JPH04325590A

JPH04325590A - エポキシ樹脂系接着剤組成物

Info

Publication number: JPH04325590A
Application number: JP12467291A
Authority: JP
Inventors: Toshitsugu Hosokawa; 敏嗣細川; Hiroshi Yamamoto; 拓山本; Takeshi Yamanaka; 剛山中; Koichi Hashimoto; 浩一橋本; Shiyuutou Murata; 秋桐村田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1991-04-25
Filing date: 1991-04-25
Publication date: 1992-11-13

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエポキシ樹脂系接着剤組
成物に関し、詳しくは短時間の加熱によりプレゲル化を
起こして仮止め接着機能を発揮し、そののち加熱硬化さ
せることによって、優れた接着力、耐熱接着力、耐水接
着力などの接着特性を発揮するエポキシ樹脂系接着剤組
成物を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、仮止め接着用にプレゲル化してそ
ののち熱硬化しうる熱硬化型の接着剤としては、例えば
***公開特許公報第２００２８８０号に、エポキシ樹脂
をベースポリマーとしてポリ塩化ビニルプラスチゾルを
添加した接着剤が開示されている。また、特開昭５６−
８２８６５号公報や特開昭６２−２５２４９１号公報、
特公平２−４８１９２号公報、特公平２−４８１９３号
公報に、ハロゲン元素を含まない熱可塑性樹脂であるポ
リビニルブチラールやポリビニルホルマール、ポリ（メ
タ）アクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリ
アクリロニトリル、酢酸セルロース、エチルセルロース
、ニトロセルロースなどをエポキシ樹脂に添加した接着
剤が開示されている。

【０００３】これらの接着剤を塗布した接合部材は、短
時間の加熱にてプレゲル化され仮止め接着状態となるの
で、接合部材の折り曲げ、切断、脱脂洗浄、酸処理など
を行なっても接着剤の脱落や飛散、作業場および処理液
の接着剤による汚染などが生じないという特徴を有する
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記接
着剤のうちポリ塩化ビニルを添加した接着剤は硬化時や
スポット溶接時などの高温条件下では、ポリ塩化ビニル
の分解時に生じるガスによって鋼板が腐食されることが
ある。また、ハロゲン元素を含まない熱可塑性樹脂を添
加した接着剤では添加量が増大すると接着力が低下した
り、添加する熱可塑性樹脂の性質によっては耐熱接着性
や耐水接着性などの特性が低下したりすることがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
記従来のエポキシ樹脂系接着剤が有する課題を解決し、
プレゲル化機能を有し、しかも加熱硬化後に接着力や耐
熱接着力、耐水接着力に優れた接着剤組成物を得るべく
検討を重ね、本発明を完成するに至った。

【０００６】即ち、本発明のエポキシ樹脂系接着剤組成
物は、（Ａ）常温で液状のエポキシ樹脂１００重量部、
（Ｂ）加熱硬化用硬化剤１〜８０重量部、（Ｃ）ガラス
転移温度が１２０℃以上であって、２００μｍ以下の平
均粒径を有する粉末状の芳香族系熱可塑性樹脂１０〜１
００重量部を含むことを特徴とする。

【０００７】本発明に用いる（Ａ）成分としてのエポキ
シ樹脂は常温で液状であれば、特に限定されないが、通
常２５℃で５〜５０万センチポイズの粘度を有するもの
である。また、重量平均分子量は２００〜１０００程度
の比較的低分子量のエポキシ樹脂を採用することが好ま
しく、エポキシ当量としては１００〜５００程度で、１
分子中に平均１．５個以上、好ましくは平均２個以上の
エポキシ基を有するものが好ましく採用される。用いる
エポキシ樹脂の具体例としては、グリシジル型やビスフ
ェノール型、ヘキサヒドロビスフェノール型、ノボラッ
ク型、ダイマー酸型などのエポキシ樹脂が挙げられ、こ
れらを単独で、もしくは２種類以上併用して用いること
ができる。なお、本発明のエポキシ樹脂系接着剤組成物
の有する特性を阻害せずに、また溶液粘度の極度の上昇
を伴わない範囲であれば、常温で固形状のエポキシ樹脂
を任意に混合することもできる。

【０００８】本発明の組成物における（Ｂ）成分として
の加熱硬化用硬化剤としては、通常エポキシ樹脂の硬化
剤を用いることができる。具体的にはジシアンジアミド
系、イミダゾール系、フェノール系、酸無水物系、酸ヒ
ドラジド系、フッ素化ホウ素化合物系、アミンイミド系
、アミン系などの硬化剤が挙げられ、これらは単独で、
もしくは２種類以上を併用して用いることができる。上
記硬化剤は前記（Ａ）成分であるエポキシ樹脂１００重
量部に対して１〜８０重量部、好ましくは３〜４０重量
部の範囲で添加、混合して用いる。添加量が１重量部に
満たない場合は、エポキシ樹脂の硬化が充分ではなくな
る恐れがあり、また、８０重量部を超えて添加すると、
未反応の官能基が多量に残存することになりスムーズに
架橋反応を行えないことがある。

【０００９】さらに、上記（Ｂ）成分だけでは硬化が充
分でなく、硬化温度を低くする必要があったり、硬化時
間が長くなる場合は、貯蔵安定性を損なわない範囲で通
常使用される硬化促進剤を添加することが好ましい。好
ましい硬化促進剤としては、例えばアルキル置換グアニ
ジン系、３−置換フェニル−１，１−ジメチル尿素系、
イミダゾール系、イミダゾリン系、三級アミン系、モノ
アミノピリジン系、アミンイミド系などの硬化促進剤が
挙げられる。好ましい添加量としては上記（Ａ）成分と
してのエポキシ樹脂１００重量部に対して２０重量部以
下、好ましくは１〜１０重量部の範囲で添加する。

【００１０】また、（Ｃ）成分として本発明の接着剤組
成物中に添加する熱可塑性樹脂は、２００μｍ以下、好
ましくは０．１〜３０μｍの範囲の平均粒径を有する粉
末状の芳香族系樹脂である。平均粒径が２００μｍを超
える粉末を用いると、プレゲル化速度が遅くなったり、
場合によっては保存中に組成物中に分散されている熱可
塑性樹脂の粉末が沈降して分離現象を起こすこともあり
、均一性に欠けるようになる。また、ポリメチルメタク
リレートやポリビニルブチラール、ポリビニルホルマー
ルの如き脂肪族系の熱可塑性樹脂を用いた場合は、硬化
樹脂の耐熱性が低下したり、仮止め接着力が不充分とな
るなどの理由から好ましくない。なお、本発明の粉末状
の熱可塑性樹脂は上記平均粒径の範囲内であれば、内部
充填型や中空型でもよく、また、単一粒子粉末でも複数
個の粒子が集合化した粉末であってもよい。

【００１１】さらに、本発明においてはこの熱可塑性樹
脂はエポキシ樹脂との相溶性や加熱時の完全溶解性もし
くは部分溶解性、耐熱接着特性の維持の点から、ガラス
転移温度（以下、Ｔｇという）が１２０℃以上のものを
採用する。

【００１２】このような熱可塑性樹脂としては、例えば
ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート
、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポ
リアリルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリエー
テルイミド、ポリフェニレンスルファイドなどが挙げら
れる。これらの樹脂のうちプレゲル化性や接着性などの
点からポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリ
レート、ポリカーボネート、ポリアリルスルホン、ポリ
エーテルイミドのうち少なくとも一種類を用いることが
好ましい。

【００１３】上記熱可塑性樹脂は前記（Ａ）成分として
のエポキシ樹脂１００重量部に対して１０〜１００重量
部、好ましくは１５〜８５重量部の範囲で配合する。配
合量が１０重量部に満たない場合は、短時間の加熱によ
って充分にプレゲル化できず、仮止め接着性が不充分と
なることがあり、一方、１００重量部を超えて配合する
と、エポキシ樹脂自体が有する加熱硬化性や接着特性な
どの機能に支障をきたすようになり、接着剤組成物の粘
度が上昇して塗布作業性が悪くなるので好ましくない。

【００１４】上記粉末状の芳香族系熱可塑性樹脂は例え
ば、下記の方法によって得ることができる。

【００１５】■ボールミル、ジェットミルなどを用いる
機械的粉砕法。 ■スプレードライ法。 ■ポリマーをガラス転移温度あるいは融点以上の高温で
溶媒に溶解したのち、冷却することによってポリマーを
晶出させる方法。 ■ポリマーを溶媒に溶解して得たポリマー溶液に、その
ポリマーの貧溶媒であってポリマーの溶媒と相溶性を有
する溶媒を添加混合してポリマーを析出させる方法。 ■ポリマーを溶媒に溶解して得たポリマー溶液を、その
ポリマーの貧溶媒であってポリマーの溶媒に非相溶性を
有する溶媒中に添加混合後、強く攪拌してエマルジョン
とし、そのエマルジョン中の溶媒を除去してポリマーを
取り出す方法。

【００１６】本発明のエポキシ樹脂系接着剤組成物は以
上のような構成からなるが、必要に応じてシリカ、クレ
ー、石膏、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、石英粉、ガ
ラス繊維、カオリン、マイカ、アルミナ、水和アルミナ
、水酸化アルミニウム、タルク、ドロマイト、ジルコン
、チタン化合物、モリブデン化合物、アンチモン化合物
などの各種充填剤、顔料、老化防止剤、その他任意の添
加剤成分を目的や用途に応じて適宜配合することができ
る。また、接合する部材にスポット溶接などで溶接する
ために、銅や亜鉛、ニッケル、カドミウム、ステンレス
、アルミニウム、銀など、好ましくは亜鉛、ニッケル、
ステンレス、アルミニウムの金属粉末を配合して、本発
明の組成物に導電性を付与することもできる。

【００１７】上記各成分を含む本発明の組成物は、ロー
ル、ミキサー、ヘンシェルミキサー、ボールミル、ニー
ダー、ディスパーなどを用いて、常温下で均一に分散、
混合して本発明の組成物を得ることができる。

【００１８】本発明のエポキシ樹脂系接着剤組成物は、
常温下では（Ｃ）成分である粉末状の熱可塑性樹脂は（
Ａ）成分である液状のエポキシ樹脂に不溶であるが、高
温条件下では液状のエポキシ樹脂中に熱可塑性樹脂が完
全に溶解もしくは一部溶解を始め、再び常温まで冷却し
た場合にプリプレグ状もしくは高粘度のパテ状となる。本発明におけるプレゲル化とはこのような状態を意味し
、通常この状態のものは非粘着性であって、指触で乾燥
状態の性質を有するものである。

【００１９】上記プレゲル化に必要とされる加熱条件は
、各成分の種類や配合量によって随時変化するが、通常
、１００℃で数分、１２０℃で１分前後が最適である。

【００２０】

【実施例】以下、本発明のエポキシ樹脂系接着剤組成物
を具体的に説明する。なお、以下、文中で部とあるのは
重量部を意味する。

【００２１】実施例１〜２および比較例１〜２ビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量約１９０、重量
平均分子量３８０、粘度１２５ポイズ（２５℃））１０
０部、ジシアンジアミド（硬化剤）１０部、３−（３，
４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素（硬化
促進剤）６部を混合釜にて常温で１時間混練し、３本ロ
ールを通してエポキシ樹脂組成物を得た。

【００２２】一方、ポリスルホン（商品名：ユーデルＰ
−３５００、アモコ社製、Ｔｇ１８９℃）を用い、上記
■の手法にて平均粒径約６μｍの球形微粒子状の樹脂を
得た。なお、得られた樹脂粒子の構造の走査型電子顕微
鏡写真を図１に示す。次いで、上記エポキシ樹脂組成物
と粒子状の樹脂を表１に示す割合にて混合して実施例１
〜２および比較例１〜２のエポキシ樹脂系接着剤組成物
を得た。

【００２３】実施例３〜４および比較例３実施例１にお
いて芳香族系熱可塑性樹脂としてポリエーテルスルホン
（商品名：ビクトレックス１００Ｐ、アイシーアイ社製
、Ｔｇ２２５℃）を用いた以外は、実施例１と同様にし
て平均粒径約８μｍの球形微粒子状の樹脂を得、これを
実施例１と同様に表２に示す割合にて混合して実施例３
〜４および比較例３のエポキシ樹脂系接着剤組成物を得
た。

【００２４】実施例５〜６および比較例４実施例１にお
いて芳香族系熱可塑性樹脂として非晶性ポリアリレート
（商品名：Ｕポリマー（Ｕ−１００）、ユニチカ社製、
Ｔｇ２０３℃）を用いた以外は、実施例１と同様にして
平均粒径約１０μｍの球形微粒子状の樹脂を得、これを
実施例１と同様に表３に示す割合にて混合して実施例５
〜６および比較例４のエポキシ樹脂系接着剤組成物を得
た。

【００２５】実施例７〜８および比較例５実施例１にお
いて芳香族系熱可塑性樹脂としてポリエーテルイミド（
商品名：ウルテム１０００、ジーイープラスチック社製
、Ｔｇ２１７℃）を用いた以外は、実施例１と同様にし
て平均粒径約１５μｍの球形微粒子状の樹脂を得、これ
を実施例１と同様に表４に示す割合にて混合して実施例
７〜８および比較例５のエポキシ樹脂系接着剤組成物を
得た。

【００２６】実施例９〜１０および比較例６実施例１に
おいて芳香族系熱可塑性樹脂としてポリアリルスルホン
（商品名：ラーデルＡ−１００、アモコ社製、Ｔｇ２２
０℃）を用いた以外は、実施例１と同様にして平均粒径
約８μｍの球形微粒子状の樹脂を得、これを実施例１と
同様に表５に示す割合にて混合して実施例９〜１０およ
び比較例６のエポキシ樹脂系接着剤組成物を得た。

【００２７】実施例１１〜１２および比較例７ビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量約１９０、重量
平均分子量３８０、粘度１２５ポイズ（２５℃））１０
０部、アジピン酸ジヒドラジド（硬化剤）１５部を混合
釜中にて常温で１時間混練し、さらに３本ロールを通し
てエポキシ樹脂組成物を得た。

【００２８】一方、ポリカーボネート（商品名：ノリル
レキサン、ジーイープラスチック社製、Ｔｇ１４５℃）
を用い、上記■の手法にて平均粒径約３μｍの球形微粒
子状の樹脂を得た。

【００２９】次いで、上記エポキシ樹脂組成物と粒子状
の樹脂を表６に示す割合にて混合して実施例１１〜１２
および比較例７のエポキシ樹脂系接着剤組成物を得た。

【００３０】比較例８実施例１において芳香族系熱可塑性樹脂としてフェノキ
シ樹脂（商品名：ＵＣＡＲフェノキシ樹脂ＰＫＨＨ、ユ
ニオンカーバイド社製、Ｔｇ１００℃）を用いた以外は
、実施例１と同様にして平均粒径約６μｍの球形微粒子
状の樹脂を得、これを実施例１と同様に表７に示す割合
にて混合して比較例８のエポキシ樹脂系接着剤組成物を
得た。

【００３１】比較例９実施例１において芳香族系熱可塑性樹脂の代わりにポリ
メチルメタクリレート樹脂（商品名：スミペック−Ｂ、
住友化学工業社製、Ｔｇ１０５℃）を用いた以外は、実
施例１と同様にして平均粒径約３μｍの球形微粒子状の
樹脂を得、これを実施例１と同様に表７に示す割合にて
混合して比較例９のエポキシ樹脂系接着剤組成物を得た
。

【００３２】比較例１０実施例１において芳香族系熱可塑性樹脂の代わりにポリ
ビニルブチラール樹脂（商品名：デンカブチラール、電
気化学工業社製、Ｔｇ８０℃）を用いた以外は、実施例
１と同様にして平均粒径約２０μｍの微粒子状の樹脂を
得、これを実施例１と同様に表７に示す割合にて混合し
て比較例１０のエポキシ樹脂系接着剤組成物を得た。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【表３】

【００３６】

【表４】

【００３７】

【表５】

【００３８】

【表６】

【００３９】

【表７】

【００４０】上記各実施例および比較例にて得たエポキ
シ樹脂系接着剤組成物の各特性を、下記に示す試験方法
に従って測定し、その結果を各表中に併記した。

【００４１】＜プレゲル化性＞各組成物を鉄板に厚さ３
ｍｍとなるように塗布し、１２０℃に保った熱風オーブ
ン中に３分間放置したのち、室温まで冷却し、この時の
プリプレグ表面のベタツキ度合いおよび鉄板からの再剥
離性を以下の基準にて判定した。 ○・・・指触乾燥状態であって、しかもシート状に剥離
が可能である。 △・・・ベタツキが残り、剥離時に一部残る。 ×・・・液状のまま、剥離不可能である。

【００４２】＜仮止め接着力＞各組成物を鋼板（ＳＰＣ
Ｃ−ＳＤ：１００×２５×１．６ｍｍ）に接着面積２５
×１２．５ｍｍ、層厚０．１２ｍｍで塗布し、１２０℃
×３分間の条件にて熱風オーブン中で仮止め接着し、試
験片を作製した。これらの試験片についてテンシロン引
張試験機を用いて、剪断接着力を測定した（引張速度５
ｍｍ／分、測定温度２０℃）。

【００４３】＜剪断接着力＞上記仮接着力の測定に準じ
て行った。但し、加熱条件を１５０℃×６０分とした。

【００４４】＜耐熱接着力＞上記接着力の測定に準じて
行った。但し、測定温度を８０℃、１２０℃、１５０℃
とし、２０℃における接着力に対する保持率（％）を耐
熱接着力とし、下記式によって算出した。保持率（％）＝（各測定温度での接着力）×１００　／
（２０℃における接着力）

【００４５】＜耐水接着力＞上記接着力の測定に準じて
試験片を作製して４０℃の温水中に２週間浸漬後の接着
力を測定し、初期の接着力に対する保持率（％）を耐水
接着力とし、下記式によって算出した。保持率（％）＝（温水浸漬後の接着力）×１００　／（
初期接着力）

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明のエポキシ樹脂系
接着剤組成物は、液状のエポキシ樹脂に硬化剤ならびに
特定の粉末状芳香族系熱可塑性樹脂を特定量添加してい
るので、プレゲル化機能を有して仮止め接着性に優れ、
しかも加熱硬化後に接着力や耐熱接着力、耐水接着力に
優れるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１にて用いる熱可塑性樹脂粉末の粒子構
造を示す走査型電子顕微鏡写真（６００倍）である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　（Ａ）常温で液状のエポキシ樹脂１０
０重量部、（Ｂ）加熱硬化用硬化剤１〜８０重量部、（
Ｃ）ガラス転移温度が１２０℃以上であって、２００μ
ｍ以下の平均粒径を有する粉末状の芳香族系熱可塑性樹
脂１０〜１００重量部を含むことを特徴とするエポキシ
樹脂系接着剤組成物。
【請求項２】　　芳香族系熱可塑性樹脂がポリスルホン
、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリカーボ
ネート、ポリアリルスルホン、ポリエーテルイミドから
選ばれる少なくとも一種である請求項１記載のエポキシ
樹脂系接着剤組成物。