JPWO2019054333A1 - ウレタン系接着剤組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、樹脂に対する、貯蔵後の耐熱接着性に優れる、ウレタン系接着剤組成物の提供を目的とする。本発明は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、イソシアヌレート環を有するイソシアヌレート化合物と、活性水素を有するテルペン化合物と、下記式(A)で表されるビニルシランカップリング剤(式(A)中、R1、R3はそれぞれ独立に1価の炭化水素基を表し、R2は(n+1)価の炭化水素基を表し、Viは−CH=CH2を表し、m1は1〜3であり、m2は1〜3であり、m3は0〜2であり、m1+m2+m3は4であり、nは1以上である。)とを含有する、ウレタン系接着剤組成物である。

Description

本発明はウレタン系接着剤組成物に関する。
近年、自動車の軽量化の観点から車体(ボディー)の材料が鋼板から樹脂材料(例えば、オレフィン系樹脂を少なくとも含む樹脂材料)に置き換えられている。
一方、オレフィン樹脂を含む基材等に適用できる接着剤組成物として、例えば、イソシアネ一卜基を有するウレタンプレポリマーと、イソシアヌレート環を有するイソシアヌレート化合物と、活性水素を有するテルペン化合物とを含有する、ウレタン系接着剤組成物が提案されている(特許文献1)。
国際公開第2017/022666号
そして、自動車の安全性等の観点から、樹脂に対する接着性の要求はますます高まっている。
このようななか、本発明者らは特許文献1を参考にしてシランカップリング剤を含有するウレタン系接着剤組成物を調製し評価したところ、このような組成物を長期間置いた後(貯蔵後)、樹脂に適用する場合、接着剤組成物の耐熱接着性(以下これを「樹脂に対する、貯蔵後の耐熱接着性」と称する。)が昨今要求されているレベルを必ずしも満足しない場合があることが明らかとなった。
そこで、本発明は、樹脂に対する、貯蔵後の耐熱接着性に優れるウレタン系接着剤組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、ウレタン系接着剤組成物に対して特定のビニルシランカップリング剤を使用することによって所望の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
本発明は上記知見等に基づくものであり、具体的には以下の構成により上記課題を解決するものである。
[1] イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、
イソシアヌレート環を有するイソシアヌレート化合物と、
活性水素を有するテルペン化合物と、
下記式(A)で表されるビニルシランカップリング剤とを含有する、ウレタン系接着剤組成物。
(式(A)中、R1、R3はそれぞれ独立に1価の炭化水素基を表し、R2は(n+1)価の炭化水素基を表し、Viは−CH=CH2を表し、m1は1〜3であり、m2は1〜3であり、m3は0〜2であり、m1+m2+m3は4であり、nは1以上である。)
[2] 上記ビニルシランカップリング剤の含有量が、上記ウレタンプレポリマー100質量部に対して、5〜0.01質量部である、[1]に記載のウレタン系接着剤組成物。
[3] 上記式(A)において、上記(n+1)価の炭化水素基が、直鎖状の脂肪族炭化水素基である、[1]又は[2]に記載のウレタン系接着剤組成物。
[4] 上記式(A)において、上記(n+1)価の炭化水素基の炭素数が、3〜12個である、[1]〜[3]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[5] 上記式(A)において、少なくとも1つのViがR2の末端に結合する、[1]〜[4]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[6] 上記式(A)において、m1が3であり、m2が1であり、m3が0であり、nが1である、[1]〜[5]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[7] 上記イソシアヌレート化合物が、脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート化合物である、[1]〜[6]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[8] 上記イソシアヌレート化合物が、ペンタメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体である、[1]〜[7]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[9] 上記活性水素が、フェノール化合物由来である、[1]〜[8]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[10] 上記テルペン化合物が、モノテルペン若しくは水添モノテルペンのオリゴマーのフェノール変性体、又は、変性モノテルペンである、[1]〜[9]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[11] 主剤と硬化剤とを有する2液型であり、
上記主剤が、上記ウレタンプレポリマーと、上記イソシアヌレート化合物と、上記ビニルシランカップリング剤とを含み、
上記硬化剤が、1分子中に複数の活性水素含有基を有する化合物を含み、
上記テルペン化合物が、上記主剤及び/又は上記硬化剤に含まれる、[1]〜[10]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[12] オレフィン樹脂を含む基材を接着するために使用される、[1]〜[11]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
本発明のウレタン系接着剤組成物は、樹脂に対する、貯蔵後の耐熱接着性に優れる。
本発明について以下詳細に説明する。
なお、本明細書において、(メタ)アクリレートはアクリレートまたはメタクリレートを表し、(メタ)アクリロイルはアクリロイルまたはメタクリロイルを表し、(メタ)アクリルはアクリルまたはメタクリルを表す。
また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、特に断りのない限り、各成分はその成分に該当する物質をそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。成分が2種以上の物質を含む場合、成分の含有量は、2種以上の物質の合計の含有量を意味する。
本発明において、断りのない限り、各成分はその製造方法について特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
本明細書において、「樹脂に対する、貯蔵後の耐熱接着性」を、単に、「所定の接着性」と称する場合がある。
[ウレタン系接着剤組成物]
本発明のウレタン系接着剤組成物(本発明の接着剤組成物)は、
イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、
イソシアヌレート環を有するイソシアヌレート化合物と、
活性水素を有するテルペン化合物と、
下記式(A)で表されるビニルシランカップリング剤とを含有する、ウレタン系接着剤組成物である。
式(A)中、R1、R3はそれぞれ独立に1価の炭化水素基を表し、R2は(n+1)価の炭化水素基を表し、Viは−CH=CH2を表し、m1は1〜3であり、m2は1〜3であり、m3は0〜2であり、m1+m2+m3は4であり、nは1以上である。
本発明の接着剤組成物はこのような構成をとるため、所望の効果が得られるものと考えられる。その理由は明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
オレフィン樹脂のような非極性の樹脂又は極性が低い樹脂を含む基材は、一般的に接着剤組成物と接着しにくい。
このため、樹脂を含む基材に対して例えばプラズマ処理のような表面処理を施した後に、接着剤組成物を付与することが一般的に行われているが、上記表面処理が不十分な場合(例えば、表面処理が低濡れ条件でなされた場合)、基材と接着剤組成物との接着性は通常不十分となる。
非極性の樹脂又は極性が低い樹脂を少なくとも含む基材(表面処理が施されていてもよく、表面処理が不十分であってもよい)に対して、本発明の接着剤組成物は、接着性(なかでも特に所定の接着性)を優れたレベルで発揮できる。
その理由は、所定のビニルシランカップリング剤において、ビニル基を有する炭化水素基は全体として極性が低く、このため、上記ビニルシランカップリング剤を含有する本発明の接着剤組成物は上記基材に対して濡れ易くなることが原因である、と本発明者らは推測する。
以下、本発明の接着剤組成物に含有される各成分について詳述する。
[ウレタン系接着剤組成物]
<ウレタンプレポリマー>
本発明の接着剤組成物に含有されるウレタンプレポリマーはイソシアネート基を有する化合物である。
ウレタンプレポリマーは、複数のイソシアネート基(好ましくは2個のイソシアネート基)を有することが好ましい態様の1つとして挙げられる。
ウレタンプレポリマーは、イソシアネート基を分子末端に有することが好ましい。
ウレタンプレポリマーとしては、従来公知のものを用いることができる。例えば、ポリイソシアネート化合物と1分子中に2個以上の活性水素含有基を有する化合物(以下、「活性水素化合物」と略す。)とを、活性水素含有基に対してイソシアネート基が過剰となるように反応させることにより得られる反応生成物等を用いることができる。
本発明において、活性水素含有基は活性水素を含有する基を意味する。活性水素含有基としては例えば、ヒドロキシ基、アミノ基、イミノ基が挙げられる。
(ポリイソシアネート化合物)
ウレタンプレポリマーの製造の際に使用されるポリイソシアネート化合物は、分子内にイソシアネート基を2個以上有するものであれば特に限定されない。
ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,4−フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネートのような芳香族ポリイソシアネート化合物;
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン(H6XDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)のような、脂肪族(上記脂肪族は、直鎖状、分岐状及び脂環式を含む概念である)ポリイソシアネート;
これらのカルボジイミド変性ポリイソシアネートが挙げられる。
ポリイソシアネート化合物は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
これらのうち、硬化性に優れる理由から、芳香族ポリイソシアネートが好ましく、MDIがより好ましい。
(活性水素化合物)
ウレタンプレポリマーの製造の際に使用される1分子中に2個以上の活性水素含有基を有する化合物(活性水素化合物)は特に限定されない。活性水素含有基としては、例えば、水酸(OH)基、アミノ基、イミノ基が挙げられる。
上記活性水素化合物としては、例えば、1分子中に2個以上の水酸(OH)基を有するポリオール化合物、1分子中に2個以上のアミノ基および/またはイミノ基を有するポリアミン化合物等が好適に挙げられ、中でも、ポリオール化合物であることが好ましい。
上記ポリオール化合物は、OH基を2個以上有する化合物であれば、その分子量および骨格などは特に限定されない。ポリオール化合物の具体例としては、ポリエーテルポリオール;ポリエステルポリオール;アクリルポリオール;ポリブタジエンポリオール、水素添加されたポリブタジエンポリオール;低分子多価アルコール類;これらの混合ポリオールが挙げられる。なかでも、ポリエーテルポリオールが好ましい態様の1つとして挙げられる。
ポリエーテルポリオールは、主鎖としてポリエーテルを有し、ヒドロキシ基を2個以上有する化合物であれば特に制限されない。ポリエーテルとは、エーテル結合を2以上有する基であり、その具体例としては、例えば、構造単位−Ra−O−Rb−を合計して2個以上有する基が挙げられる。ここで、上記構造単位中、RaおよびRbは、それぞれ独立して、炭化水素基を表す。炭化水素基は特に制限されない。例えば、炭素数1〜10の直鎖状のアルキレン基が挙げられる。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリオキシエチレンジオール(ポリエチレングリコール)、ポリオキシプロピレンジオール(ポリプロピレングリコール:PPG)、ポリオキシプロピレントリオール、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合体、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)、ポリテトラエチレングリコール、ソルビトール系ポリオール等が挙げられる。
ポリエーテルポリオールは、ポリイソアネート化合物との相溶性に優れるという観点から、ポリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレントリオールが好ましい。
ポリエーテルポリオールの重量平均分子量は、イソシアネート化合物との反応によって得られるウレタンプレポリマーの粘度が常温において適度な流動性を有するという観点から、500〜20,000であることが好ましい。本発明において上記重量平均分子量は、GPC法(溶媒:テトラヒドロフラン(THF))により得られたポリスチレン換算値である。
活性水素化合物はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
ウレタンプレポリマーは、所定の接着性により優れ、硬化性に優れるという観点から、ポリエーテルポリオールと芳香族ポリイソシアネート化合物とを反応させてなるウレタンプレポリマーであることが好ましい。
ウレタンプレポリマーはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
ウレタンプレポリマーの製造方法は特に制限されない。例えば、活性水素化合物が有する活性水素含有基(例えばヒドロキシ基)1モルに対し、1.5〜2.5モルのイソシアネート基が反応するようにポリイソシアネート化合物を使用し、これらを混合して反応させることによってウレタンプレポリマーを製造することができる。
ウレタンプレポリマーはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
<イソシアヌレート化合物>
本発明の接着剤組成物に含有されるイソシアヌレート化合物は、イソシアヌレート環を有する化合物である。
イソシアヌレート化合物としては、所定の接着性がより良好となるという理由から、脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート化合物(C1)、イソシアヌレート環を有する(メタ)アクリレート化合物(C2)、イソシアヌレート環を有するチオール化合物(C3)、および、イソシアヌレート環を有するグリシジル化合物(C4)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物が好適に挙げられる。
ここで、「(メタ)アクリレート化合物」とは、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基を有する化合物のことをいい、後述する「(メタ)アクリロイルオキシ基」とは、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基をいう。
(イソシアヌレート化合物(C1))
イソシアヌレート化合物(C1)は、脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート化合物である。
上記イソシアヌレート化合物(C1)としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ペンタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)等の脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート化合物が挙げられる。
なかでも、HDIのイソシアヌレート体である下記式(C1−1)で表される化合物、ペンタメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体である下記式(C1−2)で表される化合物が好適に挙げられる。
また、なかでも、イソシアヌレート化合物(C1)は、所定の接着性により優れ、粘度が低いため組成物中に添加しやすく、また分子量が小さいため少ない添加量でより効果的に組成物中のイソシアヌレート化合物(C1)の含有量を増やすことができるという理由から、下記式(C1−2)で表される化合物であることが最も好適である。
((メタ)アクリレート化合物(C2))
上記(メタ)アクリレート化合物(C2)は、イソシアヌレート環と(メタ)アクリロイルオキシ基とを有する化合物であれば特に限定されない。
上記(メタ)アクリレート化合物(C2)としては、具体的には、例えば、エトキシキ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ペンタメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)等の脂肪族ジイソシアネートと、ヒドロキシエチルアクリルアミド等の水酸基含有アクリルアミドモノマーや4ヒドロキシブチルアクリレート等の水酸基含有アクリレートと、を反応させて得られる化合物;等が挙げられる。
(チオール化合物(C3))
上記チオール化合物(C3)は、イソシアヌレート環とメルカプト基とを有する化合物であれば特に限定されない。
上記チオール化合物(C3)としては、具体的には、例えば、トリス(エチル−3−メルカプトプロピオネート)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチリルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン等が挙げられる。
(グリシジル化合物(C4))
上記グリシジル化合物(C4)は、イソシアヌレート環とエポキシ基とを有する化合物であれば特に限定されない。
上記グリシジル化合物(C4)としては、具体的には、例えば、1,3,5−トリス(2,3−エポキシプロピル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン等が挙げられる。
イソシアヌレート化合物は、所定の接着性により優れるという点から、脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート化合物(C1)であることが好ましく、ペンタメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体がより好ましい。
イソシアヌレート化合物はその製造について特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。またイソシアヌレート化合物として市販品を使用することができる。
イソシアヌレート化合物はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
イソシアヌレート化合物の含有量は、ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.5〜10質量部であることが好ましく、1〜5質量部であることがより好ましい。
<活性水素を有するテルペン化合物>
本発明の接着剤組成物に含有される、活性水素を有するテルペン化合物(テルペン化合物)は、活性水素を有し、テルペンに由来する化合物である。
活性水素を有するテルペン化合物は、活性水素として、例えば、ヒドロキシ基を有することができる。活性水素は、所定の接着性がより優れる点で、フェノール化合物由来であることが好ましい。
活性水素を有するテルペン化合物としては、例えば、活性水素を有するモノテルペン又は活性水素を有する水添モノテルペンのような、変性モノテルペン;
モノテルペン若しくは水添モノテルペンのオリゴマーの変性体、又は、変性モノテルペンのオリゴマーのような、変性オリゴマーが挙げられる。
ここで、テルペンとは、イソプレン則に基づく一連の化合物、すなわち、分子式(C58nで表される化合物の総称である。上記nは例えば2〜8とすることができる。
モノテルペンとは、分子式(C582で表される化合物をいう。
オリゴマーは、モノテルペンまたは水添モノテルペンに由来する繰り返し単位を2〜6個有することができる。オリゴマーは、単独重合体(ホモオリゴマー)であってもよく、共重合体(コオリゴマー)であってもよい。
・モノテルペン
所定のテルペン化合物を構成しうるモノテルペンとしては、例えば、下記式(1)で表される化合物(α−ピネン)、下記式(2)で表される化合物(β−ピネン)、下記式(3)で表される化合物(リモネン)、ミルセン、カルボン、カンファー等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
・水添モノテルペン
所定のテルペン化合物を構成しうる水添モノテルペンは、上記モノテルペンを水素化したテルペン化合物である。水添は部分水添であってもよい。
上記水添モノテルペンとしては、例えば、下記式(4)で表される化合物(p−メンタン)等が挙げられる。
(変性モノテルペン)
上記変性モノテルペンは、上記モノテルペンまたは上記水添モノテルペンを水酸基変性したモノテルペンである。
変性モノテルペンは、モノテルペンを水酸基変性したモノテルペンであることが好ましい態様の1つとして挙げられる。
上記変性モノテルペンとしては、例えば、下記式(5)で表される化合物(α−ターピネオール)、下記式(6)で表される化合物(β−ターピネオール)、下記式(7)で表される化合物(γ−ターピネオール)のようなターピネオール等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(変性オリゴマー)
変性オリゴマーは、モノテルペンまたは水添モノテルペンのオリゴマーのフェノール変性体であることが好ましい。
上記変性オリゴマーは、上記モノテルペンまたは上記変性モノテルペンに由来する繰り返し単位を2〜6個有する化合物であることが好ましい態様の1つとして挙げられる。
上記変性オリゴマーとしては、テルペンフェノール樹脂が挙げられる。具体的には例えば、下記式(8)で表される化合物(テルペンフェノール樹脂)等が挙げられる。
ここで、上記式(8)中、mは2〜6の数を表し、nは1〜3の数を表す。
mは、2〜5であることが好ましく、2〜3であることがより好ましい。
m×nは、2〜5であることが好ましく、2〜3であることがより好ましい。
上述した各テルペン化合物のうち、臭気が少なく、作業性が良好となる理由から、上記変性オリゴマーであることが好ましく、上記式(8)で表される化合物であることがより好ましい。
テルペン化合物はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。テルペン化合物はその製造方法について特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。
テルペン化合物の含有量は、ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましく、0.1〜3質量部であることがより好ましい。
<ビニルシランカップリング剤>
本発明の接着剤組成物に含有されるビニルシランカップリング剤は、下記式(A)で表される化合物である。
式(A)中、R1、R3はそれぞれ独立に1価の炭化水素基を表し、R2は(n+1)価の炭化水素基を表し、Viは−CH=CH2を表し、m1は1〜3であり、m2は1〜3であり、m3は0〜2であり、m1+m2+m3は4であり、nは1以上である。
なお、式(A)において、R2を構成する炭素原子にViが直接結合できる。
(1価の炭化水素基)
式(A)において、R1又はR3を構成する1価の炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基が挙げられる。上記脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐状及び環状のうちの少なくともいずれかであればよい。
1価の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基が挙げられる。
((n+1)価の炭化水素基)
式(A)において、R2は、ケイ素原子とビニル基とを連結する連結基である。
上記R2を構成する(n+1)価の炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基が挙げられる。上記脂肪族炭化水素基としては、直鎖状、分岐状及び環状のうちの少なくともいずれかが挙げられる。
上記(n+1)価の炭化水素基は、所定の接着性により優れ、貯蔵後の粘度安定性および上記低濡れ条件で表面処理された基材に対する接着性に優れるという観点から、脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状の脂肪族炭化水素基がより好ましい。
2は、炭素原子及び水素原子のみから構成されることが好ましい。この場合、式(A)において、R2を構成する炭素原子にViが直接結合する。
上記(n+1)価の炭化水素基の炭素数は、所定の接着性により優れ、貯蔵後の粘度安定性および上記低濡れ条件で表面処理された基材に対する接着性に優れるという観点から、3〜12個が好ましく、4〜10個がより好ましく、6〜8個が更に好ましい。
(n+1)価の炭化水素基としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン又はデカン等から(n+1)個の水素原子を除いた残基が挙げられる。
なかでも、(n+1)価の炭化水素基は、所定の接着性により優れ、貯蔵後の粘度安定性および上記低濡れ条件で表面処理された基材に対する接着性に優れるという観点から、ヘキシレン基、オクチレン基(オクタレン基)のような2価の炭化水素基が好ましい。
(Vi)
式(A)において、Viは−CH=CH2を表す。
上記Viは、上記R2を構成する炭素原子の何れに結合してもよい。
上記Viは、所定の接着性により優れるという観点から、上記R2の末端に結合することが好ましく、上記R2を構成する末端の炭素原子(ケイ素原子の反対の末端の炭素原子)に結合することがより好ましい。上記Viが上記R2の末端の炭素原子に結合する場合、上記末端炭素原子に結合するViの数は1〜3個とできる。
(m1)
式(A)において、m1は1〜3であり、2〜3が好ましい。
(m2)
式(A)において、m2は1〜3であり、1〜2が好ましい。
(m3)
式(A)において、m3は0〜2であり、0とできる。
(n)
式(A)において、nは、1以上であればよく、1〜9が好ましい。
上記ビニルシランカップリング剤は、所定の接着性により優れるという観点から、m1が3であり、m2が1であり、m3が0であり、nが1である場合が好ましい態様の1つとして挙げられる。
上記ビニルシランカップリング剤としては、例えば、7−オクテニルトリメトキシシランのようなアルケニルトリアルコキシシランが挙げられる。
上記ビニルシランカップリング剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記ビニルシランカップリング剤の製造方法は特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
(ビニルシランカップリング剤の含有量)
上記ビニルシランカップリング剤の含有量は、所定の接着性により優れ、貯蔵後の粘度安定性および上記低濡れ条件で表面処理された基材に対する接着性に優れるという観点から、ウレタンプレポリマー100質量部に対して、5〜0.01質量部が好ましく、0.5〜0.05質量部がより好ましい。
本発明の接着剤組成物は1液型又は2液型とすることができる。
(2液型の接着剤組成物)
本発明の接着剤組成物が2液型である場合、2液型の接着剤組成物は、主剤と硬化剤(広義の硬化剤)とを有することができる。
・主剤
上記主剤が、上記ウレタンプレポリマーと、上記イソシアヌレート化合物と、上記ビニルシランカップリング剤とを含むことが好ましい態様の1つとして挙げられる。
なお、上記テルペン化合物は、上記主剤及び上記硬化剤のうちのいずれか又は両方に含まれる。
・硬化剤
上記(広義の)硬化剤が、1分子中に複数の活性水素含有基を有する化合物(狭義の硬化剤)を含むことができる。上記狭義の硬化剤は、上記ウレタンプレポリマーと実質的に反応して接着剤組成物を硬化させる化合物を意味する。上記広義の硬化剤は、上記狭義の硬化剤を少なくとも含めばよい。
上記狭義の硬化剤としては、例えば、上記ウレタンプレポリマーの製造の際に使用できる上記活性水素化合物と同様のものが挙げられる。
狭義の硬化剤は、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオールが好ましい。
ポリエーテルポリオールは上記と同様である。
ポリブタジエンポリオールは、ヒドロキシ基を2個以上有し、主鎖がポリブタジエン又はブタジエンの共重合体であるポリマーである。
ポリブタジエンポリオールの主鎖としては、例えば、ブタジエンホモポリマー、ブタジエンと他のモノマー成分との共重合体等が挙げられる。ブタジエンと共重合し得るモノマー成分としては、例えば、スチレン、アクリロニトリルが挙げられる。上記モノマー成分は単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
ポリブタジエンポリオールは、水素添加されていてもよい。
ポリブタジエンポリオールが1分子中に有することができるヒドロキシ基の数は、2個以上とできる。なお、ポリブタジエンポリオールが1分子中に有することができるヒドロキシ基の数は平均値であってもよい。
上記ポリブタジエンポリオールにおいて、ヒドロキシ基が結合する位置は特に限定されないが、ヒドロキシ基が末端に結合していることが好ましい。
上記ポリブタジエンポリオールは、室温で液状であることが好ましい態様の1つとして挙げられる。
上記ポリブタジエンポリオールとしては、例えば、R45HT、R15HT(いずれも出光興産社製)等の市販品をもちいることができる。
2液型の場合、狭義の硬化剤が有する活性水素含有基(例えばヒドロキシ基)1モルに対するイソシアネート基の量が例えば1.5〜2.5モルとなる量でウレタンプレポリマーを使用することができる。
(他の任意成分)
本発明の接着剤組成物は、必要に応じて本発明の目的を損なわない範囲で、充填剤(例えば、カーボンブラック、炭酸カルシウム)、硬化触媒、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、上記ビニルシランカップリング剤以外のシランカップリング剤、顔料(染料)、揺変性付与剤、紫外線吸収剤、難燃剤、界面活性剤(レベリング剤を含む)、分散剤、脱水剤、接着付与剤、帯電防止剤などの各種添加剤等を更に含有することができる。
なお、上記充填剤は、例えば、脂肪酸、樹脂酸、ウレタン化合物及び脂肪酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種の処理剤で表面処理されていてもよい。
また、本発明の接着剤組成物が2液型の場合、上記任意成分を主剤又は硬化剤の何れに添加するかは、適宜選択することができる。
・カーボンブラック
本発明の接着剤組成物は、更にカーボンブラックを含有することが好ましい。
カーボンブラックは特に制限されない。例えば、SAF(Super Abrasion Furnace)、ISAF(Intermediate Super Abrasion Furnace)、HAF(High Abrasion Furnace)、FEF(Fast Extruding Furnace)、GPF(General Purpose Furnace)、SRF(Semi−Reinforcing Furnace)、FT(Fine Thermal)、MT(Medium Thermal)等が挙げられる。
具体的には、上記SAFとしてはシースト9(東海カーボン社製)、ISAFとしてはショウワブラックN220(昭和キャボット社製)、HAFとしてはシースト3(東海カーボン社製)、ニテロン#200(新日化カーボン社製)、FEFとしてはHTC#100(中部カーボン社製)等が例示される。また、GPFとしては旭#55(旭カーボン社製)、シースト5(東海カーボン社製)、SRFとしては旭#50(旭カーボン社製)、三菱#5(三菱化学社製)、FTとしては旭サーマル(旭カーボン社製)、HTC#20(中部カーボン社製)、MTとしては旭#15(旭カーボン社製)等が例示される。
カーボンブラックの含有量は、ウレタンプレポリマー100質量部に対して、30〜70質量部が好ましく、40〜60質量部がより好ましい。
・炭酸カルシウム
本発明の接着剤組成物は、更に炭酸カルシウムを含有することが好ましい。
炭酸カルシウムは特に制限されない。例えば、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム(軽質炭酸カルシウム)、コロイダル炭酸カルシウム等が挙げられる。
炭酸カルシウムの含有量は、ウレタンプレポリマー100質量部に対して、20〜150質量部が好ましく、20〜120質量部がより好ましく、30〜70質量部が更に好ましい。
カーボンブラック、炭酸カルシウム以外の充填剤としては、各種形状の有機または無機の充填剤が挙げられる。具体的には、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカのようなシリカ;ケイソウ土;酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム;炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛;ろう石クレー、カオリンクレー、焼成クレー;これらの脂肪酸処理物、樹脂酸処理物、ウレタン化合物処理物、脂肪酸エステル処理物;等が挙げられる。
・硬化触媒
上記硬化触媒は、特に限定されないが、具体的には、例えば、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸などカルボン酸類;ポリリン酸、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェートなどのリン酸類;オクチル酸ビスマスなどのビスマス触媒;ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレートなどのスズ触媒;1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(例えば、DMP−30)、ジモルフォリノジエチルエーテル構造を含む化合物などの第三級アミン触媒等が挙げられる。
硬化触媒は、所定の接着性により優れるという点で、ジモルフォリノジエチルエーテル構造を含むことが好ましい。
ジモルフォリノジエチルエーテル構造は、ジモルフォリノジエチルエーテルを基本骨格とする構造である。
ジモルフォリノジエチルエーテル構造において、モルフォリン環が有する水素原子が置換基で置換されていてもよい。置換基は特に制限されない。例えば、アルキル基が挙げられる。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基が挙げられる。
ジモルフォリノジエチルエーテル構造を含むアミン系触媒としては、例えば、下記式(9)で表される化合物が挙げられる。
上記式(9)中、R1、R2はそれぞれ独立にアルキル基であり、m、nはそれぞれ独立に0、1又は2である。
ジモルフォリノジエチルエーテル構造を含むアミン系触媒としては、具体的には例えば、ジモルフォリノジエチルエーテル(DMDEE)、ジ(メチルモルフォリノ)ジエチルエーテル、ジ(ジメチルモルフォリノ)ジエチルエーテルが挙げられる。
硬化触媒はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
硬化触媒の含有量は、ウレタンプレポリマー100質量部に対して、0.05〜2.0質量部が好ましく、0.1〜0.5質量部がより好ましい。
・可塑剤
上記可塑剤としては、具体的には、例えば、ジイソノニルフタレート(DINP);アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル;ジエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル;オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル;リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル;アジピン酸プロピレングリコールポリエステル、アジピン酸ブチレングリコールポリエステル等が挙げられ、これらを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
可塑剤の含有量は、ウレタンプレポリマー100質量部に対して、1〜50質量部が好ましく、5〜40質量部がより好ましい。
(製造方法)
本発明の接着剤組成物が1液型である場合、その製造方法は、特に限定されず、例えば、ウレタンプレポリマーと、上記イソシアヌレート化合物と、上記テルペン化合物と、上記ビニルシランカップリング剤と、必要に応じて使用することができる他の任意成分とを混合する方法によって製造することができる。
本発明の接着剤組成物が2液型の場合、その製造方法は、特に限定されず、例えば、上記主剤、上記硬化剤をそれぞれ別の容器に入れて、各容器内を窒素ガス雰囲気下で混合する方法により製造することができる。
また、2液型の使用方法としては上記主剤と上記硬化剤とを混合して使用すればよい。
(基材)
本発明の接着剤組成物を適用することができる基材としては、例えば、プラスチック、ガラス、ゴム、金属等が挙げられる。
基材は、オレフィン樹脂を含む基材が好適に挙げられる。
オレフィン樹脂を含む基材は、オレフィン樹脂と、
例えば、炭素繊維、ガラスフィラーのようなガラス、タルク、炭酸カルシウム又はアルミナのような、充填剤との混合物から得られる基材であってもよい。
プラスチックは、例えば、単独重合体、共重合体、水素添加物であってもよい。ゴムも同様である。
具体的なプラスチックとしては例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレンプロピレン共重合体、COP(シクロオレフィンポリマー)、COC(シクロオレフィンコポリマー)のようなオレフィン樹脂;
ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリブチレンテレフタレート(PBT)などのポリエステル樹脂;
ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA樹脂);ポリカーボネート樹脂;ポリスチレン樹脂;アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂;ポリ塩化ビニル樹脂;アセテート樹脂;ABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂);ポリアミド樹脂が挙げられる。
上記COCは、例えば、テトラシクロドデセンとエチレン等のオレフィンとの共重合体のようなシクロオレフィンコポリマーを意味する。
また、上記COPは、例えば、ノルボルネン類を開環重合し、水素添加して得られる重合体のようなシクロオレフィンポリマーを意味する。
プラスチックは、難接着性樹脂であってもよい。
基材は表面処理がなされていてもよい。表面処理としては、例えば、フレーム処理、コロナ処理、イトロ処理が挙げられる。上記各表面処理の方法は特に制限されない。例えば従来公知の方法が挙げられる。
本発明の接着剤組成物を基材に適用する方法は特に制限されない。例えば、従来公知の方法が挙げられる。
本発明の接着剤組成物を用いる場合、基材にプライマーを用いずとも所定の接着性を優れたレベルで発現させることができる。
本発明の接着剤組成物は、湿気等によって硬化することができる。例えば、5〜90℃、相対湿度(RH)5〜95%の条件下で本発明の接着剤組成物を硬化させることができる。
なお、本発明の接着剤組成物に例えば紫外線等の光を照射せずとも、本発明の接着剤組成物は上記のとおり湿気等、水分によって硬化できる。
(用途)
本発明の接着剤組成物の用途としては、例えば、ダイレクトグレージング剤、自動車用シーラント、建築部材用シーラントが挙げられる。
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし本発明はこれらに限定されない。
<2液型の接着剤組成物の製造>
・初期の2液型の接着剤組成物
下記第1表の各成分を同表に示す組成(質量部)で、撹拌機を用いて混合し、各主剤、各硬化剤を製造した。
次に、上記のとおり製造された主剤100gと、上記のとおり製造された硬化剤とを第1表に示す主剤/硬化剤欄に示す質量比で混合し、初期の2液型の接着剤組成物を得た。
・貯蔵後の2液型の接着剤組成物
上記のとおり調製された、主剤及び硬化剤をそれぞれ、40℃、80%相対湿度の条件下に6ヶ月間置いた後、貯蔵後の主剤と、貯蔵後の硬化剤とを第1表に示す主剤/硬化剤欄に示す質量比で混合し、貯蔵後の2液型の接着剤組成物を得た。
<1液型の接着剤組成物の製造>
・初期の1液型の接着剤組成物
下記第2表の各成分を同表に示す組成(質量部)で、撹拌機を用いて混合し、初期の1液型の接着剤組成物を得た。
・貯蔵後の1液型の接着剤組成物
上記のとおり調製された初期の1液型の各接着剤組成物を40℃、80%相対湿度の条件下に6ヶ月間置き、貯蔵後の1液型の接着剤組成物を得た。
上記のとおり製造された各接着剤組成物について、各評価項目について、下記の方法により接着性を評価した。結果を各表に示す。なお、「樹脂に対する、貯蔵後の耐熱接着性」は、貯蔵後の1又は2液型の接着剤組成物で作製された、熱老化試験後試験体を用いた引張試験結果で評価された。
<試験体の作製>
ポリプロピレン樹脂(商品名ノーブレン、住友化学社製)からなる基板(幅:25mm、長さ:120mm、厚さ:3mm)の片面にフレーム処理を施した被着体を2枚用意した。
被着体をフレーム処理後、ぬれ張力試験用混合液(和光純薬工業社製)を用いて樹脂表面の濡れ性が45.0mN/m以上であることを確認した。
次いで、一方の被着体の表面(フレーム処理を施した面)に、初期若しくは貯蔵後の2液型の接着剤組成物、又は、初期若しくは貯蔵後の1液型の接着剤組成物を幅25mm、長さ10mm、厚さ5mmとなるように塗布した後、他方の被着体の表面(フレーム処理を施した面)と張り合わせ、圧着させ、23℃、50%RHの条件下で3日間おいて、初期試験体を作製した。
(試験体の老化試験)
上記のとおり作製した初期試験体を用いて以下の老化試験を行った。
・水浸漬老化試験
初期試験体を60℃の温水に3日間浸漬する水浸漬老化試験を行い、水浸漬老化後試験体を得た。
・熱老化試験
初期試験体を80℃の条件下に10日間置く熱老化試験を行い、熱老化後試験体を得た。
<評価>
(引張試験)
上記のとおり作製した、初期試験体、水浸漬老化後試験体、及び、熱老化後試験体それぞれについて、JIS K6850:1999に準じて引張試験(引張り速度50mm/分、20℃の環境下)を行い、剪断強度(MPa)を測定し、破壊状態を目視で確認した。結果を下記各表に示す。
・破壊状態の評価基準
上記引張試験後の各試験体について、破壊状態を目視で確認し、接着剤が凝集破壊しているものを「CF」と評価し、被着体−接着剤間で界面剥離しているものを「AF」と評価した。「CF」又は「AF」の後ろの数値は、接着面において各破壊状態が占めるおおよその面積(%)である。
本発明において、貯蔵後の1又は2液型の接着剤組成物で作製された、熱老化試験後試験体を用いた引張試験の破壊状態の評価結果において、CFが占める面積が80%以上である場合、所定の接着性に優れるといえる。
上記以外の評価項目についても同様である。
・剪断強度の評価基準
本発明において、剪断強度が1.3MPa以上であることが好ましい。
なお、所定の接着性について破壊状態の評価結果が同等であった場合、剪断強度が高いほうを、所定の接着性に優れるものとする。
上記以外の評価項目についても同様である。
各表に示した各成分の詳細は以下のとおりである。
(第1表の主剤及び第2表の各成分)
・ウレタンプレポリマー:ポリオキシプロピレンジオール(商品名サンニックスPP2000、三洋化成工業社製、重量平均分子量2,000)70質量部とポリオキシプロピレントリオール(商品名サンニックスGP3000、三洋化成工業社製、重量平均分子量3,000)とMDI(商品名スミジュール44S、住化バイエルウレタン社製)とをNCO/OH(モル比)が2.0となるように混合し、混合物を80℃の条件下で5時間反応させて製造したウレタンプレポリマー
・イソシアヌレート化合物1:下記式(C1−2)で表されるペンタメチレンジイソシネートのイソシアヌレート体(三井化学社製)
・テルペン化合物1:活性水素として、フェノール化合物由来であるヒドロキシ基を有するテルペン化合物。YSレジンCP(ヤスハラケミカル社製)
・ビニルシランカップリング剤1:7−オクテニルトリメトキシシラン(下記構造)、KBM−1083、信越化学工業社製
・比較シランカップリング剤:ビニルトリメトキシシラン(下記構造)、KBM−1003、信越化学工業社製
・比較エポキシシランカップリング剤:グリシドキシオクチルトリメトキシシラン(下記構造)、KBM−4803、信越化学工業社製
・比較モノスルフィドシラン:下記式(2)で表される化合物。
・比較(メタ)アクリルシランカップリング剤:メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン(下記構造)、KBM−5803、信越化学工業社製
・カーボンブラック:商品名ニテロン#200、新日化カーボン社製、HAF級カーボンブラック
・炭酸カルシウム1:重質炭酸カルシウム、商品名スーパーS、丸尾カルシウム社製
・可塑剤:ジイソノニルフタレート、ジェイプラス社製
・硬化触媒1:ジモルフォリノジエチルエーテル、商品名UCAT−660M、サンアプロ社製
(第1表の硬化剤)
・ポリオール化合物1:ポリオキシプロピレントリオール、重量平均分子量1,000、商品名EXCENOL1030、旭硝子社製。狭義の硬化剤に該当する。
・ポリオール化合物2:水酸基を末端に有する液状ポリブタジエンジオール(「poly bd R−45HT」、出光興産社製)。狭義の硬化剤に該当する。室温条件下で液状である。1分子中に約2個のヒドロキシ基を有する。
・テルペン化合物2:ターピネオール(ヤスハラケミカル社製)
・炭酸カルシウム2:脂肪酸で表面処理された炭酸カルシウム、カルファイン200、丸尾カルシウム社製
・硬化触媒2 DMDEE:ジモルフォリノジエチルエーテル、商品名UCAT−660M、サンアプロ社製
第1表(2液型の接着剤組成物)に示す結果から明らかなように、所定の、イソシアヌレート化合物及びビニルシランカップリング剤を含有しない比較例1−1は、貯蔵後の2液型の接着剤組成物で作製された、熱老化試験後試験体を用いた引張試験の破壊状態が悪く(AF100%)、所定の接着性に劣った。
所定のビニルシランカップリング剤を含有しない比較例1−2は、比較例1−1と同様に、所定の接着性に劣った。
所定のビニルシランカップリング剤を含有せず、代わりに、比較シランカップリング剤(ビニルトリメトキシシラン)、比較エポキシシランカップリング剤、比較モノスルフィドシラン又は比較(メタ)アクリルシランカップリング剤を含有する比較例1−3〜6は、比較例1−1と同様に、所定の接着性に劣った。
これに対して、本発明の接着剤組成物は、樹脂に対する、貯蔵後の耐熱接着性に優れた。
第2表(1液型の接着剤組成物)に示す結果から明らかなように、所定の、イソシアヌレート化合物、テルペン化合物及びビニルシランカップリング剤を含有しない比較例2−1は、貯蔵後の1液型の接着剤組成物で作製された、熱老化試験後試験体を用いた引張試験の破壊状態が悪く、所定の接着性に劣った。
所定のビニルシランカップリング剤を含有しない比較例2−2は、比較例2−1と同様に、所定の接着性に劣った。
所定のビニルシランカップリング剤を含有せず、代わりに、比較シランカップリング剤(ビニルトリメトキシシラン)、比較エポキシシランカップリング剤、比較モノスルフィドシラン又は比較(メタ)アクリルシランカップリング剤を含有する比較例2−3〜6は、比較例2−1と同様に、所定の接着性に劣った。
これに対して、本発明の接着剤組成物は、樹脂に対する、貯蔵後の耐熱接着性に優れた。

Claims (12)

  1. イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、
    イソシアヌレート環を有するイソシアヌレート化合物と、
    活性水素を有するテルペン化合物と、
    下記式(A)で表されるビニルシランカップリング剤とを含有する、ウレタン系接着剤組成物。
    (式(A)中、R1、R3はそれぞれ独立に1価の炭化水素基を表し、R2は(n+1)価の炭化水素基を表し、Viは−CH=CH2を表し、m1は1〜3であり、m2は1〜3であり、m3は0〜2であり、m1+m2+m3は4であり、nは1以上である。)
  2. 前記ビニルシランカップリング剤の含有量が、前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して、5〜0.01質量部である、請求項1に記載のウレタン系接着剤組成物。
  3. 前記式(A)において、前記(n+1)価の炭化水素基が、直鎖状の脂肪族炭化水素基である、請求項1又は2に記載のウレタン系接着剤組成物。
  4. 前記式(A)において、前記(n+1)価の炭化水素基の炭素数が、3〜12個である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  5. 前記式(A)において、少なくとも1つのViがR2の末端に結合する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  6. 前記式(A)において、m1が3であり、m2が1であり、m3が0であり、nが1である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  7. 前記イソシアヌレート化合物が、脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート化合物である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  8. 前記イソシアヌレート化合物が、ペンタメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  9. 前記活性水素が、フェノール化合物由来である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  10. 前記テルペン化合物が、モノテルペン若しくは水添モノテルペンのオリゴマーのフェノール変性体、又は、変性モノテルペンである、請求項1〜9のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  11. 主剤と硬化剤とを有する2液型であり、
    前記主剤が、前記ウレタンプレポリマーと、前記イソシアヌレート化合物と、前記ビニルシランカップリング剤とを含み、
    前記硬化剤が、1分子中に複数の活性水素含有基を有する化合物を含み、
    前記テルペン化合物が、前記主剤及び/又は前記硬化剤に含まれる、請求項1〜10のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  12. オレフィン樹脂を含む基材を接着するために使用される、請求項1〜11のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020157854A1 (ja) * 2019-01-30 2020-08-06 横浜ゴム株式会社 ウレタン系接着剤組成物
JP7235698B2 (ja) * 2020-06-18 2023-03-08 シーカ・ハマタイト株式会社 ウレタン接着剤組成物
CN112521905A (zh) * 2020-12-16 2021-03-19 广西华纳新材料科技有限公司 一种湿固化聚氨酯密封胶及其制备方法
CN116874716A (zh) * 2023-08-24 2023-10-13 山东高速集团有限公司创新研究院 一种萜烯型环氧聚氨酯预聚体的制备方法及所得产品和在沥青改性中的应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015166610A1 (ja) * 2014-04-30 2015-11-05 横浜ゴム株式会社 1液湿気硬化型ポリウレタン組成物
WO2016080508A1 (ja) * 2014-11-19 2016-05-26 横浜ゴム株式会社 2液ウレタン系接着剤組成物
WO2017022666A1 (ja) * 2015-08-03 2017-02-09 横浜ゴム株式会社 ウレタン系接着剤組成物
WO2017078157A1 (ja) * 2015-11-04 2017-05-11 日立化成株式会社 接着剤組成物及び構造体
CN106893529A (zh) * 2017-03-22 2017-06-27 广西金雨伞防水装饰有限公司 一种耐候热熔型压敏胶及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3922873B2 (ja) * 2000-09-29 2007-05-30 株式会社トクヤマ 硬化性組成物
JP2004047414A (ja) * 2002-05-24 2004-02-12 Sekisui Chem Co Ltd フレキシブルフラットケーブル、接着剤及びその接合体
DE10348555A1 (de) * 2003-10-20 2005-05-19 Henkel Kgaa Lagerstabiles, Silylgruppen tragendes Polyurethan
CN100509986C (zh) * 2005-12-28 2009-07-08 北京市天山新材料技术公司 免底剂型单组分湿固化聚氨酯粘接剂
KR101453406B1 (ko) * 2008-08-01 2014-10-21 동우 화인켐 주식회사 광확산 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 액정표시장치
US20110300377A1 (en) * 2009-02-16 2011-12-08 Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. Radiation-Curable Adhesive Composition for Optical Component and Adhesive Optical Component
JPWO2015012134A1 (ja) * 2013-07-25 2017-03-02 株式会社Adeka 熱硬化型粘着性組成物
CN107987770B (zh) * 2017-12-28 2020-09-08 广东生益科技股份有限公司 高导热绝缘胶粘剂组合物及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015166610A1 (ja) * 2014-04-30 2015-11-05 横浜ゴム株式会社 1液湿気硬化型ポリウレタン組成物
WO2016080508A1 (ja) * 2014-11-19 2016-05-26 横浜ゴム株式会社 2液ウレタン系接着剤組成物
WO2017022666A1 (ja) * 2015-08-03 2017-02-09 横浜ゴム株式会社 ウレタン系接着剤組成物
WO2017078157A1 (ja) * 2015-11-04 2017-05-11 日立化成株式会社 接着剤組成物及び構造体
CN106893529A (zh) * 2017-03-22 2017-06-27 广西金雨伞防水装饰有限公司 一种耐候热熔型压敏胶及其制备方法

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