WO2022107881A1 - 無溶剤型反応性接着剤、その硬化物及び積層体 - Google Patents

無溶剤型反応性接着剤、その硬化物及び積層体 Download PDF

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WO2022107881A1
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polyisocyanate
solvent
free reactive
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孝之 津
徹 大宅
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東洋インキScホールディングス株式会社
トーヨーケム株式会社
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    • C09J2301/312Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier parameters being the characterizing feature

Definitions

  • the present invention relates to a solvent-free reactive adhesive having high coating film strength and flexibility, and excellent in heat resistance, oil resistance, adhesive strength, and workability, a cured product thereof, and a laminate.
  • Patent Documents 1 to 3 disclose a method of adding long-chain polyamines or nano-dispersed rubber-like particles to an epoxy compound having high adhesive strength to a metal or FRP for the purpose of stress relaxation.
  • these methods can provide a certain degree of flexibility, the resulting adhesive layer still tends to be hard and brittle, which may not be sufficient.
  • Patent Document 4 discloses a solvent-free urethane adhesive composition having excellent breaking elongation, which comprises a main agent containing a urethane prepolymer and a cured product of a curing agent containing a compound having an active hydrogen group. There is.
  • the adhesive described in Patent Document 4 has a problem that when applied by a two-component mixing / discharging device, the breaking elongation may be significantly reduced due to a fluctuation in the mixing ratio and uneven mixing in the mixing nozzle. be.
  • Patent Document 5 In response to such a problem, in Patent Document 5, by using a main agent containing a urethane polymer and a curing agent containing a non-crystalline polyol compound and a polyamine compound, even if the mixing ratio of the main agent and the curing agent fluctuates, Disclosed is a urethane-based adhesive composition in which a decrease in elongation at break is suppressed.
  • the adhesive described in Patent Document 5 uses a large amount of amine compounds, it may be difficult to adjust the curing rate, and nozzle clogging during coating and uneven bonding occur in large areas or manual bonding. There is a challenge to get.
  • the curing rate can be slowed down by reducing the amount of the amine compound used, the flexibility and the strength of the coating film tend to decrease. Further, these methods have a problem that chemical resistance such as heat resistance and oil resistance may be deteriorated because a small amount of amino groups remain in the cured film.
  • An object of the present invention is that excellent coating film strength and flexibility can be maintained even after a heat resistance test and an oil resistance test, and a mixing ratio of a main agent (corresponding to a polyol) and a curing agent (corresponding to a polyisocyanate) can be obtained. It is an object of the present invention to provide a solvent-free reactive adhesive which has little influence on the elongation at break even when it fluctuates.
  • the present invention includes a polyisocyanate containing a trimethylolpropane adduct body of at least one of the tolylene diisocyanate and the diphenylmethane diisocyanate and an aromatic polyisocyanate excluding the trimethylolpropane adduct body, and a polyol.
  • a solvent-free reactive adhesive containing 40 to 80% by mass of the trimethylolpropane adduct of the tolylene diisocyanate and the trimethylolpropane adduct of the diphenylmethane diisocyanate based on the total mass of the polyisocyanate.
  • the present invention relates to a solvent-free reactive adhesive, which is included in the range of.
  • the present invention also relates to the solvent-free reactive adhesive, wherein the aromatic polyisocyanate contains at least one selected from the group consisting of diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, and carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate.
  • the present invention also relates to the solvent-free reactive adhesive containing the aromatic polyisocyanate in the range of 20 to 60% by mass in total, based on the total mass of the polyisocyanate.
  • the present invention also contains the trimethylolpropane adduct body of the tolylene diisocyanate and the trimethylolpropane adduct body of the diphenylmethane diisocyanate in a total range of 45 to 75% by mass based on the total mass of the polyisocyanate. Regarding solvent-free reactive adhesives.
  • the present invention also relates to the solvent-free reactive adhesive containing a polycarbonate polyol in which the polyol does not have a urethane bond.
  • the present invention also relates to the solvent-free reactive adhesive, wherein the polyol contains a polyol having a urethane bond.
  • the present invention also relates to the solvent-free reactive adhesive containing the polyol having a urethane bond in the range of 30 to 70% by mass in total, based on the total mass of the polyol.
  • the present invention also relates to a cured product of the solvent-free reactive adhesive.
  • the present invention also relates to a laminate having an adhesive layer made of the above-mentioned cured product on a substrate.
  • the solvent-free reactive adhesive of the present invention is characterized by containing a specific polyisocyanate and a polyol.
  • the polyisocyanate is at least (i) a trimethylolpropane adduct body of at least one of the tolylene diisocyanate and diphenylmethane diisocyanate (hereinafter, may be referred to as an adduct body (i)); and (ii) aromatic. Includes group polyisocyanates (excluding the adduct body (i)).
  • the adduct body (i) may be only the trimethylolpropane adduct body of tolylene diisocyanate or only the trimethylolpropane adduct body of diphenylmethane diisocyanate. That is, the adduct body (i) may be a trimethylolpropane adduct body of tolylene diisocyanate or diphenylmethane diisocyanate. Further, the adduct body (i) may be both a trimethylolpropane adduct body of tolylene diisocyanate and a trimethylolpropane adduct body of diphenylmethane diisocyanate.
  • the adduct body (i) one type may be used alone, or a plurality of types may be used in combination. Further, based on the total mass of the polyisocyanate, the adduct body (i) (trimethylolpropane adduct body of tolylene diisocyanate and trimethylolpropane adduct body of diphenylmethane diisocyanate) is in the range of 40 to 80% by mass in total. include.
  • the mixing ratio of the main agent (polyester) and the curing agent (polyisocyanate) fluctuates by using a specific polyisocyanate containing an aromatic polyisocyanate and a predetermined range amount of the adduct body (i) together with the polyol.
  • a cured film having a small change in elastic modulus can be obtained, and excellent flexibility can be stably exhibited.
  • the solvent-free reactive adhesive of the present invention can exhibit high coating strength and flexibility, excellent heat resistance, oil resistance, adhesive strength, and appropriate tact time. Therefore, the solvent-free reactive adhesive of the present invention is suitably used in the fields of automobiles, building materials, ships, aircraft and the like.
  • the polyisocyanate in the present invention contains the aromatic polyisocyanate excluding the adduct body (i) in the range of 40 to 80% by mass in total based on the total mass of the polyisocyanate. Since the adduct body (i) is usually a viscous solid at room temperature (for example, 25 ° C.), it is difficult to handle and has not been used in solvent-free adhesives so far. However, by containing the adduct body (i) in a high compounding ratio of 40 to 80% by mass in total in the total polyisocyanate, a specific crosslinked form can be formed.
  • the total content of the adduct body (i) is preferably in the range of 45 to 75% by mass, more preferably in the range of 50 to 75% by mass, based on the total mass of the polyisocyanate.
  • the content of the adduct body (i) is 45% by mass or more, it is preferable because it is superior in breaking stress and breaking elongation. Further, when the content of the adduct body (i) is 75% by mass or less, it is preferable because it is superior in shear stress and breaking elongation.
  • the trimethylolpropane adduct of tolylene diisocyanate can be used without particular limitation as long as it is a reactant of 2,4-tolylene diisocyanate and / or 2,6-tolylene diisocyanate and trimethylolpropane.
  • Examples of the trimethylolpropane adduct body of tolylene diisocyanate include a trade name of Mitsui Chemicals, Inc.: "Takenate D103H" and a trade name of Sumika Bayer Urethane, Inc.: "Death Module L".
  • the trimethylolpropane adduct of diphenylmethane diisocyanate can be used without particular limitation as long as it is a reactant of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and / or 2,4'-diphenylmethane diisocyanate and trimethylolpropane.
  • the polyisocyanate contains a polyisocyanate other than the adduct body (i) (hereinafter, may be referred to as other polyisocyanate) in the range of 20 to 60% by mass.
  • Other polyisocyanates include at least aromatic polyisocyanates (however, modified versions of aromatic polyisocyanates are also included).
  • the other polyisocyanates are not particularly limited except for aromatic polyisocyanates, and for example, aromatic aliphatic polyisocyanates, aliphatic polyisocyanates, alicyclic polyisocyanates, and modified products thereof can be used.
  • aromatic polyisocyanate examples include aromatic diisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate, carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate, phenylenediocyanate, tolylene diisocyanate, and naphthalene diisocyanate; and aromatic polyisocyanates such as polymethylene polyphenyl polyisocyanate.
  • aromatic polyisocyanate contained in the solvent-free reactive adhesive of the present invention contains a monomeric isocyanate such as diphenylmethane diisocyanate and a polymer isocyanate such as polymethylene polyphenyl polyisocyanate.
  • the "polyisocyanate" in the present specification may be any compound having two or more isocyanate groups in the molecule, and the arrangement of the isocyanate groups is not particularly limited.
  • aromatic aliphatic polyisocyanate examples include 1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate or a mixture thereof, ⁇ , ⁇ '-diisocyanate-1,4-diethylbenzene, 1,3- or 1,4-bis.
  • aromatic aliphatic diisocyanates such as (1-isocyanate-1-methylethyl) benzene or a mixture thereof.
  • aliphatic polyisocyanate examples include trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, 1,2-butyrene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, and 1,3-butyrene diisocyanate.
  • Aliphatic diisocyanates such as 2,4,4- or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanate methyl caproate, lysine diisocyanate, and dimerate diisocyanate can be mentioned.
  • alicyclic polyisocyanate examples include 1,4-cyclohexanediisocyanate, 1,3-cyclohexanediisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexylisocyanate), methyl2,4-cyclohexanediisocyanate, and methyl2.
  • alicyclic diisocyanates such as 6-cyclohexanediisocyanate, 1,4-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, 1,3-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, and norbornendiisocyanate.
  • modified polyisocyanate examples include an allophanate-type modified product, an isocyanurate-type modified product, a biuret-type modified product, and an adduct-type modified product, and the above-mentioned polyisocyanate component and a polyol are reacted under the condition of excess isocyanate group.
  • examples thereof include reaction products having an isocyanate group and a urethane bond.
  • the polyol forming the modified product of the polyisocyanate is not particularly limited and can be selected from known polyols, for example, polyester polyol, polyester urethane polyol, polycarbonate polyol, polycaprolactone polyol, polyether polyol, polyether.
  • Examples thereof include urethane polyols, polyolefin polyols, acrylic polyols, silicone polyols, castor oil-based polyols, and fluoropolyesters. These other polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
  • the solvent-free reactive adhesive of the present invention contains an aromatic polyisocyanate as another polyisocyanate, and the aromatic polyisocyanate comprises diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, and carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate. Those containing at least one selected from the group are preferable.
  • the content of the aromatic polyisocyanate is preferably 20 to 60% by mass, more preferably 20 to 50% by mass, based on the total mass of the polyisocyanates. It is more preferably 25 to 45% by mass. When it is within the above range, it is preferable because it is excellent in flexibility, coating film strength and heat resistance of the obtained cured film.
  • the polyol in the present invention forms a tough crosslinked structure by reacting with polyisocyanate, imparts appropriate flexibility and cohesive force to the obtained cured film, and imparts excellent coating strength, flexibility, and heat resistance.
  • the polyol may be a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule, and when the compound is a resin, the hydroxyl group may be at the end of the resin, a side chain, or a side group.
  • Examples of such polyols include polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, polyolefin polyols, vegetable oil-based polyols, acrylic polyols and other polyols, and composites thereof.
  • a small molecule polyol described later may be used for the purpose of adjusting the urethane bond concentration in the cured film and introducing various functional groups.
  • the polyol contained in the solvent-free reactive adhesive of the present invention may be an acid-modified product in which some of the hydroxyl groups in the polyol are acid-modified, or an acid anhydride is reacted to introduce a carboxyl group. It may be one obtained by reacting with diisocyanate or one having a urethane bond introduced. These polyols may be used alone or in combination of two or more.
  • the polyether polyol may be a compound having two or more hydroxyl groups and two or more ether bonds in the molecule.
  • Examples of the polyether polyol include polymers or copolymers of methylene oxide, ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran and the like, such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, poly (ethylene / propylene) glycol, and polytetramethylene glycol; hexane.
  • Polyether polyols by condensation of diols, methylhexanediols, heptanediols, octanediols or mixtures thereof; at least 2 such as low molecular weight polyols, aliphatic amine compounds, aromatic amine compounds, alkanolamines, or bisphenols.
  • Examples thereof include a polyol obtained by adding an alkylene oxide such as methylene oxide, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, or polyoxytetramethylene oxide to a compound having two or more active hydrogen groups as a starting material. ..
  • low molecular weight polyol examples include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and neopentyl glycol.
  • Pentandiol hexanediol, octanediol, nonanediol, dipropylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2 -Ethyl-1,3-hexanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, polyoxyethylene glycol (additional moles: 10 or less), polyoxypropylene glycol (additional moles: 10 or less), cyclohexanediol, cyclohexanedi Methanol, tricyclodecanedimethanol, cyclopentadiene dimethanol, dimerdiol, bisphenol B, N, N-bis (2-hydroxypropyl) aniline, dimethylolacetic acid, dimethylolpropionic acid, dimethylolbut
  • Examples of the aliphatic amine compounds include ethylenediamine, triethylenetetramine, diethylenetriamine, and triaminopropane.
  • Examples of the aromatic amine compounds include toluenediamine and diphenylmethane-4,4-diamine.
  • Examples of the alkanolamines include ethanolamine and diethanolamine.
  • Examples of the bisphenols include bisphenol B, bisphenol BP, bisphenol C, bisphenol A, bisphenol E, and bisphenol F.
  • polyester polyol examples include a polyester polyol in which the above-mentioned low molecular weight polyol and a dibasic acid component are condensed and reacted, and a lactone-based polyester polyol obtained by ring-opening polymerization of a cyclic ester compound such as lactones.
  • dibasic acid component examples include terephthalic acid, adipic acid, azelaic acid, sebatic acid, dimer acid, hydrogenated dimer acid, anhydrous phthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, glutaric acid, pimelic acid, and sveric acid.
  • dibasic acid component examples include aliphatic or aromatic dibasic acids such as sebacic acid, and anhydrides thereof.
  • lactones examples include ⁇ -caprolactone, poly ( ⁇ -methyl- ⁇ -valerolactone), and polyvalerolactone.
  • polycarbonate polyol examples include reaction products of the above-mentioned small molecule polyols and carbonate compounds such as dialkyl carbonates, alkylene carbonates and diaryl carbonates.
  • dialkyl carbonate examples include dimethyl carbonate and diethyl carbonate.
  • alkylene carbonate examples include ethylene carbonate and the like.
  • diaryl carbonate examples include diphenyl carbonate and the like.
  • polyolefin polyol examples include hydroxyl group-containing polybutadiene, hydrogenated hydroxyl group-containing polybutadiene, hydroxyl group-containing polyisoprene, hydrogenated hydroxyl group-containing polyisoprene, hydroxyl group-containing chlorinated polypropylene, and hydroxyl group-containing chlorinated polyethylene.
  • vegetable oil-based polyol examples include castor oil derived from plants, dimer acid, or a polyol made from soybean oil.
  • these polyols may be acid-modified products in which some of the hydroxyl groups in the polyols are acid-modified, those in which an acid anhydride is reacted to introduce a carboxyl group, or diisocyanates are reacted. It may be the one in which a urethane bond is introduced.
  • the acid anhydride include pyromellitic anhydride, melitric anhydride, trimellitic anhydride, and trimellitic acid ester anhydride.
  • trimellitic acid ester anhydride include an ester compound obtained by subjecting alkylene glycol or alcantriol having 2 to 30 carbon atoms to an esterification reaction with trimellitic anhydride.
  • trimellitic acid ester anhydride examples include ethylene glycol bisamhydrotrimelliticate and propylene glycol bisamhydrotrimellitic acid.
  • diisocyanate examples include 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate. Can be mentioned.
  • the solvent-free reactive adhesive of the present invention preferably contains a polyol having a urethane bond.
  • the polyol having such a urethane bond include the above-mentioned polyol in which a urethane bond is introduced by reacting with diisocyanate, and a block polymer in which different polymer species are linked to each other may be used.
  • the hydroxyl group is localized in the terminal region of the resin. It is preferable that the hydroxyl group is localized in the terminal region of the resin because the cured film has excellent flexibility.
  • the polyol having a urethane bond having a hydroxyl group at the end of such a resin for example, the molar equivalent ratio (NCO molar number / OH molar number) of the above-mentioned polyisocyanate and the polyol to the isocyanate group and the hydroxyl group is 1. It can be obtained by reacting so as to be less than.
  • the polyol preferably contains at least one selected from the group consisting of polyether polyols and polycarbonate polyols, more preferably contains polycarbonate polyols, and even more preferably polycarbonate polyols (provided that they contain polycarbonate polyols). , Which does not have a urethane bond) and a polyol which has a urethane bond.
  • the content of the polycarbonate polyol is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and preferably 100% by mass or less, based on the total mass of the polyols. It is preferably 90% by mass or less, more preferably 70% by mass or less.
  • the content of the polyol having a urethane bond is preferably 30 to 70% by mass in total based on the total mass of the polyol.
  • the content of the polyol having a urethane bond is 30% by mass or more, the foamability of the obtained cured film is more excellent.
  • the content of the polyol having a urethane bond is 70% by mass or less, it is more excellent in the pot life described later.
  • the number average molecular weight of the polycarbonate polyol having no urethane bond is preferably 500 or more and less than 5,000, and more preferably 700 or more and less than 3,500.
  • the weight average molecular weight of the polyol having a urethane bond is preferably 3,000 to 200,000.
  • the weight average molecular weight is 3,000 or more, the flexibility of the obtained cured film is excellent, and when it is 200,000 or less, the viscosity can be easily adjusted.
  • the hydroxyl value of the polyol having a urethane bond is preferably 50 to 500 mgKOH / g, and more preferably 100 to 300 mgKOH / g. When it is 50 to 500 mgKOH / g, it is preferable because it is excellent in the adhesive strength, flexibility and heat resistance of the obtained cured film.
  • the solvent-free reactive adhesive of the present invention is a two-component curable urethane-based solvent-free adhesive obtained by blending the above-mentioned polyisocyanate and polyol, and the blending ratio of the polyol and the polyisocyanate is
  • the molar equivalent ratio [NCO / OH] of the total isocyanate groups contained in the isocyanate to the total hydroxyl groups contained in the polyol is preferably in the range of 0.8 to 2.5, more preferably 1.0 to 2. It is in the range of 0.
  • the ratio of the polyisocyanate to the total mass of the polyol is preferably 20 to 100% by mass.
  • the content of polyisocyanate in the solvent-free reactive adhesive of the present invention is preferably in the range of 20 to 100% by mass in total based on the total mass of the polyol. When it is within the above range, it is preferable because it is excellent in the coating film strength, flexibility and heat resistance of the obtained cured film.
  • the viscosity of the solvent-free reactive adhesive of the present invention is preferably 10 to 1,000 Pa ⁇ s, more preferably 50 to 750 Pa ⁇ s at room temperature of 25 ° C.
  • a viscosity of 10 Pa ⁇ s or more is preferable because the initial cohesive force of the adhesive is excellent. It is preferable that the viscosity is 1,000 Pa ⁇ s or less because the coatability is excellent.
  • the solvent-free reactive adhesive of the present invention further comprises a reaction accelerator, a silane coupling agent, a phosphoric acid or a phosphoric acid derivative, a leveling agent or an antifoaming agent, a filler, a propellant, a plasticizer, a superplasticizer, and the like.
  • a reaction accelerator such as silane coupling agent, a phosphoric acid or a phosphoric acid derivative, a leveling agent or an antifoaming agent, a filler, a propellant, a plasticizer, a superplasticizer, and the like.
  • Known additives such as wetting agents, flame retardants, viscosity modifiers, preservatives, stabilizers and colorants can be included. Such additives may be used alone or in combination of two or more.
  • reaction accelerator examples include metal-based catalysts such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, and dibutyltin dimarate; 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7,1, Tertiary amines such as 5-diazabicyclo (4,3,0) nonen-5,6-dibutylamino-1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7; reactive tertiary amines such as triethanolamine Can be mentioned.
  • the blending amount of the reaction accelerator is preferably 0.005 to 5% by mass based on the total mass of the polyisocyanate.
  • silane coupling agent examples include trialkoxysilanes having a vinyl group such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxy.
  • examples thereof include trialkoxysilanes having isocyanato groups such as 3-isocyanatopropyltriethoxysilane; and trialkoxysilanes having mercapto groups such as 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.
  • the blending amount of the silane coupling agent is preferably 0.05 to 10% by mass based on the total mass of the polyisocyanate.
  • the phosphoric acid may be any one having at least one free oxygen acid, for example, hypophosphoric acid, phosphoric acid, orthophosphoric acid, hypophosphoric acid and the like.
  • Phosphoric acids examples thereof include condensed phosphoric acids such as metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, polyphosphoric acid, and ultraphosphoric acid.
  • Examples of the phosphoric acid derivative include those obtained by partially esterifying the above-mentioned phosphoric acid with alcohols in a state where at least one free oxygen acid remains.
  • Examples of these alcohols include fatty alcohols such as methanol, ethanol, ethylene glycol and glycerin; aromatic alcohols such as phenol, xylenol, hydroquinone, catechol and fluoroglycinol.
  • the total amount of phosphoric acid and its derivative is preferably 0.005 to 5% by mass based on the total mass of polyisocyanate.
  • leveling agent examples include polyether-modified polydimethylsiloxane, polyester-modified polydimethylsiloxane, aralkyl-modified polymethylalkylsiloxane, polyester-modified hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane, polyester ester-modified hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane, and acrylic copolymer.
  • Methacrylic copolymers polyether-modified polymethylalkylsiloxanes, acrylic acid alkyl ester copolymers, methacrylic acid alkyl ester copolymers, and lecithin.
  • Examples of the defoaming agent include known ones such as a silicone resin, a silicone solution, and a copolymer of an alkyl vinyl ether, an acrylic acid alkyl ester, and a methacrylic acid alkyl ester.
  • the cured product of the present invention is a cured product of the solvent-free reactive adhesive of the present invention, and the polyisocyanate, the polyol and, if necessary, other components are mixed by a known method, and the urethane crosslinking reaction proceeds. By doing so, you can get it.
  • the laminated body of the present invention has an adhesive layer made of the above-mentioned cured product on the base material.
  • the method for producing the laminate is not particularly limited, and for example, a solvent-free reactive adhesive is applied to one surface of the base material, and then the other base material is layered on the uncured adhesive surface to 20 to 20.
  • a laminate can be obtained by heat-treating at about 150 ° C. and curing the solvent-free reactive adhesive.
  • the thickness of the adhesive layer after curing is preferably 0.1 ⁇ m to 300 mm.
  • the solvent-free reactive adhesive of the present invention can be used for adhesion between various base materials.
  • Suitable substrates include, for example, metals such as aluminum, thermoplastic polymers such as polyethylene, polylopylene, polyurethane, polyacrylates and polycarbonates and copolymers thereof, thermosetting polymers such as vulgarized rubber, urea-formaldehyde foam, melamine. Examples include resins, woods, carbon fiber reinforced plastics, glass fiber reinforced plastics and other fiber reinforced plastics, and the substrates bonded via the adhesive layer may be the same or different.
  • the solvent-free reactive adhesive of the present invention has excellent coating strength, flexibility, heat resistance, oil resistance, adhesive strength, and appropriate tact time. It is useful as a structural member (panel parts, skeleton parts, undercarriage parts, etc.) of transportation equipment such as automobiles, building materials, ships, and aircraft.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the resin was determined by GPC (gel permeation chromatography) as a conversion value using standard polystyrene.
  • GPC-8020 product name, manufactured by Tosoh Corporation
  • tetrahydrofuran as an eluent
  • TSKgelSuperHM-M trade name, manufactured by Tosoh Corporation
  • ⁇ Polyol> -T5651 Bifunctional polycarbonate polyol, number average molecular weight 1,000, hydroxyl value 110 mgKOH / g, trade name "Duranol T5651", manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.-T5650E: bifunctional polycarbonate polyol, number average molecular weight 500, hydroxyl value 220 mgKOH / g, Product name "Duranol T5650E", manufactured by Asahi Kasei, P-1000: bifunctional polypropylene glycol, number average molecular weight 1,000, hydroxyl value 56.1 mgKOH / g, manufactured by Adeca, P-400: bifunctional polypropylene glycol, number average Molecular weight 400, hydroxyl value 280 mgKOH / g, PTMG-1000SN: bifunctional polytetramethylene ether glycol, number average molecular weight 1,000, hydroxyl value 112 mgKOH / g, Hodoya Chemical Industry Co., Ltd
  • GI-1000 hydrogen Added polybutadiene diol, number average molecular weight 1,400, hydroxyl value 75 mgKOH / g
  • URIC HF2009 bifunctional mash oil polyol, number average molecular weight 2,640, hydroxyl value 41.5 mgKOH / g, manufactured by Ito Oil Co., Ltd.
  • NS-2400 Bifunctional polyester polyol, number average molecular weight 2000, hydroxyl value 56 mgKOH / g, trade name "Adeca New Ace NS-2400" manufactured by Adeca
  • MDI-TMP Adduct The weight average molecular weight of the obtained MDI-TMP adduct was 900.
  • Example 1 40.0 parts of TDI-TMP adduct and 60.0 parts of MDI were stirred and defoamed and mixed at 100 ° C. to obtain a polyisocyanate. Separately, 194.4 parts of T5651 was added to 83.3 parts of the polyol B1 having a urethane bond, and the mixture was stirred and defoamed at 100 ° C. to obtain a polyol. Then, the obtained polyisocyanate and polyol were mixed at room temperature (25 ° C.) to prepare a solvent-free adhesive.
  • Examples 2 to 48, Reference Examples 1 to 2, and Comparative Examples 1 to 12 The same operations as in Example 1 were carried out except that the composition was changed to the composition shown in Tables 1 to 4, and the adhesives of Examples 2 to 48, Reference Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 12 were prepared.
  • Each adhesive is applied on a stainless steel substrate (length 100 mm, width 25 mm, thickness 2 mm) so as to have a width of 25 mm, a length of 10 mm, and a thickness of 0.1 mm, and a carbon fiber reinforced plastic substrate (length 100 mm, width). It was bonded together with 25 mm and 2 mm thick) and cured at 80 ° C. for 1 day in a state of being pressure-bonded to maintain a thickness of 0.1 mm to obtain a test piece. The obtained test piece was measured for shear adhesion strength using a tensile tester at a tensile speed of 1 mm / min under the conditions of a temperature of 25 ° C.
  • Shear adhesive strength is 7 MPa or more (good)
  • B Shear adhesive strength is 5 MPa or more and less than 7 MPa (usable)
  • C Shear adhesive strength is less than 5 MPa (cannot be used)
  • Breaking stress is 25 MPa or more (good)
  • a dumbbell type test piece was produced in the same manner as in the above [breaking stress / breaking elongation]. After heat-treating this dumbbell piece in an environment of 100 ° C. for 500 hours, a tensile test was carried out in the same manner as in the above [breaking stress / breaking elongation], and breaking stress (MPa) and breaking elongation (%) were measured. The rate of change was calculated for the test pieces before and after the test, and the judgment was made according to the following criteria.
  • a dumbbell type test piece was produced in the same manner as in the above [breaking stress / breaking elongation]. After immersing this dumbbell piece in automatic oil at 100 ° C. for 100 hours, a tensile test was performed in the same manner as in the above [breaking stress / breaking elongation], and breaking stress (MPa) and breaking elongation (%) were measured. The rate of change was calculated for the test pieces before and after the test, and the judgment was made according to the following criteria.
  • a dumbbell type test piece was prepared in the same manner as in the above [breaking stress / breaking elongation], and the presence or absence of foaming on the surface and inside of the test piece was visually observed and judged according to the following criteria.
  • Available time After mixing the polyisocyanate and the polyol, the time until the fluidity was significantly lost was observed, and the determination was made according to the following criteria.
  • the solvent-free reactive adhesive of the present invention has good adhesive strength, exhibits excellent coating strength (breaking stress) and flexibility (breaking elongation), and has excellent breaking even after heat resistance test and oil resistance test.
  • the stress and elongation at break were maintained.
  • the adhesive of the present invention was stable without changing the elongation at break even when the mixing ratio of the main agent and the curing agent fluctuated.
  • the adhesive of the present invention suppressed foaming, exhibited an appropriate takt time, and had a good pot life.
  • the adhesive of the comparative example was unstable because the elongation at break changed when the mixing ratio of the main agent and the curing agent fluctuated. Further, the adhesive of the comparative example could not achieve both breaking stress and flexibility, and had poor heat resistance and oil resistance.

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Abstract

耐熱試験及び耐油試験後であっても優れた塗膜強度及び柔軟性が維持でき、さらに、主剤と硬化剤の混合比が変動した場合であっても破断伸度への影響が少ない、無溶剤型反応性接着剤の提供。 上記課題は、トリレンジイソシアネート及びジフェニルメタンジイソシアネートのうちの少なくとも一方のトリメチロールプロパンアダクト体と、前記トリメチロールプロパンアダクト体を除く芳香族ポリイソシアネートとを含むポリイソシアネート、並びにポリオールを含み、前記ポリイソシアネートの合計質量を基準として、前記トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体及び前記ジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体を、合計で40~80質量%の範囲で含む無溶剤型反応性接着剤によって解決される。

Description

無溶剤型反応性接着剤、その硬化物及び積層体
 本発明は、高い塗膜強度と柔軟性を有し、耐熱性、耐油性、接着力、及び作業性に優れる無溶剤型反応性接着剤、その硬化物及び積層体に関する。
 自動車、建材、船舶、航空機等の分野において、鉄、アルミ、ステンレス等の金属、樹脂、ガラス、セラミックス等を接着固定するために様々な構造用接着剤が使用されている。近年、自動車や航空機の分野では燃費向上のために軽量化が進められており、プラスチックや繊維強化プラスチックからなる材料(以下、FRPと略する)の使用比率を高めることや、鉄からより軽量なアルミニウムに置き換えようとする動きが活発になっており、これらを強固に接合できる接着剤が求められている。さらに作業性や環境負荷低減の観点から、揮発性有機化合物を含まない接着剤が求められている。
 しかしながら、例えば、アルミニウム等の金属とFRPのような線膨張係数が異なる材料とを接着する場合、製造過程又は使用温度環境における温度変化によって生じる材料間の膨張率差により接着層に高い応力がかかり、接着層の破壊又は劣化が促進されるという課題がある。
 ここで、特許文献1~3では、金属やFRPへの高い接着力を有するエポキシ化合物に、応力緩和を目的として長鎖ポリアミンやナノ分散させたゴム状粒子を添加する方法を開示している。しかし、これらの方法では一定の柔軟性を付与できるものの、得られる接着層は依然として硬くて脆い傾向があり、効果が十分ではない場合がある。
 また、特許文献4では、ウレタンプレポリマーを含む主剤と、活性水素基を有する化合物を含んだ硬化剤硬化物からなる、破断伸度に優れる無溶剤型のウレタン系接着剤組成物を開示している。しかしながら、特許文献4に記載の接着剤は、2液混合吐出装置で塗布する場合に、混合比のブレや、ミキシングノズル内での混合ムラにより、破断伸度が大幅に低下し得るという課題がある。
 この様な課題に対し、特許文献5では、ウレタンポリマーを含む主剤、及び非結晶性ポリオール化合物とポリアミン化合物とを含む硬化剤を用いることで、主剤と硬化剤の混合比が変動しても、破断伸度の低下が抑制されたウレタン系接着剤組成物を開示している。しかしながら、特許文献5に記載の接着剤はアミン化合物を大量に使用するため、硬化速度の調整が難しい場合があり、塗布時のノズル詰まりや、大面積あるいは手作業における接着において接合ムラが発生し得るという課題がある。なお、アミン化合物の使用量を減らすことで硬化速度を遅くすることができるが、柔軟性や塗膜強度が低下する傾向がある。さらに、これらの方法では硬化膜中にアミノ基が微量に残存するため、耐熱性や、耐油性等の耐薬品性が低下し得るという課題がある。
特表2018-506635号公報 国際公開第2007/025007号 特開2015-182248号公報 特開2017-218539号公報 特開2020-055923号公報
 本発明の目的は、耐熱試験及び耐油試験後であっても優れた塗膜強度及び柔軟性が維持でき、さらに、主剤(ポリオールに相当)と硬化剤(ポリイソシアネートに相当)との混合比が変動した場合であっても破断伸度への影響が少ない、無溶剤型反応性接着剤を提供することにある。
 本発明者らは、鋭意検討を行った結果、ポリオールとともに、芳香族ポリイソシアネートと、特定量のトリレンジイソシアネート及びジフェニルメタンジイソシアネートのうちの少なくとも一方のトリメチロールプロパンアダクト体とを含むポリイソシアネートを用いた接着剤が、上記の課題を解決し得ることを見出した。
 すなわち、本発明は、トリレンジイソシアネートおよびジフェニルメタンジイソシアネートのうちの少なくとも一方のイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体と、前記トリメチロールプロパンアダクト体を除く芳香族ポリイソシアネートとを含むポリイソシアネート、並びに、ポリオールを含む無溶剤型反応性接着剤であって、前記ポリイソシアネートの合計質量を基準として、前記トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体および前記ジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体を、合計で40~80質量%の範囲で含む、無溶剤型反応性接着剤に関する。
 また本発明は、前記芳香族ポリイソシアネートが、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、およびカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、上記無溶剤型反応性接着剤に関する。
 また本発明は、前記ポリイソシアネートの合計質量を基準として、前記芳香族ポリイソシアネートを、合計で20~60質量%の範囲で含む、上記無溶剤型反応性接着剤に関する。
 また本発明は、前記ポリイソシアネートの合計質量を基準として、前記トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体および前記ジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体を、合計で45~75質量%の範囲で含む、上記無溶剤型反応性接着剤に関する。
 また本発明は、前記ポリオールが、ウレタン結合を有しないポリカーボネートポリオールを含む、上記無溶剤型反応性接着剤に関する。
 また本発明は、前記ポリオールが、ウレタン結合を有するポリオールを含む、上記無溶剤型反応性接着剤に関する。
 また本発明は、前記ポリオールの合計質量を基準として、前記ウレタン結合を有するポリオールを、合計で30~70質量%の範囲で含む、上記無溶剤型反応性接着剤に関する。
 また本発明は、上記無溶剤型反応性接着剤の硬化物に関する。
 また本発明は、基材上に、上記硬化物からなる接着層を有する積層体に関する。
 本発明により、耐熱試験及び耐油試験後であっても優れた塗膜強度及び柔軟性が維持でき、さらに、主剤と硬化剤との混合比が変動した場合であっても破断伸度への影響が少ない、無溶剤型反応性接着剤を提供することができる。
 <無溶剤型反応性接着剤>
 本発明の無溶剤型反応性接着剤は、特定のポリイソシアネートと、ポリオールとを含むことを特徴とする。前記ポリイソシアネートは、少なくとも、(i)トリレンジイソシアネート及びジフェニルメタンジイソシアネートのうちの少なくとも一方のイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体(以降、アダクト体(i)と称することがある);並びに、(ii)芳香族ポリイソシアネート(但し、前記アダクト体(i)を除く)を含む。
 なお、アダクト体(i)は、トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体のみであってもよいし、ジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体のみであってもよい。すなわち、アダクト体(i)は、トリレンジイソシアネート又はジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体であってもよい。また、アダクト体(i)は、トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体及びジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体の両者であってもよい。このように、アダクト体(i)は、1種を単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。
 また、前記ポリイソシアネートの合計質量を基準として、前記アダクト体(i)(トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体及びジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体)を、合計で40~80質量%の範囲で含む。
 このように、ポリオールとともに、芳香族ポリイソシアネート及び所定範囲量のアダクト体(i)を含む特定のポリイソシアネートを用いることで、主剤(ポリオール)と硬化剤(ポリイソシアネート)の混合比が変動した場合でも、弾性率変化の少ない硬化膜を得ることができ、優れた柔軟性を安定して発揮できる。また、本発明の無溶剤型反応性接着剤は、高い塗膜強度と柔軟性、及び優れた耐熱性、耐油性、接着力、適度なタクトタイムを発揮することができる。
 したがって、本発明の無溶剤型反応性接着剤は、自動車、建材、船舶、航空機等の分野に好適に用いられる。
 <ポリイソシアネート>
 本発明におけるポリイソシアネートは、前記アダクト体(i)を除く芳香族ポリイソシアネートとともに、ポリイソシアネートの全質量を基準として、前記アダクト体(i)を合計で40~80質量%の範囲で含むものである。前記アダクト体(i)は、通常、常温(例えば、25℃)で粘性固体であるため、取扱いが難しく、これまで無溶剤型接着剤では使用されてこなかった。しかしながら、アダクト体(i)を、全ポリイソシアネート中、合計で40~80質量%という高い配合比で含有することで、特異的な架橋形態を形成できる。これにより、主剤と硬化剤との混合比が変動した場合でも、硬化膜の弾性率変化が抑制され、得られる硬化膜は、高い柔軟性と、優れた塗膜強度、耐熱性、耐油性を示す。
 前記アダクト体(i)の合計含有率は、ポリイソシアネートの合計質量を基準として、好ましくは45~75質量%の範囲であり、より好ましくは50~75質量%の範囲である。アダクト体(i)の含有率が45質量%以上であると、破断応力及び破断伸度により優れるため好ましい。また、アダクト体(i)の含有率が75質量%以下であると、せん断応力及び破断伸度により優れるため好ましい。
 トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体は、2,4-トリレンジイソシアネート及び/又は2,6-トリレンジイソシアネートと、トリメチロールプロパンの反応体であれば特に制限されず使用できる。トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体としては、例えば、三井化学社製の商品名:「タケネートD103H」、住化バイエルウレタン社製の商品名:「デスモジュールL」が挙げられる。
 ジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体は、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート及び/又は2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートと、トリメチロールプロパンの反応体であれば特に制限されず使用できる。
 ポリイソシアネートは、前記アダクト体(i)以外のポリイソシアネート(以下、その他ポリイソシアネートと称することがある)を20~60質量%の範囲で含むものである。その他ポリイソシアネートは、少なくとも芳香族ポリイソシアネート(但し、芳香族ポリイソシアネートの変性体も含む)を含む。その他ポリイソシアネートとしては、芳香族ポリイソシアネート以外は特に制限されないが、例えば、芳香脂肪族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート及び脂環式ポリイソシアネート、並びにこれらの変性体を用いることができる。
 前記芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート;ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネートが挙げられる。
 上述したように、本発明の無溶剤型反応性接着剤が含む芳香族ポリイソシアネートは、ジフェニルメタンジイソシアネートなどの単量体イソシアネート、及びポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等の重合体イソシアネートを含むものである。このように、本明細書における「ポリイソシアネート」とは、分子内にイソシアネート基を2つ以上有する化合物であればよく、イソシアネート基の配置は特に限定されない。
 前記芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3-又は1,4-キシリレンジイソシアネート若しくはその混合物、ω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジエチルベンゼン、1,3-又は1,4-ビス(1-イソシアネート-1-メチルエチル)ベンゼン若しくはその混合物等の芳香脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。
 前記脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-又は2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアネートメチルカプロエート、リジンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。
 前記脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチル2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル2,6-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、ノルボルネンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートが挙げられる。
 ポリイソシアネートの変性体としては、例えば、アロファネート型変性体、イソシアヌレート型変性体、ビウレット型変性体、アダクト型変性体のほか、上記ポリイソシアネート成分とポリオールとをイソシアネート基過剰の条件下に反応させたイソシアネート基とウレタン結合とを有する反応生成物が挙げられる。上記ポリイソシアネートの変性体を形成するポリオールとしては、特に制限されず、公知のポリオールから選択することができ、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエステルウレタンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルウレタンポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、シリコーンポリオール、ヒマシ油系ポリオール、フッ素系ポリオールが挙げられる。
これらのその他ポリイソシアネートは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本発明の無溶剤型反応性接着剤は、その他ポリイソシアネートとして、芳香族ポリイソシアネートを含むが、前記芳香族ポリイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、及びカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むものが好ましい。
 ポリイソシアネートが芳香族ポリイソシアネートを含む場合、芳香族ポリイソシアネートの含有率は、ポリイソシアネートの合計質量を基準として、合計で、好ましくは20~60質量%であり、より好ましくは20~50質量%であり、さらに好ましくは25~45質量%である。上記範囲内であると、得られる硬化膜の柔軟性、塗膜強度、耐熱性により優れるため好ましい。
 <ポリオール>
 本発明におけるポリオールは、ポリイソシアネートとの反応で強靭な架橋構造を形成し、得られる硬化膜に適度な柔軟性と凝集力を与え、優れた塗膜強度、柔軟性、耐熱性を付与する役割を担う。上記ポリオールは、分子内に水酸基を2つ以上有する化合物であればよく、化合物が樹脂である場合、該水酸基は、樹脂の末端、側鎖、又は側基のいずれにあってもよい。
 このようなポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、植物油系ポリオール、アクリルポリオールやその他ポリオール、これらの複合体が挙げられる。また、硬化膜中のウレタン結合濃度の調節や各種官能基導入を目的として、後述の低分子ポリオールを使用してもよい。
 本発明の無溶剤型反応性接着剤が含有するポリオールは、ポリオール中の水酸基の一部が酸変性された酸変性物であってもよいし、酸無水物を反応させてカルボキシル基を導入したものや、ジイソシアネートを反応させてウレタン結合を導入したものであってもよい。
これらのポリオールは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 (ポリエーテルポリオール)
 ポリエーテルポリオールは、水酸基とエーテル結合とを分子内に各々2つ以上有する化合物であればよい。ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ(エチレン/プロピレン)グリコール、又はポリテトラメチレングリコールなどの、酸化メチレン、酸化エチレン、酸化プロピレン、テトラヒドロフラン等の重合体又は共重合体;ヘキサンジオール、メチルヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール又はこれらの混合物の縮合によるポリエーテルポリオール類;低分子ポリオール、脂肪族アミン化合物類、芳香族アミン化合物類、アルカノールアミン類、又はビスフェノール類などの少なくとも2個以上の活性水素基を有する化合物を出発原料として、これに酸化メチレン、酸化エチレン、酸化プロピレン、酸化ブチレン、テトラヒドロフラン、若しくはポリオキシテトラメチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加させて得られるポリオールが挙げられる。
 上記低分子ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、ポリオキシエチレングリコール(付加モル数10以下)、ポリオキシプロピレングリコール(付加モル数10以下)、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、シクロペンタジエンジメタノール、ダイマージオール、ビスフェノールB、N,N-ビス(2-ヒドロキシプロピル)アニリン、ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール酪酸、2,2-ジメチロールペンタン酸、ジヒドロキシコハク酸、ジヒドロキシプロピオン酸、ジヒドロキシ安息香酸などの2官能の低分子ポリオール;
トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,1,1-トリメチロールブタン、1,2,3-ブタントリオール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,6-ブタントリオール、トリメチロールブテン、トリメチロールペンテン、トリメチロールヘキセン、トリメチロールヘプテン、トリメチロールオクテン、トリメチロールノネン、トリメチロールデセン、トリメチロールウンデセン、トリメチロールドデセン、トリメチロールトリデセン、トリメチロールペンタデセン、トリメチロールヘキサデセン、トリメトロールヘプタデセン、トリメチロールオクタデセン、1,1,1-トリメチロール-2-メチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-3-メチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-2-エチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-3-エチル-ヘキサン、トリメチロールヘキセン、1,2,3-オクタントリオール、1,3,7-オクタントリオール、3,7-ジメチル-1,2,3-オクタントリオール、1,1,1-トリメチロールデカン、1,2,10-デカントリオール、1,1,1-トリメチロールイソヘプタデカン、1,1,1-トリメチロール-seA-ブタン、1,1,1-トリメチロール-tert-ペンタン、1,1,1-トリメチロール-tert-ノナン、1,1,1-トリメチロール-tert-トリデカン、1,1,1-トリメチロール-tert-ヘプタデカン、1,1,1-トリメチロール-2-メチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-3-メチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-2-エチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロール-3-エチル-ヘキサン、1,1,1-トリメチロールイソヘプタデカン、1,2,3,4-ブタンテトラオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、ポリグリセリン、ジトリメチロールエタン、ジトリメチロールプロパン、トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、ベンゼン-1,3,5-トリオール、ベンゼン-1,2,3-トリオール、スチルベン-3,4’、5-トリオール、シュークロース、イノシトール、ソルビタン、ソルビトール、マンニトール、サッカロース、セルロース、キシリトールなどの3官能以上の低分子ポリオールが挙げられる。
 上記脂肪族アミン化合物類としては、例えば、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、トリアミノプロパンが挙げられる。上記芳香族アミン化合物類としては、例えば、トルエンジアミン、ジフェニルメタンー4,4-ジアミンが挙げられる。上記アルカノールアミン類としては、例えば、エタノールアミン及びジエタノールアミンが挙げられる。上記ビスフェノール類としては、例えば、ビスフェノールB、ビスフェノールBP、ビスフェノールC、ビスフェノールA、ビスフェノールE、ビスフェノールFが挙げられる。
 (ポリエステルポリオール)
 ポリエステルポリオールとしては、例えば、上述の低分子ポリオールと二塩基酸成分とが縮合反応したポリエステルポリオールや、ラクトン類等の環状エステル化合物の開環重合により得られるラクトン系ポリエステルポリオールが挙げられる。
 上記二塩基酸成分としては、例えば、テレフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸、無水フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸等の脂肪族あるいは芳香族二塩基酸、及びそれらの無水物が挙げられる。
 上記ラクトン類としては、例えば、ε-カプロラクトン、ポリ(β-メチル-γ-バレロラクトン)、ポリバレロラクトンが挙げられる。
 (ポリカーボネートポリオール)
 ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、上述の低分子ポリオールと、ジアルキルカーボネート、アルキレンカーボネート、ジアリールカーボネート等のカーボネート化合物と、の反応生成物が挙げられる。
 上記ジアルキルカーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等が挙げられる。上記アルキレンカーボネートとしては、エチレンカーボネート等が挙げられる。上記ジアリールカーボネートとしては、ジフェニルカーボネート等が挙げられる。
 (ポリオレフィンポリオール)
 ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、水酸基含有ポリブタジエン、水添した水酸基含有ポリブタジエン、水酸基含有ポリイソプレン、水添した水酸基含有ポリイソプレン、水酸基含有塩素化ポリプロピレン、水酸基含有塩素化ポリエチレンが挙げられる。
 (植物油系ポリオール)
 植物油系ポリオールとしては、例えば、植物由来のひまし油、ダイマー酸、又は大豆油を原料としたポリオールが挙げられる。
 これらのポリオールは、前述のとおり、ポリオール中の水酸基の一部が酸変性された酸変性物であってもよいし、酸無水物を反応させてカルボキシル基を導入したものや、ジイソシアネートを反応させてウレタン結合を導入したものであってもよい。
 上記酸無水物としては、例えば、無水ピロメリット酸、無水メリト酸、無水トリメリット酸、トリメリット酸エステル無水物が挙げられる。トリメリット酸エステル無水物としては、例えば、炭素数2~30のアルキレングリコール又はアルカントリオールを無水トリメリット酸でエステル化反応させてなるエステル化合物が挙げられる。トリメリット酸エステル無水物としては、より具体的には、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、プロピレングリコールビスアンヒドロトリメリテート等が挙げられる。
 上記ジイソシアネートとしては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネートが挙げられる。
 さらに、本発明の無溶剤型反応性接着剤は、ウレタン結合を有するポリオールを含むことが好ましい。このようなウレタン結合を有するポリオールとしては、上述の、ジイソシアネートを反応させてウレタン結合を導入したポリオールが挙げられ、異なるポリマー種同士を連結したブロックポリマーであってもよい。
 上記ウレタン結合を有するポリオールは、樹脂の末端領域に水酸基が局在化していることが好ましい。樹脂の末端領域に水酸基が局在化していると、硬化膜の柔軟性に優れるため好ましい。
 このような樹脂の末端に水酸基を有する、ウレタン結合を有するポリオールとしては、例えば、上述のポリイソシアネートとポリオールとを、イソシアネート基と水酸基とのモル当量比(NCOモル数/OHモル数)が1未満となるように反応させることで得ることができる。
 これらの中でも、ポリオールとして好ましくは、ポリエーテルポリオール、及びポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むものであり、より好ましくはポリカーボネートポリオールを含むものであり、さらに好ましくは、ポリカーボネートポリオール(但し、ウレタン結合を有しない)と、ウレタン結合を有するポリオールとを含むものである。
 ポリオールがポリカーボネートポリオールを含む場合、ポリカーボネートポリオールの含有率は、ポリオールの合計質量を基準として、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上であり、また、好ましくは100質量%以下、より好ましくは90質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下である。
 ポリオールがウレタン結合を有するポリオールを含む場合、ウレタン結合を有するポリオールの含有率は、ポリオールの合計質量を基準として、合計で、好ましくは30~70質量%である。ウレタン結合を有するポリオールの含有率が30質量%以上であると、得られる硬化膜の発泡性により優れる。ウレタン結合を有するポリオールの含有率が70質量%以下であると、後述する可使時間により優れる。
 上記ウレタン結合を有しないポリカーボネートポリオールの数平均分子量は、好ましくは500以上、5,000未満であり、より好ましくは700以上、3,500未満である。
 上記ウレタン結合を有するポリオールの重量平均分子量は、好ましくは3,000~200,000である。重量平均分子量が3,000以上であると得られる硬化膜の柔軟性により優れ、200,000以下であると粘度の調整がより容易である。
 上記ウレタン結合を有するポリオールの水酸基価は、好ましくは50~500mgKOH/gであり、より好ましくは100~300mgKOH/gである。50~500mgKOH/gであると、得られる硬化膜の接着力、柔軟性、耐熱性により優れるため好ましい。
 <無溶剤型反応性接着剤の調整>
 本発明の無溶剤型反応性接着剤は、前述のポリイソシアネート及びポリオールを配合して得られる、2液硬化型のウレタン系無溶剤接着剤であって、ポリオールとポリイソシアネートとの配合割合は、イソシアネートが含有する全イソシアネート基と、ポリオールが含有する全水酸基とのモル当量比[NCO/OH]が0.8~2.5の範囲であることが好ましく、より好ましくは1.0~2.0の範囲である。
また、質量比率の場合は、ポリオールの全質量に対するポリイソシアネートの割合は、好ましくは20~100質量%である。
 本発明の無溶剤型反応性接着剤におけるポリイソシアネートの含有率は、ポリオールの合計質量を基準として、合計で、好ましくは20~100質量%の範囲である。上記範囲内であると、得られる硬化膜の塗膜強度、柔軟性、耐熱性により優れるため好ましい。
 本発明の無溶剤型反応性接着剤の粘度は、常温25℃において、好ましくは10~1,000Pa・sであり、より好ましくは50~750Pa・sである。
粘度が10Pa・s以上であると接着剤の初期凝集力に優れるため好ましい。粘度が1,000Pa・s以下であると塗工性に優れるため好ましい。
 [その他成分]
 本発明の無溶剤型反応性接着剤は、さらに、反応促進剤、シランカップリング剤、リン酸又はリン酸誘導体、レベリング剤又は消泡剤、充填剤、噴射剤、可塑剤、超可塑剤、湿潤剤、難燃剤、粘度調整剤、保存剤、安定剤及び着色剤等の公知の添加剤を含むことができる。このような添加剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 反応促進剤としては、例えば、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート、ジブチルチンジマレート等の金属系触媒;1,8-ジアザ-ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7、1,5-ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン-5、6-ジブチルアミノ-1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7等の3級アミン;トリエタノールアミン等の反応性3級アミンが挙げられる。
 反応促進剤の配合量は、ポリイソシアネートの合計質量を基準として、好ましくは0.005~5質量%である。
 シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基を有するトリアルコキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するトリアルコキシシラン;3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のグリシジル基を有するトリアルコキシシラン;3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアナト基を有するトリアルコキシシラン;3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するトリアルコキシシランが挙げられる。
 シランカップリング剤の配合量は、ポリイソシアネートの合計質量を基準として、好ましくは0.05~10質量%である。
 リン酸又はリン酸誘導体の内、リン酸としては、遊離の酸素酸を少なくとも1個有しているものであればよく、例えば、次亜リン酸、亜リン酸、オルトリン酸、次リン酸等のリン酸類;メタリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、ポリリン酸、ウルトラリン酸等の縮合リン酸類が挙げられる。また、リン酸誘導体としては、上述のリン酸を遊離の酸素酸を少なくとも1個残した状態でアルコール類と部分的にエステル化されたもの等が挙げられる。これらのアルコールとしては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、グリセリン等の脂肪族アルコール;フェノール、キシレノール、ハイドロキノン、カテコール、フロログリシノール等の芳香族アルコールが挙げられる。
 リン酸及びその誘導体の配合量は、ポリイソシアネートの合計質量を基準として、合計で、好ましくは0.005~5質量%である。
 レベリング剤としては、例えば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポリエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、アクリル系共重合物、メタクリル系共重合物、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、アクリル酸アルキルエステル共重合物、メタクリル酸アルキルエステル共重合物、レシチンが挙げられる。
 消泡剤としては、シリコーン樹脂、シリコーン溶液、アルキルビニルエーテルとアクリル酸アルキルエステルとメタクリル酸アルキルエステルとの共重合物等、公知のものが挙げられる。
 <積層体、硬化物>
 本発明の硬化物は、本発明の無溶剤型反応性接着剤を硬化したものであり、上記ポリイソシアネート、ポリオール及び必要に応じてその他成分を公知の方法で混合し、ウレタン架橋反応が進行することで、得ることができる。
 また、本発明の積層体は、基材上に上記硬化物からなる接着層を有するものである。積層体の製造方法は特に制限されず、例えば、無溶剤型反応性接着剤を基材の一方の面に塗布し、次いで、未硬化の接着剤面に他の基材を重ねて、20~150℃程度で加熱処理を行い、無溶剤型反応性接着剤を硬化させることで、積層体を得ることができる。硬化後の接着層の厚みは、好ましくは0.1μm~300mmである。
 本発明の無溶剤型反応性接着剤は、多種の基材間の接着に用いることができる。好適な基材としては、例えば、アルミニウム等の金属、ポリエチレン、ポリロピレン、ポリウレタン、ポリアクリレート及びポリカーボネート及びそれらのコポリマー等の熱可塑性ポリマー、加硫ゴム等の熱硬化性ポリマー、尿素-ホルムアルデヒドフォーム、メラミン樹脂、木材、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック及びその他の繊維強化プラスチックが挙げられ、接着層を介して接着される基材は、同一であってもよいし異なっていてもよい。
 本発明の無溶剤型反応性接着剤は、優れた塗膜強度、柔軟性、耐熱性、耐油性、接着力、及び適度なタクトタイムを有しており、該接着剤を用いた積層体は、自動車、建材、船舶、航空機等の輸送機器の構造部材(パネル部品、骨格部品、足回り部品等)として有用である。
 以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、特に断りのない限り実施例における「部」は「質量部」を表す。
 [重量平均分子量(Mw)]
 樹脂の重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により、標準ポリスチレンによる換算値として求めた。測定は、GPC装置としてGPC-8020(製品名、東ソー社製)、溶離液としてテトラヒドロフラン、カラムとしてTSKgelSuperHM-M(商品名、東ソー社製)を3本直列に連結し、流速0.6ml/分、注入量10μl、カラム温度40℃の条件で行った。
 本明細書における化合物の略称を以下に示す。
 <ポリイソシアネート>
・TDI-TMPアダクト:トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、商品名「タケネートD103H」、酢酸エチル溶液(固形分濃度75質量%)、三井化学社製を、減圧下で酢酸エチルを除去したもの
・HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート
・MDI:2,4’-及び4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの混合物、商品名「ルプラネートMI」、BASF INOAC ポリウレタン社製
・カルボジイミド変性MDI:商品名「ルプラネートMM103」、BASF INOAC ポリウレタン社製
・ポリメリックMDI:ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、商品名「ルプラネートM5S」、BASF INOAC ポリウレタン社製
 <ポリオール>
・T5651:2官能ポリカーボネートポリオール、数平均分子量1,000、水酸基価110mgKOH/g、商品名「デュラノールT5651」、旭化成社製
・T5650E:2官能ポリカーボネートポリオール、数平均分子量500、水酸基価220mgKOH/g、商品名「デュラノールT5650E」、旭化成社製
・P-1000:2官能ポリプロピレングリコール、数平均分子量1,000、水酸基価56.1mgKOH/g、アデカ社製
・P-400:2官能ポリプロピレングリコール、数平均分子量400、水酸基価280mgKOH/g、アデカ社製
・PTMG-1000SN:2官能ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量1,000、水酸基価112mgKOH/g、保土谷化学工業社製
・GI-1000:水素添加ポリブタジエンジオール、数平均分子量1,400、水酸基価75mgKOH/g、日本曹達社製
・URIC HF2009:2官能ひまし油ポリオール、数平均分子量2,640、水酸基価41.5mgKOH/g、伊藤製油社製
・NS-2400:2官能ポリエステルポリオール、数平均分子量2000、水酸基価56mgKOH/g、商品名「アデカニューエースNS-2400」アデカ社製
 <低分子ポリオール>
・1,3-プロパンジオール(分子量:76.1)
 <ポリイソシアネートの製造例>
 [ジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体(MDI-TMPアダクト)の製造]
 窒素ガス導入管、撹拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、MDIを100.0部、トリメチロールプロパンを10.0部、酢酸エチルを30.0部仕込み、均一に撹拌した後、窒素雰囲気下90℃で3時間反応させ、続けて減圧下で酢酸エチルをすべて除去し、公知の薄膜蒸留法を用いて未反応のMDIを除去することで、ジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体(MDI-TMPアダクト)を得た。得られたMDI-TMPアダクトの重量平均分子量は900であった。
 [ポリイソシアネートAの製造]
 窒素ガス導入管、撹拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、PTMG-1000SNを100部、MDIを150部仕込み、窒素雰囲気下80℃で4時間反応させて、芳香族ポリイソシアネートAを得た。
 <ウレタン結合を有するポリオールBの製造例>
 [ポリオールB1の製造]
 窒素ガス導入管、撹拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、T5651を100.0部、イソホロンジイソシアネートを19.9部、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.02部を仕込み、均一に撹拌した後、窒素雰囲気下100℃で5時間反応させて、ウレタン結合を有するポリオールB1を得た。得られたポリオールB1の重量平均分子量は15,000であった。
 [ポリオールB2の製造]
 窒素ガス導入管、撹拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、T5651を100.0部、MDI21.3部を仕込み、均一に撹拌した後、窒素雰囲気下100℃で5時間反応させて、ウレタン結合を有するポリオールB2を得た。得られたポリオールB2の重量平均分子量は11,000であった。
 [ポリオールB3の製造]
 窒素ガス導入管、撹拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、P-1000を50.0部、PTMG-1000SNを50.0部、イソホロンジイソシアネートを19.9部、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.02部を仕込み、均一に撹拌した後、窒素雰囲気下100℃で5時間反応させて、ウレタン結合を有するポリオールB3を得た。得られたポリオールB3の重量平均分子量は15,000であった。
 [ポリオールB4の製造]
 窒素ガス導入管、撹拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、GI-1000を50.0部、PTMG-1000SNを50.0部、イソホロンジイソシアネートを16.2部、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.02部を仕込み、均一に撹拌した後、窒素雰囲気下100℃で5時間反応させて、ウレタン結合を有するポリオールB4を得た。得られたポリオールB4の重量平均分子量は15,000であった。
 [ポリオールB5の製造]
 窒素ガス導入管、撹拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、URIC HF2009を50.0部、PTMG-1000SNを50.0部、イソホロンジイソシアネートを12.5部、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.02部を仕込み、均一に撹拌した後、窒素雰囲気下100℃で5時間反応させて、ウレタン結合を有するポリオールB5を得た。得られたポリオールB5の重量平均分子量は15,000であった。
 [ポリオールB6の製造]
 窒素ガス導入管、撹拌装置、温度計、還流器を備えた反応容器に、P-1000を50.0部、NS-2400を50.0部、イソホロンジイソシアネートを14.2部、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.02部を仕込み、均一に撹拌した後、窒素雰囲気下100℃で5時間反応させて、ウレタン結合を有するポリオールB6を得た。得られたポリオールB6の重量平均分子量は15,000であった。
 <接着剤の調製>
 [実施例1]
 TDI-TMPアダクト40.0部と、MDI60.0部とを100℃で撹拌脱泡混合し、ポリイソシアネートを得た。別途、ウレタン結合を有するポリオールB1 83.3部に、T5651を194.4部加え、100℃で撹拌脱泡混合してポリオールを得た。次いで、得られたポリイソシアネート及びポリオールを室温(25℃)で混合して、無溶剤型の接着剤を調製した。
 [実施例2~48、参考例1~2、及び比較例1~12]
 表1~4に示す配合組成に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、実施例2~48、参考例1~2、及び比較例1~12の接着剤を調製した。
 <接着剤の評価>
 実施例及び比較例で調製した接着剤について、以下の評価を行った。判定結果は表1~4に記載した。なお、比較例3、4、11、及び12は、ポリイソシアネートの粘度が高く、ポリオールとの混合が困難であり、無溶剤型の接着剤として使用できなかったため、以後の評価を実施しなかった。
 [せん断接着力]
 各接着剤を、ステンレス基材(長さ100mm、幅25mm、厚み2mm)上に、幅25mm、長さ10mm、厚み0.1mmとなるよう塗布し、炭素繊維強化プラスチック基板(長さ100mm、幅25mm、厚み2mm)と貼りあわせ、厚み0.1mmを保持するよう圧着した状態で80℃1日間養生させて、試験片を得た。得られた試験片を温度25℃、相対湿度50%の条件下、引張り速度1mm/分で引張り試験機を用いてせん断接着強度を測定し、以下の評価基準で判定した。
 (評価基準)
A :せん断接着力が、7MPa以上(良好)
B :せん断接着力が、5MPa以上、7MPa未満(使用可能)
C :せん断接着力が、5MPa未満(使用不可)
 [破断応力・破断伸度]
 厚さ2mmのシート状型枠に各接着剤を充填し、表面を整えて、80℃1日間養生した後、3号ダンベル型で打ち抜き、評価用のダンベル型試験片を作製した。このダンベル片を用いて、引張速度50mm/分で引張試験を行い、破断応力(MPa)と破断伸度(%)を測定し、以下の基準で判定した。
 (破断応力の評価基準)
A :破断応力が、25MPa以上(良好)
B :破断応力が、20MPa以上、25MPa未満(使用可能)
C :破断応力が、20MPa未満(使用不可)
 (破断伸度の評価基準)
A :破断伸度が、250%以上(良好)
B :破断伸度が、200%以上、250%未満(使用可能)
C :破断伸度が、200%未満(使用不可)
 [100℃耐熱性]
 上記[破断応力・破断伸度]と同様にして、ダンベル型試験片を作製した。このダンベル片を100℃の環境下で500時間加熱処理した後、上記[破断応力・破断伸度]と同様に引張試験を行い、破断応力(MPa)と破断伸度(%)を測定した。試験前後の試験片について変化率を算出し、以下の基準で判定した。
 (破断応力の変化率の評価基準)
A :変化率が、30%未満(良好)
B :変化率が、30%以上、50%未満(使用可能)
C :変化率が、50%以上(使用不可)
 (破断伸度の変化率の評価基準)
A :変化率が、30%未満(良好)
B :変化率が、30%以上、50%未満(使用可能)
C :変化率が、50%以上(使用不可)
 [100℃耐油性]
 上記[破断応力・破断伸度]と同様にして、ダンベル型試験片を作製した。このダンベル片を100℃のオートマオイルに100時間浸漬した後、上記[破断応力・破断伸度]と同様に引張試験を行い、破断応力(MPa)と破断伸度(%)を測定した。試験前後の試験片について変化率を算出し、以下の基準で判定した。
 (破断応力の変化率の評価基準)
A :変化率が、30%未満(良好)
B :変化率が、30%以上、50%未満(使用可能)
C :変化率が、50%以上(使用不可)
 (破断伸度の変化率の評価基準)
A :変化率が、30%未満(良好)
B :変化率が、30%以上、50%未満(使用可能)
C :変化率が、50%以上(使用不可)
 [発泡性]
上記[破断応力・破断伸度]と同様にして、ダンベル型試験片を作製し、試験片の表面及び内部での発泡の有無を目視で観察し、以下の基準で判定した。
A :発泡が観測されない(良好)
B :発泡が1~2個観測される(使用可能)
C :発泡が3個以上観測される(使用不可)
 [可使時間]
 ポリイソシアネートとポリオールとを混合後、流動性が著しく失われるまでの時間を観測し、以下の基準で判定した。
A :可使時間が、15分以上(良好)
B :可使時間が、10分以上、15分未満(使用可能)
C :可使時間が、10分未満(使用不可)
 [破断伸度低下の評価基準]
 ポリイソシアネートとポリオールの配合比のみが異なる実施例同士(例えば実施例1と実施例2)について、破断伸度の評価結果を比較し、以下の基準で判定した。
A :破断伸度の評価結果が同一である(良好)
C :破断伸度の評価結果が異なる(使用不可)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 本発明の無溶剤型反応性接着剤は、接着強度が良好で、優れた塗膜強度(破断応力)と柔軟性(破断伸度)とを示し、耐熱試験及び耐油試験後も、優れた破断応力と破断伸度とを維持した。さらに、本発明の接着剤は、主剤と硬化剤との混合比率が変動した場合においても、破断伸度が変化せず安定していた。また、本発明の接着剤は、発泡が抑制され、適度なタクトタイムを発揮し可使時間も良好であった。
 一方、比較例の接着剤は、主剤と硬化剤との混合比率が変動した場合に、破断伸度が変化し、不安定であった。また比較例の接着剤は、破断応力と柔軟性とを両立することができず、耐熱性及び耐油性が不良であった。
 この出願は、2020年11月20日に出願された日本出願特願2020-193766号、2021年6月25日に出願された日本出願特願2021-105556号及び2021年11月9日に出願された日本出願特願2021-182699号を基礎とする優先権を主張し、それらの開示の全てをここに取り込む。

Claims (9)

  1.  トリレンジイソシアネートおよびジフェニルメタンジイソシアネートのうちの少なくとも一方のイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体と、前記トリメチロールプロパンアダクト体を除く芳香族ポリイソシアネートとを含むポリイソシアネート、並びに、ポリオールを含む無溶剤型反応性接着剤であって、
     前記ポリイソシアネートの合計質量を基準として、前記トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体および前記ジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体を、合計で40~80質量%の範囲で含む、無溶剤型反応性接着剤。
  2.  前記芳香族ポリイソシアネートが、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、およびカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1に記載の無溶剤型反応性接着剤。
  3.  前記ポリイソシアネートの合計質量を基準として、前記芳香族ポリイソシアネートを、合計で20~60質量%の範囲で含む、請求項1または2に記載の無溶剤型反応性接着剤。
  4.  前記ポリイソシアネートの合計質量を基準として、前記トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体および前記ジフェニルメタンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体を、合計で45~75質量%の範囲で含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の無溶剤型反応性接着剤。
  5.  前記ポリオールが、ウレタン結合を有しないポリカーボネートポリオールを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の無溶剤型反応性接着剤。
  6.  前記ポリオールが、ウレタン結合を有するポリオールを含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の無溶剤型反応性接着剤。
  7.  前記ポリオールの合計質量を基準として、前記ウレタン結合を有するポリオールを、合計で30~70質量%の範囲で含む、請求項6に記載の無溶剤型反応性接着剤。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載の無溶剤型反応性接着剤の硬化物。
  9.  基材上に、請求項8に記載の硬化物からなる接着層を有する積層体。
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