CN115916919A - 湿气固化型热熔接着剂 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种湿气固化型热熔接着剂。
背景技术
以往已知一种包含异氰酸酯官能基的反应性聚氨基甲酸酯热熔接着剂(以下有时称为“PU热熔接着剂”),其从通过大气中的水分、或相互接着的材料所含的水分的作用,而不可逆地固化的预聚物所调制。例如,如专利文献1所记载的预聚物为使多异氰酸酯与聚酯多元醇、及所需的聚醚多元醇进行反应而得到的化合物的反应生成物,如前述的反应性的PU热熔接着剂,例如,一般可使用作为使塑料、玻璃、金属、皮革、及木材等的各式各样的材料接着的接着剂。
在此,不会伴随PU热熔接着剂的起始成分的相互反应的凝固时间,可通过使在室温为结晶质或是非晶质的成分的掺合比例改变,而在秒钟单位至分钟单位的范围内调整。关于此点,已知PU热熔接着剂的结晶性的结构,使接着剂的熔融黏度降低而提升涂布性,同时带来起因于涂布后的短凝固时间及低玻璃化转变温度的良好的低温弹性(例如参照专利文献2、专利文献3)。
伴随反应性的PU热熔接着剂的成分相互间的交联反应的固化通过异氰酸酯基与水分的反应而于数日间进行,且借此形成热固化性聚脲。之后的PU热熔接着剂不再熔融,或是例如:展现不会溶解于溶剂的性质。因此,经固化的接着剂显示良好的耐热性,同时对于化学药品,例如塑化剂、溶剂、油、及燃料等显示良好的耐性。
然而,如上述的接着剂起因于这些接着剂的调制法,而会残留高浓度的游离的单体性多异氰酸酯,例如:4,4’-二异氰酸基二苯甲烷(4,4’-MDI)、2,4-二异氰酸基甲苯、或2,6-二异氰酸基甲苯(TDI)。此种单体性多异氰酸酯,由于在接着剂的涂布温度(约100℃~约180℃)下,显示单体性的成分会被以气体状态释放至周围环境的蒸气压,所以需要设置指定的排气装置等设备。
又,在如上述的接着剂中,通过与水分的反应而形成聚脲。而形成聚脲时,从接着剂释放二氧化碳。因此,在接着剂所接着的接着区域中产生发泡。该结果,产生接合构成的构件的表面的膨胀、或接着强度的降低。
又,反应性热熔接着剂需要加热时的稳定性(黏度不会增加,甚至不会固化)与在室温的固化性的平衡。然而,反应性的PU热熔接着剂有加热时的稳定性不足够的缺点。亦即,反应性的PU热熔接着剂在涂敷前有需要进行加热熔融时,在此时分子链末端异氰酸酯基与分子链中的氨基甲酸酯键、脲键进行反应,生成脲基甲酸酯键、缩二脲键,形成三维交联结构,而有组合物的黏度上升、或是胶化的情形。
为了解决该问题点,例如,已知有如专利文献4~6所揭示的将聚酯多元醇作为基材的硅烷官能性的反应性热熔接着剂。
但是,专利文献4所记载的接着剂组合物为感压接着剂(黏着剂),固化后也残留黏性,因此根据用途,有黏腻感成为问题的情况。又,专利文献5所记载的组合物,有凝结强度(立ち上がり強度)并非足够的情况,在专利文献6所记载的湿气固化性热熔接着剂组合物中,难以兼具充分的可贴合时间的确保与足够的凝结强度。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开平4-227714号公报
[专利文献2]日本特开平2-088686号公报
[专利文献3]日本特开2014-205764号公报
[专利文献4]日本专利第6027146号公报
[专利文献5]日本专利第5738849号公报
[专利文献6]日本专利第5254804号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
亦即,与如上述各专利文献的现有技术相比,需要确保热熔接着剂的更高的凝结强度、及足够长的可贴合时间。因此,本发明的目的在于提供一种湿气固化型热熔接着剂,其可兼具良好的凝结强度与足够长的可贴合时间。
[用来解决课题的手段]
本发明为了达成上述目的而提供一种湿气固化型热熔接着剂,其包含下述通式(a)所示的含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A)。
通式(a)中,A表示从二价的二异氰酸酯去除2个异氰酸酯基后得到的残基,Y表示从作为二异氰酸酯(i)与多元醇(ii)的反应物的异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物(a1)去除-O-C(=O)-NH-A-NCO得到的残基,W表示从包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)去除活性氢基得到的残基,多元醇(ii)为聚醚多元醇(ii-1),包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)在室温为固体,且具有烷氧基甲硅烷基与羟基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(a2-1),X表示O、S、或NR1,其中,R1为氢原子,或表示具有1~20个C原子的直链或是支链的一价烃基,其可选地包含环式的部分,或表示通式(b)的基。
R2及R3彼此相互独立地表示氢原子、或从由-R5、-COOR5、及-CN构成的群组中选择的基团,再者,R4表示氢原子、或从由-CH2-COOR5、-COOR5、-CONHR5、-CON(R5)2、-CN、-NO2、-PO(OR5)2、-SO2R5、及-SO2OR5构成的群组中选择的基团,R5表示具有1~20个C原子的烃基,其可选地包含1个或多个杂原子,n为1以上的数。
[发明的效果]
根据本发明的湿气固化型热熔接着剂,可提供一种可兼具良好的凝结强度与足够长的可贴合时间的湿气固化型热熔接着剂。
具体实施方式
[用于实施发明的形态]
<数值、及用语的定义/意义>
在本说明书中使用的数值、及用语的定义/意义如以下所述。
所谓的“室温”或是“常温”为23℃的温度。
用语“在室温为固体状”意指作为对象的物质(例如:指定的组合物)为结晶性物质、部分地结晶性物质、和/或玻璃状非晶质,具有较23℃更高的软化点(利用环球法的测定值)、或熔点。在此,熔点为例如:通过动态示差热量测定(示差扫描型热量测定[DSC]),在加热操作中测定的曲线的最大值,且为对象材料由固体状态转变成液体状态的温度。因此,用语“在室温为液状”意指具有23℃以下的软化点、或是熔点。
所谓的“可贴合时间”是从将接着剂涂布于被接着物至与其它的被接着物贴合为止的可贴合的时间。“可贴合时间”,可依据日本接着剂工业规格JAI7-1991进行测定。
所谓的“凝固时间(Setting Time)”是与被接着材贴合的热熔接着剂冷却凝固而显示初期接着力为止的时间。
<湿气固化型热熔接着剂的概要>
至于热熔接着剂,要求其涂布于被接着体后的凝结强度足够高(换言之,到发挥由凝固所致的足够的接着强度为止的时间,实用上很短),而且,在使经涂布热熔接着剂的被接着体与其它被接着体接着为止,该热熔接着剂无法再与其它被接着体适当地接着为止的时间,亦即可贴合时间为足够的长度。再者,凝结强度为通过热熔接着剂固化而发挥的强度,所谓的凝固是指热熔接着剂在通过加热而熔融后进行冷却成为固体状。而反应性热熔接着剂在凝固后,起因于成分中的甲硅烷基等,通过湿气固化进行交联反应,借此进行固化。
于此,本案发明者探讨各种构成热熔接着剂的各种的化合物、组合物等的结果发现:通过包含结晶组织,同时一部分包含无定形分子的区域,且选择特定的掺合成分等,能够兼具足够的凝结强度与足够长的可贴合时间。再者,发现:通过使构成接着剂的预聚物等包含反应性基团,主要可在接着剂固化后进行交联反应,且充分提升接着剂的最终强度。亦即,发现:可通过使构成热熔接着剂的材料包含结晶性的化合物而调整可贴合时间,例如,通过一部分包含相当于如聚醚的醚键等的无定形分子的区域,确保柔软性,而且,例如,通过含有在末端具有反应性基的预聚物等,能够从涂布接着剂后,随时间的经过使主要开始的交联反应进行,而充分提升最终强度。
亦即,本发明的湿气固化型热熔接着剂是包含下述通式(a)所示的含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A)(以下称为成分(A))的湿气固化型热熔接着剂。
通式(a)中,A表示从二价的二异氰酸酯去除2个异氰酸酯基后得到的残基,Y表示从作为二异氰酸酯(i)与多元醇(ii)的反应物的异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物(a1)去除-O-C(=O)-NH-A-NCO得到的残基(以下称为Y残基),W表示从包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)去除活性氢基得到的残基,多元醇(ii)为聚醚多元醇(ii-1),包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)具有烷氧基甲硅烷基及羟基,且为在室温为固体的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(a2-1),X表示O、S、或NR1,其中,R1为氢原子,或表示具有1~20个C原子的直链或是支链的一价烃基,其可选地包含环式的部分,或表示通式(b)的基。
R2及R3彼此相互独立地表示氢原子、或从由-R5、-COOR5、及-CN构成的群组中选择的基团,再者,R4表示氢原子、或从由-CH2-COOR5、-COOR5、-CONHR5、-CON(R5)2、-CN、-NO2、-PO(OR5)2、-SO2R5、及-SO2OR5构成的群组中选择的基团,R5表示具有1~20个C原子的烃基,其可选地包含1个或多个杂原子,n为1以上的数。
本发明的湿气固化型热熔接着剂是包含通式(a)的含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A)(以下称为成分(A))而构成。成分(A)一般是使式(I)所示的异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物(a1)(以下称为成分(a1))与式(II)所示的包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)(以下称为成分(a2))反应而得。
式(I)中,A、Y、及n与上述相同。
HX-W (II)
式(II)中,X及W与上述相同。
此外,成分(a1)的调制法没有特别限定,例如,成分(a1)还可以二异氰酸酯(i)(以下称为成分(i))与多元醇(ii)(以下称为成分(ii))的反应物的形式而调制。再者,成分(ii)还可含有聚醚多元醇(ii-1)(以下称为成分(ii-1))。于此,成分(ii)除了成分(ii-1)外、或是取代成分(ii-1)的一部分,而可进一步含有聚酯多元醇(ii-2)(以下称为成分(ii-2))和/或聚碳酸酯多元醇(ii-3)(以下称为成分(ii-3))。又,成分(ii-2)还可为结晶性脂肪族聚酯多元醇(ii-2-1)(以下称为成分(ii-2-1))。
再者,成分(a2)在室温为固体且为在末端具有烷氧基甲硅烷基与羟基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(a2-1)(以下称为成分(a2-1)),成分(a2)除了成分(a2-1)外、或是取代成分(a2-1)的一部分,而可进一步含有具有活性氢基的烷氧基硅烷(a2-2)(以下称为成分(a2-2))。
(成分(A)的其它调制法)
又,成分(A)还可通过使式(III)所示的羟基末端聚合物(a1”)(以下称为成分(a1”))、与式(IV)所示的包含烷氧基甲硅烷基与异氰酸酯基的化合物(a2”)(以下称为成分(a2”))反应而得。此外,成分(a2”)是通过使包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)与二异氰酸酯(式:OCN-A-NCO)反应而得。
此外,Y”是从多元醇(ii)去除羟基得到的残基(以下称为Y”残基),其与从异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物(a1)去除-O-C(=O)-NH-A-NCO得到的残基(Y残基)结构相同,其中该异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物(a1)为上述二异氰酸酯(i)与多元醇(ii)的反应物。
于此,A、X、及W与上述相同。
而且,本发明的湿气固化型热熔接着剂,除上述成分之外,还可进一步含有:硅烷类赋黏剂(B)(以下称为成分(B)),改性树脂(C)(以下称为成分(C)),从由胺类化合物、2价的锡化合物、及氟化聚合物构成的群组中选择的至少一种催化剂(交联催化剂)(D)(以下称为成分(D)),和/或甲硅烷基化聚合物(E)(以下称为成分(E))。
再者,本发明的热熔接着剂还可构成作为光固化型的接着剂。
<湿气固化型热熔接着剂的详细说明>
本发明的湿气固化型热熔接着剂是包含通式(a)所示的含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A)而构成,对成分(A)的调制方法并无特别限定。
作为一例,湿气固化型热熔接着剂可含有成分(A)而调制,其中成分(A)是使成分(i)与成分(ii)反应而调制成分(a1),使所得的成分(a1)与成分(a2)反应而调制。又,还可于成分(A)添加成分(B)、成分(C)、成分(D)、成分(E)、和/或其它的添加剂,而调制本发明的湿气固化型热熔接着剂。此外,成分(A)还可使成分(a2)与成分(i)或是成分(ii)反应,并进一步与成分(ii)或是成分(i)反应而调制、或是还可使成分(i)、成分(ii)、及成分(a2)同时反应而调制。
而且,本发明的热熔接着剂,在室温为固体状,且以加热熔融的状态涂布于被接着体。以下,详细地说明所囊括的各构成要素。再者,在以下的说明中,有时将本发明的湿气固化型热熔接着剂称为“反应性热熔接着剂”或“一液型湿气固化型反应性热熔接着剂”。
<(A)含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物>
本发明的含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A)为具有通式(a)所示的烷氧基甲硅烷基并含氨基甲酸酯键的聚合物。而含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A)是以聚醚骨架(从聚醚多元醇去除羟基而成的骨架)为必要的聚合物,其是以氨基甲酸酯键将含聚醚骨架的聚合物与包含烷氧基甲硅烷基的丙烯酸类聚合物的骨架(从具有烷氧基甲硅烷基与羟基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物去除羟基而成的骨架)连结而成的聚合物。此氨基甲酸酯键的连结,是通过聚醚多元醇及包含烷氧基甲硅烷基的丙烯酸类聚合物的末端羟基与连结剂(二异氰酸酯化合物)的反应而产生的下述通式(V)的键结基所致的连结。通过将两种聚合物连结,而构成具有强韧性及柔软性的聚合物。
-OC(=O)NH-A-NHC(=O)O- (V)
又,A与上述相同。
从本发明的热熔接着剂的凝结强度变高的观点来看,成分(A)优选为在室温为固体状。
<(a1)异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物>
本发明的(a1)异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物可通过以往周知的方法调制。例如,可通过使指定的二异氰酸酯成分(成分(i))与指定的多元醇成分(成分(ii))进行反应而调制。
例如,本发明的(a1)异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物是使二异氰酸酯与聚醚多元醇成为二异氰酸酯的异氰酸酯基与聚醚多元醇的羟基的摩尔比(以下称为异氰酸酯基/羟基摩尔比)超过1的摩尔比的状态,亦即,使异氰酸酯基相对于羟基成为过剩的量进行反应而得到。在此,异氰酸酯基/羟基摩尔比,优选为1.5以上,更优选为1.8以上,进一步优选为1.9以上,优选为3.0以下,更优选为2.5以下,进一步优选为2.1以下。若异氰酸酯基/羟基摩尔比为该范围,则得到良好的涂敷性。
又,(a1)异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物,也可对于聚醚多元醇的羟基团使用具有不足够的摩尔比的异氰酸酯基的二异氰酸酯(例如:1,6-二异氰酸基己烷(HDI)、2,4-二异氰酸基甲苯(TDI)、2,6-二异氰酸基甲苯(TDI)、2,4’-二异氰酸基二苯甲烷(MDI)、4,4’-二异氰酸基二苯甲烷(MDI)),使聚醚多元醇或这些的一部分改性,反应结束后,使过剩的二异氰酸酯与具有氨基甲酸酯基的多元醇反应而得到。
又,聚醚多元醇与二异氰酸酯可在5重量%为止的量的例如脂肪族二异氰酸酯的三聚物(例如:六亚甲基二异氰酸酯等)的存在下进行反应,或是还可在预聚物化反应结束后,添加该种的三聚物。
[多异氰酸酯]
作为本发明的多异氰酸酯并无特别限定,但可列举例如:二异氰酸酯。
((i)二异氰酸酯)
作为(i)二异氰酸酯并无特别限定,但可列举例如:下述式(c)所示的化合物。
OCN-A-NCO 式(c)
式(c)中,A为二价的从二异氰酸酯去除2个异氰酸酯基后的残基,其表示碳数1~20的脂肪族烃基、包含脂环结构的碳数3~20的烃基或包含芳香环的碳数6~20的烃基。
具体而言,可列举例如:苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯等的芳香族二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖胺酸二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、亚二甲苯二异氰酸酯、四甲基亚二甲苯二异氰酸酯等的脂肪族或脂环族二异氰酸酯等。从使用于进行熔融而使用的热熔接着剂的观点来看,这些之中,优选为使用加热时的蒸气压低的二苯甲烷二异氰酸酯。
[(ii)多元醇]
作为本发明中可使用的多元醇可列举例如:聚酯类多元醇、聚醚类多元醇、丙烯酸多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烃多元醇、蓖麻油多元醇等、或这些的混合物或是共聚合物。
而(ii)多元醇成分含有(ii-1)聚醚多元醇作为本发明的必要成分。此外,成分(ii)可进一步含有聚酯多元醇(ii-2)和/或聚碳酸酯多元醇(ii-3)。又,成分(ii-2)还可为结晶性脂肪族聚酯多元醇(ii-2-1)。
此外,在成分(ii)进一步含有聚酯多元醇(ii-2)和/或聚碳酸酯多元醇(ii-3)的情形,本发明的(a1)异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物,蓖麻是使二异氰酸酯与多元醇成为二异氰酸酯的异氰酸酯基与多元醇的羟基的摩尔比(以下称为异氰酸酯基/羟基摩尔比)超过1的摩尔比的状态,亦即,相对于羟基而言异氰酸酯基以过剩的量反应,使成分(ii)与[(ii-2)和/或(ii-3)]的由二异氰酸酯所致的连结生成而得到。于此,从得到良好涂敷性的观点来看,异氰酸酯基/羟基摩尔比优选为1.2以上,更优选为1.3以上,进一步优选为1.4以上。又,从得到良好固化性的观点来看,优选为1.9以下、更优选为1.7以下、进一步优选为1.6以下。
((ii-1)聚醚多元醇)
作为聚醚多元醇,可列举例如:聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)、聚四亚甲基二醇(PTMG)等。这些多元醇并没有限定,但数均分子量优选为500以上,更优选为1,000以上,进一步优选为2,000以上,优选为30,000以下,更优选为20,000以下,进一步优选为15,000以下。又,聚醚多元醇优选为二醇。
又,作为聚醚多元醇,也可使用将2种以上的聚醚多元醇共聚合的化合物,且可列举例如:聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚二醇。该二醇类末端基为伯羟基,且与异氰酸酯基的反应性良好,因而优选。聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚二醇,优选环氧乙烷的含量为5重量%以上,优选为90重量%以下,更优选为40重量%以下,进一步优选为20重量%以下。
((ii-2)聚酯多元醇)
作为(ii)多元醇成分使用的聚酯类多元醇(以下有时简称为“聚酯多元醇”),意指具有超过1个OH基(优选为2个末端OH基)的聚酯。
本发明的湿气固化型热熔接着剂是在(ii)多元醇成分之中含有:具有至少2官能价,同时在室温为固体状(优选为至少部分地结晶性的固体状)的至少一种聚酯多元醇。
再者,湿气固化型热熔接着剂,也可在(ii)多元醇成分之中含有:具有至少2官能价,同时为至少部分地结晶性的1种或多种的聚酯多元醇;具有至少2官能价的1种或多种的芳香族聚酯多元醇、脂环式聚酯多元醇;具有至少2官能价,同时在常温为液状的1种或多种的聚酯多元醇;和/或具有至少2官能价的1种或多种的聚醚多元醇。
在此,针对“至少部分地结晶性”的意义进行说明。所谓的“至少部分地结晶性”的聚酯多元醇,意指该聚酯多元醇非完全的结晶性,而是部分地或附加性地含有一定的非晶质部。如前述的聚酯多元醇具有结晶性的熔点(Tm)与玻璃化转变温度(以下有时称为“Tg”)。该熔点表示结晶性的部分熔融的温度。熔点,例如:可通过利用DSC测定的示差热分析,作为主要的吸热峰(结晶熔融峰)而决定。根据DSC测定(第2加热过程中的加热与冷却的速度定为10K/分钟),至少部分地结晶性的聚酯多元醇的熔点为约35℃~约120℃。而至少部分地结晶性的聚酯多元醇的玻璃化转变温度一般为例如远低于室温。部分地结晶性的适当的聚酯多元醇(以下称为“结晶性脂肪族聚酯多元醇”)对该所属技术领域中具有通常知识者而言众所周知。再者,聚酯多元醇也可为以二异氰酸酯连结的聚酯多元醇。
((ii-2-1)结晶性脂肪族聚酯多元醇)
作为(ii-2-1)结晶性脂肪族聚酯多元醇,可使用例如使具有2个以上的羟基的化合物与多元酸进行反应的化合物。又,也可使用2官能性的引发剂(starter)分子,例如:基于1,6-己二醇等的聚己内酯衍生物。
具体而言,作为具有2个以上的羟基(优选为2~3个,更优选为2个)的化合物,可列举例如:乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇等的碳原子数为2~16的直链脂肪族二醇;三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、新戊四醇、丙三醇等的脂肪族三醇。这些之中,从可提高结晶性的观点来看,直链脂肪族二醇的碳原子数优选为4~14,更优选为6~12。这些的化合物可单独使用,也可并用2种以上。
作为多元酸,可使用例如:草酸、丙二酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、1,12-十二烷二羧酸等的碳原子数为2~16的直链脂肪族二羧酸。这些之中,从可提高结晶性的观点来看,直链脂肪族二羧酸的碳原子数优选为6~14,更优选为8~12。这些的多元酸可单独使用,也可并用2种以上。
再者,作为结晶性脂肪族聚酯多元醇,具体而言,优选为下述通式(VI)所示的长链脂肪族聚酯多元醇。
通式(VI)中,R6及R7分别独立且表示碳原子数为偶数的直链的亚烷基,而且,R6及R7具有的碳原子数的合计为12以上。又,n表示3~40。
在此,作为通式(VI)中的R6,可列举碳原子数为偶数的直链的亚烷基,且可在R6与R7具有的碳原子数的合计为12以上的范围适当选择。而作为R7,优选为碳数为4以上的偶数的直链的亚烷基。
又,通式(VI)中的R7,可列举与R6独立且碳数为偶数的直链的亚烷基,且可在R6与R7具有的碳原子数的合计为12以上的范围适当选择。而作为R7,优选为碳原子数为10以上的偶数的直链的亚烷基。
通过使用R6及R7为分别具有上述范围内的碳原子数的直链的亚烷基的长链脂肪族聚酯多元醇,可提高所得到的氨基甲酸酯预聚物的结晶性,且可得到具有优异的初期接着强度与常态接着强度的湿气固化型热熔接着剂。
又,通式(VI)中的n为3~40,优选为9~25的范围内,更优选为9~15的范围内。通过使用具有该范围内的n的长链脂肪族聚酯多元醇,可得到具有适当的熔融黏度,同时涂装作业性优异的湿气固化型热熔接着剂。
具体而言,作为结晶性脂肪族聚酯多元醇,可列举聚己二酸己二酯、聚癸二酸己二酯、聚十二烷酸己二酯、聚癸酸十二烷二酯等,且优选为聚癸二酸己二酯、聚十二烷酸己二酯、聚癸酸十二烷二酯。
在此,从使用包含使用结晶性脂肪族聚酯多元醇的熔融熔化成分的组合物后,通过该熔化成分的结晶化而缩短得到足够的初期强度为止的时间的观点来看,结晶性脂肪族聚酯多元醇的结晶化温度,优选为较结晶性脂肪族聚酯多元醇的熔点低30℃以下的温度。借此,使用本发明的湿气固化型热熔接着剂将被接着体相互接着时,接着剂的初期强度发挥足够的强度,而不需要将一方的被接着体固定于另一方的被接着体直到被接着体之间相互偏移消失为止,或者,仅短时间的固定即足够。前述尤其是垂直接着时,例如:在进行汽车或运输设施的挡风玻璃、窗户的接着时,非常方便。又,因为具有对于基材的反弹(欲剥离的力)的高耐性,且可以短时间固定,所以可使用于将合板、MDF(中密度纤维板;mediumdensity fiberboard)、塑合板(particle board)等基材与在表面施加有装饰性的颜色、图样的装饰薄片或薄膜、装饰纸、薄板、金属箔等贴合而得到的装饰固定构件。
结晶性脂肪族聚酯多元醇,优选为数均分子量为1,500以上,更优选为2,500以上,进一步优选为3,500以上,优选为10,000以下,更优选为7,000以下,进一步优选为6,000以下。在使用聚己内酯多元醇作为结晶性脂肪族聚酯多元醇时,优选为数均分子量为20,000以上200,000以下的范围。又,结晶性脂肪族聚酯多元醇的熔点,优选为35℃以上,更优选为45℃以上,进一步优选为55℃以上,优选为120℃以下,更优选为100℃以下,进一步优选为80℃以下。
(芳香族聚酯多元醇)
作为芳香族聚酯多元醇,可使用例如:芳香族多元羧酸与低分子量的脂肪族多元醇的反应物。
作为芳香族多元羧酸,可使用邻苯二甲酸(例如:邻苯二甲酸、苯二甲酸酐)、间苯二甲酸、对苯二甲酸。这些的芳香族多元羧酸可单独使用,也可并用2种以上。
芳香族多元羧酸中,视需要可并用其它的多元酸。作为该情况中的芳香族多元羧酸的含量,优选为全部的多元酸中60质量%以上,更优选为80质量%以上。
作为其它的多元酸,可列举例如:草酸、丙二酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、1,12-十二烷二羧酸等。这些的多元酸可单独使用,也可并用2种以上。又,这些的多元酸之中,优选为己二酸、癸二酸。
作为低分子量的脂肪族多元醇,可列举例如:碳原子数为2~16的直链脂肪族二醇,且直链脂肪族二醇之中,优选为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇,更优选为乙二醇、1,6-己二醇。
又,作为低分子量的脂肪族多元醇,也可列举:新戊二醇、1,3-丁二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、2,2-二乙基丙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,8-辛二醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇等支链脂肪族二醇,且支链脂肪族二醇之中,优选为新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇,更优选为新戊二醇。
再者,作为低分子量的脂肪族多元醇,也可列举二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等具有醚键的低分子量的脂肪族多元醇,且这些之中,优选为二乙二醇。而,作为脂肪族多元醇,也可使用使环氧乙烷、环氧丙烷、γ-丁内酯、ε-己内酯等与双酚A、双酚F等进行开环加成反应而得到的芳香族多元醇,这些之中,优选为使环氧乙烷与双酚A进行开环加成反应而得到的芳香族多元醇。
这些的低分子量的脂肪族多元醇可单独使用,也可并用2种以上。从可提高非晶质性的观点来看,这些之中,优选为使用新戊二醇、及二乙二醇。
在此,作为芳香族聚酯多元醇的数均分子量,优选为900以上,更优选为1,000以上,优选为5,000以下,更优选为3,000以下。
再者,作为芳香族聚酯多元醇,可列举例如:具有2,000以上5,000以下的数均分子量,而且具有30℃以上的玻璃化转变温度的芳香族聚酯多元醇(以下称为“常温固体的芳香族聚酯多元醇”);及例如:具有400以上3,500以下的数均分子量,而且具有20℃以下的玻璃化转变温度的芳香族聚酯多元醇(以下称为“常温液体的芳香族聚酯多元醇”)。
(常温固体的芳香族聚酯多元醇)
常温固体的芳香族聚酯多元醇,例如,可通过使芳香族多元羧酸与低分子量的脂肪族多元醇进行缩合反应的方法而制造。
作为常温固体的芳香族聚酯多元醇,优选为:将作为低分子量的脂肪族多元醇的乙二醇、新戊二醇,与作为芳香族多元羧酸的间苯二甲酸、对苯二甲酸,以玻璃化转变温度成为30℃以上的方式适当组合,并通过周知的方法进行缩合反应而得到的芳香族聚酯多元醇。
常温固体的芳香族聚酯多元醇为具有30℃以上的玻璃化转变温度的化合物,其中更优选为具有30℃以上70℃以下的范围内的玻璃化转变温度。通过使用具有该范围内的玻璃化转变温度的常温固体的芳香族聚酯多元醇,可得到一种展现优异的接着强度的湿气固化型热熔接着剂,其可进一步提升对于聚对苯二甲酸乙二酯等芳香族类树脂的接着性,而且,可赋予强韧性而提升凝结强度及最终强度。
(常温液体的芳香族聚酯多元醇)
作为常温液体的芳香族聚酯多元醇,可使用例如:使具有醚键的低分子量的脂肪族多元醇、支链脂肪族二醇等,与芳香族多元羧酸进行反应而得到的芳香族聚酯多元醇。
常温液体的芳香族聚酯多元醇具有20℃以下的玻璃化转变温度。又,常温液体的芳香族聚酯多元醇,优选为具有-30℃以上20℃以下的范围内的玻璃化转变温度。若在该范围内,则可得到可展现更优异的常态接着强度的湿气固化型热熔接着剂。
(脂环式聚酯多元醇)
脂环式聚酯多元醇,例如:可使用脂环式多元醇与脂肪族多元羧酸(或其酸衍生物),或是使用脂肪族多元醇与脂环式多元羧酸(或其酸衍生物)通过周知的反应方法进行制造。再者,该制造方法没有特别限定。
作为脂环式多元醇,也可使用例如:环戊二醇、环己二醇、环己烷二甲醇、氢化双酚A等,或对此等多元醇加成环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)等环氧烷而得的加成物。这些可单独使用,也可并用2种以上。
作为脂肪族多元醇,可列举例如:碳原子数为2~16的直链脂肪族二醇、聚环氧烷寡聚物、支链脂肪族二醇、脂肪族三醇等,且这些之中,优选为1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、新戊二醇,更优选为新戊二醇。
作为脂环式多元羧酸,可列举例如:环己烷二羧酸、环戊烷二羧酸等,且这些之中,优选为环己烷二羧酸(CHDA)。
作为脂肪族多元羧酸,可列举例如:碳原子数为2~16的直链脂肪族二羧酸等。这些之中,优选为己二酸、皮脂酸(sebacic acid)、癸二酸(decanedioic acid)、十二烷二酸,更优选为癸二酸、十二烷二酸。这些可单独使用,也可并用2种以上。
再者,脂环式多元羧酸及脂肪族多元羧酸,也可使用例如:甲酯等低级烷酯衍生物、酸酐、酸卤化物等的对应的酸衍生物等。
脂环式聚酯多元醇的数均分子量(Mn)优选为500以上,更优选为700以上,优选为5,000以下,更优选为3,000以下,进一步优选为2,000以下。若脂环式聚酯多元醇的Mn为该范围内,则湿气固化型聚氨基甲酸酯热熔接着剂成为适当的熔融黏度,且涂装作业性(黏度适性)、接着强度优异,并可防止贴合基材与表面构件(薄片、薄膜、金属箔、纸等)后的基材的复杂形状部位中的表面构件的剥离。
(在常温为液状的脂肪族聚酯多元醇)
作为在常温为液状的脂肪族聚酯多元醇,可列举:数均分子量为4,000以上7,000以下,而且具有支链脂肪族基的在常温为液状的脂肪族聚酯多元醇。
从所得到的接着剂可维持兼具低温环境下的良好的润湿性与高初期接着强度的观点来看,在常温为液状的脂肪族聚酯多元醇,必须具有4,000以上7,000以下的范围内的数均分子量。在常温为液状的脂肪族聚酯多元醇的数均分子量小于4,000时,有所得到的接着剂的低温环境下对于基材的润湿性降低,而且常态接着强度显著降低的情况。另一方面,数均分子量超过7,000时,因为由所得到的接着剂构成的固化物的交联密度变大,所以有耐热水接着强度降低的情况。
又,从提升对于难附着性基材的常态接着强度的观点来看,在常温为液状的脂肪族聚酯多元醇,必须具有支链脂肪族基。
作为支链脂肪族基,可列举:2,2-二甲基-1,3-亚丙基、2-甲基-1,3-亚丙基、1,2-二乙基-1,3-亚丙基、2,3-二乙基-1,3-亚丙基、3-甲基-1,5-亚戊基、2-乙基-2-丁基-亚丙基、2-甲基-1,8-亚辛基、2,4-二乙基-1,5-亚戊基等的支链脂肪族二醇基等。这些之中,优选为2,2-二甲基-1,3-亚丙基、3-甲基-1,5-亚戊基,更优选为2,2-二甲基-1,3-亚丙基。
在常温为液状的脂肪族聚酯多元醇,可通过:使支链脂肪族二醇与多元羧酸进行缩合反应的方法;或将支链脂肪族二醇作为引发剂,将己内酯、γ-丁内酯等进行开环聚合的方法等而制造。其中,从可得到在低温环境下具有良好的润湿性的湿气固化型聚氨基甲酸酯热熔接着剂的观点来看,更优选为使用使新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇(再者,两者之中,更优选为新戊二醇)与具有2~12个碳原子的直链脂肪族二醇及具有4~10个碳原子的直链脂肪族二羧酸进行反应而得到的脂肪族聚酯多元醇。
在制造在常温为液状的脂肪族聚酯多元醇时,视需要可并用上述说明举出的化合物以外的低分子量的脂肪族多元醇、脂肪族多元羧酸。
作为其它的低分子量的脂肪族多元醇,可使用其它的脂肪族多元醇等。这些之中,优选为使用碳原子数为2~12的直链脂肪族二醇。
作为脂肪族多元羧酸,可并用例如:己二酸、癸二酸、壬二酸、十亚甲基二羧酸等。这些之中,优选为使用碳原子数为4~10的直链脂肪族二羧酸。
((ii-3)聚碳酸酯多元醇)
在本发明中,也可使(ii)多元醇成分含有聚碳酸酯多元醇。通过使用聚碳酸酯多元醇,可提升本发明的湿气固化型热熔接着剂的耐水解性、及耐湿接着性。
作为聚碳酸酯多元醇,可使用例如,使碳酸酯和/或光气与二醇进行反应而得到的化合物。
作为碳酸酯,可使用例如:碳酸二甲酯、碳酸二苯酯等。这些的化合物可单独使用,也可并用2种以上。
作为二醇,可使用例如:1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇等的直链脂肪族二醇;新戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-1,8-辛二醇等的支链脂肪族二醇;1,4-环己烷二甲醇、双酚A等。这些的化合物,可单独使用,也可并用2种以上。
((ii-3-1)结晶性脂肪族聚碳酸酯多元醇)
在此,仅具有1种直链脂肪族二醇的聚碳酸酯多元醇,在常温为固体,且具有结晶性。在本发明中,优选为使用仅具有1,6-己二醇的聚碳酸酯多元醇。
(在常温为液状的聚碳酸酯多元醇)
又,作为共聚合至少2种二醇而得到的聚碳酸酯多元醇,可列举例如:二醇成分为由3-甲基-1,5-戊二醇与1,6-己二醇构成的共聚合聚碳酸酯二醇、由1,5-戊二醇与1,6-己二醇构成的共聚合聚碳酸酯二醇、由2-甲基-1,8-辛二醇与1,9-壬二醇构成的共聚合聚碳酸酯二醇等。通过使用这些在常温为液体的聚碳酸酯多元醇,可提升本发明的湿气固化型热熔接着剂的固化被膜的可挠性。
从可进一步提升本发明的湿气固化型热熔接着剂的接着性的点来看,作为聚碳酸酯多元醇的数均分子量,优选为500以上,更优选为1,000以上,优选为5,000以下,更优选为4,000以下。
从可进一步提升耐落下冲击性及接着性的观点来看,作为聚碳酸酯多元醇的玻璃化转变温度(Tg),优选为-30~20℃的范围。
(玻璃化转变温度:Tg)
上述各种的聚酯多元醇及聚碳酸酯多元醇在室温中为液状(玻璃化转变温度Tg<20℃)或固体状。而,在室温为固体状的聚酯多元醇及聚碳酸酯多元醇为非晶质(Tg>20℃)、或为至少部分地结晶性。
<(a2)包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物>
包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)是与异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物(a1)反应的化合物,其为具有烷氧基甲硅烷基及活性氢基的化合物,优选为于末端具有活性氢基及烷氧基甲硅烷基,优选为于末端具有至少1个活性氢基。
此外,包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)还可以在除末端外的部分随机地与末端一起具有活性氢基。从提升因烷氧基甲硅烷基的交联反应所致的最终强度及耐热性的观点来看,包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)优选为平均具有羟基0.3个以上、更优选为平均具有0.5个以上、进一步优选为平均具有0.8个以上。从含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A)的分子量变低、及可使聚合物低黏度化的观点来看,优选为平均具有羟基1.7个以下、更优选为平均具有1.4个以下、进一步优选为平均具有1.2个以下。特别优选为于末端具有单独1个羟基。又,具有活性氢基的化合物的沸点优选为100℃以上,更优选为150℃以上、进一步优选为200℃以上。
((a2-1)在室温为固体且在末端具有烷氧基甲硅烷基与羟基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物)
本发明的湿气固化型热熔接着剂中,作为成分(a2),含有(a2-1)在室温为固体且在末端具有烷氧基甲硅烷基与羟基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物作为必要成分。成分(a2-1)优选为具有烷氧基甲硅烷基,还可为例如具有羟基的含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物。具有羟基的含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物可例如于后述的含烷氧基甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯聚合物中导入羟基而合成。
含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物中,优选为导入1个羟基。通过含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物仅具有1个羟基,可抑制胶化。在此,对于含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的羟基的导入,可使用周知的各种方法。作为羟基的导入方法的例子,可列举以下的方法。又,羟基还可导入至末端以外处,还可另外添加具有羟基的单体。
(1)将具有羟基的不饱和化合物共聚合。
(2)使用具有羟基的引发剂、链转移剂进行聚合。
(3)使用具有羟基的硫醇化合物的反应、使用具有羟基的硫醇化合物、及茂金属化合物进行聚合。
再者,(3)的方法,可利用日本特许第5222467号所记载的方法。
从可导入一个羟基的观点来看,作为羟基的导入方法,优选为使用具有羟基的硫醇化合物、及茂金属化合物进行聚合的方法。作为具有羟基的硫醇化合物,可列举例如:2-巯基乙醇等。
成分(a2-1)的羟基的数量(平均值),优选为成分(a2-1)的聚合物每一分子为0.5个以下,更优选为0.3个以下,进一步优选为0.1个以下。又,成分(a2-1)的数均分子量优选为1,000以上,更优选为2,000以上,进一步优选为3,000以上,优选为50,000以下,更优选为30,000以下,进一步优选为15,000以下。
(具有羟基的不饱和化合物的共聚合)
再者,作为具有羟基的不饱和化合物,优选为具有羟基的(甲基)丙烯酸烷基酯。作为如此的化合物,可列举例如:(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、丙烯酸4-羟丁酯等的单羟基丙烯酸酯;丙三醇单(甲基)丙烯酸酯等的多羟基丙烯酸酯等。这些之中,优选为单羟基丙烯酸。又,具有羟基的不饱和化合物的掺合比,优选为相对于成分(a2-1)的每一聚合物分子的羟基,具有羟基的不饱和化合物的羟基平均成为0.5个以上3个以下的比,更优选为平均成为1.1个以上2个以下的比。
((a2-2)具有活性氢基的烷氧基硅烷)
本发明的湿气固化型热熔接着剂还可含有经从具有氨基、羟基、或巯基的烷氧基硅烷去除活性氢基得到的残基。作为活性氢基,有氨基、羟基、或巯基。作为具有活性氢基的烷氧基硅烷(a2-2)可列举下述通式(VII)所示的化合物。
通式(VII)中,R8表示具有直链或支链的1~12个C原子的一价烃基,其可选地具有1个或多个C-C多重键、并且/或者还可选地具有脂环式和/或芳香族的部分。特别是,R8表示甲基、乙基、或异丙基。R9表示具有1~12个C原子的酰基残基或具有1~12个C原子的直链或是支链的一价烃基,其可选地1个或多个C-C多重键、并且/或者还可选地具有脂环式和/或芳香族的部分。R9优选为具有1~5个C原子的酰基或烷基,特别是甲基、乙基、或异丙基。R10表示具有直链或支链的1~12个C原子的二价烃基,其可选地环式和/或芳香族的部分,且可选地具有1个或多个杂原子。R10优选为1~3个C原子,特别是具有3个C原子的亚烷基残基。通式(VII)中,a表示0、1、或2,特别是表示0或1的值。又,基X与上述相同。
作为以通式(VII)所示的化合物(成分(a2-2)),可列举:γ-巯基丙基三甲氧基硅烷等的巯基硅烷、2-乙氧基-4(5)-(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)环己烷-1-醇等的含羟基的硅烷、及氨基硅烷。作为氨基硅烷,可列举例如:伯氨基硅烷(例如:3-氨基丙基三甲氧基硅烷等);仲氨基硅烷(例如:N-丁基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等);伯氨基硅烷的迈克尔加成物(Michael-type adduct)〔例如:N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基琥珀酸二甲酯及二乙酯〕;以及上述氨基硅烷的类似物,其具有乙氧基或异丙氧基代替键结于硅上的甲氧基。作为氨基硅烷,就特别适当的物质而言,可列举仲氨基硅烷、特别是下述通式(VIII)的R5不为H的氨基硅烷。优选为迈克尔加成物,特别是以N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基琥珀酸二乙酯为优选。
通式(VIII)中,R8、R9、R10、R5、及a与上述相同。
(嵌段聚合物结构)
此外,本发明的(A)含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物成为通过在常温为固体的甲基丙烯酸甲酯类共聚物的“硬链段”与聚醚的“软链段”所构成的“(硬链段)―(软链段)―(硬链段)”型的嵌段聚合物结构,而可赋予湿气固化型热熔接着剂强韧性,并使凝结强度提升。又,通过将结晶性聚酯导入聚醚的“软链段”,可赋予充分的可贴合时间与凝结强度的提升。
又,通过硬链段的烷氧基甲硅烷基的交联反应可进一步提升接着性、耐热性。
此外,嵌段聚合物结构通过具有聚醚骨架(PE骨架)、结晶性聚酯骨架(PEs骨架)、甲基丙烯酸甲酯类共聚物骨架(PAc骨架),而变成聚醚、结晶性聚酯、甲基丙烯酸甲酯类共聚物的相溶化剂,而可使单独时非相溶的结晶性聚酯、甲基丙烯酸甲酯类共聚物相溶。
(各骨架的重量比)
成分(ii)中,PE骨架与PEs骨架与PAc骨架的重量比,在将PE骨架、PEs骨架、及PAc骨架的合计设为100重量部时,优选PE骨架为15重量部以上55重量部以下、优选PEs骨架为15重量部以上50重量部以下、优选PAc骨架为10重量部以上45重量部以下。
(具有1个活性氢基而不具有烷氧基甲硅烷基的化合物)
通过使用具有1个与异氰酸酯基有反应性的活性氢基而不具有烷氧基甲硅烷基的化合物(以下,称为仅具有1个活性氢基的化合物),可调整含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A)的甲硅烷基数(也就是说,使之减少)。借此,可调整含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A)固化后的交联密度,其结果,可调整固化被膜的柔软性、和/或伸度。于此,作为与异氰酸酯基有反应性的活性氢基,可列举例如:羟基、氨基、巯基等,优选为羟基、氨基,从稳定地制造湿气固化型热熔接着剂的观点来看,更优选为仲氨基。此外,还可使用仅具有1个活性氢基的化合物作为成分(a3)。
又,作为仅具有1个活性氢基的化合物,可列举:2-乙基己醇、月桂醇、硬脂醇、山嵛醇等的直链或支链烷基醇、丙二醇单乙酸酯、二乙二醇单乙酸酯等的具有羟基以外的官能基的醇、聚氧丙烯单醇等的具有聚氧化烯链的醇等。又,作为具有1个作为活性氢基的氨基的化合物,可列举:辛胺、十二胺、鲸蜡胺、硬脂胺、山嵛胺等的伯胺;二丁胺、丁基辛基胺、二辛胺、二硬脂胺、丁基硬脂基胺等的仲胺。
<交联性硅基数>
(A)含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物1分子中的交联性硅基,就固化性而言,优选为平均1.0个以上、更优选为平均1.2个以上、进一步优选为平均1.4个以上、特别优选为平均1.6个以上。从物性的观点来看,优选为平均4.0个以下、更优选为平均3.0个以下、进一步优选平均2.0个以下、特别优选为平均1.8个以下。
<(B)硅烷类赋黏剂>
本发明的湿气固化型热熔接着剂,可进一步含有(B)硅烷类赋黏剂。(B)硅烷类赋黏剂,通过湿气固化,可展现赋黏剂效果,且提升凝结接着强度以外的最终强度、耐水接着性、及耐热接着性。
在此,从水解速度的观点来看,(B)硅烷类赋黏剂的烷氧基甲硅烷基,优选为甲氧基、乙氧基等。而,甲硅烷基的烷氧基的个数,优选为2个以上,更优选为3个。又,从接着性的观点来看,(B)硅烷类赋黏剂的官能基,优选为氨基、环氧基等,更优选为氨基。作为(B)硅烷类赋黏剂,可使用氨基硅烷、酮亚胺类硅烷、环氧硅烷、丙烯酸硅烷类硅烷、乙烯基硅烷类偶合剂、巯基硅烷、脲硅烷类偶合剂、三聚异氰酸酯硅烷(isocyanurate silane)、异氰酸酯硅烷等。
作为氨基硅烷,可列举例如:3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷等的单甲硅烷基氨基硅烷、双(三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)胺、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)乙二胺、N-[2-(乙烯基苯甲氨基)乙基]-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、及氨基乙基-氨基丙基三甲氧基硅烷等的双甲硅烷基氨基硅烷。作为酮亚胺类硅烷,可列举例如:N-(1,3-二甲基亚丁基)-3-(三乙氧基甲硅烷基)-1-丙胺等。作为环氧硅烷,可列举例如:3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(3-glycidoxypropyl trimethoxy silane)、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等。作为丙烯酸硅烷类硅烷,可列举例如:3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。作为乙烯基硅烷类偶合剂,可列举例如:乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三(β-甲氧基硅烷)等。作为巯基硅烷,可列举例如:3-巯基丙基三甲氧基硅烷等。作为脲硅烷类偶合剂,可列举例如:3-脲基丙基三甲氧基硅烷(3-ureidopropyltrimethoxysilane)、3-脲基丙基三乙氧基硅烷等。作为三聚异氰酸酯硅烷,可列举参(三甲氧基甲硅烷基丙基)三聚异氰酸酯等。作为异氰酸酯硅烷,可列举3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等。
再者,作为(B)硅烷类赋黏剂,也可列举:上述的氨基硅烷与环氧硅烷的反应物、氨基硅烷与异氰酸酯硅烷的反应物、氨基硅烷与具有(甲基)丙烯酰氧基的硅烷的反应物、氨基硅烷与环氧树脂(双酚A二环氧丙基醚、苯基环氧丙基醚等)的反应物、氨基硅烷与多异氰酸酯的反应物、氨基硅烷与聚丙烯酸酯的反应物等的氨基硅烷反应物;将上述硅烷类部分地缩合而成的缩合物(优选为将上述的氨基硅烷、异氰酸酯硅烷、氨基硅烷反应物、及反应物的混合物部分地缩合而成的氨基硅烷缩合物);将这些改性而成的衍生物,即氨基改性甲硅烷基聚合物、甲硅烷基化氨基聚合物、不饱和氨基硅烷络合物、苯基氨基长链烷基硅烷、氨基甲硅烷基化聚硅氧、甲硅烷基化聚酯、光氨基硅烷产生剂等。
作为(B)硅烷类赋黏剂的分子量,分子量为320以上的化合物在热熔的熔融时不易挥发,因而优选,更优选为400以上,进一步优选为450以上。因接着性及在热熔接着剂的熔融时不易挥发,而更优选为双甲硅烷基氨基硅烷、三聚异氰酸酯硅烷、氨基硅烷反应物、氨基硅烷缩合物等具有2个以上甲硅烷基的硅烷类赋黏剂,进一步优选为氨基硅烷反应物、氨基硅烷缩合物,最佳为氨基硅烷反应物。再者,氨基硅烷反应物也可在混合步骤时另外添加反应材料而进行反应。
(B)硅烷类赋黏剂可单独使用,还可并用2种以上。(B)硅烷类赋黏剂的使用量,相对于成分(A)100质量份,优选为0.01质量份以上,更优选为0.1质量份以上,特别优选为1质量份以上,优选为20质量份以下,更优选为10质量份以下,特别优选为5质量份以下。若小于0.01质量份,则接着性赋予效果、作为固化催化剂的效果不足够,另一方面,若超过20质量份,则作为因应添加量的催化剂的作用并不显著且经济上较不佳。
(光氨基硅烷产生剂)
将本发明的热熔接着剂构成作为光固化型的接着剂时,可使用光照射前不产生具有氨基的化合物,而通过光照射产生含氨基的硅烷类的化合物(以下亦称为光氨基硅烷产生剂)。作为光氨基硅烷产生剂,可列举WO2015-088021号公报记载的光官能基为邻硝基苯甲基、对硝基苯甲基、肟残基、苯甲基、及苯甲酰基或经取代的这些基团等的化合物。作为光官能基为邻硝基苯甲基的光氨基硅烷产生剂的例子,可列举2-硝基苯甲基-N-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氨基甲酸酯、2-硝基苯甲基-N-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]氨基甲酸酯、3,4-二甲氧基-2-硝基苯甲基-N-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氨基甲酸酯等。作为光官能基为对硝基苯甲基的光氨基硅烷产生剂的例子,可列举4-硝基苯甲基-N-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氨基甲酸酯等。作为光官能基为苯甲基的光氨基硅烷产生剂的例子,可列举1-(3,5-二甲氧基苯基)-1-甲基乙基-N-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氨基甲酸酯等。作为光官能基为肟残基的光氨基硅烷产生剂的例子,可列举二苯甲酮O-{[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]}肟等。
<(C)改性树脂>
(C)改性树脂是为了控制其掺合系统的可贴合时间、减低熔融黏度而混合,且具有将物性改性、调整的功能。(C)改性树脂可使可贴合时间、及凝结接着强度提升。
再者,本发明的成分(C)根据构成添加成分(C)的对象的树脂的链段的种类而发挥不同的功能。亦即,成分(C)若添加于主要以硬链段构成的树脂,则发挥作为改性树脂的物性调整的功能,若添加于主要以软链段构成的树脂,则发挥作为黏着赋予树脂的功能。本发明的成分(A)的骨架因主要以硬链段构成,故下述所例示的树脂发挥作为改性树脂的作用。
作为(C)改性树脂,可列举例如:萜烯类树脂、芳香族改性萜烯树脂及对其氢化而成的氢化萜烯树脂、使萜烯类与酚类共聚而成的萜烯-酚树脂、酚树脂、改性酚树脂、二甲苯-酚树脂、环戊二烯-酚树脂、苯并呋喃-茚树脂、松香类树脂、松香酯树脂、氢化松香酯树脂、二甲苯树脂、低分子量聚苯乙烯类树脂、苯乙烯共聚物树脂、苯乙烯类嵌段共聚物、苯乙烯类嵌段共聚物的氢化物、石油树脂(例如:C5烃树脂、C9烃树脂、C5C9烃共聚树脂等)、氢化石油树脂、双环戊二烯(DCPD)树脂等。这些可单独使用,也可并用2种以上。
作为苯乙烯类嵌段共聚物及其氢化物的例子,可列举苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-异丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIBS)等。
从与具有交联性硅基的有机聚合物的兼容性良好,且接着剂的加热稳定性良好的观点来看,作为(C)改性树脂,优选为萜烯酚树脂、芳香族类石油树脂。作为芳香族类石油树脂,优选为芳香族类苯乙烯树脂、脂肪族-芳香族共聚物类苯乙烯树脂,更优选为萜烯酚树脂、脂肪族-芳香族共聚物类苯乙烯树脂。又,从VOC及雾化(fogging)的观点来看,优选为使用脂肪族-芳香族共聚物类苯乙烯树脂。
相对于成分(A)100质量份,(C)改性树脂的添加量优选为10质量份以上,更优选为20质量份以上,特别优选为30质量份以上,优选为200质量份以下,更优选为150质量份以下,特别优选为120质量份以下。
<(D)交联催化剂>
作为(D)交联催化剂,可列举含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物的交联催化剂(硅醇催化剂),且可列举例如:钛酸酯、4价的有机锡化合物、辛酸锡等2价的有机锡化合物、锆化合物、铝化合物、铋化合物、伯胺/仲胺类化合物、苯甲基二甲胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)酚、二吗啉基二乙醚、N,N-二甲基十二胺、双(N,N’-二甲基氨基乙基)醚等叔胺类化合物、光潜在性(photolatent)胺化合物(光碱产生剂)、1,3-二吖双环(5,4,6)十一烯-7等脒化合物或这些的羧酸盐、氟化聚合物等。这些的(D)交联催化剂可单独使用,或是并用2种以上而使用。
作为氟化聚合物,可列举例如:具有Si-F键的有机聚合物,且可列举WO2015-088021号公报所记载的具有氟代甲硅烷基的有机聚合物(以下也称为“氟化聚合物”)等。作为氟化聚合物,优选为在主链或侧链的末端具有二氟甲基甲硅烷基、二氟甲氧基甲硅烷基、二氟乙氧基甲硅烷基、三氟甲硅烷基等氟代甲硅烷基的聚合物。
作为氟化聚合物的主链骨架,可使用在后述的液状高分子化合物中说明的聚合物,这些的聚合物中,因为处理容易、增长可贴合时间的效果大,所以优选为聚氧化烯类聚合物、和/或(甲基)丙烯酸酯类聚合物。氟化聚合物的数均分子量,优选为在GPC中的聚苯乙烯换算中为3,000以上,优选为100,000以下,更优选为50,000以下,特别优选为30,000以下。
使用氟化聚合物时,相对于(A)含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物100质量份,优选为0.01质量份以上,更优选为0.05质量份以上,进一步优选为0.1质量份以上,优选为80质量份以下,更优选为30质量份以下,进一步优选为20质量份以下。
又,从催化剂效果高,且能得到足够的耐热强度的观点来看,作为(D)交联催化剂,优选为钛酸酯、4价的有机锡化合物、2价的有机锡化合物、叔胺类化合物、脒化合物或这些的羧酸盐、氟化聚合物。特别是,作为(D)交联催化剂,从不易因湿热而切断甲硅烷基交联,且不易引起物性劣化的观点来看,优选为从由叔胺类化合物、2价的锡化合物、氟化聚合物、及钛酸酯构成的群组中选择的至少一种催化剂,更优选为从由叔胺类化合物、2价的锡化合物、及氟化聚合物构成的群组中选择的至少一种催化剂,特别优选为氟化聚合物。
而,从不易引起起因于成分(A)等预聚物中存在的聚酯单元和/或烷氧基末端基的分解而导致的低分子量醇(例如:甲醇或乙醇)的酯交换反应的观点来看(再者,热熔接着剂在涂布前于加热烘箱中熔融而经由相对较长时间(一般而言,至少1天的作业日)维持在液体状态,因此对工业的用途而言,必会要求在高温的足够的稳定性),优选为2价的有机锡化合物、叔胺类化合物、氟化聚合物。又,使用氟化聚合物时,若与含酮亚胺结构的烷氧基硅烷并用,则更能促进交联反应。
使用氟化聚合物以外的其它交联催化剂时,相对于(A)含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物100质量份,该其它交联催化剂的添加量,优选为0.01质量份以上,更优选为0.05质量份以上,进一步优选为0.2质量份以上,优选为10质量份以下,更优选为5质量份以下,进一步优选为3质量份以下。
(光碱产生剂)
将本发明的热熔接着剂构成作为光固化型的接着剂时,可使用光照射前不具催化剂活性,而通过光照射产生胺化合物的光潜在性胺化合物。作为光潜在性胺化合物,可使用通过活性能量线的作用产生具有伯氨基的胺化合物的光潜在性伯胺、通过活性能量线的作用产生具有仲氨基的胺化合物的光潜在性仲胺、及通过活性能量线的作用产生具有叔氨基的胺化合物的光潜在性叔胺的任一者。这些之中,从产生的碱显示高催化剂活性的观点来看,作为光碱产生剂,更优选为光潜在性叔胺,从碱的产生效率良好及作为组合物的储存稳定性良好等来看,优选为苯甲基铵盐衍生物、经苯甲基取代的胺衍生物、α-氨基酮衍生物、α-铵酮衍生物,尤其是从未照光时不会产生碱,若照光则有效率地产生碱来看,更优选为苯甲基铵盐衍生物、经苯甲基取代的胺衍生物。具体而言,可使用国际公开编号WO2015/008709号所记载的各种的光碱产生剂。再者,这些光碱产生剂可单独使用,还可组合2种以上而使用。
<(E)甲硅烷基化聚合物>
(E)甲硅烷基化聚合物是以控制反应性热熔接着剂的可贴合时间、使熔融黏度降低为目的,而被混合于反应性热熔接着剂中,且其具有将反应性热熔接着剂的物性予以改性和/或调整的功能。甲硅烷基化聚合物可使涂布作业性、及凝结接着强度提升。
作为甲硅烷基化聚合物,可列举甲硅烷基化聚氨基甲酸酯、甲硅烷基末端聚合物,作为甲硅烷基化聚氨基甲酸酯,可列举以下详细叙述的甲硅烷基化聚氨基甲酸酯1、及甲硅烷基化聚氨基甲酸酯2。从固化物变强韧,且反应性为良好的观点来看,优选为甲硅烷基化聚氨基甲酸酯,其中更优选为甲硅烷基化聚氨基甲酸酯2。又,从使接着剂的熔融黏度降低而提升涂布作业性的观点来看,优选为甲硅烷基末端聚合物及甲硅烷基化聚氨基甲酸酯1,更优选为甲硅烷基末端聚合物。
又,从提升接着剂的涂布作业性、可贴合时间、凝结强度、及最终强度的观点来看,优选为具有结晶性脂肪族聚酯骨架和/或结晶性聚碳酸酯骨架的在常温为固体的甲硅烷基化聚氨基甲酸酯,更优选为具有结晶性脂肪族聚酯骨架的甲硅烷基化聚氨基甲酸酯,进一步优选为具有长链脂肪族聚酯骨架的甲硅烷基化聚氨基甲酸酯。
而,从减低接着剂的熔融黏度,且提升固化被膜的可挠性的观点来看,优选为具有聚氧化烯骨架的在常温为液状的甲硅烷基化聚合物,更优选为具有聚氧丙烯骨架的甲硅烷基化聚合物,进一步优选为具有聚氧丙烯骨架的甲硅烷基末端聚醚。在此,从增大接着剂的熔融黏度的减低效果的观点来看,特别优选为数均分子量为1,000以上2,000以下的长链烷基聚酯。又,从进一步提升对于聚对苯二甲酸乙二酯等芳香族类树脂的接着剂的接着性,而且,赋予强韧性而提升最终强度的观点来看,优选为具有芳香族聚酯骨架的甲硅烷基化聚氨基甲酸酯,更优选为在常温为固体的具有芳香族聚酯骨架的甲硅烷基化聚氨基甲酸酯。从可降低熔融黏度的观点来看,其中,优选为数均分子量为1,000以上2,000以下的芳香族聚酯。
具体而言,甲硅烷基化聚合物为具有交联性硅基的有机聚合物。作为交联性硅基,可列举后述的“含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物”的项目所说明的通式(IX)所示的基团。又,甲硅烷基化聚合物具有多个交联性硅基时,交联性硅基可为1种,还可并用2种以上。交联性硅基也可在聚合物的主链或侧链、或是在两者键结。从固化物的拉伸特性等固化物的物性优异的观点来看,优选为交联性硅基存在于分子链末端。
交联性硅基优选为在甲硅烷基化聚合物1分子中平均存在1.0个以上5个以下,更优选为存在1.1个以上3个以下。若分子中所含的交联性硅基的数量变成小于1个,则固化性变得不足,另一方面,若过多,则网状结构变得过密,因此变得无法显示良好的机械特性。
又,交联性硅基存在于分子链末端时,含分子链末端基的成分与含交联性硅基的成分的掺合比,相对于分子链末端基1摩尔,优选为交联性硅基为0.3摩尔以上,更优选为0.5摩尔以上,进一步优选为0.7摩尔以上。再者,也可对于分子链末端基过剩地添加含交联性硅基的成分。此时,过剩的含交联性硅基的成分发挥作为赋黏剂的功能。再者,残留未反应的羟基时,优选为使单异氰酸酯与未反应的羟基反应而进行去活化。作为单异氰酸酯,可列举具有键结于C6~C18的烷基、C6~C18的芳基的异氰酸酯基的单异氰酸酯,优选为例如:硬脂基异氰酸酯、苯基异氰酸酯、及萘基异氰酸酯等。
[甲硅烷基化聚氨基甲酸酯1]
甲硅烷基化聚氨基甲酸酯1可通过使异氰酸酯硅烷与具有羟基的聚合物进行反应而调制。作为甲硅烷基化聚氨基甲酸酯1,是通过使异氰酸酯硅烷与作为具有羟基的聚合物的聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇或是聚氧化烯多元醇进行反应而调制,且可列举具有聚酯骨架的甲硅烷基化聚酯氨基甲酸酯1、具有聚碳酸酯骨架的甲硅烷基化聚碳酸酯氨基甲酸酯1、及具有聚氧化烯骨架的甲硅烷基化聚醚氨基甲酸酯1。再者,具有羟基的聚合物,也可为以二异氰酸酯连结的具有羟基的聚合物。
[甲硅烷基化聚氨基甲酸酯2]
甲硅烷基化聚氨基甲酸酯2可使具有活性氢基的烷氧基硅烷与包含异氰酸酯基的聚氨基甲酸酯聚合物反应而调制。于此,优选为使用活性氢基的相对于异氰酸酯基的比率为1:1的化学计量的比率、或异氰酸酯基略微过剩的比率的反应性基进行反应,使所得的甲硅烷基化聚氨基甲酸酯2中完全不含异氰酸酯基。包含异氰酸酯基的聚氨基甲酸酯聚合物可通过例如使多种多元醇与二异氰酸酯反应而调制。具体而言,可列举具有聚氧化烯骨架的甲硅烷基化聚醚氨基甲酸酯2,其使用聚氧化烯多元醇作为多元醇。
适当的多元醇特别是聚醚多元醇、聚酯多元醇、及聚碳酸酯多元醇、以及这些的多元醇的混合物,优选为聚氧化烯多元醇。
[甲硅烷基末端聚合物]
甲硅烷基末端聚合物,可通过在末端具有双键的聚合物的氢甲硅烷基化反应等而调制。在末端具有双键的聚合物为聚(甲基)丙烯酸酯聚合物或是聚醚聚合物,且可列举具有聚氧化烯骨架的甲硅烷基末端聚醚、及具有聚丙烯酸酯骨架的甲硅烷基末端聚丙烯酸酯。
[甲硅烷基末端聚醚]
甲硅烷基末端聚醚例如通过使含不饱和基的聚氧化烯类聚合物与具有交联性硅基的氢硅烷、具有交联性硅基的巯基化合物反应,进行氢甲硅烷基化或巯基化而得到。该合成法为得到具有交联性硅基的聚氧化烯类聚合物(甲硅烷基末端聚醚)的方法,且例如可列举日本特开2006-077036号公报所记载的烯丙基末端聚氧化烯聚合物的利用氢甲硅烷基化反应的调制作为合成例。含不饱和基的聚氧化烯类聚合物,可使具有羟基等官能基的有机聚合物、与具有对于该官能基具有反应性的活性基及不饱和基的有机化合物进行反应而调制。
[甲硅烷基末端聚丙烯酸酯]
甲硅烷基末端聚丙烯酸酯包含至少一种丙烯酸酯成分及至少一种甲硅烷基成分而构成。甲硅烷基末端聚丙烯酸酯例如通过利用氢甲硅烷基化的烯基末端丙烯酸酯的反应而得到。又,烯基末端丙烯酸酯通过使用原子移动自由基聚合(ATRP)的制造方法、或利用烷基末端丙烯酸酯与包含甲硅烷基的单体的反应的制造方法而得到。而烯基末端丙烯酸酯是通过利用原子移动自由基聚合(ATRP)的制造方法而得到。作为甲硅烷基末端聚丙烯酸酯,优选为在常温为液状且具有柔软性的将丙烯酸丁酯作为主成分的甲硅烷基末端聚丙烯酸酯。
[聚氧化烯类聚合物]
作为聚氧化烯多元醇及含不饱和基的聚氧化烯类聚合物的主骨架,优选为具有下述通式(α)所示的重复单元的聚氧化烯类聚合物。
-Rβ-O- (α)
在此,在通式(α)中,Rβ表示碳数为1~14的直链状或支链状亚烷基,碳数优选为2~4。
聚氧化烯类聚合物的主链可由仅1种重复单元构成,也可由2种以上重复单元构成。特别是在本发明中,优选为非晶质且相对较低黏度的聚氧丙烯类聚合物。
作为聚氧化烯类聚合物的合成法,可列举例如:利用KOH等碱催化剂的聚合法、利用复合金属氰化物络合物催化剂(例如:六氰钴酸锌乙二醇二甲醚(zinchexacyanocobaltate-glyme)络合物催化剂)的聚合法等。这些之中,从可合成分子量分布狭窄的聚合物的观点来看,优选为在复合金属氰化物络合物催化剂的存在下,使环氧烷与引发剂进行反应的聚合法。
作为复合金属氰化物络合物催化剂,可列举Zn3[Co(CN)6]2(六氰钴酸锌络合物)等。又,也可使用在这些上配位有醇和/或醚作为有机配位子的催化剂。
作为引发剂,优选为具有至少2个活性氢基的化合物。含活性氢的化合物可列举乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丙三醇等多元醇、数均分子量为500以上20,000以下的直链和/或支链聚醚化合物等。
作为环氧烷,可列举环氧乙烷、环氧丙烷、环氧异丁烷等。
作为聚氧化烯多元醇,特别优选可列举聚氧乙烯多元醇及聚氧丙烯多元醇,其中,可列举聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯三醇、及聚氧丙烯三醇。
而且,这些之中,优选为具有小于0.02mEq/g的不饱和度、及1,000g/mol以上30,000g/mol以下的范围的分子量的聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇;以及400g/mol以上8,000g/mol以下的范围的分子量的聚氧乙烯二醇、聚氧乙烯三醇、聚氧丙烯二醇、及聚氧丙烯三醇。
在此,特别优选为所谓的经以环氧乙烷末端化的聚氧丙烯多元醇(亦即,“EO封端”的化合物;“ethylene oxide end-capped”的化合物)。EO封端聚氧丙烯多元醇为特殊的聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇,例如,其通过将聚氧丙基化反应完成后的纯粹的聚氧丙烯多元醇,尤其是将聚氧丙烯二醇及三醇,使用环氧乙烷追加地烷氧基化而调制,其结果,具有伯羟基。再者,聚丙二醇(PPG),虽具有仲羟基且具有柔软性,但反应性较具有伯羟基的化合物差。因此,在本发明中,优选为通过使用具有伯羟基的EO封端的化合物而提升反应性。此时,优选为使用聚氧丙烯聚氧乙烯二醇、和/或聚氧丙烯聚氧乙烯三醇。
如前述的多元醇,优选为具有250g/mol以上30,000g/mol以下,特别优选为具有1,000g/mol以上30,000g/mol以下的平均分子量、及1.6以上3以下的范围的平均OH官能价。
作为多元醇,优选为聚醚多元醇,尤其更优选为聚氧乙烯多元醇、聚氧丙烯多元醇、及聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇,进一步优选为聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯三醇、聚氧丙烯三醇、聚氧丙烯聚氧乙烯二醇、及聚氧丙烯聚氧乙烯三醇。
<含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物>
成分(A)还可含有含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物。含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物,其为以甲基丙烯酸甲酯作为必要单体的(甲基)丙烯酸酯聚合物。含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物,可对湿气固化型热熔接着剂赋予强韧性,且提升凝结强度、及最终强度。又,可通过烷氧基甲硅烷基的交联反应提升湿气固化型热熔接着剂的耐热性。
具有烷氧基甲硅烷基且玻璃化转变温度为-20℃~120℃的(甲基)丙烯酸酯类聚合物的烷氧基甲硅烷基为具有键结于硅原子的烷氧基且可通过硅醇缩合反应进行交联的基团,其中该(甲基)丙烯酸酯类聚合物为含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物。作为烷氧基甲硅烷基,可列举以下述通式(IX)所示的基团。
通式(IX)中,R11表示碳数1~20的烷基、碳数1~20的经取代烷基、碳数3~20的环烷基、碳数6~20的芳基、碳数7~20的芳烷基,R11存在2个以上时,它们可相同还可不同。X表示烷氧基,且X存在2个以上时,它们可相同,还可不同。a表示0、1、2、或3。在通式(IX)的烷氧基甲硅烷基中,优选为a为2或3的情况。a为3时,相较于a为2时,固化速度变大。
作为R11的具体例,可列举例如:甲基、乙基等烷基、甲氧基甲基等的经取代烷基、环己基等的环烷基等。这些之中,优选为甲基,从固化速度变大的观点来看,优选为α碳被极性基取代的经取代烷基。
作为X所示的烷氧基,没有特别限定,只要为以往周知的烷氧基即可。烷氧基之中,碳数少的基团反应性较高,且依甲氧基>乙氧基>丙氧基的顺序,碳数变越多反应性变越低。虽可因应目的、用途而选择,但通常使用甲氧基或乙氧基。在通式(IX)所示的烷氧基甲硅烷基的情况,若考虑固化性,则a优选为2以上。
具体而言,从反应性高的观点来看,作为烷氧基甲硅烷基,优选为三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基,更优选为三甲氧基甲硅烷基。从得到具有柔软性的固化物的观点来看,优选为甲基二甲氧基甲硅烷基、甲基二乙氧基甲硅烷基。
又,烷氧基甲硅烷基可单独使用,也可并用2种以上。烷氧基甲硅烷基还可存在于主链或侧链、或是其每一者。
含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的烷氧基甲硅烷基的数量(平均值),优选为聚合物每一分子0.3个以上,更优选为0.5个以上,进一步优选为1个以上,优选为5个以下,更优选为3个以下,进一步优选为2.5个以下。若分子中所含的烷氧基甲硅烷基的数量成为小于0.3个,则固化性变得不足,而且,若过多,则网状结构变得过密,因此变得无法显示良好的机械特性。
含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的调制中,对(甲基)丙烯酸酯聚合物导入烷氧基甲硅烷基可使用周知的各种方法。例如,作为烷氧基甲硅烷基的导入方法的例子,可列举以下的方法。
(1)将具有烷氧基甲硅烷基的不饱和化合物共聚合。
(2)使用具有烷氧基甲硅烷基的引发剂、链转移剂进行聚合。
(3)使具有羟基等官能基的(甲基)丙烯酸酯聚合物与环氧硅烷等的具有可与该官能基反应的其它的官能基及烷氧基甲硅烷基的化合物反应。
从可容易导入烷氧基甲硅烷基的观点来看,这些的烷氧基甲硅烷基的导入方法之中,优选为(1)将具有烷氧基甲硅烷基的不饱和化合物共聚合的方法。又,并用(1)的方法及(2)的方法的方法也是优选的。例如:使用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、作为金属催化剂的二氯二茂钛、3-巯基丙基三甲氧基硅烷(通过二氯二茂钛的作用发挥作为引发剂的作用,也发挥作为链转移剂的作用)、及作为聚合终止剂的苯醌溶液,且使用依据WO2015-088021的合成例4的合成方法,借以得到作为含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的含三甲氧基甲硅烷基的(甲基)丙烯酸类聚合物。
(具有烷氧基甲硅烷基的不饱和化合物)
作为在共聚合使用的具有烷氧基甲硅烷基的不饱和化合物,优选为具有烷氧基甲硅烷基的(甲基)丙烯酸烷酯、乙烯基硅烷。作为该化合物,可列举例如:3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等的3-(甲基)丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等的乙烯基烷氧基硅烷等。这些之中,优选为具有烷氧基甲硅烷基的具有烷基的碳数为3以下的取代烷基的(甲基)丙烯酸烷酯。具有烷氧基甲硅烷基的不饱和化合物的掺合比,优选使其成为相对于含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的每一聚合物一分子的烷氧基甲硅烷基而言,具有烷氧基甲硅烷基的不饱和键的烷氧基甲硅烷基平均1.1个以上5个以下、优选为1.1个以上3个以下。
(用于含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的除了具有烷氧基甲硅烷基的单体外的其它单体)
作为用于含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的除了具有烷氧基甲硅烷基的单体外的其它单体,可列举:将甲基丙烯酸甲酯作为必要单体成分的具有通式(X)所示的重复单元的甲基丙烯酸甲酯类无规共聚物。
-CH2C(R12)(COOR13)- (X)
通式(X)中,R12表示氢原子或是甲基,R13表示还可具有取代基的烃基。此外,所谓的(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯、和/或甲基丙烯酸烷酯。
作为甲基丙烯酸甲酯(MMA)以外的成为重复单元的单体,优选为(甲基)丙烯酸烷基酯。作为(甲基)丙烯酸烷基酯化合物的例子,可列举周知的化合物。可列举例如:丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯等。
从与具有聚醚骨架的异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物的聚醚骨架(亦即,成分(A)的骨架的一部分)的兼容性良好的观点来看,优选为(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯等具有碳数为8以上的酯键的(甲基)丙烯酸烷基酯。从使甲基丙烯酸甲酯类聚合物变柔软的观点来看,优选为使用丙烯酸正丁酯(Tg:-55℃)、丙烯酸2-乙基己酯(Tg:-70℃)、丙烯酸月桂酯(Tg:-3℃)等玻璃化转变温度(Tg)为0℃以下的(甲基)丙烯酸烷基酯。再者,本段落中的玻璃化转变温度为均聚物的玻璃化转变温度。
(甲基)丙烯酸酯的烷基等烃基,也可具有羟基、烷氧基、卤原子、环氧基等取代基。作为如前述的化合物的例子,可列举:(甲基)丙烯酸羟乙酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯等具有烷氧基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸环氧丙酯等具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯等具有氨基的(甲基)丙烯酸酯。再者,也可使用具有聚苯乙烯链的丙烯酸酯等的具有高分子链的不饱和化合物(巨单体(macromonomer)或巨分子单体(macromer))。
此外,含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的含烷氧基甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯类聚合物中,除源自(甲基)丙烯酸酯化合物的重复单元之外,也可包含源自与这些具有共聚合性的化合物的重复单元。作为与(甲基)丙烯酸酯化合物具有共聚合性的化合物的例子,可列举:(甲基)丙烯酸等的丙烯酸;(甲基)丙烯酰胺等的酰胺化合物、烷基乙烯基醚等的乙烯基醚化合物;其它的丙烯腈、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、氯乙烯、乙酸乙烯酯等。
(单体的使用比率)
用于含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的聚合物的单体量,于含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的聚合物中优选为50质量%以上、更优选为70质量%以上、进一步优选为80质量%以上、特别优选为90质量%以上、最佳为95质量%以上。特别是,优选为以上述的量使用如甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸丁酯的烷基的碳数2~30的不具有取代基的丙烯酸烷酯。又,还可使用巨单体作为于含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的聚合物中所使用的单体。但,使用巨单体的情形,优选为巨单体量于含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的聚合物中为10质量%以下、更优选为5质量%以下、特别优选为3质量%以下。
(玻璃化转变温度)
含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的含烷氧基甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯类聚合物具有-20℃~120℃的玻璃化转变温度(Tg)。玻璃化转变温度优选为-20℃以上、更优选为0℃以上、进一步优选为20℃以上、优选为120℃以下、更优选为100℃以下、进一步优选为80℃以下。若玻璃化转变温度小于-20℃,则有刚接着后的接着强度差的倾向。又,若玻璃化转变温度超过120℃,则熔融黏度变高,且有热熔接着剂对被接着体的涂布变困难的倾向。玻璃化转变温度,可由单体成分的种类、量,使用下述Fox式轻易地推定。
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+...+Wn/Tgn(Fox式)
上述Fox式中,Tg为丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度(K),W1、W2、...、Wn为各单体的重量分率,Tg1、Tg2、...、Tgn为各单体的均聚物的玻璃化转变温度。再者,在上述Fox式使用的均聚物的玻璃化转变温度,可使用文献所记载的值,例如:记载于Mitsubishi Rayon股份有限公司的丙烯酸酯目录(1997年度版)或北冈协三著的“新高分子文库7涂料用合成树脂入门”,高分子刊行会,p168~p169等。
含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的含烷氧基甲硅烷基的(甲基)丙烯酸酯类聚合物的分子量,优选为数均分子量(以GPC法测定的聚苯乙烯换算分子量)为3,000以上,更优选为4,000以上,进一步优选为5,000以上,优选为200,000以下,更优选为100,000以下,进一步优选为50,000以下。数均分子量小于3,000,则涂布后的初期接着力低,若超过200,000,则涂布作业时的黏度变得过高,作业性降低。又,含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的聚合物,优选为在室温为固体。
(含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的聚合法)
作为含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的聚合法,可使用自由基聚合方法。可使用例如,使用过氧化苯甲酰、偶氮双异丁腈等热聚合引发剂的通常的溶液聚合方法或本体聚合方法。又,也可利用使用光聚合引发剂,照射光或辐射而进行聚合的方法。在自由基共聚合中,为了调节分子量,例如也可使用月桂硫醇、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等的链转移剂。又,可利用使用热聚合引发剂的自由基聚合方法,且采用该方法,可轻易地得到本发明的含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的聚合物。再者,也可使用如日本特开2000-086998公报所记载的活性自由基聚合法等其它的聚合方法。
<其它的添加剂>
本发明的反应性热熔接着剂,视需要可并用其它的添加剂。作为此种添加剂,可列举例如:液状高分子化合物、填充剂、稀释剂、稳定剂、阻燃剂、固化性调整剂、自由基抑制剂、金属惰性化剂、抗臭氧劣化剂、磷类过氧化物分解剂、助滑剂(glidant)、颜料、发泡剂、防霉剂等。这些的添加剂可单独使用,还可并用2种以上。
(液状高分子化合物)
液状高分子化合物有使热熔接着剂的熔融时的黏度降低的效果。再者,液状高分子化合物,具有增长可贴合时间(热熔涂布后,可贴合的时间)的效果。液状高分子化合物优选在室温下的黏度(B型黏度计)为100Pa·s以下,更优选为75Pa·s以下,特别优选为50Pa·s以下。
作为液状高分子化合物的主链骨架,可列举:聚氧丙烯、聚四氢呋喃、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物等的聚氧化烯类聚合物;乙烯-丙烯类聚合物、聚异丁烯、聚异戊二烯、聚丁二烯、对这些的聚烯烃类聚合物氢化而得到的氢化聚烯烃类聚合物等的烃类聚合物;以己二酸等的二元酸与二醇的缩合、或是内酯类的开环聚合得到的聚酯类聚合物;将(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等的单体进行自由基聚合而得到的(甲基)丙烯酸酯类聚合物;将(甲基)丙烯酸酯类单体、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯等的单体进行自由基聚合而得到的乙烯基类聚合物;将在有机聚合物中的乙烯基单体进行聚合而得到的接枝聚合物;聚硫醚类聚合物;聚酰胺类聚合物;聚碳酸酯类聚合物;邻苯二甲酸二烯丙酯类聚合物等。也可嵌段地或随机地包含这些的骨架的2种以上。这些的聚合物中,因为处理容易、增长可贴合时间的效果大,所以优选为聚氧化烯类聚合物、和/或(甲基)丙烯酸酯类聚合物。
若使用过多液状高分子化合物,则有时损及耐热性等作为热熔接着剂的特性。因此,液状高分子化合物的含量相对于成分(A)100质量份,优选为0质量份以上,优选为100质量份以下,更优选为60质量份以下,进一步优选为30质量份以下。
(填充剂)
作为填充剂,可列举例如:碳酸钙、碳酸镁、氧化钛、碳黑、熔融二氧化硅、沉淀性二氧化硅、硅藻土、白土、高岭土、黏土、滑石、木屑、核桃壳粉、稻壳粉、硅酸酐、石英粉末、铝粉末、锌粉末、石棉、玻璃纤维、碳纤维、玻璃珠、氧化铝、玻璃中空球、白砂中空球、二氧化硅中空球、氧化钙、氧化镁、氧化硅等的无机填充剂、纸浆、木棉屑等的木质填充剂、粉末橡胶、再生橡胶、热塑性或是热固化性树脂的微粉末、聚乙烯等的中空体等的有机填充剂。填充剂可仅添加1种,也可组合多种而添加。
(稀释剂)
通过将稀释剂添加至本发明的反应性热熔接着剂,可调整黏度等物性。稀释剂因为接着剂的使用温度(涂布、熔融)为高温,所以考虑安全性(火灾、健康)的观点,优选为使用沸点为150℃以上的溶剂(稀释剂)。稀释剂的沸点优选为150℃以上,更优选为200℃以上,进一步优选为300℃以上。
作为稀释剂,可列举例如:邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯等的邻苯二甲酸酯类;己二酸二甲酯、己二酸二辛酯等脂肪族二元酸酯类;聚丙二醇或其衍生物等的聚醚类;将乙烯基类单体以各种的方法进行聚合而得到的乙烯基类聚合物、石蜡类加工油、环烷烃类油等的油;费托蜡(Fischer Tropsch Wax)、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、杂排聚丙烯等的合成蜡;石蜡、微晶蜡等的石油蜡等。这些的稀释剂可单独使用,也可并用2种以上。
本发明的反应性热熔接着剂,优选为避免添加沸点为120℃以下、或150℃以下、或是200℃以下的溶剂。
(稳定剂)
作为稳定剂,可列举例如:抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂等。若使用抗氧化剂,则可提高固化物的耐候性、耐热性。作为抗氧化剂,可列举受阻酚类、单酚类、双酚类、多酚类的化合物,尤其优选为受阻酚类的化合物。若使用光稳定剂,则可防止固化物的光氧化降解。作为光稳定剂,可列举苯并三唑类、受阻胺类、苯甲酸酯类化合物等化合物,尤其优选为受阻胺类的化合物。若使用紫外线吸收剂,则可提高固化物的表面耐候性。作为紫外线吸收剂,可列举二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、取代甲苯基类及金属螯合类化合物等,尤其优选为苯并三唑类化合物。又,优选为并用酚类、受阻酚类抗氧化剂与受阻胺类光稳定剂及苯并三唑类紫外线吸收剂。
(阻燃剂)
作为阻燃剂,可列举例如:日本特表2002-519463号公报记载的直链磷腈及环状磷腈,且优选为苯氧基磷腈。
又,作为阻燃剂,可列举例如:十溴双苯醚、四溴双酚等的有机卤化物;溴化铵等无机卤化物;三芳基膦、三烷基膦、双(二芳基膦基)苯、三(二芳基膦基)苯等的叔膦类;三(二乙基膦酸)铝等的有机磷酸金属盐;多磷酸铵、多磷酸三聚氰胺等的无机磷-氮化合物;三聚氰胺、三聚氰胺/甲醛树脂等的氮化合物;氢氧化镁、氢氧化铝等的无机氢氧化物;氧化锑、羟配锑酸盐(hydroxo antimonate)、氧化锆、氢氧化锆、氧化钼、钼酸铵、硼酸锌、硼酸铵、偏硼酸钡、滑石、硅酸盐、氧化硅、氧化锡、硅氧烷化合物等的无机化合物。
<成分(A)的含量>
本发明的反应性热熔接着剂优选为在热熔接着剂中包含50质量%以上的成分(A),更优选为包含60质量%以上,从热熔接着剂的特性的观点来看,特别优选为包含70质量%以上。
<湿气固化型热熔接着剂的调制法>
本发明的反应性热熔接着剂,可调制为将全部的掺合成分(例如:成分(A)、成分(B)、成分(C)、成分(D)、成分(E)、和/或其它添加物)预先掺合密封保存,且在施工后通过空气中的湿气进行固化的1成分型。又,例如,也可调制为将成分(A)、成分(C)、成分(E)、和/或其它的添加物的混合物、与成分(B)及成分(D)的混合物,于使用前进行混合的2成分型。
本发明的反应性热熔接着剂的调制法,没有特别限定,可使用例如:将上述的成分以指定的掺合比掺合,使用混合机、辊、捏合机等,在常温或加热下进行混练、或使用少量指定的溶剂使各成分溶解,并进行混合等通常的方法。
本发明的反应性热熔接着剂的120℃时的黏度优选为400Pa·s以下,更优选为200Pa·s以下,进一步优选为100Pa·s以下,特别优选为50Pa·s以下。若120℃时的黏度超过400Pa·s,则涂出性、作业性降低,或是为了确保涂出性、作业性而产生以更高温度进行涂布的需要。在该情况下,对耐热性低的基材等的使用变得困难等,而使用范围受到限制。
<用途>
本发明的湿气固化型热熔接着剂,因为耐落下冲击性、防水性、柔软性、涂布后的保型性等也优异,所以可适当使用于对以金属、树脂、纸类、木材、石材、混凝土为首的各种基材的接着。具体而言,可在建筑、建材、汽车、电气/电子构件用途(例如:光学构件的贴合)、纤维/皮革/衣料用途/装订等生产线适当使用。又,在建筑现场等的现场施工、DIY等生产线以外的用途中也可适当使用。
作为在光学构件的贴合使用的态样,作为一例,可列举:对于移动电话、智能型手机等行动信息终端、个人计算机、平板终端等信息处理终端、游戏机、电视、汽车导航、相机、扬声器、头戴式显示器等的密封剂的应用。此外,本发明的湿气固化型热熔接着剂也可使用作为密封剂、涂布剂、灌封剂(Potting agent)。
<湿气固化型热熔接着剂的施工方法>
作为本发明的湿气固化型甲硅烷基化聚氨基甲酸酯接着剂的施工方法,可采用与周知的各种反应性热熔接着剂同样的施工方法。例如,施工方法具备:将本发明的湿气固化型甲硅烷基化聚氨基甲酸酯接着剂加热至指定的温度的步骤(加热步骤)、将经加热的该接着剂涂布于第1被接着体的接着区域的步骤(涂布步骤)、及以包夹该接着剂的方式将第2被接着体贴合于第1被接着体的步骤(贴合步骤)。再者,在涂布步骤中,不仅在第1被接着体,也可在第2被接着体的接着区域涂布本发明的接着剂。
具体而言,在使用本发明的湿气固化型热熔接着剂将一方的基材与另一方的基材贴合时,例如是将湿气固化型热熔接着剂于50℃~130℃的范围加热熔融,且将熔融的接着剂涂布于一方的基材上,接着,在熔融的接着剂上贴合另一方的基材并进行湿气固化。借此,可得到一方的基材与另一方的基材通过湿气固化型热熔接着剂而接着的积层体。
再者,作为金属的基材,可列举例如:铁、镍、铬、铝、镁、铜、铅等的金属单质类;不锈钢、黄铜等由前述金属单质类得到的合金类;经以锌、镍、铬等的金属镀敷的铁等的经实施镀敷处理的金属类;对于前述金属单质类、合金类、或经实施镀敷处理的金属等实施铬酸盐处理、磷酸盐处理等化学处理的金属类。
又,作为树脂的基材,可列举例如:使用玻璃、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、氨基甲酸酯树脂、硅树脂、环氧树脂、氟树脂、聚苯乙烯树脂、聚酯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚芳酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚二氯亚乙烯、降莰烯树脂、聚烯烃树脂、脂环式聚酰亚胺树脂、纤维素树脂、POM(聚缩醛)、PEEK(聚醚醚酮)、PC(聚碳酸酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)、PPS(聚苯硫醚)、POB(聚氧苯甲酰)、改性PPE(聚苯醚)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)、PEI(聚醚酰亚胺)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、LCP(液晶聚酯)、乳酸聚合物、ABS树脂、AS树脂等而构成的基材。再者,对于基材,视需要也可实施电晕处理、等离子体处理、底漆处理等前处理。
(涂布方法)
作为将湿气固化型热熔接着剂涂布于基材的方法,可列举例如:使用辊涂机、喷涂机、T型模涂机、刮刀涂布机、缺角轮涂机等的方法;通过分配器、喷墨印刷、网版印刷、平版印刷等方式进行涂布的方法等。
采用分配器等的后者的涂布方式时,可在基材上的所需涂布处将湿气固化型热熔接着剂精密地少量涂布,因此不会产生冲裁加工等损失,因而优选。尤其是在处理室温下的固化性高的组合物的分配器等的涂布方法中,在密闭加热槽(液体输送槽)内的加热稳定性也优异,因此可适当使用。又,根据该涂布方式,可将湿气固化型热熔接着剂,以点状、线状、虚线状、短划线-点线状、三角状、四角状等多角形状、圆形、椭圆形、曲线等各式各样的形状,连续或间续地形成于基材上。
使用湿气固化型热熔接着剂的接着剂层的厚度,可因应使用的用途适当设定。作为一实例,该接着层的厚度为10μm~5mm左右的范围的厚度。
又,作为贴合后的湿气固化的熟成条件,例如为温度20℃~80℃、湿度50%~90%、0.5~5天左右的范围。
通过以上的方法,得到具有多个基材与接着剂层的积层体,该接着剂层由使湿气固化型热熔接着剂湿气固化而得到的接着剂构成。从能够以手轻易地剥离的观点来看,作为自该积层体剥离接着剂层而回收基材的方法,优选为使用将积层体在40℃~150℃的范围进行加温的方法。
<实施形态的效果>
本发明的湿气固化型热熔接着剂由于包含特定结构的含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A)而构成,故可兼具良好的凝结强度及足够长的可贴合时间。又,本发明的反应性热熔接着剂由于具有良好的凝结强度,故即使对于具有曲面等的被接着体还可适用。
又,本发明的湿气固化型热熔接着剂由于在涂布温度显示适当的黏度,故涂布作业性亦佳。而,本发明的湿气固化型甲硅烷基化聚氨基甲酸酯接着剂,由于是被调制成实质上不含异氰酸酯基,故于加热时等游离的单体性多异氰酸酯不会释放出来,实质上亦不会因与水分反应而形成聚脲,故可防止因二氧化碳的释放导致的接着剂表面的膨胀、且可防止接着强度降低。
被接着体的一方或是双方为木材、合板、或是木质类纤维板等的木质类的材料、纸等的透湿性材料的情形,若使用氨基甲酸酯类反应性热熔接着剂,则接着强度会随着时间的推移而降低。这种倾向在湿度高的环境下特别大。另一方面,对于由木质类的材料、透湿性材料等构成的被接着体,本发明的湿气固化型热熔接着剂即使在湿度高的环境下使用,接着强度也不会随着时间的推移而降低。因此,本发明的反应性热熔接着剂在将木质类的材料、透湿性材料用于被接着体的情形特别有用。
[实施例]
以下列举实施例更具体地进行说明。另外,这些的实施例为例示,不应被限定性地解释。
(合成例1:具有羟基的含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(a2-1)的合成)
将甲基丙烯酸甲酯70g、甲基丙烯酸2-乙基己酯30g、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷8g、作为金属催化剂的二氯二茂钛0.1g、及作为有机溶剂的乙酸乙酯40g加入至反应容器中,于氮气环境下,一边搅拌,一边加热至80℃。接着,添加巯乙醇0.85g,通过加热和/或冷却进行温度调整,使反应容器内的温度可维持为80℃,同时反应16小时。反应16小时后,将反应物的温度恢复为室温,结束聚合,得到具有羟基的含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(a2-1)。关于成分(a2-1),通过凝胶渗透层析法测定而得的数均分子量为4,755,非挥发分为66%。
(数均分子量的测定)
数均分子量通过凝胶渗透层析法(GPC)以下述条件进行测定。具体而言,将测定对象物以下述测定条件通过GPC进行测定,且将以标准聚乙二醇换算的最大频度的分子量作为数均分子量。
数均分子量,例如,可使用HLC-8220(Tosoh(股)制),将聚苯乙烯作为标准物质,以下述的条件进行测定。再者,后述的合成例中的数均分子量的测定也为相同。
使用管柱:G7000HXL×1支,GMHXL×2支,G2000HXL×1支
溶媒:THF
流速:1.0ml/min
测定温度:40℃
(合成例2:含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(聚合物A)的合成)
将数均分子量7,000的聚丙二醇(商品名:EDL-S101,聚丙二醇环氧乙烷加成物(数均分子量7,060,三井化学SKC公司制))100g,于120℃熔融混合1小时及减压脱水后,加入二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)(商品名:Millionate MT,Tosoh公司制)7.3g、及胺类催化剂(商品名:U-660M,SAN-APRO公司制)0.05g,于氮气环境下,一边搅拌一边于100℃使其反应3小时,而得到氨基甲酸酯预聚物(a1-1)。然后,添加于合成例1所得的数均分子量4,755的具有羟基的含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(a2-1)140.7g(固体含量换算),于100℃搅拌2小时。反应结束以IR光谱测定确认了源自异氰酸酯基的-NCO的吸收消失。反应结束后,将溶剂馏除,得到聚合物A。
(IR光谱的测定)
IR光谱的测定使用下述测定装置。
FT-IR测定装置:日本分光(股)制FT-IR460Plus
再者,后述的合成例中的IR光谱测定的条件也为相同。
(合成例3:含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(聚合物B)的合成)
将数均分子量7,000的聚丙二醇(商品名:EDL-S101,聚丙二醇环氧乙烷加成物(数均分子量7,060,三井化学SKC公司制))100g、数均分子量2,000的结晶性聚酯多元醇(由癸二酸、1,6-己二醇构成的结晶性脂肪族聚酯多元醇(数均分子量2,000,熔点(Tg)65℃,商品名:HS2H-200S,丰国制油公司制))28.3g,于120℃熔融混合1小时及减压脱水后,加入二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)(商品名:Millionate MT,Tosoh公司制)10.6g、及胺类催化剂(商品名:U-660M,SAN-APRO公司制)0.05g,于氮气环境下,一边搅拌一边于100℃使其反应3小时,得到氨基甲酸酯预聚物(a1-2)。随后,添加于合成例1所得的数均分子量4,755的具有羟基的含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(a2-1)160.8g(固体含量换算),于100℃搅拌2小时。反应结束以IR光谱测定确认源自异氰酸酯基的-NCO的吸收消失。反应结束后,将溶剂馏除,得到聚合物B。
(合成例4:含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(聚合物C)的合成)
将数均分子量7,000的聚丙二醇(商品名:EDL-S101、聚丙二醇环氧乙烷加成物(数均分子量7,060、三井化学SKC公司制))100g、数均分子量2,000的结晶性聚酯多元醇(由癸二酸、1,6-己二醇构成的结晶性脂肪族聚酯多元醇(数均分子量2,000、熔点(Tg)65℃、商品名:HS2H-200S、丰国制油公司制))56.0g,于120℃熔融混合1小时及减压脱水后,加入二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)(商品名:Millionate MT、Tosoh公司制)15.8g、及胺类催化剂(商品名:U-660M,SAN-APRO公司制)0.05g,于氮气环境下,一边搅拌一边于100℃使其反应3小时,得到氨基甲酸酯预聚物(a1-3)。然后,添加于合成例1所得的数均分子量4,755的具有羟基的含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(a2-1)60.7g(固体含量换算)、及N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(a2-2;苯氨基硅烷)7.3g(商品名:KBM573,信越化学工业公司制),于100℃搅拌2小时。反应结束是以IR光谱测定确认了源自异氰酸酯基的-NCO的吸收消失。反应结束后,将溶剂馏除,得到聚合物C。
(合成例5:含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(聚合物D)的合成)
将数均分子量7,000的聚丙二醇(商品名:EDL-S101、聚丙二醇环氧乙烷加成物(数均分子量7,060、三井化学SKC公司制))100g、数均分子量2,000的结晶性聚酯多元醇(由癸二酸、1,6-己二醇构成的结晶性脂肪族聚酯多元醇(数均分子量2,000、熔点(Tg)65℃、商品名:HS2H-200S、丰国制油公司制))56.0g,于120℃熔融混合1小时及减压脱水后,加入二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)(商品名:Millionate MT、Tosoh公司制)15.8g、及胺类催化剂(商品名:U-660M,SAN-APRO公司制)0.05g,于氮气环境下,一边搅拌一边于100℃使其反应3小时,得到氨基甲酸酯预聚物(a1-3)。然后,添加于合成例1所得的数均分子量4,755的具有羟基的含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(a2-1)60.7g(固体含量换算)、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(a2-2)3.1g(商品名:KBM573,信越化学工业公司制)、及二丁胺2.1g,于100℃搅拌2小时。反应结束是以IR光谱测定确认了源自异氰酸酯基的-NCO的吸收消失。反应结束后,将溶剂馏除,得到聚合物D。
(合成例6:含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(聚合物E)的合成)
将数均分子量7,000的聚丙二醇(商品名:EDL-S101,聚丙二醇环氧乙烷加成物(数均分子量7,060,三井化学SKC公司制))100g,于120℃熔融混合1小时及减压脱水后,加入二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)(商品名:Millionate MT,Tosoh公司制)7.3g、及胺类催化剂(商品名:U-660M,SAN-APRO公司制)0.05g,于氮气环境下,一边搅拌一边于100℃使其反应3小时,而得到氨基甲酸酯预聚物(a1-1)。然后,添加N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷7.6g(a2-2;苯氨基硅烷)(商品名:KBM573,信越化学工业公司制),进一步于100℃搅拌2小时,得到聚合物E。反应结束以IR光谱测定确认源自异氰酸酯基的-NCO的吸收消失。
(合成例7:含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(聚合物F)的合成)
将数均分子量2,000的结晶性聚酯多元醇(由癸二酸、1,6-己二醇构成的结晶性脂肪族聚酯多元醇(数均分子量2,000,熔点(Tg)65℃,商品名:HS2H-200S,丰国制油公司制))100.0g装入至反应容器中,于120℃熔融混合1小时及减压脱水后,加入二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)(商品名:Millionate MT,Tosoh公司制)25.7g、及胺类催化剂(商品名:U-660M,SAN-APRO公司制)0.05g,于氮气环境下,一边搅拌一边于100℃使其反应3小时,得到氨基甲酸酯预聚物(a1-4)。然后,添加N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷25.5g(a2-2;苯氨基硅烷)(商品名:KBM573,信越化学工业公司制),进一步于100℃搅拌2小时。由此得到聚合物F。反应结束是以IR光谱测定确认源自异氰酸酯基的-NCO的吸收消失。
(合成例8:硅烷化合物)
首先,通过使2种硅烷化合物相互进行反应,合成硅烷化合物2作为硅烷类赋黏剂。具体而言,称量3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KBM403,信越化学工业公司制)1摩尔、及N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(KBM603,信越化学工业公司制)1摩尔。然后,混合1摩尔的3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、及1摩尔的N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷,在80℃加热3天,借此进行反应。由此得到作为硅烷类赋黏剂的硅烷化合物2。硅烷化合物2的分子量为458.7g/mol。
(合成例9:氟化聚合物的合成)
将分子量约2,000的聚丙二醇作为引发剂,在六氰钴酸锌-乙二醇二甲醚络合物催化剂的存在下,使环氧丙烷进行反应,得到聚丙二醇。依据WO2015-088021的合成例2的方法,得到在所得到的聚丙二醇的末端具有烯丙基的聚氧化烯类聚合物。对于该聚合物,添加为氢化甲硅烷基化合物的甲基二甲氧基硅烷与铂乙烯基硅氧烷络合物异丙醇溶液,并进行反应,得到在末端具有甲基二甲氧基甲硅烷基的聚氧化烯类聚合物(J)。通过GPC测定所得到的在末端具有甲基二甲氧基甲硅烷基的聚氧化烯类聚合物的分子量的结果,峰顶分子量为15,000,分子量分布为1.3。通过1H-NMR测定(使用岛津制作所公司制的NMR400,在CDCl3溶媒中测定)末端的甲基二甲氧基甲硅烷基,每1分子为1.7个。接着,使用BF3二乙醚络合物2.4g、脱水甲醇1.6g、聚合物(J)100g、甲苯5g,依据WO2015-088021的合成例4的方法,得到在末端具有氟代甲硅烷基的聚氧化烯类聚合物(以下称为“氟化聚合物”)。测定所得到的氟化聚合物的1H-NMR光谱后,确认对应于为原料的聚合物的甲硅烷基亚甲基(-CH2-Si)的峰值(m,0.63ppm)消失,且在低磁场侧(0.7ppm~)出现宽峰值。
(合成例10:含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物的合成)
在具备搅拌装置、氮气导入管、温度计及回流冷凝器的烧瓶中,装入甲基丙烯酸甲酯70质量份、甲基丙烯酸2-乙基己酯30质量份及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷12质量份、以及作为金属催化剂的二氯二茂钛0.1质量份、还有作为有机溶媒的乙酸乙酯40质量份,并于烧瓶内一边导入氮气一边将烧瓶内容物加热至80℃。接着,将经充分地进行氮气置换的3-巯基丙基三甲氧基硅烷8.5质量份一口气添加至搅拌中的烧瓶内后,进行加热及冷却16小时,使搅拌中的烧瓶内容物的温度可维持在80℃。如上述般进行反应16小时后,将反应物的温度回温至室温,结束聚合,得到于1分子中具有2个甲硅烷基的含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物。针对所得到的反应物的乙酸乙酯溶液的单体残存率使用气相层析法进行测定,求得聚合率。其结果,得到聚合率为97%的反应物。针对所得到的反应物的乙酸乙酯溶液,透过105℃加热求得固体含量为70.5%。又,针对所得到的聚合物,通过凝胶渗透层析法(GPC)测定的分子量为重均分子量(Mw)=3800、数均分子量(Mn)=1500、分散指数=2.4、25℃的黏度为2.2(Pa·s)。
关于合成例2~7中主要的掺合物质显示于表1。
[表1]
(实施例、比较例)
分别针对实施例1~7及比较例1~4,以表2所示的掺合比例混合成分(A)或含烷氧基甲硅烷基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(合成例10)、成分(B)、成分(C)、成分(D)、成分(E)、和/或水分吸收剂,并于120℃环境下进行搅拌混合。最后进行减压除气,分别针对实施例1~7及比较例1~4的接着剂,将一液型湿气固化型反应性热熔接着剂填充至金属容器。分别针对所得到的实施例1~7及比较例1~4的接着剂,实施下述各评价。将结果显示于表2。再者,在表2中,各掺合物质的掺合量的单位为“g”,合成例10的聚合物添加量为固体含量换算值。
[表2]
表2所示的材料中,未于合成例出现的材料的详细说明如以下所示。
·FTR6100(苯乙烯类单体/脂肪族类单体共聚合类,商品名:FTR6100,三井化学公司制)
·U-830(锡催化剂;二辛基锡二新癸酸(dioctyltin diversatate),商品名:Neostan U-830,日东化成公司制)
·SPUR1050MM(具有对应甲硅烷基化聚醚氨基甲酸酯1的三甲氧基硅烷的2个末端基及聚氧丙烯骨架的甲硅烷基化聚氨基甲酸酯(数均分子量[Mn]16,400,多分散性[Mw/Mn]=约1.7,硅基官能基的量=0.122毫当量/聚合物1克,黏度:35,000mPa.s/23℃[ASTM标准D1236],商品名:SPUR+1050MM,Momentive公司制))
·KBM3103C(癸基三甲氧基硅烷,商品名:KBM3103C,信越化学工业公司制)
(评价方法:120℃黏度)
在120℃的一液型湿气固化型反应性热熔接着剂的熔融状态的黏度使用锥板黏度计CV-1(东亚工业股份有限公司制,锥直径:14.5mm,锥角度:2.0°转速:20rpm)进行测定(Pa·s)。
(评价方法:剪切接着强度)
将实施例1的一液型湿气固化型反应性热熔接着剂于120℃加热熔融,在第1铝板(25mm×75mm×2mm,将接着面以丙酮脱脂)进行涂布,使厚度成为100μm。刚涂布后,以包夹接着剂的方式在第1铝板上贴合第2铝板(25mm×75mm×2mm,将接着面以丙酮脱脂),使重迭区域的面积从一端起成为25mm×25mm,而制作试验体。将试验体于23℃50%RH环境下,养护指定的时间后(养护时间:贴合起10分钟后、及贴合起1周后),依据JIS K6850,以拉伸速度50mm/分钟测定剪切接着强度(N/mm2)。在此,将养护时间为贴合后10分钟后的剪切接着强度设为“初期强度(表2中,剪切接着强度养护10分钟后(N/mm2)(Al×Al))”,将1周后的剪切接着强度设为“最终强度(表2中,剪切接着强度养护1周后(N/mm2)(Al×Al))”又,针对其它的实施例、及比较例的一液型湿气固化型反应性热熔接着剂,也同样地进行评价。
(评价方法:可贴合时间)
将实施例1的一液型湿气固化型反应性热熔接着剂于120℃加热熔融,在牛皮裱面纸板(Kraft liner corrugated cardboard)(250mm×250mm×7mm)以50μm的厚度涂布,每指定的时间(至1分钟为止为每3秒钟,超过1分钟之后为每15秒钟),将试验片(牛皮裱面纸板(25mm×50mm×7mm))实质上没有间隙地予以贴合。之后,在23℃50%RH环境下贴合各试验片起静置10分钟后,以手剥离试验片,将在接着部不会产生缺损为止的时间定为可贴合时间(秒钟)。又,针对其它的实施例、及比较例的一液型湿气固化型反应性热熔接着剂,也同样地进行评价。
若参照表2可知:可确认在实施例的接着剂中,均可呈现可贴合时间为2分钟以上的良好的可贴合时间,同时呈现良好的凝结强度。
另一方面,若参照表2可知:在比较例的接着剂中,均呈现可贴合时间极短,且凝结强度亦不良。
以上说明了本发明的实施形态及实施例,但上述所记载的实施形态及实施例并非为限定所要求保护的范围的发明。又,应当留意下述两点:实施形态及实施例之中所说明的特征的组合未必全部为用于解决发明的课题的必要手段,并且只要不偏离本发明的技术思想则可有各种的变更。
Claims (10)
1.一种湿气固化型热熔接着剂,其包含下述通式(a)所示的含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A),
通式(a)中,
A表示从二价的二异氰酸酯去除2个异氰酸酯基后得到的残基,
Y表示从作为二异氰酸酯(i)与多元醇(ii)的反应物的异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物(a1)去除-O-C(=O)-NH-A-NCO得到的残基,
W表示从包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)去除活性氢基得到的残基,
该多元醇(ii)含有聚醚多元醇(ii-1)作为必要成分,
该包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)含有在室温为固体且具有烷氧基甲硅烷基与羟基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(a2-1)作为必要成分,
X表示O、S、或NR1,其中,R1为氢原子,或表示具有1~20个C原子的直链或是支链的一价烃基,其可选地包含环式的部分,或表示通式(b)的基团,
R2及R3彼此相互独立地表示氢原子、或从由-R5、-COOR5、及-CN构成的群组中选择的基团,
再者,R4表示氢原子、或从由-CH2-COOR5、-COOR5、-CONHR5、-CON(R5)2、-CN、-NO2、-PO(OR5)2、-SO2R5、及-SO2OR5构成的群组中选择的基团,
R5表示具有1~20个C原子的烃基,其可选地包含1个或多个杂原子,n为1以上的数。
2.根据权利要求1所述的湿气固化型热熔接着剂,其中该包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物(a2)进一步含有具有活性氢基的烷氧基硅烷(a2-2)。
3.根据权利要求1或2所述的湿气固化型热熔接着剂,其中该多元醇(ii)进一步含有聚酯多元醇(ii-2)和/或聚碳酸酯多元醇(ii-3)。
4.根据权利要求3所述的湿气固化型热熔接着剂,其中该聚酯多元醇(ii-2)为结晶性脂肪族聚酯多元醇(ii-2-1),
该聚碳酸酯多元醇(ii-3)为结晶性脂肪族聚碳酸酯多元醇(ii-3-1)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的湿气固化型热熔接着剂,其进一步含有硅烷类赋黏剂(B)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的湿气固化型热熔接着剂,其进一步含有改性树脂(C)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的湿气固化型热熔接着剂,其进一步含有从由胺类化合物、2价的锡化合物、氟化聚合物构成的群组中选择的至少一种催化剂(D)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的湿气固化型热熔接着剂,其进一步含有甲硅烷基化聚合物(E)。
9.一种含根据权利要求1至8中任一项所述的湿气固化型热熔接着剂的制品。
10.一种湿气固化型热熔接着剂的制造方法,其包括:使下述成分(a1)与下述成分(a2)反应,调制含烷氧基甲硅烷基的氨基甲酸酯预聚物(A),从而制造包含该成分(A)的湿气固化型热熔接着剂的步骤;
成分(a1):为下述成分(i)与成分(ii)的反应物的异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物
成分(i):二异氰酸酯
成分(ii):作为多元醇的聚醚多元醇(ii-1)
成分(a2):作为包含烷氧基甲硅烷基与活性氢基的化合物的在室温为固体的具有烷氧基甲硅烷基与羟基的甲基丙烯酸甲酯类聚合物(a2-1)。
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