JPH07110929B2

JPH07110929B2 - 加硫接着用プライマー組成物およびそれを用いる接着方法

Info

Publication number: JPH07110929B2
Application number: JP62282148A
Authority: JP
Inventors: ▲祥▼司萩原; 力人江口
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1995-11-29
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: JPH01123880A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、加硫接着用プライマー組成物およびそれを用
いる接着方法に関する。更に詳しくは、金属とパーオキ
サイド加硫性ゴムとの接着に用いられる加硫接着用プラ
イマー組成物およびそれを用いる接着方法に関する。

〔従来の技術〕

従来から、金属とニトリルゴム（NBR）との接着には塩
化ゴム系接着剤またはフェノール樹脂系接着剤が用いら
れているが、これらの接着剤を用いた場合には少なくと
も５μｍ以上の膜厚が必要であり、このため金属部材の
寸法精度が問題となる部品や嵌め込み部品の場合には、
ゴム接着部のみの部分塗りを行なわなければならないな
どの作業性を損なう面がみられた。また、これらの接着
剤を用いた場合には、パーオキサイド加硫剤配合のNBR
配合物では接着が不安定になることがあり、安定な接着
性を示す接着剤が望まれている。

また、共重合させたジエン系成分を架橋点とするエチレ
ン・プロピレン系共重合ゴム（EPDM）を金属に接着させ
る場合には、塩化ゴム系接着剤が用いられるが、この接
着剤を用いた場合には上記と同様に膜厚に伴う諸問題が
みられるばかりではなく、水環境下、例えば温水中での
接着性の低下が大きく、接着剥れが発生するなどの問題
がみられる。

更に、フッ化ビニリデン系、テトラフルオロエチレン−
プロピレン系、ホスファゼン系などのフッ素ゴム（FK
M）を金属に接着させる場合には、主として有機シラン
系接着剤が使用されているが、パーオキサイド加硫剤配
合のFKM配合物では接着が不安定になることがあり、安
定な接着性を示す接着剤が望まれている。

その上、これらの接着剤は、アルミニウム、黄銅などの
非鉄金属に対しては接着性が不安定になることがあり、
これらの非鉄金属に対しても安定な接着剤が望まれてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは先に、接着剤膜の塗布が薄くてもよく、し
かもこれらのパーオキサイド加硫性ゴムが安定な接着性
を示すプライマー組成物を求めて種々検討の結果、γ−
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、該メトキ
シシラン化合物のメトキシ基加水分解促進剤としての酸
水溶液および有機溶剤を必須成分として含有するプライ
マー組成物がかかる目的を十分に満足せしめるものであ
ることを見出した（特願昭62−45,146号）。

かかる加硫接着用プライマー組成物を用いての金属とパ
ーオキサイド加硫性ゴムとの接着は、金属に上記プライ
マー組成物を塗布し、次いで約130〜200℃で焼付け処理
を行なった後、そこにパーオキサイド加硫剤配合ゴム配
合物を接触させ、該ゴム加硫温度で加圧加硫することに
より行われる。

このようにして行われる金属とパーオキサイド加硫性ゴ
ムとの接着は、所期の目的は達成されたものの、プライ
マー組成物中に水が存在するため塗りむらが発生し易い
こと、高温での焼付け処理を行わないと所望の接着性お
よび被膜形成速度が得られないことなど、更に解決が望
まれる点のあることが判明した。

そこで、本発明者らは、これらの点の解決方法を求め、
有機シラン化合物のアルコキシ基加水分解促進剤として
用いられている酸水溶液に代えて有機チタン化合物また
は有機ジルコニウム化合物を用いると、それが有機シラ
ン化合物の接着促進剤として有効に作用することを見出
した。

〔問題点を解決するための手段〕

従って、本発明は金属とパーオキサイド加硫性ゴムとの
加硫接着用プライマー組成物に係り、この加硫接着用プ
ライマー組成物は、不飽和結合を有する有機シラン化合
物、該有機シラン化合物の接着促進剤としての有機チタ
ン化合物または有機ジルコニウム化合物および有機溶剤
を必須成分として含有してなる。

本発明はまた、かかる加硫接着用プライマー組成物を用
いる金属とパーオキサイド加硫性ゴムとの接着方法に係
り、金属とパーオキサイド加硫性ゴムとの接着は、金属
に上記プライマー組成物を塗布し、室温で乾燥させた
後、そこにパーオキサイド加硫剤配合ゴム配合物を接触
させ、該ゴムの加硫温度で加圧加硫することにより行わ
れる。

不飽和結合を有する有機シラン化合物としては、例えば
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエ
トキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ノルボニ
ルトリメトキシシラン、γ−ジアリルアミノプロピルト
リメトキシシランなどが挙げられ、好ましくはγ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシランが用いられる。

接着促進剤としての有機チタン化合物としては、例えば
テトライソプロピルチタネート、テトラｎ−ブチルチタ
ネート、テトラ２−エチルヘキシルチタネート、チタン
アセチルアセトネートなどが用いられる。また、有機チ
タン化合物の代りに、ジルコニウムブチレート、ジルコ
ニウムアセトチルアセネートなどの有機ジルコニウム化
合物を用いても、同様の効果が得られる。

また、有機溶剤としては、トルエン、キシレンなどの芳
香族炭化水素、ｎ−ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、メ
タノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコ
ールなどが用いられる。

以上の各成分は、有機シラン化合物５重量部に対して有
機チタン化合物または有機ジルコニウム化合物が約１〜
10重量部、好ましくは約２〜５重量部の割合で、また有
機溶剤が約100〜1000重量部、好ましくは約200〜500重
量部の割合でそれぞれ用いられる。有機チタン化合物ま
たは有機ジルコニウム化合物の使用割合がこれより少な
いと耐熱性に劣り、一方これより多く用いるとゴムとの
接着性が低下するようになる。

これらの各成分を用いての組成物の調製は、まず有機溶
剤中に有機シラン化合物を添加し、次いで有機チタン化
合物または有機ジルコニウム化合物を添加することによ
り行われる。その際、この添加順序を逆にすると白濁
し、接着性の低下がみられるようになる。

金属とパーオキサイド加硫性ゴムとの接着に際しては、
かかるプライマー組成物がまず金属に塗布され、室温で
約30〜60分間風乾させた後、好ましくは約120℃で乾燥
処理が行われる。金属としては、軟鋼、ステンレススチ
ール、アルミニウム、アルミニウムダイキャスト、黄
銅、亜鉛、銅合金などが用いられる。

そこに、パーオキサイド加硫剤配合ゴム配合物を接触せ
しめるが、かかるゴム配合物の配合処方の例を示すと次
の如くである。なお、NBRとしては、後記実施例に示さ
れる如く、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ランを使用した場合には、低ニトリル乃至高ニトリル含
量のNBR、水添NBRのいずれをも用いることができる。

〔配合例Ｉ〕

NBR（日本ゼオン製品ニポールDN206） 100重量部 FEFカーボンブラック 40 シリカ粉末 20 亜鉛華５ステアリン酸１ジオクチルフタレート５老化防止剤（2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリ
ン）１トリアリルイソシアヌレート（70％） 0.8 1,3−ビス（第３ブチルパーオキシイソプロピル）ベン
ゼン 2.5 〔配合例II〕 NBR（日本ゼオン製品ニポールDN302） 100重量部 FEFカーボンブラック 60 亜鉛華５ステアリン酸１老化防止剤（2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリ
ン）１ジオクチルフタレート５トリアリルイソシアヌレート（70％） 0.8 1,3−ビス（第３ブチルパーオキシイソプロピル）ベン
ゼン 2.5 〔配合例III〕水添NBR（日本ゼオン製品ニポール1010） 100重量部 FEFカーボンブラック 40 シリカ粉末 20 亜鉛華５ステアリン酸１ジオクチルフタレート５老化防止剤（2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリ
ン）１トリアリルイソシアヌレート（70％） 2.5 1,3−ビス（第３ブチルパーオキシイソプロピル）ベン
ゼン６〔配合例IV〕 EPDM（三井石油化学製品三井EPT3070） 100重量部 FEFカーボンブラック 40 亜鉛華５ステアリン酸 0.5 シリカ粉末 30 1,3ビス（３ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン
３トリアリルイソシアヌレート（70％） 1.5重量部〔配合例Ｖ〕 FKM（ダイキン工業製品ダイエルZ91N） 100重量部 MTカーボンブラック 40 1,3−ビス（第３ブチルパーオキシイソプロピル）ベン
ゼン３トリアリルイソシアヌレート（70％） 1.5重量部以上の配合例以外にも、シリコーンゴム、ヒドリンゴ
ム、アクリルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、塩素化ポリ
エチレン、ネオプレンゴム、天然ゴムなどの各種パーオ
キサイ加硫性ゴムのパーオキサイド加硫剤配合物にも、
本発明の加硫接着用プライマー組成物は有効である。

このようなパーオキサイド加硫剤配合ゴム配合物を、金
型内で焼付け処理された金属上に置きあるいは注入する
などして金属と接触させた後、用いられたゴムの加硫温
度である約150〜200℃で加圧加硫することにより接着が
行われる。

〔発明の効果〕

本発明に係る加硫接着用プライマー組成物は、水を用い
ていないので塗りむらが発生せず、被膜形成速度が速い
ので高温での焼付けを必要とはせず、室温での風乾だけ
で足り、しかも非鉄金属や無機物に対しても良好な接着
性を示し、接着物は耐熱性も向上するという効果を奏す
る。

従って、本発明は、各種工業用ゴム部品、例えばオイル
シール、ガスケット、パッキン、バルブなどであって、
特に穴加工、溝加工のある複雑な部品における金属との
接着などに有効に適用することができる。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１ γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン５部
（重量、以下同じ）、テトライソプロピルチタネート５
部およびトルエン250部よりなるプライマー組成物を、
脱脂処理をした軟鋼板上に塗布し、室温に60分間放置し
て風乾させた後、120℃で５分間の乾燥処理を行ない、
前記配合例Ｉ〜IIIのNBR配合物と180℃で６分間の加圧
加硫を行なった。

実施例２〜３実施例１において、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシランの代りに、同量のビニルメトキシシラン
（実施例２）またはビニルトリス（２−メトキシエトキ
シ）シラン（実施例３）が用いられた。

以上の各実施例で得られた接着物について、JIS K−630
1に従って90゜剥離試験を行なった。得られた結果は、
次の表１に示される。

以上の結果から、中高ニトリル含量（33％）NBR（配合
例Ｉ）に対しては、いずれのアルコキシ基含有シラン化
合物を用いても有効であるが、中ニトリル含量（28％）
NBR（配合例II）に対してはγ−メタクリロキシプロピ
ルトリメトキシシランしか実質的に有効ではなく、また
水添NBR（配合例III）に対しては、γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン以外ではゴム残り面積の低
下がみられる。即ち、γ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシランは、用いられるNBRの性状に左右され
ず、常に有効な接着性を発揮させる。

実施例４実施例１において、プライマー組成物を脱脂処理した黄
銅板上に塗布し、またNBR配合物の代りに前記配合例IV
のEPDM配合物を用い、180℃で８分間の加圧加硫を行な
った。

比較例１実施例４において、市販下塗接着剤（ロード・ファー・
イースト社製品ケムロック205）および市販EPDM用加硫
接着剤（同社製品ケムロック252）を脱脂処理した黄銅
板上に塗布した後、加圧加硫を行なった。

実施例５実施例４において、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン５部、ジルコニウムブチレート２部および
トルエン250部よりなるプライマー組成物が用いられ
た。

実施例６実施例１において、プライマー組成物を脱脂処理したア
ルミニウム板上に塗布し、またNBR配合物の代りに配合
例ＶのFKM配合物を用い、180℃で６分間の加圧加硫を行
なった。

比較例２実施例５において、市販FKM用接着剤（ロード・ファー
・イースト社製品ケムロック607）を脱脂処理したアル
ミニウム板上に塗布した後、加圧加硫を行なった。

以上の実施例４〜６および比較例１〜２については、前
記と同様の90゜剥離試験を、また実施例４〜５および比
較例１については、80℃の水道水に500時間浸漬した後
での90゜剥離試験を行なった。得られた結果は、次の表
２に示される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不飽和結合を有する有機シラン化合物、該
有機シラン化合物の接着促進剤としての有機チタン化合
物または有機ジルコニウム化合物および有機溶剤を必須
成分として含有してなる金属とパーオキサイド加硫性ゴ
ムとの加硫接着用プライマー組成物。
【請求項２】不飽和結合を有する有機シラン化合物がγ
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである特
許請求の範囲第１項記載の加硫接着用プライマー組成
物。
【請求項３】パーオキサイド加硫性ゴムがニトリルゴ
ム、エチレン・プロピレン共重合ゴムまたはフッ素ゴム
である特許請求の範囲第１項記載の加硫接着用プライマ
ー組成物。
【請求項４】金属に不飽和結合を有する有機シラン化合
物、該有機シラン化合物の接着促進剤としての有機チタ
ン化合物および有機溶剤を必須成分として含有してなる
プライマー組成物を塗布し、室温で乾燥させた後、そこ
にパーオキサイド加硫剤配合ゴム配合物を接触させ、該
ゴムの加硫温度で加圧加硫することを特徴とする金属と
パーオキサイド加硫性ゴムとの接着方法。