説明

硬化性樹脂組成物及び接着剤組成物

【課題】 五員環カーボネート基とアミノ基との反応を利用した硬化性樹脂組成物であって、耐水性が向上した硬化性樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】 分子内に下記一般式(1)で示される五員環カーボネート基を有する化合物(A)と、分子内に第1級及び/又は第2級アミノ基を有するポリアミン化合物(B)と、ブロック剤で保護されたイソシアネート基を有するブロックドポリイソシアネート化合物(C)からなることを特徴とする硬化性樹脂組成物を用いる。
【化1】


・・・(1)
(ただし、式中のXは化合物(A)の残基を表す)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、硬化性樹脂組成物及びそれを成分とする接着剤組成物に関し、特定の化学構造・硬化機構を有する硬化性樹脂組成物からなる接着性に優れた硬化性樹脂組成物及びそれを用いた接着剤組成物に関する。より詳細には、分子内に五員環カーボネート基を有する硬化性樹脂を配合した硬化性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、各種プラスチック同士又は各種プラスチックと金属等の異種材料を貼り合わせる接着剤としては、変成シリコーン/エポキシ系接着剤、2液型ウレタン系接着剤、SGA(第2世代アクリル)系接着剤などが主に用いられていた。
ここで、異種材料を貼り合わせるための接着剤には、主に次のような性能が求められる。すなわち、(1)各種被着材に対して良好な接着性を有すること、(2)被着材が多孔質、非多孔質に関わらず良好な硬化性を有すること、(3)互いに熱膨張係数が異なる材料同士の貼り合わせであっても応力を緩和できる強靱且つ柔軟な硬化皮膜を形成すること、等である。このような性能を満足すべく、様々な検討が行われている(例えば、特許文献1〜3参照)。しかしながら、これらの要求性能を考えた場合に、従来の接着剤ではそれぞれ以下のような問題点があった。
変成シリコーン/エポキシ系接着剤は、その硬化機構の一部(具体的には変成シリコーン樹脂の硬化機構)が湿気硬化機構であるため、貼り合わせ面積が比較的大きく、中でも被着材が非多孔質である場合には、貼り合わせ後湿気が供給されにくい被着材中央部の硬化性(内部硬化性)が悪い、という問題があった。また、貯蔵中に混入した水分により変成シリコーン樹脂が反応して増粘する、等の問題もあった。
二液混合反応型であるウレタン系接着剤では、柔軟な皮膜が得られにくい、混入した湿気とイソシアネート基との反応による発泡によって皮膜強度が低下する、貯蔵中に混入した水分によりイソシアネート化合物が反応して増粘する、等の問題があった。
SGA系接着剤ではそのような問題はないものの、独特の臭気がある、等の問題を抱えていた。そこで、これら従来型の接着剤に替わる新たな硬化機構を有する接着剤が求められていた。
また、分子末端に環状カーボネート基を有する化合物が提案されている(特許文献4)。しかしながら、これらの提案では環状カーボネート化合物をポリウレタンの原料として使用されているにすぎなかった。
【0003】
【特許文献1】特開平9−279047号公報
【特許文献2】特開平10−110155号公報
【特許文献3】特開2003−212914号公報
【特許文献4】US Patent 3072613号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そこで、本発明者らは、分子内に五員環カーボネート基を有する硬化性樹脂に関する研究を進め、それらの問題を克服した(特願2006−172228)。該硬化性組成物は、貯蔵時に湿気の影響を受けないため湿分管理の必要がなく、大面積の非多孔質材料同士を貼り合わせた際も良好な内部硬化性を示すうえ臭気の問題のない、接着性に優れた硬化性樹脂組成物である。しかし、より高度な要求性能である耐水性については未だ満足できなかったという問題があり、改善を検討してきた。
【0005】
すなわち、本発明は、貯蔵時に湿気の影響を受けないため湿分管理の必要がなく、大面積の非多孔質材料同士を貼り合わせた際も良好な内部硬化性を示すうえ臭気の問題のない、接着性に優れた硬化性樹脂組成物であって、さらに耐水性が高い硬化性樹脂組成物及び該硬化性樹脂を主体とする上記性能に優れた接着剤組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
このような問題を解決するために、本発明者らは、鋭意研究の結果、上述の五員環カーボネート基を含有する硬化性樹脂組成物にブロックドポリイソシアネート化合物を配合することにより、硬化物の耐水性がさらに向上することを見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は次の第1〜8の発明から構成される。
【0007】
すなわち、第1の発明は、分子内に下記一般式(1)で示される五員環カーボネート基を有する化合物(A)と、分子内に第1級及び/又は第2級アミノ基を有するポリアミン化合物(B)と、ブロック剤で保護されたイソシアネート基を有するブロックドポリイソシアネート化合物(C)とを含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物に関するものである。
【化1】

・・・(1)
(ただし、式中のXは化合物(A)の残基を表す)

【0008】
また、第2の発明は、五員環カーボネート基を有する化合物(A)が、分子内に下記一般式(2)で示される基を有することを特徴とする請求項1に記載の硬化性樹脂組成物に関するものである。
【化2】

・・・(2)
(ただし、式中のRは分子量1,000未満の2価の有機基であり、Yは化合物(A)の残基を表す)
【0009】
また、第3の発明は、五員環カーボネート基を有する化合物(A)又はブロックドポリイソシアネート化合物(C)の主鎖がオキシアルキレン重合体であることを特徴とする、第1又は第2のいずれかの発明に係る硬化性樹脂組成物に関するものである。
【0010】
また、第4の発明は、五員環カーボネート基を有する化合物(A)の残基X又はYが、オキシエチレン基(−OCHCH−)を繰り返し構成単位として含有することを特徴とする、第3の発明に係る硬化性樹脂組成物に関するものである。
【0011】
また、第5の発明は、五員環カーボネート基を有する化合物(A)の残基X又はYの分子量が500以上であることを特徴とする、第1〜第4のいずれかの発明に係る硬化性樹脂組成物に関するものである。
【0012】
また、第6の発明は、さらに、分子内に第1級及び/又は第2級アミノ基、並びに架橋可能な反応性珪素基を有するアミノシラン化合物(D)を含有することを特徴とする、第1〜第5のいずれかの発明に係る硬化性樹脂組成物に関するものである。
【0013】
また、第7の発明は、さらに、分子内にオキシラン環を有するエポキシ樹脂(E)を含有することを特徴とする、第1〜第6のいずれかの発明に係る硬化性樹脂組成物に関するものである。
【0014】
また、第8の発明は、第1〜第7のいずれかの発明に係る硬化性樹脂組成物を主体とする接着剤組成物に関するものである。
【発明の効果】
【0015】
本発明に係る硬化性樹脂組成物は、ブロックドポリイソシアネート化合物を配合することにより、特定の五員環カーボネート基を有する硬化性樹脂組成物の耐水性がさらに向上するという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明の実施するための最良の形態を、詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることは勿論である。
【0017】
[五員環カーボネート基を有する化合物(A)について]
本発明における、五員環カーボネート基を有する化合物(A)(以下、単に「化合物(A)」と表記することがある)は、上記一般式(1)で示される五員環カーボネート基を有する化合物である。
化合物(A)は、例えば、ジオールとホスゲンとの反応(参考文献、B.M.Trost and D.M.T.Chan.,J.Org.Chem.,48,3346(1983)他)、オキシランとβラクトンとの反応(T.Nishikubo,T.Iizuka,M.Iida and N.Isobe,Tetrahedron Lett.,27,3741(1986))、オキシランと二酸化炭素による反応(W.J.Peppel,Ind.Eng.Chem.,50,767(1958)、N.Kihara and T.Endo,Macromolecules,25,4824(1992))等の反応を用いて合成することができる。
【0018】
また、上記化合物(A)のうち、上記一般式(2)で示される、分子内にウレタン結合及び五員環カーボネート基を有するものは、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(a1)とグリセリンカーボネート(下記一般式(3))との反応により、合成することもできる。
【化3】

・・・(3)
【0019】
[イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(a1)について]
イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(a1)は、ポリオール化合物(i)とポリイソシアネート化合物(ii)から従来公知の定法により合成することができる。
【0020】
[ポリオール化合物(i)について]
ポリオール化合物(i)としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリオレフィンポリオール等の従来公知のポリオール化合物が例示される。これらポリオールは、一種単独を用いてもよく、必要に応じて二種以上を併用してもよい。
【0021】
さらに具体的に説明すれば、ポリエーテルポリオールとしては、数平均分子量500〜30,000のものが好ましく、1,000〜20,000のものが特に好ましい。また、官能基数が2以上のポリエーテルポリオールが好ましく、その具体例としては、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、ポリオキシヘキシレン、ポリオキシテトラメチレン等の単独重合体、並びにエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、ヘキシレンオキシド及びテトラヒドロフランよりなる群から選ばれた二種以上のモノエポキシドを開環共重合させてなる共重合体が挙げられる。
【0022】
ポリエーテルポリオールの市販品としては、株式会社ADEKA製;アデカポリエーテルシリーズ、旭硝子株式会社製;PMLシリーズ、住化バイエルウレタン株式会社製;スミフェンシリーズ、三井化学ポリウレタン株式会社製;アクトコールシリーズ(以上、いずれも商品名)等が例示される。
【0023】
ポリエステルポリオールとしては、マレイン酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸等のジカルボン酸類の一種又は二種以上と、ジオール類の一種又は二種以上とを重縮合して得られる重合体、ε−カプロラクタム、バレロラクトン等を開環重合させてなる開環重合物、活性水素を2個以上有するひまし油等の活性水素化合物が例示される。通常、分子量50〜25,000のものが用いられる。
【0024】
ポリオレフィンポリオールとしては、エチレン・α−オレフィン骨格を有するポリオール、ポリイソブチレン骨格を有するポリオール等が例示される。
【0025】
この他、ポリオール化合物(i)の主鎖骨格は、アクリル骨格を有するポリオール化合物、フッ素原子、珪素原子、硫黄原子又はロジン骨格を有する有機基を含有するポリオール化合物、ジエン系モノマーを重合して得られるポリブタジエン骨格及び/又はポリイソプレン骨格などを有するポリオール化合物が挙げられ、使用目的や求める性能に応じて、適宜のポリオール化合物を用いればよい。
【0026】
以上例示したポリオール化合物の中でも、上記化合物(A)の主鎖骨格(すなわち残基X又はY)としては、ポリオキシアルキレンであることが、得られる硬化皮膜の柔軟性を向上させ、さらに各種基材との密着性が向上するため、好ましい。さらに、ポリエチレンオキサイド、すなわち、エチレンオキサイドの開環重合体(具体的には、オキシエチレン基(−OCHCH−))をその繰り返し構成単位として含有するものであることによって、アクリル系基材等への接着性が大幅に向上するため、特に好ましい。
また、上記化合物(A)の主鎖骨格(すなわち残基X又はY)の分子量が500以上となるようなポリオール化合物(i)を選択することが、これらの効果をさらに明確するのでさらに好ましい。
【0027】
[ポリイソシアネート化合物(ii)について]
ポリイソシアネート化合物(ii)としては、分子内に少なくとも2個以上のイソシアネート基(あるいはイソチオシアネート基)を有する化合物及びその変性物である。具体例としては、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環式ポリイソシアネート化合物、芳香脂肪族ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物等が例示される。さらに具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレ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、1,3−若しくは1,4−キシリレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、リジントリイソシアネート、フェニルジイソチオシアネート、及び、それらの変性三量体等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【0028】
[ポリアミン化合物(B)について]
本発明におけるポリアミン化合物(B)(以下、単に「化合物(B)」と表記することがある)は、分子内に第1級及び/又は第2級アミノ基を複数有する化合物であり、従来公知のポリアミン化合物を使用することができる。また、これらポリアミン化合物とカルボニル化合物との脱水縮合反応により生成するポリイミン化合物やポリオキサゾリジン化合物も、加水分解反応によってポリアミン化合物を再生するため本発明のポリアミン化合物(B)に包含される。具体例としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンジアミン、ペンタエチレンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、1,2−ジアミノブタン、1,4−ジアミノブタン、1,9−ジアミノノナン、ノルボルナンジアミン、ビスアミノメチルシクロヘキサン、イソフォロンジアミン、ATU(3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン)、ヘキサメチレンジアミン、m−キシリレンジアミン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、N−(3−アミノプロピル)−1,3−プロパンジアミン、ビス(3−アミノプロピル)エーテル2−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、ラウリルアミノプロピルアミン、式 HN(CNH)H(n≧5)で表わされる化合物(商品名:ポリエイト、東ソー株式会社製)、サンテクノジャパン株式会社製商品名ジェファーミンシリーズ等の分子末端に第1級アミノ基を有するポリオキシプロピレン、日本触媒株式会社製商品名エポミンシリーズ等のポリエチレンイミン、日本触媒株式会社製商品名ポリメントシリーズ等のアミノエチル化アクリルポリマー、上記のポリアミン化合物における第1級アミノ基とケトン類との反応生成物であるケチミン化合物、第1級アミノ基とアルデヒド類との反応生成物であるアルジミン化合物、β−アミノアルコール化合物とケトン類との反応生成物であるオキサゾリジン化合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【0029】
上記化合物(B)は、上記化合物(A)の五員環カーボネート基と反応することから、硬化物の皮膜凝集力をさらに一段と向上させることができ、硬化性樹脂組成物を効果的に硬化させる。上記化合物(B)は、所望の硬化皮膜物性を得るために適宜選択すればよく、さらにこれらは1種又は2種以上使用してもよい。上記化合物(B)の配合量は特に限定されないが、上記化合物(A)の五員環カーボネート基1モルに対して、上記化合物(D)中の第1級及び/又は第2級アミノ基が0.01〜3.0モルであるのが好ましく、0.1〜2.0モルであるのがさらに好ましく、0.2〜1.0モルであるのが特に好ましい。上記化合物(D)の添加量が、上記化合物(C)の五員環カーボネート基1モルに対して0.01モルを下回ると上記化合物(B)を添加する効果が十分でないことがあり、3.0モルを上回ると上記化合物(A)が十分硬化しないことがある。
【0030】
[ブロックドポリイソシアネート化合物(C)について]
本発明におけるブロックドポリイソシアネート化合物(C)(以下、単に「化合物(C)」と表記することがある)は、ポリイソシアネートのイソシアネート基末端前駆体の遊離のイソシアネート基を活性水素基含有化合物(ブロック剤)と反応させて、不活性としたものであり、解離温度以上になると活性なイソシアネート基が再生されて架橋反応を起こす化合物である。また、解離温度以下であっても、第1級アミノ基及び/又は第2級アミノ基含有化合物が共存する条件ではイソシアネート基が再生されるブロックドポリイソシアネート化合物もあり、これらを使用することもできる。
ブロックドイソシアネート化合物は、ブロック剤が解離した際に、ブロック剤以外の水酸基含有化合物、第1級アミノ基及び/又は第2級アミノ基含有化合物、メルカプタン化合物等に代表されるようなイソシアネート基と反応性を有する化合物が系中に共存した場合、それらの化合物と反応する。
【0031】
上記化合物(C)におけるブロック剤には、フェノール、クレゾール等のアルコール系化合物、メチルエチルケトオキシム等のオキシム系化合物、アミン系化合物、アミド系化合物、ε−カプロラクタム等のラクタム系化合物、アセト酢酸エチル,マロン酸エチル等の活性メチレン系化合物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【0032】
上記化合物(C)の具体例としては、デュラネート17B−60PX、デュラネートTPA−B80X、デュラネートMF−B60X、デュラネートMF−K60X、デュラネートE402−B80T(以上は旭化成ケミカルズ株式会社製/商品名)、アデカレジンQR9425、アデカレジンQR9363、アデカレジンQR9276、アデカレジンQR9299(以上は株式会社ADEKA製/商品名)等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【0033】
[分子内に第1級アミノ基及び/又は第2級アミノ基、並びに架橋可能な反応性珪素基を有するアミノシラン化合物(D)について]
本発明における、アミノシラン化合物(D)(以下、単に「化合物(D)」と表記することがある)は、分子内に第1級及び/又は第2級アミノ基、並びに架橋可能な反応性珪素基を有する化合物である。
【0034】
上記化合物(D)としては、下記一般式(4)で示される化合物(d1)、化合物(d1)の縮合生成物、又は、化合物(d1)と下記一般式(5)で示される化合物(d2)との縮合反応生成物が挙げられる。これらの中では、化合物(d1)の縮合生成物、及び、化合物(d1)と下記一般式(5)で示される化合物(d2)との縮合反応生成物がより好ましく、化合物(d1)の縮合生成物、及び、化合物(d1)と下記一般式(4)で示される化合物(d2)との縮合反応生成物のうち2個以上の化合物(d1)と1個以上の化合物(d2)との縮合反応生成物が特に好ましい。その理由は、上記縮合生成物はその分子内に第1級アミノ基を複数個有しているため、上記化合物(A)及び上記化合物(C)との反応確率が向上するからである。
【0035】
【化4】

・・・(4)
(ただし、式中、Rはフェニル基及び炭素数1〜6のアルキル基から選ばれる一種以上の官能基を、Rは第2級アミノ基を含んでいてもよい二価の有機基を、Wはフェノキシ基及び炭素数1〜6のアルコキシ基から選ばれる一種以上の基を、nは0、1又は2を、それぞれ表す)
【化5】

・・・(5)
(ただし、式中、R、R、Rは、フェニル基、分子量500以下のアルキル基、フェノキシ基、及び、炭素数1〜6のアルコキシ基から選ばれる一種以上の基をそれぞれ表し、Rは、フェニル基、及び、炭素数1〜6のアルキル基から選ばれる一種以上の基をそれぞれ表す)
【0036】
[化合物(d1)について]
化合物(d1)の具体例としては、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−プロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−プロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−プロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−プロピルメチルジエトキシシラン、4−アミノ−3−ジメチルブチルトリメトキシシラン、4−アミノ−3−ジメチルブチルメチルジメトキシシラン、4−アミノ−3−ジメチルブチルトリエトキシシラン、4−アミノ−3−ジメチルブチルメチルジエトキシシラン、[2−アミノエチル−(2′−アミノエチル)]−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等の第1級アミノ基含有アミノシラン化合物等が例示される。また、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン等のケチミンシラン化合物も、湿気により第1級アミノ基が生成するため実質的に含まれる。なかでも、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、又は、N−(2−アミノエチル)−3−プロピルトリメトキシシランを用いることが、入手が容易であるという観点から好ましい。
【0037】
[化合物(d2)について]
化合物(d2)の具体例としては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン等が例示される。なかでも、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシランを用いることが、化合物(d1)との縮合反応の容易性の観点から好ましい。
【0038】
化合物(d1)単独、あるいは、化合物(d1)と化合物(d2)との縮合生成物は、従来公知の定法により合成すればよい。具体的には、化合物(d1)を水と反応させる方法、あるいは、化合物(d1)及び化合物(d2)を水と反応させる方法が挙げられる。化合物(d1)単独、あるいは、化合物(d1)と化合物(d2)との縮合生成物は市販されており、本発明ではそれらを用いることができる。市販品としては、MS3301(チッソ株式会社製/商品名)、MS3302(チッソ株式会社製/商品名)、X−40−2651(信越化学工業株式会社製/商品名)等のアミノシランのシリル基を単独あるいはその他のアルコキシシラン化合物と一部縮合させた化合物が挙げられる。
【0039】
上記化合物(D)は、所望の硬化皮膜物性を得るために適宜選択すればよい。また、上記化合物(D)は1種単独又は2種以上併用してもよい。上記化合物(D)の配合量は特に限定されないが、上記化合物(A)中の五員環カーボネート基及び上記化合物中のブロックドイソシアネート基の合計1.0モルに対して、0.001〜10モルが好ましく、0.05〜5.0モルがより好ましく、0.1〜1.0モルが特に好ましい。
【0040】
上記化合物(D)の分子中の第1級アミノ基及び/又は第2級アミノ基は、上記化合物(A)の五員環カーボネート基又は上記化合物(C)からブロック化剤が脱離して生成した遊離イソシアネート基と反応する。また、一方で上記化合物(D)の反応性珪素基も架橋可能であるため、いわば上記化合物(A)及び上記化合物(C)の硬化剤として働き、硬化性樹脂組成物を効果的に硬化させる。また、上記化合物(A)及び上記化合物(C)と反応せずに残った上記化合物(D)は、金属や無機材料への密着性付与剤として働くことができる。
【0041】
[分子内にオキシラン環を有するエポキシ樹脂(E)について]
本発明におけるエポキシ樹脂(E)は、分子内にオキシラン環を有する従来公知のエポキシ樹脂である。具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、アミンをエポキシ化したエポキシ樹脂、複素環を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ウレタン結合を有するウレタン変性エポキシ樹脂等の一分子中に一個以上のオキシラン環を含有する化合物等の従来公知のエポキシ基含有化合物が挙げられる。また、市販品としては、エピクロンシリーズ(大日本インキ化学工業株式会社製/商品名)、セロキサイドシリーズ、エポリードシリーズ、EHPEシリーズ、サイクロマーシリーズ(ダイセル化学工業株式会社製/商品名)、エピコートシリーズ(ジャパンエポキシレジン株式会社製/商品名)、D.E.R.シリーズ(ダウケミカル日本株式会社製/商品名)等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
エポキシ樹脂(E)は、化合物(B)及び/又は化合物(D)が有する第1級アミノ基及び/又は第2級アミノ基と反応することができる。従って、エポキシ樹脂(E)を本発明の硬化性樹脂組成物に配合することによって、その硬化皮膜をより強固なものとすることができる。エポキシ樹脂(E)の配合量は、五員環カーボネート基を有する化合物(A)100質量部に対して1〜1000質量部が好ましく、10〜500質量部がより好ましく、50〜200質量部が特に好ましい。
【0042】
[その他の成分について]
本発明に係る硬化性樹脂組成物及び接着剤組成物には、従来公知の任意の化合物乃至物質を配合することができる。例えば、エポキシ樹脂、硬化促進剤、親水性又は疎水性シリカ系粉体、炭酸カルシウム粉体、クレイ粉体、アクリル系等の有機系粉体、有機系・無機系のバルーン等の充填材、フェノール樹脂等の粘着付与剤、アマイドワックス等の揺変剤、酸化カルシウム等の脱水剤、希釈剤、可塑剤、難燃剤、機能性オリゴマー、ヒンダードアミン系化合物、ヒンダードフェノール系化合物、3−(2,2,6,6−テトラメチルピペリジ−4−イルオキシ)プロピルトリエトキシシラン等の老化防止剤、ベンゾトリアゾール系化合物等の紫外線吸収剤、顔料、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、乾性油等を配合することができる。
【0043】
本発明にかかる硬化性樹脂組成物は、上記化合物(A)の五員環カーボネート基と上記化合物(B)のアミノ基との反応による反応生成物で形成されるネットワーク(NA)、及び、上記化合物(B)のアミノ基と上記化合物(C)に由来するイソシアネート基都の反応による反応生成物で形成されるネットワーク(NB)が相互に入り組んだ高次構造を取っていると推察される。さらには、上記化合物(B)は複数のアミノ基を有するので、上記化合物(B)によって上記化合物(A)と上記化合物(C)とが連結されることにより、上記ネットワーク(NA)と上記ネットワーク(NB)が架橋されていると推察される。また、ネットワーク(NA)は上記化合物(A)の五員環カーボネート基と上記化合物(B)のアミノ基とが反応した際に生成する水酸基を有している。この水酸基と上記化合物(C)とは反応可能であり、これらが反応することにより、より緻密な架橋ネットワークが形成されているものと推察される。さらに、上記化合物(D)を配合した際には、反応性珪素基の架橋も起こるため、さらに緻密な架橋ネットワークが形成されているものと推察される。また、上記化合物(E)を配合した際にも架橋ネットワークが強化される。このような理由から、本発明における硬化性樹脂組成物は耐水性が極めて向上したものと推察されるのである。
つまり、本発明は、上記化合物(A)と上記化合物(B)とから構成されるもの、あるいは、上記化合物(B)と上記化合物(C)とから構成されるものとは全く異なり、従来に類を見ない硬化機構並びに硬化ネットワークを形成するものであると認識されるべきである。上記化合物(C)はブロック化剤でイソシアネート基の反応性が大きく低下しているため、上記化合物(A)、上記化合物(B)、上記化合物(C)を同時に混合してもすぐには反応が進行しないことから、十分な可使時間が確保されるため極めて作業性が高いのである。
【0044】
本発明に係る硬化性樹脂組成物は、たとえば、接着剤、シーリング材、塗料、コーティング材、目止め材、注型材、被覆材等として用いることができる。
また、本発明に係る硬化性樹脂組成物は、一液型としても二液型としても、場合によっては三液以上を混合して使用することもできる。一液型として使用される場合は、互いに密封状態では不活性な化合物を選択し、保管乃至搬送中は、空気(空気中の水分)と接触しないよう、気密に密封した状態で取り扱われる。そして、使用時には開封して任意の箇所に適用すればよい。
また、二液型(又は三液以上)として使用される場合には、適宜、化合物(A)、ポリアミン化合物(B)ブロックドイソシアネート化合物(C)とが、第一液及び第二液(又はさらに第三液)として個別に包装されて提供されるが、その組み合わせは任意である。そして、使用時にこれら第一液と第二液(又はさらに第三液以上)とを混合して任意の箇所に適用すればよい。
【実施例】
【0045】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【0046】
[五員環カーボネート基を有する化合物(A)の調製]
(合成例1)
アデカポリエーテルPR−5007(株式会社ADEKA製商品名、ポリエーテルポリオール、分子量5,000、オキシプロピレン/オキシエチレン質量比(以下「PO/EO」と表記する)=30/70)を35質量部、アクトコールP−28(三井化学ポリウレタン株式会社製商品名、ポリエーテルポリオール、分子量5,000、PO/EO=100/0)を700質量部、及び、イソホロンジイソシアネートを82.7質量部(NCO/OH=2.0)を窒素雰囲気下にて撹拌混合しながら、ポリオール化合物に対して50ppmのスズ触媒の存在下90℃で5時間反応させた。その後グリセリンカーボネート(宇部興産株式会社製)を51.0質量部加え同温度でさらに3時間反応させることで、分子内に五員環カーボネート基を有する化合物A−1を得た。反応後IR測定を行ったところイソシアネート基に帰属される吸収(2265cm−1)は観察されなかった。
【0047】
(合成例2)
アデカポリエーテルPR−5007(株式会社ADEKA製商品名、ポリエーテルポリオール、分子量5,000、PO/EO=30/70)を100質量部、アクトコールP−28(三井化学ポリウレタン株式会社製商品名、ポリエーテルポリオール、分子量5,000、PO/EO=100/0)を500質量部、及び、イソホロンジイソシアネートを67.6質量部(NCO/OH=2.0)を窒素雰囲気下にて撹拌混合しながら、ポリオール化合物に対して50ppmのスズ触媒の存在下90℃で5時間反応させた。その後グリセリンカーボネート(宇部興産株式会社製)を38.3質量部加え同温度でさらに3時間反応させることで、分子内に五員環カーボネート基を有する化合物A−2を得た。反応後IR測定を行ったところイソシアネート基に帰属される吸収(2265cm−1)は観察されなかった。
【0048】
[硬化性樹脂組成物の調製]
(実施例1)
化合物A−1を40質量部、化合物A−2を10質量部、エピコート828(ジャパンエポキシレジン株式会社製商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂)を40質量部、ノルボルナンジアミンを20質量部、及び、アデカレジンQR−9425(株式会社ADEKA製商品名、ブロックドポリイソシアネート)10質量部を混ぜ合わせ、硬化性樹脂組成物を調製した。
(実施例2)
さらに3−アミノプロピルトリメトキシシランを1.0重量部配合した以外は実施例1と同様に、硬化性樹脂組成物を調製した。
(比較例1)
アデカレジンQR−9425(株式会社ADEKA製商品名、ブロックドポリイソシアネート)を配合しない以外は実施例1と同様に、硬化性樹脂組成物を調製した。
(比較例2)
アデカレジンQR−9425(株式会社ADEKA製商品名、ブロックドポリイソシアネート)を配合しない以外は実施例2と同様に、硬化性樹脂組成物を調製した。
【0049】
[接着強さ測定]
被着材として、ステンレス板(厚さ1.5mm、幅25mm、長さ100mm)、木材(アサダ材、厚さ3mm、幅25mm、長さ100mm)を準備した。ステンレス板に、各硬化性樹脂生成物(約0.1g)を25mm×25mmの面積に均一に塗布し、12.5mm×25mmの面積で木材をはり合わせた。各はり合わせ試験体を23℃相対湿度50%で7日間養生した後、引張りせん断接着強さ(N/mm)をJIS K 6850に準じて測定した(耐水性試験前)。
[耐水性比較]
接着強さ測定と同様にはり合わせ試験体を作成した。各はり合わせ試験体を23℃相対湿度50%で7日間養生した後、さらに、23℃で水に7日間浸せきした(耐水性試験後)。その後、23℃相対湿度50%で1日間静置し、引張りせん断接着強さ(N/mm)をJIS K 6850に準じて測定した。実施例1、2及び比較例1、2の硬化性樹脂組成物に関して、耐水性試験前の引張せん断接着強さ及び耐水性試験後の引張せん断接着強さを表1に示す。
【0050】
表1
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
耐水性試験前 耐水性試験後
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
実施例1 3.40 (CF80AF20) 1.10 (CF60AF40)
実施例2 4.18 (CF90AF10) 1.50 (CF70AF30)
比較例1 3.58 (CF80AF20) 0.12 (AF100)
比較例2 3.98 (CF80AF20) 0.09 (AF100)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
*単位:N/mm、CF:凝集破壊、AF:界面破壊、CF及びAFの後ろの数字は
それぞれの破壊状態の割合を示す。
【0051】
表1の結果から明らかなように、本発明に係る硬化性樹脂組成物(実施例1及び2)は、耐水性試験後の接着強さ及び破壊状態の低下が少ない。一方、比較例1及び2の硬化性樹脂組成物は、耐水性試験後の接着強さ及び破壊状態が大きく低下し接着性を維持していない。以上のことから、本発明に係る硬化性樹脂組成物は、ブロックドポリイソシアネートが配合されているため、耐水性が向上していることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【0052】
本発明に係る硬化性樹脂組成物は、たとえば、接着剤、シーリング材、塗料、コーティング材、目止め材、注型材、被覆材等として用いることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
分子内に下記一般式(1)で示される五員環カーボネート基を有する化合物(A)と、分子内に第1級及び/又は第2級アミノ基を有するポリアミン化合物(B)と、ブロック剤で保護されたイソシアネート基を有するブロックドポリイソシアネート化合物(C)とを含有することを特徴とする硬化性樹脂組成物。
【化1】

・・・(1)
(ただし、式中のXは化合物(A)の残基を表す)
【請求項2】
五員環カーボネート基を有する化合物(A)が、分子内に下記一般式(2)で示される基を有することを特徴とする、請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
【化2】

・・・(2)
(ただし、式中のRは分子量1,000未満の2価の有機基であり、Yは化合物(A)の残基を表す)
【請求項3】
五員環カーボネート基を有する化合物(A)又はブロックドポリイソシアネート化合物(C)の主鎖がオキシアルキレン重合体であることを特徴とする、請求項1又は2のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項4】
五員環カーボネート基を有する化合物(A)の残基X又はYが、オキシエチレン基(−OCHCH−)を繰り返し構成単位として含有することを特徴とする、請求項3に記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項5】
五員環カーボネート基を有する化合物(A)の残基X又はYの分子量が500以上であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項6】
さらに、分子内に第1級及び/又は第2級アミノ基、並びに架橋可能な反応性珪素基を有するアミノシラン化合物(D)を含有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項7】
さらに、分子内にオキシラン環を有するエポキシ樹脂(E)を含有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物を主体とする接着剤組成物。


【公開番号】特開2009−155407(P2009−155407A)
【公開日】平成21年7月16日(2009.7.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−333389(P2007−333389)
【出願日】平成19年12月26日(2007.12.26)
【出願人】(000105648)コニシ株式会社 (217)
【Fターム(参考)】