(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-30
(54)【発明の名称】2パートシアノアクリレート/フリーラジカル硬化性接着剤系
(51)【国際特許分類】
C08F 290/06 20060101AFI20221122BHJP
C09J 4/04 20060101ALI20221122BHJP
C09J 11/06 20060101ALI20221122BHJP
C09J 109/00 20060101ALI20221122BHJP
C09J 4/02 20060101ALI20221122BHJP
【FI】
C08F290/06
C09J4/04
C09J11/06
C09J109/00
C09J4/02
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022520190
(86)(22)【出願日】2020-10-01
(85)【翻訳文提出日】2022-05-31
(86)【国際出願番号】 US2020053774
(87)【国際公開番号】W WO2021067582
(87)【国際公開日】2021-04-08
(32)【優先日】2019-10-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】391008825
【氏名又は名称】ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン
【氏名又は名称原語表記】Henkel AG & Co. KGaA
【住所又は居所原語表記】Henkelstrasse 67,D-40589 Duesseldorf,Germany
(74)【代理人】
【識別番号】100106297
【氏名又は名称】伊藤 克博
(72)【発明者】
【氏名】デイヴィス、 ジェシー エル.
(72)【発明者】
【氏名】ハイア、 チェータン
(72)【発明者】
【氏名】アッターワラ、 シャビー ティー.
【テーマコード(参考)】
4J040
4J127
【Fターム(参考)】
4J040CA041
4J040CA091
4J040FA121
4J040FA132
4J040HA306
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4J127AA03
4J127BA051
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4J127BC131
4J127BC132
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4J127BG281
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4J127DA39
4J127EA05
4J127FA14
(57)【要約】
改善された衝撃強度性能を示す2パートシアノアクリレート/フリーラジカル硬化性接着剤系を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)シアノアクリレート成分および過酸化物触媒を含む第1パートおよび
(b)フリーラジカル硬化性成分および遷移金属を含む第2パートを含む2パート硬化性組成物であって、第1パートまたは第2パートの少なくとも一方が、ポリマーコアおよびコアを取り囲む少なくとも2つのポリマー層を含むコアシェル衝撃調整剤をさらに含み、各層は、他の層とは異なるポリマー組成を有し、少なくとも1つのポリマー層は、勾配ポリマーであるポリマーを含み、勾配ポリマーは、少なくとも2つの異なるモノマー(A)および(B)からなるコポリマーであり、コポリマーに沿って主にモノマー(A)から主にモノマー(B)に配置された繰り返し単位の勾配を有し、一緒に混合されると、過酸化物触媒がフリーラジカル硬化性成分の硬化を開始し、遷移金属がシアノアクリレートの硬化を開始する組成物。
【請求項2】
シアノアクリレート成分が、H
2C=C(CN)-COOR(式中、Rは、アルキル、アルコキシアルキル、シクロアルキル、アルケニル、アラルキル、アリール、アリルおよびハロアルキル基から選択される)を含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
過酸化物触媒が、パーベンゾエートを含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項4】
過酸化物触媒が、t-ブチルパーベンゾエートである、請求項1に記載の組成物。
【請求項5】
コアシェル衝撃調整剤が、少なくとも部分的に架橋されたイソプレンまたはブタジエンおよび任意にスチレンを含む1つのポリマーゴムコアと、少なくとも1つのポリマー層が、25℃よりも大きいTgを有する最も外側の熱可塑性シェル層であり、各層が異なるポリマー組成を有する、少なくとも2つのポリマー層とを含む、170~350nmの間の粒子サイズおよび6~7.5のpHを有する粒子を含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項6】
コアシェル衝撃調整剤が、ポリマーコア層であるポリマー層に囲まれたポリマーゴムコアを含み、ポリマーコア層が、0℃未満のガラス転移温度およびポリマーゴムコアとは異なるポリマー組成を有し、前記ポリマーコア層が前記勾配ゾーンである、請求項1に記載の組成物。
【請求項7】
コアシェル衝撃調整剤が、少なくとも1つのポリマーコア層および少なくとも2つのポリマーシェル層を含み、ポリマーコア層がポリマーコアおよびシェル層とは異なる組成を有し、各シェル層が、他のシェル層とは異なるポリマー組成を有し、少なくとも1つのポリマーシェル層が、勾配ゾーンである、請求項1に記載の組成物。
【請求項8】
コア-シェル衝撃調整剤が、約-40℃未満のガラス転移温度を有するポリマーゴムコアを含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項9】
コアシェル衝撃調整剤が、約-80℃~約-40℃のガラス転移温度を有するポリマーゴムコアを含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項10】
コアシェル衝撃調整剤が、ポリブタジエンから構成されるポリマーゴムコアを含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項11】
コアシェル衝撃調整剤が、ブタジエンおよびスチレンから構成されるポリマーゴムコアを含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項12】
コアシェル衝撃調整剤が、メタクリル酸メチル、ブタジエンおよびスチレンから構成されるポリマーゴムコアを含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項13】
コアシェル衝撃調整剤が、パートAに存在する、請求項1に記載の組成物。
【請求項14】
コアシェル衝撃調整剤が、約2重量パーセント~約20重量パーセントの量でパートAに存在する、請求項1に記載の組成物。
【請求項15】
コアシェル衝撃調整剤が、パートBに存在する、請求項1に記載の組成物。
【請求項16】
コアシェル衝撃調整剤が、約2重量パーセント~約20重量パーセントの量でパートBに存在する、請求項1に記載の組成物。
【請求項17】
過酸化物触媒が、シアノアクリレート成分に基づき、約0.01重量パーセント~約10重量パーセントの量で存在する、請求項1に記載の組成物。
【請求項18】
フリーラジカル硬化性成分が、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフラン(メタ)アクリレートおよびジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ベンジルメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ジ-(ペンタメチレングリコール)ジメタクリレート、テトラエチレンジグリコールジアクリレート、ジグリセロールテトラメタクリレート、テトラメチレンジメタクリレート、エチレンジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化ビスフェノール-A(メタ)アクリレート、エトキシル化ビスフェノール-F(メタ)アクリレート、およびメタクリレート官能性ウレタンからなる群から選択される(メタ)アクリレート成分である、請求項1に記載の組成物。
【請求項19】
遷移金属が、銅、バナジウム、コバルトおよび鉄からなる群から選択されるメンバーを含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項20】
第1パートが、デュアルチャンバーシリンジの第1のチャンバーに収容され、第2パートが、デュアルチャンバーシリンジの第2のチャンバーに収容される、請求項1に記載の組成物。
【請求項21】
第2パートが、可塑剤および充填剤のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項22】
約1mm間隔で配置された2つの基板の間に配置された場合、その反応生成物が、約40ジュールを超える落下衝撃強度を示す、請求項1に記載の組成物。
【請求項23】
組成物の硬化反応生成物が、0mm間隔の関係で一緒に結合された基板に対してよりも1mm間隔の関係で一緒に結合された基板に対してより大きな落下衝撃強度を示す、請求項1に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
改善された衝撃強度性能を示す2パートシアノアクリレート/フリーラジカル硬化性接着剤系を提供する。
【背景技術】
【0002】
(関連技術の簡単な説明)
シアノアクリレート接着剤などの硬化性組成物は、一般に数分で、特定の基板に応じて、多くの場合数秒で、広範囲の基板を迅速に接着する優れた能力でよく認識されている。
【0003】
シアノアクリレートの重合は、ほとんどの表面で通常の大気条件下で見られる求核試薬によって開始される。表面化学による開始は、2つの表面が2つの表面間のシアノアクリレートの小さな層と密接に接触しているときに十分な開始種が利用可能であることを意味する。これらの条件下では、短時間で強い結合が得られる。したがって、本質的に、シアノアクリレートはしばしば瞬間接着剤として機能する。
【0004】
シアノアクリレート接着剤の性能、特に耐久性は、高温条件および/または高相対湿度条件にさらされると疑わしいことがよくある。これらの用途に依存する欠点に対抗するために、シアノアクリレート接着剤配合物に含めるための多くの添加剤が確認されている。改善は依然として有益であると見なされる。
【0005】
物理的特性を変更するために、さまざまな添加剤と充填剤がシアノアクリレート組成物に添加されている。
【0006】
例えば、Serniukらの米国特許第3,183,217号は、メタクリル酸またはメタクリル酸メチルモノマーと非極性または低極性オレフィンとのフリーラジカル重合を開示し、モノマーはフリーデルクラフツハロゲン化物と錯体を形成している。
【0007】
Takeshitaの米国特許第3,963,772号はポリマー鎖の一端でより反応性の高いアルキレン単位で実質的に末端化された短鎖交互コポリマーをもたらすアルキレンおよびアクリルモノマーの液体テロマーを開示する。液体テロマーは、その液相のために、充填剤、添加剤などを容易に組み込むことを可能にする高分子量ゴム用のエラストマーポリマーを製造するのに有用である。
【0008】
O’Connorの米国特許第4,440,910号は、エラストマー、すなわちアクリルゴムの添加によって達成される、靭性が改善されたシアノアクリレート組成物を対象としている。これらのゴムは、(i)アクリル酸のアルキルエステルのホモポリマー、(ii)アクリル酸のアルキルエステルまたはアクリル酸のアルコキシエステルとの、低級アルケンなどの別の重合可能なモノマーのコポリマー、(iii)アクリル酸のアルキルエステルの共重合体、(iv)アクリル酸のアルコキシエステルの共重合体および(v)それらの混合物のいずれかである。
【0009】
Milletらの米国特許第4,560,723号は、コアシェルポリマーを含む強化剤と、1以上の非置換または置換アリール基を含む有機化合物を含むサステナ(sustainer)を含むシアノアクリレート接着剤組成物を開示する。サステナは、接着剤の硬化した結合の熱エージング後の靭性の保持を改善すると報告されている。コアシェルポリマーを酸洗浄で処理して、コアシェルポリマーの製造プロセスから残った塩、石鹸、またはその他の求核種などの重合の原因となる不純物をすべて除去する。
【0010】
Mitryの米国特許第5,340,873号は、二塩基性脂肪族または芳香族カルボン酸およびグリコールから誘導されたポリエステルポリマーを有効強化量含むことにより、改善された靭性を有するシアノアクリレート接着剤組成物を開示する。
【0011】
Ohsawaらの米国特許第5,994,464号は、シアノアクリレートモノマーとシアノアクリレートモノマーと混和性または相溶性のあるエラストマーおよびシアノアクリレートモノマーと相溶性があるが、混和性はないコアシェルポリマーを含むシアノアクリレート接着剤組成物を開示している。
【0012】
Wojciakの米国特許第6,833,196号は、鋼とEPDMゴム基材との間のシアノアクリレート組成物の靭性を高める方法を開示している。開示される方法は、以下のステップによって定義される。シアノアクリレート成分を提供する、メチルメタクリルモノマーと、ブチルアクリルモノマーおよびイソボルニルアクリルモノマーのうちの少なくとも1つを含む強化剤を提供し、それにより、アクリルモノマー強化剤は、シアノアクリレート組成物の靭性を増強し、硬化すると、シアノアクリレート組成物は、室温硬化で72時間、121℃で2時間後硬化後に約4400psi以上の平均引張せん断強度を有する。
【0013】
(メタ)アクリル酸エステル(すなわち、アクリレート)のフリーラジカル重合によって硬化する反応性アクリル接着剤は知られているが、特定の欠点を抱えている。商業的に重要なアクリル接着剤、特にメタクリル酸メチルから作られた接着剤は不快な臭いがする傾向がある。メタクリル酸メチルベースのアクリル接着剤も引火点が低い(約59°F)。低引火点は、接着剤の保管および輸送中に特に問題になる。引火点が141°F以下の場合、米国運輸省は、製品を「可燃性」に分類し、マーキングと特別な保管と輸送条件が必要である。
【0014】
Righettiniの米国特許第6,562,181号は、それぞれが(a)オレフィン基の不飽和炭素原子に直接結合している少なくとも3つの官能基を有するオレフィン基を含む3官能性オレフィン第1のモノマー、(b)第1のモノマーと共重合可能なオレフィン性の第2のモノマー、(c)レドックス開始剤系、および(d)反応性希釈剤を含む接着剤組成物であって、組成物が室温で液体であり、100%反応性であり、揮発性有機溶媒を実質的に含まず、室温で硬化可能である接着剤組成物を記載することにより、前段落で取り組む問題の解決策を提供することを意図した。
【0015】
さらに最近では、Burnsの米国特許第9,371,470号は、(a)シアノアクリレート成分および過酸化物触媒を含む第1パートと、(b)フリーラジカル硬化性成分および遷移金属を含む第2パートを含む2パート硬化性組成物を記載および請求している。一緒に混合されると、過酸化物触媒はフリーラジカル硬化性成分の硬化を開始し、遷移金属はシアノアクリレート成分の硬化を開始する。特に、一実施形態では、過酸化物触媒は、t-ブチルパーベンゾエートである。
【0016】
関連のない技術において、米国特許第9,068,036号(Navarro)は、a)1つの熱可塑性ポリマー、およびb)以下のステップ、i)乳化重合によってコアシェルコポリマーラテックスを合成、ii)合成ステップ後のコアシェルポリマー粒子のpH値の制御および調整、iii)電解質水溶液の添加による4~8のpHでのコアシェルポリマーの凝固を含むプロセスによって得られるコアシェル衝撃調整剤を含む熱可塑性ポリマー組成物を対象とし、クレームし、得られるコアシェル衝撃調整剤は、ポリマーコアおよびコアを取り囲む少なくとも2つのポリマー層を含み、各層は、他の層とは異なるポリマー組成を有し、少なくとも1つのポリマー層は、勾配ポリマーであるポリマーを含み、勾配ポリマーは、少なくとも2つの異なるモノマー(A)および(B)からなり、コポリマーに沿って主にモノマー(A)から主にモノマー(B)に配置された繰り返し単位の勾配を有するコポリマーである。
【0017】
米国特許第9,714,314号(Navarro)は、少なくとも部分的に架橋されたイソプレンまたはブタジエンおよび任意に、スチレンを含む1つのポリマーゴムコア、および少なくとも2つのポリマー層を含む、170~350nmの粒子サイズおよび6~7.5のpHを有するコアシェルコポリマー衝撃調整剤粒子を対象とし、クレームし、少なくとも1つのポリマー層が25℃を超えるTgを有する最も外側の熱可塑性シェル層であり、各層が異なるポリマー組成を有し、少なくとも1つの層が、ほとんどまたは完全にメチルメタクリレートが最終段階の重合中に組み込まれ、勾配ゾーンを形成するまで、メチルメタクリレートの第2のモノマーの量を増加させながら、重合の初期段階中にほとんどスチレンの第1のモノマーが組み込まれる重合段階反応で生成される勾配ゾーンであり、およびここで、ポリマーコアのガラス転移温度は0℃未満である。
【0018】
最先端技術にもかかわらず、シアノアクリレートで見られる速い固定時間および金属やプラスチックなどの広範囲の基板を接着する能力などの瞬間接着剤の両方の特徴を(メタ)アクリレート組成物で見られる、より多くの種類および/または基板の選択での改善された接着強度とともに有する接着剤系を提供することが望ましいであろう。さらに、2パート反応性接着剤は、その反応生成物が有用な結合強度を犠牲にすることなく様々な極端な条件への暴露に耐えることができるように強化されることが望ましいであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0019】
一態様では、
(a)シアノアクリレート成分および過酸化物触媒を含む第1パートおよび
(b)フリーラジカル硬化性成分および遷移金属を含む第2パートを含む2パートシアノアクリレート/フリーラジカル硬化性組成物を提供する。
【0020】
一緒に混合されると、第1パートの過酸化物触媒は、第2パートのフリーラジカル硬化性成分の硬化を開始し、第2パートの遷移金属は、第1パートのシアノアクリレートの硬化を開始する。
【0021】
重要なことは、第1パートまたは第2パートの少なくとも一方に、ポリマーコアおよびコアを取り囲む少なくとも2つのポリマー層を含むコアシェル衝撃調整剤がさらに提供され、各層は、他の層とは異なるポリマー組成を有し、少なくとも1つのポリマー層は、勾配ポリマーであるポリマーを含み、勾配ポリマーは、少なくとも2つの異なるモノマー(A)および(B)からなるコポリマーであり、コポリマーに沿って主にモノマー(A)から主にモノマー(B)に配置された繰り返し単位の勾配を有する。
一緒に混合されると、過酸化物触媒がフリーラジカル硬化性成分の硬化を開始し、遷移金属がシアノアクリレートの硬化を開始する組成物であって、その少なくとも一部がイソホランジイソシアネートから形成されたウレタン結合を含むポリウレタン主鎖を有する(メタ)アクリレート官能化ウレタン樹脂がさらに提供される。
【0022】
第1パートおよび第2パートが混合時に使用する前に相互作用しないため、室温で硬化可能な組成物は、多種多様な材料から構築された基板全体で良好な性能を提供し、従来のコアシェルゴムを有する2パートシアノアクリレート/フリーラジカル硬化性組成物よりも優れた耐久性性能、改善された固定時間、従来のフリーラジカル硬化性組成物よりも改善された衝撃靭性性能を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図1】
図1は、X軸に示された、金属(すなわち、グリットブラスト軟鋼およびアルミニウム)基板を結合するために使用される種々の接着剤系およびY軸に示された0ギャップおよび1mmギャップで測定したジュールでの衝撃靭性性能の棒グラフを示す。。
【発明を実施するための形態】
【0024】
<詳細な説明>
<パートA>
シアノアクリレート成分には、H2C=C(CN)-COOR(式中、Rは、C1~15アルキル、C2~15アルコキシアルキル、C3~15シクロアルキル、C2~15アルケニル、C7~15アラルキル、C6~15アリール、C3~15アリルおよびC1~15ハロアルキル基から選択される)で表されるものなどのシアノアクリレートモノマーが含まれる。望ましくは、シアノアクリレートモノマーは、メチルシアノアクリレート、エチル-2-シアノアクリレート(「ECA」)、プロピルシアノアクリレート、ブチルシアノアクリレート(n-ブチル-2-シアノアクリレートなど)、オクチルシアノアクリレート、アリルシアノアクリレート、β-メトキシエチルシアノアクリレート、およびそれらの組み合わせから選択される。特に望ましいものは、エチル-2-シアノアクリレートである。
【0025】
シアノアクリレート成分は、パートA組成物に約50重量%~約99.98重量%の範囲内の量で含まれるべきであり、例えば、パートA組成物の約90重量%~約99重量%が望ましく、約92重量%~約97重量%が特に望ましい。
【0026】
2パート接着剤系のパートA組成物に含まれる過酸化物触媒として、t-ブチルパーベンゾエートなどのパーベンゾエートを使用する必要がある。
【0027】
典型的には、過酸化物触媒の量は、組成物の約0.001重量パーセント~約10.00重量パーセント、望ましくは組成物の約0.01重量パーセント~約5.00重量パーセント、例えば組成物の約0.50~2.50重量パーセントの範囲にあるべきである。
【0028】
接着剤系のパートA組成物に添加剤を含めて、固定速度の向上、貯蔵寿命の安定性の向上、柔軟性、チキソトロピー、粘度の増加、色、靭性の向上などの物理的特性を付与することができる。したがって、そのような添加剤は、促進剤、フリーラジカル安定剤、アニオン安定剤、ゲル化剤、増粘剤(PMMAなど)、チキソトロピー付与剤(ヒュームドシリカなど)、染料、強化剤、可塑剤、およびそれらの組み合わせから選択することができる。
【0029】
シアノアクリレート成分の硬化を促進するために、1以上の促進剤を接着剤系、特にパートA組成物に使用することもできる。そのような促進剤は、カリックスアレーンおよびオキサカリックスアレーン、シラクラウン、クラウンエーテル、シクロデキストリン、ポリ(エチレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、エトキシル化水和化合物およびそれらの組み合わせから選択することができる。
【0030】
カリックスアレーンおよびオキサカリックスアレーンのうち、多くが知られており、特許文献に報告されている。例えば、米国特許第4,556,700号、第4,622,414号、第4,636,539号、第4,695,615号、第4,718,966号、および第4,855,461号に記載されており、これらの各々の開示は参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【0031】
例えば、カリックスアレーンに関しては、以下の構造内のものが本明細書で有用である。
【0032】
【化1】
式中、
R
1は、アルキル、アルコキシ、置換アルキルまたは置換アルコキシであり;R
2はHまたはアルキルであり;nは4,6または8である。
【0033】
1つの特に望ましいカリックスアレーンはテトラブチルテトラ[2-エトキシ-2-オキソエトキシ]カリックス-4-アレーンである。
【0034】
多くのクラウンエーテルが知られている。例えば、本明細書において、単独で、または組み合わせて、使用できる例として、15-クラウン-5、18-クラウン-6、ジベンゾ-18-クラウン-6、ベンゾ-15-クラウン-5-ジベンゾ-24-クラウン-8、ジベンゾ-30-クラウン-10、トリベンゾ-18-クラウン-6、asym-ジベンゾ22-クラウン-6、ジベンゾ-14-クラウン-4、ジシクロヘキシル-18-クラウン-6、ジシクロヘキシル-24-クラウン-8、シクロヘキシル-12-クラウン-4、1,2-デカリル-15-クラウン-5、1,2-ナフト-15-クラウン-5、3,4,5-ナフチル-16-クラウン-5、1,2-メチル-ベンゾ-18-クラウン-6、1,2-メチルベンゾ-5、6-メチルベンゾ-18-クラウン-6、1,2-t-ブチル-18-クラウン-6、1,2-ビニルベンゾ-15-クラウン-5、1,2-ビニルベンゾ-18-クラウン-6、1,2-t-ブチルシクロヘキシル-18-クラウン-6、asym-ジベンゾ-22-クラウン-6および1,2-ベンゾ-1,4-ベンゾ-5-オキシジェン-20-クラウン-7が挙げられる。米国特許第4,837,260号(Sato)を参照し、これにより、その開示が参照によって本明細書に明確に組み込まれる。
【0035】
シラクラウンのうち、この場合も先と同様に多くは知られており、文献に報告されている。例えば、典型的なシラクラウンは、以下の構造の構造内に表すことができる。
【0036】
【化2】
式中、
R
3およびR
4はそれ自体がシアノアクリレートモノマーの重合を引き起こさない有機基であり、R
5はHまたはCH
3であり、nは1~4の整数である。適切なR
3およびR
4基の例は、R基、メトキシなどのアルコキシ基、およびフェノキシなどのアリールオキシ基である。R
3およびR
4基は、ハロゲンまたは他の置換基を含んでいてもよく、その例はトリフルオロプロピルである。しかしながら、R
4およびR
5基として適していない基は、アミノ、置換アミノおよびアルキルアミノなどの塩基性基である。
【0037】
本発明の組成物に有用なシラクラウン化合物の具体的な例には、
【0038】
【0039】
【0040】
【化5】
およびジメチルシラ-17-クラウン-6が挙げられる。
【0041】
例えば、米国特許第4,906,317号(Liu)などを参照し、これにより、その開示が参照によって本明細書に明確に組み込まれる。
【0042】
本発明に関して多くのシクロデキストリンを使用できる。例えば、その開示がこれにより参照によって本明細書に明確に組み込まれる米国特許第5,312,864号(Wenz)に、シアノアクリレートに少なくとも部分的に溶解可能な、α、β又はγ-シクロデキストリンの水酸基誘導体として記載され、その権利が主張されるシクロデキストリンは、促進剤成分として適切な選択である。
【0043】
さらに、本明細書での使用に適したポリ(エチレングリコール)ジ(メタ)アクリレートには、以下の構造内のものが含まれる。
【0044】
【0045】
式中、
nは3より大きく、例えば3~12の範囲内であり、nは9であることが特に望ましい。 より具体的な例として、PEG 200 DMA(nは約4)、PEG 400 DMA(nは約9)、PEG 600 DMA(nは約14)、PEG 800 DMA(nは約19)が挙げられる。ここで、数値(例えば400)は、二つのメタクリレート基を除外した当該分子のグリコール部分の平均分子量を、グラム/モル(すなわち、400g/mol)で表記したものである。特に望ましいPEG DMAはPEG 400 DMAである。
【0046】
そしてエトキシル化された水素の(hydric)化合物(または使用され得るエトキシル化脂肪アルコール)のうち、適切なものは、以下の構造内のものから選択され得る。
【0047】
【化7】
式中、C
mは、直鎖または分枝アルキルまたはアルケニル鎖であることができ、mは1~30の整数であり、例えば5~20であり、nは2~30の整数であり、例えば5~15であり、RはHまたはアルキル、例えばC
1-6アルキルであってもよい。
【0048】
さらに、以下の構造に含まれる促進剤が含まれる。:
【化8】
式中、Rは水素、C
1~6アルキル、C
1~6アルキルオキシ、アルキルチオエーテル、ハロアルキル、カルボン酸およびそれらのエステル、スルフィン酸、スルホン酸および亜硫酸およびエステル、ホスフィン酸、ホスホン酸および亜リン酸およびそれらのエステルであり、Zは、ポリエーテル結合、nは、1~12、pは、1~3であり、上記で定義したとおりであり、R’は、Rと同じであり、gはnと同じである。
【0049】
促進剤成分としてこのクラス内で特に望ましい化学物質は以下である。
【化9】
式中、nとmの合計は12以上である。
【0050】
促進剤は、全組成物の約0.01重量%~約10重量%の範囲内の量で組成物に含まれるべきであり、約0.1~約0.5重量%の範囲が望ましく、約0.4重量%が特に望ましい。
【0051】
接着剤系のパートA組成物に有用な安定剤には、フリーラジカル安定剤、アニオン安定剤、およびそれらの組み合わせを含む安定剤パッケージが含まれる。そのような安定剤の名称および量は、当業者によく知られている。米国特許第5,530,037号および第6,607,632号を参照し、これらのそれぞれの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。一般的に使用されるフリーラジカル安定剤にはヒドロキノンが含まれ、一般的に使用されるアニオン安定剤には、三フッ化ホウ素、三フッ化ホウ素-エーテラート、三酸化硫黄(およびそれらの加水分解生成物)およびメタンスルホン酸が含まれる。
【0052】
<パートB>
接着剤系のパートB組成物に使用するためのフリーラジカル硬化性モノマーには、(メタ)アクリレートモノマー、マレイミド、イタコナミド、またはナジイミド含有化合物、およびそれらの組み合わせが含まれる。
【0053】
接着剤系の組成物のパートBで使用するための(メタ)アクリレートモノマーには、多くの(メタ)アクリレートモノマーが含まれ、いくつかの(メタ)アクリレートモノマーは芳香族であり、他は脂肪族であり、さらに他は脂環式である。そのような(メタ)アクリレートモノマーの例には、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフラン(メタ)アクリレートおよびジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート(「HPMA」)、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(「TMPTMA」)、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート(「TRIEGMA」)、ベンジルメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ジ-(ペンタメチレングリコール)ジメタクリレート、テトラエチレンジグリコールジアクリレート、ジグリセロールテトラメタクリレート、テトラメチレンジメタクリレート、エチレンジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびビスフェノール--Aモノおよびジ(メタ)アクリレート、例えば、エトキシル化ビスフェノール-A(メタ)アクリレート(「EBIPMA」)、ビスフェノール-Fモノおよびジ(メタ)アクリレート、例えばエトキシル化ビスフェノール-F(メタ)アクリレート、および(メタ)アクリレート官能性ウレタンのような二官能性または三官能性(メタ)アクリレートが含まれる。
【0054】
たとえば、そのような(メタ)アクリレート官能化ウレタンの例には、テトラメチレングリコールウレタンアクリレートオリゴマーおよびプロピレングリコールウレタンアクリレートオリゴマーが含まれる。
【0055】
他の(メタ)アクリレート官能化ウレタンは、芳香族、脂肪族、または脂環式ジイソシアネートと反応し、ヒドロキシアクリレートでキャップされたポリエーテルまたはポリエステルに基づくウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーである。二官能性ウレタンアクリレートオリゴマーは、例えば、イソホロンジイソシアネートで末端化され、2-ヒドロキシエチルアクリレートでキャップされているヘキサン二酸およびジエチレングリコールのポリエステル(CAS 72121-94-9)、トリエン-2,6-ジイソシアネートで末端化され、2-ヒドロキシエチルアクリレートでキャップされたポリプロピレングリコール(CAS37302-70-8)、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)で末端化され、2-ヒドロキシエチルアクリレートでキャップされたヘキサン二酸およびジエチレングリコールのポリエステル(CAS 69011-33-2)、トリレン-2,4-ジイソシアネートで末端化し、2-ヒドロキシエチルアクリレートでキャップしたヘキサン二酸、1,2-エタンジオール、および1,2プロパンジオールのポリエステル(CAS69011-31-0)、4、4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネートで末端化し、2-ヒドロキシエチルアクリレートでキャップしたヘキサン二酸、1,2-エタンジオール、および1,2プロパンジオールのポリエステル(CAS 69011-32-1)および4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)で末端化され、2-ヒドロキシエチルアクリレートでキャップされたポリテトラメチレングリコールエーテルなどである。
【0056】
さらに他の(メタ)アクリレート官能化ウレタンは、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)で末端化され、2-ヒドロキシエチルアクリレートおよび1-ドドサノールでキャップされた、ポリプロピレンなどの単官能性ウレタンアクリレートオリゴマーである。それらはまた、トルレン-2,4-ジイソシアネートで末端化され、2-ヒドロキシエチルメタクリレートでキャップされたポリテトラメチレングリコールエーテル、イソホロンジイソシアネートで末端化され、2-ヒドロキシエチルメタクリレートでキャップされたポリテトラメチレングリコールエーテル、4、4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)で末端化され、2-ヒドロキシエチルメタクリレートでキャップされたポリテトラメチレングリコールエーテル、トリレン-2,4-ジイソシアネートで末端化され、2-ヒドロキシエチルメタクリレートでキャップされたポリプロピレングリコールなどの二官能性ウレタンメタアクリレートオリゴマーを含む。
【0057】
マレイミド、ナジイミド、およびイタコンイミドには、それぞれ、以下の構造I、IIおよびIIIを有する化合物が含まれる。
【化10】
式中、mは、1~15であり、
Pは、0~15であり、
各R
2は、水素または低級アルキルから独立して選択され、
Jは、有機またはオルガノシロキサン基、およびそれらの2つ以上の組み合わせを含む一価または多価部分である。
【0058】
マレイミド、イタコンイミドおよびナジイミドのより具体的な表されるものには、構造I、IIまたはIIIに対応するものが含まれ、式中、m=1~6、p=0、R2は、水素または低級アルキルから独立して選択され、Jは、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、ヒドロカルビレン、置換ヒドロカルビレン、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン、ポリシロキサン、ポリシロキサン-ポリウレタンブロックコポリマー、およびそれらの2つ以上の組み合わせから選択される一価または多価基であり、任意に、共有結合、-O-、-S-、-NR-、-O-C(O)-、-O-C(O)-O-、-O-C(O)-NR-、-NR-C(O)-、-NR-C(O)-O-、-NR-C(O)-NR-、-S-C(O)-、-S-C(O)-O-、-S-C(O)-NR-、-S(O)-、-S(O)2-、-O-S(O)2-、-O-S(O)2-O-、-O-S(O)2-NR-、-O-S(O)-、-O-S(O)-O-、-O-S(O)-NR-、-O-NR-C(O)-、-O-NR-C(O)-O-、-O-NR-C(O)-NR-、-NR-O-C(O)-、-NR-O-C(O)-O-、-NR-O-C(O)-NR-、-O-NR-C(S)-、-O-NR-C(S)-O-、-O-NR-C(S)-NR-、-NR-O-C(S)-、-NR-O-C(S)-O-、-NR-O-C(S)-NR-、-O-C(S)-、-O-C(S)-O-、-O-C(S)-NR-、-NR-C(S)-、-NR-C(S)-O-、-NR-C(S)-NR-、-S-S(O)2-、-S-S(O)2-O-、-S-S(O)2-NR-、-NR-O-S(O)-、-NR-O-S(O)-O-、-NR-O-S(O)-NR-、-NR-O-S(O)2-、-NR-O-S(O)2-O-、-NR-O-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)-、-O-NR-S(O)-O-、-O-NR-S(O)-NR-、-O-NR-S(O)2-O-、-O-NR-S(O)2-NR-、-O-NR-S(O)2-、-O-P(O)R2-、-S-P(O)R2-、-NR-P(O)R2-(式中、各Rは、独立して、水素、アルキル、又は置換アルキルである)から選択される1以上のリンカーを含む。
【0059】
上記の一価または多価基の1以上が、当業者によって容易に認識されるように、マレイミド、ナジイミドまたはイタコンイミド基の「J」付加物を形成するための上記のリンカーの1以上を含む場合、例えば、オキシアルキル、チオアルキル、アミノアルキル、カルボキシルアルキル、オキシアルケニル、チオアルケニル、アミノアルケニル、カルボキシアルケニル、オキシアルキニル、チオアルキニル、アミノアルキニル、カルボキシアルキニル、オキシシクロアルキル、チオシクロアルキル、アミノシクロアルキル、カルボキシシクロアルキル、オキシクロアルケニル、チオシクロアルケニル、アミノシクロアルケニル、カルボキシシクロアルケニル、複素環式、オキシ複素環式、チオ複素環式、アミノ複素環式、カルボキシ複素環式、オキシアリール、チオアリール、アミノアリール、カルボキシアリール、ヘテロアリール、オキシヘテロアリール、チオヘテロアリール、アミノヘテロアリール、カルボキシヘテロアリール、オキシアルキルアリール、チオアルキルアリール、アミノアルキルアリール、カルボキシアルキルアリール、オキシアリールアルキル、チオアリールアルキル、アミノアリールアルキル、カルボキシアリールアルキル、オキシアリールアルケニル、チオアリールアルケニル、アミノアリールアルケニル、カルボキシアリールアルケニル、オキシアルケニルアリール、チオアルケニルアリール、アミノアルケニルアリール、カルボキシアルケニルアリール、オキシアリールアルキニル、チオアリールアルキニル、アミノアリールアルキニル、カルボキシアリールアルキニル、オキシアルキニルアリール、チオアルキニルアリール、アミノアルキニルアリールまたはカルボキシアルキニルアリール、オキシアルキレン、チオアルキレン、アミノアルキレン、カルボキシアルキレン、オキシアルケニレン、チオアルケニレン、アミノアルケニレン、カルボキシアルケニレン、オキシアルキニレン、チオアルキニレン、アミノアルキニレン、カルボキシアルキニレン、オキシシクロアルキレン、チオシクロアルキレン、アミノシクロアルキレン、カルボキシシクロアルキレン、オキシシクロアルケニレン、チオシクロアルケニルアミノアルキルアリーレン、カルボキシアルキルアリーレン、オキシアリールアルキレン、チオアリールアルキレン、アミノアリールアルキレン、カルボキシアリールアルキレン、オキシアリールアルケニレン、チオアリールアルケニレン、アミノアリールアルケニレン、カルボキシアリールアルケニレン、オキシアルケニルアリーレン、チオアルケニルアリーレン、アミノアルケニルアリーレン、カルボキシアルケニルアリーレン、オキシアリールアルキニレン、チオアリールアルキニレン、アミノアリールアルキニレン、カルボキシアリールアキニレン、オキシアルキニルアリーレン、チオアルキニルアリーレン、アミノアルキニルアリーレン、カルボキシアルキニルアリーレン、ヘテロアリーレン、オキシヘテロアリーレン、チオヘテロアリーレン、アミノヘテロアリーレン、カルボキシヘテロアリーレン、ヘテロ原子含有二価または多価環状部分、オキシヘテロ原子含有二価または多価環状部分、チオヘテロ原子含有二価または多価環状部分、アミノヘテロ原子含有二価または多価環状部分、カルボキシヘテロ原子含有二価または多価環状部分、ジスルフィド、スルホンアミドなどの様々なリンカーを製造することができる。
【0060】
別の実施形態において、本発明の実施において使用が企図されるマレイミド、ナジイミド、およびイタコンイミドは、構造I、II、およびIIIを有し、式中、m=1~6、p=0~6であり、Jは、
アルキル鎖上の置換基として、またはアルキル鎖の主鎖の一部として任意の置換アリール部分を有し、アルキル鎖が最大約20個の炭素原子を有する飽和直鎖アルキルまたは分枝鎖アルキル:
【0061】
構造-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-、-(C(R3)2)d-C(R3)-C(O)O-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-O(O)C-(C(R3)2)e-または-(C(R3)2)d-C(R3)-O(O)C-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-C(O)O-(C(R3)2)e-(式中、各R3は、独立して水素、アルキル、または置換アルキルであり、
各R4は、独立して水素、低級アルキルまたはアリールであり、
d=1-10、
e=1-10、およびf=1-50である)を有するシロキサン:
【0062】
構造[(CR2)r-O-]f-(CR2)s-(式中、
各Rは、独立して水素、アルキル、または置換アルキルであり、
r=1-10、
s=1-10、および
fは上記で定義されたとおりである。)を有するポリアルキレンオキサイド:
【0063】
構造
【化11】
(式中、
各Arは、3~10個の炭素原子の範囲を有する一置換、二置換または三置換芳香族またはヘテロ芳香族環であり、
Zは、任意にアルキレン鎖上の置換基として、またはアルキレン鎖の骨格の一部として飽和環状部分を含む飽和直鎖アルキレンまたは分岐鎖アルキレンである。)を有する芳香族基:または
【0064】
構造-[(CR2)r-O-]q-(CR2)s-
(式中、
各Rは、独立して水素、アルキルまたは置換アルキルであり、rおよびsはそれぞれ上記のように定義され、
qは1~50の範囲にある。)を有するポリアルキレンオキサイド:
【0065】
構造
【化12】
(式中、
各Rは、独立して水素、アルキル、または置換アルキルであり、
tは、2~10の範囲にあり、
uは、2~10の範囲にあり、
Arは、上記で定義されたとおりである。)を有する二置換または三置換芳香族部分:
【0066】
【0067】
式中、
各Rは、独立して水素、アルキルまたは置換アルキルであり、
t=2-10、
k=1、2または3、
g=1~約50、
各Arは、上記で定義されたとおりであり、
Eは、-O-または-NR5-であり、R5は水素または低級アルキルであり、
Wは、直鎖または分岐鎖のアルキル、アルキレン、オキシアルキレン、アルケニル、アルケニレン、オキシアルケニレン、エステル、またはポリエステル、-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-、-(C(R3)2)d-C(R3)-C(O)O-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-O(O)C-(C(R3)2)e-または-(C(R3)2)d-C(R3)-O(O)C-(C(R3)2)d-[Si(R4)2-O]f-Si(R4)2-(C(R3)2)e-C(O)O-(C(R3)2)e-(式中、各R3は、独立して水素、アルキル、または置換アルキルであり、
各R4は、独立して水素、低級アルキルまたはアリールであり、
d=1-10、
e=1-10、およびf=1-50である)を有するシロキサン構造である)を有する芳香族基:
【0068】
構造-[(CR2)r-O-]f-(CR2)s-
(式中、
各Rは、独立して水素、アルキル、または置換アルキルであり、
r=1-10、
s=1-10、および
fは上記で定義されたとおりであり、任意にヒドロキシ、アルコキシ、カルボキシ、ニトリル、シクロアルキルまたはシクロアルケニルから選択される置換基を含む。)を有するポリアルキレンオキサイド:
【0069】
構造R7-U-C(O)-NR6-R8-NR6-C(O)-(O-R8-O-C(O)-NR6-R8-NR6-C(O))v-U-R8-
(式中、
各R6は、独立して水素または低級アルキルであり、
各R7は、独立して、1~18個の炭素原子を有するアルキル、アリール、またはアリールアルキル基であり、
各R8は、鎖内に最大約100個の原子を持ち、必要に応じてArで置換されたアルキルまたはアルキルオキシ鎖であり、
Uは、-O-、-S-、-N(R)-または-P(L)1,2-であり、
式中、Rは上記で定義されており、各Lは独立して=O、=S、-ORまたは-Rであり、
v=0-50である。)を有するウレタン基:
【0070】
多環式アルケニル;またはそれらの任意の2つ以上の混合物から選択される。
【0071】
それぞれ構造I、II、およびIIIのそのようなマレイミド、ナジイミド、およびイタコンイミド含有化合物のより具体的な説明では、各Rは独立して水素または低級アルキル(C1~4など)であり、-J-は、マレイミド、ナジイミドおよび/またはイタコンイミド化合物を液体にするのに十分な長さおよび分岐を有する分岐鎖アルキル、アルキレン、アルキレンオキシド、アルキレンカルボキシルまたはアルキレンアミド種を含み、mは1、2または3である。
【0072】
特に望ましいマレイミド含有化合物には、フェニル、ビフェニル、ビスフェニルまたはナフチル結合などの、間に芳香族基を有する2つのマレイミド基を有するものが含まれる。
【0073】
フリーラジカル硬化性成分に加え、パートBは、遷移金属化合物も含む。遷移金属化合物の代表例の非網羅的なリストは、銅、バナジウム、コバルトおよび鉄の化合物である。例えば、銅化合物に関しては、銅が1+または2+の原子価状態にある銅化合物が望ましい。このような銅(I)および(II)化合物の例の非網羅的なリストには、銅(II)3,5-ジイソプロピルサリチル酸水和物、銅ビス(2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオネート)、リン酸銅(II)水酸化物、塩化銅(II)、酢酸銅(II)一水和物、テトラキス(アセトニトリル)銅(I)ヘキサフルオロホスフェート、ギ酸銅(II)水和物、テトラキスアセトニトリル銅(I)トリフラート、テトラフルオロホウ酸銅(II)、過塩素酸銅(II)、テトラキス(アセトニトリル)銅(I)テトラフルオロボレート、水酸化銅(II)、銅(II)ヘキサフルオロアセチルアセトナート水和物、炭酸銅(II)が含まれる。これらの銅(I)および(II)化合物は、(メタ)アクリレートなどの担体媒体に溶解または懸濁された場合、溶液または懸濁液中に約100ppm~約5,000ppm、例えば約500ppm~約2,500ppm、例えば約1,000ppmの濃度が存在する。
【0074】
バナジウム化合物に関しては、バナジウムが2+及び3+の原子価状態にあるバナジウム化合物が望ましい。このようなバナジウム(III)化合物の例には、バナジルナフタネートおよびバナジルアセチルアセトネートが含まれる。これらのバナジウム(III)化合物は、50ppm~約5,000ppm、例えば約500ppm~約2,500ppm、例えば約1,000ppmの量で使用されるべきである。
【0075】
コバルト化合物に関しては、コバルトが2+価の原子価状態にあるコバルト化合物が望ましい。このようなコバルト(II)化合物の例には、ナフテン酸コバルト、テトラフルオロホウ酸コバルト、アセチルアセトナートコバルトが含まれる。これらのコバルト(II)化合物は、約100ppm~約1000ppmの量で使用されるべきである。
【0076】
鉄化合物に関しては、鉄が3+の原子価状態にある鉄化合物が望ましい。このような鉄(III)化合物の例には、酢酸鉄、アセチルアセトナート鉄、テトラフルオロホウ酸鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄などが含まれる。これらの鉄化合物は、約100ppm~約1000ppmの量で使用されるべきである。
【0077】
本発明の2パート組成物の第1パートまたは第2パートの少なくとも1つには、それ自体がポリマーコアおよびコアを取り囲む少なくとも2つのポリマー層を含み、各層が他の層とは異なるポリマー組成を有し、少なくとも1つのポリマー層が勾配ポリマーであるポリマーを含み、勾配ポリマーは、少なくとも2つの異なるモノマー(A)および(B)からなるコポリマーであり、コポリマーに沿って主にモノマー(A)から主にモノマー(B)に配置された繰り返し単位の勾配を有し、一緒に混合されると、過酸化物触媒がフリーラジカル硬化性成分の硬化を開始し、遷移金属がシアノアクリレートの硬化を開始するなり、繰り返し単位で配置された勾配を有するコポリマーである。コポリマーに沿って主にモノマー(A)から主にモノマー(B)まで、そして一緒に混合されると、過酸化物触媒がフリーラジカル硬化性成分の硬化を開始し、遷移金属がシアノアクリレート成分の硬化を開始するコアシェル衝撃調整剤が含まれる。
【0078】
コアシェル衝撃調整剤は、少なくとも部分的に架橋されたイソプレンまたはブタジエンおよび任意にスチレンを含む1つのポリマーゴムコアと、少なくとも1つのポリマー層が、25℃よりも大きいTgを有する最も外側の熱可塑性シェル層であり、各層が異なるポリマー組成を有する、少なくとも2つのポリマー層とを含む、170~350nmの間の粒子サイズおよび6~7.5のpHを有する粒子を含むべきである。
コアシェル衝撃調整剤は、ポリマーゴムコアを含むべきであり、ポリマーコア層であるポリマー層に囲まれ、ポリマーコア層が、0℃未満のガラス転移温度およびポリマーゴムコアとは異なるポリマー組成を有し、前記ポリマーコア層が勾配ゾーンである。
【0079】
コアシェル衝撃調整剤は、少なくとも1つのポリマーコア層および少なくとも2つのポリマーシェル層を含むべきであり、ポリマーコア層がポリマーシェル層とは異なる組成を有し、各シェル層が、他のシェル層とは異なるポリマー組成を有し、少なくとも1つのポリマーシェル層が、勾配ゾーンである。
【0080】
コアシェル衝撃調整剤は、ガラス転移温度が0℃未満、例えば約-10℃未満、望ましくは約-20℃未満、有利には約-25℃未満、最も有利には、約-80℃および約-40℃の間など、約-40℃未満のポリマーゴムコアを含むべきである。
【0081】
コアシェル衝撃調整剤は、イソプレンホモポリマーまたはブタジエンホモポリマー、イソプレン-ブタジエンコポリマー、イソプレンと最大98重量パーセントのビニルモノマーとのコポリマー、およびブタジエンと最大98重量パーセントのビニルモノマーとのコポリマーのいずれか1以上から構成されるポリマーゴムコアを含むべきである。ビニルモノマーは、スチレン、アルキルスチレン、アクリロニトリル、アルキル(メタ)アクリレート、またはブタジエンまたはイソプレンであり得る。望ましくは、コアは、ポリブタジエン、ブタジエンとスチレンのコポリマー、またはメタクリル酸メチル、ブタジエンおよびスチレンのターポリマーの1つから構成されるべきである。
【0082】
いくつかの実施形態では、コアはまた、コア層によって覆われてもよい。コア層とは、そのコア層のポリマー組成物が、0℃未満、例えば、約-10℃未満、望ましくは約-20℃未満、および有利には約-25℃未満のガラス転移温度(Tg)を有することを意味する。望ましくは、コア層は勾配ポリマーである。
【0083】
コアシェル衝撃調整剤は、複数のシェル、望ましくは、2つのシェルを有すべきである。少なくとも、熱可塑性マトリックスと接触している外側シェルは、約50℃を超えるなど、約25℃を超えるTgを有する。
【0084】
コアシェル衝撃調整剤のシェルは、スチレンホモポリマー、アルキルスチレンホモポリマーまたはメタクリル酸メチルホモポリマー、または上記のモノマーの少なくとも70重量%と他の上記のモノマー、別のアルキル(メタ)アクリレート、酢酸ビニルおよびアクリロニトリルから選択される少なくとも1つのコモノマーを含むコポリマーの1以上から構成することができる。シェルは、例えば、不飽和カルボン酸の無水物、不飽和カルボン酸および不飽和エポキシド、例えば、無水マレイン酸、(メタ)アクリル酸グリシジルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートおよびアルキル(メタ)アクリルアミドで官能化することができる。
【0085】
勾配コポリマーは、2つの層の間の位置を占めることによって作成され、そうすることで、一方の側で隣接する層からのモノマー/ポリマーが豊富になり、もう一方の側で次の層を形成する異なるモノマー/ポリマーが豊富になる勾配ゾーンが作成される。コアとシェルの間、または2つのポリマーシェルの間の勾配ゾーンは、例えば、異なる共重合パラメーターを有するモノマーによって、またはモノマーの添加速度が反応速度よりも遅い供給不足の条件下で半連続モードで反応を実行することによって生成され得る。しかし、勾配ポリマーがコアシェル粒子の最外層になることはない。
【0086】
勾配ポリマーを形成するために使用されるモノマーは、コアおよびそれぞれのシェルで引用されたモノマーから、隣接する層の機能に基づいて選択される。
【0087】
ポリマーゴムコアのヤング率は、常に他の高分子層の弾性率よりも小さい。勾配ポリマーを含む層のヤング率は、常に最も外側の層の弾性率よりも小さい。
【0088】
コアシェル衝撃調整剤は、ゴムコアおよび少なくとも1つの熱可塑性シェルを有する微粒子の形態でなければならず、粒子サイズは、一般に1μm未満であり、有利には50nmから500nmの間、好ましくは100nmから400nmの間、最も好ましくは150nmから350nm、有利には170nmから350nmの間である。
【0089】
コアシェル衝撃調整剤は、乳化重合によって調製することができる。例えば、適切な方法は、コアおよびシェルが2つの連続する乳化重合段階で製造される2段階の重合技術である。より多くのシェルがある場合は、別の乳化重合段階が続く。グラフトコポリマーは、ブタジエンベースのゴムポリマーを含むラテックスの存在下で、少なくとも芳香族ビニル、アルキルメタクリレートまたはアルキルアクリレートを含むモノマーまたはモノマー混合物をグラフト重合することによって得られる。このようなコアシェル衝撃調整剤の製造方法に関する詳細については、’036および’314の特許を参照。このようなコアシェル衝撃調整剤の市販の例は、Arkema Inc.,Cary,NCからCLEARSTRENGTHの商品名で市販されている。Arkemaは、CLEARSTRENGTH XT100を、たとえば、さまざまなモノマーと相溶性があり、ほとんどの液体樹脂系で容易に分散でき、広範囲の使用温度にわたって、強化効果を提供しながら、粘度への影響を制限するメタクリル酸メチル-ブタジエン-スチレンコアシェル強化剤として説明している。
【0090】
コアシェル衝撃調整剤は、パートAまたはパートBのいずれかまたは両方に存在してもよい。コアシェル衝撃調整剤は、約2重量パーセントから約20重量パーセントの量でパートAまたはパートBのいずれかまたは両方に存在する必要がある。
【0091】
上述のように、添加剤は、パートAまたはパートB組成物のいずれかまたは両方に含まれて、様々な性能特性に影響を与えることができる。
【0092】
使用が考えられる充填剤には、例えば、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、ダイヤモンド、グラファイト、酸化ベリリウム、マグネシア、ヒュームドシリカまたは溶融シリカなどのシリカ、アルミナ、過フッ素化炭化水素ポリマー(すなわち、TEFLON(登録商標))、熱可塑性ポリマー、熱可塑性エラストマー、マイカ、ガラス粉末などが含まれる。好ましくは、これらの充填剤の粒子サイズは、約20ミクロン以下であろう。
【0093】
シリカに関し、シリカはナノ粒子サイズに平均粒子径を有してもよく、つまり、10-9メートルのオーダーの平均粒子径を有する。シリカナノ粒子はエポキシ樹脂に事前に分散させることができ、Nanoresins、Germanyから商品名NANOPOCRYLで入手可能なものから選択することができる。NANOCRYLは、シリカナノ粒子強化(メタ)アクリレートの製品ファミリーの商品名である。シリカ相は、直径50nm未満で、粒度分布が非常に狭い、表面修飾された合成SiO2ナノスフェアで構成されている。SiO2ナノスフェアは、(メタ)アクリレートマトリックス中の凝集物を含まない分散液であり、最大50重量%のシリカを含む樹脂の粘度が低くなる。
【0094】
シリカ成分は、組成物の総重量に基づいて、約1~約60重量パーセント、例えば、約3~約30重量パーセント、望ましくは約5~約20重量パーセントの範囲の量で存在するべきである。
【0095】
増粘剤も有用である。
【0096】
安定剤および阻害剤を使用して、過酸化物の早期分解を制御および重合を防止することもできる。阻害剤は、ハイドロキノン、ベンゾキノン、ナフトキノン、フェナントロキノン、アントラキノン、およびそれらの置換化合物から選択することができる。2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノールなどの様々なフェノールも阻害剤として使用することができる。阻害剤は、重合性接着剤組成物の硬化速度に悪影響を与えることなく、全組成物の約0.1重量パーセント~約1.0重量パーセントの量で使用することができる。
【0097】
実際には、パートAおよびパートBの組成物のそれぞれは、使用前にデバイス内の別個の封じ込め容器に収容され、使用時、2パートは、容器から現れ、混合されて基板表面に適用される。容器は、デュアルチャンバーカートリッジのチャンバーであり得、そこでは、別個のパートが、プランジャーを備えたチャンバーを通って、オリフィス(共通のものまたは隣接するものであり得る)を通り、次に混合ディスペンスノズルを通って進められる。または、容器は、同軸または並んだパウチであり得、これは、切断または引き裂かれ、その内容物が混合され、基板表面に適用され得る。
【0098】
本発明の組成物は、約1mm間隔で配置された2つの基板の間に配置され、反応生成物に硬化された場合、約40ジュールを超える落下衝撃強度を示す。
【0099】
本発明の組成物は、反応生成物に硬化した場合、0mm間隔の関係で一緒に結合した基板よりも1mm間隔の関係で一緒に結合した基板に対してより大きな落下衝撃強度を示す。
【0100】
本発明は、以下の実施例を検討することにより、より容易に理解されるであろう。
【実施例】
【0101】
ECAへの言及は、エチル-2-シアノアクリレートを意味する。
【0102】
表1を参照して、制御目的で接着剤系を調製した。パートAは、LEVAPREN900、t-BPBおよび三フッ化ホウ素/メタンスルホン酸の組み合わせと混合されたECAを含み、パートBは、(メタ)アクリレート成分としてアクリル化ウレタンエステル、HPMA、およびCN2003EUの組み合わせを含み、これに前述の水和塩化銅と充填剤パッケージを添加した。
【0103】
【0104】
【0105】
lA-lB系を混合し、オーバーラップしたオフセット部分の基板間に配置された接着剤系でオーバーラップしたオフセット方法で接合された記載した基板を有するグリットブラスト軟鋼重ねせん断に0mmギャップ構成および1mmギャップ構成で分配した。基板は、0.120±0.005インチの厚みだった。
【0106】
上記のように、1A-2B、1A-3B、1A-4B、および1A-5B系を混合し、オーバーラップしたオフセット部分で基板間に配置された接着剤系を使用してオーバーラップしたオフセット方法で接合した上記の基板を有するグリットブラスト処理した軟鋼重ねせん断に、0mmギャップ構成および1mmギャップ構成で分配した。基板の厚さは0.120±0.005インチだった。
【0107】
以下の表2に、これらの系の落下衝撃強度性能を記録する。
【表3】
【0108】
1A-1B系は、表2に記録されているように、平均5回の繰り返しに基づいて、0mmギャップで14.1ジュールおよび1mmギャップで44.6ジュールの落下衝撃靭性性能を示した。この観察結果は、結合した基板の間に1mmのギャップが導入されると、3倍より大きい強度の増加と相関している。残りの系は完全に適度な性能を示し、他の1つだけが間隔を空けた構成で改善を示した。(
図1を参照)
【国際調査報告】