WO2016080508A1 - 2液ウレタン系接着剤組成物 - Google Patents

2液ウレタン系接着剤組成物 Download PDF

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WO2016080508A1
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compound
adhesive composition
isocyanurate
main agent
curing agent
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PCT/JP2015/082624
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French (fr)
Inventor
裕一 松木
愛美 阿部
Original Assignee
横浜ゴム株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
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    • C08G18/77Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78Nitrogen
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    • C09J11/08Macromolecular additives

Definitions

  • the present invention relates to a two-component urethane-based adhesive composition.
  • DG agent direct glazing agent
  • Patent Document 1 discloses that “carbon black (A) having a particle diameter of 20 to 25 nm is contained in an amount of 2 to 32 parts by mass and carbon black having a particle diameter of 26 to 30 nm (B 1-component moisture-curing urethane composition containing 8 to 38 parts by mass of “)”.
  • Patent Document 2 discloses a two-component polyurethane adhesive system including a resin component A and a curing agent B packaged separately, and the resin component A includes an aromatic polyisocyanate and an aliphatic polyisocyanate. It is disclosed to contain a mixture of monomeric polyisocyanates (claim 3). As such an aliphatic polyisocyanate, trimerized hexane-1,6-diisocyanate is shown (paragraph 0021).
  • the conventionally well-known 1 liquid moisture hardening type urethane composition described in patent document 1 etc. had the problem that a cure rate was slow.
  • the present inventors changed the specification to a two-component type using a main agent and a curing agent.
  • the substrate particularly a substrate made of an olefin resin
  • the adhesiveness may be inferior and the heat resistance may be inferior depending on the structure of the urethane prepolymer.
  • the present inventors refer to Patent Document 2 and hexane-1,6-diisocyanate trimerized as a compound having an isocyanurate ring (specifically, isocyanurate of hexamethylene diisocyanate). It was clarified that the viscosity of the two-component urethane-based adhesive composition containing an excessive increase in viscosity may cause a decrease in workability.
  • an object of the present invention is to provide a two-component urethane-based adhesive composition that maintains an excellent curing rate as a two-component and has good workability, adhesion, and heat resistance.
  • the present inventors blend a compound having an isocyanurate ring and fine particles having a predetermined particle size containing an organic substance into at least one of the main agent and the curing agent.
  • the excellent curing rate as the two liquids was maintained and the workability, adhesiveness and heat resistance were improved, and the present invention was completed. That is, it has been found that the above problem can be solved by the following configuration.
  • Two-component urethane-based adhesive composition having a main agent containing a urethane prepolymer (A) having an isocyanate group and a curing agent containing a compound (B) having two or more active hydrogen-containing groups in one molecule A thing, At least one of the main agent and the curing agent contains a compound (C) having an isocyanurate ring, and fine particles (D) having an average particle diameter of 0.1 to 10 ⁇ m containing an organic substance,
  • the two-component urethane-based adhesive composition of the present invention includes a main agent containing a urethane prepolymer (A) having an isocyanate group and one molecule.
  • a two-component urethane system comprising a compound (C) having an organic compound-containing fine particle (D) having an average particle size of 0.1 to 10 ⁇ m, wherein the compound (C) comprises an isocyanurate of pentamethylene diisocyanate It is an adhesive composition.
  • compound (C) having an isocyanurate ring and fine particles (D) having an average particle diameter of 0.1 to 10 ⁇ m containing an organic substance are blended in at least one of the main agent and the curing agent.
  • excellent curing speed as two liquids is maintained, and adhesion and heat resistance are improved.
  • the adhesive composition of the present invention is also useful as an adhesive composition for olefin substrates.
  • the compound (C) having an isocyanurate ring contains an isocyanurate body of pentamethylene diisocyanate, thereby increasing the viscosity of the main agent or curing agent containing the isocyanurate body of pentamethylene diisocyanate. Can be suppressed.
  • the isocyanurate form of pentamethylene diisocyanate has a lower molecular weight and lower viscosity than other isocyanurate compounds (especially the isocyanurate form of hexamethylene diisocyanate). It is estimated that the effect of suppressing is high. This is also shown in the Example section described later.
  • the viscosity of the main agent of Example 1 using an isocyanurate body of pentamethylene diisocyanate is that of an isocyanurate body of hexamethylene diisocyanate. It can be seen that the viscosity is remarkably reduced as compared with the viscosity of the base agent of Comparative Example 2. As described above, since the increase in the viscosity of the main agent or the curing agent can be suppressed, there is an advantage that workability is improved when the adhesive composition is prepared or used.
  • the main ingredient of the adhesive composition of the present invention contains a urethane prepolymer (A) having an isocyanate group.
  • the urethane prepolymer (A) contained in the main component of the adhesive composition of the present invention is a polymer containing a plurality of isocyanate groups in the molecule at the molecular ends.
  • a conventionally well-known thing can be used as such a urethane prepolymer (A).
  • a polyisocyanate compound and a compound having two or more active hydrogen groups in one molecule hereinafter abbreviated as “active hydrogen compound” are reacted so that the isocyanate groups are excessive with respect to the active hydrogen groups.
  • active hydrogen compound a polyisocyanate compound and a compound having two or more active hydrogen groups in one molecule
  • the polyisocyanate compound used in the production of the urethane prepolymer (A) is not particularly limited as long as it has two or more isocyanate groups in the molecule.
  • Specific examples of the isocyanate used in the polyisocyanate compound include TDI (eg, 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), for example.
  • MDI eg, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI)
  • 1,4-phenylene diisocyanate polymethylene polyphenylene Aromatic polyisocyanates such as polyisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), tolidine diisocyanate (TODI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), triphenylmethane triisocyanate Nate; aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMHDI), lysine diisocyanate, norbornane diisocyanate (NBDI); transcyclohexane-1,4-diisocyanate, is
  • Such polyisocyanate compounds can be used alone or in combination of two or more. Of these, MDI is preferred because of its excellent curability.
  • the active hydrogen compound having two or more active hydrogen groups in one molecule used in the production of the urethane prepolymer (A) is not particularly limited.
  • the active hydrogen compound for example, a polyol compound having two or more hydroxyl (OH) groups in one molecule, a polyamine compound having two or more amino groups and / or imino groups in one molecule, etc. are preferable. Among them, a polyol compound is preferable.
  • the polyol compound is a compound having two or more OH groups
  • its molecular weight and skeleton are not particularly limited, and specific examples thereof include low-molecular polyhydric alcohols, polyether polyols, polyester polyols, and the like. Examples thereof include polyols and mixed polyols thereof.
  • low molecular weight polyhydric alcohols include ethylene glycol (EG), diethylene glycol, propylene glycol (PG), dipropylene glycol, (1,3- or 1,4-) butanediol, and pentanediol.
  • Low molecular polyols such as neopentyl glycol, hexanediol, cyclohexanedimethanol, glycerin, 1,1,1-trimethylolpropane (TMP), 1,2,5-hexanetriol, pentaerythritol; saccharides such as sorbitol; etc. Is mentioned.
  • polyether polyol and polyester polyol those derived from the above low-molecular polyhydric alcohols are usually used.
  • aromatic diols, amines and alkanolamines are further used. Those derived from the above can also be suitably used.
  • aromatic diol specifically, for example, resorcin (m-dihydroxybenzene), xylylene glycol, 1,4-benzenedimethanol, styrene glycol, 4,4′-dihydroxyethylphenol; Bisphenol A structure (4,4'-dihydroxyphenylpropane), bisphenol F structure (4,4'-dihydroxyphenylmethane), brominated bisphenol A structure, hydrogenated bisphenol A structure, bisphenol S structure, bisphenol AF Those having a bisphenol skeleton having a structure;
  • amines include ethylene diamine and hexamethylene diamine
  • alkanol amines include ethanol amine and propanol amine
  • polyether polyol for example, at least one selected from the compounds exemplified as the above low molecular polyhydric alcohols, the above aromatic diols, the above amines, and the above alkanolamines, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide
  • polyether polyols include polyethylene glycol, polypropylene glycol (PPG), polypropylene triol, ethylene oxide / propylene oxide copolymer, polytetramethylene ether glycol (PTMEG), polytetraethylene glycol, sorbitol-based polyol. Etc.
  • polyester polyol for example, a condensate (condensed polyester polyol) of any one of the low molecular polyhydric alcohols, the aromatic diols, the amines and the alkanolamines with a polybasic carboxylic acid. ); Lactone polyol; polycarbonate polyol; and the like.
  • the polybasic carboxylic acid forming the condensed polyester polyol specifically, for example, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, fumaric acid, maleic acid, pimelic acid, suberic acid, sebacic acid, Hydroxycarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, dimer acid, pyromellitic acid, other low-molecular carboxylic acids, oligomeric acids, castor oil, reaction products of castor oil and ethylene glycol (or propylene glycol), etc. Is mentioned.
  • lactone polyol specifically, for example, a lactone such as ⁇ -caprolactone, ⁇ -methyl- ⁇ -caprolactone, ⁇ -methyl- ⁇ -caprolactone was subjected to ring-opening polymerization with an appropriate polymerization initiator. And those having hydroxyl groups at both ends.
  • polystyrene resin examples include acrylic polyols; polybutadiene diols; polymer polyols having a carbon-carbon bond in the main chain skeleton such as hydrogenated polybutadiene polyols.
  • the various polyol compounds exemplified above may be used alone or in combination of two or more.
  • polypropylene glycol is preferable because it is excellent in the balance between hardness and elongation at break and cost of the adhesive composition of the present invention containing the obtained urethane prepolymer as a main ingredient.
  • polyamine compound examples include ethylenediamine, propylenediamine, butylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, 1 Aliphatic polyamines such as, 2-propanediamine, iminobispropylamine, methyliminobispropylamine, 1,5-diamino-2-methylpentane (MPMD, manufactured by DuPont Japan); metaphenylenediamine, orthophenylenediamine, Such as paraphenylenediamine, m-xylylenediamine (MXDA), diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiethyldiphenylmethane.
  • MXDA m-xylylenediamine
  • N-aminoethylpiperazine a monoamine having an ether bond in the main chain such as 3-butoxyisopropylamine; a diamine having a polyether skeleton typified by Jeffamine EDR148 manufactured by Sun Techno Chemical Co .; isophorone diamine, 1, Cycloaliphatic polyamines such as 3-bisaminomethylcyclohexane (1,3BAC, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company), 1-cyclohexylamino-3-aminopropane, 3-aminomethyl-3,3,5-trimethyl-cyclohexylamine; Norbornane diamine such as norbornane diamine (NBDA, Mitsui Chemicals); polyamide amine having an amino group at the molecular end of polyamide; 2,5-dimethyl-2,5-hexamethylenediamine, mensendiamine, 1,4 -Bis (2-Ami -2-Methylpropyl) piperazine, Jeffermine D230 and Jeffamine D400 manufactured by Sun Techno
  • PPG polypropylene glycol
  • a diamine having a polyether skeleton (Jefamine) and hexamethylenediamine are preferable.
  • the urethane prepolymer (A) uses an aromatic polyisocyanate as the polyisocyanate compound, a polyether polyol having a molecular weight of 500 to 20000 as the active hydrogen compound, and converts these into 1 mol of hydroxyl group of the polyether polyol.
  • a urethane prepolymer which is reacted so that the isocyanate group of the aromatic polyisocyanate is 1.5 to 2.5 mol is preferable.
  • the curing agent of the adhesive composition of the present invention contains a compound (B) having two or more active hydrogen groups in one molecule.
  • the compound (B) contained in the curing agent of the adhesive composition of the present invention is a component (a hardener component in a narrow sense) that cures the urethane prepolymer contained in the main agent described above.
  • examples of the compound (B) include compounds similar to the active hydrogen compounds used for the production of the urethane prepolymer (A). Among these, a polyol compound is preferable.
  • polyether polyol (B1) As a polyol compound, from the viewpoint of better adhesion to a resin base material and heat resistance, a trifunctional or lower polyether polyol (B1) (hereinafter also simply referred to as “polyether polyol (B1)”), It is preferable to use a polyol compound (B2) having a hydrophobic skeleton, rosin diol (B3), a tetra- or higher functional polyether polyol (B4) (hereinafter also simply referred to as “polyether polyol (B4)”), and the like. .
  • the polyether polyol (B1) is trifunctional or lower as described above, but preferably has 2 to 3 functions, and more preferably has 3 functions.
  • the bifunctional or higher functional polyether polyol is not limited to this, but, for example, in the presence of a basic catalyst, a dihydric or higher polyhydric alcohol (glycerin, trimethylolpropane, etc.) as an initiator, ethylene oxide, It can be produced by addition polymerization of propylene oxide.
  • the polyether polyol constituting the polyether polyol (B1) for example, the polyether polyols mentioned in the above section [Main agent] can be used, and among these, polypropylene glycol can be preferably used.
  • polyether polyol (B1) a commercial item can also be used, for example, Exenol 1030 (Asahi Glass Co., Ltd. trifunctional polypropylene glycol) etc. are mentioned.
  • polyol compound (B2) having a hydrophobic skeleton examples include diol compounds having a hydrophobic main skeleton such as polybutadiene diol and hydrogenated polybutadiene diol, and polybutadiene diol is preferably used.
  • polybutadiene diol examples include butanediene polymers such as butadiene homopolymer, isoprene homopolymer, butadiene-styrene copolymer, butadiene-isoprene copolymer, butadiene-acrylonitrile copolymer, butadiene-2-ethylhexyl acrylate copolymer, and butadiene-n-octadecyl acrylate copolymer. And the like in which the terminal is modified with a hydroxy group.
  • butanediene polymers such as butadiene homopolymer, isoprene homopolymer, butadiene-styrene copolymer, butadiene-isoprene copolymer, butadiene-acrylonitrile copolymer, butadiene-2-ethylhexyl acrylate copolymer, and butadiene-n-octadec
  • a commercially available product can be used as the polyol compound (B2) having a hydrophobic skeleton, and examples thereof include Poly bd R-45 HT (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., polybutadiene diol).
  • Rosindiol (B3) is a compound having a rosin skeleton and two hydroxy groups in the molecule.
  • the rosin diol (B3) include a rosin ester obtained by reacting rosin and a polyhydric alcohol, a reaction product of rosin and bisphenol A diglycidyl ether, and the like.
  • Examples of commercially available rosin diols include Pine Crystal D-6011 (Arakawa Chemical Industries).
  • the polyether polyol (B4) is tetrafunctional or more as described above, but is preferably 4 to 6 functional, and more preferably tetrafunctional.
  • the polyether polyol constituting the polyether polyol (B4) for example, the polyether polyols mentioned in the above section [Main agent] can be used.
  • a commercially available product can also be used as the polyether polyol (B4), and examples thereof include polyol 4800 (manufactured by Perstorp, tetrafunctional polyether polyol).
  • the compound (B) preferably contains at least the polyether polyol (B1). Furthermore, it is more preferable to contain at least one of a polyol compound (B2) having a hydrophobic skeleton, a rosin diol (B3) and a polyether polyol (B4) in addition to the polyether polyol (B1).
  • the mixing ratio of the main agent and the curing agent in the adhesive composition of the present invention is such that the molar ratio (NCO / OH) of the isocyanate group in the main agent to the active hydrogen group in the curing agent is as follows. An amount of 0.5 to 10.0 is preferable, and an amount of 1.0 to 4.0 is more preferable.
  • the adhesive composition of this invention contains the compound (C) which has an isocyanurate ring in at least one of the main ingredient and hardening
  • the compound (C) is contained in at least one of the main agent and curing agent described above independently of the fine particles (D) described later, and is contained in both the main agent and curing agent described above. Also good.
  • the compound (C) contains at least an isocyanurate form of pentamethylene diisocyanate.
  • the said compound (C) may further contain compounds other than the isocyanurate body of pentamethylene diisocyanate, as long as the effect of this invention is fully exhibited.
  • examples of such compounds include aliphatic diisocyanate isocyanurate compounds (C1) (excluding the isocyanurate form of pentamethylene diisocyanate), aliphatic isocyanate silane isocyanurate compounds (C2), and isocyanurate rings (meta).
  • the “(meth) acrylate compound” refers to a compound having an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group
  • the “(meth) acryloyloxy group” described later refers to an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group.
  • An isocyanurate form of pentamethylene diisocyanate (hereinafter also referred to as “compound (C1-2)”) is a compound represented by the following formula (C1-2).
  • the compound (C1-2) is preferably contained in the main agent.
  • the content of the compound (C1-2) is preferably 0.1 to 10% by mass with respect to the total mass of the main agent when blended with the above-mentioned main agent, and 0.3 to More preferably, it is 2.5 mass%. Further, when blended with the above-described curing agent, the content is preferably 0.3 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the total mass of the curing agent.
  • the isocyanurate compound (C1) is a compound excluding the isocyanurate form of pentamethylene diisocyanate.
  • fat such as hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMHDI), lysine diisocyanate, norbornane diisocyanate (NBDI) Isocyanurate of the group diisocyanate.
  • the isocyanurate form of HDI is a compound represented by the following formula (C1-1).
  • the isocyanurate compound (C2) is an isocyanurate compound of an aliphatic isocyanate silane.
  • the aliphatic isocyanate silane is a compound having an isocyanate group derived from an aliphatic compound and a hydrolyzable silicon-containing group, for example, an isocyanate group-containing aliphatic compound and a functional group capable of reacting with the isocyanate group; It can be obtained by reacting a compound having a hydrolyzable silicon-containing group.
  • isocyanurate compound (C2) examples include compounds obtained by isocyanurating aliphatic isocyanate silanes such as isocyanatepropyltriethoxysilane and isocyanatepropyltrimethoxysilane.
  • the (meth) acrylate compound (C3) is not particularly limited as long as it is a compound having an isocyanurate ring and a (meth) acryloyloxy group.
  • Specific examples of the (meth) acrylate compound (C3) include, for example, ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, ⁇ -caprolactone-modified tris (2-acryloxyethyl) isocyanurate; hexamethylene diisocyanate (HDI), pentamethylene.
  • the thiol compound (C4) is not particularly limited as long as it is a compound having an isocyanurate ring and a mercapto group. Specific examples of the thiol compound (C4) include tris (ethyl-3-mercaptopropionate) isocyanurate, 1,3,5-tris (3-mercaptobutyryloxyethyl) -1,3. , 5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione and the like.
  • the glycidyl compound (C5) is not particularly limited as long as it is a compound having an isocyanurate ring and an epoxy group. Specific examples of the glycidyl compound (C5) include 1,3,5-tris (2,3-epoxypropyl) -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione and the like.
  • the content of the compound (C) is preferably 0.1 to 10% by mass relative to the total mass of the main agent when blended with the above-mentioned main agent, and 0.3 to 2. More preferably, it is 5 mass%. Further, when blended with the above-described curing agent, the content is preferably 0.3 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the total mass of the curing agent.
  • the adhesive composition of the present invention contains fine particles (D) having an average particle diameter of 0.1 to 10 ⁇ m containing an organic substance in at least one of the main agent and the curing agent described above.
  • the fine particles (D) are contained in at least one of the main agent and the curing agent described above independently of the compound (C) described above, and are contained in both the main agent and the curing agent described above. Also good.
  • an average particle diameter means the average value of the particle diameter of microparticles
  • the particle diameter that is the basis for calculating the average value is an average value obtained by dividing the total value of the major axis and minor axis by 2 and is a regular circle Refers to its diameter.
  • the average particle diameter of the fine particles (D) is preferably 0.2 to 7 ⁇ m, and more preferably 0.3 to 5 ⁇ m.
  • the organic matter constituting the fine particles (D) is the weight of the polymerizable unsaturated group-containing monomer.
  • the polymer (D1) is preferable, and the polymer (D1) dispersed in a polyoxyalkylene polyol is more preferable.
  • examples of the polymerizable unsaturated group include polymerizable functional groups such as a (meth) acryloyloxy group, a vinyl group, an allyl group, and a styryl group.
  • a conventionally known crosslinking monomer can be used, for example, alkyl methacrylate such as methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate, butyl methacrylate; ethyl acrylate, butyl acrylate, etc.
  • alkyl methacrylate such as methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate, butyl methacrylate; ethyl acrylate, butyl acrylate, etc.
  • the polymer (D1) include the following alkyl acrylates: aromatic vinyl such as styrene, vinyltoluene, ⁇ -methylstyrene, and vinylidene aromatic, vinyl cyanide such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and vinylidene cyanide.
  • the polymer (D1) is preferably a MMA homopolymer, a copolymer of acrylonitrile and styrene, or a homopolymer of styrene.
  • Examples of the method for preparing the polymer (D1) include a method using suspension polymerization. Specific examples include a method of polymerizing a monomer in a solvent such as water to form particles and then removing the solvent and taking out only the particles. More specifically, JP-A-2014-198797, Examples thereof include those described in JP-A-2014-198804.
  • examples of the method for preparing the polymer (D1) dispersed in the polyoxyalkylene polyol include a method using a so-called polymer polyol. Specifically, a method of preparing a polymer (D1) finely divided in a polymer solution by polymerizing a monomer in the solvent (polymer solution) using low-volatility polypropylene glycol (PPG) as a solvent. Is mentioned. More specifically, the methods described in Examples in JP2012-241182A and JP2012-46613A can be mentioned.
  • the polyoxyalkylene polyol when the polymer (D1) dispersed in the polyoxyalkylene polyol is used as the fine particles (D) and this is blended on the main agent side, the polyoxyalkylene polyol is the urethane prepolymer described above. You may use as a part of active hydrogen compound for producing
  • the glass transition temperature of the polymer (D1) is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 80 to 250 ° C., for better heat resistance and improved chemical resistance. preferable.
  • the glass transition temperature (Tg) is measured at a rate of temperature increase of 20 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC) and calculated by the midpoint method.
  • the organic substance constituting the fine particles (D) may be a melamine resin in addition to the polymer (D1) described above.
  • the fine particles (D) having a melamine resin as an organic substance include spherical composite cured melamine resins described in JP-A No. 2002-327036 and JP-A No. 2005-171033.
  • the content of the fine particles (D) is preferably 0.1 to 30% by mass, preferably 0.5 to 20% by mass with respect to the total mass of the main agent when blended in the main agent described above. % Is more preferred. Further, when blended with the above-described curing agent, the content is preferably 0.5 to 50% by mass, more preferably 1 to 15% by mass with respect to the total mass of the curing agent.
  • the adhesive composition of the present invention preferably contains a terpene compound in at least one of the main agent and the curing agent described above.
  • the terpene compound examples include monoterpenes, hydrogenated monoterpenes, the above monoterpenes, or modified monoterpenes obtained by hydroxyl-modifying the above hydrogenated monoterpenes, and 2 repeating units derived from the above monoterpenes or the above modified monoterpenes. And at least one terpene compound selected from the group consisting of ⁇ 6 oligomers.
  • the terpene is a general term for a series of compounds based on the isoprene rule, that is, a compound represented by the molecular formula (C 5 H 8 ) n , and among these, the monoterpene is a molecular formula (C 5 H 8 ).
  • the compound represented by 2 is a general term for a series of compounds based on the isoprene rule, that is, a compound represented by the molecular formula (C 5 H 8 ) n , and among these, the monoterpene is a molecular formula (C 5 H 8
  • the oligomer having 2 to 6 repeating units derived from monoterpene or modified monoterpene is a compound having 2 to 6 repeating units represented by the skeleton of monoterpene and the molecular formula (C 5 H 8 ) 2. It may be a homopolymer (homo-oligomer) or a copolymer (co-oligomer).
  • Examples of the monoterpene include a compound represented by the following formula (1) ( ⁇ -pinene), a compound represented by the following formula (2) ( ⁇ -pinene), and a compound represented by the following formula (3).
  • (Limonene), myrcene, carvone, camphor and the like can be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more. Of these, compounds represented by the following formulas (1) to (3) are preferable.
  • the hydrogenated monoterpene is a terpene compound obtained by hydrogenating the monoterpene.
  • Examples of the hydrogenated monoterpene include a compound (p-menthane) represented by the following formula (4).
  • the modified monoterpene is a monoterpene obtained by hydroxyl-modifying the monoterpene or the hydrogenated monoterpene.
  • Examples of the modified monoterpene include a compound represented by the following formula (5) ( ⁇ -terpineol), a compound represented by the following formula (6) ( ⁇ -terpineol), and the following formula (7). Examples thereof include compounds ( ⁇ -terpineol), and these may be used alone or in combination of two or more.
  • the oligomer is a compound having 2 to 6 repeating units derived from the monoterpene or the modified monoterpene (excluding the modified monoterpene obtained by modifying the hydrogenated monoterpene with a hydroxyl group).
  • Examples of the oligomer include a compound represented by the following formula (8) (terpene resin), a compound represented by the following formula (9) (aromatic modified terpene resin), and a compound represented by the following formula (10). (Terpene phenol resin) etc. are mentioned, These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • m represents a number of 2 to 6
  • n represents a number of 1 to 3
  • m ⁇ n represents a number of 2 to 6.
  • m and m ⁇ n are preferably numbers of 2 to 5, and more preferably numbers of 2 to 3.
  • R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
  • R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom.
  • the content when the terpene compound is contained, the content is preferably 0.05 to 25% by mass with respect to the total mass of the main agent when blended with the main agent described above, 0.2 to More preferably, it is 10 mass%.
  • the content when blended with the above-described curing agent, the content is preferably 0.05 to 30% by mass, and more preferably 1 to 20% by mass with respect to the total mass of the curing agent.
  • the adhesive composition of the present invention preferably contains carbon black in at least one of the main agent and the curing agent described above.
  • carbon black a conventionally known one can be used as in the case of a normal one-pack type polyurethane composition.
  • the carbon black include SAF (Super Abrasion Furnace), ISAF (Intermediate Super Abrasion Furnace), HAF (High Abrasion FurFence, FEF (Fast Extruding FurP), FAF (Fast Extrusion FurP).
  • FT Fret Thermal
  • MT Medium Thermal
  • As GPF, Asahi # 55 (Asahi Carbon Co., Ltd.), Seest 5 (Tokai Carbon Co., Ltd.), SRF Asahi # 50 (Asahi Carbon Co., Ltd.), Mitsubishi # 5 (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), FT Asahi Thermal (manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.), HTC # 20 (manufactured by Chubu Carbon Co., Ltd.), Asahi # 15 (manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.) and the like are exemplified.
  • the content in the case of containing the carbon black is preferably 5 to 70% by mass, preferably 10 to 50% by mass, based on the total mass of the main agent when blended with the above-mentioned main agent. More preferably. Further, when blended with the above-described curing agent, the content is preferably 3 to 80% by mass, more preferably 10 to 50% by mass with respect to the total mass of the curing agent.
  • the adhesive composition of the present invention preferably contains calcium carbonate in at least one of the main agent and the curing agent described above.
  • the calcium carbonate a conventionally known one can be used as in the case of a normal one-pack type polyurethane composition, and may be heavy calcium carbonate, precipitated calcium carbonate (light calcium carbonate), colloidal calcium carbonate, or the like. .
  • the content when the calcium carbonate is contained, the content is preferably 3 to 80% by mass, preferably 5 to 50% by mass, based on the total mass of the main agent when blended with the above-mentioned main agent. More preferably. Further, when blended with the above-mentioned curing agent, the content is preferably 3 to 90% by mass, more preferably 10 to 70% by mass with respect to the total mass of the curing agent.
  • the adhesive composition of the present invention is provided with a filler other than carbon black and calcium carbonate, a curing catalyst, a plasticizer, an antioxidant, an antioxidant, a pigment (dye) as long as the object of the present invention is not impaired as necessary. ), Thixotropy imparting agent, ultraviolet absorber, flame retardant, surfactant (including leveling agent), dispersant, dehydrating agent, adhesion imparting agent, antistatic agent, and the like.
  • the filler include organic or inorganic fillers of various shapes. Specifically, for example, fumed silica, calcined silica, precipitated silica, ground silica, fused silica; diatomaceous earth; iron oxide, zinc oxide, titanium oxide, barium oxide, magnesium oxide; magnesium carbonate, zinc carbonate; , Kaolin clay, calcined clay; carbon black; these fatty acid treated products, resin acid treated products, urethane compound treated products, fatty acid ester treated products, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. May be.
  • the curing catalyst is not particularly limited. Specifically, for example, carboxylic acids such as 2-ethylhexanoic acid and oleic acid; phosphoric acids such as polyphosphoric acid, ethyl acid phosphate and butyl acid phosphate; bismuth such as bismuth octylate; Catalysts; tin catalysts such as dibutyltin dilaurate and dioctyltin dilaurate; first catalysts such as 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane and 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol (eg, DMP-30) Tertiary amine catalyst; and the like.
  • carboxylic acids such as 2-ethylhexanoic acid and oleic acid
  • phosphoric acids such as polyphosphoric acid, ethyl acid phosphate and butyl acid phosphate
  • bismuth such as bismuth oct
  • plasticizer examples include diisononyl phthalate (DINP); dioctyl adipate, isodecyl succinate; diethylene glycol dibenzoate, pentaerythritol ester; butyl oleate, methyl acetylricinoleate; tricresyl phosphate, phosphoric acid Trioctyl; propylene glycol adipate polyester, butylene glycol adipate polyester, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • anti-aging agent examples include hindered phenol compounds.
  • antioxidant examples include butylhydroxytoluene (BHT) and butylhydroxyanisole (BHA).
  • the pigment include inorganic pigments such as titanium oxide, zinc oxide, ultramarine, bengara, lithopone, lead, cadmium, iron, cobalt, aluminum, hydrochloride, and sulfate; azo pigments, phthalocyanine pigments, Quinacridone pigment, quinacridone quinone pigment, dioxazine pigment, anthrapyrimidine pigment, ansanthrone pigment, indanthrone pigment, flavanthrone pigment, perylene pigment, perinone pigment, diketopyrrolopyrrole pigment, quinonaphthalone pigment, anthraquinone pigment, thioindigo pigment, benzimidazo And organic pigments such as Ron pigments, isoindoline pigments, and carbon black.
  • inorganic pigments such as titanium oxide, zinc oxide, ultramarine, bengara, lithopone, lead, cadmium, iron, cobalt, aluminum, hydrochloride, and sulfate
  • thixotropic agent examples include aerosil (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), disparon (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.), and the like.
  • adhesion-imparting agent examples include phenol resin, rosin resin, and xylene resin.
  • the flame retardant include chloroalkyl phosphate, dimethyl / methylphosphonate, bromine / phosphorus compound, ammonium polyphosphate, neopentyl bromide-polyether, brominated polyether, and the like.
  • Specific examples of the antistatic agent include quaternary ammonium salts; hydrophilic compounds such as polyglycols and ethylene oxide derivatives.
  • the production method of the adhesive composition of the present invention is not particularly limited.
  • a main agent containing a urethane prepolymer (A) and the like, a compound (B) having two or more active hydrogen groups in one molecule, and the like. can be prepared by a method of sufficiently mixing separately under a nitrogen gas atmosphere. Further, in the present invention, the prepared main agent can be filled and stored in a container in which the prepared main agent is replaced with nitrogen gas or the like, and the prepared hardener can be stored in another container. It is also possible to prepare a mixture.
  • Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 17 Each component of the following Table 1 was mixed with a composition (parts by mass) shown in the same table using a stirrer to prepare a main agent shown in the upper part of the same table and a curing agent shown in the lower part of the same table. Next, 100 g of the prepared main agent and 10 g of the curing agent were mixed to obtain an adhesive composition. About each obtained adhesive composition, adhesiveness was evaluated by the following method. The results are shown in Table 1.
  • ⁇ Adhesiveness ⁇ ⁇ Shear strength> Two adherends were prepared by subjecting one side of a substrate made of an olefin resin (width: 25 mm, length: 120 mm, thickness: 3 mm, short fiber GFPP K7000, manufactured by Prime Polymer) to frame treatment. After the frame treatment, it was confirmed that the wettability of the resin surface was 45.0 mN / m or more using a mixed solution for wet tension test (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
  • -Urethane prepolymer A-1 Urethane prepolymer synthesized above-Fine particles
  • D-2 Silica melamine composite fine particles (Product No .: Optobead 500SL, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., concentration of fine particles: 100% by mass, average particle size of fine particles) : 0.6 ⁇ m, Glass transition temperature of fine particles: 210 ° C.) 15 parts by mass and 100 parts by mass of polyoxypropylene triol (molecular weight 5100) were homogenized using a paint mill (S-43 / 4X11, Inoue Seisakusho)
  • Fine particles D-3 polymethacrylic acid particles (product number: XX-2851Z, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd., concentration of fine particles: 100% by mass, average particle size of fine particles: 0.3 ⁇ m, glass transition temperature of fine particles: 100 ° C.
  • Fine particles D-4 PPG solution in which fine particles made of a copolymer of acrylonitrile and styrene are dispersed (Part No .: FL-557, fine particle concentration: 40% by mass, fine particles) Average particle size: 1.0 ⁇ m, glass transition temperature of fine particles: 100 ° C., manufactured by Sanyo Chemical Industries)
  • Fine particle D-5 PPG solution in which fine particles made of a homopolymer of styrene are dispersed (product number: Exenol 910, fine particle concentration: 20% by mass, fine particle average particle size: 1 ⁇ m, fine particle glass transition temperature: 110 ° C., Asahi Glass Co., Ltd.)
  • Isocyanurate compound C1-1 isocyanurate form of hexamethylene diisocyanate (Tolonate HDT, manufactured by Perstorp)
  • Isocyanurate compound C1-2 isocyanurate form of pentamethylene diisocyanate
  • Isocyanurate compound C2-1 isocyanurate form of isocyanate propyltrimethoxysilane (Y-19020, manufactured by Momentive)
  • Isocyanurate compound C2-2 Isocyanurate of isocyanate propyl triethoxysilane (A-1310, manufactured by Momentive)
  • Methodh) acrylate compound C3-1 ethoxylated isocyanuric acid triacrylate (A-9300, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
  • Methodh) acrylate compound C3-2 ⁇ -caprolactone-modified tris (2-acryloxyethyl) isocyanurate (A-9300-1CL, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co
  • Compound B1-1 Trifunctional polypropylene polyol (Exenol 1030, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
  • Compound B2-1 Polybutadienediol (Poly bd R-45HT, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., hydroxyl value: 45)
  • Compound B3-1 Rosindiol (D-6011, Arakawa Chemical Industries, hydroxyl value 118)
  • Compound B4-1 tetrafunctional polyether polyol (polyol 4800, manufactured by Perstorp, hydroxyl value: 800, molecular weight 282)
  • Terpene compound 1 YS resin CP (manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.)
  • -Terpene compound 2 Terpineol (manufactured by Yasuhara Chemical) ⁇ Carbon black: # 200MP ⁇ Calcium carbonate 1: Super S (Maruo Calcium) ⁇ Calcium carbonate 2: Calfine 200 (manufactured
  • an adhesive composition prepared without blending any of the compound (C) having an isocyanurate ring and the fine particles (D) having an average particle diameter of 0.1 to 10 ⁇ m containing an organic substance The product was found to be inferior in adhesion and heat resistance (Comparative Example 1).
  • the adhesive composition prepared without blending either the compound (C) having an isocyanurate ring and the fine particles (D) having an average particle diameter of 0.1 to 10 ⁇ m containing an organic substance has an adhesive property. It became clear that the heat resistance was inferior (Comparative Examples 2 to 3).
  • the main agent obtained using the compound (C) having an isocyanurate ring other than the isocyanurate form of pentamethylene diisocyanate was found to have a too high viscosity, and the workability of the adhesive composition was inferior ( Comparative Examples 2, 4 to 17).
  • the main agent obtained by using the compound (C) having an isocyanurate ring other than the isocyanurate body of pentamethylene diisocyanate is found to suppress the increase in viscosity and improve the workability of the adhesive composition. It was. Although not described in Table 1, regarding the curing rate, the adhesive after mixing the main agent / curing agent was coated with a bead (diameter 1 cm) at room temperature and cut with a cutter knife after 12 hours. However, it was confirmed that all of the examples were cured from the surface layer of the bead to the inside, and it was found that the excellent curing rate as two liquids could be sufficiently maintained. Moreover, it turned out that the adhesive composition prepared by mix

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Abstract

 本発明は、2液としての優れた硬化速度を保持し、かつ、作業性、接着性および耐熱性が良好な2液ウレタン系接着剤組成物を提供することを課題とする。本発明の2液ウレタン系接着剤組成物は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(A)を含有する主剤と、1分子中に2個以上の活性水素含有基を有する化合物(B)を含有する硬化剤と、を有する2液ウレタン系接着剤組成物であって、上記主剤および上記硬化剤の少なくとも一方に、イソシアヌレート環を有する化合物(C)、および、有機物を含む平均粒子径が0.1~10μmの微粒子(D)を含有し、上記化合物(C)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を含む。

Description

2液ウレタン系接着剤組成物
 本発明は、2液ウレタン系接着剤組成物に関する。
 近年、自動車の車体(ボディー)には、軽量化の観点から、鋼板に代えて、樹脂材料(例えば、オレフィン系樹脂や繊維強化プラスチック(FRP)のマトリックス樹脂など)が使用されるようになっている。
 このような自動車のボディと窓ガラス(ウインドガラス)とを接着するために用いられるダイレクトグレージング剤(以下、「DG剤」とも略す。)として、1液湿気硬化型ウレタン組成物を用いることが知られている。
 例えば、特許文献1には、「ウレタンプレポリマー100質量部に対し、粒子径が20~25nmのカーボンブラック(A)を2~32質量部含有し、粒子径が26~30nmのカーボンブラック(B)を8~38質量部含有する1液湿気硬化型ウレタン組成物。」が記載されている。
 また、特許文献2には、樹脂成分Aと別個に包装された硬化剤Bとを含む二液型ポリウレタン接着剤系において、樹脂成分Aが、芳香族ポリイソシアナートと脂肪族ポリイソシアナートと含むモノメリックポリイソシアナートの混合物を含有することが開示されている(請求項3)。このような脂肪族ポリイソシアナートとして、3量化されたヘキサン-1,6-ジイソシアナートが示されている(段落0021)。
特開2006-176664号公報 特表2014-502644号公報
 ところで、特許文献1などに記載された従来公知の1液湿気硬化型ウレタン組成物は、硬化速度が遅いという問題があった。
 本発明者らは、硬化速度を向上させる観点から、主剤と硬化剤とを用いる2液型に仕様変更したところ、硬化速度の向上に伴い、基材(特にオレフィン系樹脂からなる基材)に対する接着性が劣る場合があり、また、ウレタンプレポリマーの構造によっては耐熱性が劣る場合があることを明らかとした。
 さらに、本発明者らは、特許文献2を参照にして、イソシアヌレート環を有する化合物として3量化されたヘキサン-1,6-ジイソシアナート(具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体)を含有する2液ウレタン系接着剤組成物を作製したところ、粘度が上昇しすぎてしまって、作業性の低下を引き起こす場合があることを明らかにした。
 そこで、本発明は、2液としての優れた硬化速度を保持し、かつ、作業性、接着性および耐熱性が良好な2液ウレタン系接着剤組成物を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、上記主剤および上記硬化剤の少なくとも一方に、イソシアヌレート環を有する化合物、および、有機物を含む所定の粒子径を有する微粒子を配合することにより、2液としての優れた硬化速度を保持し、かつ、作業性、接着性および耐熱性が良好となることを見出し、本発明を完成させた。
 すなわち、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
 [1]
 イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(A)を含有する主剤と、1分子中に2個以上の活性水素含有基を有する化合物(B)を含有する硬化剤と、を有する2液ウレタン系接着剤組成物であって、
 上記主剤および上記硬化剤の少なくとも一方に、イソシアヌレート環を有する化合物(C)、および、有機物を含む平均粒子径が0.1~10μmの微粒子(D)を含有し、
 上記化合物(C)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を含む、2液ウレタン系接着剤組成物。
 [2]
 上記微粒子(D)が、ポリオキシアルキレンポリオール中に分散した重合性不飽和基含有モノマーの重合体(D1)である、上記[1]に記載の2液ウレタン系接着剤組成物。
 [3]
 上記重合体(D1)のガラス転移温度が、60℃以上である、上記[2]に記載の2液ウレタン系接着剤組成物。
 [4]
 上記主剤および上記硬化剤の少なくとも一方に、更に、テルペン化合物(E)を含有する、上記[1]~[3]のいずれかに記載の2液ウレタン系接着剤組成物。
 以下に示すように、本発明によれば、2液としての優れた硬化速度を保持し、かつ、作業性、接着性および耐熱性が良好な2液ウレタン系接着剤組成物を提供することができる。
 本発明の2液ウレタン系接着剤組成物(以下、単に「本発明の接着剤組成物」とも略す。)は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(A)を含有する主剤と、1分子中に2個以上の活性水素含有基を有する化合物(B)を含有する硬化剤と、を有する2液ウレタン系接着剤組成物であって、上記主剤および上記硬化剤の少なくとも一方に、イソシアヌレート環を有する化合物(C)、および、有機物を含む平均粒子径が0.1~10μmの微粒子(D)を含有し、上記化合物(C)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を含む、2液ウレタン系接着剤組成物である。
 本発明においては、上述した通り、主剤および硬化剤の少なくとも一方に、イソシアヌレート環を有する化合物(C)、および、有機物を含む平均粒子径が0.1~10μmの微粒子(D)を配合することにより、2液としての優れた硬化速度を保持し、かつ、接着性および耐熱性が良好となる。
 これは、詳細には明らかではないが、耐熱性の高い樹脂骨格(化合物(C)に由来するイソシアヌレート環)が、硬化反応後の架橋ネットワークに組み込まれ、また、この架橋ネットワーク間に微粒子(D)が存在することにより、高温環境での熱運動性を適度に拘束することができ、化合物(C)や微粒子(D)がない場合と比べて、接着界面にかかるストレスが軽減できたためと考えられる。
 そのため、本発明の接着剤組成物は、オレフィン基材に対する接着剤組成物としても有用である。
 また、本発明においては、上述した通り、イソシアヌレート環を有する化合物(C)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を含むことにより、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を含む主剤または硬化剤の粘度の上昇を抑制できる。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は、他のイソシアヌレート化合物(特に、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体)よりも分子量が小さく、粘度も低いことから、イソアヌレート化合物が添加された配合物系の中でも粘度を抑える効果が高いものと推測される。このことは、後述する実施例欄でも示されており、具体的には、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を用いた実施例1の主剤の粘度は、ヘキサメチレンジイソシネートのイソシアヌレート体を用いた比較例2の主剤の粘度と比べて、著しく低減されていることがわかる。このように主剤または硬化剤の粘度の上昇を抑制できることで、接着剤組成物の調製時や使用時において作業性が良好になるという利点がある。
 〔主剤〕
 本発明の接着剤組成物の主剤は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(A)を含有する。
 <ウレタンプレポリマー(A)>
 本発明の接着剤組成物の主剤に含有するウレタンプレポリマー(A)は、分子内に複数のイソシアネート基を分子末端に含有するポリマーである。
 このようなウレタンプレポリマー(A)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。
 (ポリイソシアネート化合物)
 ウレタンプレポリマー(A)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に使用されるイソシアネートとしては、具体的には、例えば、TDI(例えば、2,4-トリレンジイソシアネート(2,4-TDI)、2,6-トリレンジイソシアネート(2,6-TDI))、MDI(例えば、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4′-MDI)、2,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4′-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;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)のような脂肪族ポリイソシアネート;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)のような脂環式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;これらのイソシアヌレート変性ポリイソシアネート;等が挙げられる。
 このような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、MDIであるのが好ましい。
 (活性水素化合物)
 ウレタンプレポリマー(A)の製造の際に使用される1分子中に2個以上の活性水素基を有する活性水素化合物は特に限定されない。
 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のが好ましい。
 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ず、その具体例としては、低分子多価アルコール類、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、その他のポリオール、およびこれらの混合ポリオール等が挙げられる。
 低分子多価アルコール類としては、具体的には、例えば、エチレングリコール(EG)、ジエチレングリコール、プロピレングリコール(PG)、ジプロピレングリコール、(1,3-または1,4-)ブタンジオール、ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、1,1,1-トリメチロールプロパン(TMP)、1,2,5-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトールなどの低分子ポリオール;ソルビトールなどの糖類;等が挙げられる。
 次に、ポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオールとしては、通常、上記低分子多価アルコール類から導かれるものが用いられるが、本発明においては、更に以下に示す芳香族ジオール類、アミン類、アルカノールアミン類から導かれるものも好適に用いることができる。
 ここで、芳香族ジオール類としては、具体的には、例えば、レゾルシン(m-ジヒドロキシベンゼン)、キシリレングリコール、1,4-ベンゼンジメタノール、スチレングリコール、4,4′-ジヒドロキシエチルフェノール;下記に示すようなビスフェノールA構造(4,4′-ジヒドロキシフェニルプロパン)、ビスフェノールF構造(4,4′-ジヒドロキシフェニルメタン)、臭素化ビスフェノールA構造、水添ビスフェノールA構造、ビスフェノールS構造、ビスフェノールAF構造のビスフェノール骨格を有するもの;等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 また、アミン類としては、具体的には、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等が挙げられ、アルカノールアミン類としては、具体的には、例えば、エタノールアミン、プロパノールアミン等が挙げられる。
 ポリエーテルポリオールとしては、例えば、上記低分子多価アルコール類、上記芳香族ジオール類、上記アミン類および上記アルカノールアミン類として例示した化合物から選ばれる少なくとも1種に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド(テトラメチレンオキサイド)、テトラヒドロフランなどのアルキレンオキサイドおよびスチレンオキサイド等から選ばれる少なくとも1種を付加させて得られるポリオール等が挙げられる。
 このようなポリエーテルポリオールの具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリ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。
 同様に、ポリエステルポリオールとしては、例えば、上記低分子多価アルコール類、上記芳香族ジオール類、上記アミン類および上記アルカノールアミン類のいずれかと、多塩基性カルボン酸との縮合物(縮合系ポリエステルポリオール);ラクトン系ポリオール;ポリカーボネートポリオール;等が挙げられる。
 ここで、上記縮合系ポリエステルポリオールを形成する多塩基性カルボン酸としては、具体的には、例えば、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、フマル酸、マレイン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸、ピロメリット酸、他の低分子カルボン酸、オリゴマー酸、ヒマシ油、ヒマシ油とエチレングリコール(もしくはプロピレングリコール)との反応生成物などのヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。
 また、上記ラクトン系ポリオールとしては、具体的には、例えば、ε-カプロラクトン、α-メチル-ε-カプロラクトン、ε-メチル-ε-カプロラクトン等のラクトンを適当な重合開始剤で開環重合させたもので両末端に水酸基を有するものが挙げられる。
 その他のポリオールとしては、具体的には、例えば、アクリルポリオール;ポリブタジエンジオール;水素添加されたポリブタジエンポリオールなどの炭素-炭素結合を主鎖骨格に有するポリマーポリオール;等が挙げられる。
 本発明においては、以上で例示した種々のポリオール化合物を1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
 これらのうち、ポリプロピレングリコールであるのが、得られるウレタンプレポリマーを主剤に含有する本発明の接着剤組成物の硬度と破断伸びのバランスおよびコストに優れる理由から好ましい。
 上記ポリアミン化合物としては、具体的には、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、イミノビスプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、1,5-ジアミノ-2-メチルペンタン(MPMD、デュポン・ジャパン社製)などの脂肪族ポリアミン;メタフェニレンジアミン、オルトフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、m-キシリレンジアミン(MXDA)、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、ジアミノジエチルジフェニルメタンなどの芳香族ポリアミン;N-アミノエチルピペラジン;3-ブトキシイソプロピルアミンなどの主鎖にエーテル結合を有するモノアミン;サンテクノケミカル社製のジェファーミンEDR148に代表されるポリエーテル骨格のジアミン;イソホロンジアミン、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン(1,3BAC、三菱ガス化学社製)、1-シクロヘキシルアミノ-3-アミノプロパン、3-アミノメチル-3,3,5-トリメチル-シクロヘキシルアミンなどの脂環式ポリアミン;ノルボルナンジアミン(NBDA、三井化学社製)などのノルボルナン骨格のジアミン;ポリアミドの分子末端にアミノ基を有するポリアミドアミン;2,5-ジメチル-2,5-ヘキサメチレンジアミン、メンセンジアミン、1,4-ビス(2-アミノ-2-メチルプロピル)ピペラジン、ポリプロピレングリコール(PPG)を骨格に持つサンテクノケミカル社製のジェファーミンD230、ジェファーミンD400;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。
 これらのうち、ポリエーテル骨格のジアミン(ジェファーミン)、ヘキサメチレンジアミンであるのが好ましい。
 本発明においては、上記ウレタンプレポリマー(A)は、ポリイソシアネート化合物として芳香族ポリイソシアネートを用い、活性水素化合物として分子量500~20000のポリエーテルポリオールを用い、これらをポリエーテルポリオールの水酸基1モルに対して、芳香族ポリイソシアネートのイソシアネート基が1.5~2.5モルとなるように反応させたウレタンプレポリマーであるのが好ましい。
 〔硬化剤〕
 本発明の接着剤組成物の硬化剤は、1分子中に2個以上の活性水素基を有する化合物(B)を含有する。
 <化合物(B)>
 本発明の接着剤組成物の硬化剤に含有する化合物(B)は、上述した主剤に含有する上記ウレタンプレポリマーを硬化させる成分(狭義の硬化剤成分)である。
 本発明においては、上記化合物(B)としては、上記ウレタンプレポリマー(A)の生成に用いる活性水素化合物と同様の化合物が挙げられる。なかでも、ポリオール化合物であるのが好ましい。
 ポリオール化合物としては、樹脂基材との接着性や耐熱性がより良好となる観点から、3官能以下のポリエーテルポリオール(B1)(以下、単に「ポリエーテルポリオール(B1)」ともいう。)、疎水骨格を有するポリオール化合物(B2)、ロジンジオール(B3)、および、4官能以上のポリエーテルポリオール(B4)(以下、単に「ポリエーテルポリオール(B4)」ともいう。)などを用いることが好ましい。
 ポリエーテルポリオール(B1)は、上述したように3官能以下であるが、2~3官能であることが好ましく、3官能であることが好ましい。ここで、2官能以上のポリエーテルポリオールは、これに限定されないが、例えば、塩基性触媒の存在下、開始剤として2価以上の多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパンなど)に、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加重合させることで製造できる。
 ポリエーテルポリオール(B1)を構成するポリエーテルポリオールとしては、例えば上述した〔主剤〕の項で挙げたポリエーテルポリオールを用いることができ、これらの中でもポリプロピレングリコールを好ましく用いることができる。
 ポリエーテルポリオール(B1)としては、市販品も用いることができ、例えば、エクセノール1030(旭硝子社製、3官能ポリプロピレングリコール)などが挙げられる。
 疎水骨格を有するポリオール化合物(B2)としては、ポリブタジエンジオール、水素添加されたポリブタジエンジオールなどの主骨格が疎水性であるジオール化合物が挙げられ、ポリブタジエンジオールが好ましく用いられる。
 ポリブタジエンジオールとしては、例えば、ブタジエンホモポリマー、イソプレンホモポリマー、ブタジエン-スチレンコポリマー、ブタジエン-イソプレンコポリマー、ブタジエン-アクリロニトリルコポリマー、ブタジエン-2-エチルヘキシルアクリレートコポリマー、ブタジエン-n-オクタデシルアクリレートコポリマー等のブタンジエン系ポリマーの末端をヒドロキシ基に変性したものなどが挙げられる。
 疎水骨格を有するポリオール化合物(B2)は、市販品も用いることができ、例えば、Poly bd R-45 HT(出光興産社製、ポリブタジエンジオール)などが挙げられる。
 ロジンジオール(B3)は、分子内にロジン骨格と2個のヒドロキシ基とを有する化合物である。ロジンジオール(B3)としては、例えば、ロジンと多価アルコールとを反応させて得られるロジンエステル、およびロジンとビスフェノールAジグリシジルエーテル等との反応物等が挙げられる。
 上記ロジンジオールの市販品の例としては、例えば、パインクリスタルD-6011、(荒川化学工業社製)等が挙げられる。
 ポリエーテルポリオール(B4)は、上述したように4官能以上であるが、4~6官能であることが好ましく、4官能であることが好ましい。
 ポリエーテルポリオール(B4)を構成するポリエーテルポリオールとしては、例えば上述した〔主剤〕の項で挙げたポリエーテルポリオールを用いることができる。
 ポリエーテルポリオール(B4)としては、市販品も用いることができ、例えば、ポリオール4800(パーストープ社製、4官能ポリエーテルポリオール)などが挙げられる。
 化合物(B)は、少なくとも上記ポリエーテルポリオール(B1)を含有することが好ましい。さらに、上記ポリエーテルポリオール(B1)に加えて、疎水骨格を有するポリオール化合物(B2)、ロジンジオール(B3)およびポリエーテルポリオール(B4)の少なくとも1種を含有することがより好ましい。
 本発明においては、本発明の接着剤組成物における上記主剤と上記硬化剤との配合比は、上記主剤中のイソシアネート基と上記硬化剤中の活性水素基とのモル比(NCO/OH)が0.5~10.0となる量が好ましく、1.0~4.0となる量がより好ましい。
 〔イソシアヌレート環を有する化合物(C)〕
 本発明の接着剤組成物は、上述した主剤および硬化剤の少なくとも一方に、イソシアヌレート環を有する化合物(C)を含有する。
 ここで、上記化合物(C)は、後述する微粒子(D)とは独立して、上述した主剤および硬化剤の少なくとも一方に含有しており、上述した主剤および硬化剤の両方に含有していてもよい。
 本発明においては、上記化合物(C)は、少なくとも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を含む。
 また、上記化合物(C)は、本発明の効果が十分に発揮される限り、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以外の化合物をさらに含有してもよい。このような化合物としては、脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート化合物(C1)(ただし、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を除く)、脂肪族イソシアネートシランのイソシアヌレート化合物(C2)、イソシアヌレート環を有する(メタ)アクリレート化合物(C3)、イソシアヌレート環を有するチオール化合物(C4)、および、イソシアヌレート環を有するグリシジル化合物(C5)からなる群から選択される少なくとも1種の化合物が挙げられる。
 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。
 <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>
 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(以下、「化合物(C1-2)」ともいう。)は、下記式(C1-2)で表される化合物である。化合物(C1-2)を用いることで、これを含有する主剤または硬化剤の粘度の上昇を抑制できる。化合物(C1-2)は、主剤に含まれることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 本発明においては、上記化合物(C1-2)の含有量は、上述した主剤に配合する場合は、主剤の総質量に対して0.1~10質量%であるのが好ましく、0.3~2.5質量%であるのがより好ましい。また、上述した硬化剤に配合する場合は、硬化剤の総質量に対して0.3~20質量%であるのが好ましく、0.5~5質量%であるのがより好ましい。
 <イソシアヌレート化合物(C1)>
 上記イソシアヌレート化合物(C1)は、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を除く化合物であり、例えば、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)等の脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート体が挙げられる。
 HDIのイソシアヌレート体は、具体的には、下記式(C1-1)で表される化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 <イソシアヌレート化合物(C2)>
 上記イソシアヌレート化合物(C2)は、脂肪族イソシアネートシランのイソシアヌレート化合物である。
 ここで、脂肪族イソシアネートシランは、脂肪族化合物に由来するイソシアネート基と加水分解性ケイ素含有基とを有する化合物であり、例えば、イソシアネート基含有脂肪族化合物と、イソシアネート基と反応し得る官能基と加水分解性ケイ素含有基とを有する化合物とを反応させて得ることができる。
 上記イソシアヌレート化合物(C2)としては、具体的には、例えば、イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等の脂肪族イソシアネートシランをイソシアヌレート化した化合物等が好適に挙げられる。
 <(メタ)アクリレート化合物(C3)>
 上記(メタ)アクリレート化合物(C3)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(C3)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(C4)>
 上記チオール化合物(C4)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(C4)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(C5)>
 上記グリシジル化合物(C5)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(C5)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。
 本発明においては、上記化合物(C)の含有量は、上述した主剤に配合する場合は、主剤の総質量に対して0.1~10質量%であるのが好ましく、0.3~2.5質量%であるのがより好ましい。また、上述した硬化剤に配合する場合は、硬化剤の総質量に対して0.3~20質量%であるのが好ましく、0.5~5質量%であるのがより好ましい。
 〔有機物を含む平均粒子径が0.1~10μmの微粒子(D)〕
 本発明の接着剤組成物は、上述した主剤および硬化剤の少なくとも一方に、有機物を含む平均粒子径が0.1~10μmの微粒子(D)を含有する。
 ここで、上記微粒子(D)は、上述した化合物(C)とは独立して、上述した主剤および硬化剤の少なくとも一方に含有しており、上述した主剤および硬化剤の両方に含有していてもよい。
 また、平均粒子径とは、微粒子(D)の粒子径の平均値をいい、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定された50%体積累積径(D50)をいう。なお、平均値を算出する基になる粒子径は、微粒子(D)の断面が楕円形である場合はその長径と短径の合計値を2で割った平均値をいい、正円形である場合はその直径をいう。
 上記微粒子(D)平均粒子径は、0.2~7μmであるのが好ましく、0.3~5μmであるのがより好ましい。
 <重合体(D1)>
 本発明においては、上述したウレタンプレポリマー(A)や化合物(B)を含む樹脂マトリクスへの分散性の観点から、上記微粒子(D)を構成する有機物が、重合性不飽和基含有モノマーの重合体(D1)であるのが好ましく、ポリオキシアルキレンポリオール中に分散した上記重合体(D1)であるのがより好ましい。
 ここで、重合性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニル基、アリル基、スチリル基等の重合性官能基が挙げられる。
 このような重合性不飽和基を有するモノマーとしては、従来公知の架橋性モノマーを用いることができ、例えば、メチルメタクリレート(MMA)、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレートなどのアルキルメタクリレート;エチルアクリレート、ブチルアクリレートなどのアルキルアクリレート;スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレンなどの芳香族ビニルや芳香族ビニリデン;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニルやシアン化ビニリデン;等が挙げられ、上記重合体(D1)としては、これらのモノマーの単独重合体(ホモポリマー)であってもよく、これらのモノマーの共重合体であってもよい。
 これらのうち、上記重合体(D1)としては、MMAの単独重合体、アクリロニトリルとスチレンとの共重合体、スチレンの単独重合体であるのが好ましい。
 上記重合体(D1)の調製方法としては、例えば、懸濁重合を利用する方法等が挙げられる。具体的には、水などの溶媒中でモノマーを重合して粒子化した後に、溶媒を除去し、粒子のみを取り出す手法等が挙げられ、より具体的には、特開2014-198797号公報、特開2014-198804号公報などに記載された方法が挙げられる。
 また、ポリオキシアルキレンポリオール中に分散した上記重合体(D1)の調製方法としては、例えば、いわゆるポリマーポリオールを利用する方法等が挙げられる。具体的には、揮発性の低いポリプロピレングリコール(PPG)を溶媒として用い、その溶媒(ポリマー溶液)中でモノマーを重合させることにより、ポリマー溶液中に微粒子化した重合体(D1)を調製する方法が挙げられる。より具体的には、特開2012-241182号公報や特開2012-46613号公報の実施例に記載された方法が挙げられる。
 本発明においては、上記微粒子(D)として、ポリオキシアルキレンポリオール中に分散した上記重合体(D1)を用い、これを主剤側に配合する場合は、ポリオキシアルキレンポリオールは、上述したウレタンプレポリマー(A)を生成するための活性水素化合物の一部として使用してもよい。
 同様に、上記微粒子(D)として、ポリオキシアルキレンポリオール中に分散した上記重合体(D1)を用い、これを硬化剤側に配合する場合は、ポリオキシアルキレンポリオールは、1分子中に2個以上の活性水素含有基を有する化合物(B)の一部として使用(流用)してもよい。
 本発明においては、耐熱性がより良好となり、耐薬品性も向上する理由から、上記重合体(D1)のガラス転移温度が60℃以上であるのが好ましく、80~250℃であるのがより好ましい。
 ここで、ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(DSC)を用いて20℃/分の昇温速度で測定し、中点法にて算出したものである。
 本発明においては、上記微粒子(D)を構成する有機物は、上述した重合体(D1)以外に、メラミン系樹脂であってもよい。
 有機物としてメラミン系樹脂を有する微粒子(D)としては、例えば、特開2002-327036号公報や特開2005-171033号公報などに記載された球状複合硬化メラミン樹脂等が挙げられる。
 本発明においては、上記微粒子(D)の含有量は、上述した主剤に配合する場合は、主剤の総質量に対して0.1~30質量%であるのが好ましく、0.5~20質量%であるのがより好ましい。また、上述した硬化剤に配合する場合は、硬化剤の総質量に対して0.5~50質量%であるのが好ましく、1~15質量%であるのがより好ましい。
 〔テルペン化合物〕
 本発明の接着剤組成物は、上述した主剤および硬化剤の少なくとも一方に、テルペン化合物を含有するのが好ましい。
 上記テルペン化合物としては、例えば、モノテルペン、水添モノテルペン、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変性モノテルペン、および、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個有するオリゴマーからなる群から選択される少なくとも1種のテルペン化合物が挙げられる。
 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り、このうち、モノテルペンとは、分子式(C582で表される化合物をいう。また、モノテルペンまたは変性モノテルペンに由来する繰り返し単位を2~6個有するオリゴマーとは、モノテルペンの骨格、分子式(C582で表される繰り返し単位を2~6個有する化合物をいい、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>
 上記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。
 これらのうち、下記式(1)~(3)で表される化合物であるのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 <水添モノテルペン>
 上記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。
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 <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。
 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)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 <オリゴマー>
 上記オリゴマーは、上記モノテルペンまたは上記変性モノテルペン(ただし、上記水添モノテルペンを水酸基変性した変性モノテルペンは除く。)に由来する繰り返し単位を2~6個有する化合物である。
 上記オリゴマーとしては、例えば、下記式(8)で表される化合物(テルペン樹脂)、下記式(9)で表される化合物(芳香族変性テルペン樹脂)、下記式(10)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、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 ここで、上記式(8)~(10)中、mは2~6の数を表し、nは1~3の数を表し、m×nは2~6の数を表す。
 また、mおよびm×nは、2~5の数であるのが好ましく、2~3の数であるのがより好ましい。
 一方、上記式(9)中、Rは、水素原子または炭素数1~12のアルキル基を表す。
 また、Rは、水素原子または炭素数1~4のアルキル基であるのが好ましく、水素原子であるのがより好ましい。
 本発明においては、上記テルペン化合物を含有する場合の含有量は、上述した主剤に配合する場合は、主剤の総質量に対して0.05~25質量%であるのが好ましく、0.2~10質量%であるのがより好ましい。また、上述した硬化剤に配合する場合は、硬化剤の総質量に対して0.05~30質量%であるのが好ましく、1~20質量%であるのがより好ましい。
 〔カーボンブラック〕
 本発明の接着剤組成物は、上述した主剤および硬化剤の少なくとも一方に、カーボンブラックを含有するのが好ましい。
 カーボンブラックは、通常の1液型のポリウレタン組成物と同様、従来公知のものを用いることができる。
 カーボンブラックとしては、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)、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。
 本発明においては、上記カーボンブラックを含有する場合の含有量は、上述した主剤に配合する場合は、主剤の総質量に対して5~70質量%であるのが好ましく、10~50質量%であるのがより好ましい。また、上述した硬化剤に配合する場合は、硬化剤の総質量に対して3~80質量%であるのが好ましく、10~50質量%であるのがより好ましい。
 〔炭酸カルシウム〕
 本発明の接着剤組成物は、上述した主剤および硬化剤の少なくとも一方に、炭酸カルシウムを含有するのが好ましい。
 炭酸カルシウムは、通常の1液型のポリウレタン組成物と同様、従来公知のものを用いることができ、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であってもよい。
 本発明においては、上記炭酸カルシウムを含有する場合の含有量は、上述した主剤に配合する場合は、主剤の総質量に対して3~80質量%であるのが好ましく、5~50質量%であるのがより好ましい。また、上述した硬化剤に配合する場合は、硬化剤の総質量に対して3~90質量%であるのが好ましく、10~70質量%であるのがより好ましい。
 〔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、カーボンブラックおよび炭酸カルシウム以外の充填剤、硬化触媒、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、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含有することができる。
 上記充填剤としては、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;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;カーボンブラック;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、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。
 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)などの第三級アミン触媒;等が挙げられる。
 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。
 上記老化防止剤としては、具体的には、例えば、ヒンダードフェノール系等の化合物が挙げられる。
 上記酸化防止剤としては、具体的には、例えば、ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)等が挙げられる。
 上記顔料としては、具体的には、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、群青、ベンガラ、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム、塩酸塩、硫酸塩などの無機顔料;アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、キナクリドンキノン顔料、ジオキサジン顔料、アントラピリミジン顔料、アンサンスロン顔料、インダンスロン顔料、フラバンスロン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、ジケトピロロピロール顔料、キノナフタロン顔料、アントラキノン顔料、チオインジゴ顔料、ベンズイミダゾロン顔料、イソインドリン顔料、カーボンブラックなどの有機顔料;等が挙げられる。
 上記揺変性付与剤としては、具体的には、例えば、エアロジル(日本エアロジル社製)、ディスパロン(楠本化成社製)等が挙げられる。
 上記接着付与剤としては、具体的には、例えば、フェノール樹脂、ロジン樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。
 上記難燃剤としては、具体的には、例えば、クロロアルキルホスフェート、ジメチル・メチルホスホネート、臭素・リン化合物、アンモニウムポリホスフェート、ネオペンチルブロマイド-ポリエーテル、臭素化ポリエーテル等が挙げられる。
 帯電防止剤としては、具体的には、例えば、第四級アンモニウム塩;ポリグリコール、エチレンオキサイド誘導体等の親水性化合物等が挙げられる。
 本発明の接着剤組成物の製造方法は、特に限定されず、例えば、ウレタンプレポリマー(A)等を含有する主剤と、1分子中に2個以上の活性水素基を有する化合物(B)等を含有する硬化剤とを、別々に窒素ガス雰囲気下で十分に混合する方法により調製することができる。
 また、本発明においては、調製された主剤を窒素ガス等で置換された容器に、調製された硬化剤を別の容器にそれぞれ充填し保存することができ、使用時に主剤と硬化剤とを十分に混合して調製することもできる。
 以下に、実施例を挙げ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るものではない。
 <ウレタンプレポリマーA-1の合成>
 ポリオキシプロピレンジオール(平均分子量2000)700g、ポリオキシプロピレントリオール(平均分子量3000)300g、および4,4′-ジイソシアネートフェニルメタン(分子量250)499gを混合し(この時NCO/OH=2.0)、更にフタル酸ジイソノニル500gを加えて、窒素気流中、80℃で12時間撹拌を行い、反応させて、イソシアネート基を2.10%含有するウレタンプレポリマーA-1を合成した。
 〔実施例1~7および比較例1~17〕
 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、同表上段に示す主剤と同表下段に示す硬化剤とを調製した。
 次いで、調製した主剤100gと、硬化剤10gとを混合し、接着剤組成物を得た。
 得られた各接着剤組成物について、下記の方法により接着性を評価した。結果を第1表に示す。
〔作業性(粘度)〕
 上記のようにして調製した主剤について、SOD粘度は、JASO M338-89に準拠して、圧力粘度計(ASTM D 1092)を用いて測定した。粘度は、主剤の温度を20℃として、20sec-1の条件で行った。
 粘度の評価基準は、320Pa・s未満のものを「◎」、320Pa・s以上360Pa・s未満を「○」、360Pa・s以上のものを「△」と評価して、「○」以上の評価を合格とした。結果を下記第1表に示す。
 〔接着性〕
 <剪断強度>
 オレフィン樹脂からなる基板(幅:25mm、長さ:120mm、厚さ:3mm、短繊維GFPP K7000、プライムポリマー社製)の片面にフレーム処理を施した被着体を2枚用意した。
 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、調製(混合)直後の各接着剤組成物を厚み3mm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、圧着させることで試験体を作製した。
 作製した試験体を23℃、相対湿度50%の環境下に3日間放置した後に、23℃下でJIS K6850:1999に準じた引張試験を行い、引っ張り速度50mm/minで剪断強度(MPa)を測定した。
 測定の結果、剪断強度3.1MPa以上のものを「◎」と評価し、剪断強度が2.0MPa以上3.1MPa未満のものを「○」と評価し、剪断強度が2.0MPa未満のものを「×」と評価した。結果を下記第1表に示す。
 <破壊状態>
 剪断強度を測定した試験体について、破壊状態を目視で確認した。
 接着剤により接着している面積のうち、接着剤が凝集破壊(CF)している割合が90%以上のものを「◎」と評価し、凝集破壊している割合が75%以上90%未満のものを「○」と評価し、凝集破壊している割合が60%以上75%未満のものを「△」と評価し、凝集破壊している割合が60%未満のものを「×」と評価した。結果を下記第1表に示す。
 なお、下記第1表中、「CF数値」は、凝集破壊の割合を示し、「AF数値」は接着破壊(界面剥離)の割合を示し、例えば、「CF80AF20」は、凝集破壊が80%で接着破壊が20%であることを示す。
 〔耐熱性〕
 接着性の評価と同様の試験体を作製し、作製した試験体を23℃、相対湿度50%の環境下に3日間放置した後、更に、100℃のオーブン内に200時間放置した後に、上述した接着性と同様の評価を行った。結果を下記第1表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 上記第1表に示されている各成分の詳細は以下のとおりである。
 ・ウレタンプレポリマーA-1:上記で合成したウレタンプレポリマー
 ・微粒子D-2:シリカメラミン複合微粒子(品番:オプトビーズ500SL、日産化学社製、微粒子の濃度:100質量%、微粒子の平均粒子径:0.6μm、微粒子のガラス転移温度:210℃、)15質量部とポリオキシプロピレントリオール(分子量5100)100質量部をペイントミル(S-43/4X11、井上製作所)を用いて均一化したもの
 ・微粒子D-3:ポリメタクリル酸粒子(品番:XX-2851Z、積水化成品工業製、微粒子の濃度:100質量%、微粒子の平均粒子径:0.3μm、微粒子のガラス転移温度:100℃、)15質量部とポリオキシプロピレントリオール(分子量5100)100質量部をペイントミル(S-43/4X11、井上製作所)を用いて均一化したもの
 ・微粒子D-4:アクリロニトリルとスチレンとの共重合体からなる微粒子が分散したPPG溶液(品番:FL-557、微粒子の濃度:40質量%、微粒子の平均粒子径:1.0μm、微粒子のガラス転移温度:100℃、三洋化成工業社製)
 ・微粒子D-5:スチレンの単独重合体からなる微粒子が分散したPPG溶液(品番:エクセノール910、微粒子の濃度:20質量%、微粒子の平均粒子径:1μm、微粒子のガラス転移温度:110℃、旭硝子社製)
 ・イソシアヌレート化合物C1-1:ヘキサメチレンジイソシネートのイソシアヌレート体(Tolonate HDT、パーストープ社製)
 ・イソシアヌレート化合物C1-2: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
 ・イソシアヌレート化合物C2-1:イソシアネートプロピルトリメトキシシランのイソシアヌレート体(Y-19020、モメンティブ社製)
 ・イソシアヌレート化合物C2-2:イソシアネートプロピルトリエトキシシランのイソシアヌレート体(A-1310、モメンティブ社製)
 ・(メタ)アクリレート化合物C3-1:エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート体(A-9300、新中村化学社製)
 ・(メタ)アクリレート化合物C3-2:ε-カプロラクトン変性トリス(2-アクリロキシエチル)イソシアヌレート体(A-9300-1CL、新中村化学社製)
 ・化合物B1-1:3官能ポリプロピレンポリオール(エクセノール1030、旭硝子社製)
 ・化合物B2-1:ポリブタジエンジオール(Poly bd R-45HT、出光興産社製、水酸基価:45)
 ・化合物B3-1:ロジンジオール(D-6011、荒川化学工業社製、水酸基価118)
 ・化合物B4-1:4官能ポリエーテルポリオール(ポリオール4800、パーストープ社製、水酸基価:800、分子量282)
 ・テルペン化合物1:YSレジンCP(ヤスハラケミカル社製)
 ・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)
 ・カーボンブラック:#200MP(新日化カーボン社製)
 ・炭酸カルシウム1:スーパーS(丸尾カルシウム社製)
 ・炭酸カルシウム2:カルファイン200(丸尾カルシウム社製)
 ・可塑剤:フタル酸ジイソノニル(ジェイプラス社製)
 ・触媒:ジモルホリノジエチルエーテル(サンアプロ社製)
 上記第1表に示す結果から、イソシアヌレート環を有する化合物(C)、および、有機物を含む平均粒子径が0.1~10μmの微粒子(D)をいずれも配合せずに調製した接着剤組成物は、接着性および耐熱性が劣ることが分かった(比較例1)。
 また、イソシアヌレート環を有する化合物(C)、および、有機物を含む平均粒子径が0.1~10μmの微粒子(D)のいずれか一方を配合せずに調製した接着剤組成物は、接着性が不十分となり、耐熱性が劣ることが分かった(比較例2~3)。
 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以外のイソシアヌレート環を有する化合物(C)を用いて得られた主剤は、粘度が高くなりすぎてしまって、接着剤組成物の作業性が劣ることが分かった(比較例2、4~17)。
 これに対し、イソシアヌレート環を有する化合物(C)として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、および、有機物を含む平均粒子径が0.1~10μmの微粒子(D)を配合して調製した接着剤組成物は、接着性および耐熱性が良好であることが分かった(実施例1~7)。また、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以外のイソシアヌレート環を有する化合物(C)を用いて得られた主剤は、粘度の上昇が抑制され、接着剤組成物の作業性が良好になることがわかった。なお、第1表中には記載していないが、硬化速度に関し、主剤/硬化剤混合後の接着剤を室温下にてビード(直径1cm)塗布して12時間経過後にカッターナイフにて切断したところ、実施例の全てがビードの表層から内部に至るまで硬化していることを確認でき、2液としての優れた硬化速度を十分に保持できていることが分かった。
 また、実施例同士の対比から、テルペン化合物を配合して調製した接着剤組成物は、テルペン化合物を配合しない例と比較して接着性および耐熱性がより良好となることが分かった。

Claims (4)

  1.  イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(A)を含有する主剤と、1分子中に2個以上の活性水素含有基を有する化合物(B)を含有する硬化剤と、を有する2液ウレタン系接着剤組成物であって、
     前記主剤および前記硬化剤の少なくとも一方に、イソシアヌレート環を有する化合物(C)、および、有機物を含む平均粒子径が0.1~10μmの微粒子(D)を含有し、
     前記化合物(C)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を含む、2液ウレタン系接着剤組成物。
  2.  前記微粒子(D)が、ポリオキシアルキレンポリオール中に分散した重合性不飽和基含有モノマーの重合体(D1)である、請求項1に記載の2液ウレタン系接着剤組成物。
  3.  前記重合体(D1)のガラス転移温度が、60℃以上である、請求項2に記載の2液ウレタン系接着剤組成物。
  4.  前記主剤および前記硬化剤の少なくとも一方に、更に、テルペン化合物(E)を含有する、請求項1~3のいずれかに記載の2液ウレタン系接着剤組成物。
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