JP4286172B2 - 接着性組成物 - Google Patents
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Description
このような外装材は、金属或いは木材などからなる下地材の表面にビス・金具、もしくはビス・金具と接着剤とを併用するなどして取り付けられるが、目地部には接着性のあるシーリング材、充填剤が充填されたり、接着層にはシリコーン系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤などが使用されている。
これらの中でもシリコ−ン系、変成シリコ−ン系のシーリング材、充填剤は、各種被着体に対する接着性、可とう性、変位追従性、耐水性などがあるため好んで使用されている。
しかしながら、シーリング材、充填剤などとして使用された場合、それらの施工された表面が外気に長期間露出すると、次第に劣化して変色したり、或いは劣化によって変位追従性が低下してクラックが発生したり、ついにはクラックが進行してシーリング材、充填剤などが施工箇所から脱落し、目地部から漏水するなどの問題が発生している。
しかし、これまでに使用されてきた接着剤では、これら性能については、未だ満足できるものではなかった。
耐候性を高める手段として、特開2001−271057号のように紫外線吸収剤を添加する方法、特開平11−71547号のように耐候性のあるアクリル樹脂を混合する方法、特開2000−204345号のようにポリサルファイドポリエーテル共重合体を併用する方法、などが提案されている。
しかしながら、なお、耐候性については十分な性能がえられない、コストアップになる、雨水により紫外線吸収剤、老化防止剤などが流失して劣化が早まるなどの問題が残されている。
しかも、屋外に露出していても耐候性に優れるため変色したり、劣化するなどの問題が生じない。
また、脱水剤が配合された配合では、変成シリコーン樹脂の吸湿により反応を抑制することができることから、貯蔵安定性に優れ使用残りが硬化するなどの問題がなくなり、施工管理が簡便になる。
本発明になる接着性組成物は変成シリコ−ン樹脂100重量部、もしくは変成シリコーン樹脂100重量部に対して50重量部以下のエポキシ樹脂が配合された樹脂100重量部からなる樹脂成分に、粘度調整剤50〜100重量部、CBP5〜15重量部、充填材200〜400重量部並びに硬化触媒などが配合されたものからなる。
また、加水分解性ケイ素官能基としてはメトキシシリル基が反応性、反応後の物性の点から好ましい。
なお、重合体としての数平均分子量は4000〜30000のものが好ましく、特に数平均分子量が10000〜30000のものが凝集力の点から適している。
該変成シリコ−ン樹脂の具体例を例示すると、例えば鐘淵化学工業株式会社製の商品名「EST−250」、「SAX−770」、「SAT200」、「SAT430」、「MSポリマーS203」、「MSポリマーS303」、旭硝子株式会社製の「エクセスター3620」、「エクセスター3430」、「エクセスター2420」、「エクセスター2410」などが挙げられ、 これらは、単独若しくは併用して使用することができる。
該ケチミン類は、1分子中に2つ以上のアミノ基を持つアミン化合物とケトン化合物との脱水縮合反応物であり、分子内の窒素の塩基性が弱いために水分のない状態では、エポキシ樹脂とは殆ど反応しないものの、空気中の水分と容易に反応するなど反応性が高いため、吸湿すると一級アミンが容易に生成してエポキシ樹脂と反応が進行する特徴があり、吸湿しないかぎり硬化が進行しない利点がある。
この特徴が生かされて一液タイプエポキシ樹脂に利用できるもので、具体例として、ポリオキシプロピレンジアミンとメチルイソブチルケトンとを脱水反応したもの、ポリオキシプロピレントリアミンとメチルイソブチルケトンとを脱水反応したもの、ポリオキシアルキレンジアミンとメチルイソブチルケトンとを脱水反応したもの、ヘキサメチレンジアミンとメチルイソブチルケトンとを脱水反応したもの、などが挙げられる。
該粘度調整剤は樹脂成分100重量部に対して50〜100重量部の範囲で配合される。50重量部以下では接着性組成物の粘度が高くなりすぎて好ましくない。一方100重量部以上では粘着性が低くなることから、接着性組成物を下地に塗布し被着体を重ねたものを立て掛けた場合にズレが生じるなど問題がある。
該CBPとしては、ファーネスカーボンブラック微粉末、チャンネルカーボンブラック微粉末、サーマルカーボンブラック微粉末、アセチレンカーボンブラック微粉末、などが挙げられる。これらのなかでも平均粒子径が25nm以下、比表面積85m2/g以上のものが、その他のCBPより耐候性を向上させる効果が優れており使用に適している。
該CBPにより耐候性が向上する理由は、CBPは微粒子で、かつ比表面積が大きいために、紫外線吸収能があり、遮光性能が優れるためと推察される。
該CBPの配合割合は樹脂成分100重量部に対して5〜15重量部の範囲で使用されることが好ましい。5重量部以下では耐候性を向上させる上で顕著な効果が得られず、15重量部以上では被着体に対する密着性が低下して、引っ張り試験した際には、被着体表面から接着層が剥離する、いわゆる界面破壊状態となる現象が認められるため好ましくない。
このような充填剤は接着性組成物の仕上がりの硬さ、粘度、垂れ性、吐出性などを勘案して樹脂成分100重量部に対して200〜400重量部が配合される。
その具体例としてフェニルサリシレート、p−tert−ブチルフェニルサリシレート、p−オクチルフェニルサリシレートなどのサリチル酸系、2、4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンソフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシベンゾフェノン、2、2−ジヒドロキシ−4−4−ジメトキシベンゾフェノン、などのベンソフェノン系、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5―tert―ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、などのベンゾトリアゾール系、2−エチルヘキシル−2−シアノ−3、3−ジフェニルアクリレート、エチル−2−シアノ−3、3−ジフェニルアクリレート、などのシアノアクリレート系などが挙げられ、これらは樹脂成分100重量部に対して1〜10重量部が適宜配合される。
脱水剤の具体例として、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、フェニルメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、などのシラン系化合物、オルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、オルト酢酸メチル、オルト酢酸エチルなどの加水分解性エステル化合物が挙げられる。
防黴剤の配合により、接着性組成物が外装材の目地部など露出する箇所に施工された場合でも、長期間にわたり黴の発生を回避できる。
なお、表1〜3に示す配合の数値は何れも重量部を示す。
変成シリコ−ン樹脂としてMSポリマーS303(鐘淵化学工業株式会社製、以下 S303と略称する)、エポキシ樹脂としてエピコート828(シェル株式会社製、ビスフェノールA型エポキシ系、以下BPAEと略称する。)、粘度調整剤として、ジイソデシルフタレート(以下 DIDPと略称する)、ジイソノニルフタレート(以下DINPと略称する)、紫外線吸収剤としてチヌビン327(チバスペシャリティケミカル株式会社製、化学名ベンゾトリアゾール系、以下UVAと略称する)、光安定剤としてチヌビン770(チバスペシャリティケミカル株式会社製、化学名ヒンダードアミン系、以下HALSと略称する)、酸化防止剤としてIRGANOX1010(チバスペシャリティケミカル株式会社製、化学名ヒンダードフェノール系、以下1010と略称する。)、CBPとしてアサヒサーマルカーボン(旭カーボン社製、平均粒子径80nm、比表面積24m2/g、以下ACと略称する。)、サンブラツク605(旭カーボン社製、平均粒子径25nm、比表面積85m2/g、以下♯605と略称する)、チクソトロピー剤としてディスパロン6500(楠本化成株式会社製、アマイドワックス系、以下6500と略称する)、充填剤として炭酸カルシウム、ホワイトンSB(白石カルシウム、平均粒子径5μm、以下SBと略称する)、白艶化CCR(白石工業株式会社製、平均粒子径0.08μm、以下CCRと略称する)、ビニルシラン系脱水剤としてA−171(日本ユニカー株式会社製、以下 A−171と略称する)、カップリング剤としてエポキシシラン系カップリング剤A−187(日本ユニカー株式会社製、以下A187と略称する)、変成シリコーン樹脂の硬化触媒として錫系触媒SCAT−1(三共有機合成株式会社製、以下SCATと略称する)、エポキシ樹脂の硬化剤としてケチミンであるエポニツトK100(日東化成株式会社製、以下K100と略称する)を表1〜3の配合数値により配合して、実施例、比較例の接着性組成物を調製した。
前記のように、樹脂成分、粘度調整剤、CBP、充填剤、紫外線吸収剤などをプラネタリーミキサー中に所定量配合し、100℃程度まで加熱、50mmHg以下に減圧、撹拌しながら配合物中の水分値を500ppm以下としたのち、60℃以下に冷却し、カップリング剤、硬化触媒を配合、攪拌して実施例、比較例の接着性組成物を調製した。
性状値、耐候性、接着性能、ズレ抵抗性、皮膜物性の測定結果は表1〜3の通りであつた。
1.粘度 BS型粘度計(ローターNO7、10rpm)により23℃での粘度(単位Pa・s)
を測定する。
2.耐候性試験
平成12年10月3日に日本試験機工業会が制定したメタルハライド方式試験機であるダイプラメタルウェ
ザー(ダイプラウィンテス株式会社製 機種KU−R5、使用フィルター:KF−1/295〜780nm)
を使用して、鋼板表面に実施例、比較例の接着性組成物を2mm厚に塗布し、20℃恒温室で2日間硬化さ
せたのち、20℃、65RH%にて24時間養生した試験片を{L(4時間照射/照度75mW/cm2、6
3℃、50%RH)+30秒間水シャワー+D(4時間結露/30℃、95%RH)+30秒間水シャワー}
のサイクルを繰り返して各試験時間のメタリングウエザー試験を行い、外観変化を目視にて確認する。
3.接着力試験
被着材として厚み12mmの窯業系サイディング(旭硝子株式会社製、AG-WALL SWA−21)と厚み
9mm、縦40mm×横40mmの磁器タイル(ダントー株式会社MN−50/2T)を使用し、窯業系 サイジングの表面にセメントモルタルを5mmピッチにクシ目ゴテにて塗布したのち、磁器タイルを乗せ1
kgで30秒間荷重を負荷して接着したのち、23℃、50%RH雰囲気下にて7日間養生した標準試験体と、
更に60℃飽和水酸化カルシウム水溶液中に7日間浸漬し、次いで水にて洗浄後、23℃雰囲気下にて1日
水中に浸漬したアルカリ温水試験体とを、引っ張り試験器(インストロン万能試験機1185型)を使用し、
引っ張り速度3mm/分で平面引張り接着力(単位N/mm2)を測定した。
表1〜3の接着力の欄は、上段に接着強さ(単位N/mm2)、下段に破壊状態(cfは接着剤凝集破
壊、Bfはサイディング材料破壊、Afは接着剤界面剥離を表し、100%で全ての破壊状態をあらわす。
例30Cf/70Bfは30%凝集破壊、70%材料破壊を表す。)を表示する。
4.ズレ抵抗性 /中央部に基準線を引いたスレート板に5mmピッチの櫛目ゴテで実施例、比較例の接着性組成物を塗布したのち、厚み9mm、縦40mm×横40mmの磁器タイル(ダントー株式会社 MN−50/2T)の横方向の中心線を該基準線に合わせて貼り合せたものを、直ちに垂直に立て、24時間経過後の基準線から磁器タイルの中心線のズレ長さを測定する。ズレが5mm以下を○、5mm以上を×と評価する。
5.皮膜物性
ダンベルJISK7113(1995年版)に基づくダンベル2号形(厚さ2mm、全長115mm、標線
間距離25mm、平行部分の幅6mm)を使用し、引っ張り試験機のチャック間を50mmに固定し、引
っ張り速度100mm/分にて引張り、伸び率30%以上を○、30%未満を×と評価した。
Claims (1)
- 変成シリコーン樹脂100重量部、もしくは変成シリコーン樹脂100重量部に対して50重量部以下のエポキシ樹脂が配合された樹脂100重量部からなる樹脂成分に、平均粒子径が25nm以下であるカーボンブラック微粉末5〜15重量部、粘度調整剤50〜100重量部、充填剤200〜400重量部並びに硬化触媒を少なくとも含有することを特徴とする接着性組成物。
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