WO2015033738A1 - 接着剤組成物 - Google Patents

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WO2015033738A1
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polymer
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acid
cyanoacrylate
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謙一 石▲崎▼
裕史 安藤
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東亞合成株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an adhesive composition. More specifically, the present invention relates to an adhesive composition containing 2-cyanoacrylate, which has flexibility and exhibits excellent adhesion durability.
  • the adhesive composition containing 2-cyanoacrylate ester has a unique anion polymerization property of 2-cyanoacrylate ester, which is the main component, and is caused by weak anions such as slight moisture adhering to the adherend surface. Polymerization is started and various materials can be firmly bonded in a short time. Therefore, it is used as a so-called instantaneous adhesive in a wide range of fields such as industrial use, medical use, and home use.
  • this adhesive composition has an excellent shear bond strength because its cured product is hard and brittle, but has a low peel bond strength and impact bond strength, and is particularly resistant to cold heat between different types of adherends. There is a problem that the cycle performance is inferior.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and is an adhesive composition containing 2-cyanoacrylate, which has flexibility and exhibits excellent adhesion durability.
  • An object is to provide an agent composition.
  • an adhesive composition containing 2-cyanoacrylic acid ester, a polymer having a hydrolyzable silyl group, an elastomer, and an acid catalyst in a specific ratio It has been found that it has both flexibility and adhesion durability, and has completed the present invention.
  • the present invention is as follows. 1. (A) a 2-cyanoacrylic acid ester, (b) a polymer having a hydrolyzable silyl group, (c) an elastomer, and (d) an acid catalyst, wherein (b), (c) and When the content of the component (d) is 100 parts by mass of the component (a), the component (b) is 5 to 200 parts by mass, the component (c) is 5 to 50 parts by mass, and the component (d) is An adhesive composition characterized by being 0.0005 to 0.5 parts by mass. 2.
  • the main chain skeleton of the polymer having a hydrolyzable silyl group is selected from the group consisting of an oxyalkylene polymer, a vinyl polymer, a polyester polymer, a polyurethane polymer, and a polycarbonate polymer. 2.
  • the (c) the elastomer is a monomer that can be hardly soluble in 2-cyanoacrylate, a monomer that can be soluble in 2-cyanoacrylate, and a carboxy group-containing monomer; 4.
  • the monomer that can be a poorly soluble polymer in the 2-cyanoacrylate is at least one of ethylene, propylene, isoprene, and butadiene, and can be a polymer that is soluble in the 2-cyanoacrylate. 6.
  • C + is an onium cation.
  • a ⁇ is a hydrogen sulfate anion, a hydrogen sulfite anion, a sulfonate anion represented by R 1 SO 3 — (R 1 is an alkyl group, a perfluoroalkyl group, a cycloalkyl group, a vinyl group, an aryl group, a perfluoroaryl group, aralkyl group, or a halogen atom), (R 2 SO 2) 2 N - represented by bis (substituted sulfonyl) imide anion (R 2 is an alkyl group, a perfluoroalkyl group or an aryl group), tetra It is a fluoroboron anion or a hexafluorophosphate anion.
  • the adhesive composition of the present invention contains 2-cyanoacrylate, a polymer having a hydrolyzable silyl group, an elastomer, and an acid catalyst in a specific ratio. Therefore, the cured product has flexibility and excellent adhesion durability such as cold-heat cycle resistance and hot water resistance. Furthermore, when the adhesive composition contains an onium salt represented by the general formula (1), the adhesive composition is excellent in curability and good storage stability is obtained.
  • the adhesive composition of the present invention comprises (a) 2-cyanoacrylate, (b) a polymer having a hydrolyzable silyl group, (c) an elastomer, and (d) an adhesive containing a specific amount of an acid catalyst. It is a composition.
  • 2-cyanoacrylate ester generally used in this type of adhesive composition can be used without particular limitation.
  • 2-cyanoacrylic acid ester include methyl, ethyl, chloroethyl, n-propyl, i-propyl, allyl, propargyl, n-butyl, i-butyl, n-pentyl, n-hexyl of 2-cyanoacrylic acid, Cyclohexyl, phenyl, tetrahydrofurfuryl, heptyl, 2-ethylhexyl, n-octyl, 2-octyl, n-nonyl, oxononyl, n-decyl, n-dodecyl, methoxyethyl, methoxypropyl, methoxyisopropyl, methoxybutyl, ethoxyethyl , E
  • a 2-cyanoacrylic acid ester having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms particularly a 2-cyanoacrylic acid having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • Acid alkyl esters are preferred. These 2-cyanoacrylic acid esters may be used alone or in combination of two or more.
  • the adhesive composition of the present invention contains “(b) a polymer having a hydrolyzable silyl group”.
  • a polymer having a hydrolyzable silyl group By including a polymer having a hydrolyzable silyl group, adhesion durability such as cold cycle resistance and hot water resistance can be improved. Further, by containing the polymer, flexibility can be imparted to the adhesive composition containing 2-cyanoacrylate.
  • the hydrolyzable silyl group contained in the component (b) has a silicon atom and a hydroxy group and / or a hydrolyzable functional group bonded to the silicon atom, and forms a siloxane bond by hydrolysis.
  • a group capable of forming a crosslinked structure is preferable.
  • each R 10 independently represents a hydrocarbon group
  • each X independently represents a halogen atom, a hydrogen atom, a hydroxy group, an alkoxy group, an acyloxy group, a ketoximate group, an amide group, or an acid amide.
  • a reactive group selected from a group, a mercapto group, an alkenyloxy group and an aminooxy group, and n is 0, 1 or 2.
  • R 10 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms.
  • X in the general formula (2) is preferably an alkoxy group.
  • the hydrolyzable silyl group when X in the general formula (2) is an alkoxy group is an alkoxysilyl group, such as a trimethoxysilyl group, a methyldimethoxysilyl group, a dimethylmethoxysilyl group, a triethoxysilyl group, Examples thereof include a methyldiethoxysilyl group and a methylbis (2-methoxyethoxy) silyl group.
  • a trimethoxysilyl group and a methyldimethoxysilyl group are particularly preferable from the viewpoint of the balance between curing speed and flexibility.
  • the average value of the number of hydrolyzable silyl groups contained in one molecule of the component (b) is preferably 1 to 4, more preferably 1.5 to 1, from the viewpoints of adhesion and flexibility of the cured product. Three. When the number of hydrolyzable silyl groups is less than 1, the adhesive composition may be insufficiently cured, and when it exceeds 4, the cured product may be too hard.
  • the position of the hydrolyzable silyl group contained in the component (b) is not particularly limited, and can be a side chain and / or a terminal of the polymer.
  • the main chain skeleton of the polymer having the hydrolyzable silyl group (b) is selected from the group consisting of an oxyalkylene polymer, a vinyl polymer, a polyester polymer, a polyurethane polymer, and a polycarbonate polymer. It is preferable that the polymer is at least one polymer. Among these, oxyalkylene polymers and vinyl polymers are more preferable from the viewpoint of the flexibility of the cured adhesive and the stability of mixing with 2-cyanoacrylate.
  • the polymer may be either a linear polymer or a branched polymer. Moreover, you may use combining these.
  • the oxyalkylene polymer is not particularly limited as long as it includes a repeating unit represented by the following general formula (3). -O-R 11 - (3) (In the formula, R 11 is a divalent hydrocarbon group.)
  • R 11 in the general formula (3) —CH (CH 3 ) —CH 2 —, —CH (C 2 H 5 ) —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 —CH 2 —, —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 — and the like.
  • —CH (CH 3 ) —CH 2 — is preferred.
  • the said oxyalkylene type polymer may contain the said repeating unit individually by 1 type, and may contain it in combination of 2 or more types.
  • the production method of the oxyalkylene-based polymer is not particularly limited, but a production method using an alkali catalyst such as KOH, a production method using a transition metal compound-porphyrin complex catalyst, or a production using a double metal cyanide complex catalyst. And a production method using phosphazene.
  • the production method using a double metal cyanide complex catalyst is suitable for obtaining a polymer having a high molecular weight and a narrow molecular weight distribution. When this polymer is used, the viscosity and the adhesive composition are reduced. It is preferable because the balance of elongation at break of the cured product is excellent.
  • the vinyl polymer is not particularly limited as long as it is a polymer of a vinyl monomer having radical polymerizability.
  • vinyl monomers include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic.
  • N-butyl acid isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic N-heptyl acid, n-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate , Toluyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid 3-methoxypropyl, (meth) acrylic acid 2-hydroxyethyl, (meth) acrylic acid 2-hydroxypropyl,
  • a method for producing a vinyl polymer having a hydrolyzable silyl group a known method can be used.
  • JP 59-122541 A, JP 60-31556 A, and JP 63-112642 A a known method can be used.
  • JP 63-112642 A Japanese Laid-Open Patent Publication No. 6-172631.
  • a graft copolymer having an alkoxysilyl group can be used as the polymer having a hydrolyzable silyl group.
  • a copolymer is disclosed in, for example, International Publication No. WO2007 / 023669.
  • the polymer having a hydrolyzable silyl group used in the present invention may contain a polar element portion in the molecule.
  • the polar element portion refers to a urethane bond, a thiourethane bond, a urea bond, a thiourea bond, a substituted urea bond, a substituted thiourea bond, an amide bond, a sulfide bond, and the like.
  • a method for producing such a curable resin containing a polar element part in the molecule is disclosed in JP-A No. 2000-169544.
  • the number average molecular weight of the polymer (b) having a hydrolyzable silyl group is preferably 500 to 50000, more preferably 1000 to 40000, and still more preferably 3000 to 35000.
  • the average molecular weight in the present invention is a value measured by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as “GPC”). In the GPC measurement, a polystyrene gel column was used with tetrahydrofuran as a mobile phase, and the molecular weight value was determined in terms of polystyrene.
  • the content of the polymer having a hydrolyzable silyl group in the adhesive composition is 5 to 200 parts by mass when 100 parts by mass of 2-cyanoacrylate is used.
  • the content is preferably 10 to 150 parts by mass, and more preferably 15 to 100 parts by mass.
  • an adhesive composition having excellent adhesion durability such as cold cycle resistance and warm water resistance can be obtained.
  • the adhesive composition rich in flexibility can be obtained.
  • the “(c) elastomer” has rubber-like elasticity near normal temperature (20 ° C. ⁇ 15 ° C.), and (a) a heavy compound having 2-cyanoacrylate and (b) hydrolyzable silyl group. There is no particular limitation as long as it is soluble in both the coalesced.
  • the (a) 2-cyanoacrylic acid ester and (b) the polymer having a hydrolyzable silyl group are not compatible or compatible, but can be stably compatible due to the presence of the elastomer.
  • Examples of the elastomer include an acrylate copolymer, an acrylonitrile-styrene copolymer, an acrylonitrile-butadiene copolymer, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, a styrene-butadiene copolymer, and a styrene-isoprene.
  • Copolymer ethylene-acrylic acid ester copolymer, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyurethane copolymer, polyester copolymer, fluorine copolymer, Examples thereof include polyisoprene copolymers and chloroprene copolymers. These may be used alone or in combination of two or more.
  • a monomer that can be hardly soluble in 2-cyanoacrylate and a monomer that can be soluble in 2-cyanoacrylate (however, And a copolymer formed by using (excluding the following carboxy group-containing monomer).
  • This copolymer comprises a poorly soluble segment formed by polymerizing a monomer that can be hardly soluble in 2-cyanoacrylate, and a monomer that can be soluble in 2-cyanoacrylate. And a soluble segment formed by polymerization.
  • the monomer that can be a polymer hardly soluble in 2-cyanoacrylate is not particularly limited, and examples thereof include ethylene, propylene, isoprene, butadiene, chloroprene, 1-hexene, and cyclopentene. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • ethylene, propylene, isoprene, butadiene, and chloroprene are often used, and at least one of ethylene, propylene, isoprene, and butadiene is preferable.
  • the monomer that can be a polymer soluble in 2-cyanoacrylate is not particularly limited, and examples thereof include acrylic ester, methacrylic ester, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl ether, styrene and acrylonitrile. It is preferable that it is at least 1 sort (s) among ester and methacrylic acid ester.
  • the acrylate ester include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, n-hexyl acrylate, and n-acrylate.
  • Examples include heptyl, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methoxyethyl acrylate, methoxypropyl acrylate, ethoxyethyl acrylate and ethoxypropyl acrylate. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • examples of the methacrylic acid ester include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, and methacrylic acid.
  • examples thereof include n-heptyl, n-octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, methoxypropyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate and ethoxypropyl methacrylate.
  • These monomers may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use together acrylic ester and methacrylic ester.
  • the ratio of the poorly soluble segment obtained by polymerizing monomers that can be a hardly soluble polymer and the soluble segment obtained by polymerizing monomers that can be a soluble polymer is not particularly limited, and the total of these segments Is 100-mol%, the poorly soluble segment may be 5-90 mol%, preferably 10-80 mol%, and the soluble segment may be 10-95 mol%, preferably 20-90 mol%.
  • This ratio is 30 to 80 mol% for the poorly soluble segment, 20 to 70 mol% for the soluble segment, particularly 40 to 80 mol% for the hardly soluble segment, 20 to 60 mol% for the soluble segment, and 50 to 50 mol% for the hardly soluble segment.
  • the polymer can be appropriately dissolved in 2-cyanoacrylic acid ester, and an adhesive composition having both high shear adhesive strength and excellent cold-heat cycle resistance can be obtained.
  • the proportion of each segment can be calculated from the integral value of protons measured by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (hereinafter referred to as “ 1 H-NMR”).
  • a monomer that can be hardly soluble in 2-cyanoacrylate a monomer that can be soluble in 2-cyanoacrylate, and a carboxy group A copolymer formed using the containing monomer is also included.
  • this copolymer may contain a small amount of the carboxy group-containing monomer.
  • the carboxy group-containing monomer is not particularly limited, and examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, and cinnamic acid. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • carboxy group-containing monomer acrylic acid and methacrylic acid are often used, and either one of these may be used, or they may be used in combination.
  • the carboxy group-containing segment obtained by polymerizing the carboxy group-containing monomer becomes a segment that is soluble in the highly hydrophilic 2-cyanoacrylate.
  • the elastomer is a copolymer having a carboxy group, an adhesive composition that exhibits better adhesion durability can be obtained.
  • the proportion of the carboxy group-containing segment is not particularly limited, but is 0.1 to 5 mol%, particularly 0.3 to 4 mol, when the total of the hardly soluble segment, the soluble segment, and the carboxy group-containing segment is 100 mol%. %, And more preferably 0.4 to 3 mol%. Further, this content is more preferably 0.5 to 2.5 mol%, particularly 0.5 to 2.3 mol%.
  • the carboxy group-containing segment is 0.1 to 5 mol%, particularly 0.5 to 2.5 mol%, it is cured rapidly after being applied to the adherend, and has excellent cold and heat cycle resistance and hot water resistance. It can be set as the adhesive composition which has property.
  • the proportion of the carboxy group-containing segment can be measured by potentiometric titration method or indicator titration method according to JIS K0070.
  • the copolymer for example, ethylene / methyl acrylate copolymer, ethylene / methyl acrylate / butyl acrylate copolymer, ethylene / methyl methacrylate copolymer, ethylene / vinyl acetate copolymer, A butadiene / methyl acrylate copolymer, a butadiene / acrylonitrile copolymer, a butadiene / acrylonitrile / acrylic acid ester copolymer, a butadiene / styrene / acrylonitrile / methyl acrylate copolymer, and the like can be used.
  • an ethylene / methyl acrylate copolymer and an ethylene / methyl acrylate / butyl acrylate copolymer are particularly preferable.
  • the copolymer formed by polymerizing the monomer used for each said copolymer and carboxy-group containing monomers, such as acrylic acid and / or methacrylic acid can also be used. These copolymers may be used alone or in combination of two or more, a copolymer that does not use a carboxy group-containing monomer, and a copolymer that uses a carboxy group-containing monomer And may be used in combination.
  • the average molecular weight of the elastomer is not particularly limited, but the number average molecular weight (Mn) is preferably 5,000 to 500,000, particularly 15,000 to 150,000, and more preferably 20,000 to 100,000.
  • Mn number average molecular weight
  • the weight average molecular weight (Mw) of the high molecular weight component is preferably 5,000 to 1,000,000, particularly 10,000 to 1,000,000, and Mw / Mn is 1.00 to 10.0, particularly 1.00 to 8.0. It is preferable.
  • the content of the elastomer in the adhesive composition is 5 to 50 parts by mass with 100 parts by mass of 2-cyanoacrylic acid ester.
  • the content of the elastomer component is preferably 10 to 45 parts by mass, more preferably 15 to 40 parts by mass, although it depends on the type of polymer having 2-cyanoacrylate and hydrolyzable silyl group. Is more preferable.
  • the 2-cyanoacrylic acid ester and the polymer having a hydrolyzable silyl group can be stably compatible, and as a result, an adhesive having an excellent adhesive function. It can be set as an agent composition.
  • the “(d) acid catalyst” is a curing catalyst for the polymer having the (b) hydrolyzable silyl group.
  • the acid catalyst is preferably an acid having a pKa at 25 ° C. of 4 or less.
  • the pKa is more preferably 3.0 or less.
  • the adhesive composition is cured at a speed suitable for practical use.
  • Specific examples of the acid catalyst include sulfonic acid, phosphoric acid, phosphoric acid monoester, phosphoric diester, phosphorous acid, and phosphorous ester. Among these, sulfonic acid, phosphoric acid, phosphoric acid monoester, and phosphoric acid diester are preferable from the viewpoint of curability.
  • the content of the acid catalyst in the adhesive composition is 0.0005 to 0.5 parts by mass with 100 parts by mass of 2-cyanoacrylic acid ester.
  • the content of the acid catalyst is preferably 0.001 to 0.4 parts by mass, and more preferably 0.0015 to 0.3 parts by mass.
  • the adhesive composition of the present invention may contain “(e) an onium salt represented by the following general formula (1)” in addition to the components (a) to (d).
  • This onium salt functions as a curing accelerator for the adhesive composition and improves storage stability.
  • C + A - (1) [Wherein C + is an onium cation.
  • a ⁇ is a hydrogen sulfate anion, a hydrogen sulfite anion, a sulfonate anion represented by R 1 SO 3 —
  • R 1 is an alkyl group, a perfluoroalkyl group, a cycloalkyl group, a vinyl group, an aryl group, a perfluoroaryl group, aralkyl group, or a halogen atom
  • R 2 SO 2) 2 N - represented by bis (substituted sulfonyl) imide anion R 2 is an alkyl group, a perfluoroalkyl group or an aryl group
  • tetra It is a fluoroboron anion or a hexafluorophosphate anion.
  • Examples of the cation of the onium salt include an onium cation represented by the following general formula (4), an imidazolium cation, a pyridinium cation, and an onium cation represented by the general formula (5).
  • R 3 to R 6 are each independently an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group;
  • a part or all of R 3 to R 6 together with the atom represented by A is an unsubstituted or substituted 3- to 10-membered ring (wherein the ring contains a hetero atom such as O or S)
  • R 3 to R 6 which are not involved in the formation of the ring are as defined above; and A represents a nitrogen atom or a phosphorus atom.
  • Specific examples of the substituted alkyl group include an alkoxy group and an alkanoyl group.
  • R 3 to R 6 When a part of R 3 to R 6 forms a ring, usually 2 or 3 of R 3 to R 6 form a ring.
  • Specific examples of the compound of the formula (4) in which two of R 3 to R 6 form a ring include piperidinium cation, morpholinium cation, pyrrolidinium cation and the like.
  • R 7 to R 9 are each independently an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group; A part or all of R 7 to R 9 together with a sulfur atom is an unsubstituted or substituted 3- to 10-membered ring (wherein the ring may contain a heteroatom such as O or S) R 7 to R 9 which are not involved in the formation of the ring are as defined above.
  • Specific examples of the substituted alkyl group include an alkoxy group and an alkanoyl group.
  • Typical examples of the onium cation represented by the general formula (4) include a quaternary ammonium cation and a quaternary phosphonium cation.
  • quaternary ammonium cation examples include tetramethylammonium, ethyltrimethylammonium, diethyldimethylammonium, triethylmethylammonium, tetraethylammonium, tetra-n-butylammonium, trimethyl-n-propylammonium, trimethylisopropylammonium, n- Butyltrimethylammonium, isobutyltrimethylammonium, t-butyltrimethylammonium, n-hexyltrimethylammonium, dimethyldi-n-propylammonium, dimethyldiisopropylammonium, dimethyl-n-propylisopropylammonium, methyltri-n-propylammonium, methyltriisopropylammonium Methyldi-n-propylisopropylan Ni, methyl-n-propyldiisopropyl
  • quaternary phosphonium cation examples include cations such as tetramethylphosphonium, triethylmethylphosphonium, and tetraethylphosphonium.
  • imidazolium cation examples include 1,3-dimethylimidazolium, 1,2,3-trimethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1 -Methyl-3-n-octylimidazolium, 1-hexyl-3-methylimidazolium, 1,3-diethylimidazolium, 1,2-diethyl-3-methylimidazolium, 1,3-diethyl-2-methyl Imidazolium, 1,2-dimethyl-3-n-propylimidazolium, 1-n-butyl-3-methylimidazolium, 1-n-butyl-2,3-methylimidazolium, 1,2,4-trimethyl -3-n-propylimidazolium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolium, 1,2,3,4,5-pentamethy Imidazolium, 2-ethyl
  • pyridinium cation examples include cations such as 1-methylpyridinium, 1-ethylpyridinium, 1-n-propylpyridinium, 1-isopropylpyridinium, 1-n-butylpyridinium, 1-n-butyl-3-methylpyridinium, and the like.
  • tertiary sulfonium cation represented by the general formula (5) include cations such as trimethylsulfonium, triethylsulfonium, tripropylsulfonium, and triphenylsulfonium.
  • quaternary ammonium cations, imidazolium cations, pyridinium cations from the standpoints of excellent solubility in 2-cyanoacrylate and the balance between curing acceleration ability and storage stability of the adhesive composition
  • a tertiary sulfonium cation is preferable, and a quaternary ammonium cation, an imidazolium cation, or a pyridinium cation is more preferable.
  • the anion of the onium salt includes a hydrogen sulfate anion, a hydrogen sulfite anion, and a sulfonate anion represented by R 1 SO 3 —
  • R 1 is an alkyl group, a perfluoroalkyl group, a cycloalkyl group, a vinyl group, an aryl group, Group, a perfluoroaryl group, an aralkyl group, or a halogen atom
  • R 2 SO 2 ) 2 N (R 2 is an alkyl group, a perfluoroalkyl group, or An aryl group), a tetrafluoroboron anion, or a hexafluorophosphate anion.
  • the alkyl group of R 1 and R 2 preferably has 1 to 15 carbon atoms.
  • sulfonate anion represented by R 1 SO 3 — include methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, hexanesulfonic acid, heptanesulfonic acid, octanesulfonic acid, dodecanesulfonic acid, and vinylsulfonic acid.
  • anions such as benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, 10-camphorsulfonic acid, pentafluorobenzenesulfonic acid, fluorinated sulfonic acid, chlorosulfonic acid, and brominated sulfonic acid.
  • the perfluoroalkyl sulfonate anion include a trifluoromethane sulfonate anion and a perfluorooctane sulfonate anion.
  • the number of carbon atoms of the perfluoroalkyl group is 1 to 10 and preferably 1 to 8 from the viewpoint of the solubility of the corresponding onium salt in 2-cyanoacrylate.
  • bis (substituted sulfonyl) imide anion represented by (R 2 SO 2 ) 2 N ⁇ are bis (methanesulfonyl) imide anion, bis (ethanesulfonyl) imide anion, and bis (propanesulfonyl).
  • examples thereof include an imide anion, a bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, a bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide anion, a bis (heptafluoropropanesulfonyl) imide anion, and a bis (nonafluorobutanesulfonyl) imide anion.
  • these anions exhibit an excellent adhesion rate to metals and plastics, and are excellent in storage stability of the adhesive composition, so that hydrogen sulfate anions, perfluoroalkyl sulfonate anions, and bis (perfluoroalkanes) Sulfonyl) imide anions are preferred, and perfluoroalkylsulfonic acid anions and bis (perfluoroalkanesulfonyl) imide anions are more preferred.
  • a hydrogen sulfate anion, a hydrogen sulfite anion, and a sulfonate anion represented by R 1 SO 3 — (R 1 is an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or Aralkyl group). ] Is preferable. This is because the cured product does not become cloudy and exhibits an excellent curing rate.
  • the onium salt used in the present invention is not particularly limited as long as it is a combination of the above cation and anion.
  • Specific examples of onium salts include tetraethylammonium hydrogensulfate, tetra-n-butylammonium hydrogensulfate, methyltri-n-octylammonium hydrogensulfate, amyltriethylammonium hydrogensulfate, cyclohexyltrimethylammonium hydrogensulfate, 1- Ethyl-3-methylimidazolium hydrogensulfate, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium hydrogensulfate, 1-butyl-3-methylimidazolium hydrogensulfate, 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium Hydrogen sulfate, 1-methyl-3-n-octylimidazolium hydrogen sulfate, 1-hexyl-3-methylimidazolium hydrogen
  • the onium salt of the present invention can be produced by a known method. For example, Hiroyuki Ohno et al. Am. Chem. SOc. 2005, 27, 2398-2399, or Peter Waserscheid et al., Green Chemistry, 2002, 4, 134-138.
  • the content of the above (e) onium salt in the adhesive composition is preferably 0.001 to 5 parts by mass, with 100 parts by mass of (a) 2-cyanoacrylic acid ester, More preferably, it is ⁇ 3 parts by mass, and still more preferably 0.01-2 parts by mass.
  • the content of the onium salt is 0.001 to 5 parts by mass, it functions as a curing accelerator and does not adversely affect the storage stability of the adhesive composition.
  • the adhesive composition of the present invention contains components (a) to (e), and (a) accompanying polymerization of a polymer having 2-cyanoacrylic acid ester and (b) hydrolyzable silyl group.
  • (A) 2-cyanoacrylate ester, (b) polymer having hydrolyzable silyl group and (c) elastomer component are phase-separated, and (a) polymer of 2-cyanoacrylate ester is dispersed phase.
  • (b) a polymer of a polymer having a hydrolyzable silyl group and (c) an elastomeric component form a sea-island structure that becomes a flexible continuous phase.
  • the polymer having a hydrolyzable silyl group is three-dimensionally cross-linked, so that the polymer of (a) 2-cyanoacrylate is fixed in a dispersed phase even after the adhesion durability test.
  • the sea-island structure By fixing the sea-island structure in this way, high adhesion strength can be maintained even after durability tests such as heat resistance, heat and humidity resistance, hot water resistance, and cold heat cycle resistance.
  • the cured adhesive can be a cured product having excellent flexibility.
  • the adhesive composition of the present invention may contain a silane coupling agent in order to improve adhesion and storage stability.
  • a silane coupling agent known silane coupling agents can be widely used.
  • acrylic silanes such as ⁇ -acryloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -acryloxypropyltriethoxysilane, ⁇ -acryloxypropylmethyldimethoxysilane, ⁇ -acryloxypropylmethyldiethoxysilane, ⁇ -mercaptopropyltrimethoxy
  • Examples include silane, mercaptosilanes such as ⁇ -mercaptopropyltriethoxysilane, ⁇ -ureidopropyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane.
  • silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
  • vinyltrimethoxysilane is preferable from the viewpoint of storage stability.
  • the amount of the silane coupling agent used is preferably from 0.1 to 20 parts by weight, preferably from 2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer (b) having a hydrolyzable silyl group. More preferred.
  • a silane coupling agent of 0.1 to 20 parts by mass is preferable because high adhesiveness and sufficient storage stability can be obtained.
  • an anionic polymerization accelerator, stabilizer, and the like conventionally used in an adhesive composition containing 2-cyanoacrylate ester, Plasticizers, thickeners, fumed silica, particles, fillers, colorants, fragrances, solvents, strength improvers, etc. do not impair the curability and adhesive strength of the adhesive composition depending on the purpose, etc.
  • An appropriate amount can be blended within a range.
  • anionic polymerization accelerator examples include polyalkylene oxides, crown ethers, silacrown ethers, calixarenes, cyclodextrins, and pyrogallol-based cyclic compounds.
  • the polyalkylene oxides are polyalkylene oxides and derivatives thereof such as, for example, JP-B-60-37836, JP-B-1-43790, JP-A-63-128088, JP-A-3-167279, US Patent No. 4,386,193, US Pat. No. 4,424,327 and the like.
  • polyalkylene oxides such as diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol
  • polyethylene glycol monoalkyl ester such as diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol
  • polyethylene glycol dialkyl ester such as polyethylene glycol dialkyl ester
  • polypropylene glycol dialkyl ester diethylene glycol monoalkyl ether
  • polyalkylene oxide derivatives such as dialkyl ether, dipropylene glycol monoalkyl ether, and dipropylene glycol dialkyl ether.
  • crown ethers include those disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-2236, Japanese Patent Laid-Open No. 3-167279, and the like.
  • silacrown ethers include those disclosed in JP-A-60-168775. Specific examples include dimethylsila-11-crown-4, dimethylsila-14-crown-5, dimethylsila-17-crown-6, and the like.
  • calixarenes include those disclosed in JP-A-60-179482, JP-A-62-2235379, JP-A-63-88152, and the like.
  • cyclodextrins examples include those disclosed in published Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-505835. Specific examples include ⁇ -, ⁇ -, and ⁇ -cyclodextrin.
  • pyrogallol-based cyclic compounds examples include compounds disclosed in JP 2000-191600 A. Specifically, 3, 4, 5, 10, 11, 12, 17, 18, 19, 24, 25, 26-dodecaethoxycarbomethoxy-C-1, C-8, C-15, C-22 And tetramethyl [14] -metacyclophane.
  • anionic polymerization accelerators may be used alone or in combination of two or more.
  • Stabilizers include (1) aliphatic sulfonic acids such as sulfur dioxide and methanesulfonic acid, aromatic sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, boron trifluoride methanol and boron trifluoride diethyl ether.
  • Anionic polymerization inhibitors such as boron fluoride complex, HBF 4 and trialkylborate, and (2) radical polymerization inhibitors such as hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, t-butylcatechol, catechol and pyrogallol. These stabilizers may be used alone or in combination of two or more.
  • the plasticizer can be contained as long as the effect of the present invention is not impaired.
  • the elastomer component is a copolymer using a large amount of monomers that can be a hardly soluble polymer, that is, a hardly soluble segment.
  • the solubility can be improved by adding an appropriate amount.
  • This plasticizer includes triethyl acetyl citrate, tributyl acetyl citrate, dimethyl adipate, diethyl adipate, dimethyl sebacate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, diisodecyl phthalate, dihexyl phthalate, phthalic acid Diheptyl, dioctyl phthalate, bis (2-ethylhexyl) phthalate, diisononyl phthalate, diisotridecyl phthalate, dipentadecyl phthalate, dioctyl terephthalate, diisononyl isophthalate, decyl toluate, bis (2-ethylhexyl) camphorate, 2- Ethylhexyl cyclohexyl carboxylate, diisobutyl fumarate, diisobutyl maleate, triglyceride
  • tributyl acetyl citrate, dimethyl adipate, dimethyl phthalate, 2-ethylhexyl benzoate, and dipropylene glycol have good compatibility with 2-cyanoacrylate and high plasticization efficiency.
  • Dibenzoate is preferred.
  • These plasticizers may be used alone or in combination of two or more. Further, the content of the plasticizer is not particularly limited, but when the 2-cyanoacrylic acid ester is 100 parts by mass, it is 3 to 50 parts by mass, particularly 10 to 45 parts by mass, and further 20 to 40 parts by mass. Is preferred.
  • the copolymer When the content of the plasticizer is 3 to 50 parts by mass, the copolymer can be easily dissolved in 2-cyanoacrylic acid ester, particularly when it is a copolymer having a large number of poorly soluble segments. The retention rate of the adhesive strength after the test can be improved.
  • a thickener polymethyl methacrylate, a copolymer of methyl methacrylate and an acrylate ester, a copolymer of methyl methacrylate and other methacrylic acid ester, acrylic rubber, polyvinyl chloride, polystyrene, Examples thereof include cellulose esters, polyalkyl-2-cyanoacrylic acid esters, and ethylene-vinyl acetate copolymers. These thickeners may be used alone or in combination of two or more.
  • the adhesive composition can also contain fumed silica.
  • This fumed silica is an ultrafine powder (primary particle diameter of 500 nm or less, particularly 1 to 200 nm) of anhydrous silica.
  • This anhydrous silica is made of, for example, silicon tetrachloride as a raw material in a gas phase state in a high temperature flame
  • Anhydrous silica of ultrafine powder (primary particle diameter of 500 nm or less, particularly 1 to 200 nm) produced by oxidation of, which includes hydrophilic silica having high hydrophilicity and hydrophobic silica having high hydrophobicity. Any of these fumed silicas can be used, but hydrophobic silica is preferred because of its good dispersibility in 2-cyanoacrylate.
  • a copolymer containing a large amount of monomers that can be soluble in 2-cyanoacrylate as an elastomer component that is, a copolymer having many soluble segments (including carboxy group-containing segments).
  • a copolymer having many soluble segments including carboxy group-containing segments.
  • hydrophilic silica and in the case of using a copolymer comprising a large number of monomers capable of becoming a hardly soluble polymer, that is, when using a copolymer having many poorly soluble segments, hydrophobic silica is used.
  • hydrophobic silica is used.
  • hydrophilic silica examples thereof include Aerosil 50, 130, 200, 300, and 380 (the above are trade names and manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.).
  • the specific surface areas of these hydrophilic silicas are 50 ⁇ 15 m 2 / g, 130 ⁇ 25 m 2 / g, 200 ⁇ 25 m 2 / g, 300 ⁇ 30 m 2 / g, and 380 ⁇ 30 m 2 / g, respectively.
  • Leolosil QS-10, QS-20, QS-30, and QS-40 the above are trade names, manufactured by Tokuyama Corporation
  • hydrophilic silicas are 140 ⁇ 20 m 2 / g, 220 ⁇ 20 m 2 / g, 300 ⁇ 30 m 2 / g, and 380 ⁇ 30 m 2 / g, respectively.
  • hydrophilic silica such as that manufactured by CABOT can also be used.
  • the specific surface area of the hydrophilic silica is preferably 20 to 600 m 2 / g.
  • hydrophobic silica hydrophilic silica and a compound capable of reacting with a hydroxy group existing on the surface of the hydrophilic silica to form a hydrophobic group, or adsorbed on the surface of the hydrophilic silica, are hydrophobic on the surface.
  • a product formed by contacting a compound capable of forming a layer in the presence or absence of a solvent, preferably heating and treating the surface of hydrophilic silica can be used.
  • Compounds used for hydrophobizing hydrophilic silica by surface treatment include various alkyl, aryl, and aralkyl silane coupling agents having a hydrophobic group such as n-octyltrialkoxysilane, methyltrichlorosilane, and dimethyldisilane.
  • Examples include silylating agents such as chlorosilane and hexamethyldisilazane, silicone oils such as polydimethylsiloxane, higher alcohols such as stearyl alcohol, and higher fatty acids such as stearic acid.
  • a product hydrophobized using any compound may be used.
  • hydrophobic silica examples include Aerosil RY200, R202, which has been surface-treated with silicone oil and hydrophobized, and Aerosil R974, R972, R976, n-octyltriyl which has been hydrophobized with a dimethylsilylating agent. Aerosil R805 surface treated with methoxysilane and hydrophobized, Aerosil R811, R812 (trade name, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and surface treated with trimethylsilylating agent, and methyltrichlorosilane Surface-treated and hydrophobized Leolosil MT-10 (trade name, Tokuyama Co., Ltd.) and the like.
  • the specific surface areas of these hydrophobic silicas are 100 ⁇ 20 m 2 / g, 100 ⁇ 20 m 2 / g, 170 ⁇ 20 m 2 / g, 110 ⁇ 20 m 2 / g, 250 ⁇ 25 m 2 / g, 150 ⁇ 20 m 2, respectively.
  • / G 150 ⁇ 20 m 2 / g, 260 ⁇ 20 m 2 / g, 120 ⁇ 10 m 2 / g.
  • the specific surface area of the hydrophobic silica is preferably 20 to 400 m 2 / g.
  • the preferable content of fumed silica in the adhesive composition is 1 to 30 parts by mass with 100 parts by mass of 2-cyanoacrylate.
  • the more preferable content of the fumed silica is 1 to 25 mass, although it depends on the kind of 2-cyanoacrylate, the kind and ratio of the monomer used for producing the elastomer, the kind of fumed silica, and the like.
  • the particularly preferred content is 2 to 20 parts by mass.
  • Peeling adhesive strength 0.1 mm thick aluminum foil (material defined in JIS 1N30) was used as a test piece, and was adhered using the adhesive compositions of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 3. After leaving it to stand for 7 days at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60% RH, the T-peel adhesive strength was measured according to JIS K 6854-3.
  • Onium salt synthesis synthesis example 1 (methyltri-n-octylammonium trifluoromethanesulfonate)
  • a 50 ml eggplant-shaped flask 4.041 g (10.00 mmol) of methyltri-n-octylammonium chloride (reagent), anion exchange resin (manufactured by Organo, trade name “Amberlite IRA900A OH AG”, strong base type) 13.2 g (20 mg equivalent) and 25 ml of toluene were charged and stirred at room temperature for 48 hours. After the ion exchange resin was filtered off, 1.501 g (10.00 mmol) of trifluoromethanesulfonic acid was added dropwise under ice cooling.
  • Table 1 shows 50 parts by mass of a polymer having a hydrolyzable silyl group mixed with 1.5 parts by Japan (trade name “A-171”) (trade name “Syryl SAT200”, manufactured by Kaneka Corporation). The mixture was blended so as to have the stated content, stirred at a temperature of 15 to 30 ° C. for 10 minutes, and mixed to produce an adhesive composition. The above evaluation was performed using the obtained adhesive composition. The results are shown in Table 2.
  • the adhesive composition was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the content (see Kaneka's trade name “Syryl” series, see Table 4) was blended so as to be described in Table 1.
  • the pKa of dibutyl phosphate as an acid catalyst is 1.72 (25 ° C.). The results are shown in Table 2.
  • E represents ethylene
  • MA represents methyl acrylate
  • AA represents acrylic acid
  • BA represents butyl acrylate.
  • Example 5 20 ppm of sulfur dioxide, 1000 ppm of hydroquinone (100 parts of ethyl 2-cyanoacrylate) and 0.09 parts of methanesulfonic acid are added to ethyl 2-cyanoacrylate.
  • elastomer ethylene / methyl acrylate copolymer, manufactured by DuPont Elastomer Co., Ltd., trade name “Vacac G”
  • vinyltrimethoxysilane Momentive Performance Materials Japan
  • a polymer having a hydrolyzable silyl group (trade name “Syryl SAT200”, manufactured by Kaneka Corp.) mixed with 1.5 parts of a trade name “trade name“ A-171 ”) manufactured by the company, and the onium salt obtained in Synthesis Example 1 A was blended so as to have the content shown in Table 5, stirred at a temperature of 15 to 30 ° C. for 10 minutes, mixed to produce an adhesive composition, and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6.
  • Examples 6-14 Ethyl 2-cyanoacrylate (mixed with isobutyl 2-cyanoacrylate in Examples 13 and 14), type and content of acid catalyst, type of elastomer (trade name “Vacac” series manufactured by DuPont Elastomers, see Table 3) ) And content, types and contents of polymers having hydrolyzable silyl groups (see Kaneka's trade name “Cyryl” series, Table 4), types and contents of onium salts are as described in Table 5.
  • An adhesive composition was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was blended in The results are shown in Table 6.
  • Comparative Example 1 Production was carried out in the same manner as in Example 1 except that the elastomer was not blended. However, the 2-cyanoacrylic acid ester and the polymer having a hydrolyzable silyl group could not be mixed, and immediately generated heat and gelled. Did not lead to
  • Comparative Example 2 Production was carried out in the same manner as in Example 1 except that no acid catalyst was blended. Although the 2-cyanoacrylic acid ester and the polymer having a hydrolyzable silyl group could be mixed, they were not evaluated because they were immediately thickened and gelled.
  • Comparative Example 3 Manufacture was performed in the same manner as in Example 1 except that a polymer having a hydrolyzable silyl group was not blended, and evaluation was performed in the same manner. The results are shown in Table 8.
  • the present invention contains 2-cyanoacrylic acid ester and can be used as a so-called instantaneous adhesive in a wide range of products and technical fields such as various households in addition to general household and medical fields. In particular, it is useful in applications that require adhesion durability such as cold and heat cycle resistance and warm water resistance.

Landscapes

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Abstract

 柔軟性を有するとともに、優れた接着耐久性を発現する接着剤組成物を提供する。 (a)2-シアノアクリル酸エステルと、(b)加水分解性シリル基を有する重合体と、(c)エラストマーと、(d)酸触媒とを含有し、前記(b)、(c)及び(d)成分の含有量が、前記(a)成分を100質量部とした場合に、(b)成分は5~200質量部、(c)成分は5~50質量部、(d)成分は0.0005~0.5質量部であることを特徴とする接着剤組成物。更に、(e)オニウム塩を、前記(a)成分を100質量部とした場合に、0.001~5質量部含有することが好ましい。

Description

接着剤組成物
 本発明は、接着剤組成物に関する。更に詳しくは、本発明は2-シアノアクリル酸エステルを含有する接着剤組成物であって、柔軟性を有するとともに、優れた接着耐久性を発現する接着剤組成物に関する。
 2-シアノアクリル酸エステルを含有する接着剤組成物は、主成分である2-シアノアクリル酸エステルが有する特異なアニオン重合性により、被着体表面に付着する僅かな水分等の微弱なアニオンによって重合を開始し、各種材料を短時間で強固に接合することができる。そのため、所謂、瞬間接着剤として、工業用、医療用、家庭用等の広範な分野において用いられている。しかし、この接着剤組成物は、その硬化物が硬く脆いため、優れたせん断接着強さを有する反面、剥離接着強さ及び衝撃接着強さが低く、特に異種の被着体間での耐冷熱サイクル性に劣るという問題点を有する。また、柔軟な被着体を接着する場合は、被着体が有する柔軟性を損なうという問題もある。
 従来、このような問題点を改良するため、種々の可塑剤及びエラストマー等を配合する改質方法が提案されている(例えば、特許文献1、2及び3)。また、難溶性のゴムやエラストマー粒子を配合する方法も提案されている(例えば、特許文献4)。更に、2-シアノアクリル酸エステルと常温湿気硬化型接着剤との2種類の接着剤を使用して、短時間に被着体を仮止めし、一定時間経過後に十分な接着強さが得られる接着方法も開示されている(例えば、特許文献5)。
 一方、当該接着剤の耐水性を改善するため、2-シアノアクリル酸エステルにモノシラン化合物やビスシラン化合物を配合することが知られている(例えば、特許文献6)。
特開平2-34678号公報 特開平6-145605号公報 特開平6-57214号公報 特開平6-240209号公報 特開昭63-12677号公報 米国特許出願公開第20130174981号明細書
 しかし、上記の特許文献1に記載された改質方法では、柔軟性は付与できるものの、異種被着体間での耐冷熱サイクル性が不十分であること、また硬化物から可塑剤がブリードアウトし、接着強さが経時的に低下するという問題がある。また、上記の特許文献2~4に開示される接着剤組成物は、接着強さは向上する場合があるものの、硬化物は硬く、柔軟性に劣る問題がある。更に、特許文献5に開示された接着方法は、二液型のため作業性が悪く、生産性も低い。また、二液を相互に混合しないように塗布するため、接着剤硬化物全体としては柔軟性が不足するという問題がある。一方、特許文献6に開示された接着剤組成物にはシラン化合物が含まれているが、当該シラン化合物は低分子量体であるため、硬化物の柔軟性は得られない。
 本発明は、上記の従来の状況に鑑みてなされたものであり、2-シアノアクリル酸エステルを含有する接着剤組成物であって、柔軟性を有するとともに、優れた接着耐久性を発現する接着剤組成物を提供することを目的とする。
 本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、2-シアノアクリル酸エステル、加水分解性シリル基を有する重合体、エラストマー、及び酸触媒を特定の割合で含有する接着剤組成物が、柔軟性と接着耐久性を併せ持つことを見出し、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、本発明は以下のとおりである。
 1.(a)2-シアノアクリル酸エステルと、(b)加水分解性シリル基を有する重合体と、(c)エラストマーと、(d)酸触媒とを含有し、前記(b)、(c)及び(d)成分の含有量が、前記(a)成分を100質量部とした場合に、(b)成分は5~200質量部、(c)成分は5~50質量部、(d)成分は0.0005~0.5質量部であることを特徴とする接着剤組成物。
2.上記(b)加水分解性シリル基を有する重合体の主鎖骨格が、オキシアルキレン系重合体、ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、ポリウレタン系重合体、及びポリカーボネート系重合体からなる群より選択される少なくとも1種の重合体である上記1に記載の接着剤組成物。
3.上記(b)加水分解性シリル基を有する重合体の数平均分子量が、500~50000である上記1又は2に記載の接着剤組成物。
4.上記(c)エラストマーが、2-シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体、及び、2-シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体を用いてなる共重合体である上記1~3のいずれかに記載の接着剤組成物。
5.上記(c)エラストマーが、2-シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体、2-シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体、及びカルボキシ基含有単量体とを用いてなる共重合体である上記1~3のいずれかに記載の接着剤組成物。
6.上記2-シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体が、エチレン、プロピレン、イソプレン及びブタジエンのうちの少なくとも1種であり、上記2-シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体が、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルのうちの少なくとも一方である上記4又は5に記載の接着剤組成物。
7.上記(d)酸触媒は、25℃におけるpKaが4以下の酸である上記1~6のいずれかに記載の接着剤組成物。
8.上記(d)酸触媒が、スルホン酸、リン酸、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、亜リン酸、及び亜リン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種の酸である上記1~7のいずれかに記載の接着剤組成物。
9.更に、(e)下記一般式(1)で表されるオニウム塩を含有する上記1~8のいずれかに記載の接着剤組成物。
 C+-  (1)
[式中、C+はオニウムカチオンである。A-は硫酸水素アニオン、亜硫酸水素アニオン、R1SO3 -で表されるスルホン酸アニオン(R1はアルキル基、パーフルオロアルキル基、シクロアルキル基、ビニル基、アリール基、パーフルオロアリール基、アラルキル基 、もしくはハロゲン原子である)、(R2SO22-で表されるビス(置換スルホニル)イミドアニオン(R2はアルキル基、パーフルオロアルキル基、もしくはアリール基である)、テトラフルオロホウ素アニオン、又はヘキサフルオロリン酸アニオンである。]
10.上記(e)オニウム塩のカチオンが、第四級アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、及び第三級スルホニウムカチオンからなる群より選択される少なくとも1種のオニウムカチオンである上記9に記載の接着剤組成物。
11.上記(e)オニウム塩の含有量が、(a)2-シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、0.001~5質量部である上記9又は10に記載の接着剤組成物。
 本発明の接着剤組成物は、2-シアノアクリル酸エステル、加水分解性シリル基を有する重合体、エラストマー、及び酸触媒を特定の割合で含有する。そのため、硬化物が柔軟性を有するとともに、耐冷熱サイクル性及び耐温水性等の接着耐久性に優れる。
 更に、接着剤組成物が一般式(1)で表されるオニウム塩を含有する場合は、接着剤組成物が硬化性に優れ、かつ、良好な貯蔵安定性が得られる。
 以下、本発明の接着剤組成物について詳しく説明する。
 本発明の接着剤組成物は、(a)2-シアノアクリル酸エステル、(b)加水分解性シリル基を有する重合体、(c)エラストマー、及び(d)酸触媒を特定量含有する接着剤組成物である。
 上記「(a)2-シアノアクリル酸エステル」としては、この種の接着剤組成物に一般に使用される2-シアノアクリル酸エステルを特に限定されることなく用いることができる。この2-シアノアクリル酸エステルとしては、2-シアノアクリル酸のメチル、エチル、クロロエチル、n-プロピル、i-プロピル、アリル、プロパギル、n-ブチル、i-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、シクロヘキシル、フェニル、テトラヒドロフルフリル、ヘプチル、2-エチルヘキシル、n-オクチル、2-オクチル、n-ノニル、オキソノニル、n-デシル、n-ドデシル、メトキシエチル、メトキシプロピル、メトキシイソプロピル、メトキシブチル、エトキシエチル、エトキシプロピル、エトキシイソプロピル、プロポキシメチル、プロポキシエチル、イソプロポキシエチル、プロポキシプロピル、ブトキシメチル、ブトキシエチル、ブトキシプロピル、ブトキシイソプロピル、ブトキシブチル、2,2,2-トリフルオロエチル及びヘキサフルオロイソプロピル等のエステルが挙げられる。これらの中でも、硬化性に優れる接着剤組成物が得られることから、炭素数1~4のアルキル基を有する2-シアノアクリル酸エステル、特に炭素数1~4のアルキル基を有する2-シアノアクリル酸アルキルエステルが好ましい。これらの2-シアノアクリル酸エステルは1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本発明の接着剤組成物は、「(b)加水分解性シリル基を有する重合体」を含有する。加水分解性シリル基を有する重合体を含有することにより、耐冷熱サイクル性及び耐温水性等の接着耐久性を向上することができる。また、当該重合体を含有することにより、2-シアノアクリル酸エステルを含む接着剤組成物に柔軟性を付与することができる。
 上記(b)成分に含まれる加水分解性シリル基は、珪素原子と、この珪素原子に結合した、ヒドロキシ基及び/又は加水分解性官能基とを有し、加水分解によってシロキサン結合を形成するとともに、架橋構造を形成し得る基である。加水分解性シリル基としては、特に限定されないが、下記一般式(2)で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
[式中、R10は、それぞれ、独立に、炭化水素基であり、Xは、それぞれ、独立に、ハロゲン原子、水素原子、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケトキシメート基、アミド基、酸アミド基、メルカプト基、アルケニルオキシ基及びアミノオキシ基より選ばれる反応性基であり、nは、0、1又は2である。]
 上記一般式(2)において、R10は、好ましくは、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基又は炭素数7~20のアラルキル基である。n=2のとき、複数のR10は、互いに同一であっても、異なってもよい。また、n=0又は1のとき、複数のXは、互いに同一であっても、異なってもよい。上記一般式(2)におけるXは、好ましくはアルコキシ基である。
 上記(b)成分の重合体が、加水分解性シリル基を含むと、加水分解縮合により、Si-O-Si結合が形成され、優れた強度を有する膜等の硬化物を形成することができる。上記一般式(2)におけるXがアルコキシ基であるときの加水分解性シリル基は、アルコキシシリル基であり、例えば、トリメトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、ジメチルメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、メチルジエトキシシリル基、メチルビス(2-メトキシエトキシ)シリル基等が挙げられる。これらのうち、硬化速度と柔軟性のバランスから、トリメトキシシリル基及びメチルジメトキシシリル基が特に好ましい。
 上記(b)成分の一分子中に含まれる加水分解性シリル基の数の平均値は、接着性及び硬化物の柔軟性の観点から、好ましくは1~4個、より好ましくは1.5~3個である。加水分解性シリル基の数が1個未満では、接着剤組成物の硬化が不十分になる場合があり、4個を超えると、硬化物が硬くなりすぎる場合がある。
 また、(b)成分に含まれる加水分解性シリル基の位置は、特に限定されず、重合体の側鎖及び/又は末端とすることができる。
 上記(b)加水分解性シリル基を有する重合体の主鎖骨格は、オキシアルキレン系重合体、ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、ポリウレタン系重合体、及びポリカーボネート系重合体からなる群より選択される少なくとも1種の重合体であることが好ましい。これらの中でも、接着剤硬化物の柔軟性、及び2-シアノアクリル酸エステルとの混合安定性の点から、オキシアルキレン系重合体及びビニル系重合体であることがより好ましい。また、前記重合体は、直鎖状重合体及び分枝状重合体のいずれでもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
 上記オキシアルキレン系重合体は、下記一般式(3)で表される繰り返し単位を含むものであれば、特に限定されない。
 -O-R11-   (3)
(式中、R11は、2価の炭化水素基である。)
 上記一般式(3)におけるR11としては、-CH(CH3)-CH2-、-CH(C25)-CH2-、-C(CH32-CH2-、-CH2CH2CH2CH2-等が挙げられる。これらのうち、-CH(CH3)-CH2-が好ましい。なお、上記オキシアルキレン系重合体は、上記繰り返し単位を1種単独で含んでよいし、2種以上の組み合わせで含んでもよい。
 上記オキシアルキレン系重合体の製造方法としては、特に限定されるものではないが、KOHのようなアルカリ触媒による製造方法、遷移金属化合物-ポルフィリン錯体触媒による製造方法、複合金属シアン化物錯体触媒による製造方法、フォスファゼンを用いた製造方法等が挙げられる。これらのうち、複合金属シアン化物錯体触媒による製造方法は、高分子量であり、かつ、分子量分布が狭い重合体を得るのに適しており、この重合体を用いると、接着剤組成物の粘度及び硬化物の破断伸びのバランスが優れるため好ましい。
 また、上記ビニル系重合体は、ラジカル重合性を有するビニル系単量体を重合したものであれば特に限定されない。ビニル系単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル-2-パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ジパーフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロメチル-2-パーフルオロエチルメチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロデシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキサデシルエチル等の(メタ)アクリル酸系単量体;スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、クロルスチレン、スチレンスルホン酸及びその塩等のスチレン系単量体;パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニル単量体;無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル系単量体;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基含有ビニル系単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル類;エチレン、プロピレン等のアルケン類;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコール等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、複数を共重合させても構わない。なお、上記表現形式で例えば(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸又はメタクリル酸を表す。
 加水分解性シリル基を有するビニル系重合体の製造方法は、公知の方法を用いることができ、例えば、特開昭59-122541号、特開昭60-31556号、特開昭63-112642号、特開平6-172631号の各公報に開示されている。
 また、加水分解性シリル基を有する重合体として、アルコキシシリル基を有するグラフト共重合体も使用することができる。このような共重合体は、例えば、国際公開WO2007/023669号に開示されている。
 更に、本発明に用いられる加水分解性シリル基を有する重合体には、分子内に極性要素部分が含有されてもよい。ここで、極性要素部分とは、ウレタン結合、チオウレタン結合、尿素結合、チオ尿素結合、置換尿素結合、置換チオ尿素結合、アミド結合、及びスルフィド結合等を指す。このような分子内に極性要素部分が含有される硬化性樹脂の製造方法は、特開2000-169544号公報等に開示されている。
 上記(b)加水分解性シリル基を有する重合体の数平均分子量は、500~50000であることが好ましく、1000~40000であることがより好ましく、3000~35000であることが更に好ましい。前記数平均分子量が500~50000であれば、硬化物の柔軟性が良好で、優れた耐冷熱サイクル性及び耐温水性を発現する接着剤組成物とすることができる。
 なお、本発明における平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下「GPC」と略す)で測定した値である。GPC測定の際には、テトラヒドロフランを移動相として、ポリスチレンゲルカラムを使用し、分子量の値はポリスチレン換算値で求めた。
 接着剤組成物における加水分解性シリル基を有する重合体の含有量は、2-シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、5~200質量部である。前記含有量は、10~150質量部であることが好ましく、15~100質量部であることがより好ましい。前記重合体の含有量が5~200質量部であれば、耐冷熱サイクル性及び耐温水性等の接着耐久性に優れた接着剤組成物とすることができる。また、柔軟に富む接着剤組成物が得られる。
 上記「(c)エラストマー」とは、常温(20℃±15℃)付近でゴム状弾性を有するものであり、(a)2-シアノアクリル酸エステル及び(b)加水分解性シリル基を有する重合体の双方に溶解するものであれば特に限定されない。上記(a)2-シアノアクリル酸エステルと(b)加水分解性シリル基を有する重合体は、相溶も相容もしないが、前記エラストマーの存在により、安定に相容することができる。このエラストマーとしては、アクリル酸エステル系共重合体、アクリロニトリル-スチレン系共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン系共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン系共重合体、スチレン-ブタジエン系共重合体、スチレン-イソプレン系共重合体、エチレン-アクリル酸エステル系共重合体、エチレン-プロピレン系共重合体、エチレン-酢酸ビニル系共重合体、ポリウレタン系共重合体、ポリエステル系共重合体、フッ素系共重合体、ポリイソプレン系共重合体、クロロプレン系共重合体等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を併用してもよい。
 また、これらのエラストマーのうち好ましいものとして、2-シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体、及び、2-シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体(但し、下記カルボキシ基含有単量体を除く)を用いてなる共重合体が挙げられる。この共重合体は、2-シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体が重合してなる難溶性セグメントと、2-シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体が重合してなる可溶性セグメントとを備える。
 2-シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体は特に限定されず、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、クロロプレン、1-ヘキセン及びシクロペンテン等が挙げられる。これらの単量体は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。難溶性の重合体となり得る単量体としては、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン及びクロロプレンが用いられることが多く、エチレン、プロピレン、イソプレン、及びブタジエンのうち少なくとも1種であることが好ましい。
 また、2-シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体も特に限定されず、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルエーテル、スチレン及びアクリロニトリル等が挙げられ、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルのうち少なくとも1種であることが好ましい。アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸i-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸i-ブチル、アクリル酸n-ヘキシル、アクリル酸n-ヘプチル、アクリル酸n-オクチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸メトキシプロピル、アクリル酸エトキシエチル及びアクリル酸エトキシプロピル等が挙げられる。これらの単量体は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 更に、メタクリル酸エステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸i-プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸i-ブチル、メタクリル酸n-ヘキシル、メタクリル酸n-ヘプチル、メタクリル酸n-オクチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシプロピル、メタクリル酸エトキシエチル及びメタクリル酸エトキシプロピル等が挙げられる。これらの単量体は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、アクリル酸エステルとメタクリル酸エステルとを併用してもよい。
 難溶性の重合体となり得る単量体が重合してなる難溶性セグメントと、可溶性の重合体となり得る単量体が重合してなる可溶性セグメントとの割合は特に限定されず、これらのセグメントの合計を100モル%とした場合に、難溶性セグメントが5~90モル%、好ましくは10~80モル%、可溶性セグメントが10~95モル%、好ましくは20~90モル%であればよい。この割合は、難溶性セグメントが30~80モル%、可溶性セグメントが20~70モル%、特に難溶性セグメントが40~80モル%、可溶性セグメントが20~60モル%、更に難溶性セグメントが50~75モル%、可溶性セグメントが25~50モル%であることがより好ましい。難溶性セグメントが5~90モル%であり、可溶性セグメントが10~95モル%であれば、特に難溶性セグメントが30~80モル%であり、可溶性セグメントが20~70モル%であれば、共重合体を2-シアノアクリル酸エステルに適度に溶解させることができ、高いせん断接着強さ等と、優れた耐冷熱サイクル性とを併せて有する接着剤組成物とすることができる。
 各々のセグメントの割合は、プロトン核磁気共鳴分光法(以下「1H-NMR」と表記する)測定によるプロトンの積分値により算出することができる。
 更に、上記のエラストマーのうち特に好ましいものとして、2-シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体、2-シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体、及びカルボキシ基含有単量体を用いてなる共重合体も挙げられる。通常、この共重合体において、カルボキシ基含有単量体は少量含有されていればよい。カルボキシ基含有単量体も特に限定されず、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸及び桂皮酸等が挙げられる。これらの単量体は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。カルボキシ基含有単量体としては、アクリル酸及びメタクリル酸が用いられることが多く、これらはいずれか一方を用いてもよく、併用してもよい。このカルボキシ基含有単量体が重合してなるカルボキシ基含有セグメントは、親水性の高い2-シアノアクリル酸エステルに可溶性のセグメントになる。当該エラストマーがカルボキシ基を有する共重合体であることにより、より優れた接着耐久性を発現する接着剤組成物とすることができる。
 カルボキシ基含有セグメントの割合も特に限定されないが、難溶性セグメント、可溶性セグメント、及びカルボキシ基含有セグメントの合計を100モル%とした場合に、0.1~5モル%、特に0.3~4モル%、更に0.4~3モル%であることが好ましい。また、この含有量は、0.5~2.5モル%、特に0.5~2.3モル%であることがより好ましい。カルボキシ基含有セグメントが0.1~5モル%、特に0.5~2.5モル%であれば、被着体に塗布後、速やかに硬化し、かつ、優れた耐冷熱サイクル性及び耐温水性を有する接着剤組成物とすることができる。
 カルボキシ基含有セグメントの割合は、JIS K0070に準じ、電位差滴定法又は指示薬滴定法により測定することができる。
 ここで、共重合体としては、例えば、エチレン/アクリル酸メチル共重合体、エチレン/アクリル酸メチル/アクリル酸ブチル共重合体、エチレン/メタクリル酸メチル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、ブタジエン/アクリル酸メチル共重合体、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、ブタジエン/アクリロニトリル/アクリル酸エステル共重合体、及びブタジエン/スチレン/アクリロニトリル/アクリル酸メチル共重合体等を用いることができる。この共重合体としては、エチレン/アクリル酸メチル共重合体、エチレン/アクリル酸メチル/アクリル酸ブチル共重合体が特に好ましい。また、上記の各々の共重合体に用いられる単量体と、アクリル酸及び/又はメタクリル酸等のカルボキシ基含有単量体とを重合させてなる共重合体を用いることもできる。これらの共重合体は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよく、カルボキシ基含有単量体を用いない共重合体と、カルボキシ基含有単量体を用いた共重合体とを併用してもよい。
 エラストマーの平均分子量も特に限定されないが、数平均分子量(Mn)が5000~500000、特に15000~150000、更に20000~100000であることが好ましい。高分子量成分の数平均分子量が5000~500000であれば、高分子量成分が2-シアノアクリル酸エステルに容易に溶解し、特に耐冷熱サイクル試験後の接着強さが高い接着剤組成物とすることができる。また、高分子量成分の重量平均分子量(Mw)は、5000~1000000、特に10000~1000000であることが好ましく、Mw/Mnは1.00~10.0、特に1.00~8.0であることが好ましい。
 接着剤組成物におけるエラストマーの含有量は、2-シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、5~50質量部である。エラストマー成分の含有量は、2-シアノアクリル酸エステル及び加水分解性シリル基を有する重合体の種類等にもよるが、10~45質量部であることが好ましく、15~40質量部であることがより好ましい。エラストマー成分の含有量が5~50質量部であれば、2-シアノアクリル酸エステルと加水分解性シリル基を有する重合体を安定に相容することができ、結果として優れた接着機能を有する接着剤組成物とすることができる。
 上記「(d)酸触媒」は、上記(b)加水分解性シリル基を有する重合体の硬化触媒である。酸触媒としては、25℃におけるpKaが4以下の酸であることが好ましい。前記pKaは、3.0以下であることがより好ましい。pKaが4以下の酸であれば、実用に適した速さで接着剤組成物が硬化する。この酸触媒の具体例としては、スルホン酸、リン酸、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、亜リン酸、及び亜リン酸エステル等が挙げられる。これらの中でも、硬化性の点から、スルホン酸、リン酸、リン酸モノエステル、及びリン酸ジエステルが好ましい。
 接着剤組成物における酸触媒の含有量は、2-シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、0.0005~0.5質量部である。酸触媒の含有量は、0.001~0.4質量部であることが好ましく、0.0015~0.3質量部であることがより好ましい。酸触媒の含有量が0.0005~0.5質量部であれば、良好な硬化性が得られ、かつ、接着剤組成物の貯蔵安定性に大きな悪影響を与えない。
 本発明の接着剤組成物は、上記成分(a)~(d)に加えて、「(e)下記一般式(1)で表されるオニウム塩」を含有することができる。このオニウム塩は、接着剤組成物の硬化促進剤として機能するとともに、貯蔵安定性を向上させる。
 C+-  (1)
[式中、C+はオニウムカチオンである。A-は硫酸水素アニオン、亜硫酸水素アニオン、R1SO3 -で表されるスルホン酸アニオン(R1はアルキル基、パーフルオロアルキル基、シクロアルキル基、ビニル基、アリール基、パーフルオロアリール基、アラルキル基 、もしくはハロゲン原子である)、(R2SO22-で表されるビス(置換スルホニル)イミドアニオン(R2はアルキル基、パーフルオロアルキル基、もしくはアリール基である)、テトラフルオロホウ素アニオン、又はヘキサフルオロリン酸アニオンである。]
 上記オニウム塩のカチオンとしては、例えば、下記一般式(4)で表されるオニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン及び一般式(5)で表されるオニウムカチオンが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[式中、R3~R6は、それぞれ独立して、炭素数1~20の非置換若しくは置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基又はアルキニル基である;あるいは、R3~R6の一部又は全部が、Aで示される原子と一緒になって、非置換又は置換の3~10員環(ここで、該環はO、S等のヘテロ原子を含んでいてもよい)を形成し、該環の形成に関与していないR3~R6は、前記で定義したとおりである;そしてAは、窒素原子又はリン原子を表す。なお、上記置換のアルキル基の具体例としては、例えば、アルコキシ基及びアルカノイル基が挙げられる。また、R3~R6の一部が環を形成する場合、通常、R3~R6のうちの2又は3つが環を形成する。R3~R6の2つが環を形成する式(4)化合物の具体例としては、ピペリジニウムカチオン、モルホリニウムカチオン、ピロリジニウムカチオンなどが挙げられる。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式中、R7~R9は、それぞれ独立して、炭素数1~20の非置換若しくは置換のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基又はアルキニル基である;あるいは、R7~R9の一部又は全部が、硫黄原子と一緒になって、非置換又は置換の3~10員環(ここで、該環はO、S等のヘテロ原子を含んでいてもよい)を形成し、該環の形成に関与していないR7~R9は、前記で定義したとおりである。なお、上記置換のアルキル基の具体例としては、例えば、アルコキシ基及びアルカノイル基が挙げられる。]
 上記一般式(4)で表されるオニウムカチオンの代表例としては、第四級アンモニウムカチオン、第四級ホスホニウムカチオン等が挙げられる。
 第四級アンモニウムカチオンの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、ジエチルジメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラ-n-ブチルアンモニウム、トリメチル-n-プロピルアンモニウム、トリメチルイソプロピルアンモニウム、n-ブチルトリメチルアンモニウム、イソブチルトリメチルアンモニウム、t-ブチルトリメチルアンモニウム、n-ヘキシルトリメチルアンモニウム、ジメチルジ-n-プロピルアンモニウム、ジメチルジイソプロピルアンモニウム、ジメチル-n-プロピルイソプロピルアンモニウム、メチルトリ-n-プロピルアンモニウム、メチルトリイソプロピルアンモニウム、メチルジ-n-プロピルイソプロピルアンモニウム、メチル-n-プロピルジイソプロピルアンモニウム、トリエチル-n-プロピルアンモニウム、トリエチルイソプロピルアンモニウム、n-ブチルトリエチルアンモニウム、トリエチルイソブチルアンモニウム、t-ブチルトリエチルアンモニウム、ジ-n-ブチルジメチルアンモニウム、ジイソブチルジメチルアンモニウム、ジ-t-ブチルジメチルアンモニウム、n-ブチルエチルジメチルアンモニウム、イソブチルエチルジメチルアンモニウム、t-ブチルエチルジメチルアンモニウム、n-ブチルイソブチルジメチルアンモニウム、n-ブチル-t-ブチルジメチルアンモニウム、t-ブチルイソブチルジメチルアンモニウム、ジエチルジ-n-プロピルアンモニウム、ジエチルジイソプロピルアンモニウム、ジエチル-n-プロピルイソプロピルアンモニウム、エチルトリ-n-プロピルアンモニウム、エチルトリイソプロピルアンモニウム、エチルイソプロピルジ-n-プロピルアンモニウム、エチルジイソプロピル-n-プロピルアンモニウム、ジエチルメチル-n-プロピルアンモニウム、エチルジメチル-n-プロピルアンモニウム、エチルメチルジ-n-プロピルアンモニウム、ジエチルイソプロピルメチルアンモニウム、エチルイソプロピルジメチルアンモニウム、エチルジイソプロピルメチルアンモニウム、エチルメチル-n-プロピルイソプロピルアンモニウム、テトラ-n-プロピルアンモニウム、テトライソプロピルアンモニウム、トリイソプロピル-n-プロピルアンモニウム、ジイソプロピルジ-n-プロピルアンモニウム、イソプロピルトリ-n-プロピルアンモニウム、ブチルトリメチルアンモニウム、トリメチルペンチルアンモニウム、ヘキシルトリメチルアンモニウム、ヘプチルトリメチルアンモニウム、トリメチルオクチルアンモニウム、トリメチルノニルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウム、トリメチルウンデシルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ジデシルジメチルアンモニウム、ジラウリルジメチルアンモニウム、ジメチルジスチリルアンモニウム、ジメチルジオクタデシルアンモニウム、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジメチルジパルミチルアンモニウム、エチルヘキサデシルジメチルアンモニウム、ヘキシルジメチルオクチルアンモニウム、ドデシル(フェロセニルメチル)ジメチルアンモニウム、N-メチルホマロトビニウム等のテトラアルキルアンモニウムカチオン;ベンジルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリブチルアンモニウム、ベンジルドデシルジメチルアンモニウム等の芳香族アルキル基置換アンモニウムカチオン;トリメチルフェニルアンモニウム、テトラフェニルアンモニウム等の芳香族置換アンモニウムカチオン;ピロリジニウム(例えば、1,1-ジメチルピロリジニウム、1-エチル-1-メチルピロリジニウム、1,1-ジエチルピロリジニウム、1,1-テトラメチレンピロリジニウム、1-ブチル-1-メチルピロリジニウム)、ピペリジニウム(例えば、1,1-ジメチルピペリジニウム、1-エチル-1-メチルピペリジニウム、1,1-ジエチルピペリジニウム、1-ブチル-1-メチルピペリジニウム)、モルホリニウム(例えば、1,1-ジメチルモルホリニウム、1-エチル-1-メチルモルホリニウム、1,1-ジエチルモルホリニウム)等の脂肪族環状アンモニウムカチオン等が挙げられる。
 また、第四級ホスホニウムカチオンの具体例としては、テトラメチルホスホニウム、トリエチルメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム等のカチオンを挙げることができる。
 イミダゾリウムカチオンの具体例としては、1,3-ジメチルイミダゾリウム、1,2,3-トリメチルイミダゾリウム、1-エチル-3-メチルイミダゾリウム、1-エチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム、1-メチル-3-n-オクチルイミダゾリウム、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウム、1,3-ジエチルイミダゾリウム、1,2-ジエチル-3-メチルイミダゾリウム、1,3-ジエチル-2-メチルイミダゾリウム、1,2-ジメチル-3-n-プロピルイミダゾリウム、1-n-ブチル-3-メチルイミダゾリウム、1-n-ブチル-2,3-メチルイミダゾリウム、1,2,4-トリメチル-3-n-プロピルイミダゾリウム、1,2,3,4-テトラメチルイミダゾリウム、1,2,3,4,5-ペンタメチルイミダゾリウム、2-エチル-1,3-ジメチルイミダゾリウム、1,3-ジメチル-2-n-プロピルイミダゾリウム、1,3-ジメチル-2-n-ペンチルイミダゾリウム、2-n-ヘプチル-1,3-ジメチルイミダゾリウム、1,3,4-トリメチルイミダゾリウム、2-エチル-1,3,4-トリメチルイミダゾリウム、1,3-ジメチルベンゾイミダゾリウム、3-メチル-1-フェニルイミダゾリウム、1-ベンジル-3-メチルイミダゾリウム、2,3-ジメチル-1-フェニルイミダゾリウム、1-ベンジル-2,3-ジメチルイミダゾリウム、1,3-ジメチル-2-フェニルイミダゾリウム、2-ベンジル-1,3-ジメチルイミダゾリウム、1,3-ジメチル-2-n-ウンデシルイミダゾリウム、1,3-ジメチル-2-n-ヘプタデシルイミダゾリウム等のカチオンが挙げられる。
 ピリジニウムカチオンとしては、1-メチルピリジニウム、1-エチルピリジニウム、1-n-プロピルピリジニウム、1-イソプロピルピリジニウム、1-n-ブチルピリジニウム、1-n-ブチル-3-メチルピリジニウム等のカチオンが挙げられる。
 上記一般式(5)で表される第三級スルホニウムカチオンの具体例としては、トリメチルスルホニウム、トリエチルスルホニウム、トリプロピルスルホニウム、トリフェニルスルホニウム等のカチオンが挙げられる。
 上記オニウムカチオンの中でも、2-シアノアクリル酸エステルへの溶解性に優れること、及び硬化促進能と接着剤組成物の貯蔵安定性のバランスの点から第四級アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン又は第三級スルホニウムカチオンが好ましく、第四級アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン又はピリジニウムカチオンが更に好ましい。
 次に、上記オニウム塩のアニオンは、硫酸水素アニオン、亜硫酸水素アニオン、R1SO3 -で表されるスルホン酸アニオン(R1はアルキル基、パーフルオロアルキル基、シクロアルキル基、ビニル基、アリール基、パーフルオロアリール基、アラルキル基、もしくはハロゲン原子である)、(R2SO22-で表されるビス(置換スルホニル)イミドアニオン(R2はアルキル基、パーフルオロアルキル基、もしくはアリール基である)、テトラフルオロホウ素アニオン、又はヘキサフルオロリン酸アニオンである。R1及びR2のアルキル基の炭素数は1~15が好ましい。
 上記R1SO3 -で表されるスルホン酸アニオンの具体例としては、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、ヘプタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、ビニルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、10-カンファースルホン酸、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸、フッ化スルホン酸、塩化スルホン酸、臭化スルホン酸等のアニオンが挙げられる。また、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオンとしては、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、パーフルオロオクタンスルホン酸アニオン等が挙げられる。パーフルオロアルキル基の炭素数は、対応するオニウム塩の2-シアノアクリル酸エステルに対する溶解性の点から1~10であり、1~8であることが好ましい。
 また、上記(R2SO22-で表されるビス(置換スルホニル)イミドアニオンの具体例としては、ビス(メタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(エタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(プロパンスルホニル)イミドアニオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ヘプタフルオロプロパンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドアニオン等が挙げられる。
 これらのアニオンの中でも、金属及びプラスチックに対して優れた接着速度を発現し、接着剤組成物の貯蔵安定性に優れることから、硫酸水素アニオン、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、及びビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミドアニオンが好ましく、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、及びビス(パーフルオロアルカンスルホニル)イミドアニオンが更に好ましい。
 また、接着剤硬化物の外観が問題となる場合は、硫酸水素アニオン、亜硫酸水素アニオン、及びR1SO3 -で表されるスルホン酸アニオン(R1はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基である)。]が好ましい。硬化物の白濁が起こらず、かつ、優れた硬化速度を発現するからである。
 本発明に用いられるオニウム塩は、上記カチオンとアニオンの組合せであれば特に限定されない。オニウム塩の具体例としては、テトラエチルアンモニウム硫酸水素塩、テトラ-n-ブチルアンモニウム硫酸水素塩、メチルトリ-n-オクチルアンモニウム硫酸水素塩、アミルトリエチルアンモニウム硫酸水素塩、シクロヘキシルトリメチルアンモニウム硫酸水素塩、1-エチル-3-メチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1-エチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1-メチル-3-n-オクチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウム硫酸水素塩、2-エチル-1,3-ジメチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1,3-ジメチル-2-n-プロピルイミダゾリウム硫酸水素塩、1,3-ジメチル-2-n-ペンチルイミダゾリウム硫酸水素塩、2-n-ヘプチル-1,3-ジメチルイミダゾリウム硫酸水素塩、1-エチル-1-メチルピペリジニウム硫酸水素塩、1-ブチル-1-メチルピペリジニウム硫酸水素塩、1-エチル-1-メチルピロリジニウム硫酸水素塩、1-ブチル-1-メチルピロリジニウム硫酸水素塩、1-メチル-1-プロピルピロリジニウム硫酸水素塩、1-エチルピリジニウム硫酸水素塩、1-エチル-3-メチルピリジニウム硫酸水素塩、1-ブチル-3-メチルピリジニウム硫酸水素塩、1-エチル-4-メチルピリジニウム硫酸水素塩、1-ブチルピリジニウム硫酸水素塩、1-ブチル-4-メチルピリジニウム硫酸水素塩、テトラメチルホスホニウム硫酸水素塩、トリエチルメチルホスホニウム硫酸水素塩、テトラエチルホスホニウム硫酸水素塩、テトラ-n-ブチルアンモニウムメタンスルホネート、メチルトリ-n-オクチルアンモニウムメタンスルホネート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムメタンスルホネート、1-エチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムメタンスルホネート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムメタンスルホネート、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムメタンスルホネート、1-エチル-1-メチルピペリジニウムメタンスルホネート、1-ブチル-1-メチルピペリジニウムメタンスルホネート、1-エチル-1-メチルピロリジニウムメタンスルホネート、1-ブチル-1-メチルピロリジニウムメタンスルホネート、1-メチル-1-プロピルピロリジニウムメタンスルホネート、1-エチルピリジニウムメタンスルホネート、1-エチル-3-メチルピリジニウムメタンスルホネート、1-ブチル-3-メチルピリジニウムメタンスルホネート、テトラエチルホスホニウムメタンスルホネート、テトラエチルホスホニウムメタンスルホネート、テトラ-n-ブチルアンモニウムp-トルエンスルホネート、メチルトリ-n-オクチルアンモニウムp-トルエンスルホネート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムp-トルエンスルホネート、1-エチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムp-トルエンスルホネート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムp-トルエンスルホネート、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムp-トルエンスルホネート、1-エチル-1-メチルピペリジニウムp-トルエンスルホネート、1-ブチル-1-メチルピペリジニウムp-トルエンスルホネート、1-エチル-1-メチルピロリジニウムp-トルエンスルホネート、1-ブチル-1-メチルピロリジニウムp-トルエンスルホネート、1-メチル-1-プロピルピロリジニウムp-トルエンスルホネート、1-エチルピリジニウムp-トルエンスルホネート、1-エチル-3-メチルピリジニウムp-トルエンスルホネート、1-ブチル-3-メチルピリジニウムp-トルエンスルホネート、テトラエチルホスホニウムp-トルエンスルホネート、テトラエチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、テトラ-n-ブチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、メチルトリ-n-ブチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、メチルトリ-n-オクチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、アミルトリエチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、シクロヘキシルトリメチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ベンジルトリブチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ベンジルドデシルジメチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジデシルジメチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジラウリルジメチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ヘキシルジメチルオクチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、ドデシル(フェロセニルメチル)ジメチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1-エチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1-メチル-3-n-オクチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、2-エチル-1,3-ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1,3-ジメチル-2-n-プロピルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1,3-ジメチル-2-n-ペンチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1,3-ジメチル-2-n-ヘプチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、1-エチル-1-メチルピペリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-ブチル-1-メチルピペリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-エチル-1-メチルピロリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-ブチル-1-メチルピロリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-メチル-1-プロピルピロリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-エチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-エチル-3-メチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-ブチル-3-メチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-エチル-4-メチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-ブチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、1-ブチル-4-メチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、テトラメチルホスホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリエチルメチルホスホニウムトリフルオロメタンスルホネート、テトラエチルホスホニウムトリフルオロメタンスルホネート、テトラエチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、テトラ-n-ブチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、メチルトリ-n-オクチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-エチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-エチル-1-メチルピペリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-ブチル-1-メチルピペリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-エチル-1-メチルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-ブチル-1-メチルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-メチル-1-プロピルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-エチルピリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-エチル-3-メチルピリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1-ブチル-3-メチルピリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリエチルスルホニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロリン酸、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロリン酸等が挙げられる。
 本発明のオニウム塩は、公知の方法により製造することができる。例えば、Hiroyuki OhnoらのJ.Am.Chem.SOc.,2005,27,2398-2399、又はPeter WasserscheidらのGreen Chemistry,2002,4,134-138に記載のように、対応するオニウムハライドから製造することができる。
 接着剤組成物における上記(e)オニウム塩の含有量は、(a)2-シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、0.001~5質量部であることが好ましく、0.005~3質量部であることがより好ましく、0.01~2質量部であることが更に好ましい。オニウム塩の含有量が0.001~5質量部であれば、硬化促進剤として機能し、接着剤組成物の貯蔵安定性に悪影響を与えることもない。
 上記のとおり、本発明の接着剤組成物は成分(a)~(e)を含有し、(a)2-シアノアクリル酸エステル及び(b)加水分解性シリル基を有する重合体の重合に伴って、(a)2-シアノアクリル酸エステル、(b)加水分解性シリル基を有する重合体及び(c)エラストマー成分が相分離し、(a)2-シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相となり、(b)加水分解性シリル基を有する重合体の重合物及び(c)エラストマー成分が柔軟な連続相となる海島構造を形成する。この時、(b)加水分解性シリル基を有する重合体が三次元架橋することにより、接着耐久性試験後も(a)2-シアノアクリル酸エステルの重合物が分散相のまま固定される。このように海島構造を固定することにより、耐熱性、耐湿熱性、耐温水性、及び耐冷熱サイクル性等の耐久性試験後も、高い接着強さを維持することができる。また、接着剤硬化物は、柔軟性に優れる硬化物となり得る。
 本発明の接着剤組成物には、接着性や貯蔵安定性を向上させるために、シランカップリング剤を含有させることもできる。シランカップリング剤としては、公知のシランカップリング剤を広く使用することができる。例えば、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等のアクリルシラン類、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン類、γ-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。これらのシランカップリング剤の中でも、ビニルトリメトキシシランが貯蔵安定性の点で好ましい。シランカップリング剤の使用量としては、(b)加水分解性シリル基を有する重合体100質量部に対し、0.1~20質量部が好ましく、2~10質量部の割合で使用するのがより好ましい。シランカップリング剤が0.1~20質量部であれば、高い接着性と十分な貯蔵安定性とが得られるため好ましい。
 また、本発明の接着剤組成物には、上記の成分の他に、従来、2-シアノアクリル酸エステルを含有する接着剤組成物に配合して用いられているアニオン重合促進剤、安定剤、可塑剤、増粘剤、ヒュームドシリカ、粒子、充填剤、着色剤、香料、溶剤、強度向上剤等を、目的等に応じて、接着剤組成物の硬化性及び接着強さ等を損なわない範囲で適量配合することができる。
 アニオン重合促進剤としては、ポリアルキレンオキサイド類、クラウンエーテル類、シラクラウンエーテル類、カリックスアレン類、シクロデキストリン類及びピロガロール系環状化合物類等が挙げられる。ポリアルキレンオキサイド類とは、ポリアルキレンオキサイド及びその誘導体であって、例えば、特公昭60-37836号、特公平1-43790号、特開昭63-128088号、特開平3-167279号、米国特許第4386193号、米国特許第4424327号等で開示されているものが挙げられる。具体的には、(1)ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレンオキサイド、(2)ポリエチレングリコールモノアルキルエステル、ポリエチレングリコールジアルキルエステル、ポリプロピレングリコールジアルキルエステル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル等のポリアルキレンオキサイドの誘導体などが挙げられる。クラウンエーテル類としては、例えば、特公昭55-2236号、特開平3-167279号等で開示されているものが挙げられる。具体的には、12-クラウン-4、15-クラウン-5、18-クラウン-6、ベンゾ-12-クラウン-4、ベンゾ-15-クラウン-5、ベンゾ-18-クラウン-6、ジベンゾ-18-クラウン-6、ジベンゾ-24-クラウン-8、ジベンゾ-30-クラウン-10、トリベンゾ-18-クラウン-6、asym-ジベンゾ-22-クラウン-6、ジベンゾ-14-クラウン-4、ジシクロヘキシル-24-クラウン-8、シクロヘキシル-12-クラウン-4、1,2-デカリル-15-クラウン-5、1,2-ナフト-15-クラウン-5、3,4,5-ナフチル-16-クラウン-5、1,2-メチルベンゾ-18-クラウン-6、1,2-tert-ブチル-18-クラウン-6、1,2-ビニルベンゾ-15-クラウン-5等が挙げられる。シラクラウンエーテル類としては、例えば、特開昭60-168775号等で開示されているものが挙げられる。具体的には、ジメチルシラ-11-クラウン-4、ジメチルシラ-14-クラウン-5、ジメチルシラ-17-クラウン-6等が挙げられる。カリックスアレン類としては、例えば、特開昭60-179482号、特開昭62-235379号、特開昭63-88152号等で開示されているものが挙げられる。具体的には、5,11,17,23,29,35-ヘキサ-tert-butyl-37,38,39,40,41,42-ヘキサヒドロオキシカリックス〔6〕アレン、37,38,39,40,41,42-ヘキサヒドロオキシカリックス〔6〕アレン、37,38,39,40,41,42-ヘキサ-(2-オキソ-2-エトキシ)-エトキシカリックス〔6〕アレン、25,26,27,28-テトラ-(2-オキソ-2-エトキシ)-エトキシカリックス〔4〕アレン、テトラキス(4-t-ブチル-2-メチレンフェノキシ)エチルアセテート等が挙げられる。シクロデキストリン類としては、例えば、公表平5-505835号等で開示されているものが挙げられる。具体的には、α-、β-又はγ-シクロデキストリン等が挙げられる。ピロガロール系環状化合物類としては、特開2000-191600号等で開示されている化合物が挙げられる。具体的には、3,4,5,10,11,12,17,18,19,24,25,26-ドデカエトキシカルボメトキシ-C-1、C-8、C-15、C-22-テトラメチル[14]-メタシクロファン等が挙げられる。これらのアニオン重合促進剤は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 また、安定剤としては、(1)二酸化イオウ及びメタンスルホン酸等の脂肪族スルホン酸、p-トルエンスルホン酸等の芳香族スルホン酸、三弗化ホウ素メタノール及び三弗化ホウ素ジエチルエーテル等の三弗化ホウ素錯体、HBF4並びにトリアルキルボレート等のアニオン重合禁止剤、(2)ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、t-ブチルカテコール、カテコール及びピロガロール等のラジカル重合禁止剤などが挙げられる。これらの安定剤は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 可塑剤は本発明の効果が損なわれない範囲であれば含有させることができ、エラストマー成分として特に、難溶性の重合体となり得る単量体を多く用いてなる共重合体、即ち、難溶性セグメントが多い共重合体(難溶性セグメントの割合が65モル%以上の共重合体)を用いる場合に、適量含有させることにより、その溶解性を向上させることができる。この可塑剤としては、アセチルクエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリブチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、セバシン酸ジメチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソトリデシル、フタル酸ジペンタデシル、テレフタル酸ジオクチル、イソフタル酸ジイソノニル、トルイル酸デシル、ショウノウ酸ビス(2-エチルヘキシル)、2-エチルヘキシルシクロヘキシルカルボキシレート、フマル酸ジイソブチル、マレイン酸ジイソブチル、カプロン酸トリグリセライド、安息香酸2-エチルヘキシル、ジプロピレングリコールジベンゾエート等が挙げられる。これらの中では、2-シアノアクリル酸エステルとの相溶性が良く、かつ可塑化効率が高いという点から、アセチルクエン酸トリブチル、アジピン酸ジメチル、フタル酸ジメチル、安息香酸2-エチルヘキシル、ジプロピレングリコールジベンゾエートが好ましい。これらの可塑剤は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、可塑剤の含有量は特に限定されないが、2-シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、3~50質量部、特に10~45質量部、更に20~40質量部であることが好ましい。可塑剤の含有量が3~50質量部であれば、特に難溶性セグメントが多い共重合体であるときに、共重合体の2-シアノアクリル酸エステルへの溶解を容易とし、特に耐冷熱サイクル試験後の接着強さの保持率を向上させることができる。
 更に、増粘剤としては、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチルとアクリル酸エステルとの共重合体、メタクリル酸メチルとその他のメタクリル酸エステルとの共重合体、アクリルゴム、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、セルロースエステル、ポリアルキル-2-シアノアクリル酸エステル及びエチレン-酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。これらの増粘剤は1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 接着剤組成物にはヒュームドシリカを含有させることもできる。このヒュームドシリカは、超微粉(一次粒子径が500nm以下、特に1~200nm)の無水シリカであり、この無水シリカは、例えば、四塩化ケイ素を原料とし、高温の炎中において気相状態での酸化により生成する超微粉(一次粒子径が500nm以下、特に1~200nm)の無水シリカであって、親水性の高い親水性シリカと、疎水性の高い疎水性シリカとがある。このヒュームドシリカとしては、いずれも用いることができるが、2-シアノアクリル酸エステルへの分散性がよいため疎水性シリカが好ましい。また、エラストマー成分として2-シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体を多く用いてなる共重合体、即ち、可溶性セグメント(カルボキシ基含有セグメントを含む)が多い共重合体を用いる場合は、親水性シリカを組み合わせて用いることが好ましく、難溶性の重合体となり得る単量体を多く用いてなる共重合体、即ち、難溶性セグメントが多い共重合体を用いる場合は、疎水性シリカを組み合わせて用いることが好ましい。
 親水性シリカとしては市販の各種の製品を用いることができ、例えば、アエロジル50、130、200、300及び380(以上、商品名であり、日本アエロジル社製である)等が挙げられる。これらの親水性シリカの比表面積は、それぞれ50±15m2/g、130±25m2/g、200±25m2/g、300±30m2/g、380±30m2/gである。また、市販の親水性シリカとしては、レオロシールQS-10、QS-20、QS-30及びQS-40(以上、商品名であり、トクヤマ社製である)等を用いることができる。これらの親水性シリカの比表面積は、それぞれ140±20m2/g、220±20m2/g、300±30m2/g、380±30m2/gである。この他、CABOT社製等の市販の親水性シリカを用いることもできる。親水性シリカの比表面積は、20~600m2/gであることが好ましい。
 更に、疎水性シリカとしては、親水性シリカと、親水性シリカの表面に存在するヒドロキシ基と反応し、疎水基を形成し得る化合物、又は親水性シリカの表面に吸着され、表面に疎水性の層を形成し得る化合物と、を溶媒の存在下又は不存在下に接触させ、好ましくは加熱し、親水性シリカの表面を処理することにより生成する製品を用いることができる。
 親水性シリカを表面処理して疎水化するのに用いる化合物としては、n-オクチルトリアルコキシシラン等の疎水基を有するアルキル、アリール、アラルキル系の各種のシランカップリング剤、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシリル化剤、ポリジメチルシロキサン等のシリコーンオイル、ステアリルアルコール等の高級アルコール、及びステアリン酸等の高級脂肪酸などが挙げられる。疎水性シリカとしては、いずれの化合物を用いて疎水化された製品を用いてもよい。
 市販の疎水性シリカとしては、例えば、シリコーンオイルで表面処理され、疎水化されたアエロジルRY200、R202、ジメチルシリル化剤で表面処理され、疎水化されたアエロジルR974、R972、R976、n-オクチルトリメトキシシランで表面処理され、疎水化されたアエロジルR805、トリメチルシリル化剤で表面処理され、疎水化されたアエロジルR811、R812(以上、商品名であり、日本アエロジル社製である)及びメチルトリクロロシランで表面処理され、疎水化されたレオロシールMT-10(商品名であり、トクヤマ社である)等が挙げられる。これらの疎水性シリカの比表面積は、それぞれ100±20m2/g、100±20m2/g、170±20m2/g、110±20m2/g、250±25m2/g、150±20m2/g、150±20m2/g、260±20m2/g、120±10m2/gである。疎水性シリカの比表面積は、20~400m2/gであることが好ましい。
 接着剤組成物におけるヒュームドシリカの好ましい含有量は、2-シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、1~30質量部である。このヒュームドシリカの更に好ましい含有量は、2-シアノアクリル酸エステルの種類、エラストマーの製造に用いた単量体の種類及び割合、並びにヒュームドシリカの種類等にもよるが、1~25質量部であり、特に好ましい含有量は2~20質量部である。ヒュームドシリカの含有量が1~30質量部であれば、接着剤組成物の硬化性や接着強さ等を損なわず、作業性も良好な接着剤組成物とすることができる。
 本発明を、実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。なお、下記において、部及び%は、特に断らない限り、質量基準である。
1.評価方法
(1)分子量
 装置:アライアンス2695(ウォーターズ社製)
 カラム:TSKgel SuperMultiporeHZ-H 2本、TSKgel SuperHZ-2500 2本連結(東ソー社製)
 カラム温度: 40℃
 溶離液: テトラヒドロフラン 0.35ml/min
 検出器: RI
 GPCにより測定した分子量をポリスチレンの分子量を基準にして換算した。
(2)接着速度
 JIS K 6861「α-シアノアクリレート系接着剤の試験方法」に準じて、23℃、60%RH環境下で接着速度を測定した。使用した試験片は次のとおりである。
 ・ABS:宇部サイコン社製ABS樹脂、商品名「GSE」
(3)耐冷熱サイクル性
 アルミニウム板(JIS A6061Pに規定された材質)とABS樹脂製(ABS樹脂として新神戸電機社製、商品名「ABS-N-WN」を用いた)の試験片とを、実施例1~14及び比較例1~3の接着剤組成物を用いて接着させ、温度23℃、湿度60%RHで7日間静置して養生させた後、JIS K 6861に準じて引張せん断接着強さを測定した(これを初期強度とする)。次いで、冷熱衝撃試験機を用いて、-40℃で1時間保持し、その後、80℃で1時間保持する冷熱サイクルを1サイクルとして10サイクル後の引張せん断接着強さを上記と同様にして測定し(これを試験後強度とする)、下記のようにして保持率を算出した。
  保持率(%)=(試験後強度/初期強度)×100
(4)耐温水性
 アルミニウム板(JIS A6061Pに規定された材質)とABS樹脂製(ABS樹脂として新神戸電機社製、商品名「ABS-N-WN」を用いた)の試験片とを、実施例1~14及び比較例1~3の接着剤組成物を用いて接着させ、温度23℃、湿度60%RHで7日間静置して養生させた後、JIS K 6861に準じて引張せん断接着強さを測定した(これを初期強度とする)。次いで、60℃での温水に1週間浸漬後の引張りせん断接着強さを上記と同様にして測定し(これを試験後強度とする)、下記のようにして保持率を算出した。
  保持率(%)=(試験後強度/初期強度)×100
(5)はく離接着強さ
 0.1mm厚のアルミニウム箔(JIS 1N30に規定された材質)を試験片とし、実施例1~14及び比較例1~3の接着剤組成物を用いて接着させ、温度23℃、湿度60%RHで7日間静置して養生させた後、JIS K 6854-3に準じてT形はく離接着強さを測定した。
(6)硬化物の柔軟性
 1mm厚の硬化物を作製し、圧子押込超微小硬度計(フィッシャー インストロメンツ社製 商品名「H100CXYp」)により、押し込み荷重200mN、保持時間10秒の条件下で、ユニバーサル硬さを測定した。
2.オニウム塩の合成
合成例1(メチルトリ-n-オクチルアンモニウムトリフルオロメタンスルホネート)
 50mlナス型フラスコにメチルトリ-n-オクチルアンモニウムクロリド(試薬)4.041g(10.00mmol)、陰イオン交換樹脂(オルガノ社製、商品名「アンバーライトIRA900A OH AG」、強塩基型)13.2g(20mg当量)、トルエン25mlを仕込み、室温下で48時間攪拌した。イオン交換樹脂をろ別後、氷冷下でトリフルオロメタンスルホン酸1.501g(10.00mmol)を滴下した。氷浴を外し、室温下で更に12時間攪拌を続けた。これをイオン交換水25mlで3回洗浄し、更に無水硫酸ナトリウム上で乾燥後、減圧下で濃縮した。得られた残渣をメタノール25mlに溶解し、不溶物をろ別した。減圧下で溶媒を留去し、淡黄色半固体5.022g(オニウム塩A)を得た。
3.接着剤組成物の製造
 実施例1
 2-シアノアクリル酸エチルに、二酸化硫黄を20ppm、ハイドロキノンを1000ppm(2-シアノアクリル酸エチルを100部とする)、酸触媒としてメタンスルホン酸(キシダ化学社製、試薬、pKa=-0.6[25℃])0.005部配合する。これに表1に記載のエラストマー(エチレン/アクリル酸メチル共重合体、デュポンエラストマー社製、商品名「Vamac G」)20部を溶解させた後、予めビニルトリメトキシシラン(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、商品名「A-171」)1.5部を混合した、加水分解性シリル基を有する重合体50質量部(カネカ社製、商品名「サイリルSAT200」)を、表1に記載の含有量となるように配合し、温度15~30℃で、10分間攪拌し、混合して接着剤組成物を製造した。得られた接着剤組成物を用いて、上記評価行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 実施例2~4
 2-シアノアクリル酸エチルに、酸触媒の種類と含有量、エラストマーの種類(デュポンエラストマー社製 商品名「Vamac」シリーズ、表3参照)及び含有量、加水分解性シリル基を有する重合体の種類及び含有量(カネカ社製 商品名「サイリル」シリーズ、表4参照)、が表1の記載となるように配合した以外は、実施例1と同様にして接着剤組成物を製造し、評価した。酸触媒であるリン酸ジブチルのpKaは1.72(25℃)である。結果を表2に示す。
 なお、表3において、「E」はエチレン、「MA」はアクリル酸メチル、「AA」はアクリル酸、「BA」はアクリル酸ブチルを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 実施例5
 2-シアノアクリル酸エチルに、二酸化硫黄を20ppm、ハイドロキノンを1000ppm(2-シアノアクリル酸エチルを100部とする)、メタンスルホン酸を0.09部配合する。これに更に表5に記載のエラストマー(エチレン/アクリル酸メチル共重合体、デュポンエラストマー社製、商品名「Vamac G」)を溶解させた後、予めビニルトリメトキシシラン(モメンティブ パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、商品名「A-171」)1.5部を混合した、加水分解性シリル基を有する重合体(カネカ社製、商品名「サイリルSAT200」)、合成例1で得られたオニウム塩Aを、表5に記載の含有量となるように配合し、温度15~30℃で、10分間攪拌し、混合して接着剤組成物を製造し、実施例1と同様に評価した。結果を表6に示す。
 実施例6~14
 2-シアノアクリル酸エチル(実施例13及び14では2-シアノアクリル酸イソブチルと混合)に、酸触媒の種類と含有量、エラストマーの種類(デュポンエラストマー社製 商品名「Vamac」シリーズ、表3参照)及び含有量、加水分解性シリル基を有する重合体の種類及び含有量(カネカ社製 商品名「サイリル」シリーズ、表4参照)、オニウム塩の種類及び含有量が表5の記載となるように配合した以外は、実施例1と同様にして接着剤組成物を製造し、評価した。結果を表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 比較例1
 エラストマーを配合しなかった以外は実施例1と同様に製造を行ったが、2-シアノアクリル酸エステルと加水分解性シリル基を有する重合体が混合できず、すぐに発熱、ゲル化したため、評価に至らなかった、
 比較例2
 酸触媒を配合しなかった以外は実施例1と同様に製造を行った。2-シアノアクリル酸エステルと加水分解性シリル基を有する重合体を混合することはできたが、すぐに増粘、ゲル化したため評価に至らなかった。
 比較例3
 加水分解性シリル基を有する重合体を配合しなかった以外は実施例1と同様に製造を行い、同様に評価を行った。結果を表8に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 本発明は、2-シアノアクリル酸エステルを含有し、所謂、瞬間接着剤として一般家庭用、医療分野等の他、各種産業界などの広範な製品、技術分野において利用することができる。特に、耐冷熱サイクル性及び耐温水性等の接着耐久性が要求される用途において有用である。

Claims (11)

  1.  (a)2-シアノアクリル酸エステルと、(b)加水分解性シリル基を有する重合体と、(c)エラストマーと、(d)酸触媒とを含有し、
     前記(b)、(c)及び(d)成分の含有量が、前記(a)成分を100質量部とした場合に、(b)成分は5~200質量部、(c)成分は5~50質量部、(d)成分は0.0005~0.5質量部であることを特徴とする接着剤組成物。
  2.  上記(b)加水分解性シリル基を有する重合体の主鎖骨格が、オキシアルキレン系重合体、ビニル系重合体、ポリエステル系重合体、ポリウレタン系重合体、及びポリカーボネート系重合体からなる群より選択される少なくとも1種の重合体である請求項1に記載の接着剤組成物。
  3.  上記(b)加水分解性シリル基を有する重合体の数平均分子量が、500~50000である請求項1又は2に記載の接着剤組成物。
  4.  上記(c)エラストマーが、2-シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体、及び、2-シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体を用いてなる共重合体である請求項1~3のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  5.  上記(c)エラストマーが、2-シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体、2-シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体、及びカルボキシ基含有単量体を用いてなる共重合体である請求項1~3のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  6.  上記2-シアノアクリル酸エステルに難溶性の重合体となり得る単量体が、エチレン、プロピレン、イソプレン及びブタジエンのうちの少なくとも1種であり、上記2-シアノアクリル酸エステルに可溶性の重合体となり得る単量体が、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルのうちの少なくとも一方である請求項4又は5に記載の接着剤組成物。
  7.  上記(d)酸触媒は、25℃におけるpKaが4以下の酸である請求項1~6のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  8.  上記(d)酸触媒が、スルホン酸、リン酸、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、亜リン酸、及び亜リン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種の酸である請求項1~7のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
  9.  更に、(e)下記一般式(1)で表されるオニウム塩を含有する請求項1~8のいずれか1項に記載の接着剤組成物。
     C+-  (1)
    [式中、C+はオニウムカチオンである。A-は硫酸水素アニオン、亜硫酸水素アニオン、R1SO3 -で表されるスルホン酸アニオン(R1はアルキル基、パーフルオロアルキル基、シクロアルキル基、ビニル基、アリール基、パーフルオロアリール基、アラルキル基 、もしくはハロゲン原子である)、(R2SO22-で表されるビス(置換スルホニル)イミドアニオン(R2はアルキル基、パーフルオロアルキル基、もしくはアリール基である)、テトラフルオロホウ素アニオン、又はヘキサフルオロリン酸アニオンである。]
  10.  上記(e)オニウム塩のカチオンが、第四級アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、及び第三級スルホニウムカチオンからなる群より選択される少なくとも1種のオニウムカチオンである請求項9に記載の接着剤組成物。
  11.  上記(e)オニウム塩の含有量が、(a)2-シアノアクリル酸エステルを100質量部とした場合に、0.001~5質量部である請求項9又は10に記載の接着剤組成物。
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