エンジニアリングプラスチックへの接着性に優れたウレタン系弾性接着剤「UT100B」

はじめに

セメダインでは、これまでの「剛」の物性を高める“硬くて強い接着剤”という考えを180°転換して、“しなやかで剥がれにくい”「柔」の発想で高耐久性を実現した弾性接着剤を開発し、電気設備や電子機器に組み込まれる部品の固定や建築用部材の貼り合せ、さらにはシーリング材など幅広い用途に展開してきた。近年、電子・電気部品の接着においては剥がれにくく衝撃に強い弾性接着剤に様々な機能が求められ、セメダインでも多くの機能性接着剤がラインナップされている。本記事では、その中でも特異的な性能を有するウレタン系弾性接着剤「UT100B」を紹介する。

高耐熱性とポリカーボネート樹脂への良好な接着性を兼ね備えた接着剤「UT100B」

そこで、課題であった高い耐熱性とポリカーボネート樹脂への接着性を兼ね備え、UL認証を取得する接着剤UT100Bの開発に着手した。この接着剤は、錫などの有機金属触媒や揮発性の高い有機溶剤が含まれず、また、シリコーン系接着剤のように低分子環状シロキサンが発生しないため、電子デバイスで問題になる接点障害を引き起こす心配がない。

高耐熱性とポリカーボネート樹脂への良好な接着性を実現した反応性特殊ポリマー

UT100Bのベース樹脂である反応性特殊ポリマーは、図１に示す通り、架橋硬化後にソフトセグメント中にハードセグメントがランダムに凝集・配置されたウレタン樹脂特有の架橋構造体となる。さらにソフトセグメントである主鎖骨格に柔軟かつ強靭な骨格を採用し、その硬化皮膜は高強度で高伸長な優れた機械的性質を示す。

その他にもポリカーボネート樹脂と似た構造も持っているため、ポリカーボネート樹脂との良好な接着性も示すことや１液で空気中の水分と反応し室温でも硬化する特長を持つため、加熱せずに接着強度を発現することが可能である。このような反応性特殊ポリマーで構成されたUT100Bの硬化物は、幅広い温度域でゴムのような優れた柔軟性を示し、弾性接着剤の特長である剥がれにくく衝撃に強い性質を持っている。

良好な耐熱性

電子デバイス部品には高い耐熱性が求められ、80℃以上かつ長時間の耐熱性が求められることもある。図2には、UT100Bと一般的なシリコーン系接着剤で接着したポリカーボネート樹脂を、130℃環境下に所定の時間さらした際の引張せん断接着強さと強度の保持率を示す。UT100Bは130℃の高温環境下に約2000時間さらされたのちに、引張せん断接着強さが試験前の50%以上の強度を示し、一般的なシリコーン系接着剤と比較して、良好な耐熱性を持っていることが分かる。

◆引張せん断接着強さ(N/mm²)

	UT100B		シリコーン系接着剤
初期	5.14	100%	2.05	100%
200時間	ー	ー	0.19	9.3%
400時間	4.06	79.0%	0.12	5.9%
800時間	3.60	70.0%	ー	ー
2000時間	2.98	58.0%	ー	ー

各種基材に対する良好な接着性

UT100Bを用いて、一般的なエンジニアリングプラスチックを貼り合せた場合の引張せん断接着強さを図3に示す。UT100Bはポリカーボネート樹脂だけでなく、他のエンジニアリングプラスチックに対しても良好な接着性を有し、また、エンジニアリングプラスチックだけでなく、金属や合成ゴム（図4）、革製品など、幅広い基材についても良好な接着性を示す。

◆引張せん断接着強さ(N/mm²)

被着体	UT100B
PC	5.14
FRP	3.28
PBT	3.11
PPO	2.73
PPS	3.24

図3．エンジニアプラスチックへの接着性

◆はく離接着強さ(N/25mm)

被着体	UT100B
SBR	60.3
CR	107.4
NBR	114.7
EPDM	81.4
ウレタンゴム	176.5

図4．合成ゴムへの接着性

最後に

UT100Bは高耐熱性・ポリカーボネート樹脂を始めとしたエンジニアリングプラスチックへの接着性等に優れ、電子機器に使用される高分子材料に求められる高い安全性基準であるUL746C QOQW2 認定を取得した接着剤であり、電子デバイス、モジュールの組み立てに使用されてきた。今後もこのような機能に特長ある接着剤で電子デバイスの高性能化、発展に貢献していきたい。