JP2521261B2 - 熱可塑性プラスチックとシリコ―ンゴムの接着用接着剤 - Google Patents

熱可塑性プラスチックとシリコ―ンゴムの接着用接着剤

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JP2521261B2 JP61149643A JP14964386A JP2521261B2 JP 2521261 B2 JP2521261 B2 JP 2521261B2 JP 61149643 A JP61149643 A JP 61149643A JP 14964386 A JP14964386 A JP 14964386A JP 2521261 B2 JP2521261 B2 JP 2521261B2
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暁 長屋
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は熱可塑性プラスチックとシリコーンゴムとを
高い接合強度で接着することができる接着剤に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 近年、自動車や電気機器などの産業分野においては、
製品の高性能化に伴って、各種部品、特にゴム材料から
なる部品に対する耐熱性向上の要求が高まっている。こ
のためこの要求を満たすものとして、耐熱性が優れたシ
リコーンゴムが各種部品の材料として汎用されるに至っ
ている。一方、製造工程やメンテナンスなどの簡略化
や、製品を構成する各部品の信頼性の向上などの目的
で、複数の部品をできるだけ一体化して使用することが
望まれており、例えば、熱可塑性プラスチック部品とシ
リコーンゴムとを接合し、一体化して使用することが行
なわれている。
このような熱可塑性プラスチック部品とシリコーンゴ
ムの一体化手段として、従来よりプラスチック部品とゴ
ム部品を、ゴムパッキンやプラスチックの締具などで固
定する方法が行われている。しかしながらこのような従
来方法では、接合部分の形状および構造が複雑であった
り、大型化した場合は、接合方法が複雑化してしまい、
また接合強度も充分ではないために製品に組み込んだの
ちに接合した部品が分解することがあり、製品が不良に
なるという問題がある。
これらの問題点を解消する方法として、加硫シリコー
ンゴム表面にシランカップリング層を設け、その上にシ
リコーン/ポリオレフィン共重合体を形成したのち、該
加硫シリコーンゴムと熱可塑性プラスチック材とを溶融
・接着させる方法が提案されている(特開昭60-84335号
公報参照)。しかしながらこの方法によれば、シリコー
ンゴム表面にシランカップリング層を設ける工程が必須
であることから接合方法が複雑化し、また、プラスチッ
ク材とシリコーンゴムとの接合強度が必ずしも充分でな
いという問題がある。
[発明の目的] 本発明は上記の問題点を解消し、熱可塑性プラスチッ
ク材とシリコーンゴムとを簡単な操作で、かつ高い接合
強度で接着することができる接着剤に関する。
[発明の構成] 本発明の熱可塑性プラスチックとシリコーンゴムの接
着用接着剤は、 (A) エチレン−プロピレン系共重合体 100重量部; (B) ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中
に少なくとも2個有する平均重合度10〜10,000のポリオ
ルガノシロキサン (イ) 5〜500重量部であり、かつ (ロ)(i) 上記ポリオルガノシロキサンの配合重量
部数(イ)、と (ii) 該ポリオルガノシロキサン1分子中の有機基に
占めるアルケニル基のモル比率、 との積の値が0.1以上である、 の両方を満足させる配合量; (C) 有機過酸化物 0.1〜20重量部; からなることを特徴とする。
本発明で用いられる(A)成分の共重合体は、エチレ
ン単位およびプロピレン単位からなる共重合体である
が、組成物としての接着性を高める目的から非共役ジエ
ン単位を含む共重合体にすることもできる。この共重合
体においてエチレンとプロピレンの共重合比は特に制限
されないが、通常、加工性および加硫後の物理的性質か
ら、プロピレン単位が15〜50モル%のものを用いること
ができる。また非共役ジエンを共重合成分として用いる
場合は、例えばジシクロペンタジエン、エチリデンノル
ボーネンおよび1,4−ヘキサジエンなどを用いることが
できる。その使用量は、通常、非共役ジエンの導入によ
って共重合体中に存在する二重結合に起因するヨウ素価
によって表わすことができ、一般に共重合体のヨウ素価
が2〜30のものを用いることができる。
本発明に用いられる(B)成分のポリオルガノシロキ
サンは、ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中
に少なくとも2個有するもので、直鎖状でも分岐状であ
ってもよく、またこれらの混合物としても用いることが
できる。この場合のアルケニル基としては、例えば、ビ
ニル基、アリル基、1−ブテニル基および2−ヘキセニ
ル基などを挙げることができるが、これらの中でも合成
の容易さからビニル基が最も好ましい。また、ポリオル
ガノシロキサンの分子中においてケイ素原子に結合する
アルケニル基以外の有機基としては、例えば、メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ド
デシル基などのアルキル基;フェニル基などのアリール
基;β−フェニルエチル基、β−フェニルプロピル基の
ようなアラルキル基;を挙げることができ、さらにクロ
ロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基などの置
換炭化水素基も挙げることができる。これらの中でも、
合成の容易さ、および接着後において組成物が良好な物
理的性質を保持することができることからメチル基が好
ましく、またとくに優れた耐寒性が要求される場合に
は、アルケニル基以外の有機基のうち、5〜10モル%が
フェニル基であることが好ましい。ポリオルガノシロキ
サンの分子末端はトリメチルシリル基、ジメチルビニル
シリル基およびメチルビニルフェニル基などのトリオル
ガノシリル基で封鎖されていてもよく、ケイ素原子に結
合した水酸基、メトキシ基およびエトキシ基などが存在
していてもよい。
このポリオルガノシロキサンは平均重合度が10〜10,0
00、好ましくは3,000〜8,000である。平均重合度が10未
満の場合には、(A)成分との相溶性が悪く、また10,0
00を超える場合は均一に混合することが困難になる。
(B)成分の配合量は次記の2つの要件で規定され
る。すなわち、(イ)(A)成分100重量部に対する配
合量が5〜500重量部であり、かつ(ロ)(i)該配合
重量部数と、(ii)ポリオルガノシロキサン1分子中に
おける有機基中のアルケニル基のモル比率、すなわち次
式;アルケニル基のモル数/全有機基のモル数で得られ
るモル比率、との積の値が0.1以上となる量、の両方で
規定される量である。この場合の(ロ)で規定される積
の値は、例えば重合度の異なる2種のポリオルガノシロ
キサンの配合量がそれぞれa1およびa2であり(ただし、
a1+a2の値は5〜500重量部の範囲である)、その分子
中におけるアルケニル基のモル比率がそれぞれb1および
b2である場合には、次式;(a1×b1)+(a2×b2)で求
めることができる。この(B)成分を配合する場合は、
上記(イ)および(ロ)の要件を同時に充足するように
配合することが必要である。すなわち(B)成分の配合
量が5重量部未満であるか、上記積の値が0.1未満であ
る場合は、シリコーンゴム材料に対する接着性が悪く、
また500重量部を超える場合は、熱可塑性樹脂との接着
性が悪くなる。
本発明で用いられる(C)成分の有機過酸化物は、
(A)成分の共重合体を加硫させるとともに、(B)成
分のアルケニル基を含むポリジオルガノシロキサンと
(A)成分との間の共加硫ないし(B)成分の架橋を行
う働きをする。このような有機過酸化物としては、例え
ば、ジクミルペルオキシド、ジターシャリブチルペルオ
キシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ターシャリブチルペ
ルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ターシ
ャリブチル)ヘキシン、ジ(ターシャリブチルペルオキ
シ)ジイソプロピルベンゼンおよび1,1′−ジ(ターシ
ャリブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘ
キサンなどを挙げることができる。この(C)成分の配
合量は(A)成分の共重合体100重量部にたいして0.1〜
20重量部である。配合量が0.1重量部未満の場合は充分
な接着性を得ることができず、20重量部を越えて用いて
も効果がないばかりか、分解生成物の残存により、耐熱
性が低下する。この有機過酸化物は、容易に、かつ安全
に取扱うために、ポリジオルガノシロキサンとともに混
練してペースト状にしたり、炭酸カルシウムやモレキュ
ラーシーブのような粉体に吸着させて用いることもでき
る。
本発明の接着剤には、上記(A)〜(C)成分以外に
も、その接着強度を高める目的で補強性充填剤を配合す
ることができる。このような充填剤としては、例えば煙
霧質シリカ、湿式シリカ;前記シリカを環状ポリシロキ
サン、直鎖状ポリシロキサンおよびオルガノシラザンで
表面処理したもの;ならびにケイソウ土、粉砕石英;な
どを挙げることができるが、これらの中でも(A)およ
び(B)成分との混合のし易さや、組成物にたいする補
強効果の点から環状ポリシロキサン、直鎖状ポリシロキ
サンおよびオルガノシラザンから選ばれる少なくとも1
種でその表面を被覆した煙霧質シリカであり、その比表
面積が50m2/g以上であるものが好ましい。この補強性充
填剤の配合量は、(A)および(B)成分の合計量100
重量部に対して500重量部以下、好ましくは200重量部以
下である。配合量が500重量部を超える場合は、接着剤
中に均一に混合することが困難であり、かつ接着剤の接
着性が悪くなる。
また本発明の接着剤には、その実用時における塗布性
を向上させる目的で、トルエン、キシレン、n−ヘキサ
ン、n−ヘプタンおよび石油ベンジンなどの炭化水素;
1,1,1−トリクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素;
などを溶剤として配合することもできる。このような溶
剤の配合量は、(A)成分100重量部にたいして10,000
重量部以下である。さらに本発明の接着剤には必要に応
じて上記以外の充填剤;着色剤;導電性付与剤;トリメ
チロールプロパントリメタクリレート、エチレンジメタ
クリレート、トリアリルイソシアヌレート、ジベンゾイ
ルキノンジオキシムのような架橋助剤;難燃化剤;クロ
ルスルホン化ポリエチレンや塩素化ポリエチレンのよう
な塩素化重合体;などを添加することもできる。
本発明の接着剤の製造方法はとくに制限されるもので
はないが、通常は(A)〜(C)の各成分および必要に
応じて他の成分を、一般にゴム製造に用いられるバンバ
リーミキサー、ニーダー、インターミキサー、ロールな
どの混合機によって均一になるまで混合することにより
製造することができる。
本発明の接着剤を用いて熱可塑性樹脂とシリコーンゴ
ムを接着する場合は、例えば次の方法で行うことができ
る。すなわち、未硬化のシリコーンゴムの表面に本発明
の接着剤を塗布したのち、100〜450℃で10秒〜30秒間加
熱して硬化させ、次いで硬化したシリコーンゴムと熱可
塑性樹脂を該接着剤を介して溶圧着させるか、または硬
化したシリコーンゴム表面に該接着剤を塗布するか、も
しくは平板状に成形した該接着剤を載置したのち、上記
方法と同様にして溶圧着させる方法である。なお、いず
れの方法においても溶圧着は、通常100〜300℃で、0.1
〜10kgf/cm2の圧力で行うことができる。
本発明の接着剤は、例えばポリオレフィンやポリビニ
ル化合物などの熱可塑性樹脂とシリコーンゴムとの接着
に際して有用である。
[発明の実施例] 以下実施例を掲げ本発明をさらに詳述する。なお、実
施例中において、「部」は全て「重量部」を表す。
実施例1〜4および比較例1〜3 ヨウ素価12のエチレン−プロピレン−ジエン共重合体
(「A−1」と略記する。以下同様である。)、両末端
がトリメチルシリル基で閉塞され、残余がジメチルシロ
キサン単位92%およびメチルビニルシロキサン単位8%
からなり、平均重合度5,000のポリオルガノシロキサン
(B−1)ならびに炭酸カルシウムに吸着させた有効成
分40%のジクミルペルオキシド(C−1)を第1表に示
す配合比で、バンバリーミキサーで混合して実施例およ
び比較例の接着剤を得た。
このようにして得られた接着剤を、2本ロールによっ
て約1mmの厚さの平板状に成形したのち、該接着剤をポ
リプロピレンと硬化したシリコーンゴムの間に挟着し、
250℃で1kgf/cm2の圧力で保持して接合させた。その後
室温まで冷却したのち、50mm/分で剥離試験を行い、ポ
リプロピレンとシリコーンゴムの接着強度を測定し、お
よびその場合における該接着剤の凝集破壊率を測定し
た。結果を表に示す。
実施例5〜9 実施例1で用いた各成分以外に、25℃における粘度が
200cStのポリジメチルシロキサンおよびヘキサメチルジ
シラザンで表面処理されたいずれも比表面積200m2/gの
煙霧質シリカ(D−1およびD−2)を第2表に示す組
成で実施例1と同様にして接着剤を得、さらに接着性試
験を行い、凝集破壊率を測定した。結果を第2表に示
す。
実施例10〜12および比較例4,5 ヨウ素価6のエチレン−プロピレン−ジエン共重合体
(A−2)、両末端がトリメチルシリル基で閉塞され、
残余がジメチルシロキサン単位99.8%およびメチルビニ
ルシロキサン単位0.2%からなり、平均重合度6,000のポ
リオルガノシロキサン(B−2)、ジメチルシロキサン
単位95%、メチルフェニルシロキサン単位4%およびメ
チルビニルシロキシ単位1%からなり、平均重合度5,00
0のポリオルガノシロキサン(B−3)、2,5−ジ(ター
シャリブチルペルオキシ)ヘキサン(C−2)ならびに
(B−1)および(D−1)を第3表に示す組成で実施
例1と同様の方法によって実施例および比較例の接着剤
を製造し、さらに接着性試験を行い、凝集破壊率を測定
した。結果を第3表に示す。
実施例13〜15 実施例6で得た接着剤100重量部に、キシレンを第4
表に示す割合で配合し、実施例13〜15の接着剤を得た。
これらの接着剤を硬化したシリコーンゴム表面に約0.5m
m厚に塗布し、次いで200℃で20分間加熱して硬化させた
のち、実施例1と同様にして接着させたのち接着性試験
および凝集破壊率の測定を行った。結果を第4表に示
す。
上記の第1〜第4表に示す接着強度および凝集破壊率
の結果から明らかなように、本発明の接着剤は、ポリプ
ロピレンとシリコーンゴムとを強固に結合させることが
できた。
[発明の効果] 以上に説明したとおり本発明の接着剤は、熱可塑性樹
脂とシリコーンゴムとを簡単な操作で非常に強固に接着
することができる。このために従来のゴムパッキン等で
は困難であった複雑で、かつ大型化している接合部分の
接着をより簡便に、かつ強固に行うことができる。した
がって、熱可塑性樹脂とシリコーンゴムからなる部品の
一体化が従来以上に促進され、これにより部品の信頼性
の向上や、製造工程の簡略化を行うことができ、さらに
種々の分野への適用が可能となるものである。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A) エチレン−プロピレン系共重合体
    100重量部; (B) ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中
    に少なくとも2個有する平均重合度10〜10,000のポリオ
    ルガノシロキサン (イ) 5〜500重量部であり、かつ (ロ)(i) 上記ポリオルガノシロキサンの配合重量
    部数(イ)、と (ii) 該ポリオルガノシロキサン1分子中の有機基に
    占めるアルケニル基のモル比率、 との積の値が0.1以上である、 の両方を満足させる配合量; (C) 有機過酸化物 0.1〜20重量部; からなることを特徴とする熱可塑性プラスチックとシリ
    コーンゴムの接着用接着剤。
  2. 【請求項2】(A)が非共役ジエンを含む共重合体であ
    る特許請求の範囲第1項記載の接着剤。
  3. 【請求項3】(B)のアルケニル基がビニル基である特
    許請求の範囲第1項記載の接着剤。
  4. 【請求項4】(B)のアルケニル基以外の有機基がメチ
    ル基である特許請求の範囲第1項〜第3項のいずれか1
    項に記載の接着剤。
  5. 【請求項5】(B)の平均重合度が3,000〜8,000である
    特許請求の範囲第3項〜第4項のいずれか1項に記載の
    接着剤。
  6. 【請求項6】補強性充填剤を(A)と(B)の合計量10
    0重量部に対して500重量部以下含有する特許請求の範囲
    第1項記載の接着剤。
  7. 【請求項7】補強性充填剤が、環状ポリシロキサン、直
    鎖状ポリシロキサンおよびオルガノシラザンから選ばれ
    る少なくとも1種で処理された比表面積50m2/g以上の煙
    霧質シリカである特許請求の範囲第6項記載の接着剤。
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