JPS638468A - 熱可塑性プラスチックとシリコーンゴムの接着用接着剤 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ 本発明は熱可塑性プラスチックとシリコーンゴムとを高
い接合強度で接着することができる接着性組成物に関す
る。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、自動車や電気機器などの産業分野においては、製
品の高性能化に伴って、各種部品、特にゴム材料からな
る部品に対する耐熱性向上の要求が高まっている。この
ためこの要求を満たすものとして、耐熱性が優れたシリ
コーンゴムが各種部品の材料として汎用されるに至って
いる。一方、製造工程やメンテナンスなどの簡略化や、
製品を構成する各部品の信頼性の向上などの目的で、複
数の部品をできるだけ一体化して使用することが望まれ
ており、例えば、熱可塑性プラスチック部品とシリコー
ンゴムとを接合し、一体化して使用することが行なわれ
ている。

このような熱可塑性プラスチック部品とシリコーンゴム
の一体化手段として、従来よりプラスチック部品とゴム
部品を、ゴムパツキンやプラスチックの締具などで固定
する方法が行われている。しかしながらこのような従来
方法では、接合部分の形状および構造が複雑であったり
、大型化した場合は、接合方法が複雑化してしまい、ま
た接合強度も充分ではないために製品に組み込んだのち
に接合した部品が分解することがあり、製品が不良にな
るという問題がある。

これらの問題点を解消する方法として、加硫シリコーン
ゴム表面にシランカップリング層を設け、その上にシリ
コーン／ポリオレフィン共重合体を形成したのち、該加
硫シリコーンゴムと熱可塑性プラスチック材とを溶融・
接着させる方法が提案されている（特開昭６０−８４３
３５号公報参照）、シかしながらこの方法によれば。

シリコーンゴム表面にシランカップリング層を設ける工
程が必須であることから接合方法が複雑化し、また、プ
ラスチック材とシリコーンゴムとの接合強度が必ずしも
充分でないという問題がある。

［発明の目的］ 本発明は上記の問題点を解消し、熱可塑性プラスチック
材とシリコーンゴムとを簡単な操作で、かつ高い接合強
度で接着することができる接着性組成物に関する。

［発明の構成コ 本発明の接着性組成物は、 （Ａ）エチレン−プロピレン系共重合体１００重量部； （Ｂ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に
少なくとも２個有する平均重合度１０〜ｉｏ、ｏｏｏの
ポリオルガノシロキサンであって、その配合量が、 （イ）（Ａ）成分に対して５〜５ｏｏｎ量部であり、か
つ （ロ）（Ｉ）ポリオルガノシロキサンの配合重量部数、
と （１１）該ポリオルガノシロキサン１分子における有機
基中のアルケニル基 のモル比率、 との積の値が０．１以上である量、 の両方で規定される量； （Ｃ）有機過酸化物　　　０．１〜２０重量部；からな
ることを特徴とする。

本発明で用いられる（Ａ）成分の共重合体は、エチレン
単位およびプロピレン単位からなる共重合体であるが、
組成物としての接着性を高める目的から非共役ジエン単
位を含む共重合体にすることもできる。この共重合体に
おいてエチレンとプロピレンの共重合比は特に制限され
ないが、通常、加工性および加硫後の物理的性質から、
プロピレン単位が１５〜５０モル％のものを用いること
ができる。また非共役ジエンを共重合成分として用いる
場合は１例えばジシクロペンタジェン、エチリデンノル
ボーネンおよび１．４−へキサジエンなどを用いること
ができる。その使用量は、通常、非共役ジエンの導入に
よって共重合体中に存在する二重結合に起因するヨウ素
価によって表わすことができ、一般に共重合体のヨウ素
価が２〜３０のものを用いることができる。

本発明に用いられる（Ｂ）成分のポリオルガノシロキサ
ンは、ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に
少なくとも２個有するもので、直鎖状でも分岐状であっ
てもよく、またこれらの混合物としても用いることがで
きる。この場合のアルケニル基としては、例えば、ビニ
ル基、アリル基、１−ブテニル基および２−へキセニル
基などを挙げることができるが、これらの中でも合成の
容易さからビニル基が最も好ましい、また、ポリオルガ
ノシロキサンの分子中においてケイ素原子に結合するア
ルケニル基以外の有機基としては、例えば、メチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ドデシ
ル基などのアルキル基；フェニル基などの７リール基；
β−フェニルエチル基、β−フェニルプロピル基のよう
なアラルキル基；を挙げることができ、さらにクロロメ
チル基、３，３．３−トリフルオロプロピル基などの置
換炭化水素基も挙げることができる。

これらの中でも、合成の容易さ、および接着後において
組成物が良好な物理的性質を保持することができること
からメチル基が好ましく、またとくに優れた耐寒性が要
求される場合には、アルケニル基以外の有機基のうち、
５〜ｌＯモル％がフェニル基であることが好ましい、ポ
リオルガノシロキサンの分子末端はトリメチルシリル基
、ジメチルビニルシリル基およびメチルビニルフェニル
基などのトリオルガノシリル基で封鎖されていてもよく
、ケイ素原子に結合した水敢基、メトキシ基およびエト
キシ基などが存在していてもよい。

このポリオルガノシロキサンは平均重合度が１０〜１０
，０００、好ましくは３　、０００〜８．０００である
。平均重合度が１０未満の場合には、（Ａ）成分との相
溶性が悪く、また１０．０００を超える場合は均一に混
合することが困難になる。

（Ｂ）成分の配合量は次記の２つの要件で規定される。

すなわち、（イ）（Ａ）成分１００重量部に対する配合
量が５〜５００重量部であり、かつ（ロ）（１）該配合
重量部数と、（１１）ポリオルガノシロキサン１分子に
おける有機基中のアルケニル基のモル比率、すなわち次
式；アルケニル基のモル数／全有機基のモル数で得られ
るモル比率、との積の値が０．１以上となる量、の両方
で規定される量である。この場合の（ロ）で規定される
積の値は、例えば重合度の異なる２種のポリオルガノシ
ロキサンの配合量がそれぞれａｌおよびａｌであり（た
だし、ａ１＋ａ２の値は５〜５００重量部の範囲である
）、その分子中におけるアルケニル基のモル比率がそれ
ぞれｂｌおよびｂ２である場合は、次式；　　（ａＩ　
Ｘｂｌ）＋（ａ２Ｘｂ２）で求めることができる。この
（Ｂ）成分を配合する場合は、上記（イ）および（ロ）
の要件を同時に充足するように配合することが必要であ
る。すなわち（Ｂ）成分の配合量が５重量部未満である
か、上記積の値が０．１未満である場合は、シリコーン
ゴム材料に対する接着性が悪く、また５００重量部を超
える場合は、熱可塑性樹脂との接着性が悪くなる。

本発明で用いられる（Ｃ）成分の有機過酸化物は、（Ａ
）成分の共重合体を加硫させるとともに、（Ｂ）成分の
アルケニル基を含むポリジオルガノシロキサンと（Ａ）
成分との間の共加硫ないしくＢ）成分の架橋を行う働き
をする。このような有機過酸化物としては、例えば、ジ
クミルペルオキシド、ジターシャリブチルペルオキシド
。

２．５−ジメチル−２，５−ジ（ターシャリブチルペル
オキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（タ
ーシャリブチル）ヘキシン、ジ（ターシャリブチルペル
オキシ）ジイソプロピルベンゼンおよび１，１′−ジ（
ターシャリブチルペルオキシ）−３，３，５−１リメチ
ルシクロヘキサンなどを挙げることができる。この（Ｃ
）成分の配合量は（Ａ）成分の共重合体１００重量部に
たいして０．１〜２０重量部である。配合量が０．１重
量部未満の場合は充分な接着性を得ることができず、２
０重量部を越えて用いても効果がないばかりか、分解生
成物の残存により、耐熱性が低下する。この有機過酸化
物は、容易に、かつ安全に取扱うために、ポリジオルガ
ノシロキサンとともに混練してペースト状にしたり。

炭酸カルシウムやモレキュラーシーブのような粉体に吸
着させて用いることもできる。

本発明の接着性組成物には、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分以
外にも、その接着強度を高める目的で補強性充填剤を配
合することができる。このような充填剤としては、例え
ば煙霧質シリカ、湿式シリカ；前記シリカを環状ポリシ
ロキサン、直鎖状ポリシロキサンおよびオルガノシラザ
ンで表面処理したちの；ならびにケイソウ土、粉砕石英
；などを挙げることができるが、これらの中でも（Ａ）
および（Ｂ）成分との混合のし易さや、組成物にたいす
る補強効果の点から環状ポリシロキサン、直鎖状ポリシ
ロキサンおよびオルガノシラザンから選ばれる少なくと
も１種でその表面を被覆した煙霧質シリカであり、その
比表面積が５０　ｍ’　／　ｇ以上であるのもが好まし
い、この補強性充填剤の配合量は、（Ａ）および（Ｂ）
成分の合計量１００重量部に対して５００重量部以下、
好ましくは２００重量部以下である。配合量が５００重
量部を超える場合は、組成物にたいして均一に混合する
ことが困難であり、かつ組成物の接着性が悪くなる。

また本発明の組成物には、その実用時における塗布性を
向上させる目的で、トルエン、キシレン、ｎ−へ午サン
、ｎ−へブタンおよび石油ベンジンなどの炭化水素；１
，１．１−）リクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素
−などを溶剤として配合することもできる。このような
溶剤の配合量は、（Ａ）成分１００重量部にたいして１
０．０００重量部以下である。さらに本発明の組成物に
は必要に応じて上記以外の充填剤；着色剤；導電性付与
剤；トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチ
レンジメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、
ジベンゾイルキノンジオキシムのような架橋助剤；難燃
化剤；クロルスルホン化ポリエチレンや塩素化ポリエチ
レンのような塩素化重合体；などを添加することもでき
る。

本発明の組成物の製造方法はとくに制限されるものでは
ないが、通常は（Ａ）〜（Ｃ）の各成分および必要に応
じて他の成分を、一般にゴム製造に用いられるバンバリ
ーミキサ−、ニーグー。

インターミキサー、ロールなどの混合機によって均一に
なるまで混合することにより製造することができる。

本発明の組成物を用いて熱可塑性樹脂とシリコーンゴム
を接着する場合は、例えば次の方法で行うことができる
。すなわち、未硬化のシリコーンゴムの表面に本発明の
組成物を塗布したのち、１００〜４５０℃で１０秒〜３
０秒間加熱して硬化させ、次いで硬化したシリコーンゴ
ムと熱可塑性樹脂を該組成物を介して溶圧着させるか、
または硬化したシリコーンゴム表面に該組成物を塗布す
るか、もしくは平板状に成形した該組成物を載置したの
ち、上記方法と同様にして溶圧着させる方法である。な
お、いずれの方法においても溶圧着は１通常１００〜３
００℃で、０．１〜１０　　ｋｇｆ／ａｍ２の圧力で行
うことができる。

本発明の接着性組成物は、例えばポリオレフィンやポリ
ビニル化合物などの熱可塑性樹脂とシリコーンゴムとの
接着に際して有用である。

［発明の実施例］ 以下実施例を掲げ本発明をさらに詳述する。なお、実施
例中において、１部」は全て「重量部」を表す。

実施例１〜４および比較例１〜３ ヨウ素価１２のエチレン−プロピレン−ジエン共重合体
（ｒＡ−１」と略記する。以下同様である。）、両末端
がトリメチルシリル基で閉塞され、残余がジメチルシロ
キサン単位９２％およびメチルビニルシロキサン単位８
％からなり、平均重合度５．０００のポリオルガノシロ
キサン（Ｂ−１）ならびに炭醜カルシウムに吸着させた
有効成分４０％のジクミルペルオキシド（Ｃ−１）を第
１表に示す配合比で、バンバリーミキサ−で混合して実
施例および比較例の組成物を得た。

このようにして得られた各組成物を、２本ロールによっ
て約１ｍｍの厚さの平板状に成形したのち、該組成物を
ポリプロピレンと硬化したシリコーンゴムノ間に挟着し
、２５０℃で１　　ｋｇｆ／ｃｒａ”の圧力で保持して
接合させた。その後室温まで冷却したのち、５０＋ａ＋
ｏ／分で剥離試験を行い、ポリプロピレンとシリコーン
ゴムの接着強度を測定し、およびその場合における該組
成物の凝集破壊率を測定した。結果を表に示す。

実施例５〜９ 実施例１で用いた各成分以外に、２５℃における粘度が
２００　ｃＳｔのポリジメチルシロキサンおよびヘキサ
メチルジシラザンで表面処理されたいずれも比表面、１
２００ｒｎ”７ｇの煙霧質シリカ（Ｄ−１およびＤ−２
）を第２表に示す組成で実施例１と同様にして組成物を
得、さらに接着性試験を行い、凝集破壊率を測定した。

結果を第２表に示す。

実施例１０〜１２および比較例４．５ ヨウ！（ｉｆｆｉ６のエチレン−プロピレン−ジエン共
重合体（Ａ−２）、両末端がトリメチルシリル基で閉塞
され、残余がジメチルシロキサン単位９９．８％および
メチルビニルシロキサン単位０．２％からなり、平均重
合度６．０００のポリオルガノシロキサン（Ｂ−２）、
ジメチルシロキサン単位９５％、メチルフェニルシロキ
サン単位４％およびメチルビニルシロキシ単位１％から
なり、平均重合度５，０００のポリオルガノシロキサン
（Ｂ−３）、２．５−ジ（ターシャリブチルペルオキシ
）ヘキサン（Ｃ−２）ならびに（Ｂ−１）および（Ｄ−
１）を第３表に示す組成で実施例１と同様の方法によっ
て実施例および比較例の組成物を製造し、さらに接着性
試験を行い、凝集破壊率を測定した。結果を第３表に示
す。

第３表 実施例１３〜１５ 実施例６で得た組成物１００重量部に、キシレンを第４
表に示す割合で配合し、実施例１３〜１５の組成物を得
た。これらの組成物を硬化したシリコーンゴム表面に約
０．５ｍｍ厚に塗布し、次いで２００℃で２０分間加熱
して硬化させたのち、実施例１と同様にして接着させた
のち接着性試験および凝集破壊率の測定を行った。結果
を第４表に示す。

第４表 上記の第１〜第４表に示す接着強度および凝集破壊率の
結果から明らかなように、本発明の接着性組成物は、ポ
リプロピレンとシリコーンゴムとを強固に結合させるこ
とができた。

［発明の効果］ 以上に説明したとおり本発明の接着性組成物は、熱可塑
性樹脂とシリコーンゴムとを簡単な操作で非常に強固に
接着することができる。このために従来のゴムパツキン
等では困難であった複雑で、かつ大型化している接合部
分の接着をより簡便に、かつ強固に行うことができる。

したがって、熱可塑性樹脂とシリコーンゴムからなる部
品の一体化が従来以上に促進され、これにより部品の信
頼性の向上や、製造工程の簡略化を行うことができ、さ
らに種々の分野への適用が可能となるものである。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）エチレン−プロピレン系共重合体１００重
   量部； （Ｂ）ケイ素原子に結合したアルケニル基を１分子中に
   少なくとも２個有する平均重合度１０〜１０，０００の
   ポリオルガノシロキサンであって、その配合量が、 （イ）（Ａ）成分に対して５〜５００重量部であり、か
   つ （ロ）（ｉ）ポリオルガノシロキサンの配合重量部数、
   と （ｉｉ）該ポリオルガノシロキサン１分子における有機
   基中のアルケニル基のモル比率、との積の値が０．１以
   上である量、の両方で規定される量； （Ｃ）有機過酸化物０．１〜２０重量部； からなることを特徴とする接着性組成物。
2. （２）（Ａ）が非共役ジエンを含む共重合体である特許
   請求の範囲第１項記載の接着性組成物。
3. （３）（Ｂ）のアルケニル基がビニル基である特許請求
   の範囲第１項記載の接着性組成物。
4. （４）（Ｂ）のアルケニル基以外の有機基がメチル基で
   ある特許請求の範囲第１項ないし第３項記載の接着性組
   成物。
5. （５）（Ｂ）の平均重合度が３，０００〜８，０００で
   ある特許請求の範囲第３項ないし第４項記載の接着性組
   成物。
6. （６）補強性充填剤を（Ａ）と（Ｂ）の合計量１００重
   量部に対して５００重量部以下含有する特許請求の範囲
   第１項記載の接着性組成物。
7. （７）補強性充填剤が、環状ポリシロキサン、直鎖状ポ
   リシロキサンおよびオルガノシラザンから選ばれる少な
   くとも１種で処理された比表面積５０ｍ＾２／ｇ以上の
   煙霧質シリカである特許請求の範囲第６項記載の接着性
   組成物。