TW202603104A - 氟橡膠黏著劑組成物 - Google Patents
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Abstract
[課題]提供一種氟橡膠黏著劑組成物,其不使氟橡膠本身所具有之耐熱性、耐藥品性、耐氣候性、阻燃性等受損,且接著性、黏著性優異。 [解決手段]一種氟橡膠黏著劑組成物,其係對具有不飽和鍵或不飽和鍵與官能基之木尼黏度ML1+10(121℃)為10~80之變性氟橡膠摻合丙烯酸黏著劑,該丙烯酸黏著劑含有玻璃轉移溫度Tg為20℃以下之丙烯酸共聚物。丙烯酸黏著劑係相對於變性氟橡膠100重量份以10~400重量份之比例來使用。
Description
本發明關於氟橡膠黏著劑組成物。更詳言之,關於一種氟橡膠黏著劑組成物,其不使氟橡膠本身所具有之耐熱性、耐藥品性、耐氣候性、阻燃性等受損,且接著性、黏著性優異。
以往,作為接著劑,一般係使用乙酸乙烯酯樹脂、乙烯・乙酸乙烯酯共聚合樹脂、氯乙烯樹脂、環氧樹脂、胺基甲酸酯樹脂、苯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯胺樹脂、氰基丙烯酸酯、纖維素樹脂、矽烷系、矽氧系等之樹脂系接著劑,或腈橡膠、苯乙烯・丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠等之橡膠系接著劑。作為具有耐熱性之黏著劑,一般如有丙烯酸黏著劑與矽氧(silicone)黏著劑,但丙烯酸黏著劑之耐熱性比矽氧黏著劑還差,矽氧黏著劑之接著強度比丙烯酸黏著劑還低。在此,矽氧系以外之黏著劑難以使用於175℃以上之長期耐熱用途,而且矽氧系黏著劑從污染性之觀點來看則無法使用作為電子零件用途。
耐熱性優異之氟樹脂或氟橡膠雖然在175℃以上之長期耐性或耐藥品性、耐氣候性、耐摩擦摩耗性等優異,但由於缺乏黏著性、接著性,故一般無法將其單獨使用作為黏著劑或接著劑。氟橡膠在並未交聯的情況,雖會展現些許黏性,但缺乏接著性。該未交聯氟橡膠係藉由使用鹼來進行脫氟化氫化而展現黏著性,從而能獲得接著性,但由於並未交聯,故缺乏強度、耐溶劑性、耐藥品性等之耐液性、耐壓性、加熱下之接著強度,從而導致使用範圍受到限制。
又,一般性氟橡膠藉由使用多元醇、多胺、過氧化物等進行交聯,雖可提升強度、耐溶劑性、耐藥品性等之耐液性、耐壓性、加熱下之接著強度,但儘管玻璃轉移溫度Tg在室溫以下,在交聯後仍變得會缺乏黏著性、接著性,故經交聯之氟橡膠一般仍無法使用作為黏著劑。
並且,氟橡膠之由雙酚AF等所成之多元醇交聯,亦或由2官能多胺化合物所成之胺交聯中,若無氧化鎂等之2價金屬氧化物或氫氧化鈣,則會產生去氟化氫化,而導致形成碳-碳不飽和鍵。因此,在交聯之際,則必須要有氧化鎂等之2價金屬氧化物或氫氧化鈣,但2價金屬氧化物會由於吸濕而硬化速度變快,而仍有無法以片狀來長期間保管的問題。又,氫氧化鈣之硬化為快,且在作成溶解於有機溶劑中之接著劑時,膠化為快而無法使用。並且,由於添加大量氫氧化鈣、氧化鎂等之無機物,而導致喪失黏著性,且變得更加缺乏交聯後之黏著性。
又,氟橡膠之過氧化物交聯係有必要以加壓等來隔絕氧而使其交聯,由於暴露部分或氧會穿透之部分不會進行交聯,故也會有未交聯部分之黏著或耐液性變差的問題。更進一步,在生產上由於係隔絕空氣(氧)使其在短時間內進行交聯,故有必要使交聯快速地進行,在使橡膠組成物溶解於有機溶劑來調製接著劑的情況,由於會快速膠化而難以使用,在溶劑乾燥中因暴露於空氣中而過氧化物化合物失活,從而也導致變得無法取得充分交聯。
一般性氟橡膠係可使用酸受體等並以交聯劑使其進行交聯,但無法使用耐熱性、耐水性優異且可提高接著強度之環氧樹脂來使其交聯。在此,即使對一般性氟橡膠添加環氧樹脂與多胺,環氧樹脂會雖與多胺進行反應,但氟橡膠之交聯密度並不會上升,從而無法達成接著性、耐液性提升。
專利文獻1揭示一種黏著劑組成物,其含有重量平均分子量Mw為3500以上之氟系寡聚物、離子性化合物及丙烯酸系聚合物。在此,藉由含有丙烯酸系聚合物而接著性會提升,但由於氟系寡聚物與丙烯酸系聚合物等之其他聚合物之相溶性不佳,故仍有在塗覆或乾燥後氟系寡聚物轉移至表面,而導致表面之黏著性、接著性降低的問題。氟系寡聚物向表面之轉移狀態係會根據放置時間、環境溫度而改變,從而接著性不會穩定化,且其在經交聯的場合情況,則黏著性會變得更加降低。
專利文獻2已提出一種黏著劑,其係將氟共聚物作為主成分,該氟共聚物係使(甲基)丙烯酸全氟烷基酯單體、(甲基)丙烯酸烷基酯單體、含羥基之丙烯酸單體及含羧基之丙烯酸單體進行共聚合而成者。然而,黏著性無法稱之為高,接著強度也低,而導致高溫長時間後劣化,仍有接著性降低的問題。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利7,177,581號公報 [專利文獻2]日本特開2004-292529號公報 [專利文獻3]日本特開2009-108287號公報 [專利文獻4]日本特開2014-105268號公報 [專利文獻5]日本專利3,327,447號公報 [專利文獻6]日本專利3,975,249號公報 [專利文獻7]日本特開2002-030263號公報 [專利文獻8]日本特開昭59-059764號公報 [專利文獻9]日本特開平2-245046號公報
[發明所欲解決之課題] 本發明之目的在於提供一種氟橡膠黏著劑組成物,其不使氟橡膠本身所具有之耐熱性、耐藥品性、耐氣候性、阻燃性等受損,且接著性、黏著性優異。 [用以解決課題之手段]
該本發明之目的係藉由氟橡膠黏著劑組成物來達成,該氟橡膠黏著劑組成物係對具有不飽和鍵或不飽和鍵與羧基等之官能基之木尼黏度(mooney viscosity) ML1+10(121℃)為10~80之變性氟橡膠摻合丙烯酸黏著劑而成,該丙烯酸黏著劑含有玻璃轉移溫度Tg為20℃以下之丙烯酸共聚物。 [發明效果]
本發明之氟橡膠黏著劑組成物係對具有不飽和鍵(及羧基等之官能基)之變性氟橡膠摻合丙烯酸黏著劑,從而不損及變性氟橡膠之優異長期加熱後之接著性(耐熱性)、耐藥品性、耐氣候性、阻燃性等,就能達成使氟橡膠單獨能展現如市售之丙烯酸黏著劑或矽氧黏著劑般不大的黏性的優異效果。此係認為由下述理由所致者,即氟化合物並未與丙烯酸化合物共聚合,可藉由添加丙烯酸黏著劑來調整黏著程度,且氟橡膠係與丙烯酸黏著劑相溶,故比起單獨之丙烯酸黏著劑而可獲得耐熱性、接著性優異之黏著劑。
一般而言,對氟橡膠摻合丙烯酸橡膠或丙烯酸黏著劑並溶解於溶劑中時,由於溶液會進行層分離,故即使進行塗覆,乾燥後塗覆面為不均勻且產生厚度不均,而無法充分有效地使用作為黏著膠帶或接著片等,但藉由使氟橡膠進行鹼變性,並與丙烯酸黏著劑摻合,從而可防止溶液之層分離,塗覆面之不均消失,而能充分有效地使用作為黏著膠帶或接著片。
因此,藉由使用以無機鹼或有機鹼使未交聯氟橡膠進行分解、低分子化、賦予官能基而具有黏著性、接著性之變性氟橡膠,從而達成與丙烯酸黏著劑之相溶性變得良好,即使混合仍不會分離,能將塗覆表面作成良好狀態之優異效果。
即使不對該變性氟橡膠添加一般所使用之酸受體,藉由使用在丙烯酸黏著劑中一般所使用之交聯劑,就能使變性氟橡膠與丙烯酸黏著劑進行共交聯,而獲得更高之黏著性、接著性。因此,由於並不一定必須要有酸受體等之無機填料,故不會因為添加填料而黏著性惡化,且藉由添加交聯劑而可提升黏著性。又,若不添加酸受體,則也不會有因酸受體所造成之硬化劣化,且不會有隨著加熱而接著性一同大幅降低的情形。並且,即使添加其他黏著劑,相溶性仍良好,不會進行層分離,塗覆乾燥後也會變得均勻。
至今為止並未存在耐熱性比丙烯酸黏著劑還良好,接著強度比矽氧黏著劑還高,無矽氧污染,且高耐熱性之黏著劑,但本發明之氟橡膠黏著劑組成物可提供能滿足該等要求之黏著劑。具體而言,例如在形成為角度30度之斜面之黏著面上放置直徑4.8mm之鋼球時,具有鋼球不會滾動之程度的黏著性。
該氟橡膠黏著劑組成物由於在室溫下具有黏性,故在室溫下能與對手接著基材進行積層接著,可藉由烤箱加熱處理來更加提升黏著性、接著性。又,由於氟橡膠藉由變性而經低分子化,故可無間隙地掩埋對手接著基材之凹凸,例如電子基板等之圖型凹凸,且接著強度為高。
二元氟橡膠之多胺交聯、多元醇交聯在沒有氧化鎂等之2價金屬氧化物或氫氧化鈣、水滑石等之酸受體時,則不會進行交聯,但由於該等粒子之尺寸為大,含有該等之接著劑會有成為尺寸比塗覆厚度還要更大之粒子的情況,於其情況則黏著性、接著性、耐熱性變得降低。又,粒子容易從接著劑面脫落,半導體用途上則會成為無機填充材(填料)之粒子脫落等之污染的原因。本發明之氟橡膠黏著劑組成藉由使氟橡膠進行變性、賦予官能基,從而無須添加氧化鎂等之2價金屬氧化物或氫氧化鈣、水滑石,而環氧樹脂等之交聯劑與變性氟橡膠仍會直接進行交聯反應,且不會有來自接著劑面之顆粒所造成的污染。
又,即使不使用環境有害物質之雙酚AF,變性氟橡膠藉由環氧樹脂來進行交聯,在積層加熱時反應性氣體為少,積層體不會產生發泡。
作為氟橡膠,可使用高度經氟化之彈性共聚物,例如偏二氟乙烯、六氟丙烯、五氟丙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯、氟乙烯、全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(乙基乙烯基醚)、全氟(丙基乙烯基醚)等之2種以上之彈性共聚物,較佳為偏二氟乙烯-六氟丙烯系共聚物,特佳為偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)四元共聚物。
尚且,專利文獻3已提出一種黏著性組成物,其係由不能以過氧化物進行交聯之氟橡膠聚合物、能以過氧化物進行交聯之氟橡膠聚合物及過氧化物所構成,該黏著性組成物之耐熱、耐溶劑性雖為優異,但在室溫下並無黏著性,且過氧化物在空氣中會因氧而失活,並不會充分地引起交聯反應。因此,並未摻合丙烯酸黏著劑之該黏著性組成物雖會貼附在玻璃等之表面,但例如在形成為角度30度之斜面,且放置直徑4.8mm之鋼球時,鋼球則會滾動。
氟橡膠係可藉由水性乳化聚合法或水性懸浮聚合法來製造作為乳膠。水性乳化聚合法中,可將單獨將水溶性過氧化物,或組合其與水溶性還原性物質而成之氧化還原系統之任一者皆使用作為反應起始劑系統。作為水溶性過氧化物,可使用例如過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉等,又作為水溶性還原性物質,可使用例如亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等。此時,作為水性乳化液之穩定化劑,可使用如pH調節劑(緩衝劑)、例如磷酸一氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸一氫鉀、磷酸二氫鉀等。
作為乳化聚合法所使用之乳化劑,一般使用氟化羧酸鹽,較佳使用 CF3CF2CF2O[CF(CF3)CF2O]nCF(CF3)COONH4(n:1或2)。該等乳化劑係使用作為約1~30重量%,較佳約5~20重量%之水溶液。乳化劑量若少於此,則無法使單體及生成共聚物均勻地分散於水性介質中,若過多則經濟性變得不利。
共聚合反應係在約20~80℃,較佳在約25~60℃之溫度下進行。聚合溫度若過高,則在成形加工時會產生發泡等之問題。又,聚合壓力一般係在約5MPa以下進行。
在前述通式所示之乳化劑之存在下,使偏二氟乙烯、四氟乙烯及六氟丙烯在水性介質中進行共聚合反應。水性介質中之共聚合反應係也可進行作為懸浮聚合法,但為了獲得所需之平均乳液粒子徑,以乳化聚合法為佳。乳化聚合反應係將過硫酸銨等之水溶性無機過氧化物,或其與還原劑之氧化還原系統作為觸媒,相對於投入水總重量,在約0.001~0.2重量%之比例下,在一般使用之作為乳化劑之界面活性劑之存在下,一般壓力約0~10MPa,較佳約0.5~4MPa,溫度約0~100℃,較佳約20~80℃之條件下來進行。此時,以反應壓力會保持在固定範圍之方式,使進行供給之氟化烯烴混合物以分批添加之方式來供給為佳。又,為了調節聚合系統內之pH,亦可添加磷酸一氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀等之具有緩衝能力之電解質物質或氫氧化鈉。並且,因應必要可適宜使用丙二酸乙酯、丙酮、異丙醇等之鏈轉移劑。
聚合反應也係受到各種聚合條件所影響,一般係在約1~15小時程度來使反應完結,在與使用全氟辛酸銨乳化劑的情況並不太大差異。反應結束後,可藉由對獲得之水性乳濁液添加硫酸鋁鉀水溶液、氯化鈉水溶液、氯化鈣水溶液等來凝析生成聚合物,進行水洗、乾燥,而獲得含氟共聚物。
在此,作為界面活性劑,氟系界面活性劑係在含氟單體之乳化聚合反應中受到廣泛使用。其中,已知全氟辛酸C7F15COOH或其鹽[PFOA]為單體乳化性或乳膠穩定性優異之界面活性劑。然而,經全氟化之化學物質難以在自然環境中被分解,且近來發現由PFOA所代表之碳數8之經全氟化之化合物在人體內之殘留性顯著為強。此外,PFOA由於其所具有之優異之與橡膠之親和性,故在以乳化聚合法所獲得之橡膠乳膠之凝析後,對經生成之氟橡膠之PFOA附著量或殘存量為多,而強烈希望使其降低。
對於該要求,作為對含氟乳化劑賦予環境分解性之手段,認為在界面活性劑化合物之經全氟化之疏水性基中設置經氫化之部分。氟橡膠乳膠中藉由使用全氟烷基烷基膦酸鹽CnF2n+1CmH2mP(O)(OM1)(OM2)作為乳化劑,即使不使用氟系界面活性劑,仍變得達成PFOA對策。
在使用全氟烷基烷基膦酸鹽的情況,藉由使全氟烷基烷基膦酸CnF2n+1CmH2mP(O)(OH)2(n;2~6之整數,m;1~3之整數)與鹼金屬氫氧化物或氨水進行反應而得。在相對於全氟烷基烷基膦酸而使用等莫耳量之鹼金屬氫氧化物或氨的情況,則會形成單鹽,又在使用2倍莫耳量的情況則會形成二鹽。一般而言,必須使用理論莫耳數以上,在使用等莫耳量以上且未滿2倍莫耳量的情況,則會形成單鹽與二鹽之混合物。
該等之全氟烷基烷基膦酸鹽由於具有直鏈型之氟烷基,故對水之溶解性比具有同等乳化性能之氟聚醚型之乳化劑化合物還良好,另一方面由於對於經生成之氟橡膠之附著性比PFOA還低,故可顯著地減少使用鹽析、酸析、機械的攪拌等之各種方法來使以乳化聚合獲得之氟橡膠乳膠凝析而得之氟橡膠中之殘存乳化劑量。使用該乳化劑之含氟單體之乳化聚合反應係採用與使用PFOA乳化劑之情況相同之方法來進行。
乳化聚合反應係將過硫酸銨等之水溶性無機過氧化物,或其與還原劑之氧化還原系統作為觸媒來進行,此時為了調節聚合系統內之pH,亦可添加使用磷酸鹽(Na2HPO4、NaH2PO4、KH2PO4等)或硼酸鹽(Na2B2O7等)等之具有緩衝能力之電解質物質或NaOH等。乳化聚合反應在相對於水而言,使用約0.001~10重量%,較佳使用約0.01~5重量%之乳化劑,在約30~120℃下在加壓條件下進行約1~48小時。
又,以更加提高黏著性為目的,較佳使用重量平均分子量Mw為30萬以下之變性氟橡膠。又,玻璃轉移溫度Tg係以20℃以下為佳。若使用位於此種範圍之氟橡膠,則可藉由後述之變性而會展現黏著性,且可溶解於溶劑來進行塗覆。
尚且,專利文獻4揭示一種易接著劑組成物,其含有丙烯酸樹脂、氟樹脂等之含羥基之樹脂、蠟及聚異氰酸酯化合物,且專利文獻5揭示一種偏二氟乙烯系樹脂用接著劑,其係由軟質氟樹脂、丙烯酸樹脂、偏二氟乙烯系樹脂、聚異氰酸酯及有機溶劑所構成,該等組成物雖會在交聯反應時進行接著,但由於交聯反應後並無接著性,雖能使用於塗料或接著劑,但無法使用作為黏著劑。
氟橡膠之分子量、分子量分布、木尼黏度係可藉由調整聚合程度、鹼量、變性溫度、時間等之條件來控制。重量平均分子量Mw係藉由凝膠滲透層析法來測量,根據使用標準聚苯乙烯所製作之檢量線來換算者。
氟橡膠係可藉由公知之變性方法來作成經變性之變性氟橡膠後才使用。氟橡膠之變性係可藉由使用無機鹼或有機鹼,較佳使用有機鹼之鹼變性等,藉由利用鹼變性之部分脫氟化氫化反應而導入不飽和鍵來進行(專利文獻6~7)。藉由該變性處理,從氟聚合物主鏈去除HF而形成碳-碳不飽和鍵,藉由斷鏈反應而氟聚合物之分子量變得降低,從而能在短時間內進行分解、低分子化、賦予官能基,進而可獲得具有黏著性、接著性之變性氟橡膠。由於無機鹼變性即使在室溫或經加熱的情況對於橡膠之滲透仍為少,故較佳使用在室溫下會氟橡膠乳膠進行滲透的有機鹼。藉由有機鹼,氟橡膠會均勻地受到變性,而可獲得更具有黏著性之變性氟橡膠。
變性氟橡膠由於具有不飽和鍵且在末端具有羧基等之官能基,故藉由添加交聯劑,交聯劑會與接著對手基材進行反應、交聯,而接著性、耐久性、耐液性、耐溶劑性、加熱下之接著強度等提升,從而可使用作為活用氟橡膠特徵之接著劑。
又,藉由部分去氟化氫而在主鏈形成不飽和鍵,斷鏈反應後,藉由氧化反應而在分子鏈末端形成羧基等之官能基,而可在無酸受體之存在下,與環氧樹脂或二胺化合物、多胺化合物等之交聯劑進行交聯。由變性所成之官能基數並無特別限定。
變性溫度越高則高分子物變多,越低則低分子物變多。在以無機鹼來變性的情況,若不將氟橡膠加熱至40℃以上則不會被變性,在有機鹼的情況,由於變性溫度若在40℃以上則變得難以控制分子量,故在約5~35℃下進行。在有機鹼的情況,變性溫度若未滿室溫,則需要時間直到變性穩定化為止,在室溫之20~30℃之範圍下,則能以短時間來穩定地進行變性。變性時間若短則變性狀態之偏差變大,若為長則偏差變少。變性劑若為多則低分子物變多,因應必要之分子量來調整變性溫度、變性劑之量。變性洗淨後之加熱乾燥溫度為約60~150℃,較佳為約80~120℃,若比此還低,則由於乾燥不足、溶劑殘留,在積層接著劑片時,因發泡、低分子物之殘留而接著性惡化,若比此還高,則交聯變多,進行高分子化,而變得導致黏著性降低。
作為有機鹼,可使用選自1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一烯-7(DBU)、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]壬烯-5(DBN)、四甲基銨氫氧化物、氫氧化四甲基銨、氫氧化四丁基鏻等之至少一種以上。作為無機鹼,可舉出如,氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰等,該等係溶解於水後,被混合於氟橡膠。
變性氟橡膠係使用根據對應ISO 289:12005之JIS K6300-1(2013)而得之木尼黏度ML1+10(121℃)位於10~80,較佳為10~50,重量平均分子量Mw位於1.0×105~3.0×105,且數平均分子量Mn位於0.3×105~ 7.0×105之範圍內者。木尼黏度若比此還高則無黏著性,若比此還低則由於變性時之分解而含有液狀物,從而對被黏著物造成汙染或反而變得使黏著性受損。在此,木尼黏度之測量係根據對應ISO 289:12005之JIS K6300-1(2013)來進行,使用木尼黏度計SMV-201(股份有限公司島津製作所製),在溫度條件121℃、預熱時間1分及轉子之旋轉時間10分之條件下進行。
氟橡膠之木尼黏度ML1+10(121℃)由於會因變性所造成之氟橡膠之分解,故在與變性前相比,可使用木尼黏度降低15~70,較佳降低20~70者。藉此,而展現黏著性。
經變性之氟橡膠之乳膠液或溶液在鹽析或凝析後,藉由以水進行洗淨,而可容易地以低成本來去除氟橡膠以外之成分,而形成可使用於電子零件、半導體用零件等之無汙染性之接著劑。此係由於藉由加熱乾燥水分,而氟橡膠進行預聚物化(部分交聯),從而可賦予黏著性所致。
作為丙烯酸黏著劑,除了可使用丙烯酸單體及甲基丙烯酸單體之外,還可使用含有具有高交聯性官能基之丙烯酸酯單體及甲基丙烯酸酯單體者。可使用例如,使用丙烯酸乙酯(EA)或丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等之不包含官能基之單體,與,甲基丙烯酸(MAA)或富馬酸單丁酯(MBF)等之包含高交聯性官能基之單體之至少一種進行共聚合而成者。
作為不包含官能基之單體,具體而言,如容易將黏著層全體之Tg調整成適宜範圍用之成分即具有烷基之(甲基)丙烯酸酯(但,去除甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯),可舉出例如丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯乙烯、(甲基)丙烯腈等,較佳可舉出如選自丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、丙烯腈、丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯及乙酸乙烯酯之至少1種以上。藉由使用該等,而變得能更容易調整來自被黏著物之剝離力,且變得能更容易將黏著層全體之Tg調整成適宜範圍。
作為包含高交聯性官能基之單體,例如具有羧基、羥基、胺基、乙醯乙醯氧基乙基(acetoacetoxy)、環氧基等之單體,從泛用性之觀點來看,較佳可舉出如包含羧基及羥基之至少一種基之單體,更佳可舉出如包含羧基之單體。
作為羧基之單體,可舉出例如(甲基)丙烯酸(甲基丙烯酸及/或丙烯酸)、富馬酸、馬來酸、伊康酸、巴豆酸、偏苯三甲酸、苯均四酸等之不飽和羧酸,例如伊康酸單甲酯、伊康酸單丁酯、富馬酸單丁酯、2-丙烯醯氧基乙基鄰苯二甲酸等之不飽和二羧酸單酯,又可舉出如2-(甲基)丙烯醯氧基乙基偏苯三甲酸、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基苯均四酸等之不飽和三羧酸單酯,例如(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯等之(甲基)丙烯酸羧基烷酯等。
該等單體係以不具有高交聯性官能基之單體為30~95.5重量%,具有高交聯性官能基之單體為0.5~70重量%之比例來使用,丙烯酸乙酯等之低分子量單體越多,則變得發現與變性氟橡膠之相溶性變良好的傾向。可藉由使具有高交聯性官能基之單體進行共聚合來調整交聯程度,若提高交聯程度,雖變得可謀求接著強度上升、耐液性提升,但由於會導致黏著性降低,故該等共聚合比例係根據用途來調整。
丙烯酸共聚物之合成係藉由使該等單體在聚合起始劑之存在下聚合來進行。聚合方法並無特別限定,可使用以往公知之方法,可舉出例如溶液聚合法、乳液聚合法、懸浮聚合法、塊狀聚合法等。其中,由於聚合為簡便,故以溶液聚合法為佳。作為聚合方法,在使用溶液聚合的情況,作為反應溶劑,可使用例如乙酸乙酯、甲苯、甲基乙基酮、甲基亞碸、乙醇、丙酮、二乙基醚等。該等反應溶劑係可單獨使用,亦可併用2種以上。
聚合起始劑並無特別限制,可使用自由基聚合起始劑、陰離子聚合起始劑、陽離子聚合起始劑等。其中亦可適宜使用熱自由基聚合起始劑。作為熱自由基聚合起始劑,可舉出例如有機過氧化物、偶氮化合物等,作為有機過氧化物,可舉出例如1,1-雙(三級己基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷、三級己基過氧基叔戊酸酯、三級丁基過氧基叔戊酸酯、2,5-二甲基-2,5-雙(2-乙基己醯基過氧基)己烷、三級己基過氧基-2-乙基己酸酯、三級丁基過氧基-2-乙基己酸酯、三級丁基過氧基異丁酸酯、三級丁基過氧基-3,3,5-三甲基己酸酯、三級丁基過氧基月桂酸酯等,作為偶氮化合物,可舉出例如偶氮二異丁腈、偶氮雙環己烷甲腈等。該等聚合起始劑係可單獨使用,亦可併用2種以上。
獲得之丙烯酸共聚物之中,作為丙烯酸黏著劑,可使用Tg為20℃以下,較佳為0℃以下者。藉由使用該Tg者,變得會提升室溫下之黏著性。
又,丙烯酸共聚物之重量平均分子量Mw係以約100,000~1,000,000為佳,以約300,000~500,000為較佳。重量平均分子量Mw係可藉由聚合條件,例如聚合起始劑之種類或量、聚合溫度、單體濃度等來調整。若在比還低之範圍,則接著強度變低,在貼合後產生發泡。若高於此以上的情況,與變性氟橡膠之相溶性惡化,液體會進行層分離,且表面黏著性消失。
尚且,丙烯酸共聚物之重量平均分子量Mw越低則黏著性提升,若超過1,000,000,則即使Tg在20℃以下黏著性仍會消失。只要不係丙烯酸橡膠,而係丙烯酸黏著劑,也可直接使用市售品,可使用例如東亞合成製品Arontack S-1511X、S-3403、S-3452YKF,SAIDEN化學製品Cybinol AT-193、AT-D40、AT-D50、AT-D45、AT-191、AT-260NT、ATR-1、ATR-373、ATR-347,DIC製品CT-5030,日本碳化物工業製品Nissetsu KP-2500等。
尚且,專利文獻8已提出一種感熱接著劑,其係由包含丙烯酸系聚合物等之含氟熱塑性橡膠所構成,但該感熱接著劑並非係市售之黏著膠帶所使用之黏著劑,且由於丙烯酸系聚合物為橡膠狀,故幾乎無黏著性,雖能使用作為感熱接著劑,但無法使用於在室溫下壓著之感壓黏著劑。若對該接著劑添加交聯劑,且在貼合前進行交聯,則由於會導致黏著性、接著性消失,故在交聯前若沒有貼在接著面上,則無法獲得所需之接著性。又,專利文獻9揭示一種橡膠組成物,其係對特定之氟橡膠與丙烯酸橡膠之摻合橡膠配合有機過氧化物等而成。與專利文獻8記載之發明相同,由其揭示之橡膠組成物所得之成型品為橡膠狀,並非係市售之黏著膠帶所使用之黏著劑,在室溫下幾乎無黏性,而無法使用於感壓黏著劑。
由於該等任一發明皆係對氟橡膠組合橡膠狀之丙烯酸系聚合物,故無法獲得本發明作為目的之黏著性,其雖會貼附於玻璃等之表面上,但在例如使橡膠面形成為角度30度之斜面,放置直徑4.8mm之鋼球的情況,則會變得導致鋼球滾動。
相對於變性氟橡膠100重量份,丙烯酸黏著劑係以10~400重量份,較佳係以25~250重量份之比例來摻合。摻合量若少於此,則黏著性變得降低,另一方面在多於此的情況,耐熱性或耐溶劑性會變得惡化。可因應丙烯酸黏著劑之量來調整黏著程度。藉由將丙烯酸黏著劑摻合於變性氟橡膠,則變得能調整變性氟橡膠單獨無法獲得之所需之黏著性、接著性。
作為摻合方法,一般係實施使變性氟橡膠溶解於溶劑,並對此藉由攪拌來摻合經溶液聚合之丙烯酸黏著劑溶液的方法。又,可使用如以鹼來使氟橡膠進行乳膠變性後,混合乳液之丙烯酸黏著劑的方法,又如使用輥或捏合機對固體之變性氟橡膠混練不包含溶劑之丙烯酸黏著劑的方法等。
藉由進一步對氟橡膠組成物添加交聯劑,使經預聚物化之氟橡膠之末端官能基與交聯劑進行反應,進而交聯劑與接著對手基材進行反應、交聯,從而耐久性、耐液性、耐藥品性等變得提升。
作為交聯劑,只要係藉由熱處理而會硬化者,即無特別限定,可使用如環氧樹脂、酚樹脂、二甲苯樹脂、胍胺樹脂、鄰苯二甲酸酸二烯丙酯樹脂、乙烯基酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、 呋喃樹脂、聚醯亞胺樹脂、多胺基甲酸酯樹脂、氰酸酯樹脂、馬來醯亞胺樹脂、苯並環丁烯樹脂、丁二烯樹脂等之熱硬化性樹脂、芳香族二胺化合物、脂肪族二胺化合物等之1種或2種以上,從反應性、耐熱性、對基材之接著性之觀點來看,較佳使用環氧樹脂,從使用期限之觀點來看,較佳使用芳香族二胺化合物。由於環氧樹脂、芳香族二胺化合物除了會提高與基材之接著性之外,也能達成與變性氟橡膠、丙烯酸黏著劑雙方之交聯反應,故能有助於在黏著劑組成物之硬化物中,與變性氟橡膠及丙烯酸黏著劑之黏著性提升,塗覆溶液中之相溶性、塗覆乾燥後之薄片之耐溶劑性、耐藥品性、耐水性、耐水蒸氣性等。只要使用環氧樹脂等之交聯劑,即使在氧、空氣存在下也會進行交聯反應,故即使不採用以加壓來隔絕空氣、氧來使其進行交聯反應,仍可藉由塗覆、烤箱乾燥進行交聯,使其與對手材料進行接著反應。
作為環氧樹脂,可舉出例如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂等之雙酚型環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂等之酚醛清漆型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、脂肪族鏈狀環氧樹脂、聯酚之二環氧丙基醚化物、萘二醇之二環氧丙基醚化物、酚類之二環氧丙基醚化物、醇類之二環氧丙基醚化物,及該等之烷基取代物、氫化物等,較佳使用甲酚酚醛清漆型環氧樹脂。環氧樹脂係可單獨使用1種類者,也可混合使用2種類以上。
作為多胺化合物,可使用如4,4’-甲基雙(2-乙基-6-甲基苯胺)、二胺基二苯基碸、二胺基二苯基甲烷、間苯二胺、二伸乙三胺、三伸乙四胺、異佛爾酮二胺等。從接著劑液之壽命性、接著劑片之壽命性、耐熱性之觀點來看,芳香族二胺化合物比起脂肪族還要更佳。
相對於變性氟橡膠100重量份,交聯劑係以1~50重量份,較佳係以4~20重量份之比例來使用。藉由配合熱硬化性樹脂,而黏著性、與基材之接著性、耐溶劑性、耐久性等會變得增加。若少於此,則接著強度降低,且耐液性、耐久性降低,若比此以上還多則相溶性變差,黏著性消失且變硬。
作為交聯之硬化觸媒,可使用如咪唑化合物、例如2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一基咪唑、2-十七基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2,4-二胺基-6-[2-甲基咪唑啉-(1)]-乙基、s-三嗪等。相對於變性氟橡膠100重量份,硬化觸媒係以0.1~5重量份,較佳係以0.2~2.5重量份之比例來使用。硬化觸媒之配合比例若少於此則氟橡膠之硬化變慢,交聯變少,反之硬化觸媒若以比此還多之比例來使用,則會有因氟橡膠之硬化速度上升所造成之黏著劑有機溶劑溶液之經時穩定性降低,因塗覆片之保管穩定性降低所造成之接著性降低,因交聯密度增加或觸媒殘留所造成之黏著性降低的情況。根據環氧樹脂之種類或調整硬化速度,也有藉由加熱處理而不使用觸媒的情況。
在不損及本發明之目的範圍,為了調整黏著性、接著性,氟橡膠黏著劑組成物中亦可適宜添加、併用增黏樹脂、塑化劑、液狀橡膠、液狀樹脂、填料等。在此,根據在貼合至對手材料後之加熱溫度、加熱時間,由於會有導致接著強度上升,而黏著劑轉印至對手材料的情況,故為了防止該轉印,也有交聯劑之減量或適宜添加、併用塑化劑、液狀橡膠、液狀樹脂等的情況。
作為增黏樹脂,可舉出如,羥值未滿40mgKOH/g之松香酯系增黏樹脂、萜烯系樹脂、萜烯酚系樹脂、香豆哢茚系樹脂、脂環狀飽和烴系樹脂、C5系石油樹脂、C9系石油樹脂、C5~9共聚合系石油樹脂等。
作為塑化劑,可舉出如,鄰苯二甲酸酯系塑化劑、脂肪酸二元酸酯系塑化劑、偏苯三甲酸酯系塑化劑、環氧系塑化劑、磷酸酯系塑化劑、醚系塑化劑、聚酯系塑化劑、氯系塑化劑等。
作為液狀橡膠,可舉出如,黏度10~ 100,000mPa・s之異戊二烯、1,4-聚丁二烯、NBR、HNBR等。
作為液狀樹脂,可舉出如,黏度10~100,000mPa・s之萜烯樹脂、環氧樹脂、聚醯胺樹脂、丙烯酸樹脂、1,2-聚丁二烯、聚醚聚碳酸酯、聚乙二醇等。
作為填料,可使用公知之材料,可舉出例如氫氧化鋁、氫氧化鎂等之金屬氫氧化物或氧化鋁、氧化銻、氧化錫、氧化鈦、氧化錳等之金屬氧化物、氧化矽、矽酸鈣、矽酸鋁、碳酸鈣、氮化矽、氮化鋁、氮化硼、滑石、雲母、高嶺土等之無機填充劑、補強材料、各種有機阻燃劑、無機阻燃劑。在填料之最大粒子徑比黏著劑之塗覆厚度還大的情況,由於在塗覆片上會產生凹凸,故能以該粒子徑與填料配合量來調整黏著性。在提高黏著性的情況,以將填料添加量作成未滿3%,或不添加為佳。
作為氟橡膠黏著劑組成物所使用之溶劑,只要係有機溶劑會使氟橡膠溶解者,則無特別限制而皆可使用。可舉出例如,甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二-正丙基酮、二異丁基酮、佛爾酮、異佛爾酮、環己酮、環己酮等之酮系溶劑、甲苯、二甲苯等之芳香族烴系溶劑、乙酸乙酯、乙酸丁酯等之酯系溶劑、乙醇、2-丙醇、正丁醇、戊醇、庚醇等之醇系溶劑,該等係也可使用作為兩種以上之混合溶劑。
作為氟橡膠黏著劑組成物所適用之基材,可舉出如聚醯亞胺膜、聚醚醚酮膜、聚苯硫醚膜、芳香聚醯胺(aramid)膜、聚萘二甲酸乙二酯膜、液晶聚合物膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、TPX膜、氟系樹脂膜等之補強膜、銅、銀、金、錫、鋁、銦或該等之合金等。也有對金屬、離型性膜、剝離膜、剝離紙等進行塗覆後,貼附至補強膜或金屬來進行轉印的情況。
構成基材膜之樹脂材料中可因應必要配合防氧化劑、紫外線吸收劑、塑化劑、顏料、染料等之著色劑、各種添加劑。也可施加例如,電暈放電處理、電漿處理、紫外線照射處理、酸處理、鹼處理、底塗劑之塗佈等之公知或慣用之表面處理。此種表面處理能為例如用以提高基材膜與黏著劑層之密著性(黏著劑層之錨定性)的處理。作為基材膜之厚度,通常使用5~200μm,較佳使用10~100μm程度者。基材膜之厚度若位於該範圍內,則由於對被黏著物之貼合作業性與從被黏著物之剝離作業性優異而為佳。
作為黏著劑塗覆方法,例如將固體成分濃度調整成10~50重量%,較佳調整成15~40重量%後,以乾燥後之厚度成為5~200μm之方式進行塗覆。作為塗覆方式,除了輥塗佈、模具塗佈、刮刀塗佈等之外,也能為由網版印刷、分配器或噴墨所成之部分塗佈。塗覆液係調整成分別適合各塗覆方式之黏度。例如,輥塗佈之黏度係以500~5,000mPa・s為佳,因應氣溫或液溫來適宜調整固體成分濃度。例如,調製上述黏著劑組成物之有機溶劑溶液,塗佈於聚醯亞胺等之樹脂膜層而形成黏著劑層後,在約50~200℃、約1~15分之條件下使其乾燥而取得黏著膜。丙烯酸黏著劑中包含低分子物的情況,由於進行積層後加熱時會有發泡的情況,故在此種情況,也可將塗覆後之乾燥溫度提高至200℃程度。
貼合可係根據對應ISO 29862:2007、29863:2007、29864:2007之JISZ0237 2009 黏著膠帶・黏著片試驗方法,使用輥筒或輥式積層機,在室溫下或進行加熱來貼合,使其接著。又,由使用真空加壓或加熱加壓之約150~200℃、約10秒~3小時之加熱空氣所成之處理(烤箱交聯)中,藉由更進行在約150~200℃下約1分~15小時之後處理,也可更加使接著性提升。貼合後,即使不加壓,藉由在烤箱等中在約80~200℃下加熱約1分~24小時,也可提高接著強度。 [實施例]
其次,說明關於本發明之實施例。
參考例1 [氟橡膠乳膠液之製作] 具備攪拌機之容量30L之不鏽鋼製壓力容器中投入水15Kg及乳化劑(Neos製品FS-1110)2.5g,接著將內部空間以氮氣充分地置換後,導入偏二氟乙烯[VdF]1,285g及六氟丙烯[HFP]1,831g,使反應容器內溫度升溫至70℃。到達70℃時之反應器內壓力為3.09MPa。
使用與投入時相同重量比例之VdF/HFP混合氣體作為初期投入氣體,進行壓入直到內壓變成24kgf/cm2 G為止。其後,壓入丙二酸二乙酯10g,使內溫升溫至80℃。將使過硫酸銨5g溶解於水150g而成之聚合起始劑水溶液壓入至高壓釜內來起始聚合反應。在內壓降低至2.842MPa之時間點,將相同VdF/HFP混合氣體作為分批添加氣體來進行壓入直到內壓成為2.94MPa為止,每當內壓降低至2.842MPa,則重複將前述分批添加氣體進行壓入直到內壓成為2.94MPa為止的操作。聚合反應開始後之自第1次之混合氣體分批添加3小時後,結束相同組成之VdF/HFP混合氣體之分批添加,其後隨及沖洗高壓釜內之未反應氣體來使反應停止,而獲得水性乳濁液(氟橡膠乳膠液)。氟橡膠乳膠液為23Kg(固體成分濃度32%,固體氟橡膠7,310g)。
[氟橡膠之變性] 使氟橡膠乳膠液1Kg在液溫度25℃下進行攪拌,並同時滴下液溫度25℃之10重量%月桂酸鈉水溶液40g,以100rpm來攪拌乳膠液並同時添加液溫度25℃之包含DBU 19.2g之DBU水溶液119.2g,進一步在室溫下,以100rpm攪拌5小時來進行氟橡膠之變性。
[氟橡膠之鹽析] 在以400rpm來攪拌20重量%NaCl水溶液3Kg之狀態下,滴下上述變性氟橡膠乳膠液,攪拌5分鐘使其進行微分散。再追加水5L,並攪拌5分鐘後,靜置3分鐘而使氟橡膠沉澱,去除上層而進行氟橡膠變性乳膠液之鹽析。
[氟橡膠之水洗] 重複5次追加水5L,以400rpm攪拌5分鐘後,靜置2分鐘,水洗變性氟橡膠後使其沉澱且去除上層之操作後,重複5次追加水5L,以400rpm攪拌30分鐘,同樣地靜置2分鐘,水洗變性氟橡膠並使其沉澱,去除上層之操作。
[氟橡膠之乾燥] 將獲得之變性氟橡膠水洗物載置於高度30mm以下之網上,並在烤箱中以80℃進行乾燥15小時。乾燥後之變性氟橡膠之木尼黏度ML1+10(121℃)為10,重量平均分子量Mw為20萬。
參考例2 參考例1中,並未進行氟橡膠之變性步驟。乾燥後之未變性氟橡膠之木尼黏度ML1+10(121℃)為50,重量平均分子量Mw為50萬。
參考例3 對參考例2所獲得之乾燥後之未變性氟橡膠100g添加甲基異丁基酮900g,注入20重量%氫氧化鉀溶液100g,以液溫度60℃、100rpm攪拌8小時後,進行滴下9重量%硫酸直到pH成為3為止,從而進行氟橡膠之變性。將變性氟橡膠溶液滴下至乙醇中並同時進行攪拌,接著與參考例1同樣地進行水洗及乾燥。乾燥後之氟橡膠之木尼黏度ML1+10(121℃)為30,重量平均分子量Mw為30萬。
參考例4 [丙烯酸黏著劑溶液之調製] 對具備攪拌葉片、溫度計、氮氣導入管及冷卻器之反應容器內投入丙烯酸乙酯49重量份、丙烯酸丁酯49重量份、富馬酸單丁酯1重量份及乙酸乙酯150重量份,以150rpm進行攪拌並進行30分鐘氮氣置換後,投入作為聚合起始劑之2,2’-偶氮二異丁腈0.2重量份,將液溫維持在65℃附近來進行聚合反應6小時,而調製出固體成分濃度40重量%之丙烯酸黏著劑溶液。重量平均分子量Mw為22萬,Tg為-43℃。
參考例5 參考例4中,取代丙烯酸丁酯而改用丙烯酸乙酯量99重量份,調製出固體成分濃度40重量%之丙烯酸黏著劑溶液。重量平均分子量Mw為11萬,Tg為-18℃。
實施例1 參考例1所獲得之變性氟橡膠 100重量份 參考例4所獲得之丙烯酸黏著劑溶液 250重量份 (固體成分換算相當於100重量份) 鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂 8重量份 (DIC公司製品N-695) 咪唑硬化觸媒 0.5重量份 (四國化成製品Curezol 2E4MZ) 乙酸丁酯 684重量份 使以上各成分溶解而獲得氟橡膠組成物。
實施例2 實施例1中,分別將丙烯酸黏著劑溶液量變更為125重量份(相當於固體成分換算50重量份),且將乙酸丁酯量變更為559重量份來使用。
實施例3 實施例1中,分別將丙烯酸黏著劑溶液量變更為1000重量份(相當於固體成分換算400重量份),且將乙酸丁酯量變更為1430重量份來使用。
實施例4 實施例1中,使用與參考例3所獲得之變性氟橡膠相同量(100重量份)作為氟橡膠。
實施例5 實施例1中,分別使用參考例5所獲得之丙烯酸黏著劑溶液相同量(250重量份;相對於固體成分換算100重量份)作為丙烯酸黏著劑溶液,並將乙酸丁酯量變更為684重量份來使用。
實施例6 實施例1中,更使用4,4’-亞甲基雙(2-乙基-6-甲基苯胺)(KUMIAI化學工業製品CureHard MED-J)1.4重量份,且將乙酸丁酯量變更為690重量份來使用。
實施例7 實施例2中,並未使用鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂及咪唑硬化觸媒,且將乙酸丁酯量變更為750重量份來使用。
實施例8 實施例1中,分別將丙烯酸黏著劑溶液量變更為500重量份(相對於固體成分換算200重量份),將鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂量變更為20重量份,且將乙酸丁酯量變更為982重量份來使用。
比較例1 實施例1中,並未使用變性氟橡膠,且將乙酸丁酯量變更為552重量份來使用。
比較例2 實施例1中,取代變性氟橡膠而改用參考例1所獲得之未變性氟橡膠相同量(250重量份;固體成分換算100重量份)。
比較例3 參考例2所獲得之未變性氟橡膠 100重量份 氫氧化鈣(近江化學工業製品Caldic ♯1000) 3重量份 氧化鎂(協和化學工業製品MgO ♯30) 6重量份 加硫劑(杜邦公司製品Curative ♯30) 6重量份 交聯促進劑(北興化學工業製品BTPPC; 0.4重量份 氯化苄基三苯基鏻) 乙酸丁酯 461重量份 使以上各成分溶解而獲得氟橡膠組成物。
比較例4 實施例1中,取代丙烯酸黏著劑溶液而改用丙烯酸橡膠(Unimatec製品PA522HF)相同量(100重量份),且將乙酸丁酯量變更為834重量份來使用。
比較例5 實施例1中,並未使用丙烯酸黏著劑溶液,且將乙酸丁酯量變更為434重量份來使用。
將以上各實施例及比較例所獲得之氟橡膠組成物使用作為黏著劑來進行黏著劑溶液溶解性試驗、硬化性試驗、耐溶劑性試驗、黏著性評價、初期接著性評價及耐熱試驗後之接著試驗。耐溶劑性試驗、黏著性評價、初期接著性評價及耐熱試驗後之接著試驗係將氟橡膠組成物塗覆於厚度25μm之聚醯亞胺膜(東麗杜邦製品Kapton EN),在140℃下乾燥溶劑5分鐘後,作成塗覆厚度50μm之黏著劑片來使用。 黏著劑溶液溶解性試驗:使組成物各成分溶解後,以目視來進行確認在室溫下靜置3小時後之溶解狀態,確認有無層分離, 在並未確認到層分離的情況,判斷為具有相溶性並評價為○,在確認有層分離的情況,判斷為無相溶性並評價為× 硬化性試驗:將氟橡膠組成物塗覆於剝離膜(日東電工製品Nitoflon No.900UL),在140℃下乾燥溶劑5分鐘後,作成厚度50μm,在室溫下真空乾燥1小時後,將剝離膜予以剝離,使用ENEOS材料公司製硫化試驗機(Curelastometer),根據對應ISO 6502-2:2018之JIS K 6300-2,對重疊5枚而作成厚度250μm之黏著劑片170℃下進行扭轉振動式平行板硫化試驗,並測量力矩的變化 力矩值由於會隨著交聯進行而上升,故在100分後發現力矩值上升的情況,則判斷為已進行交聯並評價為○,在並未發現力矩上升的情況,則判斷為並未交聯且評價為× 耐溶劑性試驗:在室溫下將黏著劑片浸漬於甲基乙基酮中5分鐘,以目視來確認黏著劑是否藉由甲基乙基酮而被溶解 在未溶解的情況,則判斷氟橡膠 已進行交聯並評價為○,在已溶解的情況,則判斷氟橡膠並未交聯且評價為× 黏著性評價:根據對應ASTM D3121之JIS Z0237(傾斜式滾球黏性試驗) 使用雙面膠帶將黏著劑片之膜面貼合在形成角度30度之斜面,放置No.5(直徑4.8mm)、No.13(直徑10.3mm)、No.19 (直徑15.1mm)、No.25(直徑19.8mm)、No.32(直徑25.4mm)之各個鋼球,確認是否會滾動 將並未滾動的情況評價為○,將會滾動的情況評價為× 並未滾動的鋼球越大,表示黏著性越高 初期接著性評價:根據對應ISO 29862:2007之JIS Z0237,使用甲基乙基酮來使厚度0.2mm之SUS430板及厚度0.2mm之鋁板進行脫脂後,在室溫下使用輥式積層積來貼合厚度25μm之聚醯亞胺膜(Kapton EN)後,進行90°剝離試驗(試驗環境:23℃±2℃、50%RH±10%RH,試驗片形狀:寬10mm),並測量剝離強度 剝離強度越高,則接著性為高,以0.3N/mm以上為佳 耐熱試驗後之接著性評價:根據對應ISO 29862:2007之JIS Z0237使用輥式積層積在100℃下與厚度25μm之聚醯亞胺膜(Kapton EN)貼合,在150℃或200℃下,在250小時、500小時、1,000小時後進行90°剝離試驗,並測量剝離強度 剝離強度越高,則耐熱性為高,以0.3N/mm以上為佳
將獲得之結果展示於以下之表1~2中。尚且,作為黏著性評價試驗,對於各比較例,進一步使用雙面膠帶將黏著劑片之膜面貼在形成角度5度之斜面上,並放置No.5(直徑4.8mm)之鋼球,進行確認是否會滾動。
從以上之實施例及比較例之結果,可謂以下之結論。 (1) 使用變性氟橡膠之各實施例中,黏著性、接著性、耐熱性為高,發現丙烯酸黏著劑越多,則黏著性、接著性變高的傾向(實施例1~3)。 (2) 在比起使用無機鹼之變性處理氟橡膠的情況,使用利用有機鹼之變性處理氟橡膠的情況,可取得高黏著性、接著性(實施例1、4)。 (3) 發現丙烯酸黏著劑之玻璃轉移溫度越低,則黏著性變高的傾向(實施例1、5)。 (4) 在更加添加二胺化合物時,黏著性雖些許變低,但耐熱性提升(實施例1、6)。 (5) 在未使用交聯劑,或其量變多時,則發現黏著性降低的傾向(實施例1~2、7~8)。 (6) 在不包含氟橡膠之丙烯酸黏著劑的情況,雖發現有黏著性,但耐熱試驗後之接著強度變低(比較例1)。 (7) 在使用並未變性之氟橡膠的情況,則初期接著強度或黏著性變低。又,耐溶劑性不良(比較例2)。 (8)在使用由一般所使用之組成所構成之成分作為氟橡膠組成物時,雖會進行交聯,但初期接著強度低,且黏著性變低(比較例3)。 (9) 在並非使用丙烯酸黏著劑,而係使用丙烯酸橡膠的情況,發現初期接著強度為低,且並未發現黏著性(比較例4)。 (10) 在並未使用丙烯酸黏著劑時,初期接著強度為低,且黏著性變低(比較例5)。
如以上之結果所示,各比較例中有低黏著,在室溫貼合中接著強度為小、耐熱性不良的情況,可謂無法使用作為顯示耐熱性之黏著劑。 [產業上之可利用性]
本發明之氟橡膠黏著劑組成物係能有效使用於膠帶、接著劑、電子零件、汽車零件、工業零件等,以及化學工廠、減震板、防震板、隔熱材料領域、太陽能電池面板等。
Claims (12)
- 一種氟橡膠黏著劑組成物,其係對具有不飽和鍵或不飽和鍵與官能基之木尼黏度ML1+10(121℃)為10~80之變性氟橡膠摻合丙烯酸黏著劑,該丙烯酸黏著劑含有玻璃轉移溫度Tg為20℃以下之丙烯酸共聚物。
- 如請求項1之氟橡膠黏著劑組成物,其中變性氟橡膠之官能基為羧基。
- 如請求項1或2之氟橡膠黏著劑組成物,其中氟橡膠為鹼變性氟橡膠,且係鹼變性後之木尼黏度ML1+10(121℃)比鹼變性前還低15~70之鹼變性氟橡膠。
- 如請求項1之氟橡膠黏著劑組成物,其中變性氟橡膠之重量平均分子量Mw為300,000以下。
- 如請求項1之氟橡膠黏著劑組成物,其中丙烯酸共聚物之重量平均分子量Mw為100,000~ 1,000,000。
- 如請求項1~5中任一項之氟橡膠黏著劑組成物,其中相對於變性氟橡膠100重量份,摻合丙烯酸黏著劑10~400重量份。
- 如請求項1之氟橡膠黏著劑組成物,其中相對於變性氟橡膠100重量份,更含有交聯劑1~50重量份。
- 如請求項7之氟橡膠黏著劑組成物,其中交聯劑為硬化性樹脂及/或芳香族多胺。
- 如請求項7或8之氟橡膠黏著劑組成物,其中相對於變性氟橡膠100重量份,更使用咪唑作為交聯硬化觸媒並含有此0.1~5重量份。
- 如請求項7、8或9之氟橡膠黏著劑組成物,其中不添加酸受體。
- 一種黏著片,其係將如請求項1之氟橡膠組成物積層於基材之單面或兩面。
- 如請求項1之氟橡膠黏著劑組成物,其中將直徑4.8mm之鋼球放置於形成為角度30度之斜面之黏著面時,具有鋼球不會滾動的黏著性。
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