JP4394182B2

JP4394182B2 - プライマ―組成物及び接着方法

Info

Publication number: JP4394182B2
Application number: JP24519798A
Authority: JP
Inventors: 誠司堀; 健介椎名
Original assignee: Dow Corning Toray Co Ltd
Current assignee: DuPont Toray Specialty Materials KK
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2018-08-31
Also published as: JP2000073010A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプライマー組成物及び接着方法に関するものであり、さらに詳しくは室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物をガラス、金属等の各種基材に接着させためのプライマー組成物及び室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物の接着方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、室温硬化性ポリマー組成物としては数多くのものが提案されている。これらの中でも、室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物は、機械的特性、耐候性、耐熱性、耐汚染性を有するので注目されている（特公平４−６９６５９、特開平６−９３１４８、特開平１−１７０６５８号公報参照）。ところが、この種の室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物は、ガラス，金属等の各種基材に対する接着性に劣り、用途によっては使用できないという問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは上記問題点を解消するために鋭意検討した結果、特定のプライマー組成物を使用すれば、室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物と各種基材とを強固に接着一体化させることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明の目的は、広範な基材に対して室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物を接着させるためのプライマー組成物を提供することにあり、また、室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物を各種基材に接着させる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、
（Ａ）平均単位式
【化３】

（式中、Ｒ¹は１価炭化水素基（ただし、アルケニル基は除く）であり、Ｒ²は水素原子またはアルキル基であり、ａは０．８〜１．８であり、ｂは１分子中のケイ素原子結合水酸基またはケイ素原子結合アルコキシ基の数が１個以上になる値を示す。）で表わされるケイ素原子結合水酸基またはケイ素原子結合アルコキシ基を含有するオルガノポリシロキサン樹脂１００重量部、
（Ｂ）一般式
【化４】

（式中、Ｒ¹は前記と同じであり、Ｒ³は少なくとも１個のアミノ基を含有する１価炭化水素基であり、Ｘは加水分解可能な基を表わし、ｃは０または１の整数である。）で表わされる、アミノ基含有シランまたはその部分加水分解物２０〜４００重量部、
（Ｃ）有機チタン酸エステル類２０〜４００重量部、
および
（Ｄ）有機溶剤任意量
からなることを特徴とする、室温硬化性ポリイソブチレン組成物を各種基材に接着させるためのプライマー組成物に関する。
【０００５】
本発明に使用される（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン樹脂は、本発明のプライマー組成物の主体となる成分であり、本発明のプライマー組成物に接着性、特に耐水接着性を付与するためには１分子中に１個以上の水酸基またはアルコキシ基を有する必要がある。このような（Ａ）成分は上式中、Ｒ¹はメチル基，エチル基，プロピル基などのアルキル基；フエニル基，トリル基などのアリール基およびこれらの水素原子をハロゲン原子，シアノ原子などで置換したもので例示される置換もしくは非置換の１価炭化水素基（ただし、アルケニル基は含まない）を表わし、R²は水素原子またはメチル基，エチル基，プロピル基などで例示されるアルキル基を表わし、ａは平均０．８〜１．８であり、ｂは１分子中のケイ素原子に結合した水酸基またはアルコキシ基の数が１個以上、好ましくは３個以上になる値を示す。この水酸基またはアルコキシ基を含有するオルガノポリシロキサンは、通常、ケイ素原子１個当り０．８〜１．８個の１価炭化水素基を有するクロルシランまたはアルコキシシランのそれぞれ１種または２種以上の混合物を水または水と有機溶媒の混在下で加水分解し、副生する塩酸，アルコール等を除去することにより得られる。
【０００６】
本発明に使用される（Ｂ）成分のアミノ基含有シランまたはその部分加水分解物は、本発明のプライマー組成物に広範な基材に対する接着性を付与するものである。この（Ｂ）成分は上式中、Ｒ¹は前述したものと同じであり、Ｒ³は少なくとも１個のアミノ基を含有する１価炭化水素基であり、具体的にはアミノメチル基，β−アミノエチル基，γ−アミノプロピル基，γ−（２−アミノエチル）アミノプロピル基，γ−〔２−（２−アミノエチル）アミノエチル〕−アミノプロピル基などが例示される。Ｘは加水分解可能な基であり、具体的にはメトキシ基，エトキシ基などのアルコキシ基；ジアルキルアミノ基，ケトオキシム基，Ｎ,Ｎ−ジアルキルアミノキシ基などが例示される。本成分の具体例としては、アミノメチルトリメトキシシラン，アミノメチルトリエトキシシラン，γ−アミノプロピルトリメトキシシラン，γ−アミノプロピルトリエトキシシラン，γ−アミノプロピルトリ（メチルエチルケトオキシム）シラン，γ−アミノプロピルトリ（Ｎ,Ｎ−ジエチルアミノキシ）シラン，γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。また、これらシランの部分加水分解物も同様の効果を示すため使用可能である。この（Ｂ）成分の配合割合は（Ａ）成分１００重量部に対して２０〜４００重量部の範囲が適当である。
【０００７】
本発明に使用される（Ｃ）成分の有機チタン酸エステル類は、本発明のプライマー組成物を硬化させるための触媒として作用するとともに、本発明組成物に接着性を付与する働きをするものである。この成分（Ｃ）の具体例としては、テトライソプロピルチタネート，テトラノルマルブチルチタネート，テトラ（２−エチルヘキシル）チタネートおよびこれらの部分加水分解縮合物，ジイソプロピルチタンビスアセチルアセテート，ジイソプロピルチタンビスエチルアセトアセテートなどのチタンキレート化合物が挙げられる。本成分の配合割合は（Ａ）成分１００重量部に対して２０〜４００重量部の範囲が適当である。
【０００８】
本発明に使用される（Ｄ）成分の有機溶剤は、本発明のプライマー組成物を溶解させ、本発明組成物の各種基材に対する溶媒性を向上させるためのものであり、（Ａ）〜（Ｃ）成分に対する溶解性およびプライマーとしての塗布作業にあたっての濡れ性，蒸発性を考慮して選択される。このような有機溶剤の具体例としては、ベンゼン，トルエン，キシレン，ヘキサン，ヘプタン，トリクロロエチレン，パークロロエチレン，メタノール，エタノール，イソプロパノール，ブタノールなどが挙げられる。これらの有機溶剤は単独もしくは２種以上の混合溶剤として使用される。このような有機溶剤は（Ａ）〜（Ｃ）成分の混合物の粘度がプライマー組成物として十分使用できる粘度範囲である場合は必ずしも必要としないが、多くの場合本発明の組成物を溶解させ、プライマーとして実際の塗布作業に適した粘度と濃度に調製して使用されるのが有利であり、通常は（Ａ）成分１００重量部に対して１〜１０，０００重量部の範囲内で使用される。
【０００９】
本発明のプライマー組成物は前記した（Ａ）成分〜（Ｄ）成分を単に均一に混合するだけで容易に得られるが、さらにこれら以外に本発明の目的を妨げない範囲で、他のアルコキシ基含有シラン；ヒュームドシリカ，コロイダルシリカなどの無機充填剤；ベンガラ，酸化チタン，カーボンブラックなど従来公知の着色剤等を適宜配合することができる。
【００１０】
本発明のプライマー組成物で接着させる室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物とは、イソブチレン系モノマーを重合して得られるイソブチレン系重合体を主成分とし室温で硬化する組成物であればよく、その種類等は特に限定されない。かかるポリイソブチレン系重合体組成物としては、例えば次に示すような組成物がある。
▲１▼分子末端に少なくとも１個の下記一般式１で示される反応性基を有するイソブチレン系重合体を主成分とする室温硬化性組成物（特公平４−６９６５９号公報参照）。
一般式１
【化５】

（式中、Ｒ¹は水素原子、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基または炭素数７〜２０のアラルキル基、Ｒ²およびＲ³はいずれも炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数７〜２０のアラルキル基または（Ｒ）3ＳｉＯ^-(Ｒは炭素数１〜２０の１価の炭化水素基であり、同じであってもよく、異なっていてもよい)で示されるトリオルガノシロキシ基であり、同じであってもよく、異なっていてもよい、Ｘは水酸基または加水分解性基であり、２個以上結合するときは同じであってもよく、異なっていてもよい、ａは０，１，２または３，ｂは０，１または２，ｍは０または１〜１８の整数である。）
▲２▼下記一般式２で示されるケイ素原子結合水酸基または加水分解性基を有するイソブチレン系重合体とシラノール縮合触媒からなる室温硬化性組成物（特開平６−９３１４８号公報参照）。
一般式２
【化６】

（式中、Ｒ¹は水素原子、メチル基又はエチル基を示す。Ｒ²は炭素数１〜２０の２価の有機基、Ｒ³は水素原子または炭素数１〜１０の１価の有機基を示す。Ｙは反応性ケイ素基を示す。）
▲３▼末端または側鎖にアリル基を有するポリイソブチレン系重合体とケイ素原子結合水素原子含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンとヒドロシリル化反応用触媒からなるポリイソブチレン重合体組成物
[Polymer Bulletin, 18, 463 (1987) 参照]。
【００１１】
本発明のプライマー組成物を使用して以上のような室温硬化性イソブチレン系重合体組成物を各種基材に接着させるには、まず、各種基材表面に本発明のプライマー組成物を塗布して乾燥させた後、このプライマー塗布面に室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物を接触させ硬化させればよい。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。尚、以下の実施例において部は重量部を表わし、Ｍｅはメチル基を表す。
【００１３】
【実施例１】
(ＣＨ₃)₂ＳｉＯ_2/2単位４０モル％とＣＨ₃ＳｉＯ_3/2単位６０モル％から構成され、水酸基含有量が１重量％であるメチルポリシロキサン樹脂の５０重量％キシレン溶液、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン,メチルトリメトキシシラン、テトラブトキシシラン、ノルマルヘキサンを混合して表１に示す組成のプライマー組成物１、プライマー組成物２およびプライマ−組成物３を調製した。これらのプライマー組成物をフロート板ガラス（日本テストパネル工業(株)製）とアルミニウム板（ＪＩＳＨ４０００Ａ６０６３Ｓ日本テストパネル工業(株)製）にそれぞれ塗布し、室温にて３０分間放置して風乾した。次に、このプライマー塗布面上に室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物を塗布して温度２０℃、湿度５０％の条件下で７日間放置した後，５０℃、湿度５０％の条件下で７日間養生して硬化させた。ここで、室温硬化性ポリイソブチレン重合体組成物は、分子鎖両末端に-Ｓｉ(ＣＨ₃)(ＯＣＨ₃)₂基を有するイソブチレン重合体１００部、水０．５部、トルエン５０部を均一に混合して得られた組成物であった。得られた試験体の引張接着性をＪＩＳＡ５７５８建築用シーリング材に準じて測定した。またこの試験体を５０℃温水に７日間浸せきさせた後、その引張接着性を上記と同様にして測定した。これらの結果をそれぞれ初期接着性，耐水接着性として第２表に示した。尚、これらの接着性の測定値は、凝集破壊（ポリイソブチレン重合体硬化物が破断した。）を○により、界面剥離（ポリイソブチレン重合体硬化物が破断せず、基材から剥離した。）をＸにより示した。
比較のため上記において、メチルポリシロキサンレジンを添加配合しなかった以外は上記と同様にして表１に示すプライマー組成物４を調製した。またN−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランを添加配合しなかった以外は上記と同様にして表１に示すプライマー組成物５を調製した。これらのプライマー組成物の特性を上記と同様に測定して、それらの測定結果を表２に併記した。
【００１４】
【表１】

【００１５】
【表２】

【００１６】
【発明の効果】
本発明のプライマー組成物は（Ａ）成分〜（Ｄ）成分からなり、特に（Ａ）成分の水酸基またはアルコキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂と（Ｂ）成分のアミノ基含有オルガノシランまたはその部分加水分解物と（Ｃ）成分の有機チタン酸エステル類を含有しているので、室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物を各種基材に強固に接着させることが可能であるという特徴を有する。

Claims

（Ａ）平均単位式

（式中、Ｒ¹は１価の炭化水素基（ただし、アルケニル基は除く）であり、Ｒ²は水素原子またはアルキル基であり、ａは０．８〜１．８であり、ｂは１分子中のケイ素原子結合水酸基またはケイ素原子結合アルコキシ基の数が１個以上になる値である。）で表わされるケイ素原子結合水酸基またはケイ素原子結合アルコキシ基を含有するオルガノポリシロキサン樹脂１００重量部、
（Ｂ）一般式

（式中、Ｒ¹は前記と同じであり、Ｒ³は少なくとも１個のアミノ基を含有する１価炭化水素基であり、Ｘは加水分解可能な基を表わし、ｃは０または１の整数である。）で表わされる、アミノ基含有オルガノシランまたはその部分加水分解物２０〜４００重量部、
（Ｃ）有機チタン酸エステル類２０〜４００重量部、
および
（Ｄ）有機溶剤任意量
からなることを特徴とする、室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物を各種基材に接着させるためのプライマー組成物。
請求項１のプライマー組成物を基材表面に塗布し乾燥させた後、室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物を接触させ硬化させることを特徴とする、室温硬化性ポリイソブチレン系重合体組成物を各種基材に接着させる方法。