WO2026009962A1 - Primer composiiton and adhesion method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多孔質基材用のプライマー組成物に関し、特には室温縮合硬化型シリコーンゴム組成物又は付加硬化型シリコーンゴム組成物の硬化物(シリコーンゴム硬化物)等のシリコーン樹脂と多孔質基材とを接着させ、水への浸漬後も良好な接着性を示すプライマー組成物及び該プライマー組成物を用いるシリコーン樹脂と多孔質基材との接着方法に関する。 The present invention relates to a primer composition for porous substrates, and in particular to a primer composition that bonds a silicone resin, such as a room-temperature condensation-curing silicone rubber composition or a cured product (cured silicone rubber product) of an addition-curing silicone rubber composition, to a porous substrate, and that maintains good adhesion even after immersion in water, as well as a method for bonding a silicone resin to a porous substrate using the primer composition.
室温縮合硬化型シリコーン組成物及び付加硬化型シリコーン組成物から選ばれるシリコーンゴム組成物の硬化物(シリコーンゴム硬化物)は、耐熱性、耐寒性、耐候性、電気絶縁性、安全性等に優れることから多くの分野(建材用のシーリング材、電気・電子分野での接着剤など)に使用されており、各種基材と組み合わせた部品として使用される事例も少なくない。一般的に、これらシリコーンゴム組成物の硬化物を各種基材に接着させるために、事前にプライマー組成物を基材(被着体)に塗布する方法が採用されている。 Cured products of silicone rubber compositions (silicone rubber cured products) selected from room-temperature condensation-curing silicone compositions and addition-curing silicone compositions are used in a wide range of fields (such as sealants for building materials and adhesives in the electrical and electronic fields) due to their excellent heat resistance, cold resistance, weather resistance, electrical insulation, and safety, and are often used as components combined with various substrates. Generally, in order to adhere cured products of these silicone rubber compositions to various substrates, a primer composition is applied to the substrate (adherend) beforehand.
プライマーとしては、シリコーンゴム組成物の一成分と反応し得る官能基を有するカーボンファンクショナルシラン、例えばアミノアルキルシランなどが知られているが、これにはその適応箇所に水分が存在すると、接着強度が低下し、場合によっては剥離現象が生じるという欠点がある。特に被着体が多孔質材料の場合、空隙が多く存在するため材料中に水分を含んでいる場合があることから、プライマー層(塗布面)はその外表面側からだけではなく、材料側からも水分の影響を受けて接着性の低下を引き起こし、剥離が生じやすい。また、屋外での使用が想定される場合、施工時に材料が十分に乾燥していても雨水の影響を受けることも考えられ、高い耐水性能が求められる。 Known primers include carbon functional silanes, such as aminoalkylsilanes, which have functional groups that can react with one of the components of silicone rubber compositions. However, these have the drawback of reducing adhesive strength and, in some cases, causing peeling if moisture is present in the application area. In particular, when the adherend is a porous material, the large number of voids present means that the material may contain moisture. This means that the primer layer (coated surface) is susceptible to moisture not only from the outer surface but also from the material itself, reducing adhesion and making it susceptible to peeling. Furthermore, when outdoor use is anticipated, even if the material is sufficiently dry at the time of application, it may still be affected by rainwater, so high water resistance is required.
多孔質材料の中でも特に木材に関しては、昨今、カーボンニュートラルの推進から、その活用が期待されている。しかしながら、木材を被着体とした、室温縮合硬化型シリコーン組成物及び付加硬化型シリコーン組成物の使用例は少なく、加えて、木材自体に水分や樹脂が含まれているため、それらの接着性を発現することは難しく、そのうえ、施工(塗布硬化)箇所が水に浸漬(水没)した後も十分な接着性を維持することは非常に困難であった。 With regard to wood, among other porous materials, there are currently high hopes for its use in light of the recent push for carbon neutrality. However, there are few examples of room-temperature condensation-curing silicone compositions and addition-curing silicone compositions being used on wood as an adherend. In addition, because wood itself contains moisture and resin, it is difficult to achieve adhesive properties with these compositions. Furthermore, it is extremely difficult to maintain sufficient adhesiveness even after the applied (coated and cured) area has been immersed (submerged) in water.
これに関して、特開平11-209682号公報(特許文献1)では、アルカリ性水溶液中に浸漬しても高い接着力を示すアクリル系の共重合体からなる組成物が記載されている。 In this regard, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-209682 (Patent Document 1) describes a composition made of an acrylic copolymer that exhibits high adhesive strength even when immersed in an alkaline aqueous solution.
また、特開昭48-75633号公報(特許文献2)では、アミノアルキルアルコキシシランとエポキシアルキルアルコキシシランを規定条件下で反応させ、接着促進剤とすることで施工(塗布硬化)箇所が水に浸漬した後も接着強度を維持することが記載されている。 Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-75633 (Patent Document 2) describes how reacting aminoalkylalkoxysilane and epoxyalkylalkoxysilane under specified conditions to form an adhesion promoter maintains adhesive strength even after the applied (applied and cured) area is immersed in water.
しかしながら、特許文献1では、アルカリ性の影響を受け得るコンクリートを基材とすることを前提とし、特許文献2では、ガラスやアルミニウムを基材として評価しており、いずれも多孔質材料を基材としたものの接着性、特には耐水接着性の評価については行われていない。 However, Patent Document 1 assumes that concrete, which can be affected by alkalinity, is used as the substrate, while Patent Document 2 evaluates glass or aluminum as the substrate; neither document evaluates the adhesive properties, particularly water-resistant adhesive properties, of porous materials as the substrate.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、施工(塗布硬化)箇所を水に浸漬した後も良好な接着性を発現する多孔質基材用、特に木材用のプライマー組成物及びシリコーン樹脂と多孔質基材との接着方法を提供することを目的とする。 The present invention has been developed in light of the above circumstances, and aims to provide a primer composition for porous substrates, particularly wood, that maintains good adhesion even after the applied (applied and cured) area is immersed in water, as well as a method for bonding silicone resin to a porous substrate.
本発明者らは、上記した課題を解決するために鋭意研究を進めた結果、多孔質基材用のプライマー組成物としての、施工(塗布硬化)箇所の接着性、特には耐水接着性の改善に関して、多官能性イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシランの反応混合物及び/又は多官能エポキシモノマーとアミノアルキルシランの反応混合物の添加が有効であることを見出すとともに、更に、加水分解性オルガノシラン化合物とアルコキシシリル基を含有するアクリル共重合体とを組み合わせることが極めて有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research conducted by the inventors to solve the above-mentioned problems, they discovered that adding a reaction mixture of a polyfunctional isocyanate compound and a mercaptoalkylsilane and/or a reaction mixture of a polyfunctional epoxy monomer and an aminoalkylsilane is effective in improving the adhesion, particularly water-resistant adhesion, of a primer composition for porous substrates at the application (coating and curing) point. They also discovered that combining a hydrolyzable organosilane compound with an acrylic copolymer containing alkoxysilyl groups is extremely effective, leading to the completion of the present invention.
即ち、本発明は、以下のプライマー組成物及び接着方法を提供するものである。
[1]
(A)アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル共重合体と、
(B)下記(B1)及び/又は(B2)成分の反応混合物からなる接着性向上剤と、
(B1)多官能性イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシラン化合物の反応混合物
(B2)多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の反応混合物
(C)有機溶媒と
を含有する多孔質基材用のプライマー組成物。
[2]
前記(B1)成分が、更に、アミノ基及びメルカプト基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物との反応混合物である[1]に記載のプライマー組成物。
[3]
前記(B2)成分が、更に、アミノ基及びメルカプト基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物との反応混合物である[1]又は[2]に記載のプライマー組成物。
[4]
前記(B2)成分が、下記平均組成式(1)で表されるエポキシプレポリマーを含む[1]~[3]のいずれかに記載のプライマー組成物。
[5]
前記(B2)成分が、下記一般式(2)で示される多官能エポキシ化合物と、一般式(3)で示されるアミノアルキルシラン化合物と、一般式(4)で示されるアミノ基及びメルカプト基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物との反応物を含む[1]~[4]のいずれかに記載のプライマー組成物。
[6]
前記アミノアルキルシラン化合物が、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン又はγ-アミノプロピルトリエトキシシランである[5]に記載のプライマー組成物。
[7]
更に、(D)加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物を含有する[1]~[6]のいずれかに記載のプライマー組成物。
[8]
前記(A)成分の(メタ)アクリル共重合体が、アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーと、アルコキシシリル基を有しない(メタ)アクリル酸エステルモノマーとの共重合物である[1]~[7]のいずれかに記載のプライマー組成物。
[9]
前記(A)成分のモノマー成分全体におけるアルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーの含有量が、1~30質量%である[8]に記載のプライマー組成物。
[10]
前記(C)成分が、芳香族炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒及びパラフィン系溶媒から選ばれるいずれか1種又は2種以上の混合物である[1]~[9]のいずれかに記載のプライマー組成物。
[11]
前記(C)成分の引火点が-40℃以上であり、かつ沸点が41℃以上であり、かつ発火点が101℃以上である[1]~[10]のいずれかに記載のプライマー組成物。
[12]
室温縮合硬化型シリコーンゴム組成物又は付加硬化型シリコーンゴム組成物の硬化物と多孔質基材との接着用である[1]~[11]のいずれかに記載のプライマー組成物。
[13]
耐水接着性改善用である[1]~[12]のいずれかに記載のプライマー組成物。
[14]
前記多孔質基材が、木材からなるものである[1]~[13]のいずれかに記載のプライマー組成物。
[15]
多孔質基材の表面に[1]~[14]のいずれかに記載のプライマー組成物を塗工してプライマー層を形成した後、該プライマー層の表面に、更に、室温縮合硬化型シリコーンゴム組成物又は付加硬化型シリコーンゴム組成物を塗工・硬化してシリコーンゴム硬化物からなるシリコーン樹脂層を形成する工程を有するシリコーン樹脂と多孔質基材との接着方法。
[16]
シリコーン樹脂と多孔質基材との耐水接着性を改善するものである[15]に記載の接着方法。
That is, the present invention provides the following primer composition and adhesion method.
[1]
(A) a (meth)acrylic copolymer having an alkoxysilyl group;
(B) an adhesion improver comprising a reaction mixture of the following components (B1) and/or (B2);
A primer composition for porous substrates, comprising: (B1) a reaction mixture of a polyfunctional isocyanate compound and a mercaptoalkylsilane compound; (B2) a reaction mixture of a polyfunctional epoxy compound and an aminoalkylsilane compound; and (C) an organic solvent.
[2]
The primer composition according to [1], wherein the component (B1) is a reaction mixture of a hydrolyzable organosilane compound having no amino group or no mercapto group and/or a partial hydrolysis condensate thereof.
[3]
The primer composition according to [1] or [2], wherein the component (B2) is a reaction mixture of a hydrolyzable organosilane compound having no amino group or no mercapto group and/or a partial hydrolysis condensate thereof.
[4]
The primer composition according to any one of [1] to [3], wherein the component (B2) contains an epoxy prepolymer represented by the following average composition formula (1):
[5]
The primer composition according to any one of [1] to [4], wherein the component (B2) comprises a reaction product of a polyfunctional epoxy compound represented by the following general formula (2), an aminoalkylsilane compound represented by the general formula (3), and a hydrolyzable organosilane compound having no amino group or mercapto group represented by the general formula (4):
[6]
The primer composition according to [5], wherein the aminoalkylsilane compound is γ-aminopropyltrimethoxysilane or γ-aminopropyltriethoxysilane.
[7]
The primer composition according to any one of [1] to [6], further comprising (D) a hydrolyzable organosilane compound and/or a partial hydrolysis condensate thereof.
[8]
The primer composition according to any one of [1] to [7], wherein the (meth)acrylic copolymer of the component (A) is a copolymer of a (meth)acrylic acid ester monomer having an alkoxysilyl group and a (meth)acrylic acid ester monomer not having an alkoxysilyl group.
[9]
The primer composition according to [8], wherein the content of the (meth)acrylic acid ester monomer having an alkoxysilyl group in the entire monomer components of the component (A) is 1 to 30 mass %.
[10]
The primer composition according to any one of [1] to [9], wherein the component (C) is any one or a mixture of two or more selected from aromatic hydrocarbon solvents, alcohol solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, and paraffin solvents.
[11]
The primer composition according to any one of [1] to [10], wherein the component (C) has a flash point of −40°C or higher, a boiling point of 41°C or higher, and an ignition point of 101°C or higher.
[12]
The primer composition according to any one of [1] to [11], which is used for bonding a cured product of a room temperature condensation curing type silicone rubber composition or an addition curing type silicone rubber composition to a porous substrate.
[13]
The primer composition according to any one of [1] to [12], which is for improving water-resistant adhesion.
[14]
The primer composition according to any one of [1] to [13], wherein the porous substrate is made of wood.
[15]
A method for adhering a silicone resin to a porous substrate, comprising the steps of: applying the primer composition according to any one of [1] to [14] to the surface of a porous substrate to form a primer layer; and then applying and curing a room-temperature condensation-curable silicone rubber composition or an addition-curable silicone rubber composition to the surface of the primer layer to form a silicone resin layer made of a cured silicone rubber.
[16]
The adhesion method according to [15], which improves the water-resistant adhesion between the silicone resin and the porous substrate.
本発明のプライマー組成物によれば、多孔質基材表面に塗工してプライマー層を形成することにより、その上に形成される室温縮合硬化型シリコーン組成物及び付加硬化型シリコーン組成物から選ばれるシリコーンゴム組成物の硬化物(シリコーンゴム硬化物)等のシリコーン樹脂層、特には室温縮合硬化型シリコーンゴム組成物の硬化物層を多孔質基材に良好に接着させることができ、浸水後も良好な接着性を維持できる。 The primer composition of the present invention is applied to the surface of a porous substrate to form a primer layer, which allows the formed on top of it to adhere well to the porous substrate, such as a cured product (cured silicone rubber product) of a silicone rubber composition selected from a room-temperature condensation-curable silicone composition and an addition-curable silicone composition, and in particular a cured product layer of a room-temperature condensation-curable silicone rubber composition, and maintains good adhesion even after immersion in water.
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明において「(メタ)アクリル共重合体」とは、アクリル共重合体とメタクリル共重合体の一方又は両方を示し、「アクリル共重合体」とは、アクリル(アクリロイルともいう)基を有する共重合体であり、「メタクリル共重合体」とは、メタクリル(メタクリロイルともいう)基を有する共重合体である。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、アクリル酸エステルとメタクリル酸エステルの一方又は両方を示す。
The present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited thereto.
In the present invention, "(meth)acrylic copolymer" refers to either or both of an acrylic copolymer and a methacrylic copolymer, "acrylic copolymer" refers to a copolymer having an acrylic (also called acryloyl) group, and "methacrylic copolymer" refers to a copolymer having a methacrylic (also called methacryloyl) group. "(meth)acrylic acid ester" refers to either or both of an acrylic acid ester and a methacrylic acid ester.
[プライマー組成物]
本発明のプライマー組成物は、
(A)アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル共重合体と、
(B)下記(B1)及び/又は(B2)成分の反応混合物からなる接着性向上剤と、
(B1)多官能性イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシラン化合物の反応混合物
(B2)多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の反応混合物
(C)有機溶媒と
を含有する多孔質基材用のものである。
[Primer composition]
The primer composition of the present invention comprises:
(A) a (meth)acrylic copolymer having an alkoxysilyl group;
(B) an adhesion improver comprising a reaction mixture of the following components (B1) and/or (B2);
The composition is for use on a porous substrate, and contains (B1) a reaction mixture of a polyfunctional isocyanate compound and a mercaptoalkylsilane compound, (B2) a reaction mixture of a polyfunctional epoxy compound and an aminoalkylsilane compound, and (C) an organic solvent.
-(A)成分-
(A)成分はアルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル共重合体であり、特には、アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとアルコキシシリル基を有しない(メタ)アクリル酸エステルとを含むモノマー成分を共重合して得られるアクリル共重合体であり、被着体上に膜を形成する機能を有する。
-Component (A)-
Component (A) is a (meth)acrylic copolymer having an alkoxysilyl group, and in particular, an acrylic copolymer obtained by copolymerizing a monomer component containing a (meth)acrylic acid ester having an alkoxysilyl group and a (meth)acrylic acid ester not having an alkoxysilyl group, and has the function of forming a film on an adherend.
(A)成分を構成するアクリル共重合体は、分子中にアルコキシシリル基を有する少なくとも1種類の(メタ)アクリル酸エステル(以下、アルコキシシリル基含有成分(A1)という)と、分子中にアルコキシシリル基を有しない少なくとも1種類の(メタ)アクリル酸エステル(以下、アルコキシシリル基非含有成分(A2)という)と、を含むモノマー成分を共重合したものである。 The acrylic copolymer that constitutes component (A) is obtained by copolymerizing monomer components including at least one type of (meth)acrylic acid ester that has an alkoxysilyl group in its molecule (hereinafter referred to as alkoxysilyl group-containing component (A1)) and at least one type of (meth)acrylic acid ester that does not have an alkoxysilyl group in its molecule (hereinafter referred to as alkoxysilyl group-free component (A2)).
前記のモノマー成分を共重合させる重合方法については特には限定されないが、ラジカル重合、カチオン重合又はアニオン重合等が挙げられる。その中でも、有機過酸化物又は有機アゾ化合物を開始剤とするランダムラジカル重合が簡便な方法として有効である。 The polymerization method for copolymerizing the above-mentioned monomer components is not particularly limited, but examples include radical polymerization, cationic polymerization, and anionic polymerization. Among these, random radical polymerization using an organic peroxide or organic azo compound as an initiator is an effective and simple method.
このアルコキシシリル基含有成分(A1)は、分子中にアルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル酸エステル少なくとも1種を含むモノマー成分である。このモノマー中において、アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルは、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルは、1分子中に少なくとも1個、好ましくは2個又は3個のアルコキシシリル基を有する。 This alkoxysilyl group-containing component (A1) is a monomer component containing at least one (meth)acrylic acid ester having an alkoxysilyl group in the molecule. In this monomer, the (meth)acrylic acid ester having an alkoxysilyl group can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, the (meth)acrylic acid ester having an alkoxysilyl group has at least one, and preferably two or three, alkoxysilyl groups in one molecule.
ここで、分子中にアルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、及び3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシランが挙げられる。これらのうち、特に好ましくは3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシランである。 Here, examples of (meth)acrylic acid esters having an alkoxysilyl group in the molecule include 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltriethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane. Of these, 3-(meth)acryloxypropyltrimethoxysilane is particularly preferred.
このアルコキシシリル基含有成分(A1)の含有量は、(A)成分を得るためのモノマー成分全体((A1)成分及び(A2)成分の合計)の質量を100質量%とした場合に1~30質量%であり、好ましくは1~20質量%である。(A1)成分の含有量が(A)成分を得るためのモノマー全体の1質量%より少ないとき、又は30質量%よりも多いときには被着体への接着性が損なわれるおそれがある。 The content of this alkoxysilyl group-containing component (A1) is 1 to 30% by mass, and preferably 1 to 20% by mass, where the total mass of the monomer components used to obtain component (A) (the sum of components (A1) and (A2)) is taken as 100% by mass. If the content of component (A1) is less than 1% by mass or more than 30% by mass of the total monomer components used to obtain component (A), adhesion to the adherend may be impaired.
このアルコキシシリル基非含有成分(A2)は、分子中にアルコキシシリル基を有しない(メタ)アクリル酸エステルの少なくとも1種を含むモノマー成分である。このモノマー中において、アルコキシシリル基を含有しない(メタ)アクリル酸エステルは、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 This alkoxysilyl group-free component (A2) is a monomer component containing at least one (meth)acrylic acid ester that does not have an alkoxysilyl group in the molecule. In this monomer, one or more alkoxysilyl group-free (meth)acrylic acid esters can be used in combination.
さらに、アルコキシシリル基を有しない(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸-n-ブチル、アクリル酸-tert-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸-n-ヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、アクリル酸-n-オクチル、アクリル酸イソボルニル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸-n-ブチル、メタクリル酸-tert-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸-n-ヘキシル、メタクリル酸イソオクチル、メタクリル酸-2-エチルヘキシル、メタクリル酸-n-オクチル、メタクリル酸イソボルニル等のメタクリル酸エステルが挙げられる。アルコキシシリル基を含有しない(メタ)アクリル酸エステルとしては、好ましくは、(メタ)アクリル酸の脂肪族炭化水素エステルであり、より好ましくは、炭素数が1~20のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、さらに好ましくは、炭素数が1~10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルである。これらのうち、特に好ましくは、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸-n-ブチル、及び(メタ)アクリル酸-tert-ブチルである。 Furthermore, examples of (meth)acrylic acid esters that do not have an alkoxysilyl group include acrylic acid esters and methacrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, isobutyl acrylate, isopentyl acrylate, n-hexyl acrylate, isooctyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, and isobornyl acrylate, and methacrylic acid esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, isopentyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, isooctyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, and isobornyl methacrylate. The (meth)acrylic acid ester not containing an alkoxysilyl group is preferably an aliphatic hydrocarbon ester of (meth)acrylic acid, more preferably an alkyl (meth)acrylic acid ester having an alkyl group containing 1 to 20 carbon atoms, and even more preferably an alkyl (meth)acrylic acid ester having an alkyl group containing 1 to 10 carbon atoms. Of these, particularly preferred are methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, and tert-butyl (meth)acrylate.
このアルコキシシリル基非含有成分(A2)の含有量は、(A)成分を得るためのモノマー成分全体((A1)成分及び(A2)成分の合計)の質量を100質量%とした場合に70~99質量%であり、好ましくは80~99質量%である。(A2)成分の含有量が(A)成分を得るためのモノマー全体の70質量%より少ないとき、又は99質量%よりも多いときには被着体への接着性が損なわれるおそれがある。 The content of this alkoxysilyl group-free component (A2) is 70 to 99 mass%, and preferably 80 to 99 mass%, when the mass of all the monomer components used to obtain component (A) (the sum of components (A1) and (A2)) is taken as 100 mass%. If the content of component (A2) is less than 70 mass% or more than 99 mass% of the total monomers used to obtain component (A), adhesion to the adherend may be impaired.
(A)成分の配合量は後述する(B)成分10質量部に対して、2~100質量部であり、好ましくは5~50質量部である。(A)成分の配合量が少なすぎると接着性が損なわれる場合があり、多すぎると被着体への塗布時に塗りムラができやすくなる場合がある。 The amount of component (A) blended is 2 to 100 parts by mass, and preferably 5 to 50 parts by mass, per 10 parts by mass of component (B), described below. If the amount of component (A) blended is too small, adhesion may be impaired, while if it is too large, uneven coating may occur when applied to the adherend.
-(B)成分-
(B)成分は、下記(B1)及び/又は(B2)成分の反応混合物からなる接着性向上剤である。
(B1)多官能性イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシラン化合物の反応混合物
(B2)多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の反応混合物
-(B) Component-
Component (B) is an adhesion improver consisting of a reaction mixture of the following components (B1) and/or (B2):
(B1) A reaction mixture of a polyfunctional isocyanate compound and a mercaptoalkylsilane compound. (B2) A reaction mixture of a polyfunctional epoxy compound and an aminoalkylsilane compound.
((B1)成分)
(B1)成分の多官能イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシラン化合物の反応混合物は、多官能イソシアネート化合物(分子中にイソシアネート基を2個以上有するモノマー及び/又はその重合体)と、メルカプトアルキルシラン化合物(加水分解性メルカプトアルキルシラン及び/又はその加水分解縮重合体)との付加体(即ち、多官能イソシアネート化合物中のイソシアネート基に、メルカプトアルキルシラン化合物中のメルカプト基が付加反応した付加反応物)であり、膜形成成分及び接着成分として機能する。
((B1) component)
The reaction mixture of the polyfunctional isocyanate compound and mercaptoalkylsilane compound of component (B1) is an adduct of the polyfunctional isocyanate compound (a monomer and/or a polymer thereof having two or more isocyanate groups in the molecule) and a mercaptoalkylsilane compound (a hydrolyzable mercaptoalkylsilane and/or a hydrolyzed condensation polymer thereof) (i.e., an addition reaction product in which a mercapto group in the mercaptoalkylsilane compound is added to an isocyanate group in the polyfunctional isocyanate compound), and functions as a film-forming component and an adhesive component.
多官能イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル等の脂肪族イソシアネート類;トリス(トリメトキシシリル)イソシアヌレート等のイソシアヌレートシラン類;イソシアネート基含有メルカプトシラン、γ-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、γ-イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン等のイソシアネート基含有シラン類化合物の重合体又は部分加水分解物;等を挙げることができ、これらは1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of polyfunctional isocyanate compounds include aliphatic isocyanates such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, naphthalene diisocyanate, dimer acid diisocyanate, and lysine diisocyanate methyl ester; isocyanurate silanes such as tris(trimethoxysilyl)isocyanurate; and polymers or partial hydrolysates of isocyanate group-containing silane compounds such as isocyanate group-containing mercaptosilanes, gamma-isocyanate propyl trimethoxysilane, gamma-isocyanate propyl triethoxysilane, gamma-isocyanate propyl methyl diethoxysilane, and gamma-isocyanate propyl methyl dimethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more.
メルカプトアルキルシラン化合物としては、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン等のメルカプト基含有シラン類等の、メルカプト基を有すると共にケイ素原子に結合したアルコキシ基等の加水分解性基を分子中に2個又は3個有する加水分解性オルガノシラン化合物(シランカップリング剤)、及び/又はその加水分解縮重合体を挙げることができる。特に加水分解性基を分子中に3個以上有する場合に優れた膜形成能がみられ、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシランなどのトリアルコキシメルカプトアルキルシランが好ましい。これらのシランカップリング剤は1種類のみで使用してもよいし、2種類以上混合使用してもよい。 Examples of mercaptoalkylsilane compounds include hydrolyzable organosilane compounds (silane coupling agents) that contain a mercapto group and two or three hydrolyzable groups, such as alkoxy groups, bonded to silicon atoms in the molecule, such as mercapto-containing silanes such as gamma-mercaptopropyltrimethoxysilane, gamma-mercaptopropyltriethoxysilane, gamma-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, and gamma-mercaptopropylmethyldiethoxysilane, and/or their hydrolyzed condensation polymers. Excellent film-forming ability is observed when the molecule contains three or more hydrolyzable groups, and trialkoxymercaptoalkylsilanes such as gamma-mercaptopropyltrimethoxysilane and gamma-mercaptopropyltriethoxysilane are preferred. These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
多官能イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシラン化合物の付加反応には、多官能イソシアネート化合物のイソシアネート基1モル当たり、メルカプトアルキルシラン化合物のメルカプト基が0.01~100モルとなる量が好ましく、0.1~10モルとなる量がより好ましい。 For the addition reaction between a polyfunctional isocyanate compound and a mercaptoalkylsilane compound, the amount of mercapto groups in the mercaptoalkylsilane compound is preferably 0.01 to 100 moles, and more preferably 0.1 to 10 moles, per mole of isocyanate groups in the polyfunctional isocyanate compound.
多官能イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシラン化合物の反応混合物の合成方法は、特に限定されないが、例えばメルカプトアルキルシラン化合物が加水分解性の場合には、湿気を遮断した室温(23±15℃)状態で、多官能イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシラン化合物とを30分~12時間混合するとよい。このとき、後述する(C)成分となるトルエンや酢酸エチル等の有機溶媒を用いてもよく、2-エチルヘキサン酸スズ等の反応触媒(触媒量)を添加してもよい。 There are no particular limitations on the method for synthesizing the reaction mixture of a polyfunctional isocyanate compound and a mercaptoalkylsilane compound. For example, if the mercaptoalkylsilane compound is hydrolyzable, the polyfunctional isocyanate compound and the mercaptoalkylsilane compound can be mixed for 30 minutes to 12 hours at room temperature (23±15°C) in an atmosphere protected from moisture. At this time, an organic solvent such as toluene or ethyl acetate, which will become component (C) described below, can be used, and a reaction catalyst (catalytic amount) such as tin 2-ethylhexanoate can also be added.
該反応触媒は非金属系有機触媒及び金属系触媒を例示できる。 Examples of such reaction catalysts include non-metallic organic catalysts and metallic catalysts.
非金属系有機触媒としては公知のものを使用することができ、例えば、N,N,N’,N’,N’’,N’’-ヘキサメチル-N’’’-(トリメチルシリルメチル)-ホスホリミディックトリアミド等のホスファゼン含有化合物、n-オクチルアミン、ヘキシルアミン、リン酸ドデシルアミン、テトラメチルグアニジン等のアミン化合物又はその塩、ベンジルトリエチルアンモニウムアセテート等の第4級アンモニウム塩、ジメチルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン等のジアルキルヒドロキシルアミン、テトラメチルグアニジルプロピルトリメトキシシラン、テトラメチルグアニジルプロピルメチルジメトキシシラン、テトラメチルグアニジルプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン等が例示されるが、これらに限定されない。また、非金属系有機触媒は1種単独でも2種以上を混合したものでもよい。 Known non-metallic organic catalysts can be used, including, but not limited to, phosphazene-containing compounds such as N,N,N',N',N'',N''-hexamethyl-N'''-(trimethylsilylmethyl)-phosphorimidic triamide; amine compounds or salts thereof such as n-octylamine, hexylamine, dodecylamine phosphate, and tetramethylguanidine; quaternary ammonium salts such as benzyltriethylammonium acetate; dialkylhydroxylamines such as dimethylhydroxylamine and diethylhydroxylamine; tetramethylguanidylpropyltrimethoxysilane, tetramethylguanidylpropylmethyldimethoxysilane, and tetramethylguanidylpropyltris(trimethylsiloxy)silane. Furthermore, the non-metallic organic catalysts may be used alone or in combination of two or more.
金属系触媒としては公知のものを使用することができ、例えば、2-エチルヘキサン酸スズ(オクチル酸スズ)、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクトエート、ジオクチルスズジネオデカノエート、ジ-n-ブチル-ジメトキシスズ等の有機スズ化合物、テトライソプロポキシチタン、テトラ-n-ブトキシチタン、テトラキス(2-エチルヘキソキシ)チタン、ジプロポキシビス(アセチルアセトナト)チタン、チタニウムイソプロポキシオクチレングリコール等のチタン酸エステル又はチタンキレート化合物、ナフテン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、亜鉛-2-エチルオクトエート、鉄-2-エチルヘキソエート、コバルト-2-エチルヘキソエート、マンガン-2-エチルヘキソエート、ナフテン酸コバルト、アルミニウムイソプロピレート、アルミニウムセカンダリーブチレートなどのアルコレートアルミニウム化合物、アルミニウムアルキルアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート等のアルミニウムキレート化合物、ネオデカン酸ビスマス(III)、2-エチルヘキサン酸ビスマス(III)、クエン酸ビスマス(III)、オクチル酸ビスマス等の有機ビスマス化合物が例示されるが、これに限定されない。また、金属系触媒は1種単独でも2種以上を混合したものでもよい。 Known metal catalysts can be used, for example, organotin compounds such as tin 2-ethylhexanoate (tin octoate), dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioctoate, dioctyltin dineodecanoate, and di-n-butyl-dimethoxytin; titanate esters or titanium chelate compounds such as tetraisopropoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetrakis(2-ethylhexoxy)titanium, dipropoxybis(acetylacetonato)titanium, and titanium isopropoxyoctylene glycol; zinc naphthenate, zinc stearate, and zinc-2-ethyloctanoate. Examples of suitable metal catalysts include, but are not limited to, aluminum alcoholate compounds such as aluminum citrate, iron 2-ethylhexoate, cobalt 2-ethylhexoate, manganese 2-ethylhexoate, cobalt naphthenate, aluminum isopropylate, and aluminum secondary butylate; aluminum chelate compounds such as aluminum alkyl acetate diisopropylate and aluminum bisethylacetoacetate monoacetylacetonate; and organic bismuth compounds such as bismuth(III) neodecanoate, bismuth(III) 2-ethylhexanoate, bismuth(III) citrate, and bismuth octoate. Furthermore, metal catalysts may be used alone or in combination of two or more.
該反応触媒の配合量は、(B1)成分全量(前記合成の際に添加する有機溶媒を除く)の好ましくは0.001~10質量%であり、より好ましくは0.01~1質量%である。このような範囲であれば接着に影響を与えることなく、(B1)成分の反応を促進することができる。 The amount of the reaction catalyst is preferably 0.001 to 10% by mass, and more preferably 0.01 to 1% by mass, of the total amount of component (B1) (excluding any organic solvent added during the synthesis). Within this range, the reaction of component (B1) can be promoted without affecting adhesion.
((B2)成分)
(B2)成分の多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の反応混合物は、多官能エポキシ化合物(分子中にエポキシ基を2個以上有するモノマー及び/又はその重合体)と、アミノアルキルシラン化合物(加水分解性アミノアルキルシラン及び/又はその加水分解縮重合体)との付加体(即ち、多官能エポキシ化合物中のエポキシ基(の一部)に、アミノアルキルシラン化合物中のアミノ基が付加反応した付加反応物)であり、膜形成成分及び接着成分として機能する。
((B2) component)
The reaction mixture of the polyfunctional epoxy compound and aminoalkylsilane compound of component (B2) is an adduct of a polyfunctional epoxy compound (a monomer and/or a polymer thereof having two or more epoxy groups in the molecule) and an aminoalkylsilane compound (a hydrolyzable aminoalkylsilane and/or a hydrolyzed condensation polymer thereof) (i.e., an addition reaction product in which an amino group in the aminoalkylsilane compound is addition-reacted to (a part of) an epoxy group in the polyfunctional epoxy compound), and functions as a film-forming component and an adhesive component.
多官能エポキシ化合物は、分子中にエポキシ基を2個以上有し、エポキシ基以外の反応性官能基を含まない多官能性の単量体であり、好ましくは2個のグリシジルエーテル基及び/又は脂環式エポキシ基を含むものであり、より好ましくは2個のグリシジルエーテル基を含む脂肪族エポキシ化合物である。 A polyfunctional epoxy compound is a polyfunctional monomer that has two or more epoxy groups in its molecule and does not contain any reactive functional groups other than epoxy groups. It preferably contains two glycidyl ether groups and/or alicyclic epoxy groups, and more preferably is an aliphatic epoxy compound containing two glycidyl ether groups.
多官能エポキシ化合物としては、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールAFジグリシジルエーテル等が挙げられる。また、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルジエトキシシラン等のエポキシ基含有シラン類化合物の重合体又は部分加水分解物等を挙げることができ、コストや溶媒への溶解性の点からビスフェノールAジグリシジルエーテルが好ましい。これらは1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of polyfunctional epoxy compounds include 1,2-cyclohexanedicarboxylate diglycidyl, neopentyl glycol diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, and bisphenol AF diglycidyl ether. Other examples include polymers or partial hydrolysates of epoxy group-containing silane compounds such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyldimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyldiethoxysilane. Bisphenol A diglycidyl ether is preferred from the standpoints of cost and solubility in solvents. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
アミノアルキルシラン化合物としては、例えば、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、3-2-(アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3-2-(アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン等の、分子中に1級アミノ基及び/又は2級アミノ基で置換されたアルキル基と、ケイ素原子に結合したアルコキシ基等の加水分解性基を分子中に2個又は3個有する加水分解性オルガノシラン化合物(シランカップリング剤)、及び/又はその加水分解縮重合体(分子中に1級アミノ基及び/又は2級アミノ基で置換されたアルキル基と残存アルコキシ基等の加水分解性基を有するオルガノシロキサンオリゴマー)が挙げられる。特に1級アミノ基及びメトキシ基を有する場合に優れた膜形成能と接着能がみられ、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-2-(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好ましい。これらは1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Aminoalkylsilane compounds include, for example, hydrolyzable organosilane compounds (silane coupling agents) containing an alkyl group substituted with a primary amino group and/or a secondary amino group in the molecule and two or three hydrolyzable groups such as alkoxy groups bonded to silicon atoms, such as γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, 3-2-(aminoethylamino)propyltrimethoxysilane, and 3-2-(aminoethylamino)propyltriethoxysilane, and/or their hydrolyzed condensation polymers (organosiloxane oligomers containing an alkyl group substituted with a primary amino group and/or a secondary amino group in the molecule and residual hydrolyzable groups such as alkoxy groups). Excellent film-forming and adhesive properties are observed when primary amino groups and methoxy groups are present, and γ-aminopropyltrimethoxysilane, 3-2-(aminoethylamino)propyltrimethoxysilane, etc. are preferred. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の付加反応には、多官能エポキシ化合物のエポキシ基1モル当たり、アミノアルキルシラン化合物のアミノ基が0.01~100モルとなる量が好ましく、0.1~10モルとなる量がより好ましい。 For the addition reaction between a polyfunctional epoxy compound and an aminoalkylsilane compound, the amount of aminoalkylsilane compound is preferably 0.01 to 100 moles, and more preferably 0.1 to 10 moles, of amino groups per mole of epoxy groups in the polyfunctional epoxy compound.
多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の反応混合物の合成方法は、特に限定されないが、例えばアミノアルキルシラン化合物が加水分解性の場合には、湿気を遮断した状態、40~90℃の温度で、多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物とを4~12時間混合するとよい。 There are no particular limitations on the method for synthesizing the reaction mixture of a polyfunctional epoxy compound and an aminoalkylsilane compound. For example, if the aminoalkylsilane compound is hydrolyzable, the polyfunctional epoxy compound and the aminoalkylsilane compound may be mixed for 4 to 12 hours at a temperature of 40 to 90°C in a moisture-protected environment.
(B)成分として、(B1)成分の多官能イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシラン化合物の反応混合物、(B2)成分の多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の反応混合物のうち、1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。(B1)成分及び(B2)成分を組み合わせて使用する場合には、(B1)成分と(B2)成分の質量比を100:1~1:100とすることが好ましく、50:1~1:50とすることがより好ましい。 Component (B) may be a reaction mixture of a polyfunctional isocyanate compound and a mercaptoalkylsilane compound (component (B1)), or a reaction mixture of a polyfunctional epoxy compound and an aminoalkylsilane compound (component (B2)). These may be used alone or in combination of two or more. When components (B1) and (B2) are used in combination, the mass ratio of components (B1) to (B2) is preferably 100:1 to 1:100, and more preferably 50:1 to 1:50.
(B)成分として、(B1)成分の多官能イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシラン化合物の反応混合物は、更に、アミノ基及びメルカプト基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物との反応混合物であってよい。また、(B2)成分の多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の反応混合物は、更に、アミノ基及びメルカプト基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物との反応混合物であってよい。 As component (B), the reaction mixture of component (B1) of a polyfunctional isocyanate compound and a mercaptoalkylsilane compound may further be a reaction mixture with a hydrolyzable organosilane compound that does not have an amino group or a mercapto group and/or a partial hydrolyzed condensate thereof. Furthermore, the reaction mixture of component (B2) of a polyfunctional epoxy compound and an aminoalkylsilane compound may further be a reaction mixture with a hydrolyzable organosilane compound that does not have an amino group or a mercapto group and/or a partial hydrolyzed condensate thereof.
アミノ基及びメルカプト基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物としては、例えば、メチルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、フェニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、メチルトリス(ジメチルケトオキシム)シラン等のケトオキシム基含有シラン;メチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、α-(ジメトキシメチルシリル)プロピオン酸2-エチルヘキシル等のアルコキシシラン;メチルトリイソプロペノキシシラン、エチルトリイソプロペノキシシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、フェニルトリイソプロペノキシシラン等のイソプロペノキシ基含有シラン;メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等のアセトキシシラン;並びにこれらのシランの部分加水分解縮合物が挙げられる。これらは1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of hydrolyzable organosilane compounds that do not have amino groups or mercapto groups include ketoxime group-containing silanes such as methyltris(methylethylketoxime)silane, vinyltris(methylethylketoxime)silane, phenyltris(methylethylketoxime)silane, and methyltris(dimethylketoxime)silane; alkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and 2-ethylhexyl α-(dimethoxymethylsilyl)propionate; isopropenoxy group-containing silanes such as methyltriisopropenoxysilane, ethyltriisopropenoxysilane, vinyltriisopropenoxysilane, and phenyltriisopropenoxysilane; acetoxysilanes such as methyltriacetoxysilane, ethyltriacetoxysilane, and vinyltriacetoxysilane; and partial hydrolysis condensates of these silanes. These may be used alone or in combination of two or more.
(B)成分におけるアミノ基及びメルカプト基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物の含有量は、添加する場合には(B1)又は(B2)成分中1~50質量%であることが好ましく、5~40質量%であることがより好ましい。前記範囲内とすることで組成物の保存安定性を向上させることができる。 When added, the content of the hydrolyzable organosilane compound and/or its partial hydrolysis condensate in component (B) that does not have an amino group or a mercapto group is preferably 1 to 50 mass% of component (B1) or (B2), and more preferably 5 to 40 mass%. Keeping it within this range can improve the storage stability of the composition.
前記(B2)成分のうち、多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の反応混合物が、更にアミノ基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物との反応混合物であるものに含まれるエポキシプレポリマーについて更に説明する。なお、本発明において、(B2)成分の、多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の反応混合物が、更にアミノ基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物との反応混合物であるものは、後述するエポキシプレポリマーを主成分として含む。ここでいう主成分として含むとは、当該反応混合物中にエポキシプレポリマーを50質量%以上含むものであり、好ましくは70質量%以上含み、より好ましくは90質量%以上含むものである。 The following further describes the epoxy prepolymer contained in the (B2) component, which is a reaction mixture of a polyfunctional epoxy compound and an aminoalkylsilane compound with a hydrolyzable organosilane compound that does not have an amino group and/or a partial hydrolyzed condensate thereof. In the present invention, the (B2) component, which is a reaction mixture of a polyfunctional epoxy compound and an aminoalkylsilane compound with a hydrolyzable organosilane compound that does not have an amino group and/or a partial hydrolyzed condensate thereof, contains the epoxy prepolymer described below as the main component. "Containing the epoxy prepolymer as the main component" as used here means that the reaction mixture contains 50% by mass or more of the epoxy prepolymer, preferably 70% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.
[エポキシプレポリマー]
(B2)成分の多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の反応混合物が、更にアミノ基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物との反応混合物であるものに含まれるエポキシプレポリマーは、下記平均組成式(1)で示されるものである。
The epoxy prepolymer contained in the reaction mixture of component (B2), which is a reaction mixture of a polyfunctional epoxy compound and an aminoalkylsilane compound, further contains a hydrolyzable organosilane compound having no amino group and/or a partial hydrolysis condensate thereof, is represented by the following average composition formula (1):
式(1)中、Xは、独立に酸素原子、窒素原子、硫黄原子を含んでもよい炭素数1~31の2価炭化水素基である。2価炭化水素基としては、直鎖状又は分岐状の炭素数1~20のアルキレン基、及び炭素数3~31の環状2価炭化水素基(単環状の2価炭化水素基又は多環状の2価炭化水素基)が挙げられる。Xとしては、これらのうち、いずれか1つ以上を有し、酸素原子、窒素原子、硫黄原子を含んでもよい。 In formula (1), X is independently a divalent hydrocarbon group having 1 to 31 carbon atoms, which may contain an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom. Examples of divalent hydrocarbon groups include linear or branched alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms, and cyclic divalent hydrocarbon groups having 3 to 31 carbon atoms (monocyclic divalent hydrocarbon groups or polycyclic divalent hydrocarbon groups). X may contain one or more of these groups, and may also contain an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom.
Xの炭素数は1~31であり、好ましくは1~20である。直鎖状アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン(トリメチレン)基、n-ブチレン(テトラメチレン)基、n-へキシレン(ヘキサメチレン)基等が挙げられ、分岐状アルキレン基としては、イソブチレン基、sec-ブチレン基、イソペンチレン基、イソヘキシレン基、イソオクチレン基、2‐エチルヘキシレン基等が挙げられる。単環状2価炭化水素基としては、1,2-,1,3-シクロペンチレン基、1,4-シクロヘキシレン基等が挙げられ、多環状2価炭化水素基としては、1,3-,1,4-、1,5-ナフチレン基、アントリレン基等が挙げられる。酸素原子、窒素原子、硫黄原子を含む構造として、カルボニル基、エーテル結合、アミノ基等が挙げられる。Xはアリーレン基を含むことが好ましく、より好ましくはフェニレン基を含む。Xは、酸素原子及び/又は硫黄原子を含んでもよい炭素数1~20の2価炭化水素基の2つの末端それぞれに酸素原子を有し、Xが結合するそれぞれの隣接炭素原子との間でエーテル結合(C-O-C結合)を形成するものであることが特に好ましい。 X has 1 to 31 carbon atoms, preferably 1 to 20. Examples of linear alkylene groups include methylene, ethylene, n-propylene (trimethylene), n-butylene (tetramethylene), and n-hexylene (hexamethylene). Examples of branched alkylene groups include isobutylene, sec-butylene, isopentylene, isohexylene, isooctylene, and 2-ethylhexylene. Examples of monocyclic divalent hydrocarbon groups include 1,2- and 1,3-cyclopentylene and 1,4-cyclohexylene. Examples of polycyclic divalent hydrocarbon groups include 1,3-, 1,4-, and 1,5-naphthylene and anthrylene. Examples of structures containing oxygen, nitrogen, or sulfur atoms include carbonyl groups, ether bonds, and amino groups. X preferably contains an arylene group, and more preferably contains a phenylene group. It is particularly preferred that X is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which may contain oxygen atoms and/or sulfur atoms, and which has an oxygen atom at each of its two ends, and which forms an ether bond (C-O-C bond) between each of the adjacent carbon atoms to which X is bonded.
具体的なXとしては、下記式(5a)~(5g)で表されるものが挙げられる。なお、式中の破線は結合手を示す。特に、コストやプライマー調製時の溶媒への溶解性の点から下記式(5d)が好ましい。 Specific examples of X include those represented by the following formulas (5a) to (5g). Note that the dashed lines in the formulas indicate bonds. In particular, formula (5d) below is preferred from the standpoints of cost and solubility in solvents used in primer preparation.
R1は、独立に炭素数3~12のアルキレン基又は炭素数6~10のアリーレン基であり、n-プロピレン(トリメチレン)基、イソプロピレン(メチルエチレン)基、ブチレン(テトラメチレン)基、イソブチレン(メチルトリメチレン)基、tert-ブチレン(ジメチルエチレン)基、ペンタメチレン基、ヘキシレン(ヘキサメチレン)基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基等のアルキレン基;1,3-,1,2-シクロペンチレン基、1,4-シクロヘキシレン基等のシクロアルキレン基;フェニレン基、トリレン基、キシリレン基、α-,β-ナフチレン基等のアリーレン基が挙げられる。これらの中でも、プロピレン(トリメチレン)基、ヘキシレン(ヘキサメチレン)基等のアルキレン基が好ましく、プロピレン(トリメチレン)基が特に好ましい。 R 1 is independently an alkylene group having 3 to 12 carbon atoms or an arylene group having 6 to 10 carbon atoms, and examples thereof include alkylene groups such as an n-propylene (trimethylene) group, an isopropylene (methylethylene) group, a butylene (tetramethylene) group, an isobutylene (methyltrimethylene) group, a tert-butylene (dimethylethylene) group, a pentamethylene group, a hexylene (hexamethylene) group, a heptamethylene group, an octamethylene group, a nonamethylene group, a decamethylene group, and a dodecamethylene group; cycloalkylene groups such as a 1,3- or 1,2-cyclopentylene group or a 1,4-cyclohexylene group; and arylene groups such as a phenylene group, a tolylene group, a xylylene group, and an α- or β-naphthylene group. Among these, alkylene groups such as propylene (trimethylene) group and hexylene (hexamethylene) group are preferred, with propylene (trimethylene) group being particularly preferred.
R2及びR3は、独立に非置換もしくは置換の炭素数1~10のアルキル基又は非置換もしくは置換の炭素数6~10のアリール基である。炭素数1~10のアルキル基としては、直鎖状、環状、分枝状のいずれでもよく、その具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、ネオペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル基等の直鎖または分岐鎖アルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、イソボルニル基等のシクロアルキル基が挙げられる。また、炭素数6~10のアリール基の具体例としては、フェニル、トリル、キシリル、α-ナフチル、β-ナフチル基等が挙げられる。なお、これらの基の水素原子の一部または全部がアルキル基、アリール基、F、Cl、Br等のハロゲン原子やシアノ基等で置換されていてもよく、これらの中でも、R2及びR3としては、メチル基、エチル基、ビニル基、フェニル基が好ましく、反応性やコストの面からメチル基又はビニル基がより好ましい。 R2 and R3 are independently an unsubstituted or substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an unsubstituted or substituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 10 carbon atoms may be linear, cyclic, or branched, and specific examples thereof include linear or branched alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, neopentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, and n-decyl groups; and cycloalkyl groups such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, and isobornyl groups. Specific examples of aryl groups having 6 to 10 carbon atoms include phenyl, tolyl, xylyl, α-naphthyl, and β-naphthyl groups. Some or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with an alkyl group, an aryl group, a halogen atom such as F, Cl, or Br, a cyano group, or the like. Among these, R2 and R3 are preferably a methyl group, an ethyl group, a vinyl group, or a phenyl group, and from the standpoints of reactivity and cost, a methyl group or a vinyl group is more preferred.
nは、0~50の数であり、0~20の数が好ましく、特に0~5の数が好ましい。mは、0~3の数であり、特に3が好ましく、lは、1又は2であり、特に2が好ましい。 n is a number from 0 to 50, preferably a number from 0 to 20, and particularly preferably a number from 0 to 5. m is a number from 0 to 3, and particularly preferably 3, and l is 1 or 2, and particularly preferably 2.
エポキシプレポリマーは、後述する一般式(2)で示される2官能エポキシ化合物(ジグリシジル化合物)と、一般式(3)で示されるアミノアルキルシラン化合物と、一般式(4)で示されるアミノ基及びメルカプト基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物(アルキルアルコキシシラン)との反応物であることが好ましい。 The epoxy prepolymer is preferably a reaction product of a bifunctional epoxy compound (diglycidyl compound) represented by the general formula (2) described below, an aminoalkylsilane compound represented by the general formula (3), and a hydrolyzable organosilane compound (alkylalkoxysilane) having no amino or mercapto groups represented by the general formula (4).
エポキシプレポリマーの重量平均分子量は、500~100,000であることが好ましく、1,000~5,000であることがより好ましい。エポキシプレポリマーの重量平均分子量は、例えば、テトラヒドロフランを展開溶媒としてゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析におけるポリスチレン換算の重量平均分子量として求めることができる。 The weight-average molecular weight of the epoxy prepolymer is preferably 500 to 100,000, and more preferably 1,000 to 5,000. The weight-average molecular weight of the epoxy prepolymer can be determined, for example, as the polystyrene-equivalent weight-average molecular weight by gel permeation chromatography (GPC) analysis using tetrahydrofuran as the developing solvent.
好ましいエポキシプレポリマーとして以下のものが例示される。なお、式中のMeはメチル基を表す。
[エポキシプレポリマーの製造方法]
上述したエポキシプレポリマーの製造方法は、(B2a)下記一般式(2)で示される2官能エポキシ化合物(ジグリシジル化合物)と、(B2b)下記一般式(3)で示されるアミノアルキルシラン化合物と、(B2c)下記一般式(4)で示されるアミノ基及びメルカプト基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物(アルキルアルコキシシラン)とを混合し、反応させることを特徴とする。
[Method of manufacturing epoxy prepolymer]
The above-mentioned method for producing an epoxy prepolymer is characterized by mixing and reacting (B2a) a bifunctional epoxy compound (diglycidyl compound) represented by the following general formula (2), (B2b) an aminoalkylsilane compound represented by the following general formula (3), and (B2c) a hydrolyzable organosilane compound (alkylalkoxysilane) having no amino group or mercapto group represented by the following general formula (4):
前記(B2a)成分の式(2)で示されるジグリシジル化合物としては、例えば、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、ネオペンチルグリコールジグリシジル、ビスフェノールAジグリシジル、ビスフェノールFジグリシジル、ビスフェノールAFジグリシジル、2,2-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)プロパン等が挙げられる。コストや溶媒への溶解性の点からビスフェノールAジグリシジルが好ましい。なお、(B2a)成分として、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルジエトキシシラン等の加水分解性グリシジル化合物の加水分解縮重合体(分子中にグリシジル基を2つ有するオルガノシロキサンオリゴマー)を用いてもよい。 Examples of the diglycidyl compound represented by formula (2) of component (B2a) include 1,2-cyclohexanedicarboxylate diglycidyl, neopentyl glycol diglycidyl, bisphenol A diglycidyl, bisphenol F diglycidyl, bisphenol AF diglycidyl, and 2,2-bis(4-glycidyloxyphenyl)propane. Bisphenol A diglycidyl is preferred from the standpoints of cost and solubility in solvents. Furthermore, hydrolyzed condensation polymers (organosiloxane oligomers having two glycidyl groups per molecule) of hydrolyzable glycidyl compounds such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyldimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyldiethoxysilane may also be used as component (B2a).
前記(B2b)成分の式(3)で示されるアミノアルキルシラン化合物としては、例えば、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等の、分子中に1級アミノ基で置換されたアルキル基と、ケイ素原子に結合したアルコキシ基等の加水分解性基を分子中に0~3個有する(加水分解性)オルガノシラン化合物(シランカップリング剤)が挙げられる。特にメトキシ基を有する場合に優れた膜形成能と接着能がみられ、γ-アミノプロピルトリメトキシシランが好ましい。なお、(B2b)成分として、式(3)で示されるアミノアルキルシラン化合物の加水分解縮重合体(分子中に1級アミノ基で置換されたアルキル基と残存アルコキシ基等の加水分解性基を有するオルガノシロキサンオリゴマー)を用いてもよい。 The aminoalkylsilane compound represented by formula (3) of component (B2b) above includes, for example, (hydrolyzable) organosilane compounds (silane coupling agents) such as γ-aminopropyltrimethoxysilane and γ-aminopropyltriethoxysilane, each of which has an alkyl group substituted with a primary amino group in the molecule and 0 to 3 hydrolyzable groups such as alkoxy groups bonded to silicon atoms. γ-aminopropyltrimethoxysilane is particularly preferred, as it exhibits excellent film-forming and adhesive properties when it contains a methoxy group. It is also possible to use a hydrolyzed condensation polymer of the aminoalkylsilane compound represented by formula (3) (an organosiloxane oligomer having an alkyl group substituted with a primary amino group in the molecule and residual hydrolyzable groups such as alkoxy groups) as component (B2b).
前記(B2c)成分の式(4)で示されるアルキルアルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等が挙げられ、コストや反応性の点から、メチルトリメトキシシラン又はビニルトリメトキシシランが好ましい。 Examples of the alkylalkoxysilane represented by formula (4) of component (B2c) include methyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and methyltriethoxysilane, with methyltrimethoxysilane or vinyltrimethoxysilane being preferred from the standpoints of cost and reactivity.
(B2b)成分の添加量は、(B2a)一般式(2)で示される多官能エポキシ化合物(ジグリシジル化合物)1モルに対して0.1~1.0モルとなる量が好ましく、0.1~0.6モルとなる量がより好ましい。 The amount of component (B2b) added is preferably 0.1 to 1.0 moles, and more preferably 0.1 to 0.6 moles, per mole of (B2a) the polyfunctional epoxy compound (diglycidyl compound) represented by general formula (2).
(B2c)成分の添加量は、(B2a)一般式(2)で示される多官能エポキシ化合物(ジグリシジル化合物)1モルに対して1.0~10.0モルとなる量が好ましく、1.0~5.0モルとなる量がより好ましい。 The amount of component (B2c) added is preferably 1.0 to 10.0 moles, and more preferably 1.0 to 5.0 moles, per mole of (B2a) the polyfunctional epoxy compound (diglycidyl compound) represented by general formula (2).
エポキシプレポリマーの製造方法において、(B2a)前記一般式(2)で示されるジグリシジル化合物と、(B2b)前記一般式(3)で示されるアミノアルキルシランと、(B2c)前記一般式(4)で示されるアルキルアルコキシシランとを混合反応させる温度は、10~90℃であり、好ましくは20~70℃である。前記温度範囲から外れた場合、反応の著しい低下、又は粘度が著しく増加して反応物の回収が困難となる可能性がある。混合反応させる反応時間は、2時間~5日間であることが好ましく、8時間~3日間であることがより好ましい。 In the method for producing an epoxy prepolymer, the temperature at which (B2a) the diglycidyl compound represented by the general formula (2), (B2b) the aminoalkylsilane represented by the general formula (3), and (B2c) the alkylalkoxysilane represented by the general formula (4) are mixed and reacted is 10 to 90°C, preferably 20 to 70°C. Temperatures outside this range may result in a significant decrease in reaction or a significant increase in viscosity, making it difficult to recover the reaction product. The reaction time for mixing and reacting is preferably 2 hours to 5 days, and more preferably 8 hours to 3 days.
エポキシプレポリマーの製造方法によれば、室温(23℃±15℃)において液状の、又は本発明で使用する(C)有機溶媒である、芳香族炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒及びパラフィン系溶媒に可溶な反応混合物(側鎖アルコキシシラン含有エポキシプレポリマー)が得られる。 The method for producing the epoxy prepolymer produces a reaction mixture (epoxy prepolymer containing side chain alkoxysilanes) that is liquid at room temperature (23°C ± 15°C) or that is soluble in the organic solvents (C) used in the present invention, such as aromatic hydrocarbon solvents, alcohol solvents, ketone solvents, ether solvents, ester solvents, and paraffin solvents.
(B)成分の配合量は、(A)、(B)、(C)成分の合計質量において、好ましくは1~70質量%であり、より好ましくは5~50質量%である。このような範囲であれば、多孔質基材とシリコーン樹脂層の間に設けられるプライマー層として良好な接着性を発現することができる。 The blending amount of component (B) is preferably 1 to 70 mass% of the total mass of components (A), (B), and (C), and more preferably 5 to 50 mass%. Within this range, it can exhibit good adhesion as a primer layer provided between the porous substrate and the silicone resin layer.
-(C)成分-
(C)成分の有機溶媒は、プライマー組成物中の各成分を任意の割合で溶解し、同時に揮発性を有するものであればよく、取り扱いの観点から、引火点が-40℃以上であり、かつ沸点が41℃以上であり、かつ発火点が101℃以上のものであることが好ましく、引火点が-30℃以上であり、かつ沸点が60℃以上であり、かつ発火点が200℃以上のものであることがより好ましい。
なお、ここでいう引火点はJIS-K2265-2:2007記載の迅速平衡密閉法によって測定した値であり、沸点は1気圧(1013hPa)における値であり、発火点は一定温度に加熱した容器中に滴下し、その有機溶媒が瞬間に発火する温度の下限値である。
-(C) Component-
The organic solvent of component (C) may be any solvent that dissolves the components of the primer composition in any desired proportion and is volatile at the same time. From the standpoint of ease of handling, it is preferable for the organic solvent to have a flash point of -40°C or higher, a boiling point of 41°C or higher, and an ignition point of 101°C or higher, and more preferably a flash point of -30°C or higher, a boiling point of 60°C or higher, and an ignition point of 200°C or higher.
The flash point referred to here is a value measured by the rapid equilibrium closed-circuit method described in JIS-K2265-2:2007, the boiling point is a value at 1 atmosphere (1013 hPa), and the ignition point is the lower limit of the temperature at which the organic solvent instantly ignites when dropped into a container heated to a constant temperature.
(C)成分は、具体的には、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールモノメチル等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;リグロイン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等のエステル系溶媒;及びヘキサン、シクロヘキサン等のパラフィン系溶媒が挙げられ、これらは1種単独でも2種以上の混合溶媒としても使用することができる。これらの中で、芳香族炭化水素系溶媒又はパラフィン系溶媒又はエステル系溶媒が好ましく、特にトルエンやヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルが好ましい。 Specific examples of component (C) include aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, and xylene; alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and ethylene glycol monomethyl; ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; ester solvents such as ligroin, ethyl acetate, butyl acetate, and isobutyl acetate; and paraffin solvents such as hexane and cyclohexane. These can be used alone or in combination with two or more solvents. Of these, aromatic hydrocarbon solvents, paraffin solvents, and ester solvents are preferred, with toluene, hexane, ethyl acetate, butyl acetate, and isobutyl acetate being particularly preferred.
(C)成分を配合することにより、プライマー組成物の塗布時及び乾燥時の作業性を調整することができる。(C)成分の配合量は、特に限定されないが、前記(B)成分10質量部に対して、5~1000質量部であり、好ましくは5~100質量部である。このような範囲であれば、プライマー組成物の塗膜を形成する際に均一にすることができ、塗膜表面の凹凸を抑制することができる。なお、前記(C)成分の配合量は、(A)成分、(B)成分等を溶液として添加する場合、その溶液中の溶媒を含めた組成物中の全量を示す。 By incorporating component (C), it is possible to adjust the workability of the primer composition during application and drying. There are no particular restrictions on the amount of component (C) incorporated, but it is usually 5 to 1,000 parts by mass, and preferably 5 to 100 parts by mass, per 10 parts by mass of component (B). This range ensures a uniform coating of the primer composition when it is formed, and reduces unevenness on the coating surface. Note that when components (A), (B), etc. are added as a solution, the amount of component (C) incorporated refers to the total amount in the composition, including the solvent in the solution.
-(D)成分-
本発明のプライマー組成物には、必要に応じて配合できる任意成分として、組成物の保存安定性を向上させる目的で、更に(D)成分として加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物を配合することができる。
-(D) Component-
The primer composition of the present invention may further contain, as an optional component (D), a hydrolyzable organosilane compound and/or a partial hydrolyzed condensate thereof, for the purpose of improving the storage stability of the composition.
(D)成分の加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物としては、前記(B)成分におけるアミノ基及びメルカプト基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物と同じでよく、例えば、メチルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、ビニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、フェニルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、メチルトリス(ジメチルケトオキシム)シラン等のケトオキシム基含有シラン;メチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、α-(ジメトキシメチルシリル)プロピオン酸2-エチルヘキシル等のアルコキシシラン;メチルトリイソプロペノキシシラン、エチルトリイソプロペノキシシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、フェニルトリイソプロペノキシシラン等のイソプロペノキシ基含有シラン;メチルトリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等のアセトキシシラン;並びにこれらのシランの部分加水分解縮合物が挙げられる。これらは1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The hydrolyzable organosilane compound and/or its partial hydrolysis condensate in component (D) may be the same as the hydrolyzable organosilane compound and/or its partial hydrolysis condensate in component (B) that does not have an amino group or a mercapto group, and examples thereof include ketoxime group-containing silanes such as methyltris(methylethylketoxime)silane, vinyltris(methylethylketoxime)silane, phenyltris(methylethylketoxime)silane, and methyltris(dimethylketoxime)silane; methyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, dimethyl Examples include alkoxysilanes such as dimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and 2-ethylhexyl α-(dimethoxymethylsilyl)propionate; isopropenoxy group-containing silanes such as methyltriisopropenoxysilane, ethyltriisopropenoxysilane, vinyltriisopropenoxysilane, and phenyltriisopropenoxysilane; acetoxysilanes such as methyltriacetoxysilane, ethyltriacetoxysilane, and vinyltriacetoxysilane; and partial hydrolysis condensates of these silanes. These may be used alone or in combination of two or more.
(D)成分の配合量は、特に限定はされないが、前記(B)成分10質量部に対して、0.01~100質量部であり、好ましくは0.1~10質量部である。このような範囲であれば、調製時に影響は無く、良好な保存性を得ることができる。
なお、前記(B1)及び(B2)成分において、アミノ基及びメルカプト基を有しない加水分解性オルガノシラン化合物及び/又はその部分加水分解縮合物を添加する場合には、(D)成分を添加しなくてもよい。
The amount of component (D) to be blended is not particularly limited, but is 0.01 to 100 parts by mass, and preferably 0.1 to 10 parts by mass, per 10 parts by mass of component (B).Within this range, there is no effect on the preparation and good storage stability can be achieved.
In addition, when a hydrolyzable organosilane compound and/or its partial hydrolysis condensate that does not have an amino group or a mercapto group is added to the components (B1) and (B2), the component (D) does not need to be added.
-その他の添加剤-
また、本発明のプライマー組成物には、上述した(A)~(D)成分の他に、更に、添加剤として、顔料、染料、老化防止剤、酸化防止剤、接着促進剤、帯電防止剤、酸化アンチモン、塩化パラフィン等の難燃剤などから選ばれる少なくとも1種の公知の添加剤を本発明の目的を損なわない範囲において配合することができる。更に、防かび剤、抗菌剤等を本発明の目的を損なわない範囲において配合することもできる。
-Other additives-
In addition to the above-described components (A) to (D), the primer composition of the present invention may further contain at least one known additive selected from pigments, dyes, antioxidants, antioxidants, adhesion promoters, antistatic agents, and flame retardants such as antimony oxide and chlorinated paraffins, within the range that does not impair the object of the present invention.Furthermore, mildew inhibitors, antibacterial agents, etc. may also be added within the range that does not impair the object of the present invention.
本発明のプライマー組成物は、室温縮合硬化型シリコーンゴム組成物又は付加硬化型シリコーンゴム組成物の硬化物と多孔質基材との接着用であることが好ましく、即ち多孔質基材と室温縮合硬化型シリコーンゴム組成物又は付加硬化型シリコーンゴム組成物の硬化物(シリコーンゴム硬化物)からなるシリコーン樹脂との接着性を向上させるのに好適に用いることができ、特に施工箇所が浸水(水没)した場合などの接着性(耐水接着性)を向上させるのに好適である。なお、本発明において、多孔質基材としては木材、合成木材、水硬性組成物の硬化物(モルタル硬化物、コンクリート硬化物、セメント硬化物)等が例示されるが、木材からなるものであることが好ましく、木材の材質としては桧、杉、松等が挙げられる。また多孔質基材は基材の耐久性や対候性、意匠性向上のため、所望により処理されたものであってよい。 The primer composition of the present invention is preferably used for bonding a cured product of a room-temperature condensation-curing silicone rubber composition or an addition-curing silicone rubber composition to a porous substrate. In other words, it can be suitably used to improve adhesion between a porous substrate and a silicone resin composed of a room-temperature condensation-curing silicone rubber composition or a cured product of an addition-curing silicone rubber composition (cured silicone rubber product). It is particularly suitable for improving adhesion (water-resistant adhesion) when the application site is submerged (submerged). In the present invention, examples of porous substrates include wood, synthetic wood, and cured products of hydraulic compositions (cured mortar, cured concrete, and cured cement), but wood is preferred, and examples of wood materials include cypress, cedar, and pine. The porous substrate may also be treated as desired to improve the durability, weather resistance, and design of the substrate.
[シリコーン樹脂と多孔質基材との接着方法]
本発明に係るシリコーン樹脂(シリコーンゴム硬化物層)と多孔質基材との接着方法は、多孔質基材の表面に、上述した本発明のプライマー組成物を塗工してプライマー層を形成した後、該プライマー層の表面に、更に、室温縮合硬化型シリコーンゴム組成物又は付加硬化型シリコーンゴム組成物を塗工・硬化してシリコーンゴム硬化物からなるシリコーン樹脂層を形成する工程を有することを特徴とする。
[Method for bonding silicone resin to porous substrate]
The method of the present invention for bonding a silicone resin (cured silicone rubber layer) to a porous substrate is characterized by comprising the steps of: applying the primer composition of the present invention described above to the surface of a porous substrate to form a primer layer; and then applying and curing a room-temperature condensation-curable silicone rubber composition or an addition-curable silicone rubber composition to the surface of the primer layer to form a silicone resin layer made of cured silicone rubber.
本発明のシリコーン樹脂(シリコーンゴム硬化物層)と多孔質基材との接着方法としては、例えば多孔質基材の表面に本発明のプライマー組成物を適用して(刷毛又は不織布で塗布(塗工)し、30分~12時間、好ましくは30分~2時間程度、室温(23℃±15℃)にて風乾(養生)して(プライマー処理ともいう))プライマー層を形成した後、該プライマー層の外表面に、更に室温縮合硬化型シリコーンゴム組成物及び付加硬化型シリコーンゴム組成物から選ばれるシリコーンゴム組成物を適用して該シリコーンゴム組成物層を形成し、該シリコーンゴム組成物層を硬化して(即ち、室温縮合硬化型シリコーンゴム組成物を塗工し、室温(23℃±15℃)下で該組成物を硬化させる、あるいは付加硬化型シリコーンゴム組成物を塗工し、室温(23℃±15℃)又は加熱(50~100℃)下で該組成物を硬化させて)、シリコーンゴム硬化物からなるシリコーン樹脂を形成することによってシリコーン樹脂と多孔質基材とを接着するとよい。 As a method for bonding the silicone resin (cured silicone rubber layer) of the present invention to a porous substrate, for example, the primer composition of the present invention may be applied to the surface of the porous substrate (by applying (spraying) with a brush or nonwoven fabric, and then air-drying (curing) at room temperature (23°C ± 15°C) for 30 minutes to 12 hours, preferably 30 minutes to 2 hours (also known as primer treatment)), forming a primer layer. Then, a silicone rubber composition selected from a room-temperature condensation-curable silicone rubber composition and an addition-curable silicone rubber composition is applied to the outer surface of the primer layer to form the silicone rubber composition layer, and the silicone rubber composition layer is cured (i.e., by applying a room-temperature condensation-curable silicone rubber composition and curing the composition at room temperature (23°C ± 15°C), or by applying an addition-curable silicone rubber composition and curing the composition at room temperature (23°C ± 15°C) or by heating (50 to 100°C)), thereby forming a silicone resin consisting of cured silicone rubber, thereby bonding the silicone resin to the porous substrate.
本発明によれば、木材等の多孔質基材表面に本発明のプライマー組成物を用いてプライマー処理した後、室温縮合硬化型シリコーンゴム組成物及び付加硬化型シリコーンゴム組成物から選ばれるシリコーンゴム組成物を塗布し、この塗布膜を硬化させることで、この施工(塗布硬化)箇所が水への浸漬後も良好な接着性を示すようになり、特にはシリコーン樹脂と多孔質基材との耐水接着性を改善するものとなる。 According to the present invention, the surface of a porous substrate such as wood is primed with the primer composition of the present invention, and then a silicone rubber composition selected from a room-temperature condensation-curing silicone rubber composition and an addition-curing silicone rubber composition is applied. This coating is then cured, allowing the applied (cured) area to exhibit good adhesion even after immersion in water, thereby improving the water-resistant adhesion between the silicone resin and the porous substrate.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例におけるモル数は「質量部」が「g」である場合のものである。また、室温は23℃を意味する。 The present invention will be explained in detail below using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. Note that the number of moles in the following examples is when "parts by mass" is "g." Also, room temperature refers to 23°C.
[合成例1:アクリル共重合体の調製1]
酢酸エチル47質量部に、メタクリル酸メチル34質量部、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.8質量部を加え、窒素通気下で混合し、温度が80℃になるように加熱した。次いで、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)0.1質量部を加えて混合し、溶解させた。更に、80℃で3時間熟成してから、40℃以下になるまで冷却した。冷却後、4-メトキシフェノール0.02質量部を加え、反応を停止、無色透明のアクリル共重合体溶液1を得た。
[Synthesis Example 1: Preparation of Acrylic Copolymer 1]
To 47 parts by mass of ethyl acetate, 34 parts by mass of methyl methacrylate and 1.8 parts by mass of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane were added, mixed under nitrogen aeration, and heated to a temperature of 80°C. Next, 0.1 parts by mass of 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile) was added and mixed to dissolve. The mixture was further aged at 80°C for 3 hours and then cooled to 40°C or below. After cooling, 0.02 parts by mass of 4-methoxyphenol was added to stop the reaction, and a colorless, transparent acrylic copolymer solution 1 was obtained.
[合成例2:アクリル重合体の調製2]
合成例1において、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.8質量部を用いなかったこと以外は、合成例1と同様にしてアクリル重合体溶液2を得た。
[Synthesis Example 2: Preparation of Acrylic Polymer 2]
An acrylic polymer solution 2 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 1.8 parts by mass of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane was not used.
[合成例3:多官能性イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシランの反応混合物の調製1]
酢酸エチル53質量部に、N3200XPM(脂肪族ポリイソシアネート溶液(脂肪族ポリイソシアネート73質量%含有);株式会社ゴードー化学社製)18質量部と、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン30質量部(0.15モル)と、2-エチルヘキサン酸スズ0.1質量部を加え、湿気遮断下にて、室温で40分間撹拌し、反応混合物1を得た。
Synthesis Example 3: Preparation of reaction mixture 1 of polyfunctional isocyanate compound and mercaptoalkylsilane
To 53 parts by mass of ethyl acetate, 18 parts by mass of N3200XPM (aliphatic polyisocyanate solution (containing 73% by mass of aliphatic polyisocyanate); manufactured by Godo Chemical Co., Ltd.), 30 parts by mass (0.15 mol) of γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and 0.1 parts by mass of tin 2-ethylhexanoate were added, and the mixture was stirred at room temperature for 40 minutes while blocking moisture, to obtain reaction mixture 1.
[合成例4:多官能性イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシランの反応混合物の調製2]
トルエン28質量部に、トリレンジイソシアネート17質量部(0.10モル)、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン39質量部(0.20モル)、2-エチルヘキサン酸スズ0.2質量部を加え、湿気遮断化にて室温で1時間撹拌し、反応混合物2を得た。
Synthesis Example 4: Preparation of reaction mixture 2 of polyfunctional isocyanate compound and mercaptoalkylsilane
To 28 parts by mass of toluene, 17 parts by mass (0.10 mol) of tolylene diisocyanate, 39 parts by mass (0.20 mol) of γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and 0.2 parts by mass of tin 2-ethylhexanoate were added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour in a moisture-blocking environment, thereby obtaining reaction mixture 2.
[合成例5:多官能性エポキシ化合物とアミノアルキルシランの反応混合物の調製1]
2,2-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)プロパン51質量部(0.15モル)に、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン9.0質量部(0.05モル)、メチルトリメトキシシラン27質量部(0.20モル)を加え、湿気遮断下にて、還流機により還流させた状態で、60℃で、8時間撹拌し、反応混合物3を得た。
Synthesis Example 5: Preparation of reaction mixture 1 of polyfunctional epoxy compound and aminoalkylsilane
To 51 parts by mass (0.15 mol) of 2,2-bis(4-glycidyloxyphenyl)propane, 9.0 parts by mass (0.05 mol) of γ-aminopropyltrimethoxysilane and 27 parts by mass (0.20 mol) of methyltrimethoxysilane were added, and the mixture was refluxed using a reflux condenser under moisture-blocking conditions, and stirred at 60°C for 8 hours to obtain reaction mixture 3.
[合成例6:多官能性エポキシ化合物とアミノアルキルシランの反応混合物の調製2]
2,2-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)プロパン34質量部(0.10モル)に、N-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]ブタン-1-アミン12質量部(0.05モル)、メチルトリメトキシシラン7.5質量部(0.06モル)を加え、湿気遮断下にて、還流機により還流させた状態で、60℃で、8時間撹拌し、反応混合物4を得た。
Synthesis Example 6: Preparation of reaction mixture 2 of polyfunctional epoxy compound and aminoalkylsilane
To 34 parts by mass (0.10 mol) of 2,2-bis(4-glycidyloxyphenyl)propane, 12 parts by mass (0.05 mol) of N-[3-(trimethoxysilyl)propyl]butan-1-amine and 7.5 parts by mass (0.06 mol) of methyltrimethoxysilane were added, and the mixture was stirred at 60°C for 8 hours under reflux using a reflux hood while being protected from moisture, to obtain reaction mixture 4.
[実施例1]
合成例1で得られた〔アクリル共重合体溶液1〕27質量部に、合成例3で得られた〔反応混合物1〕18質量部、トルエン27質量部、接着促進剤としてγ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン7.2質量部、ディスモジュールHL(トリレジンイソシアネート(TDI)とヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)との付加反応により形成される化合物(イソシアヌレート体)溶液;covestro社製)23質量部を加え、湿気遮断下にて、室温で1時間均一に、混合し、組成物1を得た。
得られた組成物1を被着体として多孔質基材である板状の木材(桧)(寸法(縦×横×長さ):50mm×50mm×25mm)の主面上に刷毛で均一に塗布し、温度23℃湿度50%RHの条件下において30分間放置してプライマー層を形成した後、脱アルコールタイプ(室温縮合硬化型)の2成分系シリコーン系シーリング材(SEALANT-FC-295SG:信越化学工業株式会社製)を、組成物1が塗布された木材の塗布面(プライマー層上)にビード状(直径10mm、長さ50mm)に塗布し、接着性評価用試験片とした。
[Example 1]
To 27 parts by mass of [acrylic copolymer solution 1] obtained in Synthesis Example 1, 18 parts by mass of [reaction mixture 1] obtained in Synthesis Example 3, 27 parts by mass of toluene, 7.2 parts by mass of γ-mercaptopropyltrimethoxysilane as an adhesion promoter, and 23 parts by mass of Dismodur HL (a solution of a compound (isocyanurate) formed by an addition reaction of triresin isocyanate (TDI) and hexamethylene diisocyanate (HDI); manufactured by Covestro), were added, and the mixture was mixed uniformly at room temperature for 1 hour in a moisture-protected environment, to obtain Composition 1.
The obtained composition 1 was applied uniformly with a brush to the main surface of a porous substrate, a wooden board (cypress) (dimensions (length × width × length): 50 mm × 50 mm × 25 mm), and left to stand for 30 minutes under conditions of a temperature of 23°C and a humidity of 50% RH to form a primer layer. After that, a dealcoholization-type (room temperature condensation curing type) two-component silicone sealant (SEALANT-FC-295SG: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied in the form of a bead (diameter 10 mm, length 50 mm) to the surface (on the primer layer) of the wooden board that had been coated with composition 1, to prepare a test piece for evaluating adhesion.
[実施例2]
合成例1で得られた〔アクリル共重合体溶液1〕10質量部に、合成例4で得られた〔反応混合物2〕18質量部、トルエン6.0質量部を加え、湿気遮断下にて、室温で30分均一に、混合し、組成物2を得た。
得られた組成物2を用いて、実施例1と同様にして接着性評価用試験片を作製した。
[Example 2]
To 10 parts by mass of [acrylic copolymer solution 1] obtained in Synthesis Example 1, 18 parts by mass of [reaction mixture 2] obtained in Synthesis Example 4 and 6.0 parts by mass of toluene were added, and the mixture was mixed uniformly at room temperature for 30 minutes in a moisture-protected environment to obtain composition 2.
Using the obtained composition 2, a test piece for evaluating adhesiveness was prepared in the same manner as in Example 1.
[実施例3]
合成例1で得られた〔アクリル共重合体溶液1〕15質量部に、合成例5で得られた〔反応混合物3〕18質量部、トルエン18質量部を加え、湿気遮断下にて、室温で30分均一に、混合し、組成物3を得た。
得られた組成物3を用いて、実施例1と同様にして接着性評価用試験片を作製した。
[Example 3]
To 15 parts by mass of [acrylic copolymer solution 1] obtained in Synthesis Example 1, 18 parts by mass of [reaction mixture 3] obtained in Synthesis Example 5 and 18 parts by mass of toluene were added, and the mixture was mixed uniformly at room temperature for 30 minutes under moisture protection, to obtain composition 3.
Using the obtained composition 3, a test piece for evaluating adhesiveness was prepared in the same manner as in Example 1.
[実施例4]
合成例1で得られた〔アクリル共重合体溶液1〕15質量部に、合成例6で得られた〔反応混合物4〕18質量部、トルエン18質量部を加え、湿気遮断下にて、室温で30分均一に、混合し、組成物4を得た。
得られた組成物4を用いて、実施例1と同様にして接着性評価用試験片を作製した。
[Example 4]
To 15 parts by mass of [acrylic copolymer solution 1] obtained in Synthesis Example 1, 18 parts by mass of [reaction mixture 4] obtained in Synthesis Example 6 and 18 parts by mass of toluene were added, and the mixture was mixed uniformly at room temperature for 30 minutes under moisture protection, to obtain composition 4.
Using the obtained composition 4, a test piece for evaluating adhesiveness was prepared in the same manner as in Example 1.
[比較例1]
プライマー組成物を用いずに、実施例1と同様にして(即ち、プライマー層を形成せずに木材に直接、前記2成分系シリコーン系シーリング材を塗布して)接着性評価用試験片を作製した。
[Comparative Example 1]
Test pieces for evaluating adhesion were prepared in the same manner as in Example 1, except that no primer composition was used (i.e., the two-component silicone sealant was applied directly to the wood without forming a primer layer).
[比較例2]
実施例1において、〔アクリル共重合体溶液1〕27質量部、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン7.2質量部、及びディスモジュールHL23質量部を用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして、即ち〔反応混合物1〕18質量部及びトルエン27質量部を加え、湿気遮断下にて、室温で1時間均一に、混合し、組成物5を得た。
得られた組成物5を用いて、実施例1と同様にして接着性評価用試験片を作製した。
[Comparative Example 2]
Composition 5 was obtained in the same manner as in Example 1, except that 27 parts by mass of [acrylic copolymer solution 1], 7.2 parts by mass of γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and 23 parts by mass of Dismodur HL were not used, that is, 18 parts by mass of [reaction mixture 1] and 27 parts by mass of toluene were added, and the mixture was mixed uniformly at room temperature for 1 hour in a moisture-protected environment.
Using the obtained composition 5, a test piece for evaluating adhesiveness was prepared in the same manner as in Example 1.
[比較例3]
実施例2において、〔アクリル共重合体溶液1〕10質量部を添加しなかったこと以外は、実施例2と同様にして組成物6を得た。
得られた組成物6を用いて、実施例1と同様にして接着性評価用試験片を作製した。
[Comparative Example 3]
Composition 6 was obtained in the same manner as in Example 2, except that 10 parts by mass of [acrylic copolymer solution 1] was not added.
Using the obtained composition 6, a test piece for evaluating adhesiveness was prepared in the same manner as in Example 1.
[比較例4]
実施例3において、〔アクリル共重合体溶液1〕15質量部を添加しなかったこと以外は、実施例3と同様にして組成物7を得た。
得られた組成物7を用いて、実施例1と同様にして接着性評価用試験片を作製した。
[Comparative Example 4]
Composition 7 was obtained in the same manner as in Example 3, except that 15 parts by mass of [acrylic copolymer solution 1] was not added.
Using the obtained composition 7, a test piece for evaluating adhesiveness was prepared in the same manner as in Example 1.
[比較例5]
実施例2において、〔アクリル共重合体溶液1〕10質量部の代わりに、合成例2で得られた〔アクリル重合体溶液2〕10質量部を添加した以外は実施例2と同様にして、組成物8を得た。
得られた組成物8を用いて、実施例1と同様にして接着性評価用試験片を作製した。
[Comparative Example 5]
Composition 8 was obtained in the same manner as in Example 2, except that 10 parts by mass of [Acrylic Polymer Solution 2] obtained in Synthesis Example 2 was added instead of 10 parts by mass of [Acrylic Copolymer Solution 1].
Using the obtained composition 8, a test piece for evaluating adhesiveness was prepared in the same manner as in Example 1.
[接着性の評価]
実施例1~4、比較例1~5で作製した接着性評価用試験片を用いて、木材(桧)に対する接着性を、以下の方法により評価した。
[Evaluation of Adhesion]
Using the test pieces for evaluating adhesiveness prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, the adhesiveness to wood (cypress) was evaluated by the following method.
[初期接着性]
前記接着性評価用試験片を温度23℃、湿度50%RHの条件下において7日間養生した後、シリコーン系シーリング材のビード状のシリコーンゴム硬化物をナイフでカットし、該カット部を手剥離して(ビード状のシリコーンゴム硬化物を指でつまんで木材から引き剥がす方向に引張って剥離させ)、その剥離状態を観察することで、木材(プライマー層を含む被着体)とビード状のシリコーンゴム硬化物との接着界面の状態を評価した。
評価は、ビード状のシリコーンゴム硬化物(シーリング材)の剥離面における凝集破壊したプライマー層の面積の割合が90%以上であったものを「〇」、同50%以上90%未満であったものを「△」、同50%未満であったものを「×」とした。各プライマー組成物を使用した場合の初期接着性の試験結果を表1に示す。
[Initial adhesion]
The test pieces for evaluating adhesion were aged for 7 days under conditions of a temperature of 23°C and a humidity of 50% RH, and then the bead-shaped cured silicone rubber of the silicone sealant was cut with a knife and the cut portion was peeled off by hand (the bead-shaped cured silicone rubber was pinched with the fingers and pulled in the direction of peeling away from the wood), and the state of peeling was observed to evaluate the state of the adhesive interface between the wood (adherend including the primer layer) and the bead-shaped cured silicone rubber.
The evaluation was based on the following criteria: if the area of the primer layer that had cohesively failed on the peeled surface of the bead-shaped cured silicone rubber (sealant) was 90% or more, it was given a "good"; if it was 50% or more but less than 90%, it was given a "fair"; and if it was less than 50%, it was given an "unsatisfactory" rating. The test results for initial adhesion when each primer composition was used are shown in Table 1.
[耐水接着性]
温度23℃湿度50%RHの条件下において7日間養生した後、更に50℃の温水に7日間浸漬し、1~3時間乾燥した後、これを初期接着性の試験方法と同様の方法により評価した。各プライマー組成物を使用した場合の耐水接着性の試験結果を表1に示す。
[Water resistant adhesion]
After aging for 7 days under conditions of a temperature of 23°C and a humidity of 50% RH, the specimens were further immersed in hot water at 50°C for 7 days, dried for 1 to 3 hours, and then evaluated in the same manner as in the test for initial adhesion. The test results for water-resistant adhesion when each primer composition was used are shown in Table 1.
表1の結果より、実施例1~4は初期接着性だけではなく、水への浸漬後も良好な接着性(耐水接着性)を示した。一方、比較例1~5では初期接着性が良いものの、比較例4では耐水接着性の評価が「△」であり、比較例1、2、3、5では「×」であった。 The results in Table 1 show that Examples 1 to 4 not only exhibited good initial adhesion, but also good adhesion after immersion in water (water-resistant adhesion). On the other hand, while Comparative Examples 1 to 5 exhibited good initial adhesion, Comparative Example 4 was rated "△" for water-resistant adhesion, and Comparative Examples 1, 2, 3, and 5 were rated "X."
[合成例7:エポキシプレポリマーの合成1]
撹拌機、還流冷却器及び温度計を備えた500mlのセパラブルフラスコに、ビスフェノールAジグリシジルエーテル68.08g(0.2モル)、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン17.93g(0.1モル)、ビニルトリメトキシシラン29.65g(0.2モル)を仕込み、60℃に加熱し、3日間撹拌し、下記式(11)で表される化合物からなる無色透明液体(エポキシプレポリマー1)を得た。
A 500 ml separable flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a thermometer was charged with 68.08 g (0.2 mol) of bisphenol A diglycidyl ether, 17.93 g (0.1 mol) of γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 29.65 g (0.2 mol) of vinyltrimethoxysilane, heated to 60°C, and stirred for 3 days to obtain a colorless, transparent liquid (epoxy prepolymer 1) composed of a compound represented by the following formula (11):
GPC測定により、得られたエポキシプレポリマーの重量平均分子量:2808を確認した。
なお、本実施例において、重量平均分子量は、下記条件によるポリスチレンを標準物質としたGPC(ゲルパーミッションクロマトグラフィー)分析値である。
[測定条件]
・展開溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
・流速:0.35ml/min
・カラム:MultiporeHZ-H×4(東ソー社製)
・カラム温度:40℃
・試料注入量: 10μL(濃度0.2質量%のTHF溶液)
The weight average molecular weight of the obtained epoxy prepolymer was confirmed to be 2,808 by GPC measurement.
In the examples, the weight average molecular weight is a value obtained by GPC (gel permeation chromatography) analysis using polystyrene as a standard substance under the following conditions.
[Measurement conditions]
Developing solvent: tetrahydrofuran (THF)
・Flow rate: 0.35ml/min
Column: Multipore HZ-H x 4 (Tosoh Corporation)
Column temperature: 40°C
Sample injection volume: 10 μL (THF solution with a concentration of 0.2% by mass)
[合成例8:エポキシプレポリマーの合成2]
撹拌機、還流冷却器及び温度計を備えた500mlのセパラブルフラスコに、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル43.26g(0.2モル)、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン17.93g(0.1モル)、ビニルトリメトキシシラン29.65g(0.2モル)を仕込み、60℃に加熱し、3日間撹拌し、下記式(12)で表される化合物からなる無色透明液体(エポキシプレポリマー2)を得た。GPC測定により、得られたエポキシプレポリマーの重量平均分子量:2020を確認した。
A 500 ml separable flask equipped with a stirrer, reflux condenser, and thermometer was charged with 43.26 g (0.2 mol) of neopentyl glycol diglycidyl ether, 17.93 g (0.1 mol) of γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 29.65 g (0.2 mol) of vinyltrimethoxysilane, heated to 60°C, and stirred for 3 days to obtain a colorless, transparent liquid (epoxy prepolymer 2) composed of a compound represented by the following formula (12). GPC measurement confirmed that the weight-average molecular weight of the obtained epoxy prepolymer was 2,020.
[合成例9:エポキシプレポリマーの調製3]
撹拌機、還流冷却器及び温度計を備えた500mlのセパラブルフラスコに、エチレングリコールジグリシジルエーテル34.84g(0.2モル)、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン17.93g(0.1モル)、ビニルトリメトキシシラン29.65g(0.2モル)を仕込み、60℃に加熱し、3日間撹拌し、下記式(13)で表される化合物からなる無色透明液体(エポキシプレポリマー3)を得た。GPC測定により、得られたエポキシプレポリマーの重量平均分子量:2090を確認した。
A 500 ml separable flask equipped with a stirrer, reflux condenser, and thermometer was charged with 34.84 g (0.2 mol) of ethylene glycol diglycidyl ether, 17.93 g (0.1 mol) of γ-aminopropyltrimethoxysilane, and 29.65 g (0.2 mol) of vinyltrimethoxysilane, heated to 60°C, and stirred for 3 days to obtain a colorless, transparent liquid (epoxy prepolymer 3) composed of a compound represented by the following formula (13). GPC measurement confirmed that the weight-average molecular weight of the obtained epoxy prepolymer was 2,090.
[実施例5]
合成例1で得られた〔アクリル共重合体溶液1〕40質量部に、合成例7で得られた〔エポキシプレポリマー1〕30質量部、トルエン30質量部を湿気遮断下にて、室温で1時間均一に、混合し、組成物9を得た。
得られた組成物9を被着体として多孔質基材である板状の木材(桧)(主面寸法:120mm×120mm)の主面上に刷毛で均一に塗布し、温度23℃湿度50%RHの条件下において30分間放置してプライマー層を形成した後、脱アルコールタイプ(室温縮合硬化型)の2成分系シリコーン系シーリング材(SEALANT-FC-295SG:信越化学工業株式会社製)を、組成物9が塗布された木材の塗布面(プライマー層上)にビード状(直径10mm、長さ50mm)に塗布し、接着性評価用試験片とした。
[Example 5]
40 parts by mass of [acrylic copolymer solution 1] obtained in Synthesis Example 1, 30 parts by mass of [epoxy prepolymer 1] obtained in Synthesis Example 7, and 30 parts by mass of toluene were mixed uniformly at room temperature for 1 hour under moisture protection to obtain Composition 9.
The obtained composition 9 was applied uniformly with a brush to the main surface of a porous substrate, a wooden plate (cypress) (main surface dimensions: 120 mm × 120 mm), and left to stand for 30 minutes under conditions of a temperature of 23°C and a humidity of 50% RH to form a primer layer. After that, a dealcoholization-type (room temperature condensation curing type) two-component silicone sealant (SEALANT-FC-295SG: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied in the form of a bead (diameter 10 mm, length 50 mm) to the surface (on the primer layer) of the wooden piece to which composition 9 had been applied, to prepare a test piece for evaluating adhesion.
[実施例6]
実施例5において、エポキシプレポリマー1に代えてエポキシプレポリマー2を用い、それ以外は実施例5と同様にして接着性評価用試験片を作製した。
[Example 6]
A test piece for evaluating adhesiveness was prepared in the same manner as in Example 5, except that epoxy prepolymer 2 was used instead of epoxy prepolymer 1.
[実施例7]
実施例5において、エポキシプレポリマー1に代えてエポキシプレポリマー3を用い、それ以外は実施例5と同様にして接着性評価用試験片を作製した。
[Example 7]
A test piece for evaluating adhesiveness was prepared in the same manner as in Example 5, except that Epoxy Prepolymer 3 was used instead of Epoxy Prepolymer 1.
[比較例6]
実施例5において、プライマー組成物を用いずに、それ以外は実施例5と同様にして(即ち、プライマー層を形成せずに木材に直接、前記2成分系シリコーン系シーリング材を塗布して)接着性評価用試験片を作製した。
[Comparative Example 6]
Test pieces for evaluating adhesion were prepared in the same manner as in Example 5, except that no primer composition was used (i.e., the two-component silicone sealant was applied directly to the wood without forming a primer layer).
[接着性の評価]
実施例5~7、比較例6で作製した接着性評価用試験片を用いて、木材(桧)に対する接着性を、以下の方法により評価した。
[Evaluation of Adhesion]
Using the test pieces for evaluating adhesiveness prepared in Examples 5 to 7 and Comparative Example 6, the adhesiveness to wood (cypress) was evaluated by the following method.
[初期接着性]
前記接着性評価用試験片を温度23℃、湿度50%RHの条件下において7日間養生した後、シリコーン系シーリング材のビード状のシリコーンゴム硬化物をナイフでカットし、該カット部を手剥離して(ビード状のシリコーンゴム硬化物を指でつまんで木材から引き剥がす方向に引張って剥離させ)、その剥離状態を観察することで、木材(プライマー層を含む被着体)とビード状のシリコーンゴム硬化物との接着界面の状態を評価した。
評価は、ビード状のシリコーンゴム硬化物(シーリング材)の剥離面における凝集破壊した面積の割合が80%以上であったものを「〇」、同50%以上80%未満であったものを「△」、同50%未満であったものを「×」とした。各プライマー組成物を使用した場合の初期接着性の試験結果を表2に示す。
[Initial adhesion]
The test pieces for evaluating adhesion were aged for 7 days under conditions of a temperature of 23°C and a humidity of 50% RH, and then the bead-shaped cured silicone rubber of the silicone sealant was cut with a knife and the cut portion was peeled off by hand (the bead-shaped cured silicone rubber was pinched with the fingers and pulled in the direction of peeling away from the wood), and the state of peeling was observed to evaluate the state of the adhesive interface between the wood (adherend including the primer layer) and the bead-shaped cured silicone rubber.
The evaluation was based on the following criteria: if the proportion of the area of cohesive failure on the peeled surface of the bead-shaped cured silicone rubber (sealant) was 80% or more, it was given a "Good", if it was 50% or more but less than 80%, it was given a "Fair", and if it was less than 50%, it was given an "Poor". The test results for initial adhesion when each primer composition was used are shown in Table 2.
[耐水接着性]
温度23℃湿度50%RHの条件下において7日間養生した後、更に50℃の水に7日間浸漬し、十分に乾燥した後、これを初期接着性の試験方法と同様の方法により評価した。各プライマー組成物を使用した場合の耐水接着性の試験結果を表2に示す。
[Water resistant adhesion]
After aging for 7 days under conditions of a temperature of 23°C and a humidity of 50% RH, the specimens were further immersed in water at 50°C for 7 days, and after thorough drying, they were evaluated in the same manner as in the test for initial adhesion. The test results for water-resistant adhesion when each primer composition was used are shown in Table 2.
表2の結果より、実施例5~7は初期接着だけではなく、水への浸水後も良好な接着性(耐水接着性)を示した。 The results in Table 2 show that Examples 5 to 7 not only exhibited good initial adhesion, but also good adhesion (water-resistant adhesion) after immersion in water.
Claims (16)
(B)下記(B1)及び/又は(B2)成分の反応混合物からなる接着性向上剤と、
(B1)多官能性イソシアネート化合物とメルカプトアルキルシラン化合物の反応混合物
(B2)多官能エポキシ化合物とアミノアルキルシラン化合物の反応混合物
(C)有機溶媒と
を含有する多孔質基材用のプライマー組成物。 (A) a (meth)acrylic copolymer having an alkoxysilyl group;
(B) an adhesion improver comprising a reaction mixture of the following components (B1) and/or (B2);
A primer composition for porous substrates, comprising: (B1) a reaction mixture of a polyfunctional isocyanate compound and a mercaptoalkylsilane compound; (B2) a reaction mixture of a polyfunctional epoxy compound and an aminoalkylsilane compound; and (C) an organic solvent.
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