JPH0715092B2

JPH0715092B2 - ポリウレタン系接着剤

Info

Publication number: JPH0715092B2
Application number: JP1116779A
Authority: JP
Inventors: 弘毅谷
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPH02296884A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はポリウレタン系接着剤に関する。さらに詳しく
は、特定の鎖延長剤を用いて合成したポリウレタン樹脂
を必須成分として含有するポリウレタン系接着剤に関す
る。

［従来の技術及び問題点］ポリウレタン樹脂を含有するポリウレタン組成物は、従
来から接着剤として用いられているが、最近では接着
性、密着性等すべての点ですぐれた品質が益々要求され
るようになってきている。

その要求に応えるために、特開昭61−211322号公報に記
載のポリウレタン組成物がある。

同公報に記載のポリウレタン組成物は、特定のポリエス
テルポリオール［Ａ］と鎖伸長剤［Ｂ］とポリイソシア
ネート［Ｃ］とを必須の構成成分とし、前記各成分の当
量比が特定の範囲にあり、活性水素とイソシアネート基
の当量比が特定の範囲にあるポリウレタン樹脂を必須の
構成成分とするポリウレタン組成物である。

この公報に記載のポリウレタン組成物は、ポリエチレン
テレフタレート（PET）フィルムに対する接着剤として
は良好な密着性および屈曲性を有するのであるが、他の
樹脂たとえばポリ塩化ビニルフィルムやシートに対して
は必ずしも優れた密着性あるいは屈曲性を示さない。

さらにまた、多くのポリウレタン組成物を含有する接着
剤は、セメント、モルタル、あるいはアスファルト等に
床材あるいはじゅうたんを接着する場合、施行後、初期
接着性が悪いので、巻きぐせの悪いシート類を節着する
ときは接着部がはがれてしまって、作業性が悪いという
問題点がある。

本発明の目的は、前記課題を解決することにある。

すなわち、本発明の目的は、セメント、モルタル、ある
いはアスファルト等に対する床材あるいはじゅうたん等
の優れた接着性あるいは樹脂同士の優れた接着性、すな
わち接着施行後に加熱による活性化を行なわなくても充
分に長い接触接着期間を保持するとともに、初期および
最終接着強度がより大きく、基材に対する密着性にもよ
り優れ、かつ良好な作業性を有すると云う、ポリウレタ
ン樹脂含有の接着剤を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］前記課題を解決するための本発明は、ポリエステルポリ
オールとポリイソシアネートと２−エチル−２−アルキ
ル−1,3−プロパンジオール、特に炭素数が２〜４であ
るアルキル基を有する２−エチル−２−アルキル−1,3
−プロパンジオールとから合成されたポリウレタン樹脂
を含有することを特徴とするポリウレタン系接着剤であ
る。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。

〈ポリエステルポリオール〉本発明に用いるポリエステルポリオールは、ポリカルボ
ン酸類の一種または二種以上とポリオール類の一種また
は二種以上とを、公知の方法たとえば、反応混合物の酸
価が２未満に下がるまで100〜260℃の温度の下で脱水縮
重合反応させることによって得ることができる。

前記ポリカルボン酸類としては、芳香族ポリカルボン
酸、脂肪族ポリカルボン酸および脂環族ポリカルボン
酸、ならびに、これらの無水物、これらの酸ハロゲン化
物およびこれらの分子内エステル（ラクトン）等のポリ
カルボン酸誘導体を挙げることができる。

前記芳香族ポリカルボン酸としては、たとえばフタル
酸、イソフタル酸およびテレフタル酸などの芳香族ジカ
ルボン酸、トリメシン酸、ヘミメリット酸およびトリメ
リット酸等の芳香族トリカルボン酸、メロファン酸なら
びにメリット酸等が挙げられる。

前記脂肪族カルボン酸としては、たとえばシュウ酸、マ
ロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン
酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸およびドデ
カン二酸などの脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。

脂環族ポリカルボン酸としては、シクロプロパンジカル
ボン酸、ショウノウ酸およびシクロヘキシルジカルボン
酸等を挙げることができる。

前記各種のポリカルボン酸の中でも、芳香族ジカルボン
酸、脂肪族ジカルボン酸およびそれらの無水物が好まし
く、特に、イソフタル酸およびテレフタル酸、炭素数が
１〜10の脂肪族ジカルボン酸ならびにこれらの無水物が
好ましい。

前記ポリオール類としては、たとえばエチレングリコー
ル、1,2−または1,3−プロパンジオール、1,2−または
1,3−または1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール、３−メチル−1,5−ペン
タンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオー
ル、２−メチル−２−エチル−1,3−プロパンジオー
ル、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、２−ブチ
ル−２−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジブチ
ル−1,3−プロパンジオール、1,9−ノナンジオール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、トリプロピレングリコールなどを挙
げることができる。

前記各種のポリオール類の中でも、ジオール類が好まし
く、特に炭素数が２〜６のアルキレングリコールが好ま
しく、さらにはエチレングリコール、ブタンジオールお
よびヘキサンジオール等が好ましい。

本発明におけるポリエステルポリオールとしては、前記
各種のポリカルボン酸類とを反応させて得られる直鎖状
の化合物が好ましい。

さらに、本発明で好適に使用されるポリエステルポリオ
ールは、その分子量が通常300〜10,000であり、特に800
〜5,000である。

分子量が300未満であるとポリウレタン樹脂としての物
性が劣り、分子量が10,000より越えるとポリウレタン樹
脂としての物性は向上するが、作業性に劣り、実用的で
ないポリウレタン組成物になることがある。

前記ポリイソシアネートとしては芳香族、脂肪族および
脂環族の公知のポリイソシアネートが挙げられる。

その具体例としては、たとえば、1,6−ヘキサメチレン
ジイソシアネート、1,10−デカメチレンジイソシアネー
ト、2,2,4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイソシアネー
ト、イソホロ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、2,4−トルエンジイソ
シアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、2,6−トルエンジイソシアネート、フェニレンジイ
ソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、3,
3′−ジクロロ−4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、キシリレンジイソシアネート、トルイレンジイソ
シアネート、水素化キシリレンジイソシアネート等のジ
イソシアネート、トリフェニルメタンチリイソシアネー
ト、トリイソシアネートフェニルチオホスフェンート等
のトリイソシアネートなどがある。

前記各種のポリイソシアネートの中でもトルエンジイソ
シアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、
ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネート等のジイソシアネートが好ましい。

このように好適なジイソシアネートを使用すると、ポリ
ウレタン系接着剤の粘度を下げることができて、作業性
の優れた接着剤にすることができる。

〈２−エチル−２−アルキル−1,3−プロパンジオー
ル〉本発明における２−エチル−２−アルキル−1,3−プロ
パンジオールは鎖延長剤として使用される。

この特定の鎖延長剤を使用することにより、本発明の目
的を達成することができる。他方、他の公知の鎖延長剤
では本発明の目的を達成することができないのは注目す
る可きことである。

ここで、２−エチル−２−アルキル−1,3−プロパンジ
オールにおけるアルキル基は、メチル基、エチル基、プ
ロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチ
ル基、オクチル基、ノニル基およびデセニル基等を挙げ
ることができ、さらに長鎖アルキル基を有するものも場
合により使用することができる。

もっとも、２−エチル−２−アルキル−1,3−プロパン
ジオールにおけるアルキル基としては、炭素数が２〜４
である低級アルキル基が好ましい。すなわち、好ましい
２−エチル−２−アルキル−1,3−プロパンジオール
は、２−ブチル−２−エチル−1,3−プロパンジオー
ル、２−エチル−２−プロピル−1,3−プロパンジオー
ル、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールである。

〈ポリウレタン樹脂〉本発明におけるポリウレタン樹脂は、公知の方法により
合成することができるが、ワンショット法により合成す
るのが好ましい。

すなわち、前述したポリエステルポリオールと鎖延長剤
とポリイソシアネートとを混合し、反応温度を通常50〜
200℃、好ましくは80〜150℃に保ち、活性水素とイソシ
アネート基との当量比を1:0.85〜1.10、好ましくは1:0.
90〜1.10とし、溶剤を用いて合成するか、または溶剤を
使用せずに合成した後に溶剤で希釈する方法である。

前記溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化
水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、酢酸エチル、酢酸
ブチル等のエステル、メチルエチルケトン（MEK）等の
ケトン類、ジメチルホルムアミド（DMF）、アノン類な
どを挙げることができる。

前記各種の溶剤は、その単独を使用しても良いし、その
二種以上を混合して使用することもできる。

〈ポリウレタン系接着剤〉本発明のポリウレタン系接着剤は前記ポリウレタン樹脂
を必須成分にする。

このポリウレタン系接着剤は、前記ポリウレタン樹脂の
みから構成されていても良く、また、他の添加剤や粘度
調整のための低沸点有機溶剤等を含有していても良い。

また、このポリウレタン系接着剤には、顔料や染料など
を含ませることにより着色しても良い。

このポリウレタン系接着剤を使用して接着する被着体は
特に限定はなく、たとえばPET、ABS、ポリ塩化ビニル樹
脂などの合成樹脂、金属類、ゴム類、木材、各種発泡体
などがある。特にこのポリウレタン系接着剤は、より具
体的には、セメント、モルタル、アスファルト等の基材
に対する床材やじゅうたんの接着に適している。

また、接着に際して、このポリウレタン系接着剤を塗布
するには、たとえばスプレー法、ハケ刷り法、ロール塗
り法など公知の塗布方法を採用すればよい。

このポリウレタン系接着剤は、基材に対する密着性にす
ぐれ、接着施行後、加熱による活性化を行なわなくても
充分に長い接触接着時間を保持するとともに、初期およ
び最終接着強度が大きく、また、作業性も良好である。

［実施例］以下、製造例、実施例及び比較例により本発明を更に具
体的に説明する。

（製造例１〜15）第１表に示すジカルボン酸とジオールとから、公知の脱
水縮重合反応により、第１表に示す平均分子量を有する
ポリエステルジオールを得た。

（以下、余白）略号の意味は以下の通り。

AA:アジピン酸、IPA:イソフタル酸、 OPA:無水フタル酸、TPA:テレフタル酸、 1,6−HG:1.6−ヘキサンジオール、 EG:エチレングリコール、 1,4−BG:1,4−ブタンジオール、 DMH:2−ブチル−２−エチル−1,3−プロパンジオール、 DMP:2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、 MPD:3−メチル−1,5−ペンタンジオール（実施例１〜18、比較例１〜10）第２表に示すポリエステルジオール、鎖延長剤およびジ
イソシアネートを用いて次の要領でポリウレタン系接着
剤を製造した。

すなわち、公知の合成方法に従って、まず前記製造例で
合成したポリエステルジオールとジイソシアネートとを
混合して、80℃にて２時間かけてプレポリマー反応を行
った後、鎖伸長剤を添加した。

そして所定量のトルエンおよびジメチルホルムアミド
（DMF）を添加し、120℃で８時間かけて合成を行った
後、その他の低沸点溶剤を添加してポリウレタン系接着
剤を得た。

次いで、70重量部のポリ塩化ビニル（Ｋ値80）、可塑剤
として30重量部のジオクチルフタレート、５重量部のエ
ポキシ大豆油および1.2重量部のバリウムカドミウムラ
ウレートから得られた厚さ4mmのポリ塩化ビニル樹脂材
料を用意した。

前記ポリウレタン系接着剤を塗布する前に、接合される
べき長さ15cmで幅3cmの前記ポリ塩化ビニル樹脂材料ス
トリップの表面を粒度40の研摩紙で充分にこすって磨
き、それから研摩粉を除去した。

前記ポリウレタン系接着剤を塗布してから、それらの材
料を室温にて60分間かけて風乾し、次いで接合し、プレ
ス（250kgf/cm²）した。

このポリウレタン系接着剤の諸性質を以下のようにして
評価した。

※塗膜の屈曲性の測定※ 前記風乾までのサンプルにつき、180゜屈曲テストを100
回行ない、塗膜面の外観評価を行なった。

評価結果を以下の記号にて第２表に示した。

○：外観に変化なし。

△：一部において剥離を生じた。

×：剥離した。

※塗膜の密着性の測定※ 前記風乾までのサンプルにつき、JIS K5400に準じて粘
着テープ（商品名；セロハンテープ）にて剥離テストを
行なった。

すなわち、1mm間隔で100個の碁盤目を形成し、この碁盤
目に前記粘着テープを貼付し、その後剥離することによ
り、剥離しなかった碁盤目の数を第２表に示した。

※室温における初期接着性の測定：前記プレスにより得られたサンプルにつき、接合した場
合を○、接合しなかった場合を×で示した。

※初期強度の測定※ 前記プレスをしてから１分以内に、試料を引張試験機に
取り付け、両端を１分当たり100mmの速度にて引き離す
ことにより初期強度を測定した。

第２表の結果から明らかなように、本発明で規定する鎖
延長剤を用いた実施例１〜18のポリウレタン系接着剤
は、初期強度、密着性、室温における接触接着期間、屈
曲性のいずれも優れるばかりか、粘度も小さくて、良好
な作業性を有していた。

それに対し、本発明の条件を外れる比較例１〜10のポリ
ウレタン系接着剤は、上述した物性の大部分、あるいは
いずれかに著しく劣っており、物性のバランスに欠けて
いる。

（実施例19〜22）前記実施例１で使用したポリウレタン系接着剤（E1）、
前記実施例７で使用したポリウレタン系接着剤（E7）、
前記実施例８で使用したポリウレタン系接着剤（E8）お
よび前記実施例17で使用したポリウレタン系接着剤（E1
7）それぞれを、第３表に示す種類の下地に、1.0kg/m²
の塗布量にて、刷毛で塗り、温度20℃および湿度60％の
無風状態の条件下で40分かけて開放放置し、その後、10
0角陶器タイルを貼り付け、圧着した。そしてその状態
のまま20℃にて７日間放置した。

その後、JIS A 5548の方法により引張接着強さを測定し
た、結果を第３表に示した。

第３表に示すように、本発明のポリウレタン系接着材
は、何れの種類の下地材にも強力な接着力を示した。

［効果］本発明のポリウレタン系接着剤は、特定の鎖延長剤を用
いたポリエステルポリウレタンを必須成分として含有す
るため、屈曲性、密着性、引張接着性の初期接着性に優
れるとともに最終接着性にも優れ、かつ低粘度であるの
で、コテさばき等の作業性のいずれも優れるという、バ
ランスのとれた物性を有している。それ故、このポリウ
レタン組成物を使用することにより、塩化ビニル樹脂に
対する接着はもとよりセメント、モルタル、アスファル
トに対する床材やジュウタンを接着するための優れた接
着剤を構成することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステルポリオールとポリイソシアネ
ートと２−エチル−２−アルキル−1,3−プロパンジオ
ールとから合成されたポリウレタン樹脂を含有すること
を特徴とするポリウレタン系接着剤。
【請求項２】２−エチル−２−アルキル−1,3−プロパ
ンジオール中のアルキル基が炭素数２〜４のアルキル基
である請求項１に記載のポリウレタン系接着剤。