WO2017170955A1 - 組成物 - Google Patents

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WO2017170955A1
WO2017170955A1 PCT/JP2017/013449 JP2017013449W WO2017170955A1 WO 2017170955 A1 WO2017170955 A1 WO 2017170955A1 JP 2017013449 W JP2017013449 W JP 2017013449W WO 2017170955 A1 WO2017170955 A1 WO 2017170955A1
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WO
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meth
acrylate
parts
mass
agent
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PCT/JP2017/013449
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Inventor
伸也 芹澤
麻希子 佐々木
剛介 中島
Original Assignee
デンカ株式会社
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F291/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00
    • C08F291/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00 on to elastomers
    • 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
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/04Non-macromolecular additives inorganic
    • 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
    • C09J201/00Adhesives based on unspecified macromolecular compounds
    • 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
    • C09J4/00Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16

Definitions

  • the present invention relates to an adhesive composition containing a polymerizable monomer, for example. More specifically, the present invention relates to an adhesive composition in which the polymerizable monomer contains a polymerizable vinyl monomer, and more specifically, the polymerizable vinyl monomer is a polymerizable (meth) acrylic acid derivative.
  • a room temperature curable adhesive that cures at room temperature tends to increase year by year for labor saving, resource saving, energy saving, and the like.
  • a second generation acrylic adhesive SGA
  • SGA second generation acrylic adhesive
  • SGA is a two-component type, it does not require accurate metering of the two agents, and is cured at room temperature even with incomplete metering or mixing, so it has excellent workability. In addition, SGA is widely used because of its high peel strength and impact strength. Such SGA is disclosed in Patent Documents 1 and 2. However, Patent Documents 1 and 2 do not describe inorganic anion exchangers.
  • Patent Document 3 discloses an organic layered clay mineral (A) and (meth) acrylate (B) and a first agent containing a radical polymerization initiator (C), an organic layered clay mineral (A) and (meth) acrylate ( B) and a second agent containing a reducing agent (D), wherein the (meth) acrylate (B) has a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
  • a two-part adhesive composition containing a functional (meth) acrylate (B-1) is described. However, there is no description about a monofunctional polymerizable monomer having an aromatic ring.
  • Patent Document 4 discloses that (meth) acrylic acid alkyl ester having 2 to 14 carbon atoms of alkyl group is 70 to 100% by weight, and monoethylenically unsaturated monomer 30 to 0% by weight copolymerizable therewith. And a clay mineral dispersed in the polymer, and the clay mineral accounts for 3-60 parts by weight per 100 parts by weight of the polymer.
  • a transparent adhesive composition is described in which a part of the polymer is inserted between layers to cause interlayer separation. However, there is no description about a monofunctional polymerizable monomer having an aromatic ring.
  • JP 49-132119 A Japanese Patent Laid-Open No. 53-2543 JP 2012-207111 A JP 2002-363522 A
  • the present invention satisfies these requirements, and an object thereof is to provide an adhesive composition that exhibits sufficient adhesive strength even after high-temperature treatment.
  • the present invention is as follows.
  • composition according to one of ⁇ 1> to ⁇ 5> is divided into two parts, a first part and a second part, wherein the first part contains at least (3) a polymerization initiator, A composition in which the agent contains at least (4) a reducing agent.
  • composition according to ⁇ 6> wherein the first agent contains (5) an inorganic anion exchanger.
  • An adhesive composition comprising the composition according to one of ⁇ 1> to ⁇ 7>.
  • the present invention exhibits sufficient adhesive strength even after high temperature treatment.
  • the polymerizable monomer preferably contains a polymerizable vinyl monomer.
  • the polymerizable vinyl monomer only needs to be radically polymerizable.
  • the polymerizable monomer means a monomer having a functional group capable of radical polymerization.
  • the polymerizable monomer includes a polymerizable oligomer.
  • a polymerizable (meth) acrylic acid derivative is preferable in terms of curing speed, adhesiveness, and the like.
  • a compound having a (meth) acryloyl group is preferable, and a compound having a (meth) acryloyloxy group is more preferable.
  • the polymerizable (meth) acrylic acid derivative is preferably 70 parts by mass or more, preferably 85 parts by mass or more in 100 parts by mass of the polymerizable vinyl monomer, and all the polymerizable vinyl monomers are polymerizable (meth) acrylic. Most preferred is an acid derivative.
  • the polymerizable (meth) acrylic acid derivative means a polymerizable acrylic acid derivative or a polymerizable methacrylic acid derivative. These are usually liquid or solid.
  • the total content of (1) polymerizable monomer and (2) elastomer is preferably 70 parts by mass or more, preferably 85 parts by mass or more, and 90 parts by mass or more in 100 parts by mass of the composition. Most preferably it is.
  • the monofunctional polymerizable monomer refers to a monomer having one radical polymerizable functional group, for example, one (meth) acryloyl group.
  • the polyfunctional polymerizable monomer means a monomer having two or more functional groups capable of radical polymerization, for example, (meth) acryloyl groups.
  • Monofunctional (meth) acrylate refers to a polymerizable (meth) acrylic acid derivative having one (meth) acryloyl group.
  • the polyfunctional (meth) acrylate refers to a polymerizable (meth) acrylic acid derivative having two or more (meth) acryloyl groups.
  • the amount used refers to the amount used relative to the total of the first agent and the second agent.
  • the polymerizable monomer contains component (1-1) as a monofunctional polymerizable monomer having an aromatic ring, and component (1-2) as a polymerizable monomer other than component (1-1). It is preferable.
  • one of component (1-1) and component (1-2) contains a polymerizable vinyl monomer, more preferably both component (1-1) and component (1-2) contain a polymerizable vinyl monomer.
  • at least one of the component (1-1) and the component (1-2) may contain a polymerizable vinyl monomer and a polymerizable monomer other than the polymerizable vinyl monomer.
  • the polymerizable monomer is preferably not an elastomer.
  • the monofunctional polymerizable monomer having an aromatic ring is preferably a monofunctional polymerizable monomer having one aromatic ring.
  • monofunctional (meth) acrylates having one aromatic ring are preferable.
  • the monofunctional (meth) acrylate having one aromatic ring include (meth) acrylate of formula (1), phenoxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, and the like. In these, the (meth) acrylate of Formula (1) is preferable.
  • (meth) acrylate of the formula (1) benzyl (meth) acrylate, methylbenzyl (meth) acrylate, ethylbenzyl (meth) acrylate, propylbenzyl (meth) acrylate, methoxybenzyl (meth) acrylate, chlorobenzyl (meth) ) Acrylate and the like.
  • benzyl (meth) acrylate is preferred.
  • the polymerizable monomer other than (1-1) is a monofunctional polymerizable monomer having no aromatic ring, a polyfunctional polymerizable monomer having an aromatic ring, or a polyfunctional polymerizable having no aromatic ring. It corresponds to one of the monomers.
  • Such polymerizable monomers other than (1-1) include hydroxyalkyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, alicyclic (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) ) Acrylate, alkoxylated BPA di (meth) acrylate, and the like.
  • alicyclic (meth) acrylate is preferable, and one or more members selected from the group consisting of hydroxyalkyl (meth) acrylate, alicyclic (meth) acrylate, and alkoxylated BPA di (meth) acrylate are more preferable.
  • alkyl (meth) acrylate, alicyclic (meth) acrylate, and alkoxylated BPA di (meth) acrylate are used in combination.
  • hydroxyalkyl (meth) acrylates monofunctional (meth) acrylates of formula (2) are preferred.
  • Formula (2) CH 2 ⁇ CR 3 COO— (R 4 O) 1 —H
  • R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 4 represents an alkylene group.
  • L represents an integer of 1 to 10.
  • the alkylene group is preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. l is preferably 1.
  • Examples of the monofunctional (meth) acrylate of the formula (2) include hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, and the like. Among these, one or more members selected from the group consisting of 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate are preferable.
  • monofunctional (meth) acrylates having alicyclic hydrocarbons are preferred.
  • Monofunctional (meth) acrylates having alicyclic hydrocarbons include cyclohexyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, Examples include isobornyl (meth) acrylate and methoxylated cyclodecatriene (meth) acrylate. In these, isobornyl (meth) acrylate is preferable.
  • BPA of alkoxylated BPA di (meth) acrylate refers to bisphenol A.
  • the alkoxylated BPA di (meth) acrylate is preferably a di (meth) acrylate of the formula (3).
  • R 6 and R 6 ′ are preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and more preferably an ethylene group having 2 carbon atoms.
  • R 7 and R 7 ′ are preferably a methyl group.
  • m + n is preferably 1 to 40, more preferably 3 to 20, and most preferably 5 to 15.
  • ethoxylated BPA di (meth) acrylate is preferred.
  • R 6 and R 6 ′ are ethylene groups
  • R 7 and R 7 ′ are methyl groups.
  • the use amount of the monofunctional polymerizable monomer having an aromatic ring is (1) 5 to 90 parts by weight, preferably 30 to 70 parts by weight, more preferably 40 to 60 parts by weight in 100 parts by weight. Part is most preferred.
  • the amount of the polymerizable monomer other than (1-1) used is preferably (1) 10 to 95 parts by mass, more preferably 30 to 70 parts by mass, and 40 to 60 parts by mass in 100 parts by mass. Is most preferred.
  • the elastomer used in the present invention is a polymer substance having rubber-like elasticity at room temperature, and is preferably one that can be dissolved or dispersed in a polymerizable vinyl monomer.
  • elastomers excluding (1) are preferable.
  • Such elastomers include (meth) acrylonitrile-butadiene- (meth) acrylic acid copolymer, (meth) acrylonitrile-butadiene-methyl (meth) acrylate copolymer, methyl (meth) acrylate-butadiene-styrene copolymer Examples thereof include a composite (MBS), various synthetic rubbers such as (meth) acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), linear polyurethane, styrene-butadiene, natural rubber, and various thermoplastic elastomers. These elastomers may be used alone or in combination of two or more if there is no problem in compatibility.
  • At least one member of the group consisting of methyl (meth) acrylate-butadiene-styrene copolymer and (meth) acrylonitrile-butadiene rubber is preferable in terms of good solubility and adhesiveness to the polymerizable vinyl monomer. More preferably, methyl (meth) acrylate-butadiene-styrene copolymer and (meth) acrylonitrile-butadiene rubber are used in combination.
  • the content ratio is methyl (meth) acrylate-butadiene-styrene copolymer and (meth) acrylonitrile-butadiene rubber.
  • the amount of elastomer used is preferably (1) 5 to 70 parts by weight, more preferably 30 to 50 parts by weight per 100 parts by weight.
  • the polymerization initiator used in the present invention is preferably a thermal radical polymerization initiator in terms of reactivity.
  • the thermal radical polymerization initiators organic peroxides are preferable.
  • organic peroxide examples include cumene hydroperoxide, paramentane hydroperoxide, and tertiary butyl hydroperoxide.
  • cumene hydroperoxide is preferable in terms of reactivity.
  • the amount of the polymerization initiator used is (1) 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 15 parts by mass, and most preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass. When it is 0.1 parts by mass or more, the curing rate is increased, and when it is 20 parts by mass or less, the storage stability is improved.
  • the (4) reducing agent used in the present invention can be used as long as it is a reducing agent that reacts with the polymerization initiator and generates radicals.
  • the reducing agent include tertiary amines, thiourea derivatives, and transition metal salts.
  • Examples of the tertiary amine include triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N, N-dimethylparatoluidine and the like.
  • Examples of thiourea derivatives include 2-mercaptobenzimidazole, methylthiourea, dibutylthiourea, ethylenethiourea, acetyl-2-thiourea, benzoylthiourea, N, N-diphenylthiourea, N, N-diethylthiourea, N, N -Dibutylthiourea, tetramethylthiourea and the like.
  • transition metal salts examples include cobalt naphthenate, copper naphthenate, and vanadyl acetylacetonate. Of the transition metal salts, vanadyl acetylacetonate is preferred. One or more of these may be used. Of these, transition metal salts are preferred.
  • the amount of the reducing agent used is preferably (1) 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass. When it is 0.01 parts by mass or more, the curing rate is fast, and when it is 10 parts by mass or less, the storage stability is improved.
  • the inorganic anion exchanger used in the present invention may be an inorganic compound having anion exchange properties.
  • Inorganic anion exchangers include hydrotalcite and hydrotalcite-containing materials (sometimes called hydrotalcite), hydrous bismuth oxide, bismuth oxide, bismuth oxyhydroxide, oxynitrate Examples thereof include bismuth-containing substances such as bismuth, bismuth oxyhydroxide nitrate, bismuth oxyhydroxide silicate, and bismuth oxyhydroxide carbonate (sometimes referred to as bismuth), hydrous magnesium oxide, hydrous aluminum oxide, hydrous zirconium oxide, and the like.
  • group is preferable at a point with large ion exchange capacity, and a hydrotalcite type
  • the inorganic anion exchanger is preferably contained in the first agent.
  • the amount of the inorganic anion exchanger used is preferably 0.05 to 10 parts by mass, more preferably 0.3 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of (1) and (2). Most preferred is 5 to 3 parts by weight.
  • the amount of the inorganic anion exchanger used in the first agent is 0.1 to about 100 parts by mass of the total amount of (1) and (2). 10 parts by mass is preferable, 0.3 to 5 parts by mass is more preferable, and 0.5 to 3 parts by mass is most preferable.
  • it is 0.05 parts by mass or more, the effect of improving storage stability is sufficiently obtained.
  • it is 10 parts by mass or less the viscosity of the adhesive does not increase, and workability is improved.
  • the particulate material is preferably a particulate material other than (1) to (5), and is preferably a particulate material that does not dissolve in (1) to (5).
  • the granular material makes it easy for the cured body to maintain a certain thickness, allows adhesion with improved dimensional accuracy, and allows the thickness of the cured body to be controlled.
  • the particulate material not dissolved in (1) to (5) may be either organic particles or inorganic particles.
  • organic particles include polyethylene particles, polypropylene particles, crosslinked polymethyl methacrylate particles, crosslinked polystyrene particles, and crosslinked polymethyl methacrylate polystyrene copolymer particles.
  • inorganic particles include glass, silica, alumina, ceramic particles such as titanium, and the like.
  • the granular material is preferably spherical in terms of improving processing accuracy, that is, controlling the film thickness of the adhesive.
  • organic particles are preferable from the viewpoint of storage stability due to particle sedimentation and the reactivity of the composition.
  • polyethylene particles are preferable.
  • the average particle diameter of the granular material by the laser method is preferably 20 to 200 ⁇ m. In view of dimensional accuracy, the average particle diameter is preferably 35 to 150 ⁇ m, and most preferably 50 to 120 ⁇ m.
  • the average particle diameter in the present invention is measured by “Laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-2200” manufactured by Shimadzu Corporation.
  • the amount of the particulate material used is preferably (1) 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass, and most preferably 0.5 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass.
  • paraffins can be used in order to quickly cure the portion in contact with air.
  • paraffins include paraffin, carnauba wax and beeswax. Of these, paraffin is preferred.
  • the amount of paraffin used is preferably (1) 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.3 to 2.5 parts by weight, based on 100 parts by weight.
  • a polymerization inhibitor can be used for the purpose of improving storage stability.
  • the polymerization inhibitor include amines, phenols, and quinones.
  • the amine series include N-isopropyl-N′-phenyl-p-phenylenediamine.
  • the phenolic group include 2,6-cytiary butyl-p-cresol, 2,2′-methylene-bis (4-methyl-6-t-butylphenol), and the like.
  • examples of quinones include hydroquinone and hydroquinone monomethyl ether. One or more of these may be used.
  • 1 or more types of the group which consists of a phenol type and a quinone type are preferable, and it is preferable to use a phenol type and a quinone type together.
  • the phenol type is preferably contained in the first agent, and the quinone type is preferably contained in the second agent.
  • the amount of the polymerization inhibitor used is preferably 0.001 to 3 parts by mass, more preferably 0.01 to 1.5 parts by mass with respect to (1) 100 parts by mass. If it is 0.001 part by mass or more, it has an effect. If it is 3 parts by mass or less, the adhesion is improved.
  • the amount of the phenolic polymerization inhibitor used in the first agent is preferably 0.001 to 3 parts by mass with respect to (1) 100 parts by mass, 1 part by mass is more preferred.
  • the quinone is contained in the second agent
  • the amount of the quinone polymerization inhibitor in the second agent is preferably 0.001 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass (1), 0.01 to 1 part by mass is more preferred.
  • a metal adhesion-imparting agent can be used for the purpose of improving adhesiveness.
  • phosphate is preferable.
  • the phosphate include a compound represented by the formula (4).
  • phosphate examples include acid phosphooxyethyl (meth) acrylate, acid phosphooxypropyl (meth) acrylate, and bis (2- (meth) acryloyloxyethyl) phosphate. One or more of these can be used.
  • the metal adhesion-imparting agent is preferably contained in the second agent.
  • the use amount of the metal adhesion-imparting agent is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.2 to 2 parts by mass with respect to (1) 100 parts by mass. Adhesive strength improves when it is 0.1 parts by mass or more. When it is 5 parts by mass or less, the adhesive strength is improved.
  • the present invention for example, use as a two-component curable resin composition can be mentioned.
  • all essential components of the curable resin component of the present invention are not mixed during storage, but are divided into the first agent and the second agent, at least a polymerization initiator in the first agent, and at least in the second agent Store the reducing agent separately.
  • the first agent and the second agent can be used as a two-component curable resin composition by applying, contacting, and curing simultaneously or separately.
  • the inorganic anion exchanger is preferably contained in the first agent.
  • the mixing method is not limited as long as the inorganic anion exchanger is uniformly dispersed in the composition and aggregation of the inorganic anion exchanger does not occur.
  • the adhesive strength is improved.
  • the composition of the present invention can be used as an adhesive composition.
  • the adherend is joined by the adhesive composition to produce a joined body.
  • the various materials of the adherend are not limited, such as paper, wood, ceramic, glass, ceramics, rubber, plastic, mortar, concrete, and metal, but when the adherend is metal, it exhibits excellent adhesion.
  • Air pressure type CBA25 made by Gun ADY Co., Ltd. ⁇ Syringe ADY Co., Ltd. MA6.3-12-5 -Static mixer ADY Corporation CD050-01PP ⁇ Air pressure 0.35MPa ⁇ Coating time: The mass of the adhesive applied for 15 seconds is measured. When 5 g or more is applied, the applicability is good (can be worked without problems when applying the adhesive), and when it is less than 5 g, the applicability is poor. It was determined that the adhesive had a high viscosity and it was difficult to apply the adhesive.
  • first on one side of one test piece 200 ⁇ 25 ⁇ 1.0 mm, A5052P (aluminum alloy)
  • Apply the adhesive mixed with the agent and the second agent immediately overlap and bond with the other test piece (200 ⁇ 25 ⁇ 1.0mm, A5052P), then cure at room temperature for 24 hours, peel off It was set as the sample for adhesive strength measurement.
  • the peel adhesion strength (unit: kN / m) was measured under the conditions of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50% under a tensile speed of 50 mm / min.
  • MBS Methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer (commercially available)
  • NBR Acrylonitrile-butadiene rubber (commercially available)
  • Al—Mg hydrotalcite table.
  • Polymerization initiator Cumene hydroperoxide (commercially available) Reducing agent: vanadyl acetylacetonate (commercially available) Paraffins: Paraffin wax (commercially available) Stabilizer (polymerization inhibitor): 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-t-butylphenol) (commercially available) Metal adhesion imparting agent: 2-hydroxyethyl methacrylate acid phosphate (commercially available, structural formula below) (CH 2 ⁇ C (CH 3 ) —COOC 2 H 4 O) n P (O) (OH) 3-n n is 1 or 2.
  • Polyethylene filler Polyethylene particles, particle size 100 ⁇ m (commercially available)
  • Example 1 Comparative Example 1, Experimental Example 3, Experimental Example 6 to 8
  • the coating property was good, and no gelation of the first agent was observed even after storage in a high-temperature bath at 60 ° C. for 72 hours.
  • the retention rate of the T-shaped peel strength after the high temperature treatment obtained by setting the initial T-shaped peel strength as 100% also satisfied the target of 80% or more, and a sufficient adhesive strength was obtained even after the high temperature treatment.
  • hydrotalcite is used as the inorganic anion exchanger, the effect is particularly excellent (comparison between Example 1 and Example 3).
  • Experimental example 2 which is a comparative example, does not use a monofunctional polymerizable vinyl monomer having an aromatic ring, but uses only another polymerizable vinyl monomer, so that the retention rate is small and the adhesive strength is reduced by high-temperature treatment. It was written.
  • Experimental Example 5 which is a comparative example, an inorganic anion exchanger was not used, and an inorganic cation exchanger was used instead. Therefore, the first agent gelled and the retention rate was small.
  • Comparative Example 9 which was a comparative example, the retention rate was small because a monofunctional polymerizable vinyl monomer having an aromatic ring was not used.
  • the first agent containing a polymerization initiator may undergo gelation (curing) due to the progress of the polymerization reaction during long-term storage.
  • gelation curing
  • stability during storage is ensured by using a polymerization inhibitor.
  • an excessive amount of the polymerization inhibitor is used, there is a problem that the curing rate of SGA is lowered.
  • the gelation of the first agent may not be suppressed with only the polymerization inhibitor.
  • the present invention satisfies these needs. Without sacrificing SGA curing speed, there is no thickening or gelation of the first agent that adversely affects workability during storage, excellent storage stability, and sufficient adhesive strength after high temperature treatment An adhesive composition can be provided. Industrial applicability of the present invention is great.

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Abstract

高温処理後においても十分な接着強度を発現する組成物の提供。(1)芳香族環を有する単官能の重合性モノマーとして成分(1-1)と(1-1)以外の重合性モノマーとして成分(1-2)とを含有する重合性モノマー、(2)エラストマー、(3)重合開始剤、(4)還元剤、(5)無機陰イオン交換体を含有する組成物。

Description

組成物
本発明は、例えば、重合性モノマーを含有する接着剤組成物に関する。詳しくは重合性モノマーが重合性ビニルモノマーを含み、より詳しくは重合性ビニルモノマーが重合性(メタ)アクリル酸誘導体である接着剤組成物に関する。
常温下で硬化する常温硬化型接着剤への要求は、省力化、省資源及び省エネルギー等のため、年々増大する傾向にある。従来、常温硬化型接着剤として例えば、第二世代のアクリル系接着剤(SGA)が知られている。
SGAは二剤型であるが、二剤の正確な計量を必要とせず、不完全な計量や混合でも常温で硬化するため、作業性に優れる。しかもSGAは剥離強度や衝撃強度が高いために広く用いられている。このようなSGAは特許文献1~2に開示されている。しかしながら、特許文献1~2は無機陰イオン交換体について記載はない。
特許文献3は、有機化層状粘土鉱物(A)及び(メタ)アクリレート(B)及びラジカル重合開始剤(C)を含有する第一剤と有機化層状粘土鉱物(A)及び(メタ)アクリレート(B)及び還元剤(D)を含有する第二剤とから構成される接着剤組成物であって、かつ、(メタ)アクリレート(B)が、炭素数1~20の炭化水素基を有する単官能(メタ)アクリレート(B-1)を含む二剤型の接着剤組成物を記載している。しかしながら、芳香族環を有する単官能の重合性モノマーについて記載はない。
特許文献4は、アルキル基の炭素数が2~14個である(メタ)アクリル酸アルキルエステル70~100重量%とこれと共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体30~0重量%とからなる単量体の重合体と、これに分散された有機化層状粘土鉱物とを含有し、上記粘土鉱物は、上記重合体100重量部あたり、3~60重量部の割合を占めるとともに、その層間に上記重合体の一部が挿入されて層間分離を起こしていることを特徴とする透明性粘着剤組成物を記載している。しかしながら、芳香族環を有する単官能の重合性モノマーについて記載はない。
特開昭49-132119号公報 特開昭53-2543号公報 特開2012-207111号公報 特開2002-363522号公報
焼付け塗装等高温で熱処理される部位に使用した場合、高温処理後においても十分な接着強度を発現する接着剤の要求が高まっている。
本発明はこれらの要求を満たすものであり、高温処理後においても十分な接着強度を発現する接着剤組成物を提供することを目的とする。
即ち、本発明は下記の通りである。
<1>(1)下記(1-1)及び(1-2)を含有する重合性モノマー
 (1-1)芳香族環を有する単官能の重合性モノマー、
 (1-2)成分(1-1)以外の重合性モノマー、
(2)エラストマー、
(3)重合開始剤、
(4)還元剤、並びに
(5)無機陰イオン交換体
を含有する組成物。
<2>成分(1-1)が、式(1)の(メタ)アクリレートを含有する<1>記載の組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
<3>成分(1-2)が脂環式(メタ)アクリレートを含有する<1>又は<2>記載の組成物。
<4>(5)無機陰イオン交換体が、ハイドロタルサイト,ビスマスからなる群の1種以上を有する<1>~<3>のうちの1項記載の組成物。
<5>更に、(6)粒状物質を含有する<1>~<4>のうちの1項記載の組成物。
<6><1>~<5>のうちの1項記載の組成物を第一剤と第二剤の二剤に分け、第一剤が少なくとも(3)重合開始剤を含有し、第二剤が少なくとも(4)還元剤を含有する組成物。
<7>第一剤が(5)無機陰イオン交換体を含有する<6>記載の組成物。
<8><1>~<7>のうちの1項記載の組成物からなる接着剤組成物。
<9><8>記載の接着剤組成物により接合する接合体。
本発明は、高温処理後においても十分な接着強度を発現する。
((1)重合性モノマー)
重合性モノマーは重合性ビニルモノマーを含むことが好ましい。重合性ビニルモノマーはラジカル重合可能であればよい。重合性モノマーとは、ラジカル重合可能な官能基を有するモノマーをいう。重合性モノマーは、重合性オリゴマーを包含する。これらの中では、硬化速度や接着性等の点で、重合性(メタ)アクリル酸誘導体が好ましい。重合性(メタ)アクリル酸誘導体としては、(メタ)アクリロイル基を有する化合物が好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物がより好ましい。重合性(メタ)アクリル酸誘導体は重合性ビニルモノマー100質量部中、70質量部以上であることが好ましく、85質量部以上であることが好ましく、重合性ビニルモノマーが全て重合性(メタ)アクリル酸誘導体であることが最も好ましい。ここで重合性(メタ)アクリル酸誘導体とは、重合性アクリル酸誘導体又は重合性メタクリル酸誘導体をいう。これらは通常、液状ないし固形のものが利用される。(1)重合性モノマーと(2)エラストマーの合計の含有量は、組成物100質量部中、70質量部以上であることが好ましく、85質量部以上であることが好ましく、90質量部以上であることが最も好ましい。
単官能の重合性モノマーとは、ラジカル重合可能な官能基、例えば、(メタ)アクリロイル基を1個有するモノマーをいう。多官能の重合性モノマーとは、ラジカル重合可能な官能基、例えば、(メタ)アクリロイル基を2個以上有するモノマーをいう。単官能(メタ)アクリレートとは、(メタ)アクリロイル基を1個有する重合性(メタ)アクリル酸誘導体をいう。多官能(メタ)アクリレートとは、(メタ)アクリロイル基を2個以上有する重合性(メタ)アクリル酸誘導体をいう。使用量は特記しない限り、第一剤と第二剤の合計に対する使用量をいう。
(1)重合性モノマーは、芳香族環を有する単官能の重合性モノマーとして成分(1-1)と、成分(1-1)以外の重合性モノマーとして成分(1-2)とを含有することが好ましい。好ましくは、成分(1-1)及び成分(1-2)の一方が重合性ビニルモノマーを含み、さらに好ましくは成分(1-1)及び成分(1-2)の双方が重合性ビニルモノマーを含む。或る実施形態においては、成分(1-1)及び成分(1-2)の少なくとも一方が、重合性ビニルモノマーと重合性ビニルモノマー以外の重合性モノマーとを含んでいてもよい。また(1)重合性モノマーは、エラストマーではないことが好ましい。
((1-1)芳香族環を有する単官能の重合性モノマー)
芳香族環を有する単官能の重合性モノマーとしては、芳香族環を1個有する単官能の重合性モノマーが好ましい。芳香族環を1個有する重合性モノマーの中では、芳香族環を1個有する単官能(メタ)アクリレートが好ましい。芳香族環を1個有する単官能(メタ)アクリレートとしては、式(1)の(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中では、式(1)の(メタ)アクリレートが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
式(1)の(メタ)アクリレートとしては、ベンジル(メタ)アクリレート、メチルベンジル(メタ)アクリレート、エチルベンジル(メタ)アクリレート、プロピルベンジル(メタ)アクリレート、メトキシベンジル(メタ)アクリレート、クロロベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。式(1)の(メタ)アクリレートの中では、ベンジル(メタ)アクリレートが好ましい。
((1-2)(1-1)以外の重合性モノマー)
(1-1)以外の重合性モノマーとは、芳香族環を有しない単官能の重合性モノマー、芳香族環を有する多官能の重合性モノマー、又は芳香族環を有しない多官能の重合性モノマーのいずれかに該当するものである。そうした(1-1)以外の重合性モノマーとしては、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、脂環式(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アルコキシ化BPAジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの中では、脂環式(メタ)アクリレートが好ましく、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、脂環式(メタ)アクリレート、アルコキシ化BPAジ(メタ)アクリレートからなる群の1種以上がより好ましく、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、脂環式(メタ)アクリレート、アルコキシ化BPAジ(メタ)アクリレートを併用することが最も好ましい。ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、脂環式(メタ)アクリレート、アルコキシ化BPAジ(メタ)アクリレートを含有する場合、その含有比率は、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、脂環式(メタ)アクリレート、アルコキシ化BPAジ(メタ)アクリレートの合計100質量部中、質量比で、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート:脂環式(メタ)アクリレート:アルコキシ化BPAジ(メタ)アクリレート=10~80:3~60:10~80が好ましく、20~60:5~40:20~60がより好ましく、30~50:10~30:30~50が最も好ましい。
ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートの中では、式(2)の単官能(メタ)アクリレートが好ましい。
式(2) CH2=CR3COO-(R4O)l-H
(式(2)中、R3は水素原子又はメチル基を示す。R4はアルキレン基を示す。lは1~10の整数を示す。)
アルキレン基は、炭素数2~6個のアルキレン基が好ましい。lは1であることが好ましい。
式(2)の単官能(メタ)アクリレートとしては、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中では、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートからなる群の1種以上が好ましい。
脂環式(メタ)アクリレートの中では、脂環式炭化水素を有する単官能(メタ)アクリレートが好ましい。脂環式炭化水素を有する単官能(メタ)アクリレートとしては、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、メトキシ化シクロデカトリエン(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中では、イソボルニル(メタ)アクリレートが好ましい。
アルコキシ化BPAジ(メタ)アクリレートのBPAとは、ビスフェノールAをいう。アルコキシ化BPAジ(メタ)アクリレートは、式(3)のジ(メタ)アクリレートが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
6、R6’は炭素数2~6個のアルキレン基が好ましく、炭素数2個のエチレン基がより好ましい。R7、R7’はメチル基が好ましい。m+nは1~40が好ましく、3~20がより好ましく、5~15が最も好ましい。
アルコキシ化BPAジ(メタ)アクリレートの中では、エトキシ化BPAジ(メタ)アクリレートが好ましい。エトキシ化BPAジ(メタ)アクリレートは、R6、R6’がエチレン基であり、R7、R7’はメチル基である。
(1-1)芳香族環を有する単官能の重合性モノマーの使用量は、(1)100質量部中、5~90質量部が好ましく、30~70質量部がより好ましく、40~60質量部が最も好ましい。
(1-2)(1-1)以外の重合性モノマーの使用量は、(1)100質量部中、10~95質量部が好ましく、30~70質量部がより好ましく、40~60質量部が最も好ましい。
((2)エラストマー)
本発明では、剥離強度と衝撃強度向上のため、エラストマーを硬化性樹脂組成物に使用することが好ましい。
本発明で使用するエラストマーとしては、常温でゴム状弾性を有する高分子物質をいい、重合性ビニルモノマーに溶解又は分散できるものが好ましい。エラストマーとしては、(1)を除くエラストマーが好ましい。
このようなエラストマーとしては、(メタ)アクリロニトリル-ブタジエン-(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリロニトリル-ブタジエン-メチル(メタ)アクリレート共重合体、メチル(メタ)アクリレート-ブタジエン-スチレン共重合体(MBS)、並びに、(メタ)アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、線状ポリウレタン、スチレン-ブタジエン等の各種合成ゴム、天然ゴム、各種熱可塑性エラストマー等が挙げられる。これらのエラストマーは相溶性に問題がなければ、1種又は2種以上を使用してもよい。
これらの中では、重合性ビニルモノマーに対する溶解性や接着性が良好な点で、メチル(メタ)アクリレート-ブタジエン-スチレン共重合体と(メタ)アクリロニトリル-ブタジエンゴムからなる群の1種以上が好ましく、メチル(メタ)アクリレート-ブタジエン-スチレン共重合体と(メタ)アクリロニトリル-ブタジエンゴムを併用することがより好ましい。メチル(メタ)アクリレート-ブタジエン-スチレン共重合体と(メタ)アクリロニトリル-ブタジエンゴムを併用する場合、その含有比率は、メチル(メタ)アクリレート-ブタジエン-スチレン共重合体と(メタ)アクリロニトリル-ブタジエンゴムの合計100質量部中、質量比で、メチル(メタ)アクリレート-ブタジエン-スチレン共重合体:(メタ)アクリロニトリル-ブタジエンゴム=30~95:5~70が好ましく、50~80:20~50がより好ましい。
エラストマーの使用量は、(1)100質量部に対して、5~70質量部が好ましく、30~50質量部がより好ましい。
((3)重合開始剤)
本発明で使用する重合開始剤としては、反応性の点で、熱ラジカル重合開始剤が好ましい。熱ラジカル重合開始剤の中では、有機過酸化物が好ましい。
有機過酸化物としては、クメンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、ターシャリーブチルハイドロパーオキサイド等が挙げられる。これらの中では、反応性の点で、クメンハイドロパーオキサイドが好ましい。
重合開始剤の使用量は、(1)100質量部に対して、0.1~20質量部が好ましく、0.5~15質量部がより好ましく、1~10質量部が最も好ましい。0.1質量部以上だと硬化速度が早くなり、20質量部以下だと貯蔵安定性が良くなる。
((4)還元剤)
本発明で使用する(4)還元剤は、前記重合開始剤と反応し、ラジカルを発生する還元剤であれば使用できる。還元剤としては、第3級アミン、チオ尿素誘導体及び遷移金属塩等が挙げられる。
第3級アミンとしては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルパラトルイジン等が挙げられる。チオ尿素誘導体としては、2-メルカプトベンズイミダゾール、メチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、エチレンチオ尿素、アセチル-2-チオ尿素、ベンゾイルチオ尿素、N,N-ジフェニルチオ尿素、N,N-ジエチルチオ尿素、N,N-ジブチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素等が挙げられる。遷移金属塩としては、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、バナジルアセチルアセトネート等が挙げられる。遷移金属塩の中では、バナジルアセチルアセトネートが好ましい。これらの1種以上を使用しても良い。これらの中では、遷移金属塩が好ましい。
還元剤の使用量は、(1)100質量部に対して0.01~10質量部が好ましく、0.1~5質量部がより好ましい。0.01質量部以上だと硬化速度が早くなり、10質量部以下だと貯蔵安定性が良くなる。
((5)無機陰イオン交換体)
本発明に用いる無機陰イオン交換体は、陰イオン交換性を有す無機化合物であれば良い。無機陰イオン交換体としては、ハイドロタルサイトやハイドロタルサイトの焼成物等のハイドロタルサイト含有物質(ハイドロタルサイト系ということもある)、含水酸化ビスマス、酸化ビスマス、オキシ水酸化ビスマス、オキシ硝酸ビスマス、オキシ水酸化硝酸ビスマス、オキシ水酸化ケイ酸ビスマス、オキシ水酸化炭酸ビスマス等のビスマス含有物質(ビスマス系ということもある)、含水酸化マグネシウム、含水酸化アルミニウム、含水酸化ジルコニウム等が挙げられる。これらの中では、イオン交換容量が大きい点で、ハイドロタルサイト系とビスマス系の少なくとも1種以上が好ましく、ハイドロタルサイト系がより好ましい。無機陰イオン交換体は、第一剤に含有することが好ましい。
無機陰イオン交換体の使用量は、(1)と(2)の合計量100質量部に対して、0.05~10質量部が好ましく、0.3~5質量部がより好ましく、0.5~3質量部が最も好ましい。第一剤に無機陰イオン交換体を含有する場合、第一剤中の無機陰イオン交換体の使用量は、(1)と(2)の合計量100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.3~5質量部がより好ましく、0.5~3質量部が最も好ましい。0.05質量部以上だと、貯蔵安定性の改善効果が十分に得られる。10質量部以下だと、接着剤の粘度が高くならず、作業性が向上する。
((6)粒状物質)
本発明では、粒状物質を使用することが好ましい。粒状物質としては、(1)~(5)を除く粒状物質が好ましく、(1)~(5)に溶解しない粒状物質が好ましい。粒状物質により、硬化体が一定の厚みを保持することが容易となり、寸法精度が向上したまま接着でき、硬化体の厚みを制御できる。
(1)~(5)に溶解しない粒状物質としては、有機粒子、無機粒子何れでもかまわない。有機粒子としては、ポリエチレン粒子、ポリプロピレン粒子、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリメタクリル酸メチルポリスチレン共重合体粒子等が挙げられる。無機粒子としては、ガラス、シリカ、アルミナ、チタン等のセラミック粒子等が挙げられる。
粒状物質は、加工精度の向上、つまり接着剤の膜厚の制御の点で、球状が好ましい。これらの中では、粒子の沈降等に因る貯蔵安定性や組成物の反応性の点で、有機粒子が好ましい。有機粒子の中では、ポリエチレン粒子が好ましい。
粒状物質のレーザー法による平均粒径は、20~200μmが好ましい。寸法精度の点で、平均粒径は35~150μmが好ましく、50~120μmが最も好ましい。本発明における平均粒径は、島津製作所製「レーザー回折式粒度分布測定装置SALD-2200」により測定する。
粒状物質の使用量は、(1)100質量部に対して、0.01~10質量部が好ましく、0.1~5質量部がより好ましく、0.5~3質量部が最も好ましい。
(そのほかの添加剤)
更に空気に接している部分の硬化を迅速にするため、パラフィン類を使用することができる。パラフィン類としてはパラフィン、カルナバロウ、蜜ロウ等があげられる。これらの中では、パラフィンが好ましい。
パラフィン類の使用量は、(1)100質量部に対して、0.1~5質量部が好ましく、0.3~2.5質量部がより好ましい。
更に貯蔵安定性を向上させる目的で重合禁止剤を使用することができる。
重合禁止剤としては、アミン系、フェノール系、キノン系等が挙げられる。アミン系としては、N-イソプロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン等が挙げられる。フェノール系としては、2,6-シタイシャリーブチルーp-クレゾール、2,2’-メチレン-ビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)等が挙げられる。キノン系としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル等が挙げられる。これらのうち1種以上を使用してもよい。これらの中では、フェノール系とキノン系からなる群の1種以上が好ましく、フェノール系とキノン系を併用することが好ましい。フェノール系は第一剤に含有することが好ましく、キノン系は第二剤に含有することが好ましい。
重合禁止剤の使用量は、(1)100質量部に対して、0.001~3質量部が好ましく、0.01~1.5質量部がより好ましい。0.001質量部以上だと効果を有する。3質量部以下だと接着性が向上する。フェノール系を第一剤に含有する場合、第一剤中のフェノール系重合禁止剤の使用量は、(1)100質量部に対して、0.001~3質量部が好ましく、0.01~1質量部がより好ましい。キノン系を第二剤に含有する場合、第二剤中のキノン系重合禁止剤の使用量は、(1)100質量部に対して、0.001~3質量部が好ましく、0.01~1質量部がより好ましい。
更に接着性を改良する目的で、金属密着性付与剤を使用することができる。
金属密着性付与剤としては、リン酸塩が好ましい。リン酸塩としては、式(4)で示される化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
リン酸塩としては、アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート及びビス(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)ホスフェート等が挙げられ、これらの1種以上が使用できる。金属密着性付与剤は、第二剤に含有することが好ましい。
金属密着性付与剤の使用量は、(1)100質量部に対して、0.1~5質量部が好ましく、0.2~2質量部がより好ましい。0.1質量部以上だと接着強度が向上する。5質量部以下だと接着強度が向上する。
これらの他に既に知られている物質を使用できる。
本発明の実施態様としては、例えば、二剤型の硬化性樹脂組成物として使用することが挙げられる。二剤型については、本発明の硬化性樹脂成分の必須成分全てを貯蔵中は混合せずに第一剤と第二剤に分け、第一剤に少なくとも重合開始剤を、第二剤に少なくとも還元剤を別々に貯蔵する。この場合、第一剤、第二剤を同時又は別々に塗布、接触し、硬化することにより、二剤型の硬化性樹脂組成物として使用できる。無機陰イオン交換体は、第一剤に含有することが好ましい。
組成物中に無機陰イオン交換体を混合する際、ハイブリッドミキサー,万能混合機,プラネタリーミキサーを使用することが好ましい。但し、無機陰イオン交換体が組成物中に均一に分散し、無機陰イオン交換体の凝集が発生しない限り、混合方法は問わない。無機陰イオン交換体が組成物中に均一に分散すると、接着強度が向上する。
本発明の組成物は、接着剤組成物として使用できる。接着剤組成物により被着体を接合して接合体を作製する。被着体の各種材料については、紙、木材、セラミック、ガラス、陶磁器、ゴム、プラスチック、モルタル、コンクリート及び金属等制限はないが、被着体が金属等の場合、優れた接着性を示す。
以下実験例により本発明を詳細に説明する。以下、各物質の使用量の単位は質量部で示す。各種物性は次のように測定した。
(貯蔵安定性)
表1~2の使用量で各物質を混合し、第一剤を調製した。調製した第一剤を60℃の高温槽SPHH-201(エスペック社製、登録商標)に72時間保管し、25℃まで冷却した後に、東機産業社株式会社製RB80H型粘度計を用い、ローターNo.7、0.5rpmの測定条件で第一剤の粘度を計測した。第一剤の粘度が、8,000Pa・s以上の場合を増粘・ゲル化ありと判定し、合否判定を行った。
(塗布性)
各接着剤の塗布性を下記条件で評価した。
・ガン ADY株式会社製 エアー圧式CBA25
・シリンジ ADY株式会社製 MA6.3-12-5
・スタティックミキサー ADY株式会社製 CD050-01PP
・エアー圧力 0.35MPa
・塗出時間 15秒
塗出した接着剤の質量を測定し、5g以上塗出した場合は、塗布性がよい(接着剤塗布時に問題なく作業ができる)、5g未満の場合は塗布性が悪い(接着剤の粘度が高く、接着剤の塗布が困難である)と判定した。
(T形剥離強度)
JIS K-6854-3:1999、接着剤―はく離接着強さ試験方法 T形はく離に準拠し、一枚の試験片(200×25×1.0mm、A5052P(アルミニウム合金))の片面に第一剤と第二剤を混合した接着剤を塗布し、もう一方の試験片(200×25×1.0mm、A5052P)と直ちに重ね合わせて貼り合わせたのち、室温で24時間養生し、これを剥離接着強さ測定用試料とした。剥離接着強さ(単位:kN/m)は、温度23℃、相対湿度50%の環境下で、引張速度50mm/分の条件で測定した。又、耐熱性の評価として、室温で24時間養生した試料を220℃の高温槽SPHH-201(エスペック社製、登録商標)で1時間加熱し、室温に自然冷却した試料についても同様に評価した。加熱前のT形剥離強度を100%とし、220℃で1時間加熱後のT形剥離強度から保持率を算出し、保持率が80%以上の場合を、高温処理後においても十分な接着強度を発現すると判断し、合否判定を行った。
(無機イオン交換体)
ジルコニウム:(陽イオン/Zr 無機陽イオン交換体、市販品)
ビスマス系:(陰イオン/Bi 無機陰イオン交換体、市販品)
ハイドロタルサイト系:(陰イオン/Al-Mg 無機陰イオン交換体、市販品)
表中に記載した各物質については、次のような略号を用いた。
エトキシ化BPAジメタクリレート:式(3)において、R5、R5’はメチル基であり、R6、R6’はエチレン基であり、R7、R7’はメチル基であり、m+n=10である(市販品)
MBS:メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン共重合体(市販品)
NBR:アクリロニトリル-ブタジエンゴム(市販品)
Al-Mg:ハイドロタルサイト
表中に記載した各物質としては、下記を用いた。
重合開始剤:クメンハイドロパーオキサイド(市販品)
還元剤:バナジルアセチルアセトネート(市販品)
パラフィン類:パラフィンワックス(市販品)
安定剤(重合禁止剤):2,2’-メチレン-ビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)(市販品)
金属密着性付与剤:2-ヒドロキシエチルメタクリレートアシッドフォスフェート(市販品、構造式は以下)
(CH2=C(CH3)-COOC24O)nP(O)(OH)3-n
nは1または2である。
酸化防止剤(重合禁止剤):ハイドロキノンモノメチルエーテル(市販品)
ポリエチレンフィラー:ポリエチレン粒子、粒径100μm(市販品)
(実験例1~9)
表1~2に示す組成にて第一剤と第二剤を混合し、二剤型接着剤を調製した。塗布性、貯蔵安定性、T形剥離強度の測定を行った。結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
本実施例(実験例1、実験例3,実験例6~8)は、塗布性が良好であり、60℃の高温槽で72時間保管後においても第一剤のゲル化は見られなかった。又、初期のT形剥離強度を100%として求めた高温処理後のT形剥離強度の保持率も目標の80%以上を満足し、高温処理後においても十分な接着強度が得られた。無機陰イオン交換体としてハイドロタルサイトを使用した場合、特に効果が優れる(実施例1と実施例3の比較)。
比較例である実験例2は、芳香族環を有する単官能の重合性ビニルモノマーを使用せず、別の重合性ビニルモノマーのみを使用したため、保持率が小さく、高温処理による接着強度の低下が著しかった。
比較例である実験例4は、いずれの無機イオン交換体も使用しなかったため、第一剤がゲル化し、保持率は小さかった。
比較例である実験例5は、無機陰イオン交換体を使用せず、代わりに無機陽イオン交換体を使用したため、第一剤がゲル化し、保持率は小さかった。
比較例である実験例9は、芳香族環を有する単官能の重合性ビニルモノマーを使用しなかったため、保持率が小さかった。
重合開始剤を含む第一剤は、長期保管中に重合反応が進み、ゲル化(硬化)することがある。その対策として、重合禁止剤を使用することにより、保管中の安定性を確保する。しかしながら、重合禁止剤を過剰に使用する場合、SGAの硬化速度を低下するという課題があった。重合禁止剤のみでは、第一剤のゲル化を抑制できないことがあった。
SGAを焼付け塗装等高温で熱処理される部位に使用する場合、接着強度が大きく低下することがあった。そこで、高温処理後においても十分な接着強度を発現する接着剤組成物の要求が高まっている。
本発明はこれらの要求を満たす。SGAの硬化速度を損なわずに、保管中に作業性に悪影響を及ぼすような第一剤の増粘やゲル化等がなく、貯蔵安定性に優れ、高温処理後においても十分な接着強度を発現する接着剤組成物を提供できる。本発明の産業上利用性は大きい。

Claims (9)

  1. (1)下記(1-1)及び(1-2)を含有する重合性モノマー
     (1-1)芳香族環を有する単官能の重合性モノマー、
     (1-2)成分(1-1)以外の重合性モノマー、
    (2)エラストマー、
    (3)重合開始剤、
    (4)還元剤、並びに
    (5)無機陰イオン交換体
    を含有する組成物。
  2. 成分(1-1)が、式(1)の(メタ)アクリレートを含有する請求項1記載の組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  3. 成分(1-2)が脂環式(メタ)アクリレートを含有する請求項1又は2記載の組成物。
  4. (5)無機陰イオン交換体が、ハイドロタルサイト,ビスマスからなる群の1種以上を有する請求項1~3のうちの1項記載の組成物。
  5. 更に、(6)粒状物質を含有する請求項1~4のうちの1項記載の組成物。
  6. 請求項1~5のうちの1項記載の組成物を第一剤と第二剤の二剤に分け、第一剤が少なくとも(3)重合開始剤を含有し、第二剤が少なくとも(4)還元剤を含有する組成物。
  7. 第一剤が(5)無機陰イオン交換体を含有する請求項6記載の組成物。
  8. 請求項1~7のうちの1項記載の組成物からなる接着剤組成物。
  9. 請求項8記載の接着剤組成物により接合する接合体。
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