特開 2022-132710 二液型接着剤組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022132710

(43)【公開日】2022-09-13

(54)【発明の名称】二液型接着剤組成物

(51)【国際特許分類】

   C09J 133/00 20060101AFI20220906BHJP

   C09J 163/00 20060101ALI20220906BHJP

   C09J 11/06 20060101ALI20220906BHJP

   C09J 5/00 20060101ALI20220906BHJP

【ＦＩ】

C09J133/00

C09J163/00

C09J11/06

C09J5/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021031311

(22)【出願日】2021-03-01

(71)【出願人】

【識別番号】000100698

【氏名又は名称】アイカ工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】近藤 雄大

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 彩

【テーマコード（参考）】

4J040

【Ｆターム（参考）】

4J040EC022

4J040EC052

4J040EE011

4J040GA31

4J040HA126

4J040HC09

4J040HD42

4J040JA13

4J040KA16

4J040LA01

4J040NA13

(57)【要約】

【課題】主剤と硬化剤の混合後に短時間で硬化し、両面粘着テープによる仮固定無しでも、安定した接着強度を有する二液型接着剤組成物と、それを用いた接着工法を提供する。
【解決手段】加水分解性シリル基を有する化合物と、エポキシ樹脂と、水とを含む主剤と、三級アミンと、硬化触媒とを含む硬化剤とからなり、前記加水分解性シリル基を有する化合物がトリメトキシシリル基を有する（メタ）アクリル重合体を含むことを特徴とする接着剤組成物
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

加水分解性シリル基を有する化合物（ａ）と、エポキシ樹脂（ｂ）と、水（ｃ）とを含む主剤（Ａ）と、三級アミン（ｄ）と、硬化触媒（ｅ）とを含む硬化剤（Ｂ）とからなり、前記（ａ）がトリメトキシシリル基を有する（メタ）アクリル重合体を含むことを特徴とする接着剤組成物。

【請求項2】

前記（Ａ）における（ｂ）の配合量が、固形分全量に対し２～３０重量％であることを特徴とする請求項１記載の接着剤組成物。

【請求項3】

前記（Ｂ）に更に可塑剤（ｆ）を含むことを特徴とする請求項１又は２いずれか記載の接着剤組成物。

【請求項4】

前記（ｆ）が（メタ）アクリル重合体であることを特徴とする請求項１～３いずれか記載の接着剤組成物。

【請求項5】

前記１～４いずれか記載の接着剤組成物を用い、仮固定無しで内装パネル材を下地材に接着する工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加水分解性シリル基を有する化合物である変成シリコーン樹脂と、エポキシ樹脂を含む二液型の接着剤組成物に関する。

【背景技術】

【0002】

建物の壁を仕上げる場合、石膏ボード等の下地材に化粧板等の内装パネルを接着剤で固定する方法が用いられる。この場合、接着剤が硬化するまでの間、内装パネルを下地材に仮固定して、内装パネルのズレや落下を防止する必要があり、一般的には両面粘着テープと接着剤を併用し、両面粘着テープにより仮固定を行い、接着剤で永久固定する方法がとられている。

【0003】

この方法により、内装パネルの安定した固定が可能になっているが、仮固定で両面粘着テープを用いた場合は、一旦貼り付けると剥離がしにくく微妙な位置合わせが意外に困難であり、また粘着テープの剥離紙を捲る手間が掛かり、剥離紙がゴミとなり後片づけが面倒という、施工時の作業性という点で問題があった。

【0004】

こうした問題に対応すべく、両面粘着テープによる仮固定が不要な接着剤として、アルキルジアルコキシシリル基を有する第一の重合体を含む接着剤Ａと、分子末端にトリアルコキシシリル基を有する第二の重合体を含む接着剤Ｂを用いた接着方法が提案されている（特許文献１）。しかしながらこの方法は、２種類の接着剤を別々に塗布するという点で手間がかかり、また２種の混合比率により可使時間が変動するため、仮固定時の接着力が塗布方法により変動しやすいという課題があった。そのため、２液混合後に短時間で安定した接着性を得られ、両面テープ等の仮固定無しで、内装パネルを固定できる接着剤が求められていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許５３３５５０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の課題は、主剤と硬化剤の混合後に短時間で硬化し、両面粘着テープによる仮固定無しでも、安定した接着強度を有する二液型接着剤組成物と、それを用いた接着工法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するため請求項１の発明は、加水分解性シリル基を有する化合物（ａ）と、エポキシ樹脂（ｂ）と、水（ｃ）とを含む主剤（Ａ）と、三級アミン（ｄ）と、硬化触媒（ｅ）とを含む硬化剤（Ｂ）とからなり、前記（ａ）がトリメトキシシリル基を有する（メタ）アクリル重合体を含むことを特徴とする接着剤組成物を提供する。

【0008】

請求項２の発明は、前記（Ａ）における（ｂ）の配合量が、固形分全量に対し２～３０重量％であることを特徴とする請求項１記載の接着剤組成物を提供する。

【0009】

請求項３の発明は、前記（Ｂ）に更に可塑剤（ｆ）を含むことを特徴とする請求項１又は２いずれか記載の接着剤組成物を提供する。

【0010】

請求項４の発明は、前記（ｆ）が（メタ）アクリル重合体であることを特徴とする請求項１～３いずれか記載の接着剤組成物を提供する。

【0011】

請求項５の発明は、前記１～４いずれか記載の接着剤組成物を用い、仮固定無しで内装パネル材を下地材に接着する工法を提供する。

【発明の効果】

【0012】

本発明の二液型接着剤組成物は、主剤と硬化剤の混合後に短時間で硬化し、安定した接着強度を有するため、両面粘着テープによる仮固定無しでも内装パネルを下地材に固定できる接着剤として有用である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の接着剤組成物の主剤（Ａ）は、加水分解性シリル基を有する化合物（ａ）と、エポキシ樹脂（ｂ）と、水（ｃ）を含み、硬化剤（Ｂ）は、三級アミン（ｄ）と、硬化触媒（ｅ）を含む。なお、本明細書において（メタ）アクリレートとは、アクリレートとメタクリレートとの双方を包含する。

【0014】

本発明で使用される加水分解性シリル基を有する化合物（ａ）は、主剤（Ａ）を構成する主要樹脂であり、初期粘着力が高く速硬化性を発現させる目的で配合される。主骨格としては（メタ）アクリル重合体、ポリアルキレンオキサイド、ポリイソブチレン等を挙げることができるが、少なくとも主骨格が（メタ）アクリル重合体構造であり、加水分解性シリル基としてトリメトキシシリル基を有する化合物を含んでいる。

【0015】

前記（ａ）は、主剤（Ａ）と硬化剤（Ｂ）混合後の粘度を低粘度化させると同時に、基材との密着性を向上させる点で（メタ）アクリル重合体構造の主骨格に加え、ポリアルキレンオキサイド主骨格の化合物を併用することが好ましい。ポリアルキレンオキサイドとしてはポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド等を挙げることができる。市販品としてはトリメトキシシリル基を有する（メタ）アクリル重合体とトリメトキシシリル基を有するポリプロピレンオキサイドの混合物であるＭＡ４５１及びＭＡ４８０（商品名：カネカ社製）が挙げられる。

【0016】

前記（ａ）の配合量としては、主剤（Ａ）の固形分全体に対し５０～９７重量％が好ましく、６０～９５重量％が更に好ましく、７０～９０重量％が特に好ましい。５０重量％以上とすることで十分な初期指触粘着性と速硬化性を確保することが可能となり、９７重量％以下とすることで十分な平面引張強度及び作業性を確保することができる。

【0017】

本発明で使用されるエポキシ樹脂（ｂ）は、接着硬化物の硬度を上げて平面引張強度を向上させる目的で配合される。例えばビスフェノール型等の芳香族エポキシ樹脂及びその水素添加物、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖式エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂等を挙げることができる。これらの中では低粘度で（ａ）との相溶性が良好な点でビスフェノール型エポキシ、脂肪族鎖式エポキシ樹脂が好ましい。

【0018】

前記ビスフェノール型エポキシとしては、エポキシ当量が１７０～２００で、常温で液体であるビスフェノールＡ型エポキシ、エポキシ当量が１６０～１８５で、常温で液状であるビスフェノールＦ型エポキシが特に好ましい。また脂肪族鎖式エポキシ樹脂としてはＣ４～Ｃ８のジグリシジルエーテルを挙げることができ、これらの中ではヘキサメチレンジグリシジルエーテルが特に好ましい。

【0019】

前記（ｂ）を硬化剤（Ｂ）側に配合すると、（ｂ）の硬化剤である（ｄ）を主剤（Ａ）側に配合することになり、この場合、水（ｃ）の存在下で（ａ）と（ｄ）との反応が進行し増粘するため、結果として主剤（Ａ）の保存性が低下する。そのため（ｂ）は主剤（Ａ）側に配合する必要がある。

【0020】

前記（ｂ）の配合量としては、主剤（Ａ）の固形分全体に対し２～３０重量％が好ましく、３～２５重量％が更に好ましく、８～１８重量％が特に好ましい。２重量％以上とすることで十分な平面引張強度を確保することができ、３０重量％以下とすることで十分な相溶性と速硬化性を確保することができる。

【0021】

本発明で使用される水（ｃ）は、主剤（Ａ）と硬化剤（Ｂ）を混合した際の硬化速度を促進し、短時間で粘着力を発現させると共に、深部硬化性を上げる目的で配合する。例えばイオン交換水、蒸留水、市水、含水ゲル等が挙げられる。（ｃ）を硬化剤（Ｂ）に入れると深部硬化性は上がるものの、触媒が水と反応しやすく、特に錫系触媒を用いた場合は加水分解する傾向にあるため、結果として保存安定性が低下し不適である。

【0022】

前記（ｃ）の配合量としては、主剤（Ａ）の固形分全体に対し０．３～５重量％が好ましく、０．５～２．５重量％が更に好ましく、０．８～１．５重量％が特に好ましい。０．３重量％以上とすることで十分な速硬化性の確保と粘着力を早期発現させることが可能となり、５重量％以下とすることで十分な保存安定性を確保することができる。

【0023】

本発明で使用される三級アミン（ｄ）は、主剤（Ａ）に配合された（ｂ）の硬化剤として配合される。三級のアミンを用いることで、高剛性、高強度、高伸び率の硬化物を得ることができる。例えば、ピペリジン、ピリジン、ベンジルジメチルアミン、２－（ジメチルアミノメチル）フェノール、トリエチレンジアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジメチルヘキシルアミン、ジメチルアミノフェノール、ジメチルアミノｐ－クレゾール、ピペリジン、１，４－ジアザジシクロ〔２．２．２〕オクタン、２，４，６－トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、１．８－ジアザビシクロ〔５．４．０〕ウンデセン－１等が挙げられ、単独あるいは２種類以上を組み合わせて使用することができる。これらの中では、反応性が良好で接着性能が高く、入手性やコストの面でもバランスが取れた２，４，６－トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールが好ましい。

【0024】

前記（ｄ）の配合量としては、主剤（Ａ）に配合された（ｂ）１００重量部に対し１～１２０重量部が好ましく、５～１００重量部が更に好ましく、１０～８０重量部が特に好ましい。１重量部以上とすることで混合後の優れた硬化性を確保することが可能となり、１２０重量部以下とすることで十分な貯蔵安定性を確保できる。市販品としてはＨＩＳＣＡＴ ＨＩ－５４Ｋ（商品名：ＫＥＵＭ ＪＵＮＧ社製、２，４，６－トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール）がある。

【0025】

本発明で使用される硬化触媒（ｅ）は、主剤（Ａ）に配合された（ａ）の加水分解性シリル基であるアルコキシ基の加水分解反応を促進させ、硬化速度を向上させる目的で配合される。具体的には金属系化合物、アミン化合物、カルボン酸等が挙げられるが、触媒活性の点から金属系化合物が好ましい。金属系化合物としては、例えば錫系、ジルコニウム系、チタン系、アルミニウム系、ビスマス系が挙げられ、単独あるいは２種類以上を組み合わせて使用することができる。これらの中では、シラノール縮合触媒としての活性が高い点で錫系が好ましく、特にジブチル錫系が好ましい。市販品としてはネオスタンＵ－２２０Ｈ（商品名：日東化成社製、ジブチル錫ジアセチルアセトナート）がある。

【0026】

前記（ｅ）の配合量としては主剤（Ａ）に含まれる（ａ）１００重量部に対し０．１～８重量部が好ましく、０．３～５重量部が更に好ましく、０．５重量部～３重量部が特に好ましい。０．１重量部以上とすることで十分な硬化性が期待でき、８重量部以下とすることで十分な接着強度の確保及び作業するための十分な可使時間を確保できる。

【0027】

本発明の硬化剤（Ｂ）には、作業性向上及び硬化物の硬度調整のため、更に可塑剤（ｆ）を配合してもよい。可塑剤は２５℃で液状であることが好ましく、例えばフタル酸エステル系、脂肪族エステル系、ポリエステル系、ポリアルキレングリコールエステル系、ポリエーテルポリオール系、エポキシ系、ビニル重合体系等が挙げられ、単独あるいは２種類以上を組み合わせて使用することができる。これらの中では、高分子系の可塑剤が、硬化物の引張強度や伸びなどの機械特性が調整できると共に、低分子系と比較してブリードが抑えられ、初期の物性を長期にわたり維持することができるため好ましい。

【0028】

前記高分子系可塑剤としては、耐候性及び耐熱性が優れる点でビニル重合体系が好ましく、（ａ）との相溶性に優れる（メタ）アクリル系重合体が特に好ましい。重量平均分子量（以下Ｍｗ）としては５００～６０００が好ましく、１０００～３０００が更に好ましい。また２５℃における粘度としては１００～３０００ｍＰａ・ｓが好ましく、２００～２０００ｍＰａ・ｓが更に好ましい。この範囲とすることでブリードが抑えられ初期物性を長期にわたり維持でき、また他成分との相溶性が良好で作業性に適した適度な粘度にしやすくできる。

【0029】

前記（ｆ）の配合量としては作業性に合わせて任意に調整可能であるが、例えば主剤（Ａ）に含まれる（ａ）１００重量部に対し０～１５０重量部が例示でき、３０～１３０重量部が好ましく、５０～１２０重量部が更に好ましい。（メタ）アクリル系重合体の市販品としてはＡＲＵＦＯＮ ＵＰ－１０００（商品名：東亜合成社製、Ｍｗ３０００、粘度１０００ｍＰａ・ｓ）、及びＵＰ－１０２０（商品名：東亜合成社製、Ｍｗ１５００、粘度４００ｍＰａ・ｓ）などがある。

【0030】

本発明の組成物には、性能を損なわない範囲で必要に応じて、粘着付与剤、チクソトロピック剤、密着促進剤、酸化防止剤、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、沈殿防止剤、抗菌剤、無機フィラー、有機微粒子等を添加してもよい。

【0031】

本発明の組成物である主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）は使用する直前に混合するが、硬化速度が非常に速いという特徴を有する反面、可使時間は比較的短いため、作業現場ではスタティックガンのような２液混合吐出装置を用いることが好ましい。こうした自動で定量を混合できる塗布装置を使用することにより、現場での作業性を格段に向上させることができる

【0032】

本発明を用い化粧板等の内装パネルを石膏ボード、けい酸カルシウム板、モルタル面、合板等の下地材に接着する場合は、主剤（Ａ）と硬化剤（Ｂ）の混合物を被着体のどちらかに塗布し、速やかにに両者を貼り合わせる。塗布量は１００～４００ｇ／ｍ^２が好ましく、１５０～２５０ｇ／ｍ^２が更に好ましい。この際、接着する内装パネルの面積当たりの重量が１．０ｇ／ｃｍ^２以下であれば、両面接着テープによる仮固定無しで十分に接着することが可能である。仮固定無しで接着する場合の被着材面積当たりの重量としては、０．９５ｇ／ｃｍ^２以下が好ましく、０．９０ｇ／ｃｍ^２以下が更に好ましい。

【0033】

以下、本発明について実施例及び比較例を挙げてより詳細に説明するが、具体例を示すものであって、特にこれらに限定するものではない。なお表記が無い場合は、２３℃相対湿度５０％の条件下で測定を行った。また配合表の単位は重量部を示す。

【実施例0034】

実施例１
主剤（Ａ）側に前記（ａ）としてＭＡ４５１（商品名：カネカ社製、トリメトキシシリル基を有する（メタ）アクリル重合体とトリメトキシシリル基を有するポリプロピレンオキサイドの混合物）を、（ｂ）としてビスフェノールＡ型エポキシ（エポキシ当量１８４～１９４、常温で液体）を、（ｃ）として水を、また硬化剤（Ｂ）側に（ｄ）としてＨＩＳＣＡＴ ＨＩ－５４Ｋ（商品名：ＫＥＵＭ ＪＵＮＧ社製、２，４，６－トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール）を、（ｅ）としてＵ－２２０Ｈ（商品名：日東化成社製、ジブチル錫ジアセチルアセトナート）を、（ｆ）としてＵＰ－１０２０（商品名：東亜合成社製、アクリル系重合体、Ｍｗ１５００、粘度４００ｍＰａ・ｓ）を用い、各々プラネタリーミキサーに表１に示す量を入れ、均一になるまで撹拌した。その後減圧脱泡し実施例１の主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）を得た。

【0035】

実施例２～６
実施例１で用いた材料の他、（ｂ）としてビスフェノールＦ型エポキシ（エポキシ当量１６５～１８０、常温で液体）及びヘキサメチレンジグリシジルエーテルを用い、実施例１と同様の手順で、実施例２～６の主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）を得た。

【0036】

比較例１～９
実施例で用いた材料の他、（ａ）としてＳＡＸ－５８０（商品名：カネカ社製、３官能トリメトキシシリル基を有するポリプロピレングリコール）及びＥＳＴ－２８０（商品名：カネカ社製、２官能トリメトキシシリル基を有するポリプロピレングリコール）を表２に示す量を用い、実施例と同様の手順で、比較例１～９の主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）を得た。

【0037】

表１

【0038】

表２

【0039】

評価項目及び評価方法

【0040】

相溶性：主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）を各々調整した際の相溶性を確認し、調整後３０分後の状態を目視で確認し、相溶性が良好な場合を〇、分離又は白化した場合は×とした。

【0041】

保存性：主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）を混合せずに単独の状態で密閉容器に格納し、４０℃の雰囲気下で２週間静置した。その後、主剤、硬化剤を混合し、初期状態の硬化時間と差異がなく、また、各剤に増粘が見られなかった場合を〇、硬化遅延や増粘が見られた場合は×とした。

【0042】

初期粘着力：主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）を混合塗布し、接着剤硬化後１０分後に指触で粘着性を確認し、粘着力がある場合を〇、粘着力が無い、または著しく弱い場合は×とした。

【0043】

硬化時間：主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）を３．５ｍｍφでビード状に混合塗布し、２３℃相対湿度５０％雰囲気下で静置する。一定時間経過後にカッターで断面をカットした際、内部まで硬化に要した時間が５分以内を○、５分超は×とした。

【0044】

平面引張強度：下地材としてＪＩＳ Ａ ５４３０に準拠したフレキシブル板を、表面材として３ｍｍｔ×４０ｍｍ×４０ｍｍのアイカセラールＦＫＭ６０００ＺＭＮ（商品名：アイカ工業社製、メラミン樹脂系不燃化粧板）を用いた。接着剤を下地材に３．５ｍｍφでビード状に混合塗布して貼り付け、２３℃×５０％ＲＨ雰囲気下で１週間養生して試験片を作製した。その後建研式引張試験機を用いて平面引張強度を測定し、０．２ＭＰａ以上を○、０．２ＭＰａ未満は×とした。測定値はｎ＝３でその平均値を用いた。

【0045】

評価結果
表３

【0046】

表４

【0047】

実施例は相溶性、保存性、初期粘着力、硬化時間、平面引張強度全ての面で問題はなく良好であった。

【0048】

一方（ｅ）を抜いた比較例１、（ｃ）を抜いた比較例３は、初期粘着力及び硬化時間が劣り、（ｄ）を抜いた比較例２は初期粘着力、硬化時間及び平面引張強度が劣り、（ｂ）を抜いた比較例５は平面引張強度が低かった。また（Ｃ）及び（ｂ）を硬化剤側に配合した比較例４及び６は保存性が劣り、アクリル重合体骨格を含まない（ａ）を用いた比較例７は初期粘着力が劣り、同じく比較例８は更に硬化時間が劣り、いずれも本願発明に適さないものであった。