JP7404105B2 - 硬化性組成物 - Google Patents
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Description
-SiR5 cX3-c (1)
(式中、R5は、置換又は非置換の炭素数1~20の炭化水素基である。Xは水酸基または加水分解性基を示す。cは0または1を示す。)
好ましくは、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の反応性ケイ素基がトリメトキシシリル基である。
好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル系重合体(B)の反応性ケイ素基がトリメトキシシリル基である。
好ましくは、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の末端部位が、一般式(2):
好ましくは、R1がCH2OCH2であり、R3がCH2である。
好ましくは、R2及びR4がそれぞれ水素原子である。
好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル系重合体(B)が、反応性ケイ素基と重合性不飽和基を有する単量体(b1)、及び重合性不飽和基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体であるマクロモノマー(b2)を構成単量体とする重合体である。
好ましくは、前記アミノフェノール型エポキシ樹脂が、トリグリシジルp-アミノフェノールである。
好ましくは、前記ナフタレン型エポキシ樹脂が、1,6-ビス(グリシジルオキシ)ナフタレンである。
また本発明は、前記多液型の硬化性組成物からなる構造用接着剤にも関する。
さらに本発明は、前記多液型の硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物にも関する。
<反応性ケイ素基>
ポリオキシアルキレン系重合体(A)は、一般式(1)で表される反応性ケイ素基を有する。
-SiR5 cX3-c (1)
(式中、R5は、置換又は非置換の炭素数1~20の炭化水素基である。Xは水酸基または加水分解性基を示す。cは0または1を示す。)
ポリオキシアルキレン系重合体(A)の主鎖骨格には特に制限はなく、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレン、ポリオキシテトラメチレン、ポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレン共重合体、ポリオキシプロピレン-ポリオキシブチレン共重合体などが挙げられる。その中でも、ポリオキシプロピレンが好ましい。
次に、ポリオキシアルキレン系重合体(A)の合成方法について説明する。
1つの末端部位に平均して1.0個より多い反応性ケイ素基を有しているポリオキシアルキレン系重合体(A)は、重合によって得られた水酸基末端重合体の1つの末端に2個以上の炭素-炭素不飽和結合を導入した後、炭素-炭素不飽和結合と反応する反応性ケイ素基含有化合物を反応させて得ることが好ましい。以下に上記好ましい合成方法について説明する。
ポリオキシアルキレン系重合体(A)は、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体等の複合金属シアン化物錯体触媒を用いた、水酸基を有する開始剤にエポキシ化合物を重合させる方法が好ましい。
1つの末端に2個以上の炭素-炭素不飽和結合を導入する方法としては、水酸基末端重合体に、アルカリ金属塩を作用させた後、先ず炭素-炭素不飽和結合を有するエポキシ化合物を反応させ、次いで炭素-炭素不飽和結合を有するハロゲン化炭化水素化合物を反応させる方法を用いるのが好ましい。この方法を用いることで、重合体主鎖の分子量や分子量分布を重合条件によって制御しつつ、さらに反応性基の導入を効率的かつ安定的に行うことが可能となる。
反応性ケイ素基の導入方法は特に限定されず、公知の方法を利用することができる。以下に導入方法を例示する。
(i)炭素-炭素不飽和結合を有する重合体に対してヒドロシラン化合物をヒドロシリル化反応により付加させる方法。
(ii)炭素-炭素不飽和結合を有する重合体と、炭素-炭素不飽和結合と反応して結合を形成し得る基および反応性ケイ素基の両方を有する化合物(シランカップリング剤とも呼ばれる)とを反応させる方法。炭素-炭素不飽和結合と反応して結合を形成し得る基としてはメルカプト基などが挙げられるがこれに限らない。
(iii)反応性基含有重合体とシランカップリング剤とを反応させる方法。反応性基含有重合体とシランカップリング剤の反応性基の組合せとしては、水酸基とイソシアネート基、水酸基とエポキシ基、アミノ基とイソシアネート基、アミノ基とチオイソシアネート基、アミノ基とエポキシ基、アミノ基とα,β-不飽和カルボニル基(マイケル付加による反応)、カルボキシ基とエポキシ基、不飽和結合とメルカプト基等が挙げられるがこれに限らない。
-NR6-C(=O)- (4)
(式中、R6は炭素数1~10の有機基または水素原子を表す)で表されるアミドセグメントを含んでいてもよい。
Z-R7-SiR5 cX3-c (5)
(式中、R5、Xおよびcは、前記と同じである。R7は、2価の有機基、好ましくは炭素数1~20の2価の炭化水素基である。Zは、水酸基、カルボキシ基、メルカプト基、1級アミノ基または2級アミノ基である。)
で表されるケイ素化合物のZ基を、合成した重合体のイソシアネート基の全部または一部に反応させる方法を挙げることができる。
O=C=N-R7-SiR5 cX3-c (6)
(式中、R7、R5、Xおよびcは、前記と同じである。)
で示される反応性ケイ素基含有イソシアネート化合物を反応させる方法を挙げることができる。
反応性ケイ素基含有(メタ)アクリル酸エステル系重合体(B)(「(メタ)アクリル酸エステル系重合体(B)」ともいう)の主鎖を構成する(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとしては特に限定されず、各種のものを用いることができる。具体的には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシブチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸(3-トリメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸(3-ジメトキシメチルシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸(2-トリメトキシシリル)エチル、(メタ)アクリル酸(2-ジメトキシメチルシリル)エチル、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルメチル、(メタ)アクリル酸(ジメトキシメチルシリル)メチル、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル-2-パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ビス(トリフルオロメチル)メチル、(メタ)アクリル酸2-トリフルオロメチル-2-パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロデシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキサデシルエチル等の(メタ)アクリル酸系モノマーが挙げられる。
R5の具体例としては、メチル基、エチル基、クロロメチル基、メトキシメチル基、N,N-ジエチルアミノメチル基、を挙げることができるが、好ましくは、メチル基、エチル基、である。
(iv)重合性不飽和基と反応性ケイ素含有基を有する化合物を、上述のモノマーとともに共重合する方法。この方法を用いると反応性ケイ素基は重合体の主鎖中にランダムに導入される傾向がある。
(v)連鎖移動剤として、反応性ケイ素含有基を有するメルカプトシラン化合物を使用して(メタ)アクリル酸エステル系重合体を重合する方法。この方法を用いると、反応性ケイ素基を重合体末端に導入することができる。
(vi)重合性不飽和基と反応性官能基(V基)を有する化合物を、共重合した後、反応性ケイ素基とV基に反応する官能基とを有する化合物を反応させる方法。具体的には、アクリル酸2-ヒドロキシエチルを共重合した後、反応性ケイ素含有基を有するイソシアネートシランを反応させる方法や、アクリル酸グリシジルを共重合した後、反応性ケイ素含有基を有するアミノシラン化合物を反応させる方法などが例示できる。
(vii)リビングラジカル重合法によって合成した(メタ)アクリル酸エステル系重合体の末端官能基を変性して、反応性ケイ素基を導入する方法。リビングラジカル重合法によって得られる(メタ)アクリル酸エステル系重合体は重合体末端に官能基を導入しやすく、これを変性することで重合体末端に反応性ケイ素基を導入することができる。
反応性ケイ素基と重合性不飽和基を有する単量体(b1)としては、例えば、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、(メタ)アクリロキシメチルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシメチルジメトキシメチルシランなどの(メタ)アクリロキシ基と反応性ケイ素基を有する化合物;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどのビニル基と反応性ケイ素基を有する化合物等が挙げられる。これら化合物は1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
マクロモノマー(b2)は、重合性不飽和基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体である。マクロモノマー(b2)は、これ自体が重合体であるが、前記重合性不飽和基によって、反応性ケイ素基と重合性不飽和基を有する単量体(b1)と共重合することができ、(メタ)アクリル酸エステル系重合体(B)を構成する単量体である。
(viii)反応性の異なる2種の重合性不飽和基を有する単量体(例えばアクリル酸アリルなど)を(メタ)アクリル構造を有するモノマーとともに共重合する方法。
(ix)重合性不飽和基と反応性官能基(Z基)を有する化合物(たとえば、アクリル酸、アクリル酸2-ヒドロキシエチル)を、(メタ)アクリル構造を有するモノマーとともに共重合した後、重合性不飽和基とZ基に反応する官能基とを有する化合物(たとえば、(メタ)アクリル酸ジエチルイソシアネートなど)を反応させる方法。
(x)リビングラジカル重合法によって(メタ)アクリル構造を有するモノマーを重合した後、分子鎖末端に重合性不飽和基を導入する方法。
これらの方法のうち、分子鎖末端に重合性不飽和基を導入することができるので(x)の方法を用いることが好ましい。「リビングラジカル重合法」は、例えば、ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー(J.Am.Chem.Soc.)、1994年、116巻、7943頁に示されているようなコバルトポルフィリン錯体を用いるもの、特表2003-500378号公報に示されているようなニトロオキサイドラジカルを用いるもの、特開平11-130931号公報に示されているような有機ハロゲン化物やハロゲン化スルホニル化合物などを開始剤とし、遷移金属錯体を触媒とする原子移動ラジカル重合(Atom Transfer Radical Polymerization:ATRP法)などが挙げられる。末端に重合性不飽和基を導入しやすいことから原子移動ラジカル重合法が最も好ましい。
CH2=C(R6)-COO-Z (7)
(式中、R6は、水素またはメチル基を表す。Zはマクロモノマー(b2)の主鎖骨格を表す。)
Foxの式:
1/(Tg(K))=Σ(Mi/Tgi)
(式中、Miは重合体を構成する単量体i成分の重量分率、Tgiは単量体iのホモポリマーのガラス転移温度(K)を表す。)
(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b3)を構成するアルキル基は、炭素数が1~3のものである。該(b3)の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピルが挙げられる。これらは1種類のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
エポキシ樹脂(C)としては、少なくとも、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(C1)と、(C2)成分であるアミノフェノール型エポキシ樹脂および/またはナフタレン型エポキシ樹脂とを併用する。本発明においては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(C1)と、(C2)成分とを併用することによって、硬化前のB剤は高いチキソ性を示すと共に、硬化後には、高温下での弾性率の低下が抑制された硬化物を形成することができる。
アミノフェノール型エポキシ樹脂(C2)は、アミノフェノールに由来する構造とエポキシ基を有する化合物である。具体的には、トリグリシジルp-アミノフェノール、m-アミノフェノール系エポキシ樹脂等が挙げられる。
ナフタレン型エポキシ樹脂(C2)は、ナフタレン骨格とエポキシ基を有する化合物である。具体的には、1,6-ビス(グリシジルオキシ)ナフタレン等が挙げられる。
エポキシ樹脂(C)を硬化させるためのエポキシ樹脂硬化剤(D)としては、三級アミンを有するエポキシ樹脂硬化剤を用いることが好ましい。三級アミンを有するエポキシ樹脂硬化剤(D)を用いることによって、高剛性、高強度、高伸びの硬化物を得ることができる。
ヒュームドシリカ(E)は、A剤とB剤のいずれか又は双方に配合される。ヒュームドシリカ(E)を配合することによって、硬化前のA剤及び/又はB剤は粘度が上昇することに加えて、高いチキソ性を示し、硬化後には、高温下での弾性率の低下が抑制された硬化物を形成することができる。
本発明では、ポリオキシアルキレン系重合体(A)および(メタ)アクリル酸エステル系重合体(B)の反応性ケイ素基を縮合させる反応を促進し、重合体を鎖延長または架橋させる目的で、シラノール縮合触媒(F)を使用することが好ましい。
本発明の組成物のB剤に、水(G)を添加しても良い。水を添加することにより、A剤とB剤を混合したときにポリオキシアルキレン系重合体(A)、(メタ)アクリル酸エステル系重合体(B)の硬化が促進される。
本発明の組成物には、ポリオキシアルキレン系重合体(A)、(メタ)アクリル酸エステル系重合体(B)、エポキシ樹脂(C)、エポキシ樹脂硬化剤(D)、ヒュームドシリカ(E)、シラノール縮合触媒(F)、水(G)の他に、添加剤として、ヒュームドシリカ以外の充填剤、接着性付与剤、タレ防止剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、粘着付与樹脂、その他の樹脂、を添加しても良い。また、本発明の硬化性組成物には、硬化性組成物又は硬化物の諸物性の調整を目的として、必要に応じて各種添加剤を添加してもよい。このような添加物の例としては、たとえば、可塑剤、溶剤、希釈剤、光硬化性物質、酸素硬化性物質、表面性改良剤、シリケート、硬化性調整剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、オゾン劣化防止剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、防かび剤、難燃剤、発泡剤などが挙げられる。
本発明の組成物には、ヒュームドシリカ以外の充填剤を配合することができる。そのような充填剤としては、重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ土、クレー、タルク、酸化チタン、沈降性シリカ、結晶性シリカ、溶融シリカ、湿式シリカ、無水ケイ酸、含水ケイ酸、アルミナ、カーボンブラック、酸化第二鉄、アルミニウム微粉末、酸化亜鉛、活性亜鉛華、PVC粉末、PMMA粉末、ガラス繊維およびフィラメント等が挙げられる。
本発明の組成物には、接着性付与剤を添加することができる。
接着性付与剤としては、シランカップリング剤、シランカップリング剤の反応物を添加することができる。
本発明の組成物には、必要に応じてタレを防止し、作業性を良くするためにタレ防止剤を添加しても良い。タレ防止剤としては特に限定されないが、例えば、ポリアミドワックス類;水添ヒマシ油誘導体類;ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム等の金属石鹸類等が挙げられる。これらタレ防止剤は単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
本発明の組成物には、酸化防止剤(老化防止剤)を使用することができる。酸化防止剤を使用すると硬化物の耐候性を高めることができる。酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系、モノフェノール系、ビスフェノール系、ポリフェノール系が例示できる。酸化防止剤の具体例は特開平4-283259号公報や特開平9-194731号公報にも記載されている。
本発明の組成物には、光安定剤を使用することができる。光安定剤を使用すると硬化物の光酸化劣化を防止できる。光安定剤としてベンゾトリアゾール系、ヒンダードアミン系、ベンゾエート系化合物等が例示できるが、特にヒンダードアミン系が好ましい。
本発明の組成物には、紫外線吸収剤を使用することができる。紫外線吸収剤を使用すると硬化物の表面耐候性を高めることができる。紫外線吸収剤としてはベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチレート系、置換トリル系及び金属キレート系化合物等が例示できるが、特にベンゾトリアゾール系が好ましく、市販名チヌビンP、チヌビン213、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン327、チヌビン328、チヌビン329、チヌビン571(以上、BASF製)が挙げられる。
本発明の組成物には、基材への接着性や密着性を高める目的、あるいはその他必要に応じて粘着付与樹脂を添加できる。粘着付与樹脂としては、特に制限はなく通常使用されているものを使うことが出来る。
本発明の硬化性組成物は、A剤として、ポリオキシアルキレン系重合体(A)、アクリル酸エステル系重合体(B)、エポキシ樹脂硬化剤(D)、その他の添加剤を配合し、B剤として、エポキシ樹脂(C)、その他の添加剤を配合し、A剤と、B剤を使用前に混合する2成分型として調製することが好ましい。ヒュームドシリカ(E)は、A剤とB剤のいずれか又は双方に配合すればよい。また、ポリオキシアルキレン系重合体(A)とアクリル酸エステル系重合体(B)の硬化反応を促進させるため、B剤に、シラノール縮合触媒(F)、及び/又は、水(G)を添加しても良い。
本発明の硬化性組成物は、プラスチック、金属、複合材などの様々な被着体に対して良好な接着性を示すことが出来る。また、ポリプロピレンなどの非極性材料やポリフェニレンサルファイドなどの剛直な分子鎖を有するエンジニアリングプラスチックに対する接着剤として使用する場合には、これら被着体に対する接着性を高め、安定した接着強度を得るために、被着体を公知の方法で事前に表面処理することができる。例えば、サンディング処理、フレーム処理、コロナ放電、アーク放電、プラズマ処理などの表面処理技術を使うことができる。被着体へのダメージが少なく、安定した接着性が得られることから、プラズマ処理が好ましい。これらの表面処理は、成形時に使用され被着体表面に残存している離型剤を除去するためにも有効である。
本発明の組成物は接着剤組成物としての使用に適しており、建造物・船舶・自動車・道路などのシーリング材、接着剤、粘着剤、防水材、などに使用できる。本発明の硬化性組成物を硬化して得られる硬化物は、高剛性であるにもかかわらず柔軟性を兼ね備えており、前記用途のなかでも、接着剤、特に構造用接着剤として用いることがより好ましい。特に、アルミニウム-スチール、アルミニウム-複合材などの異種材料を接合する際には、両者の線膨張係数が異なることから、温度変化により熱歪みが発生する。そのような場合には熱変形に対応するために高い伸びを有する接着剤が好ましいため、本発明の硬化性組成物は前記異種材料の接合に好適に使用できる。異種材料の接合では腐食を防止するために接合部をシーラーで覆うことが好ましい。シーラーとしては、本願で示したような反応性ケイ素基を有する重合体を使用することが可能である。本発明の硬化性組成物が使用される用途としては、車両パネルなどの自動車部品、トラック、バスなど大型車両部品、列車車両用部品、航空機部品、船舶用部品、電機部品、各種機械部品などにおいて使用される接着剤として使用されることが好ましい。
送液システム:東ソー製HLC-8120GPC
カラム:東ソー製TSK-GEL Hタイプ
溶媒:THF
分子量:ポリスチレン換算
測定温度:40℃
(平均導入数)=[ヨウ素価から求めた重合体(Q)の不飽和基濃度(mol/g)-ヨウ素価から求めた前駆重合体(P)の不飽和基濃度(mol/g)]/[水酸基価から求めた前駆重合体(P)の水酸基濃度(mol/g)]。
数平均分子量が約2,000のポリオキシプロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキサイドの重合を行い、両末端に水酸基を有する数平均分子量28,500(末端基換算分子量17,700)、分子量分布Mw/Mn=1.21のポリオキシプロピレン(P-1)を得た。得られた水酸基末端ポリオキシプロピレンの水酸基に対して1.0モル当量のナトリウムメトキシドを28%メタノール溶液として添加した。真空脱揮によりメタノールを留去した後、水酸基末端ポリオキシプロピレンの水酸基に対して、1.0モル当量のアリルグリシジルエーテルを添加して130℃で2時間反応を行った。その後、0.28モル当量のナトリウムメトキシドのメタノール溶液を添加してメタノールを除去し、さらに1.79モル当量の塩化アリルを添加して末端の水酸基をアリル基に変換した。得られた未精製のアリル基末端ポリオキシプロピレン100重量部に対し、n-ヘキサン300重量部と、水300重量部を混合攪拌した後、遠心分離により水を除去した後、得られたヘキサン溶液に更に水300重量部を混合攪拌し、再度遠心分離により水を除去した後、ヘキサンを減圧脱揮により除去した。以上により、炭素-炭素不飽和結合を2個以上有する末端構造を有するポリオキシプロピレン(Q-1)を得た。重合体(Q-1)は1つの末端部位に炭素-炭素不飽和結合が平均2.0個導入されていることがわかった。
脱酸素状態にした反応器に、臭化第一銅0.42重量部、ブチルアクリレート20.0重量部を添加し、加熱攪拌した。重合溶媒としてアセトニトリル8.8重量部、開始剤としてエチル2-ブロモアジペート1.90重量部を添加、混合し、混合液の温度を約80℃に調節した段階でペンタメチルジエチレントリアミン(以下、トリアミンと略す)を添加し、重合反応を開始した。次いで、ブチルアクリレート80.0重量部を逐次添加し、重合反応を進めた。重合途中、適宜トリアミンを追加し、重合速度を調整した。重合時に使用したトリアミンの総量は0.15重量部であった。モノマー転化率(重合反応率)が約95%以上の時点で揮発分を減圧脱揮して除去し、重合体濃縮物を得た。
攪拌機を備えた四口フラスコにイソブタノール48.0重量部を入れ、窒素雰囲気下、105℃まで昇温した。そこに、メチルメタクリレート60.0重量部、ステアリルメタクリレート10.0重量部、合成例2で作製したマクロモノマー(b2-1)20重量部、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン10.0重量部、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン7.2重量部、及び2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)2.5重量部をイソブタノール22.7重量部に溶解した混合溶液を5時間かけて滴下した。さらに105℃で2時間重合を行い、数平均分子量が2,120(GPC分子量)である反応性ケイ素基含有(メタ)アクリル酸エステル系重合体(B-1)のイソブタノール溶液(固形分60%)を得た。当該溶液の固形分のマクロモノマー当量は0.018mmol/g、反応性ケイ素基当量は0.72mmol/gである。
合成例1で得られた反応性ケイ素基含有ポリオキシプロピレン重合体(A-1)42重量部と、合成例3で得られた(メタ)アクリル酸エステル系重合体(B-1)を固形分が28重量部となるように混合した後、イソブタノールを加熱脱揮した。得られた混合物にエポキシ樹脂硬化剤(D)としてAncamineK54(2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール エボニック製)7重量部、シランカップリング剤としてKBM-603(N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン 信越化学工業(株)製)2重量部、ヒュームドシリカ(E)として、TS720(疎水性ヒュームドシリカ CABOT製)4重量部、及び、AEROSIL 200(親水性ヒュームドシリカ 日本アエロジル(株)製)2重量部を混合したものをA剤とした。
A剤、B剤それぞれの粘度を、治具として直径25mmの平行円板プレートを用い、ギャップを0.5mmに設定し、回転速度を0.2sec-1又は10sec-1に設定して測定した。装置はTAインスツルメンツ製レオメーター(ARES-G2)を使用した。得られた結果を表1に示す。また、10sec-1での粘度に対する0.2sec-1での粘度の比率を粘度比として表1に示す。
A剤とB剤を混合して厚さ約2mmのシートを作製し、80℃で15分間の加熱後、さらに23℃50%RH条件下で7日間の養生を行い、更に追加養生を80℃で1日間行った。得られたシートから10mm×40mmの試験片を打ち抜き、粘弾性試験を-80~100℃の範囲において周波数1Hzで行い、複素弾性率G*を測定した。装置はTAインスツルメンツ製レオメーター(ARES-G2)を使用した。23℃又は80℃での複素弾性率の測定結果を表1に示す。また、23℃での複素弾性率に対する80℃での複素弾性率×100の数値を保持率(%)として表1に示す。
表1に示す配合に変更した以外は実施例1と同様に組成物を作製して、粘度、及び複素弾性率の評価を行った。結果を表1に示す。
(1):2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(エボニック社)
(2):N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株))
(3):疎水性ヒュームドシリカ(CABOT社)
(4):親水性ヒュームドシリカ(エボニック社)
(5):ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学(株))
(6):トリグリシジルp-アミノフェノール(三菱化学(株))
(7):1,6-ビス(グリシジルオキシ)ナフタレン(DIC(株))
(8):疎水性湿式シリカ(富士シリシア化学(株))
(9):ジオクチル錫ジラウレート(日東化成(株))
また、(C2)成分とヒュームドシリカ(E)をいずれも配合していない比較例2と、ヒュームドシリカ(E)は配合しているが(C2)成分を配合していない比較例1を対比すると、両比較例は弾性率の保持率の数値が同等であることから、(C2)成分を配合していない系では、ヒュームドシリカ(E)を配合しても弾性率の保持率は改善しないことが分かる。
以上より、アミノフェノール型エポキシ樹脂またはナフタレン型エポキシ樹脂(C2)とヒュームドシリカ(E)を併用することによって特異的に、弾性率の低下を抑制できることが分かる。
Claims (11)
- 一般式(1)に示す反応性ケイ素基を有するポリオキシアルキレン系重合体(A)、一般式(1)に示す反応性ケイ素基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体(B)、及び、三級アミンを有するエポキシ樹脂硬化剤(D)、を含むA剤と、
エポキシ樹脂(C)を含むB剤、
を含む多液型の硬化性組成物であって、
エポキシ樹脂(C)が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(C1)、並びに、アミノフェノール型エポキシ樹脂および/またはナフタレン型エポキシ樹脂(C2)を含み、
A剤とB剤のいずれか又は双方が、ヒュームドシリカ(E)を含有し、
ヒュームドシリカ(E)として、疎水性のヒュームドシリカと親水性のヒュームドシリカを20:80~80:20の重量比で併用する、多液型の硬化性組成物。
-SiR5 cX3-c (1)
(式中、R5は、置換又は非置換の炭素数1~20の炭化水素基である。Xは水酸基または加水分解性基を示す。cは0または1を示す。) - ポリオキシアルキレン系重合体(A)の反応性ケイ素基がトリメトキシシリル基である、請求項1に記載の多液型の硬化性組成物。
- (メタ)アクリル酸エステル系重合体(B)の反応性ケイ素基がトリメトキシシリル基である、請求項1又は2に記載の多液型の硬化性組成物。
- R1がCH2OCH2であり、R3がCH2である、請求項4に記載の多液型の硬化性組成物。
- R2及びR4がそれぞれ水素原子である、請求項4または5に記載の多液型の硬化性組成物。
- (メタ)アクリル酸エステル系重合体(B)が、反応性ケイ素基と重合性不飽和基を有する単量体(b1)、及び重合性不飽和基を有する(メタ)アクリル酸エステル系重合体であるマクロモノマー(b2)を構成単量体とする重合体である、請求項1~6のいずれか1項に記載の多液型の硬化性組成物。
- 前記アミノフェノール型エポキシ樹脂が、トリグリシジルp-アミノフェノールである、請求項1~7のいずれか1項に記載の多液型の硬化性組成物。
- 前記ナフタレン型エポキシ樹脂が、1,6-ビス(グリシジルオキシ)ナフタレンである、請求項1~7のいずれか1項に記載の多液型の硬化性組成物。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の多液型の硬化性組成物からなる構造用接着剤。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の多液型の硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物。
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