JP2007224092A - 耐酸性目地材 - Google Patents

Abstract

【課題】目地材の耐酸性を高め、接着強さ及び伸びの要求を満足することである。
【解決手段】主剤、硬化剤の２液混合型であり、少なくともエポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤、シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂、シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂の硬化触媒からなる可撓性目地材であって、エポキシ樹脂の硬化剤が環状脂肪族アミンである耐酸性目地材であり、エポキシ樹脂とシリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂の固形分配合重量比が１：２０〜１：１である耐酸性目地材である。
【選択図】なし

Description

本発明は、下水道の目地材に関するものである。

下水道工事は開削工法、シールド工法、推進工法等が採用され、コンクリート管、種々のセグメント間継手部分の目地に可撓性と弾性に富む目地材が使用されている。これは振動、変異等の周囲の構成材料の変化に追従する必要があり、また、下水道という環境、また、現在乾式化の流れが進んでいることから特に耐酸性が要求されている。

エポキシ樹脂、シリル基末端ポリアルキレンオキシド用硬化剤及び軽量骨材を含むＡ剤と、シリル基末端ポリアルキレンオキシド及びエポキシ樹脂用硬化剤を含むＢ剤からなる樹脂モルタル用組成物とし、可撓性を有する軽量樹脂モルタルの特徴はあるが、耐酸性には及んでいない。（特許文献１）
特開２００５−１７９１３４号公報

解決しようとする問題点は、目地材の耐酸性を高め、接着強さ及び伸びの要求を満足することである。

請求項１の発明は、主剤、硬化剤の２液混合型であり、少なくともエポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤、シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂、シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂の硬化触媒からなる可撓性目地材であって、エポキシ樹脂の硬化剤が環状脂肪族アミンである耐酸性目地材であり、エポキシ樹脂の硬化剤が環状脂肪族アミンであると耐酸性が著しくよくなる。

請求項２の発明は、前記エポキシ樹脂とシリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂の固形分配合重量比が１：２０〜１：１である請求項１記載耐酸性目地材であり、配合重量比が１：２０〜１：１であることにより、可撓性（破断伸び１０％以上）と耐酸性を両立できる。

主剤、硬化剤の２液混合型とは、本発明ではエポキシ樹脂とシリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂の主に２種類の樹脂が対象となり、それぞれ主剤と硬化剤或いは硬化触媒を分別し２液混合する形態のもので、それぞれの主剤の配合物、硬化剤と硬化触媒の配合物、或いは一方の主剤と他方の硬化剤或いは硬化触媒等、配合物の安定性と配合成分の活性がなくならない限り２液であれば良く、例えばＡ液としてエポキシ樹脂と硬化触媒、Ｂ液としてシリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂とエポキシ樹脂の硬化剤などであり、結果としてＡ液、Ｂ液等の呼称でしか言えないものである。また、促進剤等樹脂種に依存する場合も同様である。また、充填剤、希釈剤等は施工時の計量混合のし易さ、それぞれの液の扱い易さから適宜どちらに配合するかを決める。

耐酸性目地材
本発明の耐酸性目地材とは、２液を混合し、目地等に鏝で充填し、硬化後、伸び率が１０〜３００％有し、耐酸性が、シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂とエポキシ樹脂の混合配合で使用されるエポキシ樹脂汎用硬化剤に比して格段に良いことである。

エポキシ樹脂
エポキシ樹脂は１分子中にエポキシ基を２個以上もつ樹脂であり、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ならびにこれらを水添処理したエポキシ樹脂、メタキシレンジアミンやヒダントインなどをエポキシ化した含窒素エポキシ樹脂、あるいはＮＢＲを含有するゴム変性エポキシ樹脂などが挙げられる。

エポキシ樹脂硬化剤（環状脂肪族アミン）
エポキシ樹脂の硬化剤は環状脂肪族アミンであり、１，２−ジアミノシクロヘキサン、メンセンジアミン、イソフォロンジアミン、ビス（４−アミノー３−メチルシクロヘキシル）メタン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、Ｎ−（２−アミノエチル）ピペラジン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）２，４，８，１０−テトラオキサスピロ（５，５）ウンデカンおよびそれらのエポキシアダクト反応物、マイケル反応物、マンニッヒ反応物、シアノエチル化物、ケチミン化物等の変性物が挙げられる。中でも１，２−ジアミノシクロヘキサンが耐酸性の点で好ましい。エポキシ樹脂の硬化剤はエポキシ樹脂１００重量部に対して１〜５０重量部の範囲で添加される。

シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂
シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂は、主鎖がポリアルキレンオキサイド或いはこれにアクリルエステル等をグラフト等して変性したもので、分子量３００〜１５０００のポリマーで、末端にシリル基を有する。１分子あたり少なくとも１つの加水分解性のアルコキシシリル基を持つものであって、接着剤、シーリング材などの主剤に広く利用されている。
このシリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂は、アルコキシシリル基が水分で加水分解として架橋するか、硬化触媒により架橋することができる。
シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂は組成物に柔軟性を賦与し、自身も架橋するために物性も落ちない。エポキシ樹脂１００重量部に対して、１００〜２０００重量部の配合する。これは可撓性、伸び、耐酸性、接着性で好ましい結果が得られる。
シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂は市販品として（株）カネカの製品 サイリルＥＳＴ２８０、ＳＡＴ０１０、ＳＡＴ０３０、ＳＡＴ２００、ＳＡＴ３５０、ＳＡＴ４００、ＳＡＸ２２０、ＳＡＸ７７０、ＭＡ４４０Ａ、ＭＡ９０４、ＭＡＸ５０１などがある。

シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂の硬化触媒
本発明において、シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂の硬化触媒は、シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂を架橋反応、硬化させるもので、例として、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジアセテート、オクチル酸錫、ステアリン酸錫、ナフテン酸錫などの錫カルボン酸金属塩類、ジブチル錫オキサイドとフタル酸エステルとの反応物、ジブチル錫ジアセチルアセトナート、ジ−ｎ−ブチル錫−ジ−ラウレート、ジ−ｎ−ブチル錫−ジ−ラウレート、ジ−ｎ−ブチル錫−ジ−フタレート等の錫化合物などが挙げられる。
これらのシリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂の硬化触媒は、シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂１００重量部に対してに、０．０１〜５０重量部、好ましくは０．１〜１０重量部配合すればよい。この触媒は単独或いは２種以上を併用できる。

促進剤
エポキシ樹脂の硬化性を高めるために、硬化促進剤を添加することも可能である。硬化促進剤としては乳酸、安息香酸、サリチル酸、エチレングリコール、グリセリン、トリエタノールアミン、フェノール、スチレン化フェノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール等が挙げられ、これらを単独あるいは併せて用いる。

脱水剤
シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂は水分により、架橋、硬化するため、配合物の安定を高めるため、脱水剤を用いる。例として、ビニルトリメトキシシラン、オルソギ酸エチルなどが挙げられる。シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲で添加される。

添加剤
その他、充填材として、混合性、鏝等作業性のために、粘度調整などの目的で配合され、具体例として、硅砂、硅砂粉、硅石粉、タルク、カーボンブラック、酸化チタン、カオリンなどの無機充填材、硬化樹脂の補強のためにガラス繊維などの補強材、軽量化及び粘度調整などのためにシラスバルーン、ガラスバルーンなどの中空体などが挙げられる。なかでも、硅砂が耐酸性などの面から好ましい。全配合量の１〜８０重量％配合される。物性上樹脂含有率を落とせない場合、鏝裁き性、垂れにくさを改善するため、充填剤に併せて揺変剤を使用することも可能であり、気相反応合成シリカが適し、全重量の０．１〜３０％が好ましい。
また組成物構成相互相溶化や充填剤、被着体に作用して、組成硬化物強化や接着性向上を目的として接着付与剤を配合する。Ａ−１１００（ＯＳｉスペシャリティズ社製、γ−アミノプロピルトリエトキシラン）、Ａ−１１２０（ＯＳｉスペシャリティズ社製）、Ａ−１１２２（ＯＳｉスペシャリティズ社製）、ＳＨ−６０２０（三井化学社製）などが挙げられる。

その他、配合物に柔軟性、流動性などを付与するために希釈剤が配合されてもよい。その具体例としてフタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシルなどフタル酸エステル系の希釈剤、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソノニル、アゼライン酸ジアルキル、セバシン酸ジブチル、エボキシ化大豆油などの希釈剤が挙げられる。希釈剤は全重量部に対して０〜５０重量部が配合される。

このほか ２液の混合状態の確認し易さ、目地材の着色を目的に顔料を配合することもできる。

以下 実施例と比較例を示し、評価結果を示す。

Ａ液配合
表１に Ａ液をエポキシ樹脂としてエピコート＃８２８（商品名、ジャパンエポキシレジン（株）製ビスフェノールＡ型基本液状樹脂、エポキシ当量１８４〜１９４ｇ／ｅｑ）、硬化触媒（シリル末端ポリアルキレンオキサイド樹脂）としてネオスタンＵ−２２０（商品名、日東化成（株）製ジブチル錫系）、安定化剤としてオクチル酸（東洋合成工業（株）製２−エチルヘキサン酸）、揺変剤としてレオロシールＰＭ−２０Ｌ（商品名、（株）トクヤマ製気相法シリカ）、顔料として、ＪＲ−７０１（商品名、テイカ（株）製、酸化チタン）、充填剤として硅石粉（平均粒径２３μｍ）を配合し、混合撹拌してＡ１〜Ａ４とした。

Ｂ液配合
Ｂ液配合にシリル末端ポリアルキレンオキサイド樹脂としてＳＡＴ３５０（商品名 （株）カネカ製）、エポキシ樹脂硬化剤として、アンカミン１７７０（商品名、エアープロダクツ社製、１，２ジアミノシクロヘキサン）、アンカミン１８８４（商品名、エアープロダクツ社製、１，２ジアミノシクロヘキサンのグリシジルエーテルアダクト物）、ラロミンＣ２６０（商品名、ＢＡＳＦ製３，３’−ジメチル４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン）、アンカミンＫ−５４（商品名、エアープロダクツ社製トリスジメチルアミノメチルフェノール）、揺変剤として、レオロシールＰＭ−２０Ｌ（商品名 (株)トクヤマ製気相法シリカ）、接着性付与剤としてＡ−１１００（ＯＳｉスペシャリティズ社製、γ−アミノプロピルトリエトキシラン）、脱水剤としてＡ−１７１（ＯＳｉスペシャリティズ社製、ビニルトリメトキシシラン）、充填剤として硅石粉（平均粒径２３μｍ）を配合し、撹拌してＢ１〜Ｂ５とした。

表１のＡ１配合と表２のＢ１配合を１：２の重量比率で混合撹拌し、実施例１の目地材とした。

表１のＡ１配合と表２のＢ２配合を１：２の重量比率で混合撹拌し、実施例２の目地材とした。

表１のＡ１配合と表２のＢ３配合を１：２の重量比率で混合撹拌し、実施例３の目地材とした。

表１のＡ２配合と表２のＢ５配合を１：２の重量比率で混合撹拌し、実施例４の目地材とした。

表１のＡ３配合と表２のＢ１配合を１：２の重量比率で混合撹拌し、実施例５の目地材とした。

表１のＡ４配合と表２のＢ１配合を１：１の重量比率で混合撹拌し、実施例６の目地材とした。

比較例１
表１のＡ１配合と表２のＢ４配合を１：２の重量比率で混合撹拌し、比較例１の目地材とした。

比較例２
表１のＡ４配合と表２のＢ４配合を１：２の重量比率で混合撹拌し、比較例２の目地材とした。

耐酸性評価
サンプル作成方法：それぞれＡ液とＢ液を混合し、真空脱泡を行い、これを泡の巻き込みがない様に塩化ビニル製の板に塗布し、これを用いて４×５×０．２（ｃｍ）のシートを作製した。これを２３℃にて１週間静置した。
試験方法：このシートを１０％硫酸水溶液に浸漬し、２３℃にて静置し、経時による重量変化、寸法変化、硬度変化についての６０日経過後の変化を測定した。下記、変化率は未処理時を１００％として求めた。
重量変化：浸漬前の重量からの変化。測定方法は、シートを１０％硫酸水溶液から取り出した後すぐにウエスで水分をふき取り、すぐに重量を測定し、重量変化率を算出した。
寸法変化：浸漬前に３ｃｍ間隔に標線を刻み、これが浸漬後のノギスで寸法を測定し、寸法変化率を算出した。
硬度変化：浸漬前の硬度（ショアーＡ硬度）からの変化。
耐酸性評価方法は、上記重量変化率が１０％以下のもの、寸法変化率１０％以下、ショアーＡ硬度の変化が１０以下を基準とし、全てを満たしたものをＡ、一種が基準に満たないものをＢ、２種の基準に満たないものをＣとした。

伸び率
サンプル作成方法：それぞれＡ液とＢ液を混合し、真空脱泡を行い、これを泡の巻き込みがない様に塩化ビニル製の板に塗布し、これを用いて厚さ２ｍｍのシートを作製した。これを２３℃にて１週間静置した後、２号ダンベルで試験片を作製した。
評価方法：この２号ダンベル試験片をＪＩＳ Ｋ６２５１に従い、５００ｍｍ／ｍｉｎのヘッド速度で引張試験を行い、破断時の伸び（最高伸び）をノギスにより測定し、伸び率を求めた。評価方法は下記に従った。
１：破断時の伸び率が１００％以上
２：破断時の伸びが率１００％未満５０％以上
３：破断時の伸びが率５０％未満

引張強度（引張強さ）
サンプル作成方法：それぞれＡ液とＢ液を混合し、真空脱泡を行い、これを泡の巻き込みがない様に塩化ビニル製の板に塗布し、これを用いて厚さ２ｍｍのシートを作製した。これを２３℃にて１週間静置した後、２号ダンベルで試験片を作製した。
評価方法：この２号ダンベル試験片をＪＩＳ Ｋ６２５１に従い、５００ｍｍ／ｍｉｎのヘッド速度で引張試験を行い、この最大強度を測定した。評価方法は下記に従った。
１：最大引張強度が２ＭＰａ以上
２：最大引張強度が２ＭＰａ未満１ＭＰａ以上
３：最大引張強度が１ＭＰａ未満

接着性（接着強さ）
サンプル作成方法：それぞれＡ液とＢ液を混合し、これを用いて４×４×８ｃｍのモルタルブロック同士を４×４ｃｍの平面を接着面として接着させた。これを２３℃にて１週間静置した。
評価方法：この試験片をＪＩＳ Ａ６０２４に従い、モルタル曲げ試験を行い、変形速度１．５ｍｍ／ｍｉｎでこの最大強度を測定した。評価方法は下記に従った。
１：最大曲げ強度が４ＭＰａ以上
２：最大曲げ強度が４ＭＰａ未満２ＭＰａ以上
３：最大曲げ強度が２ＭＰａ未満

Claims (2)

1. 主剤、硬化剤の２液混合型であり、少なくともエポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤、シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂、シリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂の硬化触媒からなる可撓性目地材であって、エポキシ樹脂の硬化剤が環状脂肪族アミンである耐酸性目地材。
2. 前記エポキシ樹脂とシリル基末端ポリアルキレンオキサイド樹脂の固形分配合重量比が１：２０〜１：１である請求項１記載耐酸性目地材。