JPH0334513B2 - - Google Patents

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JPH0334513B2
JPH0334513B2 JP58063655A JP6365583A JPH0334513B2 JP H0334513 B2 JPH0334513 B2 JP H0334513B2 JP 58063655 A JP58063655 A JP 58063655A JP 6365583 A JP6365583 A JP 6365583A JP H0334513 B2 JPH0334513 B2 JP H0334513B2
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JP
Japan
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epoxy resin
parts
adhesive
bisphenol
diglycidyl ether
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JP58063655A
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JPS59189179A (ja
Inventor
Fumito Aozai
Hideo Nakamoto
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
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  • Epoxy Resins (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低温での速硬化性及び貯蔵安定性を
有し、その硬化物の接着性、耐熱性、耐水性、機
械的強度に優れており、とくに構造用接着剤とし
て適性を有する一液型エポキシ樹脂接着剤組成物
に関するものである。 エポキシ樹脂は電気絶縁性、耐熱性、防食性、
接着性能の優れた特性を有しており、その使用形
態も液状、ペースト状、シート状、粉末状と選べ
るため各種の分野で使用されている。また各種の
配合が可能であり、使用目的に応じて硬化物特性
を種々変えるのが可能であることも、幅広く使用
されている一つの理由となつている。しかしなが
ら、一般にエポキシ樹脂は高温で長時間の硬化処
理条件を必要とするという欠点を有しており、低
温硬化のための方法が種々提案されている。例え
ば、硬化剤に、芳香族アミン化合物、イミダゾー
ル化合物などを使用する方法が提案されている
が、これら高活性の硬化剤を含むエポキシ樹脂組
成物は、130℃以下の低温でも硬化させることは
できるものの、他方金属素材に対する接着性なら
びに硬化物の機械的強度が低下し、加えて該樹脂
組成物の貯蔵安定性も数日以下と極めて劣るもの
である。 本発明の目的は貯蔵安定性があり130℃以下の
低温で速かに硬化し、かつその硬化物が良好な接
着性、耐熱性、耐水性及び機械的強度を有する一
液型エポキシ樹脂接着剤組成物を提供することに
ある。 本発明の一液型エポキシ樹脂接着剤組成物は、 (A) 少なくとも一種の芳香族ポリアミンと、エポ
キシ当量が200以下であるビスフエノールAジ
グリシジルエーテルおよびまたはビスフエノー
ルFジグリシジルエーテルとを1/3〜1/10
の化学量論量で反応させて得られる数平均分子
量1000〜4000を有する付加反応生成物、 (B) ゴム質ポリマー、 (C) ジシアンジアミド及び (D) 一般式()で示される化合物 (但し、式中X1およびX2はそれぞれ−OCH3
−NO2、Cl又は水素原子である)を必須成分
として含有することを特徴とするものである。 本発明で用いる芳香族ポリアミンとしては、o
−フエニレンジアミン、m−フエニレンジアミ
ン、4,4′−メチレンジアニリン、4,4′−ジア
ミノジフエニルスルホン、3,3′−ジアミノジフ
エニルスルホン等が挙げられ、これらは単独であ
るいは混合して用いてもよい。 また、ビスフエノールAジグリシジルエーテル
およびまたはビスフエノールFジグリシジルエー
テルのエポキシ当量は200以下のものを使用する
必要があり、エポキシ当量が200を越えるものを
用いると、芳香族ポリアミンとの付加反応物の粘
度が極めて高くなり、接着剤としてのとりあつか
いが困難になるとともに、貯蔵安定性も著しく低
下するので好ましくない。前記付加反応物は上記
のビスフエノールAジグリシジルエーテルおよ
び/またはビスフエノールFジグリシジルエーテ
ルと適当な化学量論量の芳香族ポリアミンとを熱
処理し適当な粘度に到達したとき反応を停止する
ことにより得ることができる。ここでその化学量
論は極めて重要であり、芳香族ポリアミンとエポ
キシ樹脂の量論量比が1/3〜1/10の範囲にあ
る必要がある。量論比が1/3をこえると芳香族
ポリアミンが過剰となり、えられる変性エポキシ
樹脂の粘度が高くなりすぎ作業性と貯蔵安定性が
低下するので望ましくなく、また1/10未満では
芳香族ポリアミンが不足となり接着性及び硬化物
の耐熱性、強度が低下するので好ましくない。こ
こで化学量論量はエポキシ基1個がN−H結合1
個に相当する当量を意味する。 上記の付加反応はその反応生成物が所望の分子
量に到達する様に反応当量、処理温度、時間など
を制御することにより行われる。エポキシ樹脂過
剰の反応では熱処理温度を高くし処理時間を短か
くすることができるが、エポキシ樹脂が少過剰の
反応ではゲル化し易いため処理温度は低く設定さ
れる。 付加反応生成物はその数平均分子量が1000〜
4000の範囲にあることが望ましい。数平均分子量
が1000未満では、低温硬化性が悪化し、同時に接
着性も低下する。他方、4000を越えると極めて高
粘度となり、作業性の低下を招くばかりでなく、
貯蔵安定性が悪化するので好ましくない。 かくして得られる変性エポキシ樹脂は、通常の
エポキシ樹脂組成物と比較し、低温硬化性に優
れ、かつ硬化物の接着強度、耐水性、耐熱性も極
めて良好であるという特徴を発現するものであ
る。 本発明の第二の成分であるゴム質ポリマーとし
ては、ポリブタジエン、アクリロニトリルとブタ
ジエンとのコポリマー及びこれらの末端をカルボ
キシル化したもの等、種々あげられるが、とくに
本発明の変性エポキシ樹脂との相溶性あるいは金
属素材に対する接着性の点から分子両末端にカル
ボキシル基を有する、ブタジエン−アクリロニト
リル樹脂(以下CTBNと略称する)及び該
CTBNとエポキシ樹脂とを反応させ得られる
CTBN変性エポキシ樹脂が好適である。このゴ
ム質ポリマーの含有率としては、(A)成分と(B)成分
の合計に対して3〜30重量%が好ましく、3重量
%未満では、ゴム質ポリマー添加によるいわゆる
応力緩和効果が得られず接着力が不足し、他方30
重量%をこえると変性エポキシ樹脂との相溶性が
低下し、貯蔵安定性の低下を招き、同時に、耐熱
性等が低下する。 次に、第三の成分として用いるジシアンジアミ
ドは硬化剤的効能を発揮するばかりでなく、金属
素材に対する接着性及び硬化接着剤層の耐熱性と
機械的強度の向上に寄与する効果をも発揮する。
しかし、ジシアンジアミド単独で十分な接着力を
得るためには、150℃以上の硬化温度を必要とす
るが、本発明の第四の成分である一般式 で表わされる化合物(但し、X1及びX2は前記の
とおり)、例えばジクロロフエニル−1,1−ジ
メチルウレア、クロロフエニル−1,1−ジメチ
ルウレアなどの尿素化合物を硬化促進剤として併
用することより、130℃以下の低温硬化が可能と
なりかつ貯蔵安定性も良好な接着剤が得られる。
ここで硬化促進剤の添加量は成分AとBの合計
100重量部に対し1〜8部の範囲が好ましく、ジ
シアンジアミドの添加量は成分AとBの合計100
重量部に対して2〜10部の範囲が好ましい。また
成分Cと成分Dの使用割合はC/D重量比で10/
1〜1/1の範囲が好ましい。 本発明は該変性エポキシ樹脂を主体とする接着
剤に関するものであるが、通常のエポキシ樹脂す
なわち未変性のビスフエノールA型エポキシ樹
脂、ビスフエノールF型エポキシ樹脂、フエノー
ルノボラツク型エポキシ樹脂及びこれらの樹脂以
外のエポキシ樹脂、例えば脂肪族エポキシ樹脂、
脂環式エポキシ樹脂、ポリブタジエン変性エポキ
シ樹脂、長鎖エステル型エポキシ樹脂、芳香族ジ
カルボン酸系エポキシ樹脂、クレゾールノボラツ
ク型エポキシ樹脂等を、本発明の目的をそこなわ
ない範囲で使用しても何らさしつかえない。 なお、本発明を実施するに当たつては、本発明
の目的を害しない範囲で例えばナイロン樹脂、ア
クリル樹脂等の熱可塑樹脂、無水シリカ、アルミ
ナなどの顔料等を添加してもさしつかえない。 以下、実施例により本発明を更に説明する。な
お、実施例中「部」とあるのは重量部の意であ
る。 実施例 1 ビスフエノールFジグリシジルエーテル(エポ
キシ当量175、エポキシ樹脂エピコート807、シエ
ル化学登録商標)100部に4,4′−ジアミノジフ
エニルスルホン7部を加えて、撹拌機つき加熱容
器に入れて、内部温度100℃で撹拌下10時間付加
反応せしめた後、冷却した。ここで得られた付加
反応生成物A(数平均分子量1440)45部に対して、
エポキシ樹脂(エピコート#825、油化シエル社
製)45部、長鎖エステル型エポキシ樹脂(ST−
2PG、岡村製油(株)製)2部、カルボキシ変性ブタ
ジエン−アクリロニトリル樹脂(CTBN1300×
13、宇部興産製)8部、ジシアンジアミド8部及
び3−(3,4−ジクロロフエニル)1,1−ジ
メチルウレア(カーメツクスD、デユポン製)2
部を加え均一に混合して一液型エポキシ樹脂接着
剤を得た。 この接着剤の諸性能を下記の方法で評価した:
JIS−K−6848、6850に従い25×100×2mmの
SPCC軟鋼板の、12.5mmラツプ部分をサンドペー
パー(#240)により研摩し、アセトンで充分脱
脂する。処理した鋼板に上記の接着剤を片面に均
一に塗り、処理したもう一枚の鋼板と重ね合せ
る。 次にズレを起さぬ様にして、試料を、5cm巾の
目玉クリツプ2個で固定し、表−1の所定条件で
硬化し接着試料とした。常温(室温)放置後、引
張試験機(オートグラフ、DSS−2000)により印
張速度5mm/minで引張せん断接着強さを求め
た。 次に、熱変形温度(HDT)測定用の試料は、
あらかじめ150℃に予熱しておいたガラス注型枠
(50×150×2mmのガラス板2枚、離型紙として全
面にセロハン使用、スペーサーは厚さ3mmのシリ
コンゴムを使用)に予備加熱して粘度を下げた接
着剤を流し込み注型後、150℃×30min硬化して
脱わく後、約12.7×127×3mmのサイズに切削加
工した。HDT測定は、JIS−K−6919に基づいて
行つた。 又、貯蔵安定性試験は40℃空気オーブン中で促
進試験を行い比較検討した。評価結果を表−1に
示した。接着強度、耐熱性及び貯蔵安定性ともい
ずれもすぐれたものであつた。 比較例 1 実施例1において、エピコート807と4,4′−
ジアミノジフエニルスルホンとの反応で得られた
付加反応生成物A45部の代りにエポキシ樹脂エピ
コート#825を用いることを除いて実施例1と全
く同一配合により接着剤を得た。この接着剤を実
施例1と同様に性能評価を行つた。評価結果を表
−1に示す。実施例1に比較し接着強度及び耐熱
性がかなり劣つている。 実施例 2 ビスフエノールAジグリシジルエーテル(エポ
キシ当量173、エポキシ樹脂エポトートYD−
8125、東都化成製)100部に、4,4′−ジアミノ
ジフエニルスルホン7部を加え実施例1と同様に
10時間付加反応せしめ、付加反応生成物B(数平
均分子量1520)を得た。次いでカルボキシ変性ブ
タジエン−アクリロニトリル樹脂(CTBN1300
×13)8部にビスフエノールAジグリシジルエー
テル(エポートートYD−8125)45部を加えて撹
拌機つき加熱容器に入れて内温130℃で撹拌下3
時間付加反応せしめゴム変性エポキシ樹脂Cを得
た。反応付加物B45部に対し、ゴム変性エポキシ
樹脂Cを53部加え、さらに長鎖エステル型エポキ
シ樹脂(ST−2PG)2部、ジシアンジアミド8
部及び3−(3,4−ジクロロフエニル)1,1
−ジメチルウレア(カーメツクスD)2部を加え
均一に混合し一液型エポキシ樹脂接着剤を得た。
この接着剤を実施例1と全く同様に性能評価を行
つた。評価結果を表1に示す。接着強度、耐熱性
及び貯蔵安定性のいずれもすぐれたものであつ
た。 比較例 2 実施例2に示した反応付加物B40部及びエポキ
シ樹脂エピコート#828 38部にポリブタジエン変
性エポキシ樹脂(EPB17、日本曹達製)20部、
長鎖エステル型エポキシ樹脂(ST−2PG)2部、
ジシアンジアミド8部及び2−フエニル−4−メ
チル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール4部を
加え均一に混合し一液型エポキシ樹脂接着剤を得
た。この接着剤を実施例1と全く同様の方法で性
能の評価を行つた。評価結果を表−1に示す。実
施例1、2に比べ接着強度、とりわけ低温(120
℃×60min硬化)での接着強度が極めて不満足な
ものであつた。 【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A) 少なくとも1種の芳香族ポリアミンとエ
    ポキシ当量が200以下であるビスフエノールA
    ジグリシジルエーテルおよび/又はビスフエノ
    ールFジグリシジルエーテルとを1/3〜1/
    10の化学量論量で反応させて得られる数平均分
    子量1000〜4000を有する付加反応生成物、 (B) ゴム質重合体、 (C) ジシアンジアミド及び (D) 次式 (式中X1及びX2はそれぞれ−OCH3、−NO2
    Cl又は水素原子である)で表わされる化合物 を必須成分として含有することを特徴とする一液
    型エポキシ樹脂接着剤組成物。
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