JP5073490B2 - 一液型貼り合せ剤 - Google Patents
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Description
(a1)2価アルコール、多価アルコール、水酸基を有する各種オリゴマーなどの開始剤と、KOH、NaOHなどのアルカリ触媒、酸性触媒、アルミノポルフィリン金属錯体やシアン化コバルト亜鉛−グライム錯体触媒などの複合金属シアン化物錯体触媒などのすでに公知である触媒の存在下、エチレンオキシドやプロピレンオキシドなどのモノエポキシドを開環重合することによって得る方法、
(a2)水酸基末端オキシアルキレン系重合体をKOH、NaOH、KOCH3、NaOCH3などの塩基性化合物の存在下、CH2Cl2、CH2Br2などの2官能以上のハロゲン化アルキルの鎖延長反応によって得る方法、
(a3)2官能や3官能のイソシアネート化合物によって水酸基末端オキシアルキレン系重合体を鎖延長する方法、
などがあげられる。これらの中でも、分子量分布が狭く、粘度の低い重合体が得られることから、上記(a1)のうちの複合金属シアン化物錯体触媒を用いたモノエポキシドの開環重合が好ましい。
−(Si(R1 2-b)(Xb)O)mSi(R2)3-aXa (1)
(式中、R1およびR2はいずれも炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基または(R3)3SiO−で示されるトリオルガノシロキシ基を示し、R1またはR2が2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。ここでR3は炭素数1〜20の1価の炭化水素基であり3個のR3は同一であってもよく、異なっていてもよい。Xは水酸基または加水分解性基を示し、Xが2個以上存在するとき、それらは同一であってもよく異なっていてもよい。aは0、1、2または3を、bは0、1または2をそれぞれ示す。ただし、a+Σb>0である。また、m個の−(Si(R1 2-b)(Xb)O)−基におけるbについて、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。mは0〜19の整数を示す。)で表される基があげられる。
−Si(R2)3-aXa (2)
(式中、R2、Xは一般式(1)と同じで、aは1、2または3)で表される基が好ましく、具体的には、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、トリイソプロポキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基、ジエトキシメチルシリル基、ジイソプロポキシメチルシリル基などがあげられる。これらの中でも、活性が高く良好な硬化性が得られることから、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基のような1個のケイ素原子上に3個の水酸基および/または加水分解性基が結合した反応性ケイ素基がより好ましく、これらの中でも、特に粘着性発現速度の点からトリメトキシシリル基が最も好ましい。
(a1)2価アルコール、多価アルコール、水酸基を有する各種オリゴマーなどの開始剤と、KOH、NaOHなどのアルカリ触媒、酸性触媒、アルミノポルフィリン金属錯体やシアン化コバルト亜鉛−グライム錯体触媒などの複合金属シアン化物錯体触媒などのすでに公知である触媒の存在下、エチレンオキシドやプロピレンオキシドなどのモノエポキシドを開環重合することによって得る方法、
(a2)水酸基末端エーテル系重合体をKOH、NaOH、KOCH3、NaOCH3などの塩基性化合物の存在下、CH2Cl2、CH2Br2などの2官能以上のハロゲン化アルキルの鎖延長反応によって得る方法、
などがあげられる。これらの中でも、分子量分布が狭く、粘度の低い重合体が得られることから、上記(a1)のうちの複合金属シアン化物錯体触媒を用いたモノエポキシドの開環重合が好ましい。
H2C=C(R4)−R5−O− (3)
(式中、R4は水素原子または炭素数1〜10のアルキル基、R5は炭素数1〜20の2価の有機基)で表される不飽和基を末端に有するオキシアルキレン系重合体と、一般式(4):
H−R6−(Si(R1 2-b)(Xb)O)mSi(R2)3-aXa (4)
(式中、R1、R2、X、a、b、mは一般式(1)と同じ、R6は炭素数0〜20の2価の有機基または−(Si(R7)(R8)O)n−Si(R7)(R8)−R9−で表される基で、R7およびR8は炭素数1〜6のアルキル基またはフェニル基であり、同一であってもよく、異なっていてもよく、R9は炭素数1〜6の2価の有機基、nは1〜10)で表される反応性ケイ素基含有化合物とを、10族遷移金属触媒の存在下で反応させる方法が好ましい。
H2C=C(R4)−R5−Y (5)
(式中、R4、R5は一般式(3)と同じ、Yはハロゲン原子)で表される不飽和基含有ハロゲン化合物を反応させる方法があげられる。
H(Si(R7)(R8)O)n−Si(R7)(R8)H (6)
(式中、R7、R8、nは一般式(4)と同じ)で表されるヒドロシリル化合物と、一般式(7):
CH2=CHR10(Si(R1 2-b)(Xb)O)mSi(R2)3-aXa (7)
(式中、R1、R2、X、a、b、mは一般式(1)と同じ、R10は炭素数1〜6の2価のアルキル基)で表されるビニル化合物とを反応させることにより一般に得ることができる。
CH2=C(R11)COOR12 (8)
(式中R11は水素原子またはメチル基、R12は炭素数1〜8のアルキル基を示す)で表される。
CH2=C(R11)COOR13 (9)
(式中R11は一般式(8)と同じ。R13は炭素数10以上のアルキル基を示す)で表される。
(I)重合性不飽和結合と反応性ケイ素基を有する化合物を、単量体(a)および(b)とともに共重合させる方法、
(II)重合性不飽和結合と反応性官能基(以下、Y’基という)を有する化合物(たとえばアクリル酸)を単量体(a)および(b)とともに共重合させ、そののち生成した共重合体を反応性ケイ素基およびY’基と反応しうる官能基(以下、Y”基という)を有する化合物(たとえば、イソシアネート基と−Si(OCH3)3基を有する化合物)と反応させる方法、
(III)連鎖移動剤として反応性ケイ素基を含有するメルカプタンの存在下、単量体(a)および(b)を共重合させる方法、
(IV)反応性ケイ素基を含有するアゾビスニトリル化合物やジスルフィド化合物を開始剤として単量体(a)および(b)を共重合させる方法、
(V)リビングラジカル重合法によって単量体(a)および(b)を重合させ、分子末端に反応性ケイ素基を導入する方法、
などがあげられる。また、(I)〜(V)の方法を各々任意に組み合わせることも可能である。例えば、(I)と(III)の組み合わせとして、連鎖移動剤として反応性ケイ素基を含有するメルカプタンの存在下、重合性不飽和結合と反応性ケイ素基を有する化合物を、単量体(a)および(b)とともに共重合させる方法をとることも可能である。
CH2=C(R11)COOR14−[Si(R1 2-b)(Xb)O]mSi(R2 3-a)Xa (10)
(式中R11は一般式(8)に同じ。R14は炭素数1〜6の2価のアルキレン基を示す。R1、R2、X、a、b、mは一般式(1)と同じ。)または一般式(11):
CH2=C(R11)−[Si(R1 2-b)(Xb)O]mSi(R2 3-a)Xa (11)
(式中R1、R2、X、a、b、mは一般式(1)と同じ。R11は一般式(8)と同じ。)で表される。
数平均分子量2,000のポリオキシプロピレンジオールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒を用いてプロピレンオキシドを重合することにより数平均分子量25,000(GPCより求めたポリスチレン換算値)のポリオキシプロピレンジオールを得た。得られたポリオキシプロピレンジオールの水酸基1モルに対してγ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン0.70モルを加えてウレタン化反応を行い、分子末端にトリメトキシシリル基を有する数平均分子量26,400(GPCより求めたポリスチレン換算値)、分子量分布が1.35、反応性ケイ素基が1分子あたり1.4個のオキシプロピレン系重合体を得た(ポリマーA)。
数平均分子量4,000のポリオキシプロピレンジオール(ただし主鎖中にエチレン鎖を30%含む)にトリレンジイソシアネートをNCO/OHモル比=1.6/1の割合で反応させ、ウレタンプレポリマー(1−1)を得た。
数平均分子量2,000のポリオキシプロピレンジオールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒を用いてプロピレンオキシドを重合することにより数平均分子量25,000(GPCより求めたポリスチレン換算値)のポリオキシプロピレンジオールを得た。得られたポリオキシプロピレンジオールとナトリウムメトキシドを反応させた後、塩化アリルを反応させて、末端水酸基を不飽和基に変換した。この不飽和基末端ポリオキシプロピレン重合体の不飽和基1モルに対して、ジメトキシメチルシラン0.75モルを白金ジビニルジシロキサン錯体の存在下反応させて、分子末端にジメトキシメチルシリル基を有する数平均分子量26,000、分子量分布が1.3(GPCより求めたポリスチレン換算値)のポリオキシプロピレン系重合体を得た(ポリマーC)。
数平均分子量2,000のポリオキシプロピレンジオールを開始剤とし、亜鉛へキサシアノコバルテートグライム錯体触媒を用いてプロピレンオキシドを重合することにより、数平均分子量25,000(GPCより求めたポリスチレン換算値)のポリオキシプロピレンジオールを得た。得られたポリオキシプロピレンジオールとナトリウムメトキシドを反応させた後、塩化アリルを反応させて、末端水酸基を不飽和基に変換した。この不飽和基末端ポリオキシプロピレン重合体の不飽和基1モルに対して、トリメトキシシラン0.7モルを白金ジビニルジシロキサン錯体の存在下反応させて、分子末端にトリメトキシシリル基を有する数平均分子量26,000、分子量分布が1.3(GPCより求めたポリスチレン換算値)のポリオキシプロピレン重合体を得た(ポリマーD)。
105℃に加熱したトルエン40g中に、メタクリル酸メチル15g、アクリル酸ブチル60g、メタクリル酸ステアリル20g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン4.5gおよび重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.3gをトルエン15gに溶かした溶液を5時間かけて滴下した後、2時間撹拌した。さらに、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.10gをトルエン10gに溶かした溶液を追加して2時間撹拌することにより、固形分濃度40重量%、数平均分子量が11,000(GPCより求めたポリスチレン換算値)であり、1分子あたり反応性ケイ素基を2.2個有するアクリル系共重合体を得た(ポリマーE)。
(A)、(B)、(D)、(E)成分(比較例3ではこれらに加えてフィラー)を表1に示す割合で混合し、トルエンを加えて溶解した後、90℃での加熱減圧によりトルエンを脱揮した。続いて、シランカップリングを添加して30分撹拌し、最後に(C)成分(参考例9はさらに(F)成分)を添加して30分間撹拌した後、減圧脱泡し、アルミ製チューブ(100ml)に組成物を充填した。参考例1〜5および8〜10、実施例6および7、比較例1〜4の硬化性組成物を充填したアルミ製チューブの重量はすべて110gであった。得られた組成物を、80℃になるようにアルミ製チューブを加熱するか若しくは室温状態(23℃)で評価に用いた。評価は全て温度23±2℃、相対湿度50±10%の雰囲気下で実施した。
E形粘度計(3°×R14コーン)を使用し、80℃での組成物の粘度を測定した。
(作業性)
組成物をアルミチューブから手動で容易に吐出できた場合を○、容易に吐出できなかった場合を×とした。
(塗布厚み)
アプリケーターにより厚みを調整した硬化物について、マイクロゲージによる厚み測定を実施した。
(粘着剤層形成時間)
組成物をフレキシブル板上へ塗布し、アプリケーターにより厚み調整した。経時で組成物表面を指で押さえ、組成物が変形することなく指先に付着しなくなるまでの時間を測定した。
(接着性)
90分後貼り合わせ:硬化性組成物をフレキシブル板(幅80mm、長さ150mm、厚さ4mm)へ塗布し、アプリケーターで厚みを調整した後、90分後にPETフィルム(コロナ放電処理;幅25mm、長さ200mm、厚さ0.05mm)を貼り合せ、1週間養生した。養生後、引張り試験機により180°剥離試験を実施し(引張り速度200mm/分)、引張り強度と破壊状態を観察した(初期接着性)。引張り強度が20N/25mm以上であった場合を○、20N/25mm未満であった場合を×とした。また、粘着剤層とPETフィルムの間で剥離した場合を○、それ以外を×とした。さらに、粘着剤層とPETフィルム間で剥離した系については、再度新たなPETフィルムを貼り合わせ、5kgローラーを1回かけた後1週間養生し、剥離試験を実施した(再接着性)。
塗布直後貼り合わせ:硬化性組成物をフレキシブル板へ塗布し、アプリケーターで厚みを調整した後、直ぐにPETフィルムを貼り合せ、1週間養生した。養生後、引張り試験機により180°剥離試験を実施し、引張り強度と破壊状態を観察した(初期接着性)。引張り強度が20N/25mm以上であった場合を○、20N/25mm未満であった場合を×とした。また、粘着剤層とPETフィルムの間で剥離した場合を○、それ以外を×とした。
(貯蔵安定性)
組成物を充填したアルミチューブを4週間23℃下で静置した後、塗工温度まで加熱して組成物を吐出し、ゲル状物の有無を調べた。ゲル状物が観察されなかった場合を○、ゲル状物が確認された場合を×とした。
参考例1の組成物をPE製カートリッジ(容量333ml)へ充填し、密閉した。組成物を充填したPE製カートリッジの重量は370gであった。このカートリッジを80℃の恒温槽へ入れて組成物が80℃になるように加熱した後取り出し、ハンドガンで組成物をビード状にメラミンパネル(3×935×2450)へ部分塗布した。20分後、パネルを壁下地材であるフレキシブル板上へ貼り合わせたが、パネルは貼り合わせ直後からずれることなく、充分に壁面へ固定された。また、室温で1週間経過後、パネルの引き剥がしを行ったが、パネルが破壊するなどの現象は見られず、比較的容易に引き剥がすことができた。
市販のクロロプレン溶剤形接着剤(G−17、コニシ(株)製)を使用し、参考例11と同様の方法でパネルの貼り付けおよび引き剥がしを実施した。その結果、パネルの初期固定性は問題なかったが、引き剥がしは困難であった。
市販の両面テープ(CV−25、住友スリーエム(株)製)を使用し、参考例11で組成物を塗布したのと同様の箇所にテープを貼り付け、下地材へのパネルの貼り付けおよび引き剥がしを実施した。その結果、パネルの初期固定性や引き剥がし易さは充分なレベルであったが、パネル貼り付け時に両面テープの剥離紙を剥がす作業は手間であり、また廃棄物としての剥離紙が大量に発生した。
参考例11と同様にカートリッジを充填された組成物が80℃になるように加熱した後、ハンドガンへ装填し、脱着可能なマントルヒーターでガンを覆って組成物が80℃の状態を維持しつつ、塗工を繰り返した。参考例11ではカートリッジが徐々に冷却され、使用開始40分後には吐出困難となったが、本参考例12では時間に制限なく使用することができた。
参考例11と同様にカートリッジを充填された組成物が80℃になるように加熱した後、ヒーター付きのハンドガンへ装填し、組成物の温度が80℃の状態を維持しつつ、塗工を繰り返した。参考例11ではカートリッジが徐々に冷却され、使用開始40分後には吐出困難となったが、本参考例13では時間に制限なく使用することができた。
参考例1の組成物をアルミ製カートリッジ(容量310ml)へ充填し、密閉した。組成物を充填したアルミ製カートリッジの重量は360gであった。ヒーター付きのハンドガン(TR70.3、Reka社製)へ装填し、充填された組成物が80℃の状態を維持しつつ、窒素圧により組成物を吐出した。参考例11ではカートリッジが徐々に冷却され、使用開始40分後には吐出困難となったが、本実施例14では時間に制限なく使用することができた。
参考例12と同様の操作の中で、カートリッジ用ノズルとして塗出部が四角状に開口されたタイプ(ノズル開口部:長手方向11mm、短辺方向2mm)を使用し、メラミンパネル(3×935×2450)へ部分塗布した。この際、組成物の表面は平滑でかつ厚みも大きなバラツキは見られなかった。90分後、パネルを壁下地材であるフレキシブル板上へ貼り合わせたが、パネルは貼り合わせ直後からずれることなく、充分に壁面へ固定された。また、室温で1週間経過後、パネルの引き剥がしを行ったが、パネルが破壊するなどの現象は見られず、比較的容易に引き剥がすことができた。
参考例15と同様の方法で、フローリング材へ組成物を部分塗布した。90分後、フローリング材を床下地材である合板へ貼り合わせたが、フローリング材は貼り合わせ直後からずれることなく、充分に床へ固定された。また、室温で1週間経過後、フローリング材の引き剥がしを行ったが、フローリング材が破壊するなどの現象は見られず、比較的容易に引き剥がすことができた。
Claims (11)
- シロキサン結合を形成しうる反応性ケイ素基を有しかつウレタン結合またはウレア結合の少なくとも一方を有するオキシアルキレン系重合体(A)および(E)分子鎖が実質的に1種または2種以上のアクリル酸アルキルエステル単量体単位および/またはメタクリル酸アルキルエステル単量体単位を含む共重合体を含有し、さらに(A)および(E)成分の合計量100重量部に対して粘着付与樹脂(B)を20〜100重量部含有し、(A)、(B)および(E)成分の合計量100重量部に対して硬化触媒(C)を0.05〜10重量部含有する硬化性組成物からなる一液型貼り合せ剤であって、前記(E)成分が、分子鎖が実質的に(a)炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位および/またはメタクリル酸アルキルエステル単量体単位と(b)炭素数10以上のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位および/またはメタクリル酸アルキルエステル単量体単位を含む共重合体(E)−aであり、前記硬化性組成物が密閉容器に充填されていることを特徴とする現場塗工用一液型貼り合せ剤。
- シロキサン結合を形成しうる反応性ケイ素基を有しかつウレタン結合またはウレア結合の少なくとも一方を有するオキシアルキレン系重合体(A)、シロキサン結合を形成しうる反応性ケイ素基を有しかつウレタン結合およびウレア結合を有さないオキシアルキレン系重合体(D)および分子鎖が実質的に1種または2種以上のアクリル酸アルキルエステル単量体単位および/またはメタクリル酸アルキルエステル単量体単位を含む共重合体(E)を含有し、さらに(A)、(D)および(E)成分の合計量100重量部に対して粘着付与樹脂(B)を20〜100重量部含有し、(A)、(B)、(D)および(E)成分の合計量100重量部に対して硬化触媒(C)を0.05〜10重量部含有する硬化性組成物からなる一液型貼り合せ剤であって、前記(E)成分が、分子鎖が実質的に(a)炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位および/またはメタクリル酸アルキルエステル単量体単位と(b)炭素数10以上のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単量体単位および/またはメタクリル酸アルキルエステル単量体単位を含む共重合体(E)−aであり、前記硬化性組成物が密閉容器に充填されていることを特徴とする現場塗工用一液型貼り合せ剤。
- 共重合体(E)が、1個のケイ素原子上に3個の水酸基および/または加水分解性基が結合した反応性ケイ素基を有する重合体である請求項1または2記載の一液型貼り合せ剤。
- オキシアルキレン系重合体(D)の数平均分子量が10,000〜100,000であり、分子量分布が1.6以下である請求項2記載の一液型貼り合せ剤。
- オキシアルキレン系重合体(D)が、1個のケイ素原子上に3個の水酸基および/または加水分解性基が結合した反応性ケイ素基を有する重合体である請求項2または4記載の一液型貼り合せ剤。
- オキシアルキレン系重合体(A)の数平均分子量が10,000〜100,000であり、分子量分布が1.6以下である請求項1〜5のいずれかに記載の一液型貼り合せ剤。
- オキシアルキレン系重合体(A)が、1個のケイ素原子上に3個の水酸基および/または加水分解性基が結合した反応性ケイ素基を有する重合体である請求項1〜6のいずれかに記載の一液型貼り合せ剤。
- 硬化性組成物の粘度が3〜50Pa・s/80℃である請求項1〜7のいずれかに記載の一液型貼り合せ剤。
- 塗工後の硬化性組成物が、塗工後90分以内に硬化し粘着剤層を形成しうる硬化性組成物である請求項1〜8のいずれかに記載の一液型貼り合せ剤。
- 硬化性組成物が、(F)溶剤を含有する請求項1〜9のいずれかに記載の一液型貼り合せ剤。
- 硬化性組成物が充填された密閉容器の総重量が10kg以下である請求項1〜10のいずれかに記載の一液型貼り合せ剤。
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