JPH01113476A - エポキシ系接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はエポキシ系接着剤組成物に関するものである
。

（従来の技術） 近年、自動車工業、電気工業などで熱硬化型のエポキシ
系接着剤が多用されている。この中でも構造部位に使用
される構造用接着剤、特に１液熱硬化型の接着剤につい
てはエポキシ樹脂にポリアミド樹脂、アクリロニトリル
・ブタジェンゴム（ＮＢＲ）系の液状ゴムなどを第２成
分の樹脂として配合することによりエポキシ樹脂の脆さ
を改善し、接着力や耐久性を向上させる努力がなされて
いる。

これはエポキシ樹脂のマトリックスに、混合した第２成
分の樹脂やゴムを島状に分散させることにより、この島
状部で応力を吸収して接着剤の特性が向上すると考えら
れている（接着　１９８４年２８巻９号９〜１１頁　高
分子刊行会発行）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のエポキシ系の接着剤においてはプ
レゲル性（１００〜２００°Ｃ程度の温度範囲で短時間
加熱でゾルからゲルに変化する性質）を出すために、液
状エポキシ樹脂に粉末アクリル樹脂を混合し、触媒型の
硬化剤を用いるという手法をとっていたため、この方法
では、充分な接着強度が得られないという問題があった
。

（問題点を解決するための手段） この発明は上述した従来の問題点に着目してなされたも
ので本発明者らは構造用接着剤開発のためエポキシ樹脂
の強イヒについて鋭意検討した結果、従来知られていな
い新たなエポキシ樹脂の強化方法を見出した。即ち液状
のエポキシ樹脂１００重量部に０．２重量％以上のエポ
キシ基を含有する粉末状のアクリル樹脂を５〜１００重
量部及び硬化剤として二塩基酸ジヒドラジド系化合物を
必須の成分として用いることにより優れた接着性を有す
るプレゲル型接着剤組成物が得られることが判明し、本
発明に到った。

以下に本発明についてさらに詳しく説明する。

本発明で使用するエポキシ樹脂は、１分子中に１個以上
のエポキシ基を有する液状樹脂であれば何でもよく、固
体のエポキシ樹脂でも液体エポキシ樹脂に溶解して使用
することができる。その例としては、通常のビスフェノ
ールＡとエピクロルヒドリンの反応物、ビスフェノール
Ｆとエピクロルヒドリンの反応物の如きジグリシジルエ
ーテル、脂肪族のジグリシジルエーテル、脂環式エポキ
サイド、フタル酸誘導体とエピクロルヒドリンの反応物
の如きジグリシジルエステル、ヒダントイン系エポキシ
樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型
エポキシ樹脂などがあげられ、単体で又は２種以上を混
合して使用することができる。

次に本接着剤組成物に用いる粉末状のエポキシ基含有ア
クリル樹脂について説明する。

該エポキシ基含有アクリル樹脂は粉末状反応性重合体で
、少なくともエポキシ基を重合体に対し０．２重量％以
上含有する微粉末状の（メタ）アクリレート系重合体（
以下、エポキシ基含有共重合体という）である。エポキ
シ基を重合体に導入するにはエポキシ基含有単量体又は
重合体を、（メタ）アクリレート単量体又は重合体に対
し共重合、グラフト重合、後処理、混合など公知のいず
れの方法をもってもなしうる。

エポキシ基を導入するためのエポキシ基含有単量体又は
、重合体の例としては、アリルグリシジルエーテル、グ
リシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グ
リシジル−ｐ−ビニルベンゾエート、メチルグリシジル
イタコネート、グリシジルエチルマレート、グリシジル
ビニルスルホネート、グリシジル（メタ）アリルスルホ
ネートなどの不飽和酸のグリシジルエステル類、ブタジ
ェンモノオキサイド、ビニルシクロヘキセンモノオキサ
イド、２−メチル−５，６−エポキシヘキセンなどのエ
ポキシオレフ゛イン類などの単量体又はそれらを重合し
てなる重合体があげられる。特にアリルグリシジルエー
テル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレ
ートが好ましい。

（メタ）アクリレート系重合体を構成する単量体として
は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ス
テアリルメタクリレートなどのアルキルメタクリレート
、メチルアクリレート、ブチルアクリレートなどのアル
キルアクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレー
トなどのアルキルグリコール（メタ）アクリレート、ア
ルキレングリコールモノ（メタ）アクリレートなどがあ
げられる。好ましい（メタ）アクリレートはメチルメタ
クリレートである。

エポキシ基含有重合体を共重合で得る方法について説明
する。エポキシ基含有単量体群より選んだ少なくとも一
種と、（メタ）アクリレート単量体群より選んだ少なく
とも一種の単量体を必要に応じてその他の単量体と共に
、媒体中で共重合させ、しかるのちに媒体と分離し乾燥
させて得られる。

グラフト重合で得る方法の例としては、一方の単量体を
予め重合しておきしかるのちに他方の単量体を添加し重
合させることによって得られる。

予め異なった比率の単量体混合物の２種以上を順次重合
していくことも可能である。

後処理で得る方法の例としては、（メタ）アクリレート
重合体に、エポキシ基含有単量体を接触させ、付加させ
ることによって得られる。

混合で得る方法の例としては、エポキシ基含有単量体を
重合してなる重合体と（メタ）アクリレート重合体を、
分散媒中で混合して得られる。

エポキシ基を含有させる方法は限定されず、エポキシ基
含有重合体当り、０．２重量％以上のエポキシ基を含有
していればよい。

エポキシ基が０．２重量％未満では接着性が悪くなる。

該重合体は、粒径が微細であることが必要であり、平均
粒径が、５０μ以下好ましくは、０．１〜５μであるこ
とが望ましい。平均粒径が大きすぎる場合には、接着剤
組成物としたとき硬化性が劣り、又硬化物がもろい性状
を示す、細かすぎる場合には粉体性が悪く、生産及び混
合時に支障をきたす。好ましい基本粒径のエポキシ基含
有重合体を得るには乳化重合、乳懸濁重合、懸濁重合が
賞月される。重合反応後、水との分離には、噴霧乾燥、
流動床乾燥、凝固脱水乾燥などが好ましく用いられる。

基本平均粒径が、５０μ以下であれば、粉体性を改善す
るために、弱い凝集状態を呈し、見掛は上の粒径が粗大
化されていてもよい。該エポキシ基含有重合体の分子量
は高い方が望ましく、平均分子量として３０万以上であ
ることが望ましい。

これよりも分子量が低い場合には、接着剤組成物とした
ときに、接着剤としての性能、すなわち引張せん断強度
やＴ字剥離強度などの性能が低下する傾向がみられる。

該エポキシ基含有重合体は、液状エポキシ樹脂１００重
量部に対し、５〜１００重量部の範囲で使用できる。よ
り好ましくは、１０〜７０重量部で使用できる。該エポ
キシ基含有重合体の使用量が、５重量部より少ないとき
は、アクリル樹脂の配合効果がみられず、１００重量部
より多くなると接着性能が低下する傾向がみられる。

本発明では必須の硬化剤として二塩基酸ジヒドラジド系
化合物を使用する。従来、−波型のエポキシ系接着剤で
はジシアンジアミドやイミダゾール系のような触媒型の
硬化剤が使用されている。

ここで触媒型というのは以下の理由による。ジシアンジ
アミドを例にとると、ジシアンジアミドの活性水素当量
から計算したビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキ
シ当量１９０）への配合量は１１．１ｐｈｒであるが、
実用配合はこれ以下の４〜１０ｐｈｒで充分である。こ
れは反応時にジシアンジアミドが分解しエポキシ樹脂の
自己重合を起こしていると考えられる（高分子加工　１
９７７年３月号１７頁高分子化学刊行会発行）。

ところが、実施例に示すようにエポキシ基を含むアクリ
ル樹脂にたいしてはこのような触媒型の硬化剤は反応性
が低いことがわかる。すなわち、液状のエポキシ樹脂に
エポキシ基を含有するアクリル樹脂を混合してジシアン
ジアミドで硬化させても接着強度が低下する。これに対
し、硬化剤として二塩基酸ジヒドラジド系化合物を用い
るとエポキシ基含有アクリル樹脂の配合効果が極めて効
果的に現われてくることがわかる。

硬化剤として用いる二塩基酸ジヒドラジド系化合物には
以下の様な物があり工業的に容易に入手できる。すなわ
ち、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラ゛シト
、イソフタル酸ジヒドラジド、ｐ−オキシ安息香酸ジヒ
ドラジド、サリチル酸ジヒドラジドなどがある。これら
硬化剤は一般にエポキシ基と二塩基酸ジヒドラジドが有
する活性水素と基本的に１：１で反応するため、二塩基
酸ジヒドラジド系化合物のみを硬化剤として用いる時は
、主剤のエポキシ樹脂とこれに混合するエポキシ基含有
アクリル樹脂のエポキシ当量を考慮して当量配合するの
が基本となる。一方、ジシアンジアミド、イミダゾール
系のような触媒型の硬化剤を併用する時は実施例に示す
ように必ずしも当量は必要ない。これは前述の触媒型硬
化剤は液状エポキシ樹脂と優先的に反応し、−本発明に
用いるアクリル樹脂のエポキシ基とは反応性が劣るため
であると考えられる。従って、アクリル樹脂が含有する
エポキシ基相当量の二塩基酸ジヒドラジドを使用すれば
良い。

その他硬化剤として上記二塩基酸ジヒドラジドを主に、
更に硬化時間を短縮する場合には硬化促進剤を併用する
こともできる。硬化促進剤としてはＮ、Ｎ’−ジアルキ
ル尿素誘導体、アルキルアミノフェノール誘導体が使用
できる。これらの硬化促進剤は、使用するエポキシ樹脂
当量、硬化条件により、適宜組成物中に配合されるが、
通常エポキシ樹脂１００重量部に対し０．１〜１５重量
部が望ましい。

さらに必須の成分ではないが粘度調整剤や充填剤、顔料
、可塑剤なども用途に応じて配合することができる。

粘度調整剤としては、無水ケイ酸、含水ケイ酸、アスベ
スト、微粒炭酸カルシウム、ベントナイトなどの増粘剤
、モノエポキサイドなどの反応性希釈剤が必要に応じて
通常の用途同様に使用できる。

充填剤としては、炭酸カルシウム、タルク、クレーなど
を通常の用法に準じて添加することができる。

顔料としてカーボンなどの着色剤が、通常の用途同様に
使用できる。

接着剤の硬化後の可撓性を付与するためにフタル酸エス
テル、リン酸エステルなどの可塑剤を添加することもで
きる。可塑剤は、多量に用いると、接着力の低下や、ブ
リードをおこすので、エポキシ樹脂と相溶性のあるもの
が好ましく、使用量は、エポキシ樹脂１００重量部に対
し、０〜８０重量部の範囲が適当である。

エポキシ基含有重合体をエポキシ樹脂に混合する方法と
しては、通常の混合機を用いて行うことができる。例え
ば、ニーグー、ヘンシェルミキサー、デイスパー、プラ
ネタリウム混合機などが使用できる。更になめらかなペ
ースト状とするためにインクロール、３本ロールで粉砕
細粒化することもできる。混合されたエポキシ樹脂系接
着剤組成物は、通常の方法、例えば、スプレー、シーラ
ーガン、ハケ塗り等の方法で接着すべき基板の上に塗布
される。基板は、一般には、金属であり、防錆油が付着
していても、本組成物であれば、本硬化後、接着性を阻
害することはない。

（実施例） 以下に実施例および比較例により本発明を説明する。

エポキシ基を含む粉末状のアクリル樹脂は表１に示すよ
うにメチルメタクリレート（ＭＭＡ）　、グリシジルメ
タクリレ−）　（ＧＭＡ）およびアリグリシジルエーテ
ル（ＡＧｌｌｔ）を組合せた組成のものを使用した。こ
れらアクリル樹脂は例えばグリシジルメタクリレート（
ＧＭＡ）　　５重量部、メチルメタクリレート（ＨＭＡ
）　９５重量部を乳化重合し、しかるのち噴霧乾燥する
ことにより得られ、基本粒径は約１．０μ、平均分子量
は約１５０万であった。

表１ 実施例に使用した粉末状アクリル樹脂 アクリルＡ　　ＭＭＡ　：　ＧＭＡ±９５：５　　　２
．１アクリルＢ　　ＨＭＡ：　ＧＭＡ＝９０　：　１０
　　　３．２アクリルＣＨＭＡ：　ＡＧＥ＝９５　：　
５　　　２．２アクリルＤ　　ＭＭＡ：ＧＭＡ＝９９：
１　　　０．４裏庭■土二川 液状エポキシ樹脂エピコート４８２Ｂ　　（エポキシ当
量的１９０、油化シェルエポキシ■製）１００重量部に
表２に示す配合に従いエポキシ基含有粉末アクリル樹脂
Ａ−Ｄ、硬化剤として二塩基酸ジヒドラジドを単独又は
ジシアンジアミドと併用で配合し、三本ロールで混練り
して接着剤組成物を得た。

これを脱脂した軟鋼板に塗布して引張せん断試験片、Ｔ
字剥離型試験片をＪＩＳ　Ｋ　６８５０、ＪＩＳ　Ｋ　
６８５４に基づき作製し、１８０℃、３０分で硬化させ
接着強度および１字剥離力を求めた。

此ｌ」［Ｌヱｌ 実施例と同様に表３に従って各種材料を配合し接着剤組
成物を作製しそれぞれの接着強度およびＴ字剥離力を求
めた。

その結果、いずれも実施例に比べ接着強度が低下してい
ることが判明した。

（発明の効果） 以上説明してきたように液状のエポキシ樹脂とエポキシ
基を０．２重量％以上含有するアクリル樹脂を混合した
エポキシ系組成物に二塩基酸ジヒドラジドを硬化剤とし
て使用することにより極めて接着性に優れたプレゲル型
接着剤組成物が得られることが判明した。・本発明の接
着剤は１００〜２００°Ｃ程度の温度範囲での一短時間
加熱でゾルからゲルに変化するため、接着強度に優れた
予備加熱型の接着剤として用いられる。

特許出願人　　日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、分子内に１個以上のエポキシ基を含有する液状のエ
   ポキシ樹脂１００重量部に対し、エポキシ基含有量が０
   ．２重量％以上である粉末状のアクリル樹脂を５〜１０
   ０重量部、硬化剤として二塩基酸ジヒドラジド系化合物
   を含むことを特徴とするエポキシ系接着剤組成物。