WO2022181564A1 - ゴムと金属用の二液型接着剤及びこれを用いた接着方法 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
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- C09J163/00—Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
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- C09J4/00—Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16
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- C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
Definitions
- the present invention relates to an adhesive for strongly bonding rubber and metal, and also to a bonding method. Further, the present invention also relates to an adhesive excellent in temporary fixability that prevents the positions of rubber and metal from being displaced during the time that rubber and metal are adhered via the adhesive and hardened. Furthermore, it also relates to a two-component adhesive that can be cured at room temperature or at relatively low heating temperatures.
- acryl and/or methacryl are referred to as (meth)acryl, acrylate and/or methacrylate as (meth)acrylate, and acryloyl and/or methacryloyl as (meth)acryloyl.
- Rubber is used as a sealing material for sealing gas, water, etc. in various applications such as buildings, industrial machinery, automobiles, aircraft, and electrical appliances.
- a rubber material is sandwiched between the pipes, and a bolt is used to fix the pipes while applying a compressive force, thereby securing the sealing performance of the connecting portion.
- the adhesive force becomes a problem.
- a high shear adhesive strength is required.
- industrial machines, automobiles, and the like may be exposed to high temperatures exceeding 100° C., and it is difficult to maintain high shear adhesive strength even at such high temperatures.
- the rubber material is an olefin rubber such as EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer), which is excellent in heat resistance, weather resistance, hot water resistance, acid resistance, alkali resistance, etc., high shear adhesion It was more difficult to develop the force even at high temperatures.
- Patent Document 1 discloses a method of bonding a rubber substrate to a metal substrate using a two-component epoxy adhesive or the like, including a step of applying a rubber treatment agent and/or a primer composition to the surface to be bonded of the rubber substrate.
- the process of applying the treatment agent or primer has the disadvantage of being complicated and costly, such as maintenance of the application environment and treatment of the waste liquid.
- a hydrogenated bisphenol epoxy compound is used as a reactive adhesive that exhibits sufficient adhesive strength without applying special treatments such as corona discharge or primer coating to olefin rubber such as EPDM. and a curing agent such as polydiene or polyamine having two or more amino groups.
- olefin rubber such as EPDM.
- a curing agent such as polydiene or polyamine having two or more amino groups.
- such adhesives have insufficient shear adhesion to metals at high temperatures.
- it since it is a liquid adhesive, if you try to hold the rubber material between metal materials via the adhesive, the rubber material may slip before it hardens. cause the problem of
- Patent Document 3 a photocurable compound, a photoradical initiator, a thermosetting compound having a cyclic ether group such as epoxy, etc., and a compound capable of reacting with the thermosetting compound containing an aromatic amine are included.
- disclosed inkjet adhesives since the adherends are bonded together after the applied adhesive is B-staged (semi-cured) by irradiating light, the problem of misalignment of the adherends is less likely to occur. In addition, it is excellent in adhesive strength and reliability between semiconductors. However, even with this adhesive, it is difficult to develop shear adhesive strength between olefinic rubber and metal even at high temperatures exceeding 100°C.
- thermosetting temperature cannot be increased, so there is a problem that the time required for curing becomes even longer.
- an aromatic amine that is solid at 25°C which is a preferred embodiment in terms of adhesiveness, etc.
- the solid particles may settle or aggregate, and a uniformly dispersed state must be maintained by circulation or the like.
- An object of the present invention is to strongly bond rubber, especially olefinic rubber, to metal, exhibit excellent shear adhesive strength even at high temperatures, and provide a temporary bond between rubber and metal bonded via an adhesive until curing. To provide an adhesive which also has fixability and can be cured at a relatively low heating temperature. A further object of the present invention is to provide a bonding method for strongly bonding rubber and metal using the adhesive.
- component (b) and the following component (b) in a weight ratio range of 80:20 to 40:60 (B) liquid contains the following (d) component as an essential component and the following (c) component as an optional component, At least one of liquid (A) and liquid (B) contains component (c), The content of component (c) is 0.01 to 20 parts by weight when the amount of component (c) removed from liquid (A) or liquid (B) containing it is 100 parts by weight.
- component a compound having an epoxy group containing the following (a1) component and (a2) component (a1) component: one or more aromatic rings per molecule and three or more epoxy groups per molecule and having a softening point of 40° C.
- component a compound having an epoxy group other than component (a1)
- component including the following components (b1) and (b2) (meth)acryloyl group-containing compound
- component compound having two or more (meth)acryloyl groups in one molecule and liquid at 25°C
- component component: (meth)acryloyl groups other than component (b1)
- compound (c) component photoradical polymerization initiator
- component aliphatic polyamine compound having primary and / or secondary amino groups
- the (meth)acryloyl group of component (b1) is preferably a methacryloyl group, and component (b1) is preferably contained in component (b) in an amount of 50% by weight or more.
- the component (d) preferably contains (d1) a polyamidoamine-based liquid curing agent that is a condensate of a dimer acid and/or a polymerized fatty acid and a polyamine, and the component (d1) is the sum of the components (d). is preferably 50 parts by weight or more when 100 parts by weight.
- the viscosities at 25° C. of liquid (A) and liquid (B) are both preferably 20,000 mPa ⁇ s or less.
- the molar ratio of epoxy groups in component (a) contained in liquid (A) to amino groups in component (d) contained in liquid (B) is 1:0.
- a ratio of 2 to 1:2 is preferred.
- the rubber is preferably corona-treated or plasma-treated olefinic rubber.
- the present invention also relates to a bonding method including the following steps 1) to 5). 1) Prepare corona-treated and/or plasma-treated rubber for the part to be adhered. 2) After mixing the two-component adhesive described above so that the molar ratio of the epoxy group to the active hydrogen of the amine is in the range of 1:0.2 to 1:2, this is added to the metal and/or the rubber. Apply to treated area. 3) The applied adhesive is irradiated with light having a wavelength to which the component (c) is sensitive. 4) A metal material and a rubber material are pasted together through an adhesive that has been irradiated with light. 5) The product or part containing metal and rubber after lamination is heated to a temperature equal to or lower than the heat-resistant temperature of the product or part to complete curing.
- the present invention it is possible to strongly bond rubber, especially olefinic rubber, and metal, and make the shear adhesive strength excellent even at high temperatures. It is possible to prevent the position from being displaced until. Furthermore, it can be cured at a relatively low heating temperature and excellent adhesion can be obtained.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a method of bonding metal and rubber in an embodiment.
- the adhesive of the present invention is a two-component adhesive containing the following liquids (A) and (B).
- A) liquid contains the following (a1) and (b1) components as essential components, and the following (a2) component, (b2) component, and (c) component below as optional components.
- the liquid (B) contains the following component (d) as an essential component and the following component (c) as an optional component.
- at least one of the (A) liquid and the (B) liquid contains the (c) component, and the content of the (c) component is such that the (c) component is removed from the (A) liquid or (B) liquid containing it.
- component a compound having an epoxy group containing the following (a1) component and (a2) component
- component (a1) component one or more aromatic rings per molecule and three or more epoxy groups per molecule and having a softening point of 40° C.
- component a compound having an epoxy group other than component (a1)
- component including the following components (b1) and (b2) (meth)acryloyl group-containing compound
- component compound having two or more (meth)acryloyl groups in one molecule and liquid at 25°C
- component component: (meth)acryloyl groups other than component (b1)
- compound (c) component photoradical polymerization initiator
- component aliphatic polyamine compound having primary and / or secondary amino groups
- Component (a) is a compound having one or more epoxy groups in one molecule.
- Specific examples of component (a) include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol Z type epoxy resin, bisphenol AP type epoxy resin, and brominated bisphenol.
- Bisphenol-type epoxy resins such as A-type epoxy resins
- Novolaks such as phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, naphthol cresol novolak type epoxy resin, biphenylene novolak type epoxy resin, resorcinol biphenylene novolak type epoxy resin and dicyclopentadiene phenol novolac type epoxy resin type epoxy resin
- other aromatic epoxy resins such as trisphenolmethane-type epoxy resins, tetrakisphenolethane-type epoxy resins, hydroquinone diglycidyl ether, resorcinol diglycidyl ether, biphenyl-type epoxy resins, diglycidyl terephthalate, and diglycidyl phthalate
- Hydrogenated aromatic epoxy resin such as hydrogenated bisphenol A type epoxy resin; 1,4-butanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl
- epoxy resin refers to a compound or polymer that has an average of one or more epoxy groups in the molecule and is cured by reaction. According to the practice in this field, in this specification, even a monomer is sometimes called an epoxy resin as long as it has one or more curable epoxy groups in its molecule.
- the composition of the present invention has, as component (a), (a1) one or more aromatic rings in one molecule and three or more epoxy groups in one molecule, and a softening point by the ring and ball method of An epoxy resin having a temperature of 40° C. or higher is included as an essential component.
- component (a) contains the component (a1), the cured product after thermosetting has excellent adhesive strength at high temperatures.
- the softening point by the ring and ball method means the softening point evaluated according to JIS K7234.
- component (a1) examples include a phenol novolak type epoxy resin with a softening point of 40°C or higher, a cresol novolac type epoxy resin with a softening point of 40°C or higher, and a bisphenol A novolac type epoxy with a softening point of 40°C or higher. Resin etc. are mentioned.
- the component (a) other than the component (a1) is referred to as the component (a2).
- the total content of components (a) was set to 100 parts by weight, since the cured product after thermosetting has excellent adhesive strength at high temperatures.
- the component (a1) is 10 parts by weight or more and the component (a2) is less than 90 parts by weight, and more preferably the component (a1) is 20 parts by weight or more and the component (a2) is less than 80 parts by weight. preferable.
- Component (b) is a compound having one or more (meth)acryloyl groups in one molecule.
- Component (b) includes a compound having one (meth)acryloyl group in one molecule [hereinafter referred to as "monofunctional (meth)acrylate”] and two or more (meth)acryloyl groups in one molecule. [hereinafter referred to as "polyfunctional (meth)acrylate”] having.
- monofunctional (meth)acrylates include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, Alkyl (meth)acrylates such as nonyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, and stearyl (meth)acrylate; Hydroxyalkyl (meth)acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate; Alkoxyalkyl (meth)acrylates such as 2-methoxyethyl (meth)acrylate, ethoxymethyl (meth)acrylate, and (meth)acrylates of alkylene oxide adducts of 2-ethylhexyl alcohol; Diethylene glycol mono(meth)acrylate
- polyfunctional (meth)acrylates include ethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, butanediol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, hexanediol di(meth)acrylate.
- acrylates and di(meth)acrylates of alkylene glycols such as 1,9-nonanediol di(meth)acrylates
- cycloaliphatic such as 1,4-cyclohexanedimethylol di(meth)acrylate, tricyclodecanedimethylol di(meth)acrylate, norbornanedimethylol di(meth)acrylate, and hydrogenated bisphenol A di(meth)acrylate di(meth)acrylate having a ring
- the composition of the present invention contains, as the component (b), (b1) a compound that is liquid at 25° C. and has two or more (meth)acryloyl groups in one molecule. Since the component (b1) is liquid at 25°C, the liquid (A) containing the component (a1) as an essential component can be liquefied at 25°C.
- the (meth)acryloyl group of the component (b1) does not shorten the pot life (the time during which appropriate coating can be performed) after mixing the (A) and (B) solutions, and it is compatible with metals.
- a methacryloyl group is preferable in that the adhesive strength increases.
- Component (b1) preferably has a molecular weight of 1000 or less, more preferably 500 or less.
- the content of the component (a1) in the liquid (A) can be increased to further enhance the adhesion performance.
- the viscosity of liquid (A) can be lowered, resulting in excellent mixing and coating properties of the two liquids.
- component (b1) More preferred specific examples of component (b1) include ethylene glycol dimethacrylate, propylene glycol dimethacrylate, butanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, hexanediol dimethacrylate, 1,4-cyclohexanedimethylol dimethacrylate, and tricyclo decanedimethylol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethacrylate of trimethylolpropane ethylene oxide adduct, and the like.
- the component (b) other than the component (b1) is referred to as the component (b2).
- the content ratio of the components (b1) and (b2) in the component (b) is such that when the total of the components (b) is 100 parts by weight, the component (b1) is 50 parts by weight or more and the component (b2) is It is preferably less than 50 parts by weight, more preferably 75 parts by weight or more of component (b1) and less than 25 parts by weight of component (b2).
- the cured product after thermal curing of the adhesive has excellent adhesive strength at high temperatures.
- the content ratio of components (a) and (b) contained in liquid (A) is in the range of 80:20 to 40:60 by weight. By setting it as this content rate, the adhesive agent obtained can be excellent in the temporary fixability after light irradiation, and can make adhesive force with a metal and rubber favorable. Further, the total amount of components (a) and (b) contained in liquid (A) is preferably 50 parts by weight or more, preferably 75 parts by weight, when the total amount of liquid (A) is 100 parts by weight. parts by weight or more, and particularly preferably 90 parts by weight or more.
- Component (c) is a radical photopolymerization initiator.
- Component (c) is a compound that generates radicals upon exposure to light and initiates polymerization of component (b).
- As the light ultraviolet rays or visible rays are preferable, and ultraviolet rays or visible rays having a wavelength of 450 nm or less are preferable.
- component (c) include benzyl dimethyl ketal, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl ]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4-1-(methylvinyl)phenyl]propanone, 2-hydroxy-1-[ 4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)benzyl]phenyl]-2-methylpropan-1-one, 2-methyl-1-[4-(methylthio)]phenyl]-2-morpholinopro pan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one, 2-dimethylamino-2-(4-methylbenzyl)-1-(4-morpho Acetophenone compounds such as lin-4-yl-phenyl)butan-1-one and 3,6
- acylphosphine oxide compounds Thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 1-chloro-4-propylthioxanthone, 3-[3,4-dimethyl-9-oxo-9H-thioxanthone-2-yl-oxy]- Thioxanthone compounds such as 2-hydroxypropyl-N,N,N-trimethylammonium chloride and fluorothioxanthone; benzyl, ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinate, methyl phenylglyoxylate, ethylanthraquinone, phenanthrenequinone, camphorquinone and the like.
- Component (c) may be blended in either liquid (A) or liquid (B), or in both, but must be blended in either one.
- the content of component (c) is 0.01 to 20 parts by weight when the amount obtained by removing component (c) from solution (A) or solution (B) is 100 parts by weight.
- the content of component (c) can also be used individually by 1 type, and can also use 2 or more types together.
- Component (d) is an aliphatic polyamine compound having primary and/or secondary amino groups.
- a polyamine means a compound having two or more amino groups in one molecule.
- An aliphatic polyamine compound means a compound in which the nitrogen atom of an amino group is bonded to a carbon atom not contained in an aromatic ring, and includes linear aliphatic polyamines, cycloaliphatic polyamines, and aliphatic aromatic amines.
- a fatty aromatic amine means a compound such as xylylenediamine, which has an aromatic ring in one molecule, but the nitrogen element of an amino group is bonded to a carbon atom not included in the aromatic ring.
- Chain aliphatic polyamines and cycloaliphatic polyamines also include compounds having a polyalkylene oxide skeleton, condensates of polyamines and organic acids, and compounds obtained by modifying aliphatic polyamines.
- Component (d) is preferably liquid at 25°C.
- component (d) examples include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, 3-(diethylamino)propylamine, 1,2-propylenediamine, 1,3-propylenediamine, and 1,4-butane.
- Component (d) is preferably polyamidoamine in that it has excellent adhesive strength to metals and rubbers, and the cured product after thermosetting of the adhesive has excellent shear adhesive strength at high temperatures, and (d1) dimer acid And/or it preferably contains polyamidoamine-based liquid curing agent which is a condensate of polymerized fatty acid and polyamine.
- the blending ratio of the component (d1) is preferably 50 parts by weight or more when the total of the components (d) is 100 parts by weight.
- the component (d) other than the component (d1) is referred to as the component (d2).
- the blending ratio of component (d) contained in liquid (B) is preferably 50 parts by weight or more, more preferably 75 parts by weight or more, when the entire liquid (B) is taken as 100 parts by weight. It is preferably 90 parts by weight or more, and particularly preferably 90 parts by weight or more.
- Liquid (A) of the adhesive of the present invention may optionally contain other radically polymerizable components.
- Liquid (B) may optionally contain an amine compound other than the component (d) or a sulfur-based epoxy resin curing agent.
- liquid (A) and/or liquid (B) may contain other components, if necessary. These components are exemplified below.
- radically polymerizable components include styrene, ⁇ -methylstyrene, divinylbenzene, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, maleic anhydride, citraconic anhydride, N-phenylmaleimide, N,N'- m-phenylenebismaleimide, N,N'-p-phenylenebismaleimide, 1-maleimido-3-maleimidomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane, 1,1'-(cyclohexane-1,3-diylbis(methylene )) bis(1H-pyrrole-2,5-dione), 1,1′-(4,4′-methylenebis(cyclohexane-4,1-diyl))bis(1H-pyrrole-2,5-dione), 1,1′-(3,3′-(piperazine-1,4-diyl)bis(propane-3,1-d
- amine compounds other than component (d) include dodecylamine, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, 1-benzyl-2- Phenylimidazole, diazabicycloundecene, triethylenediamine, N,N'-dimethylpiperazine, N,N-dimethylbenzylamine, 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, phenylenediamine, aniline, toluidine, pyridine peridine, diaminodiphenylmethane, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene and the like.
- sulfur-based epoxy resin curing agents include pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate), 1 , 3-dimercapto-2-propanol, trimercaptotrimethylolpropane, tetramercaptopentaerythritol, trimercaptopentaerythritol, pentaerythritol tri(3-mercaptopropyl) ether, a polyether compound having a thiol group at the end, a thiol group at the end and polysulfide resins having
- composition of the present invention may contain a silane coupling agent, a radical polymerization inhibitor, an antioxidant, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, a leveling agent, an antifoaming agent, and a rheology modifier.
- a tackifier, a plasticizer, a soluble polymer, a non-soluble crosslinked polymer fine particle, a metal oxide fine particle, a metal fine particle, a dye, a pigment, a fluorescent agent, an organic solvent, and the like may be blended as necessary.
- the organic solvent is not substantially blended in order to avoid the necessity of improving the working environment.
- the two-component adhesive of the present invention contains the following two components (A) and (B).
- A) liquid contains components (a1) and (b1) as essential components, and components (a2), (b2), and (c) as optional components; ) is in the range of 80:20 to 40:60 by weight.
- B) liquid contains (d) component as an essential component and (c) component as an optional component.
- at least one of the (A) liquid and the (B) liquid contains the (c) component,
- the content of component (c) is 0.01 to 20 parts by weight when the amount obtained by removing component (c) from liquid (A) or (B) containing it is 100 parts by weight.
- Liquid (A) and liquid (B) are both preferably liquid at 25°C. Both being liquid facilitates mixing.
- the viscosity of liquid (A) and liquid (B) is preferably 20,000 mPa ⁇ s or less at 25° C., more preferably 15,000 mPa ⁇ s or less. When the viscosity at 25°C is 20,000 mPa ⁇ s or less, it becomes easy to mix and apply at high speed and precisely using a two-liquid mixing type dispenser.
- the lower limit of the viscosity is not particularly set, it is preferably 10 mPa s or more at 25° C., more preferably 100 mPa s or more, from the viewpoint of suppressing wet spreading and repelling after application. .
- the viscosity in the present invention means a value measured by an E-type viscometer (cone plate type viscometer).
- the two-part adhesive of the present invention is used by mixing the (A) liquid and the (B) liquid before use.
- the weight ratio when mixing liquid (A) and liquid (B) is such that the molar ratio of the number of moles of epoxy groups in liquid (A) to the active hydrogen of the amine in liquid (B) is 1:0.2 to 1. :2, more preferably 1:0.5 to 1:1.5, still more preferably 1:0.75 to 1:1.25. Curability and adhesiveness are improved by setting the mixing ratio of the two within the above range.
- the method of using the two-pack type adhesive of the present invention may be in accordance with conventional methods. For example, after applying an adhesive to a metal and/or rubber adhesion part, irradiating the adhesive after application with light, and bonding the metal and rubber via the light-irradiated adhesive. , a method of heating, and the like.
- Various rubbers can be used as the adherend rubber.
- Specific examples of rubber include natural rubber, acrylonitrile rubber, silicone rubber, fluororubber, urethane rubber, acrylic rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, butyl rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber (EPDM), and ethylene.
- EPDM ethylene propylene diene rubber
- ethylene ethylene
- the adhesive of the present invention can be preferably applied to olefinic rubbers such as EPDM, which are considered to be difficult to bond.
- the rubber material is an olefin rubber such as EPDM
- corona treatment and/or plasma treatment in order to improve adhesion.
- the shape of the rubber material is thin and planar (such as a sheet)
- corona treatment is preferable from the viewpoint of processing speed and productivity.
- plasma treatment is selected because corona treatment is difficult. Either corona treatment or plasma treatment is usually sufficient, but there is no problem in carrying out both.
- preferable conditions are, for example, a discharge output of 1 to 30 W/cm and a discharge energy density of 1 to 30 J/cm 2 . It is preferable that the time between the corona treatment of the rubber and the bonding is immediately after or within several hours, but it may take several days depending on the material and application.
- metals can be applied as the metal of the other adherend.
- metals include iron, steel such as stainless steel and chrome molybdenum steel, cast iron, nickel, titanium, zinc, tin, copper, brass, bronze, aluminum, aluminum-magnesium alloy, silver, gold, platinum, and the like. be done. These metals may have their surfaces oxidized.
- metal as used in the present invention includes the case where the surface of a material other than metal is plated with metal.
- Liquids (A) and (B) can be mixed according to conventional methods.
- the two liquids may be manually mixed with a stick, stirred with a container and a stirrer, or a planetary stirrer may be used.
- it may be mixed with a nozzle of a two-liquid dispenser.
- the thickness of the adhesive to be applied is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 5 to 50 ⁇ m.
- the wavelength to which component (c) is sensitive depends on the type of component (c), but preferably light containing light with a wavelength of 450 nm or less is used, and component (c) is also sensitive to light with a wavelength of 450 nm or less.
- a compound is preferred.
- Light irradiation devices include high pressure mercury lamps, metal halide lamps, mercury xenon lamps, electrodeless lamps, 405 nm LEDs, 385 nm LEDs, and 365 nm LEDs. Their irradiance is preferably 10 to 10,000 mW/cm 2 , more preferably 100 to 5,000 mW/cm 2 from the viewpoint of curability of the radically polymerizable component and inhibition of thermal curing.
- the light irradiation time is preferably 0.1 to 100 seconds, more preferably 1 to 10 seconds.
- an inert gas such as nitrogen may be blown in order to increase the curability of the radically polymerizable component such as the component (b).
- thermosetting temperature may be appropriately set according to the types of components used, their proportions, purpose, and the like. There is no particular limitation as long as the temperature is not higher than the heat resistance temperature of the adherend (product or part). It is preferable to allow several days to pass at room temperature.
- a method for bonding rubber and metal is preferable when applied to olefinic rubber such as EPDM.
- 1) Prepare corona-treated and/or plasma-treated rubber for the part to be adhered.
- 2) A two-component adhesive is mixed so that the molar ratio of the epoxy group to the active hydrogen of the amine is in the range of 1:0.2 to 1:2, and then applied to the metal and/or the rubber treated portion. Apply to 3)
- the applied adhesive is irradiated with light having a wavelength to which the component (c) is sensitive.
- the product or part containing metal and rubber after lamination is heated to a temperature equal to or lower than the heat-resistant temperature of the product or part to complete curing.
- the adhesive of the present invention can be used for various uses using rubber and metal as adherends. Examples include adhesion between members, adhesion between parts, and adhesion in the manufacture of parts in various applications such as buildings, industrial machinery, automobiles, aircraft, electronic parts and electrical products. Rubber is used as a sealing material for sealing against gas, water, etc. in the applications described above, and can be preferably used for adhesion of the sealing material. For example, when connecting metal pipes, after coating the pipes or rubber material with an adhesive and irradiating light, the rubber material is sandwiched between the pipes and fixed with a bolt while compressive force is applied. , the sealing performance of the connecting portion is ensured.
- Anti-vibration members include bushings and engine mounts for automobiles, and anti-vibration, sound and damping materials for construction, and the like.
- liquid (A) and liquid (B) For liquid (A) shown in Tables 1 and 2 and liquid (B) of Comparative Example 4, each component was blended in the respective proportions, and stirred and mixed according to a conventional method. A composition was prepared. When preparing the composition, it was heated to about 80° C. as necessary. As for the liquid (B) of Comparative Examples 1 to 3 and 5 to 8, the commercially available curing agent corresponding to the component (d1) was used as it was.
- the number of each component in Tables 1 and 2 means parts by weight when the sum of the weights of components (a) and (b) is taken as 100.
- the abbreviations in Tables 1 and 2 mean the following.
- ⁇ (a) component ⁇ (a1) Component jER-157S70: Bisphenol A novolac type epoxy resin, jER-157S70 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. It contains a compound having a softening point of 70° C. by the ring and ball method and four aromatic rings and four epoxy groups in one molecule.
- ⁇ EXP-665 cresol novolak type epoxy resin, Epiclon N-665-EXP-S manufactured by DIC Corporation. It includes compounds having a softening point of 66 to 74°C by the ring and ball method and having 3 or more aromatic rings and 3 or more epoxy groups in one molecule.
- ⁇ (a2) component jER-828 Bisphenol A type epoxy resin, jER-828 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
- a compound that is liquid at 25°C and has two epoxy groups per molecule A compound that is liquid at 25°C and has two epoxy groups per molecule.
- ⁇ jER-1004 Bisphenol A type epoxy resin, jER-1004 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
- EHPE-3150 1,2-epoxy-4-(2-oxiranyl)cyclohexane adduct of 2,2-bis(hydroxymethyl)-1-butanol, EHPE3150 manufactured by Daicel Corporation. It includes compounds having a softening point of 70 to 85° C. by the ring and ball method, having no aromatic ring, and having 3 or more epoxy groups in one molecule.
- component ⁇ (b1) component NPG-MA Neopentyl glycol dimethacrylate, light ester NP manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. Liquid at 25°C.
- component NPG-MA Neopentyl glycol dimethacrylate, light ester NP manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. Liquid at 25°C.
- TMP-MA Trimethylolpropane trimethacrylate, light ester TMP manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. Liquid at 25°C.
- TPO Omnilad TPO (2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide), a photoradical polymerization initiator manufactured by IGM Resin
- ⁇ (d) component ⁇ (d1) component T-2602 polyamidoamine-based liquid curing agent which is a condensate of polymerized fatty acid and polyamine, Tomide 2602 manufactured by T&K TOKA Co., Ltd. Mixtures of aliphatic polyamine compounds with primary and/or secondary amino groups.
- o (d2) Component ATBN Liquid nitrile-butadiene rubber having secondary amino groups at both ends, Hiker ATBN 1300X16 manufactured by CVC Thermoset Specialties.
- FIG. 1 is used for supplementary explanation of the operations after mixing and applying the (A) liquid and the (B) liquid .
- X means side view and Y means top view.
- the two liquids were weighed according to the "weight ratio (B)/(A) of mixing the two liquids" shown in Tables 1 and 2, and mixed with a stirring rod. This weight ratio was determined by calculation so that the number of moles of the epoxy groups in liquid (A) and the number of moles of active hydrogen in the amine in liquid (B) were approximately equal.
- a stainless steel plate having a width of 25 mm, a length of 50 mm, and a thickness of 1.5 mm (hereinafter abbreviated as SUS) [Fig. 1 (1X), (1Y) (q) ] using a bar coater to a thickness of 15 ⁇ m [(p) in FIGS. 1(1X) and (1Y)].
- a 405 nm LED irradiator manufactured by CCS Co., Ltd. was used for the adhesive applied to the light-irradiated SUS, and the illuminance was 500 mW/cm 2 (measured with C12144/H12684-405 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) for 4 seconds in the atmosphere. Light irradiation was performed. Two sheets of this were produced. Since the adhesive of Comparative Example 1 did not contain the component (c), it was not irradiated with light.
- An EPDM rubber ((r) in (2X) and (2Y) in FIG. 1) was adhered to the light-irradiated surface of the two-component adhesive.
- another SUS plate (applied with a two-component adhesive and irradiated with light) was pasted on top of it, and both ends were double-clipped with a width of 15 mm [Fig. 1 (3Y) (s)]. It was sandwiched and fixed [FIGS. 1 (3X) and (3Y))].
- Comparative Example 1 which does not contain a photocurable component, the rubber sandwiched between the SUS slides sideways and comes out from between the SUS several times, making it difficult to use in such a usage pattern. was confirmed.
- the adhesive force was measured for a sample in which the rubber did not protrude by adjusting the position of the clip.
- the above corona treatment was performed using a corona discharge surface treatment apparatus A3SW-LW (SUS wire electrode) manufactured by Wedge Co., Ltd. with an output of 9 W/cm and a treatment density of 5.4 J/cm 2 .
- A3SW-LW SUS wire electrode
- thermosetting clips After being held at room temperature for about 0.5 to 1 hour while being sandwiched between thermosetting clips, it was placed in an oven at 120° C. and removed after 1 hour to complete thermosetting.
- thermosetting sample The shear adhesive strength at 120°C was measured by Tensilon universal tester RTE-1210 manufactured by Orientec Co., Ltd. (constant temperature bath: TKC-R3T-ES ) at a tensile speed of 10 mm/min. Further, the samples after the adhesion test were observed, and the degree of damage to the base material of the EPDM rubber was evaluated according to the following three grades.
- B The area of the part where the EPDM rubber was broken was 1% or more and less than 10%.
- the adhesives of Examples 1 to 8 of the present invention are excellent in temporary fixability after light irradiation, and the adhesive strength between SUS and EPDM rubber after heat curing is high even at a high temperature of 120 ° C. was excellent.
- the adhesive of Comparative Example 1 which does not contain the components (a1), (b1) and (c), has no adhesive strength for temporary fixing, and the adhesive strength at 120° C. after heat curing is considerably higher than that of the examples. was inferior.
- the adhesives of Comparative Examples 2 to 4 which contain components (a1) and (b1) but have a blending ratio of components (a) and (b) outside the range of 80:20 to 40:60, are heat The adhesive strength at 120° C.
- Comparative Examples 5 to 8 in which the blending ratio of components (a) and (b) was in the range of 80:20 to 40:60 but did not contain component (a1), were 120% after heat curing. °C adhesive strength was inferior to that of Examples.
- Comparative Examples 7 and 8 which contained an epoxy compound having a softening point of 40°C or higher by the ring and ball method as the component (a2), the temporary fixing force after light irradiation was good, but the adhesive force at 120°C was poor. It was inferior to the example.
- the adhesive of the present invention strongly bonds rubber, especially olefinic rubber, and metal, and its shear adhesive strength is excellent even at high temperatures. It also has temporary fixability and can be cured at a relatively low heating temperature. Therefore, the adhesive of the present invention can be used in a variety of applications where rubber and metal are adherends, such as buildings, industrial machinery, automobiles, aircraft, electronic parts and electrical products. Uses include adhesion between members, adhesion between parts, and adhesion in the manufacture of parts.
Abstract
【課題】ゴム、特にオレフィン系ゴムと金属を強力に接着し、そのせん断接着力は高温でも優れており、接着剤を介して貼合・硬化させるまでの間の仮固定性も有し、比較的低温で硬化させることが可能な接着剤の提供。 【解決手段】下記(A)及び(B)液の二液を含むゴムと金属用の二液型接着剤。 (A)液は、下記(a)及び(b)を特定割合で含み、(B)液は、下記(d)を含み、(A)及び(B)液のいずれかは下記(c)を特定割合で含む。 (a)(a1)1個以上の芳香環と、3個以上のエポキシ基を有し、かつ軟化点が40℃以上である化合物、及び(a2)(a1)以外のエポキシを有する化合物 (b)(b1)2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する液状の化合物、及び(b2)(b1)以外の(メタ)アクリロイル基を有する化合物 (c)光ラジカル重合開始剤 (d)第一級及び/又は第二級アミノ基を有する脂肪族ポリアミン化合物
Description
本発明は、ゴムと金属を強力に接着するための接着剤に関し、接着方法にも関する。又、ゴムと金属を接着剤を介して貼り合せて硬化させるまでの間に両者の位置がずれることを防止する仮固定性にも優れた接着剤にも関する。さらに、室温又は比較的低い加熱温度で硬化させることが可能な二液型接着剤にも関する。
尚、本明細書においては、アクリル及び/又はメタクリルを(メタ)アクリルと、アクリレート及び/又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を(メタ)アクリロイル基と表す。
尚、本明細書においては、アクリル及び/又はメタクリルを(メタ)アクリルと、アクリレート及び/又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を(メタ)アクリロイル基と表す。
ゴムは、建築物、産業機械、自動車、航空機、及び電気製品等の様々な用途で、ガスや水等をシールするためのシール材として使用されている。
例えば、金属の配管同士を接続する場合、両者の間にゴム材料を挟み、ボルトで圧縮力を加えた状態で固定させることで、接続部分のシール性が確保される。
例えば、金属の配管同士を接続する場合、両者の間にゴム材料を挟み、ボルトで圧縮力を加えた状態で固定させることで、接続部分のシール性が確保される。
ところが、近年、建築物や自動車等の構造物の部材同士を固定する方法として、ボルト等の機械的な接合を接着剤に置き換えようとする場面が増えてきている。接着剤を使用することで、製造プロセスを自動化し、生産コストを削減できる場合がある。
しかしながら、シール部分においてゴム材料と金属材料を接着剤によって接合しようとすると、接着力が問題となる。
例えば、内圧の高いガスや水等をシールしようとすると、高いせん断接着力が必要となる。さらに、産業用機械や自動車等では100℃を超える高温に晒される場合があるが、そのような高温においても高いせん断接着力を維持することは困難である。特に、ゴム材料が、耐熱性、耐候性、耐熱水性、耐酸性、及び耐アルカリ性等に優れたEPDM(エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体)等のオレフィン系ゴムである場合、高いせん断接着力を高温においても発現させることは一層困難であった。
例えば、内圧の高いガスや水等をシールしようとすると、高いせん断接着力が必要となる。さらに、産業用機械や自動車等では100℃を超える高温に晒される場合があるが、そのような高温においても高いせん断接着力を維持することは困難である。特に、ゴム材料が、耐熱性、耐候性、耐熱水性、耐酸性、及び耐アルカリ性等に優れたEPDM(エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体)等のオレフィン系ゴムである場合、高いせん断接着力を高温においても発現させることは一層困難であった。
特許文献1では、ゴム基材の被接着面に、ゴム処理剤及び/又はプライマー組成物を塗布する工程を含み、2成分エポキシ接着剤等により金属基材と接着させる方法が開示されている。
しかし、処理剤やプライマーを塗布する工程には、塗布環境の整備や廃液の処理等、煩雑さやコストを伴うという短所がある。さらに、この文献に記載された接着方法によっても、オレフィン系ゴムと金属のせん断接着力を、100℃を超える高温においても発現させることは困難である。
しかし、処理剤やプライマーを塗布する工程には、塗布環境の整備や廃液の処理等、煩雑さやコストを伴うという短所がある。さらに、この文献に記載された接着方法によっても、オレフィン系ゴムと金属のせん断接着力を、100℃を超える高温においても発現させることは困難である。
特許文献2では、EPDMのようなオレフィン系ゴムに対して、コロナ放電やプライマー塗布等の特別な処理を施さなくても十分な接着強度を発揮する反応性の接着剤として、水添ビスフェノールエポキシ化合物を含むエポキシ系の主剤と、2以上のアミノ基を有するポリジエンやポリアミン等の硬化剤からなる2液エポキシ系接着剤が開示されている。
しかし、当該接着剤は、高温における金属とのせん断接着力は不十分である。さらに、液状の接着剤であるため、ゴム材料を接着剤を介して金属材料で挟む形で保持しようとすると、硬化の前にゴム材料が滑ることがあり、その場合、位置がずれたまま接着してしまうという問題を引き起こす。
しかし、当該接着剤は、高温における金属とのせん断接着力は不十分である。さらに、液状の接着剤であるため、ゴム材料を接着剤を介して金属材料で挟む形で保持しようとすると、硬化の前にゴム材料が滑ることがあり、その場合、位置がずれたまま接着してしまうという問題を引き起こす。
特許文献3では、光硬化性化合物と、光ラジカル開始剤と、エポキシ等の環状エーテル基等を有する熱硬化性化合物と、芳香族アミンを含有する前記熱硬化性化合物と反応可能な化合物を含む、インクジェット用接着剤が開示されている。
この接着剤によれば、塗布後の接着剤に光を照射してBステージ化(半硬化)した後で被着体同士を貼り合せるため、被着体の位置ずれの問題が生じにくくなる。又、半導体同士の接着力と信頼性に優れる。
しかし、この接着剤によっても、オレフィン系ゴムと金属のせん断接着力を、100℃を超える高温においても発現させることは困難である。さらに、1液化できる長所がある反面、熱硬化に高温長時間を要するという短所がある。特に、ゴム材料又は金属材料が、プラスチックと複合化された部品である場合、熱硬化温度を高めることができないため、硬化に要する時間は一層長くなるという問題が生じる。又、接着性等の点で好ましい態様である25℃で固形の芳香族アミンを使用する場合、その固形粒子は沈降又は凝集し得るものであり、循環等により均一分散状態を保たなければならないという課題もある。
この接着剤によれば、塗布後の接着剤に光を照射してBステージ化(半硬化)した後で被着体同士を貼り合せるため、被着体の位置ずれの問題が生じにくくなる。又、半導体同士の接着力と信頼性に優れる。
しかし、この接着剤によっても、オレフィン系ゴムと金属のせん断接着力を、100℃を超える高温においても発現させることは困難である。さらに、1液化できる長所がある反面、熱硬化に高温長時間を要するという短所がある。特に、ゴム材料又は金属材料が、プラスチックと複合化された部品である場合、熱硬化温度を高めることができないため、硬化に要する時間は一層長くなるという問題が生じる。又、接着性等の点で好ましい態様である25℃で固形の芳香族アミンを使用する場合、その固形粒子は沈降又は凝集し得るものであり、循環等により均一分散状態を保たなければならないという課題もある。
本発明の目的は、ゴム、特にオレフィン系ゴムと金属を強力に接着し、そのせん断接着力は高温でも優れており、ゴムと金属を接着剤を介して貼り合せて硬化させるまでの間の仮固定性も有しており、比較的低い加熱温度で硬化させることが可能な接着剤を提供することである。
さらに、本発明の目的は、その接着剤を用いて、ゴムと金属を強力に接着するための接着方法を提供することでもある。
さらに、本発明の目的は、その接着剤を用いて、ゴムと金属を強力に接着するための接着方法を提供することでもある。
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、下記二液型接着剤により前記課題が解決されることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、
下記(A)液、及び(B)液の二液を含むゴムと金属用の二液型接着剤であって、
(A)液は、必須成分としての下記(a1)成分及び(b1)成分と、任意成分としての下記(a2)成分、下記(b2)成分、及び下記(c)成分を含み、下記(a)成分と下記(b)成分の含有割合が重量比で80:20~40:60の範囲であり、
(B)液は、必須成分としての下記(d)成分と、任意成分としての下記(c)成分を含み、
(A)液及び(B)液のうち少なくとも一方は(c)成分を含み、
(c)成分の含有割合は、これが含まれる(A)液又は(B)液から(c)成分を除いた量を100重量部としたときに0.01~20重量部である
二液型接着剤に関する。
(a)成分:下記(a1)成分及び(a2)成分を含むエポキシ基を有する化合物
(a1)成分:1分子中に1個以上の芳香環と、1分子中に3個以上のエポキシ基を有し、かつ、環球法による軟化点が40℃以上である化合物
(a2)成分:(a1)成分以外のエポキシ基を有する化合物
(b)成分:下記(b1)成分及び(b2)成分を含む(メタ)アクリロイル基を有する化合物
(b1)成分:1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する25℃で液状の化合物
(b2)成分:(b1)成分以外の(メタ)アクリロイル基を有する化合物
(c)成分:光ラジカル重合開始剤
(d)成分:第一級及び/又は第二級アミノ基を有する脂肪族ポリアミン化合物
即ち、本発明は、
下記(A)液、及び(B)液の二液を含むゴムと金属用の二液型接着剤であって、
(A)液は、必須成分としての下記(a1)成分及び(b1)成分と、任意成分としての下記(a2)成分、下記(b2)成分、及び下記(c)成分を含み、下記(a)成分と下記(b)成分の含有割合が重量比で80:20~40:60の範囲であり、
(B)液は、必須成分としての下記(d)成分と、任意成分としての下記(c)成分を含み、
(A)液及び(B)液のうち少なくとも一方は(c)成分を含み、
(c)成分の含有割合は、これが含まれる(A)液又は(B)液から(c)成分を除いた量を100重量部としたときに0.01~20重量部である
二液型接着剤に関する。
(a)成分:下記(a1)成分及び(a2)成分を含むエポキシ基を有する化合物
(a1)成分:1分子中に1個以上の芳香環と、1分子中に3個以上のエポキシ基を有し、かつ、環球法による軟化点が40℃以上である化合物
(a2)成分:(a1)成分以外のエポキシ基を有する化合物
(b)成分:下記(b1)成分及び(b2)成分を含む(メタ)アクリロイル基を有する化合物
(b1)成分:1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する25℃で液状の化合物
(b2)成分:(b1)成分以外の(メタ)アクリロイル基を有する化合物
(c)成分:光ラジカル重合開始剤
(d)成分:第一級及び/又は第二級アミノ基を有する脂肪族ポリアミン化合物
前記(b1)成分の(メタ)アクリロイル基としては、メタクリロイル基であることが好ましく、(b1)成分が(b)成分中に50重量%以上含まれることが好ましい。
又、前記(d)成分としては、(d1)ダイマー酸及び/又は重合脂肪酸とポリアミンの縮合物であるポリアミドアミン系液状硬化剤を含むことが好ましく、(d1)成分が(d)成分の合計を100重量部としたときに50重量部以上含まれることが好ましい。
又、混合性や塗布性の点で、(A)液及び(B)液の25℃における粘度は、いずれも20,000mPa・s以下であることが好ましい。
又、二液型接着剤としては、(A)液中に含まれる(a)成分中のエポキシ基と(B)液中に含まれる(d)成分のアミノ基のモル比が1:0.2~1:2の範囲であるものが好ましい。
さらに、ゴムとしては、コロナ処理又はプラズマ処理されたオレフィン系ゴムが好ましい。
又、前記(d)成分としては、(d1)ダイマー酸及び/又は重合脂肪酸とポリアミンの縮合物であるポリアミドアミン系液状硬化剤を含むことが好ましく、(d1)成分が(d)成分の合計を100重量部としたときに50重量部以上含まれることが好ましい。
又、混合性や塗布性の点で、(A)液及び(B)液の25℃における粘度は、いずれも20,000mPa・s以下であることが好ましい。
又、二液型接着剤としては、(A)液中に含まれる(a)成分中のエポキシ基と(B)液中に含まれる(d)成分のアミノ基のモル比が1:0.2~1:2の範囲であるものが好ましい。
さらに、ゴムとしては、コロナ処理又はプラズマ処理されたオレフィン系ゴムが好ましい。
又、本発明者らは、下記接着方法が、前記課題を特に優れた性能で解決することを見出した。
即ち、本発明は、下記1)~5)の工程を含む接着方法にも関する。
1)被着部分にコロナ処理及び/又はプラズマ処理されたゴムを準備する。
2)前記した二液型接着剤を、エポキシ基とアミンの活性水素のモル比が1:0.2~1:2の範囲に入るよう混合してから、これを金属及び/又は前記ゴムの処理部分に塗布する。
3)塗布後の接着剤に対して、前記(c)成分が感光する波長の光を照射する。
4)光照射された接着剤を介して、金属材料とゴム材料を貼り合せる。
5)貼合後の金属及びゴムを含む製品又は部品を、当該製品又は部品の耐熱温度以下の温度に加熱して硬化を完結させる。
即ち、本発明は、下記1)~5)の工程を含む接着方法にも関する。
1)被着部分にコロナ処理及び/又はプラズマ処理されたゴムを準備する。
2)前記した二液型接着剤を、エポキシ基とアミンの活性水素のモル比が1:0.2~1:2の範囲に入るよう混合してから、これを金属及び/又は前記ゴムの処理部分に塗布する。
3)塗布後の接着剤に対して、前記(c)成分が感光する波長の光を照射する。
4)光照射された接着剤を介して、金属材料とゴム材料を貼り合せる。
5)貼合後の金属及びゴムを含む製品又は部品を、当該製品又は部品の耐熱温度以下の温度に加熱して硬化を完結させる。
本発明によれば、ゴム、特にオレフィン系ゴムと金属を強力に接着し、そのせん断接着力を高温でも優れたものにすることができ、ゴムと金属を接着剤を介して貼り合せて硬化させるまでの間に位置ずれすることを防止することができる。さらに、比較的低い加熱温度で硬化させ、優れた接着力を得ることができる。
本発明の接着剤は、下記(A)液と(B)液を含む二液型接着剤である。
(A)液は、必須成分としての下記(a1)成分及び(b1)成分と、任意成分としての下記(a2)成分、下記(b2)成分、及び下記(c)成分を含み、下記(a)成分と下記(b)成分の含有割合が重量比で80:20~40:60の範囲である。
(B)液は、必須成分としての下記(d)成分と、任意成分としての下記(c)成分を含む。
但し、(A)液及び(B)液のうち少なくとも一方は(c)成分を含み、(c)成分の含有割合は、これが含まれる(A)液又は(B)液から(c)成分を除いた量を100重量部としたときに0.01~20重量部である。
(a)成分:下記(a1)成分及び(a2)成分を含むエポキシ基を有する化合物
(a1)成分:1分子中に1個以上の芳香環と、1分子中に3個以上のエポキシ基を有し、かつ、環球法による軟化点が40℃以上である化合物
(a2)成分:(a1)成分以外のエポキシ基を有する化合物
(b)成分:下記(b1)成分及び(b2)成分を含む(メタ)アクリロイル基を有する化合物
(b1)成分:1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する25℃で液状の化合物
(b2)成分:(b1)成分以外の(メタ)アクリロイル基を有する化合物
(c)成分:光ラジカル重合開始剤
(d)成分:第一級及び/又は第二級アミノ基を有する脂肪族ポリアミン化合物
以下、各成分について詳細に説明した後、使用方法及び用途について詳細に説明する。
(A)液は、必須成分としての下記(a1)成分及び(b1)成分と、任意成分としての下記(a2)成分、下記(b2)成分、及び下記(c)成分を含み、下記(a)成分と下記(b)成分の含有割合が重量比で80:20~40:60の範囲である。
(B)液は、必須成分としての下記(d)成分と、任意成分としての下記(c)成分を含む。
但し、(A)液及び(B)液のうち少なくとも一方は(c)成分を含み、(c)成分の含有割合は、これが含まれる(A)液又は(B)液から(c)成分を除いた量を100重量部としたときに0.01~20重量部である。
(a)成分:下記(a1)成分及び(a2)成分を含むエポキシ基を有する化合物
(a1)成分:1分子中に1個以上の芳香環と、1分子中に3個以上のエポキシ基を有し、かつ、環球法による軟化点が40℃以上である化合物
(a2)成分:(a1)成分以外のエポキシ基を有する化合物
(b)成分:下記(b1)成分及び(b2)成分を含む(メタ)アクリロイル基を有する化合物
(b1)成分:1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する25℃で液状の化合物
(b2)成分:(b1)成分以外の(メタ)アクリロイル基を有する化合物
(c)成分:光ラジカル重合開始剤
(d)成分:第一級及び/又は第二級アミノ基を有する脂肪族ポリアミン化合物
以下、各成分について詳細に説明した後、使用方法及び用途について詳細に説明する。
1.(a)成分
(a)成分は、1分子中に1個以上のエポキシ基を有する化合物である。
(a)成分の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂、ビスフェノールAP型エポキシ樹脂、及び臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;
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、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニレンノボラック型エポキシ樹脂、レゾルシノールビフェニレンノボラック型エポキシ樹脂及びジシクロペンタジエンフェノールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;
トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、テトラキスフェノールエタン型エポキシ樹脂、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビフェニル型エポキシ樹脂、テレフタル酸ジグリシジルエステル、及びフタル酸ジグリシジルエステル等のその他芳香族エポキシ樹脂;
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の芳香族エポキシ樹脂の水添物;
1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,9-ノナンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、イソシアヌル酸エチレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル、及びジペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等のポリオールのポリグリシジルエーテル;
2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、及びラウリルグリシジルエーテル等の単官能グリシジルエーテル;
エポキシ化植物脂、α-オレフィンエポキサイド等の直鎖状二重結合の全て又は一部をエポキシ化した低分子量化合物;
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレートのカプロラクトン変性物、ジシクロペンタジエンジオキサイド、及びリモネンジオキサイド等の脂環式エポキシ化合物;
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、両末端水酸基ポリブタジエンのジグリシジルエーテル、両末端水酸基ポリイソプレンのジグリシジルエーテル、両末端水酸基ポリブタジエン水添物のジグリシジルエーテル、カルボキシル基含有ポリブタジエンとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、アミノ基含有ポリブタジエンとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、カルボキシル基含有液状ニトリルブタジエンゴムとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、アミノ基含有液状ニトリルブタジエンゴムとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、ポリブタジエンの内部エポキシ化物、スチレン-ブタジエン共重合物の内部エポキシ化物、カルボキシル基含有(メタ)アクリル系ポリマーとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、アミノ基含有(メタ)アクリル系ポリマーとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、グリシジル(メタ)アクリレートを共重合成分として含む(メタ)アクリルポリマー、ポリジメチルシロキサン骨格を有するエポキシ化合物、及び2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1.2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物(例えば、(株)ダイセル製のEHPE3150)等の前記以外の高分子量エポキシ化合物;
ジグリシジルオルトトルイジン、N,N-ジグリシジルアニリン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル(4,4’-メチレンビスアニリン)、及び1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン等のグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂;並びに
シルセスキオキサン骨格を有するエポキシ化合物、及び3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ここで、エポキシ樹脂とは、分子中に平均1個以上のエポキシ基を有し、反応により硬化する化合物又はポリマーをいう。この分野での慣例に従い、本明細書では、硬化性のエポキシ基を分子内に1個以上有するものであれば、モノマーであってもエポキシ樹脂ということがある。
(a)成分は、1分子中に1個以上のエポキシ基を有する化合物である。
(a)成分の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂、ビスフェノールAP型エポキシ樹脂、及び臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;
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、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニレンノボラック型エポキシ樹脂、レゾルシノールビフェニレンノボラック型エポキシ樹脂及びジシクロペンタジエンフェノールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;
トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、テトラキスフェノールエタン型エポキシ樹脂、ヒドロキノンジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビフェニル型エポキシ樹脂、テレフタル酸ジグリシジルエステル、及びフタル酸ジグリシジルエステル等のその他芳香族エポキシ樹脂;
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の芳香族エポキシ樹脂の水添物;
1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,9-ノナンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、イソシアヌル酸エチレンオキサイド付加物のポリグリシジルエーテル、及びジペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等のポリオールのポリグリシジルエーテル;
2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、及びラウリルグリシジルエーテル等の単官能グリシジルエーテル;
エポキシ化植物脂、α-オレフィンエポキサイド等の直鎖状二重結合の全て又は一部をエポキシ化した低分子量化合物;
3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレートのカプロラクトン変性物、ジシクロペンタジエンジオキサイド、及びリモネンジオキサイド等の脂環式エポキシ化合物;
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、両末端水酸基ポリブタジエンのジグリシジルエーテル、両末端水酸基ポリイソプレンのジグリシジルエーテル、両末端水酸基ポリブタジエン水添物のジグリシジルエーテル、カルボキシル基含有ポリブタジエンとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、アミノ基含有ポリブタジエンとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、カルボキシル基含有液状ニトリルブタジエンゴムとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、アミノ基含有液状ニトリルブタジエンゴムとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、ポリブタジエンの内部エポキシ化物、スチレン-ブタジエン共重合物の内部エポキシ化物、カルボキシル基含有(メタ)アクリル系ポリマーとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、アミノ基含有(メタ)アクリル系ポリマーとビスフェノールA型エポキシ樹脂の付加反応物、グリシジル(メタ)アクリレートを共重合成分として含む(メタ)アクリルポリマー、ポリジメチルシロキサン骨格を有するエポキシ化合物、及び2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1.2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物(例えば、(株)ダイセル製のEHPE3150)等の前記以外の高分子量エポキシ化合物;
ジグリシジルオルトトルイジン、N,N-ジグリシジルアニリン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル(4,4’-メチレンビスアニリン)、及び1,3-ビス(N,N-ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン等のグリシジルアミノ基を有するエポキシ樹脂;並びに
シルセスキオキサン骨格を有するエポキシ化合物、及び3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ここで、エポキシ樹脂とは、分子中に平均1個以上のエポキシ基を有し、反応により硬化する化合物又はポリマーをいう。この分野での慣例に従い、本明細書では、硬化性のエポキシ基を分子内に1個以上有するものであれば、モノマーであってもエポキシ樹脂ということがある。
本発明の組成物は、(a)成分として、(a1)1分子中に1個以上の芳香環と、1分子中に3個以上のエポキシ基を有し、かつ、環球法による軟化点が40℃以上であるエポキシ樹脂を、必須成分として含む。(a)成分が(a1)成分を含むことにより、熱硬化後の硬化物が高温での接着力に優れるものとなる。
尚、本発明において、環球法による軟化点とは、JIS K7234に従って評価される軟化点を意味する。
尚、本発明において、環球法による軟化点とは、JIS K7234に従って評価される軟化点を意味する。
(a1)成分の好ましい具体例としては、軟化点が40℃以上のフェノールノボラック型エポキシ樹脂、軟化点が40℃以上のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、及び軟化点が40℃以上のビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
尚、本発明において、(a1)成分以外の(a)成分を、(a2)成分とする。
尚、本発明において、(a1)成分以外の(a)成分を、(a2)成分とする。
(a)成分中の(a1)成分及び(a2)成分の含有割合としては、熱硬化後の硬化物が高温での接着力に優れる点で、(a)成分の合計を100重量部としたときに、(a1)成分が10重量部以上(a2)成分が90重量部未満であることが好ましく、(a1)成分が20重量部以上(a2)成分が80重量部未満であることがより好ましい。
2.(b)成分
(b)成分は、1分子中に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物である。
(b)成分としては、1分子中に1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物〔以下、「単官能(メタ)アクリレート」という〕と、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物〔以下、「多官能(メタ)アクリレート」という〕が挙げられる。
(b)成分は、1分子中に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物である。
(b)成分としては、1分子中に1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物〔以下、「単官能(メタ)アクリレート」という〕と、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物〔以下、「多官能(メタ)アクリレート」という〕が挙げられる。
単官能(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、及びステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ-ト、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ-ト、及び4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;
2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート、及び2-エチルヘキシルアルコールのアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート;
ジエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、及びポリプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリレート;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメチロールモノ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート等の脂環式単官能(メタ)アクリレート;
ベンジル(メタ)アクリレート、p-クミルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、o-フェニルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、フェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、フェノキシフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、ノニルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、及びフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族環を有する単官能(メタ)アクリレート;
テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、3-エチル-3-オキセタニルメチル(メタ)アクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレート、N-(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、N-(メタ)アクリロイルオキシエチルテトラヒドロフタルイミド等のヘテロ原子を有する環構造含有(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリロイルモルホリン、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、及びN-[3-(ジメチルアミノ)プロピル](メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド系モノマー;並びに
2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、トリフロロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、及びパーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ-ト、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ-ト、及び4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;
2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート、及び2-エチルヘキシルアルコールのアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート;
ジエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート、及びポリプロピレングリコールのモノ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリレート;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメチロールモノ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、及びジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート等の脂環式単官能(メタ)アクリレート;
ベンジル(メタ)アクリレート、p-クミルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、o-フェニルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、フェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、フェノキシフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、ノニルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、及びフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族環を有する単官能(メタ)アクリレート;
テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、3-エチル-3-オキセタニルメチル(メタ)アクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレート、N-(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、N-(メタ)アクリロイルオキシエチルテトラヒドロフタルイミド等のヘテロ原子を有する環構造含有(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリロイルモルホリン、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、及びN-[3-(ジメチルアミノ)プロピル](メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド系モノマー;並びに
2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、トリフロロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、及びパーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
多官能(メタ)アクリレートの具体例としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、及び1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート等の、アルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート;
1,4-シクロヘキサンジメチロールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジメチロールジ(メタ)アクリレート、及び水素添加ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート等の、脂環式環を有するジ(メタ)アクリレート;
ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールEエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールZエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAPエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、及びビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート等の芳香族環を有するジ(メタ)アクリレート;
ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、及びポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート;
グリセリントリ(メタ)アクリレート、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性トリス((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリメチロールプロパンアルキレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールアルキレンオキサイド付加物のテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールアルキレンオキサイド付加物のヘキサ(メタ)アクリレート、ポリグリセリンポリ(メタ)アクリレート、及びポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物のポリ(メタ)アクリレート等のポリオールポリ(メタ)アクリレート;
ポリエーテルポリオールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートからなるウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートからなるウレタン(メタ)アクリレート、ポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートからなるウレタン(メタ)アクリレート、及び水添ポリブタジエンジオールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートからなるウレタン(メタ)アクリレート等のウレタン(メタ)アクリレート類;
ビスフェノールAエポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を付加させた化合物等のエポキシ(メタ)アクリレート類;
フタル酸とエチレングリコールと(メタ)アクリル酸からなるポリエステル(メタ)アクリレート、及びフタル酸とトリメチロールプロパンと(メタ)アクリル酸からなるポリエステル(メタ)アクリレート等のポリエステル(メタ)アクリレート類;並びに
(メタ)アクリロイル基を有するシルセスキオキサン、ジメチルシロキサン骨格を有するポリ(メタ)アクリレート、及びトリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート等が挙げられる。
1,4-シクロヘキサンジメチロールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート、ノルボルナンジメチロールジ(メタ)アクリレート、及び水素添加ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート等の、脂環式環を有するジ(メタ)アクリレート;
ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールEエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールZエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAPエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、及びビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート等の芳香族環を有するジ(メタ)アクリレート;
ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、及びポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレート;
グリセリントリ(メタ)アクリレート、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性トリス((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリメチロールプロパンアルキレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールアルキレンオキサイド付加物のテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールアルキレンオキサイド付加物のヘキサ(メタ)アクリレート、ポリグリセリンポリ(メタ)アクリレート、及びポリグリセリンアルキレンオキサイド付加物のポリ(メタ)アクリレート等のポリオールポリ(メタ)アクリレート;
ポリエーテルポリオールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートからなるウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートからなるウレタン(メタ)アクリレート、ポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートからなるウレタン(メタ)アクリレート、及び水添ポリブタジエンジオールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートからなるウレタン(メタ)アクリレート等のウレタン(メタ)アクリレート類;
ビスフェノールAエポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を付加させた化合物等のエポキシ(メタ)アクリレート類;
フタル酸とエチレングリコールと(メタ)アクリル酸からなるポリエステル(メタ)アクリレート、及びフタル酸とトリメチロールプロパンと(メタ)アクリル酸からなるポリエステル(メタ)アクリレート等のポリエステル(メタ)アクリレート類;並びに
(メタ)アクリロイル基を有するシルセスキオキサン、ジメチルシロキサン骨格を有するポリ(メタ)アクリレート、及びトリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート等が挙げられる。
本発明の組成物は、(b)成分として、(b1)1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する25℃で液状の化合物を、必須成分として含む。(b1)成分が25℃で液状であることにより、(a1)成分を必須成分として含む(A)液を25℃で液状にすることができる。
(b1)成分の(メタ)アクリロイル基としては、(A)液と(B)液を混合した後の可使時間(適切な塗工が可能な時間)が短くならないという点と、金属との接着力が高まるという点で、メタクリロイル基であることが好ましい。
(b1)成分は、分子量が1000以下であることが好ましく、500以下であることがより好ましい。(b1)成分の分子量が1000以下であると、(A)液中の(a1)成分の含有割合を増加させて、接着性能をより高めることができる。又、(A)液の粘度を低くすることができ、二液の混合性と塗工性が優れたものになる。
(b1)成分の(メタ)アクリロイル基としては、(A)液と(B)液を混合した後の可使時間(適切な塗工が可能な時間)が短くならないという点と、金属との接着力が高まるという点で、メタクリロイル基であることが好ましい。
(b1)成分は、分子量が1000以下であることが好ましく、500以下であることがより好ましい。(b1)成分の分子量が1000以下であると、(A)液中の(a1)成分の含有割合を増加させて、接着性能をより高めることができる。又、(A)液の粘度を低くすることができ、二液の混合性と塗工性が優れたものになる。
(b1)成分のより好ましい具体例としては、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、1,4-シクロヘキサンジメチロールジメタクリレート、トリシクロデカンジメチロールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、及びトリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加物のトリメタクリレート等が挙げられる。
尚、本発明において、(b1)成分以外の(b)成分を、(b2)成分とする。
尚、本発明において、(b1)成分以外の(b)成分を、(b2)成分とする。
(b)成分中の(b1)成分及び(b2)成分の含有割合としては、(b)成分の合計を100重量部としたときに、(b1)成分が50重量部以上(b2)成分が50重量部未満であることが好ましく、(b1)成分が75重量部以上(b2)成分が25重量部未満であることがより好ましい。(b1)成分を(b)成分中に50重量部以上含むことで、接着剤の熱硬化後の硬化物が高温での接着力に優れたものになる。
(A)液に含まれる(a)成分と(b)成分の含有割合は、重量比で80:20~40:60の範囲である。この含有割合とすることで、得られる接着剤が、光照射後の仮固定性に優れ、金属及びゴムとの接着力を良好にすることができる。
又、(A)液中に含まれる(a)成分と(b)成分の合計量は、(A)液全体を100重量部としたときに、50重量部以上であることが好ましく、75重量部以上であることがさらに好ましく、90重量部以上であることが特に好ましい。
又、(A)液中に含まれる(a)成分と(b)成分の合計量は、(A)液全体を100重量部としたときに、50重量部以上であることが好ましく、75重量部以上であることがさらに好ましく、90重量部以上であることが特に好ましい。
3.(c)成分
(c)成分は光ラジカル重合開始剤である。(c)成分は、光によりラジカルを発生し、(b)成分の重合を開始させる化合物である。光としては、紫外線又は可視光線が好ましく、紫外線又は波長450nm以下の可視光線が好ましい。
(c)成分は光ラジカル重合開始剤である。(c)成分は、光によりラジカルを発生し、(b)成分の重合を開始させる化合物である。光としては、紫外線又は可視光線が好ましく、紫外線又は波長450nm以下の可視光線が好ましい。
(c)成分の具体例としては、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、オリゴ[2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-1-(メチルビニル)フェニル]プロパノン、2-ヒドロキシ-1-[4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチループロピオニル)ベンジル]フェニル]-2-メチルプロパン-1-オン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)]フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)ブタン-1-オン、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルフォリン-4-イル-フェニル)ブタン-1-オン及び3,6-ビス(2-メチル-2-モルフォリノプロピオニル)-9-n-オクチルカルバゾール等のアセトフェノン系化合物;
ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル及びベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン化合物;
ベンゾフェノン、2-メチルベンゾフェノン、3-メチルベンゾフェノン、4-メチルベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、メチル-2-ベンゾフェノン、1-[4-(4-ベンゾイルフェニルスルファニル)フェニル]-2-メチル-2-(4-メチルフェニルスルフォニル)プロパン-1-オン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン及び4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;
ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、及びビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系化合物;
チオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1-クロロ-4-プロピルチオキサントン、3-[3,4-ジメチル-9-オキソ-9H-チオキサントン-2-イル-オキシ]-2-ヒドロキシプロピル-N,N,N―トリメチルアンモニウムクロライド及びフルオロチオキサントン等のチオキサントン系化合物;
ベンジル、エチル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィネート、フェニルグリオキシ酸メチル、エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、カンファーキノン
等が挙げられる。
ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル及びベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン化合物;
ベンゾフェノン、2-メチルベンゾフェノン、3-メチルベンゾフェノン、4-メチルベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、メチル-2-ベンゾフェノン、1-[4-(4-ベンゾイルフェニルスルファニル)フェニル]-2-メチル-2-(4-メチルフェニルスルフォニル)プロパン-1-オン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン及び4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;
ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、及びビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系化合物;
チオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1-クロロ-4-プロピルチオキサントン、3-[3,4-ジメチル-9-オキソ-9H-チオキサントン-2-イル-オキシ]-2-ヒドロキシプロピル-N,N,N―トリメチルアンモニウムクロライド及びフルオロチオキサントン等のチオキサントン系化合物;
ベンジル、エチル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィネート、フェニルグリオキシ酸メチル、エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、カンファーキノン
等が挙げられる。
(c)成分は、(A)液と(B)液のどちらに配合してもよく、両方に配合してもよいが、どちらか一方に配合する必要がある。
(c)成分の含有割合は、(A)液又は(B)液から(c)成分を除いた量を100重量部としたときに0.01~20重量部である。(c)成分の含有割合をこの範囲にすることで、(b)成分を重合させる機能を発現し、さらに、(c)成分の割合が20重量部を超過すると、接着剤の硬化物の耐久性が低下してしまう等の問題が発生してしまう。
尚、(c)成分は、1種のみ単独で使用することも、2種以上を併用することもできる。
(c)成分の含有割合は、(A)液又は(B)液から(c)成分を除いた量を100重量部としたときに0.01~20重量部である。(c)成分の含有割合をこの範囲にすることで、(b)成分を重合させる機能を発現し、さらに、(c)成分の割合が20重量部を超過すると、接着剤の硬化物の耐久性が低下してしまう等の問題が発生してしまう。
尚、(c)成分は、1種のみ単独で使用することも、2種以上を併用することもできる。
4.(d)成分
(d)成分は、第一級及び/又は第二級アミノ基を有する脂肪族ポリアミン化合物である。
ポリアミンとは、1分子中に2個以上のアミノ基を有する化合物を意味する。又、脂肪族ポリアミン化合物とは、アミノ基の窒素原子が、芳香環に含まれない炭素原子に結合した化合物を意味し、鎖状脂肪族ポリアミン、環状脂肪族ポリアミン、脂肪芳香族アミンを含む。脂肪芳香族アミンとは、キシリレンジアミンのような、1分子中に芳香環を有するものの、アミノ基の窒素元素が芳香環に含まれない炭素原子に結合した化合物を意味する。又、鎖状脂肪族ポリアミンや環状脂肪族ポリアミンは、ポリアルキレンオキサイド骨格を有する化合物、ポリアミンと有機酸の縮合物、及び脂肪族ポリアミンを変性した化合物も含む。
(d)成分は、25℃で液状であるものが好ましい。
(d)成分は、第一級及び/又は第二級アミノ基を有する脂肪族ポリアミン化合物である。
ポリアミンとは、1分子中に2個以上のアミノ基を有する化合物を意味する。又、脂肪族ポリアミン化合物とは、アミノ基の窒素原子が、芳香環に含まれない炭素原子に結合した化合物を意味し、鎖状脂肪族ポリアミン、環状脂肪族ポリアミン、脂肪芳香族アミンを含む。脂肪芳香族アミンとは、キシリレンジアミンのような、1分子中に芳香環を有するものの、アミノ基の窒素元素が芳香環に含まれない炭素原子に結合した化合物を意味する。又、鎖状脂肪族ポリアミンや環状脂肪族ポリアミンは、ポリアルキレンオキサイド骨格を有する化合物、ポリアミンと有機酸の縮合物、及び脂肪族ポリアミンを変性した化合物も含む。
(d)成分は、25℃で液状であるものが好ましい。
(d)成分の具体例としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、3-(ジエチルアミノ)プロピルアミン、1,2-プロピレンジアミン、1,3-プロピレンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,3-ジアミノペンタン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、2-メチルペンタメチレンジアミン、ネオペンタンジアミン、(2,2,4)-トリメチルヘキサメチレンジアミン、及び(2,4,4)-トリメチルヘキサメチレンジアミン等の直鎖状又は分岐状アルキレン基を有するポリアミン;
1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンとアクリロニトリルの反応付加物の水添物、イソホロンジアミン、及び4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等の脂環式骨格を有するポリアミン;
N-(2-アミノエチル)ピペラジン等の環構造中に第二級アミノ基を有するポリアミン;
ポリエチレンポリアミンとダイマー酸の縮合物であるポリアミドアミン、及びポリエチレンポリアミンと重合脂肪酸の縮合物であるポリアミドアミン等のポリアミドアミン;
キシリレンジアミン、及びキシリレンジアミン三量体等の、1分子中に芳香環を有するものの、アミノ基の窒素元素が芳香環に含まれない炭素原子に結合した化合物;
末端に1級又は2級アミノ基を有するポリブタジエン、末端に1級又は2級アミノ基を有する液状ニトリルブタジエンゴム、ポリオキシプロピレンジアミン、トリメチロールプロパンポリ(オキシプロピレン)トリアミン、及びグリセリルポリ(オキシプロピレン)トリアミン等の重合体のポリアミン;並びに
前記脂肪族ポリアミンにエポキシ化合物を一部付加した変性ポリアミン
等が挙げられる。
1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンとアクリロニトリルの反応付加物の水添物、イソホロンジアミン、及び4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等の脂環式骨格を有するポリアミン;
N-(2-アミノエチル)ピペラジン等の環構造中に第二級アミノ基を有するポリアミン;
ポリエチレンポリアミンとダイマー酸の縮合物であるポリアミドアミン、及びポリエチレンポリアミンと重合脂肪酸の縮合物であるポリアミドアミン等のポリアミドアミン;
キシリレンジアミン、及びキシリレンジアミン三量体等の、1分子中に芳香環を有するものの、アミノ基の窒素元素が芳香環に含まれない炭素原子に結合した化合物;
末端に1級又は2級アミノ基を有するポリブタジエン、末端に1級又は2級アミノ基を有する液状ニトリルブタジエンゴム、ポリオキシプロピレンジアミン、トリメチロールプロパンポリ(オキシプロピレン)トリアミン、及びグリセリルポリ(オキシプロピレン)トリアミン等の重合体のポリアミン;並びに
前記脂肪族ポリアミンにエポキシ化合物を一部付加した変性ポリアミン
等が挙げられる。
(d)成分は、金属及びゴムとの接着力に優れ、接着剤の熱硬化後の硬化物が高温でのせん断接着力にも優れるという点で、ポリアミドアミンが好ましく、さらに(d1)ダイマー酸及び/又は重合脂肪酸とポリアミンの縮合物であるポリアミドアミン系液状硬化剤を含むことが好ましい。
(d1)成分の配合割合としては、(d)成分の合計を100重量部としたときに50重量部以上であることが好ましい。
尚、本発明において、(d1)成分以外の(d)成分を、(d2)成分とする。
(B)液中に含まれる(d)成分の配合割合は、(B)液全体を100重量部としたときに、50重量部以上であることが好ましく、75重量部以上であることがさらに好ましく、90重量部以上であることが特に好ましい。
(d1)成分の配合割合としては、(d)成分の合計を100重量部としたときに50重量部以上であることが好ましい。
尚、本発明において、(d1)成分以外の(d)成分を、(d2)成分とする。
(B)液中に含まれる(d)成分の配合割合は、(B)液全体を100重量部としたときに、50重量部以上であることが好ましく、75重量部以上であることがさらに好ましく、90重量部以上であることが特に好ましい。
5.その他の成分
本発明の接着剤の(A)液には、必要に応じて、その他のラジカル重合性成分を配合してもよい。
又、(B)液には、必要に応じて、(d)成分以外のアミン化合物や、イオウ系のエポキシ樹脂硬化剤を配合してもよい。
さらに、(A)液及び/又は(B)液には、必要に応じて、さらに別の成分を配合してもよい。
以下これらの成分を例示する。
本発明の接着剤の(A)液には、必要に応じて、その他のラジカル重合性成分を配合してもよい。
又、(B)液には、必要に応じて、(d)成分以外のアミン化合物や、イオウ系のエポキシ樹脂硬化剤を配合してもよい。
さらに、(A)液及び/又は(B)液には、必要に応じて、さらに別の成分を配合してもよい。
以下これらの成分を例示する。
その他のラジカル重合性成分の具体例としては、スチレン、α-メチルスチレン、ジビニルベンゼン、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、N-フェニルマレイミド、N,N’-m-フェニレンビスマレイミド、N,N’-p-フェニレンビスマレイミド、1-マレイミド-3-マレイミドメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1’-(シクロヘキサン-1,3-ジイルビス(メチレン))ビス(1H-ピロール-2,5-ジオン)、1,1’-(4,4’-メチレンビス(シクロヘキサン-4,1-ジイル))ビス(1H-ピロール-2,5-ジオン)、1,1’-(3,3’-(ピペラジン-1,4-ジイル)ビス(プロパン-3,1-ジイル))ビス(1H-ピロール-2,5-ジオン)、2,2’-(エチレンジオキシ)ビス(エチルマレイミド)、1,2-ビス(マレイミド)エタン、N-スクシンイミジル-3-マレイミドプロピオナート、シクロヘキシルビニルエーテル、1,4-ブタンジオールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、乾性油、二重結合を有するアルキド樹脂等が挙げられる。
(d)成分以外のアミン化合物の具体例としては、ドデシルアミン、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-フェニルイミダゾール、4-メチル-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、ジアザビシクロウンデセン、トリエチレンジアミン、N,N’-ジメチルピペラジン、N,N-ジメチルベンジルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、フェニレンジアミン、アニリン、トルイジン、ピぺリジン、ジアミノジフェニルメタン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン等が挙げられる。
イオウ系のエポキシ樹脂硬化剤の具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、1,3-ジメルカプト-2-プロパノール、トリメルカプトトリメチロールプロパン、テトラメルカプトペンタエリスリトール、トリメルカプトペンタエリスリトール、ペンタエリスリトールトリ(3-メルカプトプロピル)エーテル、末端にチオール基を有するポリエーテル化合物、末端にチオール基を有するポリスルフィド樹脂等が挙げられる。
本発明の組成物には、これらの他にも、前記していないシランカップリング剤、ラジカル重合禁止剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、レベリング剤、消泡剤、レオロジー調整剤、タッキファイヤー、可塑剤、溶解性ポリマー、非溶解性の架橋ポリマー微粒子、金属酸化物微粒子、金属微粒子、色素、顔料、蛍光剤、及び有機溶剤等を必要に応じて配合してもよい。
ただし、有機溶剤については、作業環境を整備する必要性を回避できる点から、実質的に配合しないことが好ましい。
ただし、有機溶剤については、作業環境を整備する必要性を回避できる点から、実質的に配合しないことが好ましい。
6.二液型接着剤
本発明の二液型接着剤は、下記(A)液、及び(B)液の二液を含む。
(A)液は、必須成分としての(a1)成分及び(b1)成分と、任意成分としての(a2)成分、(b2)成分、及び(c)成分を含み、(a)成分と(b)成分の含有割合が重量比で80:20~40:60の範囲である。
(B)液は、必須成分としての(d)成分と、任意成分としての(c)成分を含む。
そして、(A)液及び(B)液のうち少なくとも一方は(c)成分を含み、
(c)成分の含有割合は、これが含まれる(A)液又は(B)液から(c)成分を除いた量を100重量部としたときに0.01~20重量部である。
本発明の二液型接着剤は、下記(A)液、及び(B)液の二液を含む。
(A)液は、必須成分としての(a1)成分及び(b1)成分と、任意成分としての(a2)成分、(b2)成分、及び(c)成分を含み、(a)成分と(b)成分の含有割合が重量比で80:20~40:60の範囲である。
(B)液は、必須成分としての(d)成分と、任意成分としての(c)成分を含む。
そして、(A)液及び(B)液のうち少なくとも一方は(c)成分を含み、
(c)成分の含有割合は、これが含まれる(A)液又は(B)液から(c)成分を除いた量を100重量部としたときに0.01~20重量部である。
(A)液及び(B)液としては、共に25℃で液状であるものが好ましい。
両方が液状であることにより、混合が容易になる。
(A)液及び(B)液の粘度としては、いずれも25℃で20,000mPa・s以下であることが好ましく、15,000mPa・s以下であることがより好ましい。
25℃の粘度が20,000mPa・s以下であると、二液混合型のディスペンサーを使用して高速かつ精密に混合塗布することが容易になる。尚、粘度の下限は特に設定するものではないが、塗布後の濡れ広がりやハジキを抑制する点で、25℃で10mPa・s以上であることが好ましく、100mPa・s以上であることがより好ましい。
尚、本発明における粘度とは、E型粘度計(コーンプレート型粘度計)により測定した値を意味する。
両方が液状であることにより、混合が容易になる。
(A)液及び(B)液の粘度としては、いずれも25℃で20,000mPa・s以下であることが好ましく、15,000mPa・s以下であることがより好ましい。
25℃の粘度が20,000mPa・s以下であると、二液混合型のディスペンサーを使用して高速かつ精密に混合塗布することが容易になる。尚、粘度の下限は特に設定するものではないが、塗布後の濡れ広がりやハジキを抑制する点で、25℃で10mPa・s以上であることが好ましく、100mPa・s以上であることがより好ましい。
尚、本発明における粘度とは、E型粘度計(コーンプレート型粘度計)により測定した値を意味する。
本発明の二液型接着剤は、(A)液と(B)液を、使用前に混合して使用する。
(A)液と(B)液を混合する際の重量比は、(A)液のエポキシ基のモル数と(B)液のアミンの活性水素のモル比が、1:0.2~1:2の範囲に入るよう混合することが好ましく、より好ましくは1:0.5~1:1.5、さらに好ましくは1:0.75~1:1.25である。両者の混合比率を上記範囲内にすることで、硬化性と接着性が良好になる。
(A)液と(B)液を混合する際の重量比は、(A)液のエポキシ基のモル数と(B)液のアミンの活性水素のモル比が、1:0.2~1:2の範囲に入るよう混合することが好ましく、より好ましくは1:0.5~1:1.5、さらに好ましくは1:0.75~1:1.25である。両者の混合比率を上記範囲内にすることで、硬化性と接着性が良好になる。
7.使用方法
本発明の二液型接着剤の使用方法は、常法に従えば良い。
例えば、接着剤を金属及び/又はゴムの被着部分に塗布し、塗布後の接着剤に対して、光を照射し、光照射された接着剤を介して、金属とゴムを貼合した後、加熱する方法等が挙げられる。
本発明の二液型接着剤の使用方法は、常法に従えば良い。
例えば、接着剤を金属及び/又はゴムの被着部分に塗布し、塗布後の接着剤に対して、光を照射し、光照射された接着剤を介して、金属とゴムを貼合した後、加熱する方法等が挙げられる。
被着体のゴムとしては、種々のゴムに適用することができる。
ゴムの具体例としては、天然ゴム、アクリロニトリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、ブタジェンゴム、スチレンブタジェンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレン・酢ビゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、及び塩素化ポリエチレンゴム等が挙げられる。
本発明の接着剤は、これらのゴムの中でも、難接着とされるEPDM等のオレフィン系ゴムにも好ましく適用することができる。
ゴムの具体例としては、天然ゴム、アクリロニトリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、ブタジェンゴム、スチレンブタジェンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレン・酢ビゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、及び塩素化ポリエチレンゴム等が挙げられる。
本発明の接着剤は、これらのゴムの中でも、難接着とされるEPDM等のオレフィン系ゴムにも好ましく適用することができる。
ゴムの材質がEPDM等のオレフィン系ゴムである場合、接着性を向上させるため、コロナ処理及び/又はプラズマ処理を実施することが好ましい。
ここで、ゴム製の材料の形状が薄い平面状(シート状等)の場合は、処理速度と生産性の点からコロナ処理であることが好ましい。一方、立体形状物である場合はコロナ処理が困難となるため、プラズマ処理が選択される。コロナ処理とプラズマ処理は、通常どちらか一方でよいが、両方実施しても問題はない。
コロナ処理の場合、好ましい条件は、例えば、放電出力1~30W/cm、放電エネルギー密度1~30J/cm2である。ゴムにコロナ処理してから接着に供するまでの時間は、直後又は数時間以内であることが好ましいが、材質や用途によっては数日経過してもよい。
ここで、ゴム製の材料の形状が薄い平面状(シート状等)の場合は、処理速度と生産性の点からコロナ処理であることが好ましい。一方、立体形状物である場合はコロナ処理が困難となるため、プラズマ処理が選択される。コロナ処理とプラズマ処理は、通常どちらか一方でよいが、両方実施しても問題はない。
コロナ処理の場合、好ましい条件は、例えば、放電出力1~30W/cm、放電エネルギー密度1~30J/cm2である。ゴムにコロナ処理してから接着に供するまでの時間は、直後又は数時間以内であることが好ましいが、材質や用途によっては数日経過してもよい。
もう一方の被着体の金属としては、種々の金属に適用することができる。
金属の具体例としては、鉄、ステンレス鋼やクロムモリブデン鋼などの鋼、鋳鉄、ニッケル、チタン、亜鉛、錫、銅、真鍮、青銅、アルミニウム、アルミニウム-マグネシウム合金、銀、金、白金等が挙げられる。
これら金属は、表面が酸化されていても良い。又、本発明における金属とは、金属以外の素材の表面に、金属メッキが施されている場合も含む。
金属の具体例としては、鉄、ステンレス鋼やクロムモリブデン鋼などの鋼、鋳鉄、ニッケル、チタン、亜鉛、錫、銅、真鍮、青銅、アルミニウム、アルミニウム-マグネシウム合金、銀、金、白金等が挙げられる。
これら金属は、表面が酸化されていても良い。又、本発明における金属とは、金属以外の素材の表面に、金属メッキが施されている場合も含む。
(A)液と(B)液の混合方法については、常法に従えばよい。
例えば、二液を棒によって手の力で混ぜてもよいし、容器と攪拌装置で攪拌してもよいし、遊星式攪拌装置を使用してもよい。又、二液対応のディスペンサーのノズルで混合される形でもよい。
例えば、二液を棒によって手の力で混ぜてもよいし、容器と攪拌装置で攪拌してもよいし、遊星式攪拌装置を使用してもよい。又、二液対応のディスペンサーのノズルで混合される形でもよい。
基材への塗布は、ディスペンサー、ジェットディスペンサー、インクジェット、スクリーン印刷、グラビア印刷、凸版印刷、ロールコーター、刷毛等、公知の方法が適用できる。
塗布する接着剤の厚さは、1~100μmであることが好ましく、5~50μmであることがより好ましい。
塗布する接着剤の厚さは、1~100μmであることが好ましく、5~50μmであることがより好ましい。
(c)成分が感光する波長は、(c)成分の種類に依存するが、好ましくは、波長450nm以下の光を含む光を使用し、(c)成分としても、450nm以下の光に感光する化合物を選択することが好ましい。
光照射の機器としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、水銀キセノンランプ、無電極ランプ、405nmのLED、385nmのLED、365nmのLED等が挙げられる。それらの放射照度は、ラジカル重合成分の硬化性と熱硬化抑制の観点から、10~10,000mW/cm2であることが好ましく、100~5,000mW/cm2であることがより好ましい。光照射時間は、0.1~100秒であることが好ましく、1~10秒であることがより好ましい。
光照射の雰囲気について、(b)成分等のラジカル重合性成分の硬化性を高めるために窒素等の不活性ガスを吹きかけてもよいが、本発明の接着剤及び接着方法では、通常の空気雰囲気であっても問題ない。
光照射の機器としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、水銀キセノンランプ、無電極ランプ、405nmのLED、385nmのLED、365nmのLED等が挙げられる。それらの放射照度は、ラジカル重合成分の硬化性と熱硬化抑制の観点から、10~10,000mW/cm2であることが好ましく、100~5,000mW/cm2であることがより好ましい。光照射時間は、0.1~100秒であることが好ましく、1~10秒であることがより好ましい。
光照射の雰囲気について、(b)成分等のラジカル重合性成分の硬化性を高めるために窒素等の不活性ガスを吹きかけてもよいが、本発明の接着剤及び接着方法では、通常の空気雰囲気であっても問題ない。
次に、光照射された接着剤を介して、金属とゴムを貼り合せる。貼り合せた後は、貼り合せた面の密着性を良好にするために、圧力を加えておいた方がよい。
その状態で、室温で硬化させるか、又は加熱して熱硬化させる。
熱硬化の温度としては、使用する成分の種類、その割合、及び目的等に応じて適宜設定すれば良い。
接着物(製品又は部品)の耐熱温度以下であれば特に限定する必要はないが、例えば120℃であれば1時間程度で十分である。室温であれば数日経過させることが好ましい。
その状態で、室温で硬化させるか、又は加熱して熱硬化させる。
熱硬化の温度としては、使用する成分の種類、その割合、及び目的等に応じて適宜設定すれば良い。
接着物(製品又は部品)の耐熱温度以下であれば特に限定する必要はないが、例えば120℃であれば1時間程度で十分である。室温であれば数日経過させることが好ましい。
本発明のゴムと金属の接着方法としては、EPDM等のオレフィン系ゴムに適用する場合は、下記1)~5)の工程を含む方法が好ましい。
1)被着部分にコロナ処理及び/又はプラズマ処理されたゴムを準備する。
2)二液型接着剤を、エポキシ基とアミンの活性水素のモル比が1:0.2~1:2の範囲に入るよう混合してから、これを金属及び/又は前記ゴムの処理部分に塗布する。
3)塗布後の接着剤に対して、前記(c)成分が感光する波長の光を照射する。
4)光照射された接着剤を介して、金属とゴムを貼り合せる。
5)貼合後の金属及びゴムを含む製品又は部品を、当該製品又は部品の耐熱温度以下の温度に加熱して硬化を完結させる。
1)被着部分にコロナ処理及び/又はプラズマ処理されたゴムを準備する。
2)二液型接着剤を、エポキシ基とアミンの活性水素のモル比が1:0.2~1:2の範囲に入るよう混合してから、これを金属及び/又は前記ゴムの処理部分に塗布する。
3)塗布後の接着剤に対して、前記(c)成分が感光する波長の光を照射する。
4)光照射された接着剤を介して、金属とゴムを貼り合せる。
5)貼合後の金属及びゴムを含む製品又は部品を、当該製品又は部品の耐熱温度以下の温度に加熱して硬化を完結させる。
8.用途
本発明の接着剤は、ゴム及び金属を被着体とする種々の用途に使用することができる。
例えば、建築物、産業機械、自動車、航空機、電子部品及び電気製品等の様々な用途における、部材同士の接着、部品同士の接着、及び部品の製造における接着等が挙げられる。
ゴムは、前記した用途において、ガスや水等をシールするためのシール材として使用されており、シール材の接着に好ましく使用することができる。例えば、金属の配管同士を接続する場合、配管又はゴム材料に接着剤を塗工し、光照射した後、配管の間にゴム材料を挟み、ボルトで圧縮力を加えた状態で固定させることで、接続部分のシール性が確保される。
シール材以外の用途としては、防振部材、エンジンガスケット部、及び建設現場で使用されるゴムライニング等が挙げられる。
防振部材としては、自動車用のブッシュ及びエンジンマウント、並びに建設用の防振、防音、及び制振材料等が挙げられる。
本発明の接着剤は、ゴム及び金属を被着体とする種々の用途に使用することができる。
例えば、建築物、産業機械、自動車、航空機、電子部品及び電気製品等の様々な用途における、部材同士の接着、部品同士の接着、及び部品の製造における接着等が挙げられる。
ゴムは、前記した用途において、ガスや水等をシールするためのシール材として使用されており、シール材の接着に好ましく使用することができる。例えば、金属の配管同士を接続する場合、配管又はゴム材料に接着剤を塗工し、光照射した後、配管の間にゴム材料を挟み、ボルトで圧縮力を加えた状態で固定させることで、接続部分のシール性が確保される。
シール材以外の用途としては、防振部材、エンジンガスケット部、及び建設現場で使用されるゴムライニング等が挙げられる。
防振部材としては、自動車用のブッシュ及びエンジンマウント、並びに建設用の防振、防音、及び制振材料等が挙げられる。
以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は、これらの例によって限定されるものではない。
尚、以下において「部」とは重量部を意味し、表中の配合割合を示す数値は、重量部を意味する。
尚、以下において「部」とは重量部を意味し、表中の配合割合を示す数値は、重量部を意味する。
1.(A)液及び(B)液の調製
表1及び表2に示す(A)液及び比較例4の(B)液について、各成分をそれぞれの割合で配合し、常法に従って攪拌混合して組成物を調製した。組成物の調製の際、必要に応じて約80℃に加熱した。尚、比較例1~3、同5~8の(B)液については、市販の(d1)成分に該当する硬化剤をそのまま使用した。
表1及び表2に示す(A)液及び比較例4の(B)液について、各成分をそれぞれの割合で配合し、常法に従って攪拌混合して組成物を調製した。組成物の調製の際、必要に応じて約80℃に加熱した。尚、比較例1~3、同5~8の(B)液については、市販の(d1)成分に該当する硬化剤をそのまま使用した。
表1及び表2における各成分の数字は、(a)成分と(b)成分の重量の合計を100とした場合の重量部を意味する。
又、表1及び表2における略号は下記を意味する。
又、表1及び表2における略号は下記を意味する。
◆(a)成分
〇(a1)成分
・jER-157S70:ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)製jER-157S70。環球法による軟化点が70℃、1分子中に4個の芳香環と4個のエポキシ基を有する化合物を含む。
・EXP-665:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、DIC(株)製エピクロンN-665-EXP-S。環球法による軟化点が66~74℃、1分子中に3個以上の芳香環と3個以上のエポキシ基を有する化合物を含む。
〇(a2)成分
・jER-828:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)製jER-828。25℃で液状、1分子中に2個のエポキシ基を有する化合物。
・jER-1004:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)製jER-1004。環球法による軟化点が97℃、1分子中に2個のエポキシ基を有する化合物。
・EHPE-3150:2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物、(株)ダイセル製EHPE3150。環球法による軟化点が70~85℃、芳香環を有さず、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する化合物を含む。
〇(a1)成分
・jER-157S70:ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)製jER-157S70。環球法による軟化点が70℃、1分子中に4個の芳香環と4個のエポキシ基を有する化合物を含む。
・EXP-665:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、DIC(株)製エピクロンN-665-EXP-S。環球法による軟化点が66~74℃、1分子中に3個以上の芳香環と3個以上のエポキシ基を有する化合物を含む。
〇(a2)成分
・jER-828:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)製jER-828。25℃で液状、1分子中に2個のエポキシ基を有する化合物。
・jER-1004:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)製jER-1004。環球法による軟化点が97℃、1分子中に2個のエポキシ基を有する化合物。
・EHPE-3150:2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-1-ブタノールの1,2-エポキシ-4-(2-オキシラニル)シクロヘキサン付加物、(株)ダイセル製EHPE3150。環球法による軟化点が70~85℃、芳香環を有さず、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する化合物を含む。
◆(b)成分
〇(b1)成分
・NPG-MA:ネオペンチルグリコールジメタクリレート、共栄社化学(株)製ライトエステルNP。25℃で液状。
・TMP-MA:トリメチロールプロパントリメタクリレート、共栄社化学(株)製ライトエステルTMP。25℃で液状。
〇(b1)成分
・NPG-MA:ネオペンチルグリコールジメタクリレート、共栄社化学(株)製ライトエステルNP。25℃で液状。
・TMP-MA:トリメチロールプロパントリメタクリレート、共栄社化学(株)製ライトエステルTMP。25℃で液状。
◆(c)成分
・TPO:IGMレジン社製の光ラジカル重合開始剤、オムニラッドTPO(2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド)
・TPO:IGMレジン社製の光ラジカル重合開始剤、オムニラッドTPO(2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド)
◆(d)成分
〇(d1)成分
・T-2602:重合脂肪酸とポリアミンの縮合物であるポリアミドアミン系液状硬化剤、(株)T&K TOKA製トーマイド2602。第一級及び/又は第二級アミノ基を有する脂肪族ポリアミン化合物の混合物。
〇(d2)成分
・ATBN:両末端に2級アミノ基を有する液状ニトリルブタジエンゴム、CVC Thermoset Specialties社製ハイカーATBN1300X16。
〇(d1)成分
・T-2602:重合脂肪酸とポリアミンの縮合物であるポリアミドアミン系液状硬化剤、(株)T&K TOKA製トーマイド2602。第一級及び/又は第二級アミノ基を有する脂肪族ポリアミン化合物の混合物。
〇(d2)成分
・ATBN:両末端に2級アミノ基を有する液状ニトリルブタジエンゴム、CVC Thermoset Specialties社製ハイカーATBN1300X16。
2.(A)液と(B)液の混合及び塗布
以降の操作を補足説明するために、図1を使用する。図1において、Xは側面図を意味し、Yは上面図を意味する。
表1及び表2に示した「2液混合の重量比(B)/(A)」に従って二液を秤量し、攪拌棒で混合した。この重量比は、(A)液のエポキシ基と(B)液のアミンの活性水素のモル数が概ね等しくなるよう計算して決めた。
二液を混合してから30分以内に、幅25mm、長さ50mm、厚さ1.5mmのステンレス鋼板(SUS304)(以後SUSと略す)〔図1(1X)、(1Y)の(q)〕に、バーコーターを使用して、厚さ15μmに塗布した〔図1(1X)、(1Y)の(p)〕。
以降の操作を補足説明するために、図1を使用する。図1において、Xは側面図を意味し、Yは上面図を意味する。
表1及び表2に示した「2液混合の重量比(B)/(A)」に従って二液を秤量し、攪拌棒で混合した。この重量比は、(A)液のエポキシ基と(B)液のアミンの活性水素のモル数が概ね等しくなるよう計算して決めた。
二液を混合してから30分以内に、幅25mm、長さ50mm、厚さ1.5mmのステンレス鋼板(SUS304)(以後SUSと略す)〔図1(1X)、(1Y)の(q)〕に、バーコーターを使用して、厚さ15μmに塗布した〔図1(1X)、(1Y)の(p)〕。
3.光照射
SUSに塗布した接着剤に、シーシーエス(株)製の405nmLED照射器を使用し、照度500mW/cm2(浜松ホトニクス(株)製C12144/H12684-405で測定)で、大気下で4秒間光照射を行った。これを2枚作製した。
尚、比較例1の接着剤は、(c)成分を含まないため、光照射しなかった。
SUSに塗布した接着剤に、シーシーエス(株)製の405nmLED照射器を使用し、照度500mW/cm2(浜松ホトニクス(株)製C12144/H12684-405で測定)で、大気下で4秒間光照射を行った。これを2枚作製した。
尚、比較例1の接着剤は、(c)成分を含まないため、光照射しなかった。
4.金属材料とゴム材料の貼り合せ
ゴム材料として、幅25mm、長さ10mmに切断し、さらにコロナ処理を数時間前に両面に実施した1mm厚のEPDMゴムを使用した。
前記した二液型接着剤の光照射面に、EPDMゴム〔図1(2X)、(2Y)の(r)〕を貼り付けた。
次いで、その上に、もう一枚のSUS板(二液型接着剤を塗布して光照射したもの)を貼り合せ、両端を幅15mmのダブルクリップ〔図1(3Y)の(s)〕で挟んで固定した〔図1(3X)、(3Y))〕。
尚、このとき、光硬化性成分を含まない比較例1では、SUSで挟まれたゴムが横滑りしてSUSの間から外に出ることが数回発生し、このような使用形態では使い難いことが確認された。今回の試験では、クリップの位置を調整する等して、ゴムがはみ出なかったサンプルについて接着力を測定した。
ゴム材料として、幅25mm、長さ10mmに切断し、さらにコロナ処理を数時間前に両面に実施した1mm厚のEPDMゴムを使用した。
前記した二液型接着剤の光照射面に、EPDMゴム〔図1(2X)、(2Y)の(r)〕を貼り付けた。
次いで、その上に、もう一枚のSUS板(二液型接着剤を塗布して光照射したもの)を貼り合せ、両端を幅15mmのダブルクリップ〔図1(3Y)の(s)〕で挟んで固定した〔図1(3X)、(3Y))〕。
尚、このとき、光硬化性成分を含まない比較例1では、SUSで挟まれたゴムが横滑りしてSUSの間から外に出ることが数回発生し、このような使用形態では使い難いことが確認された。今回の試験では、クリップの位置を調整する等して、ゴムがはみ出なかったサンプルについて接着力を測定した。
尚、前記したコロナ処理は、ウェッジ(株)製のコロナ放電表面処理装置A3SW-LW(SUSワイヤー電極)を使用し、出力9W/cm、処理密度5.4J/cm2で行った。
5.熱硬化
クリップで挟んだ状態で0.5~1時間ほど室温で放置した後、120℃のオーブンに投入し、1時間後に取り出して熱硬化を完了させた。
クリップで挟んだ状態で0.5~1時間ほど室温で放置した後、120℃のオーブンに投入し、1時間後に取り出して熱硬化を完了させた。
6.光照射後の仮固定接着力の評価
前記した光照射工程までの操作を行った後、幅10mm、長さ50mmに切り取った厚さ1mmのEPDMゴムの端を、接着長さが10mmとなるように(接着面積が1cm2となるように)貼り付けた。次いで、もう一方の端にプッシュプルゲージを取り付け、手でせん断方向に概ね1mm/秒の速さで引張り、剥離したときの力(kgf/cm2)を読み取った。この時の力により、仮固定接着力を下記の5段階で評価し、結果を表1及び表2に記載した。
A:0.5kgf/cm2以上
B:0.2kgf/cm2以上0.5kgf/cm2未満
C:0.1kgf/cm2以上0.2kgf/cm2未満
D:0.01kgf/cm2以上0.1kgf/cm2未満
E:0.01kgf/cm2未満
前記した光照射工程までの操作を行った後、幅10mm、長さ50mmに切り取った厚さ1mmのEPDMゴムの端を、接着長さが10mmとなるように(接着面積が1cm2となるように)貼り付けた。次いで、もう一方の端にプッシュプルゲージを取り付け、手でせん断方向に概ね1mm/秒の速さで引張り、剥離したときの力(kgf/cm2)を読み取った。この時の力により、仮固定接着力を下記の5段階で評価し、結果を表1及び表2に記載した。
A:0.5kgf/cm2以上
B:0.2kgf/cm2以上0.5kgf/cm2未満
C:0.1kgf/cm2以上0.2kgf/cm2未満
D:0.01kgf/cm2以上0.1kgf/cm2未満
E:0.01kgf/cm2未満
7.熱硬化後の120℃接着力の評価
前記した熱硬化サンプルについて、120℃でのせん断接着力を、(株)オリエンテック製テンシロン万能試験機RTE-1210(恒温槽:TKC-R3T-E-S)により、引張速度10mm/分で測定した。又、接着試験後のサンプルを観察し、EPDMゴムの母材破壊の程度を下記の3段階で評価した。
A:EPDMゴムが破壊した部分の面積が10%以上あった。(SUSかゴムの界面剥離は90%未満)
B:EPDMゴムが破壊した部分の面積が1%以上10%未満であった。(SUSかゴムの界面剥離は90%以上)
C:EPDMゴムの破壊がないか、あっても1%未満であった。(SUS又はゴムの界面剥離)
表1及び表2には、破断時の応力(接着力)(MPa)と、上記のEPDMの破壊の程度を記載した。
前記した熱硬化サンプルについて、120℃でのせん断接着力を、(株)オリエンテック製テンシロン万能試験機RTE-1210(恒温槽:TKC-R3T-E-S)により、引張速度10mm/分で測定した。又、接着試験後のサンプルを観察し、EPDMゴムの母材破壊の程度を下記の3段階で評価した。
A:EPDMゴムが破壊した部分の面積が10%以上あった。(SUSかゴムの界面剥離は90%未満)
B:EPDMゴムが破壊した部分の面積が1%以上10%未満であった。(SUSかゴムの界面剥離は90%以上)
C:EPDMゴムの破壊がないか、あっても1%未満であった。(SUS又はゴムの界面剥離)
表1及び表2には、破断時の応力(接着力)(MPa)と、上記のEPDMの破壊の程度を記載した。
表1に示すように、本発明である実施例1~同8の接着剤は、光照射後の仮固定性に優れ、熱硬化後のSUSとEPDMゴムの接着力が120℃の高温においても優れていた。
一方、(a1)成分、(b1)成分及び(c)成分を含まない比較例1の接着剤は、仮固定の接着力が全くなく、熱硬化後の120℃接着力も実施例に比べるとかなり劣っていた。
(a1)成分及び(b1)成分を含むものの(a)成分と(b)成分の配合割合が80:20~40:60の範囲外にある比較例2~比較例4の接着剤は、熱硬化後の120℃接着力が実施例に比べて劣っていた。
(a)成分と(b)成分の配合割合が80:20~40:60の範囲内にあるものの(a1)成分を含まない比較例5~比較例8の接着剤は、熱硬化後の120℃接着力が実施例に比べて劣っていた。尚、(a2)成分として、環球法による軟化点が40℃以上のエポキシ化合物を含む比較例7及び比較例8は、光照射後の仮固定力は良好であったが、120℃接着力が実施例に比べて劣っていた。
一方、(a1)成分、(b1)成分及び(c)成分を含まない比較例1の接着剤は、仮固定の接着力が全くなく、熱硬化後の120℃接着力も実施例に比べるとかなり劣っていた。
(a1)成分及び(b1)成分を含むものの(a)成分と(b)成分の配合割合が80:20~40:60の範囲外にある比較例2~比較例4の接着剤は、熱硬化後の120℃接着力が実施例に比べて劣っていた。
(a)成分と(b)成分の配合割合が80:20~40:60の範囲内にあるものの(a1)成分を含まない比較例5~比較例8の接着剤は、熱硬化後の120℃接着力が実施例に比べて劣っていた。尚、(a2)成分として、環球法による軟化点が40℃以上のエポキシ化合物を含む比較例7及び比較例8は、光照射後の仮固定力は良好であったが、120℃接着力が実施例に比べて劣っていた。
本発明の接着剤は、ゴム、特にオレフィン系ゴムと金属を強力に接着し、そのせん断接着力は高温でも優れており、ゴムと金属を接着剤を介して貼り合せて硬化させるまでの間の仮固定性も有しており、比較的低い加熱温度で硬化させることが可能である。
このため、本発明の接着剤は、ゴム及び金属を被着体とする種々の用途に使用することができ、例えば、建築物、産業機械、自動車、航空機、電子部品及び電気製品等の様々な用途における、部材同士の接着、部品同士の接着、及び部品の製造における接着等が挙げられる。
このため、本発明の接着剤は、ゴム及び金属を被着体とする種々の用途に使用することができ、例えば、建築物、産業機械、自動車、航空機、電子部品及び電気製品等の様々な用途における、部材同士の接着、部品同士の接着、及び部品の製造における接着等が挙げられる。
(p):接着剤
(q):SUS
(r):EPDMゴム
(s):ダブルクリップ
(q):SUS
(r):EPDMゴム
(s):ダブルクリップ
Claims (7)
- 下記(A)液、及び(B)液の二液を含むゴムと金属用の二液型接着剤であって、
(A)液は、必須成分としての下記(a1)成分及び(b1)成分と、任意成分としての下記(a2)成分、下記(b2)成分、及び下記(c)成分を含み、下記(a)成分と下記(b)成分の含有割合が重量比で80:20~40:60の範囲であり、
(B)液は、必須成分としての下記(d)成分と、任意成分としての下記(c)成分を含み、
(A)液及び(B)液のうち少なくとも一方は(c)成分を含み、
(c)成分の含有割合は、これが含まれる(A)液又は(B)液から(c)成分を除いた量を100重量部としたときに0.01~20重量部である
二液型接着剤。
(a)成分:下記(a1)成分及び(a2)成分を含むエポキシ基を有する化合物
(a1)成分:1分子中に1個以上の芳香環と、1分子中に3個以上のエポキシ基を有し、かつ、環球法による軟化点が40℃以上である化合物
(a2)成分:(a1)成分以外のエポキシ基を有する化合物
(b)成分:下記(b1)成分及び(b2)成分を含む(メタ)アクリロイル基を有する化合物
(b1)成分:1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する25℃で液状の化合物
(b2)成分:(b1)成分以外の(メタ)アクリロイル基を有する化合物
(c)成分:光ラジカル重合開始剤
(d)成分:第一級及び/又は第二級アミノ基を有する脂肪族ポリアミン化合物 - (b1)成分の(メタ)アクリロイル基がメタクリロイル基であり、(b1)成分が(b)成分中に50重量%以上含まれる請求項1記載の二液型接着剤。
- (d)成分が、(d1)ダイマー酸及び/又は重合脂肪酸とポリアミンの縮合物であるポリアミドアミン系液状硬化剤を含み、(d1)成分が(d)成分の合計を100重量部としたときに50重量部以上含まれる請求項1又は請求項2に記載の二液型接着剤。
- (A)液及び(B)液の25℃における粘度が、いずれも20,000mPa・s以下である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の二液型接着剤。
- (A)液中に含まれる(a)成分中のエポキシ基と(B)液中に含まれる(d)成分のアミノ基のモル比が1:0.2~1:2の範囲である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の二液型接着剤。
- ゴムが、コロナ処理又はプラズマ処理されたオレフィン系ゴムである請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の二液型接着剤。
- 下記1)~5)の工程を含むゴムと金属の接着方法。
1)被着部分にコロナ処理及び/又はプラズマ処理されたゴムを準備する。
2)請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の二液型接着剤を、エポキシ基とアミンの活性水素のモル比が1:0.2~1:2の範囲に入るよう混合してから、これを金属及び/又は前記ゴムの処理部分に塗布する。
3)塗布後の接着剤に対して、前記(c)成分が感光する波長の光を照射する。
4)光照射された接着剤を介して、金属とゴムを貼り合せる。
5)貼合後の金属及びゴムを含む製品又は部品を、当該製品又は部品の耐熱温度以下の温度に加熱して硬化を完結させる。
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