WO2018030050A1 - ポリオレフィン系接着剤組成物 - Google Patents

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WO2018030050A1
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type epoxy
acid
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坂田 秀行
健二 柏原
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東洋紡株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an adhesive composition for bonding a polyolefin resin substrate and a metal substrate. More specifically, the present invention relates to an adhesive composition containing a crystalline acid-modified polyolefin, an epoxy resin and an organic solvent, and further containing any one of an acid anhydride monomer and a heterocyclic compound having two or more nitrogen atoms.
  • a solvent dispersion-type modified polyolefin resin is mixed with a base adhesive in which a thermosetting resin such as a phenol resin, a melamine resin, or an epoxy resin or a thermoplastic resin is dissolved in an organic solvent.
  • a thermosetting resin such as a phenol resin, a melamine resin, or an epoxy resin or a thermoplastic resin is dissolved in an organic solvent.
  • the pot life after blending with the acid-modified polyolefin solution may be poor, and even if the pot life is not so problematic, the adhesion and chemical resistance with the metal base material are not sufficient. . That is, there was nothing that satisfied pot life, adhesiveness and chemical resistance.
  • a polypropylene (hereinafter also referred to as PP) substrate is used, there is no adhesive that can be bonded and aged (cured) at a low temperature of 80 ° C. or less, which is less affected by heat shrinkage.
  • the pot life property refers to the stability of the solution immediately after the compounding or after a certain period of time when a crosslinking agent or a curing agent is compounded with the acid-modified polyolefin.
  • a laminate of a polyolefin resin base material and a metal base material a laminate in which a polypropylene film and an aluminum foil are bonded together with an adhesive has recently been actively used as an exterior body for a lithium ion battery.
  • the laminate is required to have chemical resistance (hereinafter also referred to as “electrolytic solution resistance”) to the electrolytic solution as the contents.
  • the electrolyte solution of a lithium ion battery is obtained, for example, by dissolving lithium salts such as LiPF 6 and LiBF 4 as an electrolyte in a non-aqueous solvent such as carbonates.
  • a lithium salt used as an electrolyte is hydrolyzed by moisture to generate hydrogen fluoride. For this reason, when hydrogen fluoride is generated, the metal members constituting the battery may corrode or the adhesiveness between layers of the laminated film type packaging material used as the exterior body may be deteriorated. is there.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and as a result of intensive studies on the adhesive between a polyolefin resin substrate and a metal substrate, the present inventors have found that a crystalline acid-modified polyolefin (hereinafter, Simply referred to as an acid-modified polyolefin), an adhesive composition containing an epoxy resin and an organic solvent, and further containing either an acid anhydride monomer or a heterocyclic compound having two or more nitrogen atoms. And bonding at 80 ° C. or lower, adhesiveness and chemical resistance in aging, particularly resistance to electrolytic solution mixed with moisture, and the present invention has been completed.
  • an acid-modified polyolefin an adhesive composition containing an epoxy resin and an organic solvent, and further containing either an acid anhydride monomer or a heterocyclic compound having two or more nitrogen atoms.
  • the present invention has good pot life properties after blending a crystalline acid-modified polyolefin, a curing agent and a curing accelerator, and both a polyolefin resin substrate and a metal substrate in low temperature bonding and aging.
  • An object of the present invention is to provide an adhesive composition having good adhesion and chemical resistance.
  • the glycidylamine type epoxy resin (B1) is preferably an epoxy resin having two or more glycidyl groups in one molecule.
  • the glycidylamine type epoxy resin (B1) is preferably a compound represented by the general formula (1).
  • R is an aryl group which may have a substituent
  • X1 and X2 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may have a substituent
  • m is 1 or 2
  • n is 1 or 2.
  • the glycidyl ether type epoxy resin (B2) is preferably an epoxy resin having two or more glycidyl groups in one molecule and containing no nitrogen atom.
  • the acid anhydride monomer (C) is preferably a compound having one or more acid anhydride rings in one molecule and an acid value of 100 mgKOH / g or more.
  • the heterocyclic compound (D) having two or more nitrogen atoms is preferably a 5-membered aromatic heterocyclic compound having two or more nitrogen atoms.
  • glycidylamine type epoxy resin (B1) 0.01 to 20 parts by mass of glycidylamine type epoxy resin (B1), 1 to 50 parts by mass of glycidyl ether type epoxy resin (B2), and 100% by mass of crystalline acid-modified polyolefin (A) It is preferable to contain 1 to 50 parts by mass of the monomer (C), 0.01 to 5 parts by mass of the heterocyclic compound (D) having two or more nitrogen atoms, and 80 to 1000 parts by mass of the organic solvent (E).
  • the organic solvent (E) is a mixed liquid of the solvent (E1) and the solvent (E2), and the solvent (E1) is composed of an aromatic hydrocarbon, an aliphatic hydrocarbon, an alicyclic hydrocarbon, and a halogenated hydrocarbon.
  • a packaging material for a lithium ion battery comprising the laminate as a constituent member.
  • the adhesive composition according to the present invention contains a crystalline acid-modified polyolefin, two types of epoxy resins, and an organic solvent, and further includes any one of an acid anhydride monomer and a heterocyclic compound having two or more nitrogen atoms. Even if it contains and preserve
  • the crystalline acid-modified polyolefin (A) used in the present invention is not limited, but at least one of polyethylene, polypropylene and propylene- ⁇ -olefin copolymer includes ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid and acid anhydride thereof. Those obtained by grafting at least one of the above are preferred.
  • the propylene- ⁇ -olefin copolymer is a copolymer in which ⁇ -olefin is copolymerized mainly with propylene.
  • ⁇ -olefin for example, ethylene, 1-butene, 1-heptene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene, vinyl acetate or the like can be used. Of these ⁇ -olefins, ethylene and 1-butene are preferred.
  • the ratio of the propylene component to the ⁇ -olefin component of the propylene- ⁇ -olefin copolymer is not limited, but the propylene component is preferably 50 mol% or more, and more preferably 70 mol% or more.
  • Examples of at least one of ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid and acid anhydrides thereof include maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, and acid anhydrides thereof.
  • acid anhydrides are preferable, and maleic anhydride is more preferable.
  • Specific examples include maleic anhydride-modified polypropylene, maleic anhydride-modified propylene-ethylene copolymer, maleic anhydride-modified propylene-butene copolymer, maleic anhydride-modified propylene-ethylene-butene copolymer, and the like.
  • These crystalline acid-modified polyolefins can be used alone or in combination of two or more.
  • a maleic anhydride-modified propylene-butene copolymer is preferable.
  • the propylene component / 1-butene component (molar ratio) of the maleic anhydride-modified propylene-butene copolymer is preferably 90 to 50/10 to 50, more preferably 85 to 60/15 to 40. It is preferably 80 to 55/20 to 45, more preferably 75 to 60/25 to 40.
  • the acid value of the crystalline acid-modified polyolefin (A) should be at least 5 mgKOH / g-resin, preferably 10 mgKOH, from the viewpoint of pot life and adhesion between the polyolefin resin substrate and the metal substrate.
  • / G-resin or more more preferably 14 mgKOH / g-resin or more, still more preferably 16 mgKOH / g-resin or more, particularly preferably 18 mgKOH / g-resin or more, most preferably 20 mgKOH / g. More than -resin.
  • the upper limit needs to be 50 mgKOH / g-resin or less, preferably 48 mgKOH / g-resin or less, more preferably 46 mgKOH / g-resin or less, still more preferably 44 mgKOH / g-resin or less. Preferably it is 42 mgKOH / g-resin or less, Most preferably, it is 40 mgKOH / g-resin or less.
  • the acid value can be controlled by the amount (addition amount) of at least one kind of ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid and acid anhydride thereof.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the crystalline acid-modified polyolefin (A) is preferably in the range of 40,000 to 180,000. More preferably, it is in the range of 50,000 to 160,000, more preferably in the range of 60,000 to 150,000, particularly preferably in the range of 70,000 to 140,000, and most preferably 80. , 13,000 to 130,000. If it is less than the above value, the cohesive force becomes weak and the adhesiveness may be inferior. On the other hand, when the above value is exceeded, there may be a problem in operability when bonding due to low fluidity. If it is in the said range, since hardening reaction with an epoxy resin is utilized, it is preferable.
  • the crystallinity in the crystalline acid-modified polyolefin (A) means that the temperature is raised from ⁇ 100 ° C. to 250 ° C. at 20 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC), and a clear melting is performed in the temperature raising process. This refers to the peak.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the melting point (Tm) of the crystalline acid-modified polyolefin (A) is preferably in the range of 50 ° C to 120 ° C. More preferably, it is in the range of 60 ° C to 100 ° C, and most preferably in the range of 70 ° C to 90 ° C. If it is less than the above value, the cohesive force derived from crystals becomes weak, and the adhesiveness and chemical resistance may be inferior. On the other hand, when the above value is exceeded, the solution stability and fluidity are low, and there may be a problem in operability when bonding.
  • the heat of fusion ( ⁇ H) of the crystalline acid-modified polyolefin (A) is preferably in the range of 5 J / g to 60 J / g.
  • a range of 10 J / g to 50 J / g is more preferable, and a range of 20 J / g to 40 J / g is most preferable. If it is less than the above value, the cohesive force derived from crystals becomes weak, and the adhesiveness and chemical resistance may be inferior. On the other hand, when the above value is exceeded, the solution stability and fluidity are low, and there may be a problem in operability when bonding.
  • the production method of the crystalline acid-modified polyolefin (A) is not particularly limited.
  • a radical graft reaction that is, a radical species is generated with respect to a polymer to be a main chain, and the radical species is used as a polymerization initiation point to produce an unsaturated carboxylic acid. Reaction for graft polymerization of acid and acid anhydride), and the like.
  • organic peroxide is not particularly limited, but di-tert-butyl peroxyphthalate, tert-butyl hydroperoxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxy- Peroxides such as 2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxypivalate, methyl ethyl ketone peroxide, di-tert-butyl peroxide, lauroyl peroxide; azobisisobutyronitrile, azobisisopropionitrile, etc. Examples thereof include azonitriles.
  • the glycidylamine type epoxy resin (B1) used for this invention will not be specifically limited if it is an epoxy resin which has a 1 or more glycidyl group in 1 molecule. It is preferable to have two or more glycidyl groups in one epoxy resin molecule, more preferably three or more glycidyl groups in one molecule of epoxy resin, and four or more glycidyl groups in one molecule of epoxy resin. More preferably, it has.
  • R is an aryl group which may have a substituent, and preferably a phenyl group which may have a substituent.
  • the substituent of the aryl group is not particularly limited, but is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, a hydroxyl group, an amino group, a glycidyl group, a glycidylamino group, or a glycidyl ether group. Is mentioned.
  • X1 and X2 are each independently a linear alkylene group which may have a substituent having 1 to 5 carbon atoms, preferably 4 or less, more preferably 3 or less, and still more preferably Is 2 or less. Although it does not specifically limit as a substituent of the said alkylene group, A C1-C5 alkyl group, a C1-C5 alkoxy group, or an amino group is mentioned.
  • m is 1 or 2
  • n is 1 or 2.
  • n is 1 or 2.
  • either m or n is 2, more preferably m and n are both 2.
  • glycidylamine type epoxy resin (B1) are not particularly limited, but include tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, triglycidylparaaminophenol, tetraglycidylbisaminomethylcyclohexanone, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m.
  • -Glycidylamine type such as xylenediamine. Of these, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylenediamine is preferred.
  • These glycidylamine type epoxy resins (B1) can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the glycidylamine type epoxy resin (B1) is preferably 0.01 parts by mass or more, and 0.05 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the crystalline acid-modified polyolefin (A). More preferably, it is more preferably 0.1 parts by mass or more, particularly preferably 1 part by mass or more, and most preferably 2 parts by mass or more. If it is less than the above range, the catalytic action is not exhibited, and there are cases where adhesion at 80 ° C. or lower and aging adhesion and chemical resistance are low.
  • the crosslinking reaction proceeds excessively, the rigidity becomes high, and the adhesiveness tends to be lowered. Further, the crosslinking reaction tends to proceed during storage of the adhesive composition solution, and the pot life tends to be reduced.
  • the glycidyl ether type epoxy resin (B2) used for this invention will not be specifically limited if it is an epoxy resin which has a glycidyl ether group in a molecule
  • it is an epoxy resin having two or more glycidyl groups in one molecule of the epoxy resin, and more preferably an epoxy resin having two or more glycidyl groups in one molecule of the epoxy resin and containing no nitrogen atom. .
  • the blending amount of the glycidyl ether type epoxy resin (B2) is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the crystalline acid-modified polyolefin (A). More preferably, it is more preferably 4 parts by mass or more, and most preferably 5 parts by mass or more. Further, it is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, further preferably 30 parts by mass or less, particularly preferably 25 parts by mass or less, and 20 parts by mass or less. Most preferably it is. By setting it in the above range, excellent adhesiveness and chemical resistance can be expressed.
  • glycidyl ether type epoxy resin (B2) are not particularly limited, and examples thereof include phenol novolac type epoxy resins and cresol novolac type epoxy resins, and these are viewpoints of adhesion to metal substrates and chemical resistance. To preferred. These glycidyl ether type epoxy resins (B2) can be used alone or in combination of two or more.
  • the glycidylamine type epoxy resin (B1) and the glycidyl ether type epoxy resin (B2) are used in combination as essential components.
  • the glycidylamine type epoxy resin (B1) and the glycidyl ether type epoxy resin (B2) are used in combination as essential components.
  • excellent adhesiveness and chemical resistance can be expressed. That is, the glycidylamine type epoxy resin (B1) has a reaction and curing action between the crystalline acid-modified polyolefin (A) and the glycidyl ether type epoxy resin (B2).
  • the glycidylamine type epoxy resin (B1) is composed of crystalline acid-modified polyolefin (A) and glycidylamine type epoxy resin (B1), glycidylamine type epoxy resin (B1), and glycidyl ether type epoxy resin (B2), Since it has a reaction and curing catalytic action of the glycidylamine type epoxy resin (B1) and the glycidyl ether type epoxy resin (B2), it is bonded at 80 ° C. or lower by adhesion, and adhesion to a metal substrate in aging And chemical resistance can be improved.
  • the total amount of the glycidylamine type epoxy resin (B1) and the glycidyl ether type epoxy resin (B2) is preferably 2 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the crystalline acid-modified polyolefin (A).
  • the amount is more preferably 5 to 50 parts by mass, and most preferably 10 to 30 parts by mass. If the amount is less than the above range, sufficient curing effect may not be obtained and the adhesiveness and chemical resistance may be low, and if it exceeds the above range, it is not preferable from the viewpoints of pot life and reduced adhesion between the olefin substrate and cost.
  • the blending amount of the glycidylamine type epoxy resin (B1) is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 2 to 30% by mass, and most preferably 3 to 10% by mass of the entire epoxy resin. . If the blending amount is less than the above, the catalytic action does not appear and the adhesion and chemical resistance in low temperature bonding and aging may be low. If it exceeds the above, the crosslinking reaction proceeds excessively and the rigidity becomes high. The adhesiveness tends to decrease. Further, the crosslinking reaction tends to proceed during storage of the adhesive composition solution, and the pot life tends to be reduced.
  • epoxy resins can be used in combination as the epoxy resin used in the present invention.
  • glycidyl ester type such as hexahydrophthalic acid glycidyl ester, dimer acid glycidyl ester, triglycidyl isocyanurate, or 3,4-epoxycyclohexylmethylcarboxylate, epoxidized polybutadiene, epoxidized soybean oil, etc.
  • Group epoxides and the like and may be used alone or in combination of two or more.
  • the acid anhydride monomer (C) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having one or more acid anhydride rings in one molecule.
  • the crosslinking density is reduced. For example, even when water is mixed in the electrolytic solution, the chemical resistance (electrolytic solution resistance) of the adhesive composition does not decrease, and a good state can be maintained.
  • the acid value of the acid anhydride monomer is preferably 100 mgKOH / g or more, more preferably 150 mgKOH / g or more, and further preferably 200 mgKOH / g or more. If it is less than the above value, the curing accelerating effect is not exhibited, and the chemical resistance of the adhesive composition may be lowered. Moreover, it is preferable that an acid value is 1000 mgKOH / g or less, It is more preferable that it is 900 mgKOH / g or less, It is further more preferable that it is 800 mgKOH / g or less. If it exceeds the above value, pot life may be lowered.
  • the compounding amount of the acid anhydride monomer (C) used in the present invention is preferably 1 part by mass or more and more preferably 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the crystalline acid-modified polyolefin (A). It is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 4 parts by mass or more, and most preferably 5 parts by mass or more. Further, it is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 48 parts by mass or less, further preferably 45 parts by mass or less, particularly preferably 40 parts by mass or less, and 35 parts by mass or less. Most preferably it is. By setting it in the above range, excellent adhesiveness and chemical resistance can be expressed.
  • the heterocyclic compound (D) having two or more nitrogen atoms used in the present invention is a heterocyclic compound having two or more nitrogen atoms in one molecule, and has two nitrogen atoms as a ring component of the heterocyclic ring. It is preferable that there is more.
  • the heterocyclic compound (D) having two or more nitrogen atoms is an excellent curing accelerating action between the crystalline polyolefin (A) and the glycidylamine type epoxy resin (B1) and / or the glycidyl ether type epoxy resin (B2) ( Catalytic action).
  • the chemical resistance (electrolytic solution resistance) of the adhesive composition Does not decrease, and a good state can be maintained. Furthermore, by using together with the said acid anhydride monomer (C), a crosslinking density can be raised efficiently and very outstanding adhesiveness and chemical resistance can be expressed. For example, even when moisture is mixed in the electrolytic solution, the chemical resistance (electrolytic solution resistance) of the adhesive composition does not decrease, and an extremely good state can be maintained.
  • the heterocyclic compound (D) having two or more nitrogen atoms is not particularly limited, and aliphatic heterocyclic compounds such as piperazine compounds, 5-membered aromatic heterocyclic compounds such as imidazole compounds and pyrazole compounds, and pyrimidine compounds.
  • aliphatic heterocyclic compounds such as piperazine compounds, 5-membered aromatic heterocyclic compounds such as imidazole compounds and pyrazole compounds, and pyrimidine compounds.
  • Pyridazine compounds, pyrazine compounds, 6-membered aromatic heterocyclic compounds such as triazine compounds, quinazoline compounds, phthalazine compounds, pteridine compounds, benzimidazole compounds, purine compounds, and other polycyclic aromatic heterocyclic compounds
  • an imidazole compound is preferable from the viewpoint of catalytic effect and chemical resistance.
  • the compounding quantity of the heterocyclic compound (D) which has two or more nitrogen is 0.01 mass part or more with respect to 100 mass parts of crystalline acid-modified polyolefin (A), and 0.02 mass part More preferably, it is more preferably 0.05 parts by mass or more, particularly preferably 0.1 parts by mass or more, and most preferably 0.2 parts by mass or more. If it is less than the above range, the curing promoting (catalytic) action may not be exhibited, and bonding at 80 ° C. or lower may be difficult. For example, when the aging is performed at about 40 ° C.
  • the adhesiveness and chemical resistance may be lowered, or it may be necessary to provide a long aging time.
  • it is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 4 parts by mass or less, further preferably 3 parts by mass or less, particularly preferably 2 parts by mass or less, and 1 part by mass or less. Most preferably it is.
  • the crosslinking reaction proceeds excessively, the rigidity becomes high, and the adhesiveness tends to be lowered. Further, the crosslinking reaction tends to proceed during storage of the adhesive composition solution, and the pot life tends to be reduced. Moreover, it is not preferable also from a viewpoint of manufacturing cost.
  • the compounding amount of the heterocyclic compound (D) having two or more nitrogen is 1 to 100% by mass with respect to the total compounding amount of the glycidylamine type epoxy resin (B1) and the glycidyl ether type epoxy resin (B2). It is preferably 2 to 70% by mass, more preferably 3 to 50% by mass.
  • the blending amount is less than the above, the catalytic action is not exhibited, and there are cases where adhesion and chemical resistance at low temperature bonding and aging are low. If it exceeds the above range, the crosslinking reaction proceeds excessively, the rigidity becomes high and the adhesiveness tends to decrease, and the crosslinking reaction tends to proceed during solution storage of the adhesive composition, and the pot life tends to decrease. Moreover, it is not preferable also from a viewpoint of manufacturing cost.
  • the heterocyclic compound (D) having two or more nitrogen atoms may be blended alone, a plurality of compounds may be used in combination, or a combination with other curing accelerators.
  • Other curing accelerators include carboxylic acid metal salts, tertiary amines, quaternary ammonium salts, organic peroxides, hydrazine compounds, metal chelate compounds, thioureas, phosphorus-containing compounds, basic vulcanizing agents, and the like. Can be mentioned.
  • Examples of the carboxylic acid metal salt include metal salts of carboxylic acids having 1 to 30 carbon atoms.
  • Examples of the carboxylic acid constituting the carboxylic acid metal salt include acetic acid, butyric acid, octanoic acid, decanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, behenic acid, octenoic acid, erucic acid, and elaidin.
  • Acids adipic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, diglycolic acid and other aliphatic carboxylic acids; benzoic acid, chlorobenzoic acid, anisic acid, aminobenzoic acid, phthalic acid, terephthalic acid Aromatic carboxylic acids such as acid, naphthoic acid, naphthalenedicarboxylic acid, and benzenetricarboxylic acid; naphthenic acid; acetone acid and the like.
  • a metal which comprises the said carboxylic acid metal salt Li, Na, K, Mg, Ca, Zn, Al, Cu, Pb, Co, Fe, Mn, Sn, Ti etc. are mentioned, for example.
  • Specific examples of the carboxylic acid metal salt include lithium acetate, sodium acetate, magnesium acetate, aluminum acetate, potassium butyrate, calcium butyrate, zinc butyrate, sodium octoate, calcium octoate, potassium decanoate, magnesium decanoate, and decane.
  • Zinc oxide lithium laurate, sodium laurate, calcium laurate, aluminum laurate, potassium myristate, sodium myristate, aluminum myristate, sodium palmitate, zinc palmitate, magnesium palmitate, sodium stearate, potassium stearate, Calcium stearate, zinc stearate, sodium oleate, sodium behenate, sodium benzoate, zinc benzoate, sodium phthalate, phthalic acid Minium, magnesium terephthalate, calcium naphthalenedicarboxylate, dibutyltin laurate, tributyltin laurate, dioctyltin laurate, tributyltin acetate, dibutyltin diacetate, dioctyltin diacetate, dibutyltin 2-ethylhexoate, tetrabutyl titanate, tetraisobutyl Examples thereof include titanate, tetra-2-ethylhexyl titanate, co
  • lithium laurate, sodium laurate, calcium laurate, aluminum laurate, potassium myristate, sodium myristate, aluminum myristate, sodium palmitate, zinc palmitate, magnesium palmitate, sodium stearate examples include potassium stearate, calcium stearate, zinc stearate, and sodium oleate.
  • a polymer having a metal salt structure of carboxylic acid can also be used. Such polymers include ethylene and radically polymerizable carboxylic acid group IA, IIA, IIB, and IIIB metal (eg, Li, Na, K, Mg, Ca, Zn, Al, etc.) salts.
  • Examples thereof include those having a polymerized structure; those having a structure in which ethylene, a metal salt of a radically polymerizable carboxylic acid and other radically polymerizable carboxylic acid and / or a derivative thereof are copolymerized in a multi-component system.
  • Examples of the tertiary amines include dimethylaniline, triethanolamine, dimethyl-p-toluidine, and the like.
  • the hydrazine compound include 1-acetyl-2-phenylhydrazine.
  • vanadium acetylacetonate etc. are mentioned, for example.
  • Examples of the thioureas include dimethylphosphine and triphenylphosphine.
  • Examples of the phosphorus-containing compound include dimethylphosphine and triphenylphosphine.
  • Examples of the basic vulcanizing agent include hexamethylenetetraamine, n-butyraldehyde-aniline condensate, and the like.
  • Organic solvent (E) used in the present invention contains crystalline acid-modified polyolefin (A), glycidylamine type epoxy resin (B1), glycidyl ether type epoxy resin (B2), acid anhydride monomer (C), and nitrogen. It will not be specifically limited if it dissolves the heterocyclic compound (D) which has one or more.
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene
  • aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane and decane
  • alicyclic carbons such as cyclohexane, cyclohexene, methylcyclohexane and ethylcyclohexane
  • Halogenated hydrocarbons such as hydrogen, trichloroethylene, dichloroethylene, chlorobenzene, chloroform, alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, pentanol, hexanol, propanediol, phenol, acetone, methyl isobutyl ketone, Ketone solvents such as methyl ethyl ketone pentanone, hexanone, cyclohexanone, isophorone, acetophenone, cellsolves such as methyl cellosolve
  • the organic solvent (E) is preferably 80 parts by mass or more, more preferably 90 parts by mass or more, and 100 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the crystalline acid-modified polyolefin (A). Is more preferable, and 110 parts by mass or more is particularly preferable. If it is less than the said range, a solution state and pot life property may fall. Further, it is preferably 1000 parts by mass or less, more preferably 900 parts by mass or less, still more preferably 800 parts by mass or less, and particularly preferably 700 parts by mass or less. Exceeding the above range may be disadvantageous in terms of production cost and transportation cost.
  • the organic solvent (E) is selected from the group consisting of aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons and halogenated hydrocarbons from the viewpoint of the solution state and pot life properties of the adhesive composition.
  • a mixed solution of at least one solvent (E2) selected from the group consisting of at least one solvent (E1), an alcohol solvent, a ketone solvent, an ester solvent, and a glycol ether solvent is preferable.
  • the solution state and pot life of the adhesive composition may be lowered.
  • the solvent (C1) is an aromatic hydrocarbon or an alicyclic hydrocarbon
  • the solvent (E2) is a ketone solvent.
  • An adhesive composition according to the present invention contains the crystalline acid-modified polyolefin (A), a glycidylamine type epoxy resin (B1), a glycidyl ether type epoxy resin (B2), and an organic solvent (E), and further an acid. It is a composition containing any one of an anhydride monomer (C) and a heterocyclic compound (D) having two or more nitrogen atoms.
  • It is a composition containing a heterocyclic compound (D).
  • Crystalline acid-modified polyolefin (A), glycidylamine type epoxy resin (B1), glycidyl ether type epoxy resin (B2), acid anhydride monomer (C), and heterocyclic compound (D) having two or more nitrogen atoms are It may be dissolved or dispersed in the organic solvent (E). It is preferably dissolved from the viewpoint of pot life.
  • the adhesive composition according to the present invention includes the modified polyolefin (A), glycidylamine type epoxy resin (B1), glycidyl ether type epoxy resin (B2), acid anhydride monomer (C) as long as the performance of the present invention is not impaired.
  • various additives can be blended and used. Although it does not specifically limit as an additive, It is preferable to use a flame retardant, a pigment, an antiblocking agent, etc.
  • the laminate of the present invention is obtained by laminating a polyolefin resin substrate and a metal substrate with the adhesive composition according to the present invention.
  • the adhesive composition is applied to the surface of the metal substrate using an appropriate application means such as a roll coater or a bar coater, and dried. After drying, while the adhesive layer formed on the surface of the metal substrate is in a molten state, a laminate structure can be obtained by laminating and bonding a polyolefin resin substrate to the coated surface.
  • the thickness of the adhesive layer formed by the adhesive composition is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 10 ⁇ m, more preferably 0.8 to 9.5 ⁇ m, and 1 to 9 ⁇ m. More preferably.
  • ⁇ Polyolefin resin substrate> What is necessary is just to select suitably from a conventionally well-known polyolefin resin as a polyolefin resin base material.
  • a conventionally well-known polyolefin resin for example, although not particularly limited, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, and the like can be used. Among these, the use of an unstretched polypropylene film (hereinafter also referred to as CPP) is preferable.
  • the thickness is not particularly limited, but is preferably 20 to 100 ⁇ m, more preferably 25 to 95 ⁇ m, and even more preferably 30 to 90 ⁇ m. In addition, you may mix
  • Metal base material Although it does not specifically limit as a metal base material, various metals, such as aluminum, copper, steel, zinc, duralumin, die-casting, and its alloy can be used. Moreover, as the shape, arbitrary shapes, such as metal foil, a rolled steel plate, a panel, a pipe, a can, and a cap, can be taken. In general, aluminum foil is preferable from the viewpoint of workability and the like. Although it varies depending on the purpose of use, it is generally used in the form of a sheet having a thickness of 0.01 to 10 mm, preferably 0.02 to 5 mm. Moreover, about these metal base materials, it is desirable to use what surface-treated in advance from a viewpoint of corrosion resistance and adhesiveness, and specifically includes chromate treatment.
  • the liquid containing the resin was centrifuged to separate and purify an acid-modified propylene-butene copolymer grafted with maleic anhydride, (poly) maleic anhydride and a low molecular weight product. Thereafter, by drying at 70 ° C. under reduced pressure for 5 hours, a maleic anhydride-modified propylene-butene copolymer (PO-1, acid value 48 mgKOH / g-resin, weight average molecular weight 50,000, Tm 75 ° C., ⁇ H25J / g) was obtained.
  • PO-1 acid value 48 mgKOH / g-resin, weight average molecular weight 50,000, Tm 75 ° C., ⁇ H25J / g
  • Production Example 2 A maleic anhydride-modified propylene-butene copolymer (PO-2, acid value 25 mgKOH / g-resin, weight average) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of maleic anhydride charged was changed to 20 parts by mass. Molecular weight 80,000, Tm 75 ° C., ⁇ H 30 J / g) was obtained.
  • Production Example 3 A maleic anhydride-modified propylene-butene copolymer (with the same procedure as in Production Example 1 except that the amount of maleic anhydride charged was changed to 3 parts by mass and the amount of di-tert-butyl peroxide was changed to 0.5 parts by mass ( PO-3, acid value 5 mg KOH / g-resin, weight average molecular weight 180,000, Tm 80 ° C., ⁇ H 25 J / g).
  • Production Example 4 A maleic anhydride-modified propylene-butene copolymer (PO-4, acid value 55 mgKOH / g-resin, weight average) was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of maleic anhydride charged was changed to 30 parts by mass. Molecular weight 40,000, Tm 70 ° C., ⁇ H 25 J / g) was obtained.
  • Production Example 5 A maleic anhydride-modified propylene-butene copolymer was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of maleic anhydride charged was changed to 2 parts by mass and the amount of di-tert-butyl peroxide was changed to 0.5 parts by mass.
  • PO-5 acid value 3 mg KOH / g-resin, weight average molecular weight 200,000, Tm 80 ° C., ⁇ H 25 J / g).
  • Example 1 500 parts by mass of main agent 1, 20 parts by mass of jER (registered trademark) 152 as glycidyl ether type epoxy resin (B2) as a curing agent, and 2 of TETRAD (registered trademark) -X as glycidylamine type epoxy resin (B1) 20 parts by mass of Guatemalacid (registered trademark) DDSA which is an acid anhydride monomer (C) as an additive was blended to obtain an adhesive composition.
  • Table 2 shows the evaluation results of pot life, adhesiveness and chemical resistance.
  • Examples 2 to 69, Comparative Examples 1 to 7 The main agents 1 to 12 and the curing agents were changed as shown in Tables 2 to 5, and Examples 2 to 69 and Comparative Examples 1 to 7 were carried out in the same manner as in Example 1. The blending amounts, pot life properties, adhesiveness and chemical resistance are shown in Tables 2 to 5.
  • the curing agents used in Tables 2 to 5 are as follows.
  • the acid value (mgKOH / g-resin) of the crystalline acid-modified polyolefin (A) in the present invention is the amount of KOH required to neutralize 1 g of the acid-modified polyolefin (A). JIS K0070 ( 1992).
  • the acid value (mgKOH / g) of the acid anhydride monomer (C) in the present invention is a value calculated by the following formula using the molecular weight (M) of the acid anhydride monomer and the number of succinic anhydride groups (n). .
  • Acid value (mgKOH / g-resin) [Molecular weight of succinic anhydride (M) ⁇ (n) ⁇ 2 ⁇ Molecular weight of potassium hydroxide ⁇ 1000 (mg) / Molecular weight of succinic anhydride] Molecular weight of succinic anhydride: 100.07, molecular weight of potassium hydroxide: 56.11
  • the melting point and heat of fusion in the present invention are increased at a rate of 20 ° C./minute using a differential scanning calorimeter (hereinafter DSC, manufactured by TA Instruments Japan, Q-2000). It is a value measured from the top temperature and area of the melting peak when heated and melted into a cooled resin and then heated and melted again.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • Pot life property refers to the stability of the solution immediately after compounding or after a certain time has elapsed after compounding a crystalline acid-modified polyolefin with a crosslinking agent or curing agent. If the pot life is good, it means that the viscosity of the solution is small and can be stored for a long time. If the pot life is poor, the viscosity of the solution increases (thickens). It means that gelation occurs, application to a substrate becomes difficult, and long-term storage is impossible.
  • the pot life properties of the adhesive compositions obtained in Examples 1 to 69 and Comparative Examples 1 to 7 were stored at 25 ° C. and 40 ° C. for 24 hours, and then the solution viscosity at 25 ° C.
  • the polyolefin resin substrate is a metal substrate that is an aluminum foil (manufactured by Sumi Light Aluminum Foil Co., Ltd., 8079-0, 40 ⁇ m thick) chromated.
  • An unstretched polypropylene film (Pyrene (registered trademark) film CT manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 40 ⁇ m) (hereinafter also referred to as CPP) was used.
  • the adhesive compositions obtained in Examples 1 to 69 and Comparative Examples 1 to 7 were applied to a metal substrate using a bar coater so that the thickness of the adhesive layer after drying was adjusted to 3 ⁇ m.
  • the coated surface was dried for 1 minute at 100 ° C. using a hot air dryer to obtain an adhesive layer having a thickness of 3 ⁇ m.
  • a polyolefin resin base material is superposed on the surface of the adhesive layer, and bonded at 80 ° C., 0.3 MPa, 1 m / min using a small desktop test laminator (SA-1010-S) manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., and 40 ° C.
  • SA-1010-S small desktop test laminator manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., and 40 ° C.
  • the laminate was obtained by curing for 120 hours at 50% RH.
  • the laminate obtained as described above was evaluated by the following method.
  • ⁇ T-type peel test> Based on the test method of ASTM-D1876-61, the peel strength at a tensile speed of 50 mm / min was measured in a 25 ° C environment using Tensilon RTM-100 manufactured by Orientec Corporation. The peel strength (N / cm) between the metal substrate / polyolefin resin substrate was the average of five test values.
  • material breakage material breakage means that peeling does not occur at the metal substrate / CPP interface, The metal base or CPP is destroyed.
  • electrolytic solution resistance Chemical resistance by an electrolytic solution test (hereinafter also referred to as electrolytic solution resistance) in order to examine the utility as a packaging material of a lithium ion battery which is one of the usage forms of an aluminum foil and a CPP laminate. ) was evaluated.
  • the sample was added at 300 ppm for 3 days at 85 ° C., or immersed in an electrolyte solution added with 500 ppm of water at 85 ° C. for 5 days.
  • the laminate was taken out, washed with ion-exchanged water, wiped with water with a paper wiper, sufficiently dried in water, cut into a size of 100 mm ⁇ 15 mm, and evaluated for chemical resistance by a T-type peel test.
  • the adhesive composition according to the present invention contains any one of an acid-modified polyolefin, an epoxy resin, an organic solvent, an acid anhydride monomer, and a heterocyclic compound having two or more nitrogen atoms, and thickens even when stored for a long period of time. It is possible to maintain good pot life without causing gelation and to achieve both good adhesion between the metal substrate and the polyolefin resin substrate. Therefore, the laminated structure of the polyolefin resin substrate and the metal substrate formed from the adhesive composition of the present invention is not only used in the fields of home appliance outer panels, furniture materials, building interior members, etc. It can also be widely used as a packaging material (pouch form) for lithium batteries used in telephones, video cameras and the like.

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Abstract

ポットライフ性が良好で、かつ金属基材とポリオレフィン樹脂基材との接着性が良好な、変性ポリオレフィンおよびエポキシ樹脂を含有する接着剤組成物を提供することである。 酸価が5~50mgKOH/g-resinである結晶性酸変性ポリオレフィン(A)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)、および有機溶剤(E)を含有し、さらに酸無水物モノマー(C)および窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)のいずれか一方を含有する接着剤組成物。

Description

ポリオレフィン系接着剤組成物
 本発明は、ポリオレフィン樹脂基材と金属基材とを接着するための接着剤組成物に関する。より詳しくは結晶性酸変性ポリオレフィン、エポキシ樹脂および有機溶剤を含有し、さらに酸無水物モノマーおよび窒素を2つ以上有する複素環式化合物のいずれか一方を含有する接着剤組成物に関する。
 従来から、家電外板、家具用素材、建築内装用部材などの金属基材には、その表面に塩化ビニル樹脂(以下、単に「塩ビ」ともいう。)を塗布後ラミネートしてなる積層体が使用されてきたが、昨今環境問題がクローズアップされ、塩ビの代替としてポリオレフィン樹脂が提案されている。ポリオレフィン樹脂は毒性がなく酸、アルカリ、有機溶剤等に強い耐久性を示し、機械的強度、耐磨耗性にも優れ、安価であることから各種分野に幅広く使用されている。
 しかしながら、ポリオレフィン樹脂は非極性であることから、金属基材との接着が困難であった。従来かかるポリオレフィン樹脂と金属基材との接着のため、種々の接着剤が提案されている。典型的なものとしては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶解したベース接着剤に溶剤分散型変性ポリオレフィン樹脂を混合したものである。しかし、これらの接着剤は十分な接着性を有しているとは言い難かった。また、結晶性酸変性ポリオレフィンとエポキシ樹脂にカテコール等を配合する接着剤組成物(特許文献1)やマレイン酸変性塩素化ポリプロピレンとキレートエポキシ樹脂と溶剤とを配合する接着剤組成物(特許文献2)も提案されている。
特開2003-261847号公報 特開2009-292853号公報
 しかしながら、上記方法では酸変性ポリオレフィン溶液配合後のポットライフ性が不良となる場合があり、またポットライフ性がさほど問題なくとも肝心の金属基材との接着性および耐薬品性が十分ではなかった。すなわち、ポットライフ性、接着性および耐薬品性を満足させるものはなかった。特にポリプロピレン(以下、PPともいう。)基材を使用する場合でも、熱収縮などの影響の少ない80℃以下のような低温での貼り合わせとエージング(養生)が可能な接着剤はなかった。ここで、ポットライフ性とは、酸変性ポリオレフィンに架橋剤または硬化剤を配合し、その配合直後または一定時間経過後の該溶液の安定性を指す。
 ポリオレフィン樹脂基材と金属基材の積層体として、ポリプロピレンフィルムとアルミ箔を接着剤によって貼り合せた積層体を、近年、リチウムイオン電池用外装体として用いられる検討が盛んであるが、接着剤ならびに積層体には、内容物である電解液に対する耐薬品性(以下、耐電解液性ともいう)が求められる。
 また、リチウムイオン電池の電解液は、例えば、電解質としてのLiPF6及びLiBF4等のリチウム塩を、炭酸エステル類等の非水溶媒に溶解させて得られる。電解質として用いられるリチウム塩は、水分により加水分解してフッ化水素を発生する。このため、フッ化水素が発生した場合には、電池を構成する金属製の部材が腐食する、または外装体として用いた積層フィルム型包装材の層間の接着性が低下するといった不具合が生ずることがある。
 本発明は、上記の従来の問題に鑑みてなされたものであり、ポリオレフィン樹脂基材と金属基材との接着剤につき、本発明者らは鋭意検討した結果、結晶性酸変性ポリオレフィン(以下、単に酸変性ポリオレフィンともいう。)、エポキシ樹脂および有機溶剤を含有し、さらに酸無水物モノマーおよび窒素を2つ以上有する複素環式化合物のいずれか一方を含有する接着剤組成物が、ポットライフ性と80℃以下での貼り合わせ、エージングにおける接着性および耐薬品性、特に水分を混入させた耐電解液性を両立させることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
 すなわち、本発明は、結晶性酸変性ポリオレフィン、硬化剤および硬化促進剤とを配合した後のポットライフ性が良好であり、かつ低温での貼り合わせ、エージングにおけるポリオレフィン樹脂基材と金属基材双方への良好な接着性および耐薬品性を有する接着剤組成物を提供することを目的とする。
 上記課題を達成するため、本発明者らは鋭意検討し、以下の発明を提案するに至った。
 酸価が5~50mgKOH/g-resinである結晶性酸変性ポリオレフィン(A)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)、および有機溶剤(E)を含有し、さらに酸無水物モノマー(C)および窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)のいずれか一方を含有する接着剤組成物。
 前記グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)が、1分子中2個以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂であることが好ましい。
 前記グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)が、一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 (一般式(1)中、Rは置換基を有してもよいアリール基であり、X1およびX2はそれぞれ独立して置換基を有してもよい炭素数1~5のアルキレン基であり、mは1または2であり、nは1または2である。)
 前記グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)が、1分子中に2個以上のグリシジル基を有し、かつ窒素原子を含有しないエポキシ樹脂であることが好ましい。
 前記酸無水物モノマー(C)が、1分子中に1個以上の酸無水物環を有し、酸価が100mgKOH/g以上の化合物であることが好ましい。
 窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)が、窒素を2つ以上有する5員環芳香族複素環式化合物であることが好ましい。
 結晶性酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)を0.01~20質量部、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)を1~50質量部、酸無水物モノマー(C)を1~50質量部、窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)を0.01~5質量部、有機溶剤(E)を80~1000質量部含有することが好ましい。
 有機溶剤(E)が、溶剤(E1)と溶剤(E2)の混合液であって、溶剤(E1)が芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素およびハロゲン化炭化水素からなる群より選択された1種以上の溶剤であり、溶剤(C2)がアルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒およびグリコールエーテル系溶剤からなる群より選択された1種以上の溶剤であり、溶剤(E1)/溶剤(E2)=50~97/50~3(質量比)であることが好ましい。
 ポリオレフィン樹脂基材と金属基材との接着に用いられる前記いずれかに記載の接着剤組成物。
 前記いずれかに記載の接着剤組成物によって接着されたポリオレフィン樹脂基材と金属基材の積層体。前記積層体を構成部材として含むリチウムイオン電池用包装材料。
 本発明にかかる接着剤組成物は、結晶性酸変性ポリオレフィン、2種類のエポキシ樹脂、および有機溶剤を含有し、さらに酸無水物モノマーおよび窒素を2つ以上有する複素環式化合物のいずれか一方を含有し、長期間保存しても増粘やゲル化を生じることなく良好なポットライフ性を維持することができる。さらにポリオレフィン基材の熱収縮影響が小さい80℃以下のような低温で貼り合わせ、エージングを行ってもポリオレフィン樹脂基材と金属基材との良好な接着性および耐薬品性を両立することが可能である。
 以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<結晶性酸変性ポリオレフィン(A)>
 本発明で用いる結晶性酸変性ポリオレフィン(A)は限定的ではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン及びプロピレン-α-オレフィン共重合体の少なくとも1種に、α,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種をグラフトすることにより得られるものが好ましい。
 プロピレン-α-オレフィン共重合体は、プロピレンを主体としてこれにα-オレフィンを共重合したものである。α-オレフィンとしては、例えば、エチレン、1-ブテン、1-ヘプテン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン、酢酸ビニルなどを1種又は数種用いるこができる。これらのα-オレフィンの中では、エチレン、1-ブテンが好ましい。プロピレン-α-オレフィン共重合体のプロピレン成分とα-オレフィン成分との比率は限定されないが、プロピレン成分が50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましい。
 α,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種としては、例えば、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸及びこれらの酸無水物が挙げられる。これらの中でも酸無水物が好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。具体的には、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性プロピレン-エチレン共重合体、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体、無水マレイン酸変性プロピレン-エチレン-ブテン共重合体等が挙げられ、これら結晶性酸変性ポリオレフィンを1種類又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。なかでも無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体が好ましい。無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体のプロピレン成分/1-ブテン成分(モル比)としては、90~50/10~50であることが好ましく、85~60/15~40であることがより好ましく、80~55/20~45であることがさらに好ましく、75~60/25~40であることが特に好ましい。上記範囲とすることで特に優れたポットライフ性、接着性および耐薬品性を発現することができる。
 結晶性酸変性ポリオレフィン(A)の酸価は、ポットライフ性およびポリオレフィン樹脂基材と金属基材との接着性の観点から、下限は5mgKOH/g-resin以上である必要があり、好ましくは10mgKOH/g-resin以上であり、より好ましくは14mgKOH/g-resin以上であり、さらに好ましくは16mgKOH/g-resin以上であり、特に好ましくは18mgKOH/g-resin以上であり、最も好ましくは20mgKOH/g-resin以上である。前記の値未満であると、エポキシ樹脂との相溶性が低く、接着強度が発現しないことがあり、また架橋密度が低く、耐薬品性が乏しい場合がある。上限は50mgKOH/g-resin以下である必要があり、好ましくは48mgKOH/g-resin以下であり、より好ましくは46mgKOH/g-resin以下であり、さらに好ましくは44mgKOH/g-resin以下であり、特に好ましくは42mgKOH/g-resin以下であり、最も好ましくは40mgKOH/g-resin以下である。前記の値を超えると、溶液の粘度や安定性が低下し、ポットライフ性が低下することがある。さらに製造効率も低下するため好ましくない。酸価はα,β-不飽和カルボン酸及びその酸無水物の少なくとも1種のグラフト量(添加量)によりコントロールすることができる。
 結晶性酸変性ポリオレフィン(A)の重量平均分子量(Mw)は、40,000~180,000の範囲であることが好ましい。より好ましくは50,000~160,000の範囲であり、さらに好ましくは60,000~150,000の範囲であり、特に好ましくは70,000~140,000の範囲であり、最も好ましくは、80,000~130,000の範囲である。前記の値未満であると、凝集力が弱くなり接着性が劣る場合がある。一方、前記の値を超えると、流動性が低く接着する際の操作性に問題が生じる場合がある。前記範囲内であれば、エポキシ樹脂との硬化反応が活かされるため好ましい。
 結晶性酸変性ポリオレフィン(A)における結晶性とは、示差走査型熱量計(DSC)を用いて、-100℃から250℃ まで20℃/分で昇温し、該昇温過程に明確な融解ピークを示すものを指す。
 酸変性ポリオレフィンを結晶性とすることで、非晶性に比べ、凝集力が強く、接着性や耐薬品性に優れるため有利である。
 結晶性酸変性ポリオレフィン(A)の融点(Tm)は、50℃~120℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは60℃~100℃の範囲であり、最も好ましくは70℃~90℃の範囲である。前記の値未満であると、結晶由来の凝集力が弱くなり、接着性や耐薬品性が劣る場合がある。一方、前記の値を超えると、溶液安定性、流動性が低く接着する際の操作性に問題が生じる場合がある。
 結晶性酸変性ポリオレフィン(A)の融解熱(ΔH)は、5J/g~60J/gの範囲であることが好ましい。より好ましくは10J/g~50J/gの範囲であり、最も好ましくは20J/g~40J/gの範囲である。前記の値未満であると、結晶由来の凝集力が弱くなり、接着性や耐薬品性が劣る場合がある。一方、前記の値を超えると、溶液安定性、流動性が低く接着する際の操作性に問題が生じる場合がある。
 結晶性酸変性ポリオレフィン(A)の製造方法としては、特に限定されず、例えばラジカルグラフト反応(すなわち主鎖となるポリマーに対してラジカル種を生成し、そのラジカル種を重合開始点として不飽和カルボン酸および酸無水物をグラフト重合させる反応)、などが挙げられる。
 ラジカル発生剤としては、特に限定されないが、有機過酸化物を使用することが好ましい。有機過酸化物としては、特に限定されないが、ジ-tert-ブチルパーオキシフタレート、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシピバレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソプロピオニトリル等のアゾニトリル類等が挙げられる。
<グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)>
 本発明に用いるグリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)は、1分子中に1個以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂であれば特に限定されない。エポキシ樹脂1分子中に2個以上のグリシジル基を有することが好ましく、エポキシ樹脂1分子中に3個以上のグリシジル基を有することがより好ましく、エポキシ樹脂1分子中に4個以上のグリシジル基を有することがさらに好ましい。
 また、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)は、下記一般式(1)で表される化合物を用いることで、さらに耐薬品性が向上し、好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 一般式(1)中、Rは置換基を有してもよいアリール基であり、好ましくは置換基を有してもよいフェニル基である。前記アリール基の置換基としては、特に限定されないが、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、水酸基、アミノ基、グリシジル基、グリシジルアミノ基、またはグリシジルエーテル基が挙げられる。X1およびX2はそれぞれ独立して炭素数1以上5以下の置換基を有してもよい直鎖のアルキレン基であり、好ましい炭素数は4以下であり、より好ましくは3以下であり、さらに好ましくは2以下である。前記アルキレン基の置換基としては、特に限定されないが、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、またはアミノ基が挙げられる。mは1または2であり、nは1または2である。好ましくは、mまたはnのいずれかが2であり、より好ましくは、m、nとも2である。
 グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)の具体例としては、特に限定されないが、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノール、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサノン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン等のグリシジルアミン系などが挙げられる。中でもN,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミンが好ましい。これらグリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)を単独でまたは2種以上を併用することができる。
 グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)の配合量は、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることがより好ましく、0.1質量部以上であることがさらに好ましく、1質量部以上であることが特に好ましく、2質量部以上であることが最も好ましい。前記範囲未満であると触媒作用が発現せず、80℃以下での貼り合わせ、エージングにおける接着性および耐薬品性が低い場合がある。また、20質量部以下であることが好ましく、18質量部以下であることがより好ましく、16質量部以下であることがさらに好ましく、14質量部以下であることが特に好ましく、12質量部以下であることが最も好ましい。前記範囲超では、過度に架橋反応が進行し剛直性が高くなり、接着性が低下する傾向にある。また、接着剤組成物の溶液保存中に架橋反応が進み易く、ポットライフが低下する傾向にある。
<グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)>
 本発明に用いるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)は、分子内にグリシジルエーテル基を有するエポキシ樹脂であれば特に限定されない。好ましくはエポキシ樹脂1分子中に2個以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂であり、さらに好ましくはエポキシ樹脂1分子中に2個以上のグリシジル基を有し、かつ窒素原子を含有しないエポキシ樹脂である。
 グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)の配合量は、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であることがより好ましく、3質量部以上であることがさらに好ましく、4質量部以上であることが特に好ましく、5質量部以上であることが最も好ましい。また、50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましく、30質量部以下であることがさらに好ましく、25質量部以下であることが特に好ましく、20質量部以下であることが最も好ましい。前記範囲にすることで、優れた接着性および耐薬品性を発現することができる。
 グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)の具体例としては、特に限定されないが、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が挙げられ、こられが金属基材との接着性および耐薬品性という観点から好ましい。これらグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)を単独でまたは2種以上を併用することができる。
 本発明では、前記グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)と前記グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)の2種類のエポキシ樹脂を必須成分として併用する。グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)を併用することによって、優れた接着性、耐薬品性を発現することができる。すなわち、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)は、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)との反応、硬化作用を有する。さらにグリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)は、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)とグリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)同士、およびグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)同士、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)の反応、硬化触媒作用を有することから、配合することで、80℃以下での貼り合わせ、エージングにおける金属基材との接着性および耐薬品性が向上することができる。
 グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)の合計の配合量は、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、2~70質量部であることが好ましく、5~50質量部であることがより好ましく、10~30質量部であることが最も好ましい。前記範囲未満では十分な硬化効果が得られず接着性および耐薬品性が低い場合があり、前記範囲超では、ポットライフ性とオレフィン基材との接着性低下、コスト面の観点から好ましくない。
 グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)の配合量はエポキシ樹脂全体の1~50質量%であることが好ましく、2~30質量%であることがより好ましく、3~10質量%であることが最も好ましい。配合量が前記未満であると触媒作用が発現せず、低温貼り合わせ、エージングにおける接着性および耐薬品性が低い場合があり、前記超になると、過度に架橋反応が進行し剛直性が高くなり、接着性が低下する傾向にある。また、接着剤組成物の溶液保存中に架橋反応が進み易く、ポットライフが低下する傾向にある。
 本発明に用いるエポキシ樹脂として、その他のエポキシ樹脂も併用することが出来る。例えば、ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステルタイプ、トリグリシジルイソシアヌレート、あるいは3,4-エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレート、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油等の脂環族あるいは脂肪族エポキサイド等が挙げられ、一種単独で用いても二種以上を併用しても構わない。
<酸無水物モノマー(C)>
 本発明で用いる酸無水物モノマー(C)は、1分子中に1個以上の酸無水物環を有する化合物であれば特に限定されず、無水フタル酸、無水トリメリット酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルペンタヒドロ無水フタル酸、メチルトリヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物、無水ヘット酸、テトラブロモ無水フタル酸などの脂環構造、または芳香環構造を有するものや、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、ブチルコハク酸無水物、ヘキシルコハク酸無水物、オクチルコハク酸無水物、ドデシルコハク酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、テトラプロペニルコハク酸無水物、ブチルマレイン酸無水物、ペンチルマレイン酸無水物、ヘキシルマレイン酸無水物、オクチルマレイン酸無水物、デシルマレイン酸無水物、ドデシルマレイン酸無水物、ブチルグルタミン酸無水物、ヘキシルグルタミン酸無水物、ヘプチルグルタミン酸無水物、オクチルグルタミン酸無水物、デシルグルタミン酸無水物、ドデシルグルタミン酸無水物などのアルキル鎖と酸無水物を有するものが挙げられ、一種のみを単独で用いてもよいし、複数を併用しても良い。具体的には、新日本理化(株)製のリカシッド(登録商標)などが上市されており使用できる。
 グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)および/またはグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)との反応性を有する酸無水物モノマー(C)を結晶性酸変性ポリオレフィン(A)と併用することで、架橋密度が高くなり、例えば、電解液に水分が混入した場合であっても、接着剤組成物の耐薬品性(耐電解液性)が低下することはなく、良好な状態を維持することができる。
 酸無水物モノマーの酸価は100mgKOH/g以上であることが好ましく、150mgKOH/g以上であることがより好ましく、200mgKOH/g以上であることがさらに好ましい。前記値未満であると硬化促進作用が発現せず、接着剤組成物の耐薬品性が低下することがある。また、酸価が1000mgKOH/g以下であることが好ましく、900mgKOH/g以下であることがより好ましく、800mgKOH/g以下であることがさらに好ましい。前記値を超えるとポットライフ性が低下することがある。
 本発明で用いる酸無水物モノマー(C)の配合量は、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であることがより好ましく、3質量部以上であることがさらに好ましく、4質量部以上であることが特に好ましく、5質量部以上であることが最も好ましい。また、50質量部以下であることが好ましく、48質量部以下であることがより好ましく、45質量部以下であることがさらに好ましく、40質量部以下であることが特に好ましく、35質量部以下であることが最も好ましい。前記範囲にすることで、優れた接着性および耐薬品性を発現することができる。
<窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)>
 本発明で用いる窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)は、1分子中に2個以上の窒素原子を有する複素環式化合物であり、複素環の環構成成分として窒素原子が2個以上あることが好ましい。窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)は、結晶性ポリオレフィン(A)と、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)および/またはグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)との優れた硬化促進作用(触媒作用)を有する。そのため、窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)を含有することで、例えば、電解液に水分が混入した場合であっても、接着剤組成物の耐薬品性(耐電解液性)が低下することはなく、良好な状態を維持することができる。さらに、前記酸無水物モノマー(C)と併用することによって、架橋密度を効率的に高めることができ、極めて優れた接着性および耐薬品性を発現することができる。例えば、電解液に水分が混入した場合であっても、接着剤組成物の耐薬品性(耐電解液性)が低下することはなく、極めて良好な状態を維持することができる。
 窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)としては特に限定されず、ピペラジン化合物などの脂肪族複素環式化合物、イミダゾール化合物、ピラゾール化合物などの5員環芳香族複素環式化合物、ピリミジン化合物、ピリダジン化合物、ピラジン化合物、トリアジン化合物などの6員環芳香族複素環式化合物、キナゾリン化合物、フタラジン化合物、プテリジン化合物、ベンゾイミダゾール化合物、プリン化合物などの多環芳香族複素環式化合物が挙げられ、特に触媒効果、耐薬品性の観点からイミダゾール化合物が好ましい。具体的には、1,2-ジメチルイミダゾール、1-メチル-2-エチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール・トリメリット酸塩、1-ベンジル-2-エチルイミダゾール、1-ベンジル-2-エチル-5-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-イソプロピルイミダゾール、2-フェニル-4-ベンジルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-イソプロピルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾリウムトリメリテート、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、1-シアノエチル-2-フェニル-4,5-ジ(シアノエトキシメチル)イミダゾール、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-ウンデシルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2-メチルイミダゾリウムイソシアヌール酸付加物、2-フェニルイミダゾリウムイソシアヌール酸付加物、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン-イソシアヌール酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシルメチルイミダゾール、2-フェニル-4-ベンジル-5-ヒドロキシルメチルイミダゾール、4,4’-メチレン-ビス(2-エチル-5-メチルイミダゾール)、1-アミノエチル-2-メチルイミダゾール、1-ドデシル-2-メチル-3-ベンジルイミダゾリウムクロライド、2-メチルイミダゾール・ベンゾトリアゾール付加物、1-アミノエチル-2-エチルイミダゾール、1-(シアノエチルアミノエチル)-2-メチルイミダゾール、N,N’-[2-メチルイミダゾリル-(1)-エチル]-アジポイルジアミド、N,N’-ビス-[2-メチルイミダゾリル-(1)-エチル]尿素、N-[2-メチルイミダゾリル-1-エチル]尿素、N,N’-[2-メチルイミダゾリル-(1)-エチル]ドデカンジオイルジアミド、N,N’-[2-メチルイミダゾリル-(1)-エチル]エイコサンジオイルジアミド、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール・塩化水素酸塩等が挙げられる。
 窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)の配合量は、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.02質量部以上であることがより好ましく、0.05質量部以上であることがさらに好ましく、0.1質量部以上であることが特に好ましく、0.2質量部以上であることが最も好ましい。前記範囲未満であると硬化促進(触媒)作用が発現しないことがあり、80℃以下での貼り合わせが困難となる場合がある。例えばPP基材が収縮などの影響を受けない40℃程度でエージングを行うと接着性や耐薬品性が低下する、もしくはエージング時間を長く設ける必要が生じる場合がある。また、5質量部以下であることが好ましく、4質量部以下であることがより好ましく、3質量部以下であることがさらに好ましく、2質量部以下であることが特に好ましく、1質量部以下であることが最も好ましい。前記範囲超では、過度に架橋反応が進行し剛直性が高くなり、接着性が低下する傾向にある。また、接着剤組成物の溶液保存中に架橋反応が進み易く、ポットライフが低下する傾向にある。また、製造コストの観点からも好ましくない。
 窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)の配合量は、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)の合計の配合量に対して、1~100質量%であることが好ましく、2~70質量%であることがより好ましく、3~50質量%であることが最も好ましい。配合量が前記未満であると触媒作用が発現せず、低温での貼り合わせや、エージングにおける接着性および耐薬品性が低い場合がある。前記超になると、過度に架橋反応が進行し剛直性が高くなり、接着性が低下する傾向や、接着剤組成物の溶液保存中に架橋反応が進み易く、ポットライフが低下する傾向にある。また、製造コストの観点からも好ましくない。
 窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)は単独で配合してもよく、また複数の化合物を併用することができ、その他の硬化促進剤との併用もできる。その他の硬化促進剤としてはカルボン酸金属塩、3級アミン類、4級アンモニウム塩、有機過酸化物、ヒドラジン化合物、金属キレート化合物、チオ尿素類、含リン化合物、塩基性加硫剤類等が挙げられる。前記カルボン酸金属塩としては、炭素数1~30のカルボン酸の金属塩が挙げられる。当該カルボン酸金属塩を構成するカルボン酸としては、例えば、酢酸,酪酸,オクタン酸,デカン酸,ラウリン酸,ミリスチン酸,パルミチン酸,ステアリン酸,オレイン酸,ベヘン酸,オクテン酸,エルカ酸,エライジン酸,アジピン酸,マロン酸,コハク酸,グルタル酸,クエン酸,酒石酸,リンゴ酸,ジグリコール酸などの脂肪族カルボン酸;安息香酸,クロロ安息香酸,アニス酸,アミノ安息香酸,フタル酸,テレフタル酸,ナフトエ酸,ナフタレンジカルボン酸,ベンゼントリカルボン酸等の芳香族カルボン酸;ナフテン酸;アセトン酸等が挙げられる。また、当該カルボン酸金属塩を構成する金属としては、例えば、Li、Na、K、Mg、Ca、Zn、Al、Cu、Pb、Co、Fe、Mn、Sn、Ti等が挙げられる。当該カルボン酸金属塩として、具体的には、酢酸リチウム,酢酸ナトリウム,酢酸マグネシウム,酢酸アルミニウム,酪酸カリウム,酪酸カルシウム,酪酸亜鉛,オクタン酸ナトリウム,オクタン酸カルシウム,デカン酸カリウム,デカン酸マグネシウム,デカン酸亜鉛,ラウリン酸リチウム,ラウリン酸ナトリウム,ラウリン酸カルシウム,ラウリン酸アルミニウム,ミリスチン酸カリウム,ミリスチン酸ナトリウム,ミリスチン酸アルミニウム,パルミチン酸ナトリウム,パルミチン酸亜鉛,パルミチン酸マグネシウム,ステアリン酸ナトリウム,ステアリン酸カリウム,ステアリン酸カルシウム,ステアリン酸亜鉛,オレイン酸ナトリウム,ベヘン酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム,安息香酸亜鉛,フタル酸ナトリウム,フタル酸アルミニウム,テレフタル酸マグネシウム,ナフタレンジカルボン酸カルシウム、ラウリン酸ジブチルスズ、ラウリン酸トリブチルスズ、ラウリン酸ジオクチルスズ、トリブチルスズアセテート、ジブチルスズジアセテート、ジオクチルスズジアセテート、ジブチルスズ2-エチルヘキソエート、テトラブチルチタネート、テトライソブチルチタネート、テトラ2-エチルヘキシルチタネート、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸マグネシウム、アセト酢酸コバルト等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ラウリン酸リチウム,ラウリン酸ナトリウム,ラウリン酸カルシウム,ラウリン酸アルミニウム,ミリスチン酸カリウム,ミリスチン酸ナトリウム,ミリスチン酸アルミニウム,パルミチン酸ナトリウム,パルミチン酸亜鉛,パルミチン酸マグネシウム,ステアリン酸ナトリウム,ステアリン酸カリウム,ステアリン酸カルシウム,ステアリン酸亜鉛、オレイン酸ナトリウムが挙げられる。また、カルボン酸の金属塩としては、カルボン酸の金属塩構造を有する重合体を使用することもできる。このような重合体としては、エチレンとラジカル重合性カルボン酸のIA族,IIA族,IIB族, IIIB族の金属(例えばLi,Na,K,Mg,Ca,Zn,Al等)塩とを共重合した構造を有するもの;エチレンとラジカル重合性カルボン酸の金属塩と他のラジカル重合性カルボン酸及び/またはその誘導体とを多元共重合した構造を有するもの等が挙げられる。また、前記3級アミン類としては、例えば、ジメチルアニリン、トリエタノールアミン、ジメチル-p-トルイジン等が挙げられる。また、前記ヒドラジン化合物としては、例えば、1-アセチル-2-フェニルヒドラジン等が挙げられる。また、前記金属キレート化合物としては、例えば、バナジウムアセチルアセトネート等が挙げられる。また、前記チオ尿素類としては、例えば、ジメチルホスフィン、トリフェニルフォスフィン等が挙げられる。また、前記含リン化合物としては、例えば、ジメチルホスフィン、トリフェニルフォスフィン等が挙げられる。また、前記塩基性加硫剤類としては、例えば、ヘキサメチレンテトラアミン、n-ブチルアルデヒド-アニリン縮合物等が挙げられる。
<有機溶剤(E)>
 本発明で用いる有機溶剤(E)は、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)、酸無水物モノマー(C)、および窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)を溶解させるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の脂肪族系炭化水素、シクロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロへキサン等の脂環族炭化水素、トリクロルエチレン、ジクロルエチレン、クロルベンゼン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、プロパンジオール、フェノール等のアルコール系溶剤、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンペンタノン、ヘキサノン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノン等のケトン系溶剤、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ等のセルソルブ類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、ギ酸ブチル等のエステル系溶剤、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-iso-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-tert-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-iso-ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤等を使用することができ、これら1種または2種以上を併用することができる。
 有機溶剤(E)は、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、80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より好ましく、100質量部以上であることがさらに好ましく、110質量部以上であることが特に好ましい。前記範囲未満では、溶液状態およびポットライフ性が低下することがある。また、1000質量部以下であることが好ましく、900質量部以下であることがより好ましく、800質量部以下であることがさらに好ましく、700質量部以下であることが特に好ましい。前記範囲を超えると製造コスト、輸送コストの面から不利となる場合がある。
 有機溶剤(E)は、接着剤組成物の溶液状態およびポットライフ性の観点から、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素およびハロゲン化炭化水素からなる群より選択された1種以上の溶剤(E1)、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤およびグリコールエーテル系溶剤からなる群より選択された1種以上の溶剤(E2)の混合液が好ましい。混合比としては、溶剤(E1)/溶剤(E2)=50~97/50~3(質量比)であることが好ましく、55~95/45~5(質量比)であることがより好ましく、60~90/40~10(質量比)であることがさらに好ましく、70~80/30~20(質量比)であることが特に好ましい。上記範囲を外れると接着剤組成物の溶液状態およびポットライフ性が低下することがある。また、溶剤(C1)が芳香族炭化水素または脂環族炭化水素であり、溶剤(E2)がケトン系溶媒であることが特に好ましい。
<接着剤組成物>
 本発明にかかる接着剤組成物は、前記結晶性酸変性ポリオレフィン(A)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)、および有機溶剤(E)を含有し、さらに酸無水物モノマー(C)および窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)のいずれか一方を含有する組成物である。好ましくは結晶性酸変性ポリオレフィン(A)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)、および有機溶剤(E)、酸無水物モノマー(C)および窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)を含有する組成物である。結晶性酸変性ポリオレフィン(A)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)、酸無水物モノマー(C)、および窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)は有機溶剤(E)に溶解しても良いし、分散しても良い。ポットライフ性の観点から溶解していることが好ましい。
 本発明にかかる接着剤組成物は、本発明の性能を損なわない範囲で前記変性ポリオレフィン(A)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)、酸無水物モノマー(C)、窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)および有機溶剤(E)の他に各種の添加剤を配合して使用することができる。添加剤としては、特に限定されないが、難燃剤、顔料、ブロッキング防止剤等を使用することが好ましい。
<積層体>
 本発明の積層体は、ポリオレフィン樹脂基材と金属基材を本発明にかかる接着剤組成物で積層したものである。
 積層する方法としては、従来公知のラミネート製造技術を利用することができる。例えば、特に限定されないが、金属基材の表面に接着剤組成物をロールコータやバーコータ等の適当な塗布手段を用いて塗布し、乾燥させる。乾燥後、金属基材表面に形成された接着剤層が溶融状態にある間に、その塗布面にポリオレフィン樹脂基材を積層接着してラミネート構造体を得ることができる。
 前記接着剤組成物により形成される接着剤層の厚みは、特に限定されないが、0.5~10μmにすることが好ましく、0.8~9.5μmにすることがより好ましく、1~9μmにすることがさらに好ましい。
<ポリオレフィン樹脂基材>
 ポリオレフィン樹脂基材としては、従来から公知のポリオレフィン樹脂の中から適宜選択すればよい。例えば、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体などを用いることができる。中でも、ポリプロピレンの無延伸フィルム(以下、CPPともいう。)の使用が好ましい。その厚さは、特に限定されないが、20~100μmであることが好ましく、25~95μmであることがより好ましく、30~90μmであることがさらに好ましい。なお、ポリオレフィン樹脂基材には必要に応じて顔料や種々の添加物を配合してもよい。
<金属基材>
 金属基材としては、特に限定されないが、例えばアルミニウム、銅、鉄鋼、亜鉛、ジュラルミン、ダイカストなどの各種金属およびその合金を使用することができる。また、その形状としては、金属箔、圧延鋼板、パネル、パイプ、カン、キャップなど任意の形状を取り得ることができる。一般的には、加工性等の観点からアルミ二ウム箔が好ましい。また、使用目的によっても異なるが、一般的には0.01~10mm、好ましくは0.02~5mmの厚みのシートの形で使用される。
 また、また、これら金属基材については、耐腐食性、接着性の観点から表面を予め表面処理を施したものを用いることが望ましく、具体的にはクロメート処理などが挙げられる。
 以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。実施例中および比較例中に単に部とあるのは質量部を示す。
<結晶性酸変性ポリオレフィン(A)の製造例>
製造例1
 1Lオートクレーブに、プロピレン-ブテン共重合体(三井化学社製「タフマー(登録商標)XM7080」)100質量部、トルエン150質量部及び無水マレイン酸25質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイド6質量部を加え、140℃まで昇温した後、更に3時間撹拌した。その後、得られた反応液を冷却後、多量のメチルエチルケトンが入った容器に注ぎ、樹脂を析出させた。その後、当該樹脂を含有する液を遠心分離することにより、無水マレイン酸がグラフト重合した酸変性プロピレン-ブテン共重合体と(ポリ)無水マレイン酸および低分子量物とを分離、精製した。その後、減圧下70℃で5時間乾燥させることにより、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体(PO-1、酸価48mgKOH/g-resin、重量平均分子量50,000、Tm75℃、△H25J/g)を得た。
製造例2
 無水マレイン酸の仕込み量を20質量部に変更した以外は製造例1と同様にすることにより、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体(PO-2、酸価25mgKOH/g-resin、重量平均分子量80,000、Tm75℃、△H30J/g)を得た。
製造例3
 無水マレイン酸の仕込み量を3質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイドを0.5質量部に変更した以外は製造例1と同様にすることにより、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体(PO-3、酸価5mgKOH/g-resin、重量平均分子量180,000、Tm80℃、△H25J/g)を得た。
製造例4
 無水マレイン酸の仕込み量を30質量部に変更した以外は製造例1と同様にすることにより、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体(PO-4、酸価55mgKOH/g-resin、重量平均分子量40,000、Tm70℃、△H25J/g)を得た。
製造例5
 無水マレイン酸の仕込み量を2質量部、ジ-tert-ブチルパーオキサイドを0.5質量部に変更した以外は製造例1と同様にすることにより、無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体(PO-5、酸価3mgKOH/g-resin、重量平均分子量200,000、Tm80℃、△H25J/g)を得た。
(主剤1の作製)
 水冷還流凝縮器と撹拌機を備えた500mlの四つ口フラスコに、製造例1で得られた無水マレイン酸変性プロピレン-ブテン共重合体(PO-1)を100質量部、メチルシクロヘキサンを280質量部およびメチルエチルケトンを120質量部仕込み、撹拌しながら80℃まで昇温し、撹拌を1時間続けることで主剤1を得た。溶液状態を表1に示す。
(主剤2~12の作製)
 結晶性酸変性ポリオレフィンおよび有機溶剤を表1に示すとおりに変更し、主剤1と同様な方法で主剤2~12を作製した。配合量、溶液状態を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
実施例1
 主剤1を500質量部、硬化剤としてグリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)であるjER(登録商標)152を20質量部、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)であるTETRAD(登録商標)-Xを2質量部、添加剤として酸無水物モノマー(C)であるリカシッド(登録商標)DDSAを20質量部配合し、接着剤組成物を得た。ポットライフ性、接着性および耐薬品性の評価結果を表2に示す。
実施例2~69、比較例1~7
 主剤1~12および各硬化剤を表2~5に示すとおりに変更し、実施例1と同様な方法で実施例2~69、比較例1~7を行った。配合量、ポットライフ性、接着性および耐薬品性を表2~5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表2~5で用いた硬化剤は以下のものである。
<グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)>
 N,N,N’,N’-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン:TETRAD(登録商標)-X(三菱ガス化学社製)
<グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)>
 フェノールノボラック型エポキシ樹脂:jER(登録商標)152(三菱化学社製)
 o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂:YDCN-700-3(新日鉄住金化学社製) 
<その他の硬化剤>
 ポリイソシアネート:デュラネート(登録商標)TPA-100(旭化成社製)
 シランカップリング剤:KBM-403(信越シリコーン社製)
<酸無水物モノマー(C)>
 テトラプロペニル無水コハク酸:リカシッド(登録商標)DDSA
 テトラヒドロ無水フタル酸:リカシッド(登録商標)TH
<窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)>
 1-ベンジル-2-メチルイミダゾール:キュアゾール(登録商標)1B2MZ(四国化成社製)
 上記のようにして得られた各変性ポリオレフィン、主剤および接着剤組成物に対して下記方法に基づいて分析測定および評価を行った。
酸価の測定
<結晶性酸変性ポリオレフィン(A)>
 本発明における結晶性酸変性ポリオレフィン(A)の酸価(mgKOH/g-resin)は、1gの酸変性ポリオレフィン(A)を中和するのに必要とするKOH量のことであり、JIS K0070(1992)の試験方法に準じて、測定した。具体的には、100℃に温度調整したキシレン100gに、酸変性ポリオレフィン1gを溶解させた後、同温度でフェノールフタレインを指示薬として、0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液[商品名「0.1mol/Lエタノール性水酸化カリウム溶液」、和光純薬(株)製]で滴定を行った。この際、滴定に要した水酸化カリウム量をmgに換算して酸価(mgKOH/g-resin)を算出した。
<酸無水物モノマー(C)>
 本発明における酸無水物モノマー(C)の酸価(mgKOH/g)は、酸無水物モノマーの分子量(M)、無水コハク酸基の数(n)を用いて下記式により算出した値である。酸価(mgKOH/g-resin)=[無水コハク酸の分子量(M)×(n)×2×水酸化カリウムの分子量×1000(mg)/無水コハク酸の分子量]
無水コハク酸の分子量:100.07、水酸化カリウムの分子量:56.11
重量平均分子量(Mw)の測定
 本発明における重量平均分子量は日本ウォーターズ社製ゲルパーミエーションクロマトグラフAlliance e2695(以下、GPC、標準物質:ポリスチレン樹脂、移動相:テトラヒドロフラン、カラム:Shodex KF-806 + KF-803、カラム温度:40℃、流速:1.0ml/分、検出器:フォトダイオードアレイ検出器(波長254nm = 紫外線))によって測定した値である。
融点、融解熱量の測定
 本発明における融点、融解熱量は示差走査熱量計(以下、DSC、ティー・エー・インスツルメント・ジャパン製、Q-2000)を用いて、20℃/分の速度で昇温融解、冷却樹脂化して、再度昇温融解した際の融解ピークのトップ温度および面積から測定した値である。
主剤溶液状態の評価
 主剤1~12の溶液状態について、東機産業社製のブルックフィールド型粘度計TVB-10M(以下、B型粘度計ともいう)を用いて25℃の溶液粘度を測定することで評価した。
<評価基準>
 ○(実用上優れる):500mPa・s未満
 △(実用可能):500mPa・s以上1000mPa・s未満
 ×(実用不可能):1000mPa・s以上またはゲル化により粘度測定不可
ポットライフ性の評価
 ポットライフ性とは、結晶性酸変性ポリオレフィンに架橋剤または硬化剤を配合し、その配合直後または配合後一定時間経過後の該溶液の安定性を指す。ポットライフ性が良好な場合は、溶液の粘度上昇が少なく長期間保存が可能であることを指し、ポットライフ性が不良な場合は、溶液の粘度が上昇(増粘)し、ひどい場合にはゲル化現象を起こし、基材への塗布が困難となり、長期間保存が不可能であることを指す。
 実施例1~69および比較例1~7で得られた接着剤組成物のポットライフ性を、25℃および40℃雰囲気で24時間貯蔵した後に、B型粘度計を用いて25℃の溶液粘度を測定することで評価した。評価結果を表2~5に示す。
<評価基準>
 ○(実用上優れる):500mPa・s未満
 △(実用可能):500mPa・s以上1000mPa・s未満
 ×(実用不可能):1000mPa・s以上またはゲル化により粘度測定不可
金属基材とポリオレフィン樹脂基材との積層体の作製
 金属基材にはアルミニウム箔(住軽アルミ箔社製、8079-0、厚さ40μm)をクロメート処理したものを使用し、ポリオレフィン樹脂基材には無延伸ポリプロピレンフィルム(東洋紡社製パイレン(登録商標)フィルムCT、厚さ40μm)(以下、CPPともいう。)を使用した。
 実施例1~69および比較例1~7で得られた接着剤組成物を金属基材にバーコータを用いて乾燥後の接着剤層の膜厚が3μmになるように調整して塗布した。塗布面を温風乾燥機を用いて100℃雰囲気で1分間乾燥させ、膜厚3μmの接着剤層を得た。前記接着剤層表面にポリオレフィン樹脂基材を重ね合わせ、テスター産業社製の小型卓上テストラミネーター(SA-1010-S)を用いて80℃、0.3MPa、1m/分にて貼り合わせ、40℃、50%RHにて120時間養生することで積層体を得た。
 上記のようにして得られた積層体に対して、下記方法にて評価を行った。
接着性の評価
 前記積層体を100mm×15mm大きさに切断し、T型剥離試験により接着性の評価を行った。評価結果を表2、3に示す。
<T型剥離試験>
 ASTM-D1876-61の試験法に準拠し、オリエンテックコーポレーション社製のテンシロンRTM-100を用いて、25℃環境下で、引張速度50mm/分における剥離強度を測定した。金属基材/ポリオレフィン樹脂基材間の剥離強度(N/cm)は5回の試験値の平均値とした。
<評価基準>
 ☆(実用上特に優れる):8.0N/cm以上またはCPPが材破する(以下、単に「材破」ともいう。)材破とは、金属基材/CPPの界面で剥離が生じず、金属基材またはCPPが破壊されることをいう。
 ◎(実用上優れる):7.5N/cm以上8.0N/cm未満
 ○(実用可能):7.0N/cm以上7.5N/cm未満
 ×(実用不可能):7.0N/cm未満
耐薬品性の評価
 アルミ箔とCPPの積層体の使用形態の1つであるリチウムイオン電池の包装材としての利用性を検討するため電解液試験による耐薬品性(以下、耐電解液性ともいう)の評価を行った。前記積層体を、100mm×15mm大きさに切断し、電解液[エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ジメチルカーボネート=1/1/1(容積比)に6フッ化リン酸リチウムを添加したもの]に水を300ppm添加したものに85℃で3日間、または電解液に水を500ppm添加したものに85℃で5日間浸漬させた。その後、積層体を取り出しイオン交換水で洗浄、ペーパーワイパーで水を拭き取り、十分に水分を乾燥させ、100mm×15mm大きさに切断し、T型剥離試験により耐薬品性の評価を行った。
<評価基準>
 ☆(実用上特に優れる):8.0N/cm以上または材破
 ◎(実用上優れる):7.5N/cm以上8.0N/cm未満
 ○(実用可能):7.0N/cm以上7.5N/cm未満
 ×(実用不可能):7.0N/cm未満
 本発明にかかる接着剤組成物は、酸変性ポリオレフィン、エポキシ樹脂および有機溶剤並びに酸無水物モノマーおよび窒素を2つ以上有する複素環式化合物のいずれか一方を含有し、長期保存しても増粘やゲル化を生じることなく良好なポットライフ性を維持し、かつ金属基材とポリオレフィン樹脂基材との良好な接着性を両立させることができる。そのため、本発明の接着剤組成物から形成されるポリオレフィン樹脂基材と金属基材との積層構造体は、家電外板、家具用素材、建築内装用部材などの分野のみならず、パソコン、携帯電話、ビデオカメラなどに用いられるリチウム電池の包装材(パウチ形態)としても幅広く利用し得るものである。

Claims (13)

  1.  酸価が5~50mgKOH/g-resinである結晶性酸変性ポリオレフィン(A)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)、および有機溶剤(E)を含有し、さらに酸無水物モノマー(C)および窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)のいずれか一方を含有する接着剤組成物。
  2.  前記グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)が、1分子中2個以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂である請求項1に記載の接着剤組成物。
  3.  前記グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)が、一般式(1)で表される化合物である請求項1または2に記載の接着剤組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     (一般式(1)中、Rは置換基を有してもよいアリール基であり、X1およびX2はそれぞれ独立して置換基を有してもよい炭素数1~5のアルキレン基であり、mは1または2であり、nは1または2である。)
  4.  前記グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)が、1分子中に2個以上のグリシジル基を有し、かつ窒素原子を含有しないエポキシ樹脂である請求項1~3のいずれかに記載の接着剤組成物。
  5.  前記酸無水物モノマー(C)が、1分子中に1個以上の酸無水物環を有し、酸価が100mgKOH/g以上の化合物である請求項1~4のいずれかに記載の接着剤組成物。
  6.  窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)が、窒素を2つ以上有する5員環芳香族複素環式化合物である請求項1~5のいずれかに記載の接着剤組成物。
  7.  結晶性酸変性ポリオレフィン(A)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)、酸無水物モノマー(C)および有機溶剤(E)を含有し、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)を0.01~20質量部、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)を1~50質量部、酸無水物モノマー(C)を1~50質量部、有機溶剤(E)を80~1000質量部含有する請求項1~6のいずれかに記載の接着剤組成物。
  8.  結晶性酸変性ポリオレフィン(A)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)、窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)および有機溶剤(E)を含有し、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)を0.01~20質量部、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)を1~50質量部、窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)を0.01~5質量部、有機溶剤(E)を80~1000質量部含有する請求項1~6のいずれかに記載の接着剤組成物。
  9.  結晶性酸変性ポリオレフィン(A)、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)、酸無水物モノマー(C)、窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)および有機溶剤(E)を含有し、結晶性酸変性ポリオレフィン(A)100質量部に対して、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(B1)を0.01~20質量部、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂(B2)を1~50質量部、酸無水物モノマー(C)を1~50質量部、窒素を2つ以上有する複素環式化合物(D)を0.01~5質量部、有機溶剤(E)を80~1000質量部含有する請求項1~6のいずれかに記載の接着剤組成物。
  10.  有機溶剤(E)が、溶剤(E1)と溶剤(E2)の混合液であって、溶剤(E1)が芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素およびハロゲン化炭化水素からなる群より選択された1種以上の溶剤であり、溶剤(E2)がアルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒およびグリコールエーテル系溶剤からなる群より選択された1種以上の溶剤であり、溶剤(E1)/溶剤(E2)=50~97/50~3(質量比)である請求項1~9のいずれかに記載の接着剤組成物。
  11.  ポリオレフィン樹脂基材と金属基材との接着に用いられる請求項1~10のいずれかに記載の接着剤組成物。
  12.  請求項1~11のいずれかに記載の接着剤組成物によって接着されたポリオレフィン樹脂基材と金属基材の積層体。
  13.  請求項12に記載の積層体を構成部材として含むリチウムイオン電池用包装材料。
     
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