxyl groups per molecule is 1.8 to 2.3
There are three types of acrylonitrile content of 10.18.27%.
本発明において(A)成分の使用量は、(A)CB)(
C)の各成分、後述のCD)成分、硬化剤およびキシレ
ン樹脂等の有機希釈剤の合計量に対して5〜40重量%
、好ましくは15〜30重量%である。(A)成分使用
量が5重量%未満であると接着剤としたときに剥離力や
動的疲労性が劣り、構造用接着剤としては使用できない
。また、使用量が40重量%を越えると耐熱性が大幅に
損われるため、構造用接着剤としては使用できない。In the present invention, the amount of component (A) used is (A) CB) (
5 to 40% by weight based on the total amount of each component of C), component CD) described below, curing agent, and organic diluent such as xylene resin.
, preferably 15 to 30% by weight. If the amount of component (A) used is less than 5% by weight, the adhesive will have poor peeling force and dynamic fatigue properties and cannot be used as a structural adhesive. Furthermore, if the amount used exceeds 40% by weight, the heat resistance will be significantly impaired, so it cannot be used as a structural adhesive.
本発明におけるCB)成分であるエポキシ樹脂は、ビス
フェノールAのジグリシジルエーテルのような、実質的
に2官能のエポキシ樹脂が好ましい。3官能以上のエポ
キシ樹脂、例えばノボラックエポキシなどはプレポリマ
ーがゲル化しやすいため、CB)成分のごく一部として
用いるほかはあまり用いられないが、ビスフェノールA
以外のエポキシ樹脂であっても2官能であれば適宜、単
独もしくはブレンドしてCB)成分として用いることが
できる。The epoxy resin which is component CB) in the present invention is preferably a substantially bifunctional epoxy resin such as diglycidyl ether of bisphenol A. Trifunctional or higher functional epoxy resins, such as novolak epoxy, tend to cause the prepolymer to gel, so they are rarely used other than as a small part of the CB) component, but bisphenol A
Epoxy resins other than epoxy resins can be used alone or in a blend as appropriate as the CB) component as long as they are bifunctional.
CB)成分の使用量は、CB)成分中のエポキシ基が(
A)成分と(C)成分の中に含まれるカルボキシル基と
フェノール性水酸基と付加反応を終えて、なお残ってい
るだけの伍が必要であり、当量比でエポキシ基がカルボ
キシル基とフェノール性水酸基の合計量の1割以上過剰
であればよい。The amount of component CB) to be used is determined when the epoxy group in component CB) is (
After completing the addition reaction with the carboxyl group and phenolic hydroxyl group contained in component A) and component (C), it is necessary to have as much as the remaining amount, and the epoxy group is equivalent to the carboxyl group and the phenolic hydroxyl group in an equivalent ratio. It is sufficient if it is in excess of 10% or more of the total amount.
本発明の(C)成分とは、下記の構造式を有するビスフ
ェノールA1ビスフエノールF等に代表されるビスフェ
ノール化合物である。Component (C) of the present invention is a bisphenol compound represented by bisphenol A1 bisphenol F and the like having the following structural formula.
ビスフェノールA:
H3
ビスフェノールF:
(C)成分の使用量は、先に述べた当量比により制限を
うけるが、それとは別に(A)(B)(C)の各成分、
後述の(D)成分、硬化剤およびキシレン樹脂等の有機
希釈剤の合計量に対して1〜20重量%であり、1重量
%未満では分子量分布や、平均分子量を改質して、ハニ
カム接着に適した流れ特性を付与することができず、2
0重量%を越えると、平均分子量が高くなりずぎて固く
なる結果ボンディング作業性が低下したり、接着剤の特
性、特に耐水性が悪くなる。Bisphenol A: H3 Bisphenol F: The amount of component (C) used is limited by the equivalence ratio mentioned above, but apart from that, each component of (A), (B), and (C),
The amount is 1 to 20% by weight based on the total amount of component (D), curing agent, and organic diluent such as xylene resin, which will be described later. If it is less than 1% by weight, the molecular weight distribution and average molecular weight will be modified, resulting in honeycomb adhesion. It is not possible to impart suitable flow characteristics to the 2
If it exceeds 0% by weight, the average molecular weight becomes too high and it becomes hard, resulting in poor bonding workability and poor adhesive properties, especially water resistance.
なお、(C)成分を用いずに固形のエポキシ樹脂と(A
)成分とでプレポリマー化を行なうとボンディング作業
に適したフィルムが得られるが接着特性が不充分であり
好ましくなル1゜本発明においては、以上の(A)成分
、CB)成分、(C)成分とをプレポリマー化した(1
)成分に加えて、エポキシ樹脂硬化剤を配合する。In addition, solid epoxy resin and (A) without using component (C)
) components, a film suitable for bonding work can be obtained, but the adhesive properties are insufficient and this is not preferred.1 In the present invention, the above components (A), CB), and (C ) components are prepolymerized (1
) In addition to the ingredients, an epoxy resin curing agent is added.
このエポキシ樹脂硬化剤は一般的なエポキシ樹脂用の硬
化剤であって、その種類や組み合わせ、ローディング等
は目的に応じて適宜選択すべきであって特別な制約はな
い。本発明の目的とする加熱硬化型の接着剤を考慮する
と、潜在性硬化剤を用いるのが好ましいが、硬化温度を
60〜70℃とし、通常は冷凍庫にて保管するという使
用法もあるので、潜在性硬化剤に限定する必要はない。This epoxy resin curing agent is a general curing agent for epoxy resins, and its type, combination, loading, etc. should be appropriately selected depending on the purpose, and there are no special restrictions. Considering the heat-curable adhesive that is the object of the present invention, it is preferable to use a latent curing agent. There is no need to limit it to latent curing agents.
硬化剤としてはジシアンジアミド(DICY)に代表さ
れるグアニジン系硬化剤、BF3 ・モノエチルアミン
に代表されるBF3 ・アミン化合物、2メチルイミダ
ゾールに代表されるイミダゾール類およびイミダゾール
金属塩、イミダゾール酸化合物等のイミダゾールの各種
化合物、無ホピロメリット酸に代表される酸無水物、ジ
エチレントリアミン(DETA>に代表されるジアミン
類、ベンジルジメチルアミンに代表される3級アミン類
が掲げられるがこれらに限定されない。Examples of curing agents include guanidine curing agents represented by dicyandiamide (DICY), BF3, BF3 represented by monoethylamine, amine compounds, imidazoles represented by 2-methylimidazole, and imidazoles such as imidazole metal salts and imidazole acid compounds. Examples include, but are not limited to, various compounds such as, acid anhydrides typified by anopyromellitic acid, diamines typified by diethylenetriamine (DETA), and tertiary amines typified by benzyldimethylamine.
本発明における(J)成分の好ましい製造方法としては
以下に示ずプレポリマー化する方法等が挙げられる。Preferred methods for producing component (J) in the present invention include a prepolymerization method, which is not shown below.
(A)成分とCC)成分中に含まれるカルボキシル基も
フェノール性水酸基も170℃程度またはそれよりも幾
分低い温度と触媒の作用でエポキシ基との付加反応とす
ることは広く知られており、カルボキシル基とエポキシ
基の反応は例えば酸でエポキシを硬化させる際に起るし
、フェノール性水酸基とエポキシ基の反応は、例えば液
状エポキシとビスフェノールAから固型のエポキシを作
る際にも利用されている。これらの反応を利用したプレ
ポリマーの製造方法を2〜3例示すると以下の通りであ
る。It is widely known that the carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups contained in components (A) and CC) undergo an addition reaction with epoxy groups at a temperature of around 170°C or slightly lower and the action of a catalyst. The reaction between a carboxyl group and an epoxy group occurs, for example, when curing epoxy with an acid, and the reaction between a phenolic hydroxyl group and an epoxy group is also used, for example, when making solid epoxy from liquid epoxy and bisphenol A. ing. Two to three examples of methods for producing prepolymers using these reactions are as follows.
すなわち、(A)CB)および(C)各成分の全量を1
50℃で混合すると(C)成分は溶解して均一な褐色透
明な液状物が得られる。これに触媒としてトリフェニル
ホスフィンを少量加えると、約10分で反応熱により最
高温度に達し、数10分で実質的に反応は終結しプレポ
リマー化は終わる。That is, the total amount of each component (A) CB) and (C) is 1
When mixed at 50°C, component (C) is dissolved to obtain a uniform brown transparent liquid. When a small amount of triphenylphosphine is added as a catalyst, the reaction heat reaches the maximum temperature in about 10 minutes, and the reaction is substantially completed in several tens of minutes, completing the prepolymerization.
また、別の方法としてはプレポリマー化する材料(A)
CB)(C)の各成分を200℃で10時間保つことに
よってプレポリマーを得る。触媒を初めから仕込んでお
いて、加温して均一化してもよく、この場合150℃に
なると急激に反応が活性化する。In addition, as another method, the material to be prepolymerized (A)
CB) A prepolymer is obtained by keeping each component of (C) at 200°C for 10 hours. The catalyst may be charged from the beginning and heated to homogenize it. In this case, the reaction is rapidly activated when the temperature reaches 150°C.
さらに、(A)成分とCB)成分とを150℃で混合し
、触媒を加えて反応させてから(C)成分を加えること
によってもプレポリマー化が可能である。また市販の(
A)成分とCB)成分を反応させた材料に触媒と(C)
成分を加えて150℃に加熱しても同様なプレポリマー
化は得られる。プレポリマー化の反応のうち、カルボキ
シル基とエポキシ基との反応は10〜20分のうちにほ
とんど終結するが、フェノール性水酸基とエポキシ基と
の反応は、終結させるためには数10分保つことが必要
である。Furthermore, prepolymerization is also possible by mixing component (A) and component CB) at 150° C., adding a catalyst to react, and then adding component (C). Also commercially available (
A material made by reacting component A) and component CB) with a catalyst and (C)
Similar prepolymerization can be obtained by adding the ingredients and heating to 150°C. Among the prepolymerization reactions, the reaction between carboxyl groups and epoxy groups is mostly completed within 10 to 20 minutes, but the reaction between phenolic hydroxyl groups and epoxy groups needs to be maintained for several tens of minutes to complete. is necessary.
このプレポリマーに硬化剤を均一に分散させ、他にエポ
キシ樹脂をはじめ、フィラー類、カップリング剤等を適
宜混ぜ合わせ、タックや軟化点を調整したものが本発明
における接着剤である。The adhesive used in the present invention is obtained by uniformly dispersing a curing agent in this prepolymer, and appropriately mixing epoxy resin, fillers, coupling agents, etc. to adjust the tack and softening point.
本発明の接着剤をフィルム化するには例えば前記の特公
昭57−15781号に記載しである方法等で行なうこ
とができる。The adhesive of the present invention can be formed into a film by, for example, the method described in Japanese Patent Publication No. 57-15781 mentioned above.
先に、本発明に必須成分として、(A)CB)(C)成
分をプレポリマー化して得た(1)成分および硬化剤を
示したが、タックや軟化点を調整する目的や、接着特性
を用途に合わせて細かく調整する目的で、CD)成分で
あるエポキシ樹脂を加えることができる。Earlier, component (1) obtained by prepolymerizing components (A), CB, and (C) and a curing agent were shown as essential components for the present invention. For the purpose of finely adjusting the temperature according to the application, an epoxy resin, which is a component CD), can be added.
ポリオキシメチレン等の結晶性有機物のボイスカーや結
晶性セルロース粉等の有機フィラー、酸化チタン、炭酸
カルシウム、微粉末シリカ、タルり等の無機フィラー、
フタロシアニンブルー、オイル染料等の染料、チョツプ
ドグラスファイバー、チョツプド芳香族ポリアミド繊維
等の繊維補強剤、シランカップリング剤、チタンカップ
リング剤等の任意成分を目的に応じて配合することは差
支えない。Crystalline organic voice cars such as polyoxymethylene, organic fillers such as crystalline cellulose powder, inorganic fillers such as titanium oxide, calcium carbonate, finely powdered silica, tar, etc.
Optional ingredients such as dyes such as phthalocyanine blue and oil dyes, fiber reinforcing agents such as chopped glass fibers and chopped aromatic polyamide fibers, silane coupling agents, and titanium coupling agents may be blended depending on the purpose.
以下、本発明を実施例および比較例に基づき具体的に説
明する。なお、第1表中の配合値は重量部であり括弧内
は当量比を示している。Hereinafter, the present invention will be specifically explained based on Examples and Comparative Examples. The blending values in Table 1 are parts by weight, and the numbers in parentheses indicate equivalent ratios.
実施例1
第1表に示す配合および配合量で、先ずプレポリマーの
原料である(A)CB)(C)成分を300ccのステ
ンレス製品ビーカーに秤取する。これを150℃のオイ
ルバスで加温しながらながら攪拌すると、(C)成分で
あるビスフェノール化合物の結晶が見えなくなり、褐色
透明で均一な液体となったら、触媒としてトリノエニル
ホスフィンを0.3重量%加えると約10分で200℃
近くまで温度上昇し反応が実質的に終了しプレポリマー
が得られる。なお、この一部をサンプリングして空温に
戻すとタックのない弾力のある褐色透明な固体となるが
、再び150℃のプレポリマー中に投じると溶解してプ
レポリマーと均一に混じった。Example 1 First, components (A), CB, and (C), which are raw materials for a prepolymer, were weighed into a 300 cc stainless steel beaker using the formulations and amounts shown in Table 1. When this is stirred while being heated in an oil bath at 150°C, the crystals of the bisphenol compound (C) component are no longer visible and it becomes a brown transparent and uniform liquid, when 0.3 weight of trinoenylphosphine is added as a catalyst. When adding %, the temperature reaches 200℃ in about 10 minutes.
When the temperature rises to nearly 100%, the reaction substantially ends and a prepolymer is obtained. When a portion of this was sampled and returned to air temperature, it became a brown transparent solid with no tack and elasticity, but when it was poured into the prepolymer at 150° C. again, it dissolved and mixed uniformly with the prepolymer.
次にあらかじめ融解ブレンドしておいたCD)成分をオ
イルバスで加温しているプレポリマーに加えて均一に攪
拌を行ない硬化剤未配合の組成物を得た。この組成物は
常温でタックがあるが、べとつかず半透明で褐色を呈し
、手で簡単に曲げられ可塑性を示した。Next, component CD), which had been melt-blended in advance, was added to the prepolymer heated in an oil bath and stirred uniformly to obtain a composition containing no curing agent. Although this composition was tacky at room temperature, it was not sticky, translucent, brown in color, and could be easily bent by hand, showing plasticity.
この硬化剤未配合の組成物に硬化剤を加えて加熱型3本
ロールミルで50〜60℃で練りこみ均一に分散させて
°実施例1の接着剤を得た。そしてこの接着剤を、80
℃の温湯を循環させた等速で回転する2本のロールの間
を2枚の離型紙間にはさんで厚さ0.10 mmの目の
粗い不織布とともにシート化して押し出しシート状接着
剤とした。なお、ロール間ギャップを0.15aにし、
押し出し速度を1cyn / secにしたところ厚さ
約0.25 twynのサポーテッドフィルムが得られ
た。これはシート化前と同様に常温でタックがあり接着
用に表面処理した活性の高いアルミ表面に、軽く押すと
粘着するが、普通の力で引張るときれいに剥離する。ま
たフィルム同士も軽く圧すると粘着し、ゆっくり引張る
ときれいに剥離するので、貼着の失敗も粘着の訂正もす
ることができてボンディング時の作業性が優れている。A curing agent was added to this curing agent-free composition and kneaded in a heated three-roll mill at 50 to 60°C to uniformly disperse the mixture to obtain the adhesive of Example 1. And this adhesive, 80
A sheet of adhesive is extruded with a coarse nonwoven fabric of 0.10 mm in thickness by sandwiching it between two rolls rotating at a constant speed while circulating warm water at a temperature of °C between two pieces of release paper. did. In addition, the gap between the rolls is set to 0.15a,
When the extrusion speed was set to 1 cyn/sec, a supported film with a thickness of about 0.25 twyn was obtained. Like before it was made into a sheet, it is tacky at room temperature and sticks to the highly active aluminum surface, which has been surface-treated for adhesion, when pressed lightly, but peels off cleanly when pulled with normal force. In addition, the films stick together when lightly pressed together, and peel off cleanly when pulled slowly, making it possible to correct adhesion failures and improve workability during bonding.
また、このフィルムを用いてアルミハニカムコアとアル
ミ板の接着を行なったところ硬化する前に熱でやわらか
くなったため、上面板、下面板とも樹脂がコアとの接線
上に集まり状態の良いフィレットを形成していた。そし
て樹脂がハニカムコアのノードに沿って垂れ落ちること
もなかった。このことから実施例1の接着剤はハニカム
コアと面板との接着に好適であることがわかった。In addition, when we used this film to bond an aluminum honeycomb core and an aluminum plate, it became soft due to heat before it hardened, so the resin gathered on the tangent to the core on both the top and bottom plates, forming a fillet in good condition. Was. And no resin dripped along the nodes of the honeycomb core. From this, it was found that the adhesive of Example 1 was suitable for bonding the honeycomb core and the face plate.
実施例1の接着剤の接着力を評価するために0.5mm
厚および1.6mm厚のクラッドアルミニウムのクロム
酸エツチング処理したものを被着体としてT型剥離およ
び引張剪断接着試験片を製作した。0.5 mm to evaluate the adhesive strength of the adhesive of Example 1
T-peel and tensile shear adhesion test specimens were prepared using 1.6 mm thick chromic acid etched clad aluminum as adherends.
T型剥離は2枚の被着体の間にナイロンニットキャリヤ
ーを含む0.25〜0.31厚のシート状接着剤を挾み
、この試験片を約1.5kg/cyfの圧力で120℃
、30分のプレスを行ない、これをシアリングで1イン
チ幅に切り両端を除く5本で試験を行なった。一方、引
張剪断試験は1/2インチ重ね合わせて120℃の空気
オーブン中で60分間の硬化をおこなった後、23℃お
よび80℃雰囲気中でそれぞれ10分放置後行なった。T-type peeling involves sandwiching a 0.25 to 0.31 thick sheet adhesive containing a nylon knit carrier between two adherends, and exposing the test piece to 120°C under a pressure of approximately 1.5 kg/cyf.
After pressing for 30 minutes, the pieces were cut into 1-inch pieces using shearing, and 5 pieces excluding both ends were used for testing. On the other hand, the tensile shear test was conducted after 1/2 inch overlap and curing in an air oven at 120°C for 60 minutes, followed by standing in an atmosphere of 23°C and 80°C for 10 minutes, respectively.
引張剪断試験は各試験項目とも試験片は6個用いて行な
った。なお、T型剥離は50wnn/min 、引張剪
断は1mm/minの引張速度で行なった。The tensile shear test was conducted using six test pieces for each test item. Note that T-shaped peeling was performed at a tensile speed of 50 wnn/min, and tensile shearing was performed at a tensile speed of 1 mm/min.
それぞれの試験結果を第1表に示す。The results of each test are shown in Table 1.
また、この接着剤のシェルフ ライフを調べたところ4
0℃雰囲気中では7日であり、さらに6力月間−18℃
の冷蔵庫に密封し保存しても外観、接着力は変化しなか
った。Also, when I investigated the shelf life of this adhesive, I found that it was 4.
7 days in a 0℃ atmosphere, and an additional 6 months at -18℃
The appearance and adhesive strength did not change even when the film was sealed and stored in a refrigerator.
実施例2〜5
実施例1と同様な方法で接着剤を調製し、23℃のT型
剥離および23℃と80℃の引張剪断を測定した。結果
を第1表に示す。なお、シェルフライフは実施例2が4
日、実施例3および4が7日、実施イ列5が1日であっ
た。Examples 2-5 Adhesives were prepared in a manner similar to Example 1 and T-peel at 23°C and tensile shear at 23°C and 80°C were measured. The results are shown in Table 1. In addition, the shelf life of Example 2 is 4.
7 days for Examples 3 and 4, and 1 day for Example 5.
’L’l開昭59−19[:37’/ (6)*1:商
品名CT B N 1300x 13、末端にカルボキ
シル基を有する平均1.9官能の液状アクリロニトリル
・ブタジェン共重合体、分子量約3500、アクリロニ
トリル量27%(ビーエフグツドリッチ社製)*2:商
品名CT B N 1300X 15、末端にカルボキ
シル基を有する平均1.9官能の液状アクリロニトリル
・ブタジェン共重合体、分子量約3500、アクリロニ
トリルff110%くビーエフグツドリッチ社製)*3
:商品名エピコート 828、エポキシ当量約190、
常温液体、平均分子量約380(油化シェルエポキシ社
製)、*4:商品名エビコー1−834、エポキシ当市
230〜270、常温半固形、平均分子量約470(油
化シェルエポキシ社製)、*5:商品名エピコート10
07、エポキシ当量約1750〜2200゜融点約13
0℃、平均分子量約380(油化シ1ルエボキシ社製)
、
*6:イミダゾール化合物、四国化成株式会社製*7:
イミダゾール化合物、四国化成株式会社製括弧内は(A
)成分と(C)成分の中に含まれるカルボキシル基とフ
ェノール性水酸基の合計の当量を1.0としたときの、
(A)成分、(C)成分中に含まれる割合と、CB)成
分の中に含まれるエポキシ基の割合を示す数値。'L'l Kaisho 59-19 [:37'/ (6) *1: Trade name CT B N 1300x 13, liquid acrylonitrile-butadiene copolymer with an average of 1.9 functionalities and having a carboxyl group at the end, molecular weight approx. 3500, 27% acrylonitrile amount (manufactured by BF Gutdrich) *2: Trade name CT B N 1300 ff110% (manufactured by BF Gutdrich) *3
:Product name Epicote 828, epoxy equivalent approximately 190,
Liquid at room temperature, average molecular weight about 380 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), *4: Product name Ebiko 1-834, Epoxy Toichi 230-270, semi-solid at room temperature, average molecular weight about 470 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), *5: Product name Epicote 10
07, Epoxy equivalent: about 1750-2200° Melting point: about 13
0°C, average molecular weight approximately 380 (manufactured by Yuka Sil Eboxy Co., Ltd.)
, *6: Imidazole compound, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd. *7:
Imidazole compound, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd. In parentheses is (A
) and (C) component, when the total equivalent of carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups contained in component (C) is 1.0.
Numerical values indicating the proportions contained in component (A), component (C), and the proportion of epoxy groups contained in component CB).
金属と金属の構造用エポキシ接着剤に関する米国連邦規
格MMM−’A−132によれば、その中のタイプ1、
クラス2では引張剪断が24±3℃および一55±3℃
で2500PS I (175,75kg/cn?)以
上、82±3℃で1250PS I (87,875k
g/c−of)以上、T剥離が24±3℃で15ポンド
/インチ(6,75ka/in)g、上であることが必
要だが、実施例1〜5においては一55℃のデータは欠
けるが常温(23℃)と82℃ではこの要求される値を
充分溝たしており、またT型剥離も所望の範囲にあるこ
とから構造用接着剤として好適に使用し得るものである
。According to the U.S. Federal Standard MMM-'A-132 for metal-to-metal structural epoxy adhesives, Type 1,
In class 2, the tensile shear is 24 ± 3 °C and -55 ± 3 °C.
2500PS I (175,75kg/cn?) or more, 1250PS I (87,875k at 82±3℃)
g/c-of) or above, T-peel must be above 15 lb/in (6,75 ka/in) g at 24±3°C, but in Examples 1 to 5, the data at -55°C is Although it is chipped, it satisfies this required value at room temperature (23°C) and 82°C, and the T-shaped peeling is within the desired range, so it can be suitably used as a structural adhesive.
比較例1
実施例1で用いたカルボキシル基含有NBR(CT B
N 1300x 13) 20重伊%とエポキシ樹脂
(エピコート1004 :エポキシ当市875〜975
、融点約100℃、分子量約1600) 30重量%を
150℃で均一な液どし、実施例1と同様にトリフェニ
ルホスフィンを加えて付加反応をさせてプレポリマーに
準するものを得た。このものは常温でタックフリーで褐
色半透明あり、外観は実施例のものに似ていた。しかし
、このものにエポキシ樹脂(エピコート 828〉を5
0重量%加えて混合したところ相溶性が悪くニゴリを生
じていた。シーテイングは前記実施例1〜5と同様に可
能であったが、接着力が劣るため構造用接着剤としては
使用できないものであった。Comparative Example 1 Carboxyl group-containing NBR (CT B
N 1300x 13) 20% and epoxy resin (Epicoat 1004: Epoxy 875-975
, melting point: about 100°C, molecular weight: about 1600) was uniformly concentrated at 150°C, and as in Example 1, triphenylphosphine was added to carry out an addition reaction to obtain something similar to a prepolymer. This product was tack-free at room temperature, brown and translucent, and had an appearance similar to that of the example. However, 50% of epoxy resin (Epicoat 828) was added to this product.
When 0% by weight was added and mixed, the compatibility was poor and a stain was produced. Sheeting was possible in the same way as in Examples 1 to 5, but the adhesive strength was poor and it could not be used as a structural adhesive.
比較例2
実施例4で用いたカルボキシル基含有NBR(CT B
N 1300x 15) 20重済部、ビスフェノー
ルA 25ffi ff1部、エポキシ樹脂(エピコー
ト828) 45重量部をプレポリマー化したが、触媒
を加えて10分はどでゲル化を起してしまい、接着剤を
製造することが不可能であった。このとき、エポキシ基
は当量比で約1.0である。Comparative Example 2 Carboxyl group-containing NBR (CT B
N 1300x 15) 20 parts by weight of bisphenol A, 1 part by weight of bisphenol A, and 45 parts by weight of epoxy resin (Epicoat 828) were made into a prepolymer, but gelation occurred within 10 minutes after adding a catalyst, and the adhesive It was impossible to manufacture. At this time, the equivalent ratio of the epoxy groups is about 1.0.
この比較例1〜2から、接着力に優れ、かつ適当な硬さ
を有する接着剤を得るにはビスフェノール化合物の配合
は不可欠であり、その使用量も特定範囲とする必要があ
ることが判る。From Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that the blending of a bisphenol compound is essential to obtain an adhesive having excellent adhesive strength and appropriate hardness, and the amount used must also be within a specific range.
以上説明したごと(、カルボキシル基含有液状NBR,
エポキシ樹脂およびビスフェノール化合物を特定範囲で
変性したものを含有しさらに硬化剤を含有してなる本発
明の接着剤は、溶剤を全く使用しないため、乾燥工程、
溶剤回収工程を必要としないことから、製造コストの大
幅な低減が可能となり、しかも接着ノコおよびボンディ
ング作業性に優れているのでI造用接着剤として好適に
使用される。As explained above (carboxyl group-containing liquid NBR,
The adhesive of the present invention, which contains an epoxy resin and a bisphenol compound modified in a specific range, and further contains a curing agent, does not use any solvent, so it does not require a drying process.
Since it does not require a solvent recovery process, manufacturing costs can be significantly reduced, and it is also excellent in workability with adhesive saws and bonding, so it is suitably used as an adhesive for I-building.
特許出願人 横浜ゴム株式会社 代 理 人 弁理士 伊東辰雄 代 理 人 弁理士 伊東哲也Patent applicant: Yokohama Rubber Co., Ltd. Representative Patent Attorney Tatsuo Ito Representative Patent Attorney Tetsuya Ito
Claims (1)
ニトリル・ブタジェン共重合体、CB)エポキシ樹脂、 (C)ビスフェノール化合物、 を含有し、これら成分中でエポキシ基がカルボキシル基
とフェノール性水酸基の合計の当量数に対して、1.1
倍以上の当量比で付加反応させて得られるエポキシ基を
有するプレポリマーと、(2)エポキシ樹脂の硬化剤を
含有することを特徴とする構造用接着剤。(1) Contains (A) an acrylonitrile-butadiene copolymer having a carboxyl group in the molecule, CB) an epoxy resin, and (C) a bisphenol compound, in which the epoxy group is the sum of the carboxyl group and the phenolic hydroxyl group. 1.1 for the number of equivalents of
A structural adhesive characterized by containing a prepolymer having an epoxy group obtained by addition reaction at a double or more equivalent ratio, and (2) an epoxy resin curing agent.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7003083A JPS59196377A (en) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | Structural adhesive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7003083A JPS59196377A (en) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | Structural adhesive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59196377A true JPS59196377A (en) | 1984-11-07 |
Family
ID=13419782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7003083A Pending JPS59196377A (en) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | Structural adhesive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59196377A (en) |
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