JPH0252948B2 - - Google Patents
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- JPH0252948B2 JPH0252948B2 JP57222288A JP22228882A JPH0252948B2 JP H0252948 B2 JPH0252948 B2 JP H0252948B2 JP 57222288 A JP57222288 A JP 57222288A JP 22228882 A JP22228882 A JP 22228882A JP H0252948 B2 JPH0252948 B2 JP H0252948B2
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- JP
- Japan
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- weight
- item
- polyol
- composition
- filler
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- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Description
本発明は、貼合せ材料中または空気中の水分を
利用して硬化する湿気硬化性接着剤組成物、さら
に詳しくは、特定の活性イソシアネート基含有の
ウレタンプレポリマー、オルガノアルコキシシラ
ン化合物および充填剤からなり、とくに金属、塗
装処理金属およびタイルなどに対する接着性に優
れ、しかも低湿度条件下でも実用接着強度になる
までの硬化速度が速い一液型ウレタン系接着剤組
成物に関する。
一般に、建築用材料、輸送用コンテナ材料とし
て断熱性、化粧性、耐久性の優れた各種複合パネ
ルが用いられている。例えば、建築用材料とし
て、処理鋼板、タイル、アルミニウム、無処理ス
テンレス、塗装などの表面処理ステンレス、プラ
スチツク製板などを合板、フレキシブルボード、
石こうボード、ペーパーハニカムなどと組合せて
接着加工した複合パネルが構築物の外壁パネル、
内壁パネル、間仕切パネルなどや、教材用黒板、
コンテナ箱枠などに使われている。これらの複合
パネルの接着加工には従来二液型エポキシ樹脂接
着剤が用いられている。しかしながら、このエポ
キシ樹脂接着剤は主剤と硬化剤とを別々の保存
し、使用前に混合する必要があるため作業が煩雑
であるほか、10℃以下の作業環境温度では硬化反
応が遅く、しかもこのような条件下では硬化不良
となり、エポキシ樹脂本来の接着性が得られない
難点がある。さらに、その硬化剤または触媒とし
て有機アミン化合物が用いられるため、その刺激
性による皮膚の炎症、かぶれなどを誘起し、安全
衛生上からも問題がある。
本発明者らはかかる欠点のない新しい接着剤を
得るべく種々研吸を重ねた結果、特定の活性イソ
シアネート基含有ウレタンプレポリマーとオルガ
ノアルコキシシラン化合物、さらに充填剤を配合
することにより低温時の硬化性に優れかつ皮膚刺
激もほとんどない湿気硬化性一液型接着剤が得ら
れることを見い出し本発明を完成した。
すなわち、本発明は、ポリエステルポリオール
およびエチレンオキサイドを20〜70モル%含有す
るポリオキシエチレン.プロピレンポリオールの
混合物と過剰の有機ポリイソシアネート化合物を
反応させて得られる活性イソシアネート基含有ウ
レタンプリポリマー、オルガノアルコキシシラン
化合物、および充填剤からなり、上記ポリオール
混合物におけるポリエステルポリオールとポリオ
キシエチレン−プロピレンポリオールとの混合比
が8:2〜2:8(重量比)の割合であり、上記
充填剤の配合量が20〜70重量%であることを特徴
とする一液型の湿気硬化性接着剤組成物を提供す
るものである。
本発明で用いられるポリエステルポリオール
は、多塩基酸とヒドロキシ化合物から製造される
ヒドロキシ基末端ポリエステルポリオールであ
る。その多塩基酸成分としてはフタル酸、アジピ
ン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、セバテン
酸、二量化リノレイン酸、マレイン酸、およびそ
れらのジアルキルエステルなどが挙げられる。ヒ
ドロキシ化合物としてはエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエ
チレングリコールなどのジオール類、ヘキサント
リオール、トリメチロールプロパン、グリセリン
などのトリオール類が挙げられる。これらの多塩
基酸およびヒドロキシ化合物をいずれも1種また
は2種以上用いて常法により反応させてポリエス
テルポリオールが得られる。このポリエステルポ
リオールは分子量500〜5000で1分子中にヒドロ
キシ基2〜3個を有するものが好ましい。とくに
好ましいポリエステルポリオールはアジピン酸と
プロピレングリコールとの反応で得られる分子量
1000〜3000を有する2官能性線状ポリエステルジ
オールであり、市販品のニユーエースF7−67、
F7−68、F1−1212−29(旭電化工業社製)などが
含まれる。
ポリオキシエチレン−プロピレンポリオール
は、活性水素2個以上を有する低分子活性水素化
合物の1種または2種以上の存在下にエチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイドを開環重合させ
て得られるランダムまたはブロツク共重合体であ
つて、1分子中に2〜3個のヒドロキシ基を有す
る。用いられる低分子活性水素化合物としてはエ
チレングリコール、プロピレングリコール、ブチ
レングリコール、1,6−ヘキサンジオールなど
のジオール類、グリセリン、トリメチロールプロ
パン、1,2,6−ヘキサントリオールなどのト
リオール類が挙げられる。とくに好ましいポリオ
キシエチレン−プロピレンポリオールは、エチレ
ンオキサイドの共重合割合20〜70モル%の分子量
1000〜5000を有するものであり、1分子中にヒド
ロキシ基2個を有する。このものはポリエステル
ポリオールと良好な相溶性を有する。該エチレン
オキサイドの共重合割合が20モル%未満ではポリ
エステルポリオールとの相溶性が悪くなり、一方
70モル%を超えると親水性となり、最終製品の接
着剤における耐久性の点で望ましくない。
上記ポリエステルポリオールとポリオキシエチ
レン−プロピレンポリオールは2:8〜8:2
(重量比)の割合で混合して用いるのが望ましく、
ポリエステルポリオールが上記範囲よりも多くな
ると、金属、プラスチツク、木材などに対する接
着性は向上するが、極性が強く水素結合性が高い
ため、有機イソシアネート化合物と反応して得ら
れるウレタンプレポリマーの粘度が高くなり塗布
作業性に難点があるほか、多量の有機溶剤の添加
を必要とするなどのため安全衛生、火災の危険性
などの問題がある。一方、ポリオキシエチレン−
プロピレンポリオールの使用割合が上記範囲を超
えて多くなると、ポリエステルポリオールとの相
溶性が悪くなり均一な混合系が得られず望ましく
ない。相溶性の観点からも上記混合物は通常粘度
8000〜20000程度の範囲にある。
本発明における上記ポリオール混合物と反応さ
せる有機ポリイソシアネート化合物としては、
2,4/2,6−トリレンジイソシアネート、
4,4′−ジフエニルメタンジイソシアネート、
4,4′−ジフエニルメタンジイソシアネートから
誘導されるポリフエニルメタンポリイソシアネー
ト(通称クルードMDI)、キシリレンジイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、4,4′−ジシクロヘキ
シルメタンジイソシアネート、トリフエニルメタ
ントリイソシアネートなどの脂肪族、脂環式また
は芳香族ジ−またはトリイソシアネート化合物が
挙げられる。これらの化合物のなかで、とくに
4,4′−ジフエニルメタンジイソシアネートおよ
びクルードMDIは比較的蒸気圧が低く、低温下
でも水分との反応が速いうえ、人に対する毒性が
少ないため好ましい。
これら有機ポリイソシアネート化合物をポリエ
ステルポリオールとポリオキシエチレン−プロピ
レンポリオールの混合物とを常法により反応させ
て活性イソシアネート基含有ポリウレタンプレポ
リマーが得られる。この反応は有機ポリイソシア
ネート化合物の過剰量を用いて行なわれ、通常、
ポリオール中のヒドロキシ基とポリイソシアネー
ト化合物中のイソシアネート基の割合(NCO/
OH)が4.0〜10.0、好ましくは6.0〜8.0(当量比)
となる範囲で反応させる。例えば、ポリオールを
あらかじめ70〜100℃の温度まで加熱し、窒素ガ
ス雰囲気下、撹拌しながら上記範囲の過剰の有機
ポリイソシアネート化合物を添加し、必要により
さらにジブチル錫ジラウレート、ナフテン酸鉛な
どの触媒を添加し、2〜4時間反応させることに
より、活性イソシアネート基を6.0〜14.0重量%
含有するウレタンプレポリマーが得られる。イソ
シアネート基(NCO)の含有量が少なくなれば、
目的とする接着剤組成物の貯蔵安定性が悪くな
り、保存中に粘度上昇をきたし、あるいは接着性
の低下などをまねく。まさNCO含有量が多くな
りすぎると、例えば14.0%を超えると、接着剤組
成物中の活性NCO基と貼合せ材料中または空気
中の水分との反応が急速に進行し、発生する炭酸
ガスのために接着剤が発泡することがあり、その
結果接着力が低下するなどの難点がある。
本発明の接着剤組成物に配分される他の成分で
あるオルガノアルコキシシラン化合物は、一般式
R−Si≡(X)3またはR−Si≡(R′)(X)2
〔式中、Rはビニル基、エポキシ基またはメル
カプト基を有する有機基、R′は炭素数1〜3個
の低級アルキル基、Xはメトキシまたはエトキシ
基を意味する〕
で示される化合物である。その具体例としては、
ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメト
キシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
ジメチルメトキシシランなどのビニルアルコキシ
シラン;γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメト
キシシラン、3,4−エポキシシクロヘキシルエ
チルトリメトキシシラン、3,4−エポキシシク
ロヘキシルエチルメチルジメトキシシランなどの
エポキシアルコキシシラン;γ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシランなどのメルカプトアルコ
キシシランなどが挙げられる。これらのオルガノ
アルコキシシランは単独でまたは2種以上を併用
して用いることができ、その配合割合は接着剤組
成物全重量対して0.05〜2.0重量%、特に0.05〜
1.0重量%の範囲が好ましい。該配合割合が0.05
%未満では貼合せ材料に対する接着性が不足する
ことがあり、また1.0%を超えると接着性は優れ
るがコスト高となり経済的でない。
本発明の接着剤組成物はさらに、上記成分の活
性イソシアネートと反応性基を有しない不活性の
各種充填剤、可塑剤、溶剤、染料、顔料、触媒、
老化防止剤、吸水吸湿剤などを添加することがで
きる。
とくに安定な接着剤組成物を得るために充填剤
の配合が好ましく、通常、組成物の全重量に対し
20〜70重量%の範囲で用いられる。このような充
填剤としては結晶水をあまり含まず水分のないも
のが好ましい。好ましい充填剤としては、例え
ば、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、カーボ
ン、無水けい酸、金属粉などが好ましいものとし
て挙げられる。炭酸カルシウムとしては沈降炭酸
カルシウムよりは重質炭酸カルシウムが好まし
く、とくに200メツシユ以下の篩を通過しない比
較的粗い粒子のものが水分の乾燥除去が容易であ
るため好ましい。またタルクはりん片状粒子であ
り、他の充填剤と併用することにより、その沈降
防止剤として機能するため併用が望ましい。この
場合、炭酸カルシウムやクレイ100重量部に対し
てタルク10重量部以上を用いる。これらの充填剤
はできるだけ水分含量が少ないものが望ましく、
通常100℃以上の加熱乾燥炉中で0.05重量%以下
の水分量に乾燥してから配合される。水分含量が
0.05%を超える充填剤を用いると接着剤組成物中
の活性イソシアネート基と反応して粘度上昇をき
たすため組成物の貯蔵安定性が悪くなる。充填剤
の添加により接着剤の貼合せ材料に対する接着力
と接着剤の凝集力が釣り合い好ましい接着性を示
す(接着力試験により接着物の破壊状態を観察す
れば凝集破壊となつているのが認められる)。
他の配合物として用い得る可塑剤としては、例
えばジブチルフタレート、ジ(2−エチルヘキシ
ル)フタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ
ノニルフタレートなどのフタル酸エステル類、ジ
オクチルアジペート、ジデシルアジペート、ジオ
クチルセバケートなどの脂肪族二塩基酸エステル
類、トリブチルホスフエート、トリクレジルホス
フエートなどのリン酸エステル類、アルキル置換
ターフエニル、部分水添アルキルターフエニル、
芳香族プロセスオイルなどの炭化水素類、塩素化
パラフイン類などから選ばれるイソシアネート基
と非反応性の不活性可塑剤が挙げられる。この可
塑剤は、通常、接着剤組成物の重量に対し、5〜
25重量%の割合で配合され、粘度低下、塗布作業
性の向上などに有効である。なお、可塑剤を過剰
に添加すると貼合せ材料に対する接着性を阻害す
るため好ましくない。
溶剤としてはウレタンプレポリマーと相溶性の
ものはいずれも用いられ、接着剤組成物の塗布作
業性に合せて配合される。接着剤の塗布作業性と
乾燥条件などの観点から沸点140℃以上のもので
かつ硬化物中に残存しないように沸点220℃以下
を有するものがよく、とくに石油留分から得られ
る溶剤を適当に組合せて上記沸点範囲に混合した
ものが望ましい。
硬化促進剤としての触媒には、ジブチル錫ジラ
ウレート、オクチル酸鉛、オクチル酸ビスマスな
どが挙げれ、0〜1.0重量%の範囲で配合され得
る。また老化防止剤もとくに必須ではないが、例
えば2,6−ジ(t−ブチル)−4−メチルフエ
ノール(BHT)、2,2−メチレン−ビス(4−
メチル−6−t−ブチルフエノール)、ジブチル
ジチオカルバミン酸ニツケル(NBC)などの公
知の安定剤が用いられ、通常0.1〜2.0重量%の範
囲で配合される。
吸水吸湿剤は接着剤組成物中の水分を除去する
ために配合されるもので、例えば酸化カルシウ
ム、モレキユラーシーブスなどが用いられる。ま
たこのような吸水吸湿剤は本発明に用いられるポ
リオール、可塑剤、溶剤などの脱水にも使用され
うる。
本発明のウレタン系一液型湿気硬化性接着剤組
成物の調製は、まずあらかじめ脱水剤で脱水した
ポリエステルとポリオキシエチレン−プロピレン
ポリオールの混合物に過剰の有機イソシアネート
化合物を反応させ、得られた活性イソシアネート
基含有ウレタンプレポリマー(NCO6〜14.0%)
に、充填剤、染顔料、可塑剤、溶剤、その他の添
加剤を加え、最後に触媒、シラン化合物などを加
えて行なう。
本発明の湿気硬化性接着剤組成物は一液型であ
るため、従来のエポキシ樹脂接着剤と異なり、主
剤と硬化剤とを混合するという工程が不要となり
作業手間がはぶけ、作業の合理化がはかれる。ま
た従来の二液型接着剤のような混合後の硬化反応
によるポツトライフの心配もない。さらに本発明
の組成物は人体に接触しても炎症を起すこともな
いためその取扱いに特別な設備も必要とせず、ま
た作業環境が10℃以下、とくに5℃付近の低温度
条件下においても充分に硬化反応が進行するため
特別の加熱養生炉も不要である。しかもその低温
下における硬化物の物性は標準状態(温度20℃、
相対湿度65%)における硬化物の物性と比べても
ほとんど差異がない特徴もある。
本発明の湿気硬化性接着剤組成物は各種複合パ
ネルの製造に有用であり、例えば素地アルミ、ス
テンレス、亜鉛鋼板、スズメツキ鋼板、ホーロー
鉄板、化成処理鋼板、塗装鋼板、塗装アルミなど
の金属類、タイル、ガラスなどの非孔質の貼合せ
材料と、例えば木材、合板、ペーパーハニカムコ
ア、フレキシブルボード、ケイカル板、木毛セメ
ントなどの多孔質材料とを接着加工するのに用い
られ、速やかに硬化接着することができる。本発
明の接着剤組成物の塗布は一般的な方法、例えば
ロールコーター、ヘラ、クシゴテ、ハンドガンな
どを用いて行なうことができる。
本発明の接着剤組成物を用いて製造される複合
パネルは建築物における外壁パネル、内壁パネ
ル、断熱パネル、間仕切りパネルなどに使用さ
れ、さらにコンテナの箱枠パネル、教材用の黒板
などにも利用される。
つぎに実施例を挙げて本発明をさらに具体的に
説明する。
実施例 1
密封して加熱脱泡処理できる5容竪型撹拌装
置に、あらかじめモレキユラーシーブスにより一
昼夜脱水処理したポリエステルポリオール(ニユ
ーエースF7−67、旭電化工業(株)製ポリエステル
ジオール、分子量2000)100gおよびポリオキシ
エチレン−プロピレンポリオール(ニユーポール
PL100、三洋化成(株)製ポリオキシエチレン−プロ
ピレンジオール、分子量2600)100gを秤量、投
入し、密封したのち、80℃に加熱し、これにクル
ードMDI(スミジユール44V20、住友バイエル(株)
製)165gを撹拌しながら添加し(NCO/OH=
6.8/1)、容器内の空気を窒素ガスで置換し、2
時間反応させてウレタンプレポリマー(活性イソ
シアネート基含有率:12重量%)を得る。
別の密封できるホツパー型の金属製容器にホワ
イトンSB(白石カルシウム(株)製、重質炭酸カルシ
ウム)360gとタルクLM−R(土屋カオリン工業
(株)製タルク)90gを加えて混合し、熱風循環式乾
燥器により300℃にて2時間乾燥して得た水分
0.03重量%の充填剤を、上記反応混合物に添加
し、30分間撹拌混合する。つぎにジ(2−エチル
ヘキシル)フタレート110g、スワゾール310(日
本石油(株)製、有機混合溶剤)45g、ジブチル錫ジ
ラウレート0.1gおよびメルカプトアルコキシシ
ランKBM803(信越化学工業(株)製)5gを添加
し、10分間撹拌混合して湿気硬化性接着剤組成物
〔NCO:47%、粘度:12000cps(ブルツクフイー
ルド粘度計、20℃にて測定〕を得る。
得られた接着剤組成物を素地アルミ(25mm巾、
150mm長、0.2mm厚)とあらかじめ20℃、60%RH
に調湿した合板(25mm巾、100mm長、5mm厚)を
貼合せ材料として、塗布量150g/m2にて塗布し
て剥離試験片を調製した。この試験片を20℃にて
3日間養生したのち、90゜剥離強度試験(オート
グラフIS2000、クロスヘツドスピード50mm/分)
した結果、剥離強度4.2Kg/25mmであつた。同様
にして5℃の環境下で調製、3日間養生した試験
片についての90゜剥離強度は4.0Kg/25mmであつ
た。
実施例 2〜7
第1表に示す原料および配合量を用いて実施例
1と同様にして湿気硬化性接着剤組成物を調製す
る。このものについて同様にして剥離強度試験を
行なつた。その結果を第2表に示す。なお、用い
たポリオキシエチレン−プロピレンポリオール
(ニユーポールPL−2100)のエチレンオキサイド
の共重合割合は30モル%である。
比較例
同分野で用いられている従来の二液型エポキシ
樹脂接着剤のペンギンセメン#1057(サンスター
技研(株)製)を用いて同様に剥離試験を行なつた。
この結果を第2表に示す。
The present invention relates to a moisture-curing adhesive composition that cures using moisture in the laminating material or in the air, and more particularly, a moisture-curing adhesive composition that is made of a urethane prepolymer containing a specific active isocyanate group, an organoalkoxysilane compound, and a filler. The present invention relates to a one-component urethane adhesive composition that has excellent adhesion to metals, painted metals, tiles, etc., and has a fast curing speed to reach practical adhesive strength even under low humidity conditions. Generally, various composite panels with excellent heat insulation, cosmetic properties, and durability are used as building materials and transportation container materials. For example, construction materials include treated steel sheets, tiles, aluminum, untreated stainless steel, surface-treated stainless steel such as paint, plastic boards, etc., plywood, flexible boards,
Composite panels bonded together with gypsum board, paper honeycomb, etc. can be used as exterior wall panels for structures.
Interior wall panels, partition panels, etc., blackboards for teaching materials,
Used for container box frames, etc. Conventionally, two-component epoxy resin adhesives have been used for bonding these composite panels. However, with this epoxy resin adhesive, the main resin and curing agent need to be stored separately and mixed before use, making the work cumbersome.In addition, the curing reaction is slow at working environment temperatures below 10°C, and this Under these conditions, curing is poor and the adhesive properties inherent to epoxy resins cannot be obtained. Furthermore, since an organic amine compound is used as the curing agent or catalyst, the irritating nature of the method induces skin inflammation and rash, which poses health and safety problems. The inventors of the present invention have made various efforts to obtain a new adhesive that does not have these drawbacks, and as a result, we have developed a method that cures at low temperatures by blending a specific active isocyanate group-containing urethane prepolymer, an organoalkoxysilane compound, and a filler. The inventors have discovered that a moisture-curable one-component adhesive with excellent properties and almost no skin irritation can be obtained, and have completed the present invention. That is, the present invention provides polyoxyethylene containing a polyester polyol and 20 to 70 mol% of ethylene oxide. It consists of an active isocyanate group-containing urethane prepolymer obtained by reacting a mixture of propylene polyols with an excess of an organic polyisocyanate compound, an organoalkoxysilane compound, and a filler. A one-component moisture-curable adhesive composition, characterized in that the mixing ratio is 8:2 to 2:8 (weight ratio), and the amount of the filler is 20 to 70% by weight. It provides: The polyester polyol used in the present invention is a hydroxy group-terminated polyester polyol manufactured from a polybasic acid and a hydroxy compound. Examples of the polybasic acid component include phthalic acid, adipic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, sebatenic acid, dimerized linoleic acid, maleic acid, and dialkyl esters thereof. Examples of the hydroxy compound include diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and diethylene glycol, and triols such as hexanetriol, trimethylolpropane, and glycerin. A polyester polyol can be obtained by reacting one or more of these polybasic acids and hydroxy compounds by a conventional method. This polyester polyol preferably has a molecular weight of 500 to 5,000 and has 2 to 3 hydroxy groups in one molecule. A particularly preferred polyester polyol has a molecular weight obtained by the reaction of adipic acid and propylene glycol.
It is a bifunctional linear polyester diol having a molecular weight of 1,000 to 3,000, and is a commercially available New Ace F7-67.
Includes F7-68, F1-1212-29 (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), etc. Polyoxyethylene-propylene polyol is a random or block copolymer obtained by ring-opening polymerization of ethylene oxide and propylene oxide in the presence of one or more low-molecular active hydrogen compounds having two or more active hydrogen atoms. and has 2 to 3 hydroxy groups in one molecule. Examples of the low-molecular active hydrogen compounds used include diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and 1,6-hexanediol, and triols such as glycerin, trimethylolpropane, and 1,2,6-hexanetriol. . A particularly preferable polyoxyethylene-propylene polyol has a molecular weight of 20 to 70 mol% of copolymerization of ethylene oxide.
1,000 to 5,000, and has two hydroxy groups in one molecule. It has good compatibility with polyester polyols. If the copolymerization ratio of the ethylene oxide is less than 20 mol%, the compatibility with the polyester polyol will be poor;
If it exceeds 70 mol%, it becomes hydrophilic and is undesirable in terms of durability in the final product adhesive. The above polyester polyol and polyoxyethylene-propylene polyol are 2:8 to 8:2.
It is desirable to mix and use in the ratio of (weight ratio),
If the amount of polyester polyol exceeds the above range, the adhesion to metals, plastics, wood, etc. will improve, but since the polarity is strong and hydrogen bonding is high, the viscosity of the urethane prepolymer obtained by reacting with organic isocyanate compounds will be high. In addition to being difficult to apply, it also requires the addition of a large amount of organic solvent, which poses health and safety issues, as well as the risk of fire. On the other hand, polyoxyethylene
When the proportion of propylene polyol used exceeds the above range, the compatibility with the polyester polyol deteriorates, making it impossible to obtain a uniform mixed system, which is undesirable. From the viewpoint of compatibility, the above mixture usually has a viscosity of
It is in the range of about 8000 to 20000. The organic polyisocyanate compound to be reacted with the above polyol mixture in the present invention includes:
2,4/2,6-tolylene diisocyanate,
4,4'-diphenylmethane diisocyanate,
Polyphenylmethane polyisocyanate derived from 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (commonly known as crude MDI), xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, etc. aliphatic, cycloaliphatic or aromatic di- or triisocyanate compounds. Among these compounds, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and crude MDI are particularly preferred because they have a relatively low vapor pressure, react quickly with moisture even at low temperatures, and are less toxic to humans. An active isocyanate group-containing polyurethane prepolymer is obtained by reacting these organic polyisocyanate compounds with a mixture of polyester polyol and polyoxyethylene-propylene polyol in a conventional manner. This reaction is carried out using an excess of the organic polyisocyanate compound and is usually
Ratio of hydroxy groups in polyol to isocyanate groups in polyisocyanate compound (NCO/
OH) is 4.0 to 10.0, preferably 6.0 to 8.0 (equivalent ratio)
React within the range. For example, polyol is preheated to a temperature of 70 to 100°C, an excess of an organic polyisocyanate compound in the above range is added while stirring under a nitrogen gas atmosphere, and if necessary, a catalyst such as dibutyltin dilaurate or lead naphthenate is added. By adding and reacting for 2 to 4 hours, the active isocyanate group is 6.0 to 14.0% by weight.
A urethane prepolymer containing urethane prepolymer is obtained. If the content of isocyanate groups (NCO) is reduced,
The storage stability of the intended adhesive composition deteriorates, resulting in an increase in viscosity or a decrease in adhesive properties during storage. If the Masa NCO content becomes too large, for example exceeding 14.0%, the reaction between the active NCO groups in the adhesive composition and the moisture in the laminating material or in the air will proceed rapidly, resulting in the generation of carbon dioxide gas. Therefore, the adhesive may foam, resulting in a reduction in adhesive strength. The organoalkoxysilane compound, which is another component distributed in the adhesive composition of the present invention, has the general formula R-Si≡(X) 3 or R-Si≡(R′)(X) 2 [wherein R is an organic group having a vinyl group, an epoxy group or a mercapto group, R' is a lower alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and X is a methoxy or ethoxy group. As a specific example,
Vinyl alkoxysilanes such as vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyldimethylmethoxysilane; γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3,4-epoxy Examples include epoxyalkoxysilanes such as cyclohexylethyltrimethoxysilane and 3,4-epoxycyclohexylethylmethyldimethoxysilane; and mercaptoalkoxysilanes such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. These organoalkoxysilanes can be used alone or in combination of two or more, and the blending ratio is 0.05 to 2.0% by weight, particularly 0.05 to 2.0% by weight based on the total weight of the adhesive composition.
A range of 1.0% by weight is preferred. The blending ratio is 0.05
If it is less than 1.0%, the adhesiveness to the laminating material may be insufficient, and if it exceeds 1.0%, the adhesiveness is excellent, but the cost is high and it is not economical. The adhesive composition of the present invention further includes various inert fillers, plasticizers, solvents, dyes, pigments, catalysts, etc., which do not have reactive groups with the active isocyanate of the above components.
Anti-aging agents, water-absorbing agents, etc. can be added. In order to obtain a particularly stable adhesive composition, it is preferable to incorporate a filler, and usually a filler is added to the total weight of the composition.
It is used in a range of 20 to 70% by weight. Such a filler is preferably one that does not contain much water of crystallization and is free of water. Preferred fillers include, for example, calcium carbonate, talc, clay, carbon, silicic anhydride, and metal powder. As the calcium carbonate, ground calcium carbonate is preferable to precipitated calcium carbonate, and in particular, relatively coarse particles that do not pass through a sieve of 200 mesh or less are preferable because moisture can be easily removed by drying. Further, talc is a scale-like particle, and when used in combination with other fillers, it functions as an anti-settling agent, so it is desirable to use them together. In this case, 10 parts by weight or more of talc is used per 100 parts by weight of calcium carbonate or clay. It is desirable that these fillers have as little water content as possible.
It is usually blended after being dried to a moisture content of 0.05% by weight or less in a heating drying oven at 100°C or higher. moisture content
If more than 0.05% of filler is used, it will react with the active isocyanate groups in the adhesive composition and cause an increase in viscosity, resulting in poor storage stability of the composition. By adding a filler, the adhesion force of the adhesive to the laminating material and the cohesive force of the adhesive are balanced, showing favorable adhesion (if you observe the state of failure of the adhesive in an adhesive force test, you will notice that it has become a cohesive failure. ). Other plasticizers that can be used in the formulation include phthalate esters such as dibutyl phthalate, di(2-ethylhexyl) phthalate, butylbenzyl phthalate, dinonyl phthalate, dioctyl adipate, didecyl adipate, dioctyl sebacate, etc. Aliphatic dibasic acid esters, phosphate esters such as tributyl phosphate and tricresyl phosphate, alkyl-substituted terphenyl, partially hydrogenated alkyl terphenyl,
Examples include inert plasticizers that are non-reactive with isocyanate groups selected from hydrocarbons such as aromatic process oils, chlorinated paraffins, and the like. This plasticizer is usually 5 to 50% by weight based on the weight of the adhesive composition.
It is blended at a ratio of 25% by weight and is effective in reducing viscosity and improving coating workability. Note that adding an excessive amount of plasticizer is not preferable because it inhibits adhesion to the laminating material. Any solvent that is compatible with the urethane prepolymer can be used, and is blended in accordance with the coating workability of the adhesive composition. From the viewpoint of adhesive application workability and drying conditions, it is preferable to use adhesives with a boiling point of 140°C or higher and a boiling point of 220°C or lower so that they do not remain in the cured product.In particular, use an appropriate combination of solvents obtained from petroleum fractions. It is desirable to have a mixture within the above boiling point range. Examples of the catalyst as a curing accelerator include dibutyltin dilaurate, lead octylate, and bismuth octylate, which may be blended in an amount of 0 to 1.0% by weight. In addition, anti-aging agents are not particularly essential, but examples include 2,6-di(t-butyl)-4-methylphenol (BHT), 2,2-methylene-bis(4-
Known stabilizers such as methyl-6-t-butylphenol) and nickel dibutyldithiocarbamate (NBC) are used, and are usually blended in an amount in the range of 0.1 to 2.0% by weight. The water-absorbing agent is added to remove moisture from the adhesive composition, and examples thereof include calcium oxide and molecular sieves. Further, such water absorbing and hygroscopic agents can also be used for dehydrating polyols, plasticizers, solvents, etc. used in the present invention. The urethane-based one-component moisture-curable adhesive composition of the present invention is prepared by first reacting a mixture of polyester and polyoxyethylene-propylene polyol, which has been dehydrated with a dehydrating agent, with an excess of an organic isocyanate compound. Isocyanate group-containing urethane prepolymer (NCO6~14.0%)
Then fillers, dyes and pigments, plasticizers, solvents, and other additives are added, and finally catalysts, silane compounds, etc. are added. Since the moisture-curable adhesive composition of the present invention is a one-component type, unlike conventional epoxy resin adhesives, there is no need for the process of mixing a base ingredient and a curing agent, which saves work time and streamlines work. . Furthermore, unlike conventional two-component adhesives, there is no need to worry about pot life due to curing reactions after mixing. Furthermore, the composition of the present invention does not cause any inflammation even when it comes into contact with the human body, so no special equipment is required for handling it, and it can be used even under low temperature conditions of 10°C or lower, especially around 5°C in the working environment. Since the curing reaction progresses sufficiently, a special heating curing oven is not required. Moreover, the physical properties of the cured product at that low temperature are at standard conditions (temperature 20℃,
There is also a feature that there is almost no difference in the physical properties of the cured product at a relative humidity of 65%. The moisture-curable adhesive composition of the present invention is useful for manufacturing various composite panels, such as metals such as base aluminum, stainless steel, galvanized steel sheets, tin plated steel sheets, enameled iron sheets, chemically treated steel sheets, painted steel sheets, and painted aluminum; Used to bond non-porous laminating materials such as tiles and glass with porous materials such as wood, plywood, paper honeycomb core, flexible board, Keical board, and wood wool cement, and cures quickly. Can be glued. The adhesive composition of the present invention can be applied by a conventional method such as a roll coater, a spatula, a combing iron, a hand gun, and the like. Composite panels manufactured using the adhesive composition of the present invention are used for exterior wall panels, interior wall panels, insulation panels, partition panels, etc. in buildings, and are also used for container box frame panels, blackboards for teaching materials, etc. be done. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 A polyester polyol (New Ace F7-67, polyester diol manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., molecular weight 2000) that had been dehydrated overnight with molecular sieves was placed in a 5-volume vertical stirrer that could be sealed and heated to defoam. 100g and polyoxyethylene-propylene polyol (Nyupol)
PL100, polyoxyethylene-propylene diol manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., molecular weight 2600) 100g was weighed, put in, sealed, heated to 80℃, and added to it with Crude MDI (Sumiyur 44V20, Sumitomo Bayer Co., Ltd.)
(NCO/OH=
6.8/1), replace the air in the container with nitrogen gas, and
A urethane prepolymer (active isocyanate group content: 12% by weight) is obtained by reacting for a period of time. In another sealable hopper-type metal container, add 360 g of Whiten SB (manufactured by Shiroishi Calcium Co., Ltd., heavy calcium carbonate) and Talc LM-R (Tsuchiya Kaolin Kogyo Co., Ltd.).
Water obtained by adding 90g of Talc Co., Ltd.) and drying for 2 hours at 300℃ using a hot air circulation dryer.
Add 0.03% by weight of filler to the above reaction mixture and mix with stirring for 30 minutes. Next, 110 g of di(2-ethylhexyl) phthalate, 45 g of Swasol 310 (manufactured by Nippon Oil Co., Ltd., an organic mixed solvent), 0.1 g of dibutyltin dilaurate, and 5 g of mercaptoalkoxysilane KBM803 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were added. , and stirred and mixed for 10 minutes to obtain a moisture-curable adhesive composition [NCO: 47%, viscosity: 12000 cps (measured using a Burckfield viscometer at 20°C]). 25mm width,
150mm length, 0.2mm thickness) and 20℃, 60%RH in advance
A peel test piece was prepared by applying plywood (25 mm width, 100 mm length, 5 mm thickness) that had been humidity-controlled as a bonding material at a coating amount of 150 g/m 2 . After curing this test piece at 20℃ for 3 days, 90° peel strength test (Autograph IS2000, crosshead speed 50mm/min)
As a result, the peel strength was 4.2 kg/25 mm. The 90° peel strength of a test piece prepared in the same manner at 5°C and cured for 3 days was 4.0 kg/25 mm. Examples 2 to 7 Moisture-curable adhesive compositions are prepared in the same manner as in Example 1 using the raw materials and blending amounts shown in Table 1. A peel strength test was conducted on this product in the same manner. The results are shown in Table 2. The copolymerization ratio of ethylene oxide in the polyoxyethylene-propylene polyol (Newpol PL-2100) used was 30 mol%. Comparative Example A peel test was similarly conducted using Penguin Semen #1057 (manufactured by Sunstar Giken Co., Ltd.), a conventional two-component epoxy resin adhesive used in the same field.
The results are shown in Table 2.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
なお、エチレンオキサイド共重合割合(モル
%)(以下、EO%という)の異なるポリオキシエ
チレン−プロピレンポリオールと、ポリエステル
ポリオールに対する相溶性並びにその場合の耐水
接着強度との関係について、以下の実験を行つ
た。
実 験
140c.c.のガラスビンに各種EO%のポリオキシエ
チレン−プロピレンポリオールとポリエステルポ
リオールを1:1(重量比)の割合で混合後、1
日後の相溶状態を観察し、次いでこの混合ポリオ
ールを用いて実施例1と同様な手法で接着剤と
し、さらに耐水接着試験を行つた。かかる相溶性
および耐水接着強度の結果を第3表に示す。[Table] The relationship between polyoxyethylene-propylene polyols with different ethylene oxide copolymerization ratios (mol%) (hereinafter referred to as EO%), their compatibility with polyester polyols, and the water-resistant adhesive strength in that case is shown below. I conducted an experiment. Experiment After mixing polyoxyethylene-propylene polyol and polyester polyol with various EO% in a 140 c.c. glass bottle at a ratio of 1:1 (weight ratio),
After observing the state of compatibility after several days, this mixed polyol was then used to prepare an adhesive in the same manner as in Example 1, and a water-resistant adhesion test was conducted. The results of such compatibility and water resistant adhesive strength are shown in Table 3.
【表】
第3表の結果より、EO%が20モル%付近で白
濁状態となり、かつ0モル%に向かつて相溶性が
低下する傾向にあり、一方、耐水接着強度の点で
は20〜70モル%が適当であることが認められる。[Table] From the results in Table 3, it becomes cloudy when the EO% is around 20 mol%, and the compatibility tends to decrease as it approaches 0 mol%.On the other hand, in terms of water-resistant adhesive strength, the EO% is around 20 mol%, and the compatibility tends to decrease. % is found to be appropriate.
Claims (1)
サイドを20〜70モル%含有するポリオキシエチレ
ン−プロピレンポリオールの混合物と過剰の有機
ポリイソシアネート化合物を反応させて得られる
活性イソシアネート基含有ウレタンプレポリマ
ー、オルガノアルコキシシラン化合物、および充
填剤からなり、上記ポリオール混合物におけるポ
リエステルポリオールとポリオキシエチレン−プ
ロピレンポリオールとの混合比が8:2〜2:8
(重量比)の割合であり、上記充填剤の配合量が
20〜70重量%であることを特徴とする湿気硬化性
接着剤組成物。 2 該ウレタンプレポリマーの活性イソシアネー
ト基含有量が4〜15重量%である前記第1項の組
成物。 3 該有機ポリイソシアネート化合物がジフエニ
ルメタン−4,4′−ジイソシアネートまたはその
誘導体である前記第1項または第2項の組成物。 4 該オルガノアルコキシシラン化合物がメルカ
プトシラン、エポキシシラン、ビニルシランから
選ばれる1種または2種以上である前記第1項の
組成物。 5 該オルガノアルキシシラン化合物を0.05〜
2.0重量%配合した前記第4項の組成物。 6 該充填剤が炭酸カルシウム、タルク、クレ
イ、カーボン、無水けい酸および金属粉から選ば
れる1種または2種以上である前記第1項の組成
物。[Scope of Claims] 1. An active isocyanate group-containing urethane prepolymer obtained by reacting a polyester polyol and a polyoxyethylene-propylene polyol mixture containing 20 to 70 mol% of ethylene oxide with an excess of an organic polyisocyanate compound. It consists of an alkoxysilane compound and a filler, and the mixing ratio of polyester polyol and polyoxyethylene-propylene polyol in the above polyol mixture is 8:2 to 2:8.
(weight ratio), and the amount of the above filler is
Moisture-curable adhesive composition characterized in that it is 20-70% by weight. 2. The composition of item 1 above, wherein the urethane prepolymer has an active isocyanate group content of 4 to 15% by weight. 3. The composition of item 1 or 2 above, wherein the organic polyisocyanate compound is diphenylmethane-4,4'-diisocyanate or a derivative thereof. 4. The composition according to item 1 above, wherein the organoalkoxysilane compound is one or more selected from mercaptosilane, epoxysilane, and vinylsilane. 5 The organoalkoxysilane compound is 0.05~
The composition of item 4 above, containing 2.0% by weight. 6. The composition according to item 1 above, wherein the filler is one or more selected from calcium carbonate, talc, clay, carbon, silicic anhydride, and metal powder.
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|---|---|---|---|
| JP22228882A JPS59113076A (en) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | Moisture-curing adhesive composition |
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| JP22228882A JPS59113076A (en) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | Moisture-curing adhesive composition |
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Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0762129B2 (en) * | 1987-11-18 | 1995-07-05 | サンスター技研株式会社 | Tile bonding method |
| MX174519B (en) * | 1989-05-08 | 1994-05-23 | Atd Corp | PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE LAMINATE |
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| JP3649371B2 (en) * | 1998-05-07 | 2005-05-18 | 荒川化学工業株式会社 | Adhesive composition and adhesion method |
| JP5726168B2 (en) * | 2009-04-14 | 2015-05-27 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | Use of polyurethane adhesives from polyester diols, polyether diols and silane compounds for the manufacture of film-coated furniture |
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Family Cites Families (2)
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-
1982
- 1982-12-17 JP JP22228882A patent/JPS59113076A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106085334A (en) * | 2016-06-21 | 2016-11-09 | 南通高盟新材料有限公司 | A kind of high temperature resistant type non-solvent single-component polyurethane binder and preparation method thereof |
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