JP2011149843A - Accelerated deterioration method for polyurethane - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an accelerated deterioration testing method enhanced in a correlation with outdoor exposure with respect to a sealing material containing polyether based polyurethane, and to provide a deterioration degree evaluation method of high precision. <P>SOLUTION: The sealing material containing polyether based polyurethane is placed under a condition that a temperature range is 70-90°C and a humidity range is 0-10% RH to be accelerated in deterioration. Furthermore, the deterioration of the sealing material accelerated in deterioration is evaluated by measuring a change in the amount of the pyrolytic product originating from a polyether part using a pyrolytic gas chromatography method or a pyrolytic gas chromatography/mass analyzing method. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリエーテル系ポリウレタンの耐候性を評価するための促進劣化方法に関する。   The present invention relates to an accelerated deterioration method for evaluating the weather resistance of a polyether-based polyurethane.

ポリエーテル系ポリウレタンは、機械的物性と施工性に優れているため、主にシーリング材として利用され、特に建築分野で多く使用されている。建築用シーリング材は、屋外など、高温にさらされるような過酷な条件下で使用される場合が多く、高い耐候性能が求められてきている。現在、高い耐候性を有するシーリング材は開発されつつあるが、それを迅速に評価するための促進劣化法はまだ確立されていない。   Polyether-based polyurethanes are mainly used as a sealing material because of their excellent mechanical properties and workability, and are often used particularly in the construction field. Architectural sealants are often used under harsh conditions such as outdoors, such as being exposed to high temperatures, and high weather resistance has been demanded. Currently, a sealing material having high weather resistance is being developed, but an accelerated deterioration method for quickly evaluating it has not yet been established.

通常、高分子材料の劣化度を評価してその耐候性を評価する方法を試験する際には、劣化を促進する因子として、温度、湿度(散水)、あるいは紫外線などを組み合わせた劣化促進試験によって、人為的に高分子材料を劣化促進させる方法が採用される。   Normally, when testing the method of evaluating the degree of deterioration of a polymer material and evaluating its weather resistance, a deterioration acceleration test combining temperature, humidity (watering), or ultraviolet rays as factors that promote deterioration is performed. A method of artificially promoting the deterioration of the polymer material is employed.

シーリング材は、直接大気に暴露されている場合と、外装塗膜などに被覆された状態で大気に暴露されている場合がある。したがって、耐候性を評価する際には、暴露の状況に応じた促進劣化試験法を用いる必要がある。   The sealing material may be directly exposed to the atmosphere or may be exposed to the atmosphere while being covered with an exterior coating film or the like. Therefore, when evaluating weather resistance, it is necessary to use an accelerated deterioration test method according to the exposure situation.

従来、ポリウレタン系シーリング材の促進劣化法としては、特許文献1に温度と相対湿度を組み合わせて行う方法が提案されている。しかし、この方法では、シーリング材の表面に添加剤がブリードアウトして蓄積してしまうため、表面状態を均一に保つことができない。そのため、屋外暴露の劣化状態を正確に再現することは困難である。   Conventionally, as a method for accelerating deterioration of a polyurethane-based sealant, Patent Document 1 proposes a method in which temperature and relative humidity are combined. However, this method cannot keep the surface state uniform because the additive bleeds out and accumulates on the surface of the sealing material. Therefore, it is difficult to accurately reproduce the deterioration state of outdoor exposure.

また非特許文献1には、ウレタン系シーリング材表面の被覆は無い状態でキセノンウェザーメーターあるいは、紫外線蛍光管を用いた促進劣化方法が紹介されており、劣化評価方法として、表面状態を観察し画像処理、色差変化、クラック生成量を分析する方法が提案されている。しかし、この方法では、表面の劣化が内部と比べて加速し過ぎることと、劣化に対する紫外線の効果が不明確であるという問題点がある。   Non-Patent Document 1 introduces an accelerated deterioration method using a xenon weather meter or an ultraviolet fluorescent tube without covering the surface of a urethane-based sealing material. Methods for analyzing processing, color difference change, and crack generation have been proposed. However, this method has a problem that the surface deterioration is accelerated more than the inside and the effect of ultraviolet rays on the deterioration is unclear.

特開2004−137383号公報JP 2004-137383 A

EFFECT OF CONDITIONS OF LABORATORY WEATHERING ON THE CORRELATION WITH NATURAL EXPOSURES BASED ON THE RESULTS OF SEALANTS STUDIES,4th International Symposium on Weatherability,24−38(2000)EFFECT OF CONDITIONS OF LABORATORY WEATHERING ON THE CORRELATION WITH NATURAL EXPOSURES BASED ON THE RESULTS OF SEALANTS STUDIES, 4th International Symposium on Weatherability, 24-38 (2000)

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、上記不具合を少なくとも部分的に解消し得るポリエーテル系ポリウレタンの促進劣化方法を提供することを目的とする。
特に、本発明は、屋外暴露と相関性の高い促進劣化試験方法を提供するとともに、精度の高い劣化度評価方法も併せて提供することを目的とする。
This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the accelerated deterioration method of the polyether-type polyurethane which can eliminate the said malfunction at least partially.
In particular, an object of the present invention is to provide an accelerated deterioration test method having a high correlation with outdoor exposure, and also provide a highly accurate deterioration degree evaluation method.

第一の発明によれば、ポリエーテル系ポリウレタンを含んでなるシーリング材を、温度範囲70℃〜90℃、湿度範囲0〜10%RHの条件下に置くことを特徴とするポリエーテル系ポリウレタンシーリング材の促進劣化方法が提供される。
第二の発明によれば、第一の発明において、上記シーリング材が非直接暴露型シーリング材であることを特徴とするポリエーテル系ポリウレタンシーリング材の促進劣化方法が提供される。
第三の発明によれば、第一または第二の発明の促進劣化方法によって劣化が促進されたポリエーテル系ポリウレタンシーリング材の劣化を評価することを特徴とするシーリング材の劣化度評価方法が提供される。
第四の発明によれば、第三の発明において、シーリング材の劣化を、熱分解ガスクロマトグラフィー法を用いて評価することを特徴とするシーリング材の劣化度評価方法が提供される。
第五の発明によれば、第三の発明において、シーリング材の劣化を、熱分解ガスクロマトグラフィー/質量分析法を用いて評価することを特徴とするシーリング材の劣化度評価方法が提供される。
第六の発明によれば、第三から第五の発明のいずれかにおいて、シーリング材の劣化を、ポリエーテル部由来の熱分解生成物の量の変化を測定することにより評価することを特徴とするシーリング材の劣化度評価方法が提供される。
According to the first invention, a polyether-based polyurethane sealing is characterized in that a sealing material comprising a polyether-based polyurethane is placed under conditions of a temperature range of 70 ° C. to 90 ° C. and a humidity range of 0 to 10% RH. A method for accelerated degradation of materials is provided.
According to the second invention, there is provided an accelerated deterioration method for a polyether-based polyurethane sealing material according to the first invention, wherein the sealing material is a non-direct exposure type sealing material.
According to the third invention, there is provided a deterioration evaluation method for a sealing material, characterized by evaluating the deterioration of the polyether-based polyurethane sealing material whose deterioration is accelerated by the accelerated deterioration method of the first or second invention. Is done.
According to the fourth invention, in the third invention, there is provided a method for evaluating the degree of deterioration of a sealing material, characterized in that the deterioration of the sealing material is evaluated using a pyrolysis gas chromatography method.
According to the fifth invention, in the third invention, there is provided a method for evaluating the deterioration degree of a sealing material, characterized in that the deterioration of the sealing material is evaluated using pyrolysis gas chromatography / mass spectrometry. .
According to a sixth invention, in any one of the third to fifth inventions, the deterioration of the sealing material is evaluated by measuring a change in the amount of the thermal decomposition product derived from the polyether part. A method for evaluating the degree of deterioration of a sealing material is provided.

本発明によれば、ポリエーテル系ポリウレタンシーリング材に関し、屋外暴露と相関性の高い促進劣化試験方法が得られ、また精度良くかつ迅速に耐候性を評価することができる。   According to the present invention, an accelerated deterioration test method having a high correlation with outdoor exposure can be obtained for a polyether-based polyurethane sealing material, and weather resistance can be evaluated accurately and quickly.

本発明の一実施形態に係る劣化度評価方法を実施するために用いることができる熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析装置の概略図である。It is the schematic of the thermal decomposition gas chromatography mass spectrometer which can be used in order to implement the degradation degree evaluation method concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る促進劣化方法を実施する前(0時間)のシーリング材試料と、10000時間の促進劣化時間で促進劣化方法を実施した後のシーリング材試料のパイログラム(保持時間:0分〜10分)を示す。図中、ピーク1はジイソプロピルエーテル、ピーク2は4−イソプロポキシ−2−ブタノンである。Pyrograms (holding time :) of a sealing material sample before performing the accelerated deterioration method according to an embodiment of the present invention (0 hour) and a sealing material sample after performing the accelerated deterioration method at an accelerated deterioration time of 10000 hours 0 min to 10 min). In the figure, peak 1 is diisopropyl ether and peak 2 is 4-isopropoxy-2-butanone. 本発明の一実施形態に係る促進劣化方法を実施する前(0時間)のシーリング材試料と、2000時間、4000時間、6000時間、8000時間、および10000時間の促進劣化時間で該促進劣化方法を実施した後のシーリング材試料を、熱分解ガスクロマトグラフィーで測定し、試料中の全ピークの面積に対するジイソプロピルエーテルおよび4−イソプロポキシ−2−ブタノンの各ピークの面積比を算出し、促進劣化前を1とした場合のジイソプロピルエーテルおよび4−イソプロポキシ−2−ブタノンにおける各ピークの面積比の変化を示す。The sealing material sample before the accelerated degradation method according to an embodiment of the present invention (0 hour) and the accelerated degradation method with accelerated degradation times of 2000 hours, 4000 hours, 6000 hours, 8000 hours, and 10,000 hours. The sealing material sample after the measurement was measured by pyrolysis gas chromatography, and the area ratio of each peak of diisopropyl ether and 4-isopropoxy-2-butanone to the area of all the peaks in the sample was calculated. The change of the area ratio of each peak in diisopropyl ether and 4-isopropoxy-2-butanone when is set to 1 is shown. 促進劣化方法を実施したものと同一組成のシーリング材を使用した竣工後5年、6年、11年、14年を経過した建物の南面から採取したシーリング材を熱分解ガスクロマトグラフィーで測定し、シーリング材試料中の全ピークの面積に対するジイソプロピルエーテルおよび4−イソプロポキシ−2−ブタノンの各ピークの面積比を算出し、劣化前を1とした場合のジイソプロピルエーテルおよび4−イソプロポキシ−2−ブタノンにおける各ピークの面積比の変化を示す。Measure the sealing material collected from the south side of the building 5 years, 6 years, 11 years, 14 years after completion using the same composition as the one with the accelerated deterioration method by pyrolysis gas chromatography, The area ratio of each peak of diisopropyl ether and 4-isopropoxy-2-butanone to the area of all the peaks in the sealing material sample was calculated, and diisopropyl ether and 4-isopropoxy-2-butanone when the pre-deterioration was assumed to be 1 The change of the area ratio of each peak in is shown.

本発明の発明者らは、ポリエーテル系ポリウレタンを主成分とするシーリング材について、該シーリング材を暴露する温度と湿度を適切にコントロールすることにより、屋外暴露による該シーリング材の劣化状態を正確に再現でき、屋外暴露による劣化との相関性が極めて高くなる促進劣化方法が得られることを見出した。すなわち、ポリエーテル系ポリウレタンは、ソフトセグメントのポリエーテル部分が熱酸化反応あるいは加水分解反応することが一般に知られているが、本発明者らは、その加水分解反応を可能な限り抑制し、適切な熱酸化反応を起こさせることが、屋外暴露によるシーリング材の劣化状態を再現するために特に重要であることを解明した。また、かかる条件を達成するには、シーリング材を、温度範囲70℃〜90℃、湿度範囲0〜10%RHの条件下に置けばよく、これにより、屋外暴露を短期間で再現することができることを知見した。ここで、温度が70℃以下では、劣化の促進性が低く試験に時間がかかる一方、温度が90℃以上では、熱酸化分解が激しく、屋外暴露の劣化状態を再現することができない。また、湿度が10%RH以上では、加水分解が激しく、屋外暴露の劣化状態を再現することができない。   The inventors of the present invention accurately control the deterioration state of the sealing material due to outdoor exposure by appropriately controlling the temperature and humidity at which the sealing material is exposed to the sealing material mainly composed of polyether-based polyurethane. It was found that an accelerated deterioration method that can be reproduced and has a very high correlation with deterioration due to outdoor exposure is obtained. In other words, it is generally known that polyether-based polyurethanes undergo thermal oxidation reaction or hydrolysis reaction of the polyether portion of the soft segment. It has been clarified that it is particularly important to cause the thermal oxidation reaction to reproduce the deterioration state of the sealing material due to outdoor exposure. Moreover, in order to achieve such conditions, the sealing material may be placed under conditions of a temperature range of 70 ° C. to 90 ° C. and a humidity range of 0 to 10% RH, thereby reproducing outdoor exposure in a short period of time. I found out that I can do it. Here, when the temperature is 70 ° C. or lower, the acceleration of deterioration is low and the test takes a long time. On the other hand, when the temperature is 90 ° C. or higher, the thermal oxidative decomposition is severe and the outdoor exposure deterioration state cannot be reproduced. On the other hand, when the humidity is 10% RH or more, the hydrolysis is severe and the deterioration state of outdoor exposure cannot be reproduced.

さらに、本発明者らは、屋外暴露の劣化状態を正確に再現するためには、シーリング材表面にブリードアウトしてくる可塑剤や添加剤を効率的に除去し、シーリング材の表面状態を一定に保つ必要があることを見出した。これは、表面方向への可塑剤や添加剤の拡散速度を一定に保つ必要があるためである。よって、本発明の一形態では、シーリング材試料の表面状態を一定に保つために、シーリング材表面にブリードアウトしてくる可塑剤および添加剤を除去できる吸収体または吸着体を該表面に設ける。かかる吸収体または吸着体は、シーリング材の表面状態を一定に保って表面方向への可塑剤や添加剤の拡散速度を一定に保つ役割を果たすほか、促進劣化試験を行うための恒温恒湿槽における表面汚染を防ぐ。   Furthermore, in order to accurately reproduce the deterioration state of outdoor exposure, the present inventors efficiently remove plasticizers and additives that bleed out on the surface of the sealing material, and keep the surface state of the sealing material constant. Found that it is necessary to keep on. This is because the diffusion rate of the plasticizer or additive in the surface direction needs to be kept constant. Therefore, in one embodiment of the present invention, in order to keep the surface state of the sealing material sample constant, an absorbent body or an adsorbent body that can remove the plasticizer and additive that bleed out on the surface of the sealing material is provided on the surface. Such an absorber or adsorbent serves to keep the surface state of the sealing material constant and to keep the diffusion rate of the plasticizer and additives in the surface direction constant, as well as a constant temperature and humidity chamber for performing accelerated deterioration tests To prevent surface contamination.

上記吸収体または吸着体の持つべき性質は、可塑剤や添加剤を吸収すること、水蒸気を通すこと、試料と化学反応しないことである。よって、かかる吸収体または吸着体としては、セルロース系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリエステル系、ガラス繊維系、ポリフッ化ビニリデン系、ポリテトラフルオロエチレン系等の不織布、織物あるいは多孔質シート、ゼオライト系、シリカ系、アルミナ系、トバモライトのような無機系吸着剤、あるいは活性炭を用いることができる。   The properties that the absorber or adsorbent should have are that it absorbs plasticizers and additives, allows water vapor to pass, and does not chemically react with the sample. Therefore, as the absorber or adsorbent, cellulose-based, polyethylene-based, polypropylene-based, polyester-based, glass fiber-based, polyvinylidene fluoride-based, polytetrafluoroethylene-based nonwoven fabric, woven fabric or porous sheet, zeolite-based, Inorganic adsorbents such as silica, alumina, and tobermorite, or activated carbon can be used.

上記吸収体または吸着体の配設に際しては、試料との密着性を良くし可塑剤や添加剤の効率的な除去を可能にするために、吸収体または吸着体の上から加圧することが望ましい。かかる加圧の圧力としては、0.01〜1g/cmとすることが好ましい。0.01g/cm以下では、効率的に除去できない。一方、1g/cm以上では、シートの変形が起こり好ましくない。さらに、吸収体または吸着体を用いる際は、可塑剤や添加剤を効率的に除去するために、適宜吸収体または吸着体を交換することが好ましい。 When arranging the absorber or adsorbent, it is desirable to apply pressure from above the absorber or adsorbent in order to improve adhesion to the sample and enable efficient removal of the plasticizer and additives. . The pressure for such pressurization is preferably 0.01 to 1 g / cm 2 . If it is 0.01 g / cm 2 or less, it cannot be efficiently removed. On the other hand, if it is 1 g / cm 2 or more, deformation of the sheet occurs, which is not preferable. Furthermore, when using an absorber or an adsorbent, it is preferable to replace the absorber or adsorbent as appropriate in order to efficiently remove the plasticizer and additives.

ここで、本発明が対象とするポリエーテル系ポリウレタンを主成分として含んでなるシーリング材について説明すると、該シーリング材には、ポリエーテル系ポリウレタン以外に前述の可塑剤や添加剤が含有せしめられ、添加剤には、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、防藻剤、防かび剤、消泡剤、増粘剤、分散剤、充填剤、および顔料などが適宜選択される。   Here, the sealing material comprising the polyether-based polyurethane as a main component of the present invention will be described. The sealing material contains the above-described plasticizer and additives in addition to the polyether-based polyurethane. As additives, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, light stabilizers, antioxidants, algaeproofing agents, fungicides, antifoaming agents, thickeners, dispersants, fillers, pigments, etc. are appropriately selected. The

ポリエーテル系ポリウレタンは、少なくとも二個以上のイソシアネート基を持つ硬化剤と少なくとも二個以上の水酸基を持つポリオール化合物との反応によって得られるものである。   The polyether-based polyurethane is obtained by a reaction between a curing agent having at least two isocyanate groups and a polyol compound having at least two hydroxyl groups.

1成分型ポリエーテル系ポリウレタンは、例えば、ジイソシアネートとポリエーテルジオールおよびポリトリオールとの反応によって得られるプレポリマーを原料として用い、空気中の水分と反応させることにより硬化せしめるものである。また2成分型ポリエーテル系ポリウレタンは、ジイソシアネートとポリエーテルジオールおよびポリトリオールとの反応によって得られるプレポリマーと硬化剤であるポリオールあるいはポリアミンとを反応させることによって硬化せしめるものである。
上述のイソシアネートの例としては、トルエ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、キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネートなどがある。
The one-component polyether-based polyurethane is, for example, cured by reacting with moisture in the air using a prepolymer obtained by reaction of diisocyanate with polyether diol and polytriol as a raw material. The two-component polyether polyurethane is cured by reacting a prepolymer obtained by reaction of diisocyanate with polyether diol and polytriol and a polyol or polyamine as a curing agent.
Examples of the above-mentioned isocyanate include toluene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, xylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornene diisocyanate.

上述のポリオールは1分子あたり2個以上の水酸基を有するもので、数平均分子量としては、400〜7000の範囲であることが好ましい。ジオールとしては、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシヘキサメチレングリコール、エチレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体がある。トリオールとしては、ポリオキシエチレントリオール、ポリオキシプロピレントリオール、ポリオキシテトラメチレントリオール、ポリオキシヘキサメチレントリオールがある。また、トリオールとジオールとを適宜混合して使用することも好ましい。   The above-mentioned polyol has two or more hydroxyl groups per molecule, and the number average molecular weight is preferably in the range of 400 to 7000. Examples of the diol include polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polyoxytetramethylene glycol, polyoxyhexamethylene glycol, and an ethylene oxide / propylene oxide copolymer. Examples of the triol include polyoxyethylene triol, polyoxypropylene triol, polyoxytetramethylene triol, and polyoxyhexamethylene triol. It is also preferable to use a mixture of triol and diol as appropriate.

可塑剤としては、フタル酸エステル系化合物、ポリエステル系あるいは脂肪族ポリウレタンのような高分子可塑剤を単独であるいは混合して用いることができる。熱安定剤としては、ヒンダードフェノール系化合物、紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物あるいはヒドロキシフェニルトリアジン系化合物、光安定剤としては、ヒンダードアミン系化合物が代表的なものである。   As the plasticizer, polymer plasticizers such as phthalate ester compounds, polyesters or aliphatic polyurethanes can be used alone or in combination. Typical examples of the heat stabilizer include a hindered phenol compound, the ultraviolet absorber includes a benzotriazole compound or a hydroxyphenyltriazine compound, and the light stabilizer includes a hindered amine compound.

上記では、シーリング材表面に外装塗膜が設けられていない場合について説明したが、本発明の促進劣化方法は、シーリング材表面に外装塗膜を設けた非直接暴露型シーリング材に対しても同様に適用できる。また、非直接暴露型シーリング材を本発明の促進劣化方法で促進劣化させる場合、前記の吸収体または吸着体はあっても無くても良いが、試料表面から添加剤等のブリードアウト物を効率的に除去するためには、吸収体または吸着体を設ける方が好ましい。   In the above description, the case where the exterior coating film is not provided on the surface of the sealing material has been described. However, the accelerated deterioration method of the present invention is the same for the non-direct exposure type sealing material provided with the exterior coating film on the surface of the sealing material. Applicable to. In addition, when the non-direct exposure type sealing material is accelerated and deteriorated by the accelerated deterioration method of the present invention, the aforementioned absorber or adsorbent may or may not be present. In order to remove it, it is preferable to provide an absorber or an adsorbent.

上記の促進劣化方法に加えて、ここでは、上記促進劣化方法によって劣化が促進されたシーリング材の劣化を評価するためのシーリング材の劣化度評価方法も開示する。すなわち、本発明の発明者らは、シーリング材の外観や物理的形状を評価する方法ではなく、ポリエーテル系ポリウレタンの特定の成分の組成の変化の度合いが劣化の程度を示すことを見出し、特に、ポリエーテル系ポリウレタンのポリエーテル部由来の熱分解生成物を、熱分解ガスクロマトグラフィーあるいは熱分解ガスクロマトグラフィーと質量分析法を使用して測定することにより、ポリエーテル系ポリウレタンの劣化度を推定することに成功した。   In addition to the above accelerated deterioration method, here, a sealing material deterioration degree evaluation method for evaluating the deterioration of the sealing material whose deterioration has been accelerated by the accelerated deterioration method is also disclosed. That is, the inventors of the present invention have found that the degree of change in the composition of a specific component of the polyether-based polyurethane indicates the degree of deterioration, not a method for evaluating the appearance or physical shape of the sealing material. Estimate the degree of degradation of polyether polyurethane by measuring pyrolysis products derived from the polyether part of polyether polyurethane using pyrolysis gas chromatography or pyrolysis gas chromatography and mass spectrometry Succeeded in doing.

よって、本発明の一実施形態に係る劣化度評価方法では、熱分解ガスクロマトグラフィーを使用し、ポリエーテル系ポリウレタンのポリエーテル部由来の熱分解生成物の量、一例ではガスクロマトグラムの組成比を測定することにより、ポリエーテル系ポリウレタンの劣化度を推定する。また本発明の他の実施形態に係る劣化度評価方法では、ポリエーテル系ポリウレタンを構成するモノマー成分と添加剤等の種類が分からなくても、熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析法(熱分解ガスクロマトグラフィーと質量分析とを連続して行う分析方法)により定性分析した後に、あるいはこれと同時に、定量分析を行なうことにより、正確な劣化度評価が可能になる。   Therefore, in the degradation degree evaluation method according to an embodiment of the present invention, pyrolysis gas chromatography is used, and the amount of pyrolysis products derived from the polyether portion of the polyether polyurethane, for example, the composition ratio of the gas chromatogram is calculated. By measuring, the degree of deterioration of the polyether-based polyurethane is estimated. In the degradation degree evaluation method according to another embodiment of the present invention, the pyrolysis gas chromatography / mass spectrometry (pyrolysis gas chromatography) can be used even if the types of the monomer components and additives constituting the polyether polyurethane are not known. By performing quantitative analysis after or simultaneously with qualitative analysis by an analytical method in which chromatography and mass spectrometry are continuously performed, it is possible to accurately evaluate the degree of deterioration.

熱分解ガスクロマトグラフィー(PyGC)は、微量の試料を瞬間的に熱分解させ、その熱分解生成物をガスクロマトグラフへ導入・分離し、パイログラムを得る分離分析法である(可児浩、2002年北海道立工業試験場技術情報、第24巻4号11頁)。赤外分光分析など分光分析法や示差走査熱量測定など熱分析法では困難であった黒色のゴムのような試料やゴムや熱硬化性樹脂のように融点を持たない高分子にも、熱分解ガスクロマトグラフィーは適用できる。   Pyrolysis gas chromatography (PyGC) is a separation / analysis method that instantly pyrolyzes a small amount of sample, introduces and separates the pyrolysis products into a gas chromatograph, and obtains a pyrogram (Koji Hiroshi, 2002). Hokkaido Industrial Research Institute Technical Information, Vol. 24, No. 4, p. 11). Thermal decomposition of samples such as black rubber, which was difficult with thermal analysis methods such as infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry, and polymers with no melting point such as rubber and thermosetting resins Gas chromatography is applicable.

質量分析法(MS)は、試料の質量電荷比(質量を電荷の数で割った値)を求めるときに使用される分析法である。本願発明の方法では、電子衝撃イオン化、化学イオン化、電界イオン化、あるいは高速原子衝撃イオン化法などが利用でき、単収束磁場偏向型、四重極型、イオントラップ型、二重収束型、あるいはイオンサイクロトロン型の質量分析計を用いることができるが、これらに限られるものではない。   Mass spectrometry (MS) is an analytical method used when determining the mass-to-charge ratio (value obtained by dividing mass by the number of charges) of a sample. In the method of the present invention, electron impact ionization, chemical ionization, field ionization, or fast atom bombardment ionization method can be used, and a single focusing magnetic field deflection type, a quadrupole type, an ion trap type, a double focusing type, or an ion cyclotron. A type of mass spectrometer can be used, but is not limited thereto.

シーリング材の劣化度は、サンプリングしたシーリング材について、熱分解ガスクロマトグラフィーにより、ポリエーテル系ポリウレタンのポリエーテル部由来の熱分解生成物のガスクロマトグラムの組成比を計算し、その数値の経時的変化を見ることにより評価する。ポリエーテル系ポリウレタンの劣化に伴ってポリエーテル系ポリウレタン中のポリエーテル部由来の熱分解生成物の組成比が増加していく現象を利用してポリエーテル系ポリウレタンの劣化度を推定するものである。   The degree of deterioration of the sealing material is calculated by calculating the composition ratio of the gas chromatogram of the pyrolysis product derived from the polyether part of the polyether polyurethane by pyrolysis gas chromatography with respect to the sampled sealing material. Evaluate by looking at This is to estimate the degree of deterioration of the polyether polyurethane by utilizing the phenomenon that the composition ratio of the thermal decomposition products derived from the polyether part in the polyether polyurethane increases with the deterioration of the polyether polyurethane. .

ここで、「ポリエーテル系ポリウレタン中のポリエーテル部由来の熱分解生成物の組成比」とは、ポリエーテル系ポリウレタンを熱分解することによって生成する全熱分解物に対するポリエーテル部由来の特定の熱分解物の含有比を意味する。この含有比は、クロマトグラムのピーク面積比から推定することができる。   Here, “the composition ratio of the thermal decomposition product derived from the polyether part in the polyether-based polyurethane” means a specific part derived from the polyether part relative to the total thermal decomposition product generated by pyrolyzing the polyether-based polyurethane. It means the content ratio of pyrolyzate. This content ratio can be estimated from the peak area ratio of the chromatogram.

また、「ポリエーテル部由来の熱分解生成物」とは、ポリエーテル部が熱分解されて生成するアルコール、エーテル、ケトンである。ポリオールとしてポリオキシプロピレントリオールを使用した場合の熱分解生成物は、ジイソプロピルエーテル、4−イソプロポキシ−2−ブタノンである。特にジイソプロピルエーテルの場合は劣化に対する感度が高く、劣化度を判定する上で有利である。   Further, the “thermal decomposition product derived from the polyether part” is alcohol, ether or ketone produced by the thermal decomposition of the polyether part. The thermal decomposition products when polyoxypropylene triol is used as the polyol are diisopropyl ether and 4-isopropoxy-2-butanone. In particular, diisopropyl ether has high sensitivity to deterioration, which is advantageous in determining the degree of deterioration.

本発明の方法では、ポリエーテル系ポリウレタンの劣化度を評価するための試料は例えば数mgあればよく、少なくとも0.01mg程度あれば評価することができる。   In the method of the present invention, the sample for evaluating the degree of deterioration of the polyether-based polyurethane may be several mg, for example, and at least about 0.01 mg can be evaluated.

また、シーリング材中には、前述のように、可塑剤の他、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、防藻剤、防かび剤、消泡剤、増粘剤、分散剤、充填剤、顔料などの種々の添加剤が含まれるが、それらが存在していてもシーリング材劣化度の評価には問題は無い。   In addition, in the sealing material, as described above, in addition to the plasticizer, a heat stabilizer, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, an antialgae, an antifungal agent, an antifoaming agent, a thickener, Although various additives such as a dispersant, a filler, and a pigment are included, there is no problem in evaluating the deterioration degree of the sealing material even if they are present.

また本発明の劣化評価方法では、分析法として熱分解ガスクロマトグラフィーを用いるので、固体状態の試料においても高感度でかつ高精度の測定が可能となる。測定に際しては、試料を加熱して発生したガスをカラムで分離し、定性と定量を行なう。ここで、加熱温度はポリエーテル系ポリウレタンの種類によって変えることができ、通常は400℃〜700℃が好ましく、400℃未満ではポリエーテル系ポリウレタンの分解がほとんど起こらないので成分分析はできず、700℃より高い温度ではポリエーテル系ポリウレタンや添加剤の分解が進みすぎて多量の不必要な成分が生成するために定量が困難となる。加熱条件は試料全体にわたって均一に0.1〜2秒という短時間で行なうことが好ましい。これは、加熱時間が長くなると副反応が起こり分解物とは異なる成分が生成するという問題点があるためである。また、加熱の際に昇温することによって、ポリエーテル系ポリウレタンと添加剤を識別して分析を行なうこともできる。   In addition, since the degradation evaluation method of the present invention uses pyrolysis gas chromatography as an analysis method, it is possible to measure with high sensitivity and high accuracy even in a solid sample. In the measurement, the gas generated by heating the sample is separated by a column to perform qualitative and quantitative measurement. Here, the heating temperature can be changed depending on the type of the polyether-based polyurethane, and is usually preferably 400 ° C. to 700 ° C. If the temperature is lower than 400 ° C., the decomposition of the polyether-based polyurethane hardly occurs. If the temperature is higher than 0 ° C., the decomposition of the polyether-based polyurethane and the additive proceeds so much that a large amount of unnecessary components are produced, making it difficult to quantify. The heating conditions are preferably performed in a short time of 0.1 to 2 seconds uniformly over the entire sample. This is because when the heating time is prolonged, a side reaction occurs and a component different from the decomposition product is generated. Further, by raising the temperature during heating, the polyether polyurethane and the additive can be identified and analyzed.

試料を熱分解する方法としては、フィラメント型、誘導加熱型、あるいは加熱炉型の熱分解装置を使用するが、測定する試料により最適なものを選択すれば良い。ガスクロマトグラフ装置は、一般的な装置を用いれば良く、カラムの固定相は測定する試料によって選択すれば良い。検出器に関しては、水素炎イオン化検出器、熱伝導度検出器、あるいは電子捕獲検出器などがあり、必要に応じて選択することができる。   As a method for thermally decomposing a sample, a filament type, induction heating type, or heating furnace type pyrolysis apparatus is used, and an optimum one may be selected depending on the sample to be measured. The gas chromatograph apparatus may be a general apparatus, and the column stationary phase may be selected according to the sample to be measured. Regarding the detector, there are a flame ionization detector, a thermal conductivity detector, an electron capture detector, and the like, which can be selected as necessary.

また、熱分解ガスクロマトグラフィーにより分離して得られた成分が不明な場合には、質量分析を行なうことにより、各成分の同定を行なうことができる。熱分解ガスクロマトグラフ装置と質量分析装置を直結した一連の装置を用いて、熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析法(PyGC-MS)質量分析を用いることが好ましい。   Moreover, when the component obtained by separating by pyrolysis gas chromatography is unknown, each component can be identified by performing mass spectrometry. It is preferable to use pyrolysis gas chromatography mass spectrometry (PyGC-MS) mass spectrometry using a series of apparatuses in which a pyrolysis gas chromatograph apparatus and a mass spectrometer are directly connected.

図1は熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析装置の概略図である。分析するポリエーテル系ポリウレタンシーリング材試料は試料注入部2に投入される。熱分解装置3の温度が所定の値になった時に、投入された試料は熱分解装置3内に供給され、急速に加熱されて分解される。ポリエーテル系ポリウレタンシーリング材試料が加熱・分解されて発生したガスはキャリアガス1によってカラム4内に導入される。ガスクロマトグラフ分析を行う場合には、スプリッタ5を経て検出器6により分析される。質量分析が必要な場合には、スプリッタ5を経てインターフェース7に導入され、次いで質量分析計8に導入され、質量分析を行なう。熱分解部(熱分解装置3)には、フロンティアラボ社製ダブルショットパイロライザーPY-1020Dを用いることができる。ガスクロマトグラフ部(検出器6)には、Agilent社製P−6890を用いることができる。質量分析部(質量分析計8)には、JEOL社製AutoMass-IIを用いることができる。   FIG. 1 is a schematic view of a pyrolysis gas chromatography mass spectrometer. A polyether-based polyurethane sealing material sample to be analyzed is put into the sample injection unit 2. When the temperature of the thermal decomposition apparatus 3 reaches a predetermined value, the input sample is supplied into the thermal decomposition apparatus 3 and rapidly heated to be decomposed. The gas generated by heating and decomposing the polyether-based polyurethane sealing material sample is introduced into the column 4 by the carrier gas 1. When performing a gas chromatograph analysis, it is analyzed by the detector 6 through the splitter 5. When mass analysis is necessary, it is introduced into the interface 7 through the splitter 5 and then introduced into the mass spectrometer 8 to perform mass analysis. A double shot pyrolyzer PY-1020D manufactured by Frontier Laboratories can be used for the thermal decomposition section (thermal decomposition apparatus 3). Agilent's P-6890 can be used for the gas chromatograph part (detector 6). For the mass spectrometer (mass spectrometer 8), AutoMass-II manufactured by JEOL can be used.

かかる熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析法では、試料の定性分析が可能で、ポリエーテル系ポリウレタンのみでなく、可塑剤、ヒンダードフェノールの熱安定剤、ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)や紫外線吸収剤(UVA)のような添加剤の定性、定量が可能となる。したがって、劣化したポリエーテル系ポリウレタンのヒンダードフェノールの熱安定剤、HALSやUVAの残量を知ることも可能であり、ポリエーテル系ポリウレタンの劣化度の評価とともに、ヒンダードフェノールの熱安定剤、HALSやUVAの安定化効果もしくはこのような添加剤がポリエーテル系ポリウレタンの耐候性に及ぼす効果を確認することができる。   Such pyrolysis gas chromatography mass spectrometry enables qualitative analysis of samples, not only polyether polyurethane, but also plasticizer, hindered phenol thermal stabilizer, hindered amine light stabilizer (HALS) and ultraviolet absorber. Qualitative and quantitative determination of additives such as (UVA) is possible. Therefore, it is possible to know the amount of hindered phenol heat stabilizer of the deteriorated polyether polyurethane, the remaining amount of HALS and UVA, together with the evaluation of the deterioration degree of the polyether polyurethane, the heat stabilizer of hindered phenol, The stabilizing effect of HALS and UVA or the effect of such additives on the weather resistance of the polyether polyurethane can be confirmed.

以上をまとめると、本発明によれば、ポリエーテル系ポリウレタンの加水分解反応を可能な限り抑制し、適切な熱酸化反応を起こさせることが屋外暴露の劣化状態の再現のために重要であることが分った。したがって、本発明の一実施形態では、ポリエーテル系ポリウレタンシーリング材を、温度70℃〜90℃、湿度0%RH〜10%RHの範囲で促進劣化させることにより屋外暴露の劣化状態を正確に再現することができる。   In summary, according to the present invention, it is important for the reproduction of the deterioration state of outdoor exposure to suppress the hydrolysis reaction of the polyether polyurethane as much as possible and to cause an appropriate thermal oxidation reaction. I found out. Therefore, in one embodiment of the present invention, the deterioration condition of outdoor exposure is accurately reproduced by accelerated deterioration of the polyether-based polyurethane sealing material in the temperature range of 70 ° C. to 90 ° C. and humidity of 0% RH to 10% RH. can do.

また、発明の促進劣化方法によって劣化が促進されたシーリング材の劣化を評価するための劣化度評価方法が提供され、かかる発明の一実施形態によれば、劣化が促進されたシーリング材の劣化を、ポリエーテル系ポリウレタン中のポリエーテル部由来の熱分解生成物量の変化を測定することにより、劣化度を推定するシーリング材の劣化を評価するための劣化度評価方法が提供される。外観や物理的形状を評価する方法ではなく、ポリエーテル系ポリウレタンを形成する成分とポリエーテル部由来の熱分解生成物量の変化を測定することにより、従来法に比べて客観的に劣化度評価を行うことが可能で、劣化度評価の精度が優れている。   Further, a deterioration degree evaluation method for evaluating deterioration of a sealing material whose deterioration is accelerated by the accelerated deterioration method of the invention is provided. According to one embodiment of the invention, the deterioration of the sealing material whose deterioration is accelerated is provided. The degradation degree evaluation method for evaluating the degradation of the sealing material for estimating the degradation degree is provided by measuring the change in the amount of the thermal decomposition product derived from the polyether part in the polyether polyurethane. Rather than evaluating the appearance and physical shape, it is possible to objectively evaluate the degree of degradation compared to conventional methods by measuring changes in the components that form polyether polyurethane and the amount of thermal decomposition products derived from the polyether part. It is possible to carry out, and the accuracy of deterioration degree evaluation is excellent.

また、本発明の一実施形態によれば、ポリエーテル系ポリウレタン中のポリエーテル部由来の熱分解生成物量の変化を、熱分解ガスクロマトグラフィーにより測定することにより、劣化度を推定することを特徴とするシーリング材の劣化度評価方法が提供され、かかる形態では、劣化したポリエーテル系ポリウレタンに前処理を行なうことなく固体のままで直接に分析試料に供することができ、劣化度評価の精度が優れている。さらに、数mg以下という微量の試料でも劣化度の推定が可能であり、また、赤外分光分析など分光分析法や示差走査熱量測定のように試料の色や融点などの影響をあまり受けないという利点もある。   According to one embodiment of the present invention, the degree of deterioration is estimated by measuring the change in the amount of pyrolysis products derived from the polyether portion in the polyether-based polyurethane by pyrolysis gas chromatography. In this form, the deteriorated polyether polyurethane can be directly applied to the analysis sample as it is without pretreatment, and the accuracy of the deterioration evaluation can be improved. Are better. In addition, it is possible to estimate the degree of deterioration even with a small amount of sample of several mg or less, and it is not affected by the color and melting point of the sample much like spectroscopic analysis methods such as infrared spectroscopic analysis and differential scanning calorimetry. There are also advantages.

さらに、一実施形態では、熱分解ガスクロマトグラフィーと質量分析法により、ポリエーテル系ポリウレタン中のポリエーテル部由来の熱分解生成物量の変化を測定することにより、劣化度を推定することを特徴とするシーリング材の劣化度評価方法が提供されるので、ポリエーテル系ポリウレタンと添加剤の種類が仮に分からなくても、熱分解ガスクロマトグラフィーと質量分析法により定性分析した後に、あるいは同時に、定量分析を行なうことが可能である。したがって、ポリエーテル系ポリウレタンと添加剤等の種類が不明である場合でも使用できるため、劣化度評価が可能なポリエーテル系ポリウレタンが広範囲にわたるという点で優れている。また、熱安定剤、紫外線吸収剤などの多数の添加物が含まれていても、それらに影響されることがないという点でも優れている。   Furthermore, in one embodiment, the degradation degree is estimated by measuring a change in the amount of pyrolysis products derived from the polyether portion in the polyether-based polyurethane by pyrolysis gas chromatography and mass spectrometry. Quantitative analysis is possible after qualitative analysis by pyrolysis gas chromatography and mass spectrometry, even if the type of polyether polyurethane and additive is not known. Can be performed. Therefore, since it can be used even when the types of the polyether-based polyurethane and additives are unknown, the polyether-based polyurethane capable of evaluating the deterioration degree is excellent in a wide range. Moreover, even if many additives, such as a heat stabilizer and a ultraviolet absorber, are contained, it is excellent also in that they are not affected by them.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these are illustrations of this invention and various structures other than the above are also employable.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

実施例1
<シーリング材の作成>
重量平均分子量5000のポリオキシプロピレントリオール10重量%と重量平均分子量2000のポリオキシプロピレングルコール50重量%とジ−2−エチルヘキシルフタレート29重量%を反応容器に入れ、110℃、50mmHgで2時間減圧脱水した。その後反応生成物を80℃に冷却し、4,4−ジフェニルメタンジイソシアナートを11重量%加えて攪拌した。80℃で30時間反応させ、イソシアナート含有ウレタンプレポリマーを得た。
Example 1
<Creation of sealing material>
10% by weight of polyoxypropylene triol having a weight average molecular weight of 5000, 50% by weight of polyoxypropylene glycol having a weight average molecular weight of 2000 and 29% by weight of di-2-ethylhexyl phthalate are placed in a reaction vessel, and the pressure is reduced at 110 ° C. and 50 mmHg for 2 hours. Dehydrated. Thereafter, the reaction product was cooled to 80 ° C., and 11% by weight of 4,4-diphenylmethane diisocyanate was added and stirred. It was made to react at 80 degreeC for 30 hours, and the isocyanate containing urethane prepolymer was obtained.

上で得たイソシアナート含有ウレタンプレポリマー60重量%を、乾燥窒素ガスを封入した混練容器に入れ、さらに充填剤として、炭酸カルシウムを25重量%、シリカを5重量%、溶剤として、キシレンを10重量%加えて、攪拌装置中で混練してウレタン系シーリング組成物を得た。このようにして得たウレタン系シーリング組成物を厚さ2mmのシート状に作成し、23℃、相対湿度50%の中で4週間の養生を行った。
上記の試料から切り出した試験体を用いて、以下の試験を行った。
60% by weight of the isocyanate-containing urethane prepolymer obtained above is placed in a kneading vessel filled with dry nitrogen gas, and further, 25% by weight of calcium carbonate, 5% by weight of silica, and 10% of xylene as a solvent as fillers. % By weight and kneaded in a stirrer to obtain a urethane-based sealing composition. The urethane-based sealing composition thus obtained was prepared into a sheet having a thickness of 2 mm, and was cured for 4 weeks at 23 ° C. and 50% relative humidity.
The following test was performed using the test body cut out from the above sample.

<促進劣化試験>
促進劣化試験として、作成したシートの両面を、油性成分を吸着する厚さ1mmのセルロース系不織布のシートで挟み、0.5g/cmで加圧し、恒温恒湿における暴露を実施した。また、このセルロース系不織布シートは、2000時間毎に交換した。促進劣化試験の条件は、温度80℃で湿度5%RHとし、促進劣化試験時間は、2000時間、4000時間、6000時間、8000時間、10000時間で実施した。それぞれの促進劣化試験を実施したシートは、試験経過後にそれぞれ、恒温恒湿槽から取り出して分析に供した。促進劣化試験実施前後のシートの内部(中心部近く)から0.5mgの分析用試料を得て、熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析に用いた。
<Accelerated deterioration test>
As an accelerated deterioration test, both sides of the prepared sheet were sandwiched between 1 mm thick cellulose-based non-woven sheets adsorbing oil components, pressurized at 0.5 g / cm 2 , and exposed to constant temperature and humidity. Moreover, this cellulose nonwoven fabric sheet was replaced every 2000 hours. The conditions of the accelerated deterioration test were a temperature of 80 ° C. and a humidity of 5% RH, and the accelerated deterioration test time was 2000 hours, 4000 hours, 6000 hours, 8000 hours, and 10,000 hours. Each sheet subjected to each accelerated deterioration test was taken out of the thermo-hygrostat after the test, and used for analysis. A 0.5 mg sample for analysis was obtained from the inside (near the center) of the sheet before and after the accelerated deterioration test, and used for pyrolysis gas chromatography mass spectrometry.

<熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析>
熱分解は、熱分解装置(フロンティアラボ社製ダブルショットパイロライザー PY−1020D)を用いて、熱分解温度600℃で行った。ガスクロマトグラフィーで使用したカラムはDurabond DB−1(内径:0.25mm、長さ:30m、膜厚:0.25μm)であり、Agilent社製の検出器(P−6890)を使用した。温度条件は、50℃5分間保持、50℃から320℃へ昇温(昇温速度10℃/分)、320℃8分間保持で行った。質量分析は、JEOL社製AutoMass-IIを用いた。質量分析測定条件は、電子衝撃型イオン化法で、質量測定範囲:m/z=10〜700(m:質量、z:電荷)である。
<Pyrolysis gas chromatography mass spectrometry>
Thermal decomposition was performed at a thermal decomposition temperature of 600 ° C. using a thermal decomposition apparatus (Double Shot Pyrolyzer PY-1020D manufactured by Frontier Laboratories). The column used in the gas chromatography was Durabond DB-1 (inner diameter: 0.25 mm, length: 30 m, film thickness: 0.25 μm), and a detector (P-6890) manufactured by Agilent was used. The temperature conditions were maintained at 50 ° C. for 5 minutes, heated from 50 ° C. to 320 ° C. (temperature increase rate: 10 ° C./minute), and maintained at 320 ° C. for 8 minutes. For mass spectrometry, AutoMass-II manufactured by JEOL was used. The mass spectrometric measurement conditions are an electron impact ionization method and a mass measurement range: m / z = 10 to 700 (m: mass, z: charge).

促進劣化試験の実施前のシーリング材試料を熱分解ガスクロマトグラフィーにより分析し、パイログラムを得た(図2の0hr)。さらに、促進劣化試験の実施前のシーリング材試料について、ガスクロマトグラフで分離した各成分の質量分析スペクトルを取得することにより、各成分の定性を行なった。その結果、保持時間6.1分で、ジイソプロピルエーテルを検出し、6.3分で1,2,4−トリメチルシクロペンタン(当該シーリング材固有のピーク)を検出し、6.5分で、4−イソプロポキシ−2−ブタノンを検出した。また、保持時間の大きい部分で、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネートとジ−2−エチルヘキシルフタレートを検出することができた。   The sealant sample before the accelerated deterioration test was analyzed by pyrolysis gas chromatography to obtain a pyrogram (0 hr in FIG. 2). Furthermore, about the sealing material sample before implementation of an accelerated deterioration test, each component was qualitatively acquired by acquiring the mass spectrometry spectrum of each component isolate | separated with the gas chromatograph. As a result, diisopropyl ether was detected at a retention time of 6.1 minutes, 1,2,4-trimethylcyclopentane (a peak unique to the sealing material) was detected at 6.3 minutes, and 4 minutes at 6.5 minutes. -Isopropoxy-2-butanone was detected. Moreover, 4,4-diphenylmethane diisocyanate and di-2-ethylhexyl phthalate could be detected in the portion with a long retention time.

また、前述の80℃5%RH、2000時間、4000時間、6000時間、8000時間、10000時間の促進劣化試験を実施したシーリング試料についても、上記と同様にして、熱分解ガスクロマトグラフィー分析を実施し、各試料についてパイログラムを得た(10000時間の促進劣化試験を実施したシーリング試料についてのみ図2に示す)。
促進劣化試験前(0時間)のシーリング材試料から得られたパイログラムと、各劣化試験時間の促進劣化試験を実施したシーリング材試料から得られたパイログラムを比較すると、促進劣化試験時間が増加するにつれてジイソプロピルエーテルおよび4−イソプロポキシ−2−ブタノンのピーク面積比は大きくなり、促進劣化試験時間との相関性が高かった。これに対して、1,2,4−トリメチルシクロペンタンについては、促進劣化試験時間とともに、面積比は小さくなり、相関性はあまり高くなかった。
In addition, pyrolysis gas chromatography analysis was performed in the same manner as described above for the sealing samples subjected to the accelerated degradation test at 80 ° C., 5% RH, 2000 hours, 4000 hours, 6000 hours, 8000 hours, and 10,000 hours. Thus, a pyrogram was obtained for each sample (only a sealing sample subjected to a 10,000 hour accelerated deterioration test is shown in FIG. 2).
Comparing the pyrogram obtained from the sealing material sample before the accelerated deterioration test (0 hour) with the pyrogram obtained from the sealing material sample subjected to the accelerated deterioration test for each deterioration test time, the accelerated deterioration test time increases. As a result, the peak area ratio of diisopropyl ether and 4-isopropoxy-2-butanone increased, and the correlation with the accelerated deterioration test time was high. On the other hand, for 1,2,4-trimethylcyclopentane, the area ratio decreased with the accelerated deterioration test time, and the correlation was not so high.

促進劣化試験前(0時間)のシーリング材試料と、2000時間、4000時間、6000時間、8000時間、および10000時間の促進劣化試験を実施したシーリング材試料中の全ピークの面積に対するジイソプロピルエーテルおよび4−イソプロポキシ−2−ブタノンの各ピークの面積比を算出し、促進劣化前を1とした場合のジイソプロピルエーテルおよび4−イソプロポキシ−2−ブタノンの各ピーク面積の増減比を求め、図3に示した。この結果から分かるように、促進劣化試験時間が増加するとともに、ジイソプロピルエーテルおよび4−イソプロポキシ−2−ブタノンの増減比が大きくなった。すなわち、ジイソプロピルエーテルおよび4−イソプロポキシ−2−ブタノンの各ピーク面積の増減比の値から、シーリング材の劣化度を推定することが可能であることが分かった。また、劣化初期から、促進劣化時間との相関性が良く、初期の劣化状況を把握することができることも分かった。特にジイソプロピルエーテルは劣化に対する感度が高く、劣化の指標としてより適していると考えられる。   Diisopropyl ether and 4 for the area of all peaks in the sealant sample before the accelerated degradation test (0 hour) and the sealant samples subjected to the accelerated degradation test for 2000 hours, 4000 hours, 6000 hours, 8000 hours, and 10,000 hours. -The area ratio of each peak of isopropoxy-2-butanone was calculated, and the increase / decrease ratio of each peak area of diisopropyl ether and 4-isopropoxy-2-butanone when the pre-accelerated deterioration was set to 1 was obtained. Indicated. As can be seen from this result, the accelerated deterioration test time increased, and the increase / decrease ratio of diisopropyl ether and 4-isopropoxy-2-butanone increased. That is, it was found that the degree of deterioration of the sealing material can be estimated from the value of the increase / decrease ratio of each peak area of diisopropyl ether and 4-isopropoxy-2-butanone. It was also found that the initial deterioration state has a good correlation with the accelerated deterioration time, and the initial deterioration state can be grasped. In particular, diisopropyl ether has high sensitivity to deterioration, and is considered more suitable as an indicator of deterioration.

実施例2
<実暴露塗膜の劣化度評価>
促進劣化試験を行なったものと同じ組成のシーリング材を使用した竣工後5年、6年、11年、14年を経過した建物の南面からシーリング材をサンプリングして、熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析に供した。上記と同様の分析を行い、シーリング材試料中の全ピークの面積に対するジイソプロピルエーテルおよび4−イソプロポキシ−2−ブタノンの各ピークの面積比を算出し、劣化前を1とした場合のジイソプロピルエーテルピークおよび4−イソプロポキシ−2−ブタノンの各ピーク面積の増減比を求め、図4に示した。この結果、実暴露試験においても、ピーク面積比は実暴露時間との相関性が良いことが分った。
Example 2
<Evaluation of degradation level of actual exposed paint film>
Sampling the sealant from the south of a building that has been used for 5 years, 6 years, 11 years, and 14 years after completion using a sealant with the same composition as the one subjected to accelerated deterioration test, and pyrolysis gas chromatography mass spectrometry It was used for. Perform the same analysis as above, calculate the area ratio of each peak of diisopropyl ether and 4-isopropoxy-2-butanone to the area of all the peaks in the sealing material sample, and diisopropyl ether peak when 1 before deterioration And the increase / decrease ratio of each peak area of 4-isopropoxy-2-butanone was calculated | required and it showed in FIG. As a result, it was found that the peak area ratio had a good correlation with the actual exposure time even in the actual exposure test.

また、図3と図4より、ジイソプロピルエーテルの場合は、促進劣化試験時間400時間が実暴露(現実の経年建物による暴露)のほぼ1年に相当し、4−イソプロポキシ−2−ブタノンの場合は、促進劣化試験時間420時間が実暴露(現実の経年建物による暴露)のほぼ1年に相当することが分かった。この結果、ポリエーテル部由来の熱分解生成物を定量することにより、正確に劣化度を評価でき、劣化診断にも適用できることが分った。   3 and 4, in the case of diisopropyl ether, the accelerated deterioration test time is 400 hours, which corresponds to almost one year of actual exposure (exposure by actual aged buildings). In the case of 4-isopropoxy-2-butanone The accelerated degradation test time of 420 hours was found to correspond to almost one year of actual exposure (exposure over actual aged buildings). As a result, it was found that the degree of deterioration can be accurately evaluated by quantifying the thermal decomposition product derived from the polyether part, and can be applied to deterioration diagnosis.

比較例1
<促進劣化試験>
実施例1において作成したシートを用いて、温度100℃、湿度5%RHにした以外は、実施例1と同様の条件で促進劣化試験を行った。促進劣化試験時間は、10000時間で実施した。この促進劣化試験を実施したシートを、試験時間経過後に恒温恒湿槽から取り出して分析に供した。また促進劣化試験実施前後のシートの内部(中心部近く)から0.5mgの分析用試料を得て、熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析に用いた。
分析した結果、ジイソプロピルエーテルのピーク面積比は極めて大きく、屋外暴露を全く再現していなかった。
Comparative Example 1
<Accelerated deterioration test>
Using the sheet prepared in Example 1, an accelerated deterioration test was performed under the same conditions as in Example 1 except that the temperature was 100 ° C. and the humidity was 5% RH. The accelerated deterioration test time was 10,000 hours. The sheet subjected to this accelerated deterioration test was taken out of the thermo-hygrostat after the test time and used for analysis. In addition, 0.5 mg of an analytical sample was obtained from the inside (near the center) of the sheet before and after the accelerated deterioration test, and used for pyrolysis gas chromatography mass spectrometry.
As a result of analysis, the peak area ratio of diisopropyl ether was extremely large, and outdoor exposure was not reproduced at all.

比較例2
<促進劣化試験>
実施例1において作成したシートを用いて、温度80℃、湿度80%RHにした以外は、実施例1と同様の条件で促進劣化試験を行った。促進劣化試験時間は、500時間で実施した。この促進劣化試験を実施したシートを、試験時間経過後に恒温恒湿槽から取り出して分析に供した。また促進劣化試験実施前後のシートの内部(中心部近く)から0.5mgの分析用試料を得て、熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析に用いた。
分析した結果、ジイソプロピルエーテルのピーク面積比は極めて大きく、屋外暴露を全く再現していなかった。
Comparative Example 2
<Accelerated deterioration test>
Using the sheet prepared in Example 1, an accelerated deterioration test was performed under the same conditions as in Example 1 except that the temperature was 80 ° C. and the humidity was 80% RH. The accelerated deterioration test time was 500 hours. The sheet subjected to this accelerated deterioration test was taken out of the thermo-hygrostat after the test time and used for analysis. In addition, 0.5 mg of an analytical sample was obtained from the inside (near the center) of the sheet before and after the accelerated deterioration test, and used for pyrolysis gas chromatography mass spectrometry.
As a result of analysis, the peak area ratio of diisopropyl ether was extremely large, and outdoor exposure was not reproduced at all.

以上のように、本発明のポリエーテル系ポリウレタンシーリング材の促進劣化法は、迅速かつ精度良く耐候性を評価することができるので、新規材料の開発や耐用年数を推定するための基礎データを得る方法として極めて有用である。   As described above, the accelerated deterioration method of the polyether-based polyurethane sealing material of the present invention can evaluate the weather resistance quickly and accurately, and thus obtain basic data for developing a new material and estimating the service life. It is extremely useful as a method.

1 キャリアガス供給
2 試料注入部
3 熱分解装置
4 カラム
5 スプリッタ
6 ガスクロマトグラフ検出器
7 インターフェース
8 質量分析計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carrier gas supply 2 Sample injection part 3 Pyrolysis apparatus 4 Column 5 Splitter 6 Gas chromatograph detector 7 Interface 8 Mass spectrometer

Claims (6)

ポリエーテル系ポリウレタンを含んでなるシーリング材を、温度範囲70℃〜90℃、湿度範囲0〜10%RHの条件下に置くことを特徴とするポリエーテル系ポリウレタンシーリング材の促進劣化方法。   A method for accelerating deterioration of a polyether-based polyurethane sealing material, comprising placing a sealing material comprising a polyether-based polyurethane under conditions of a temperature range of 70 ° C. to 90 ° C. and a humidity range of 0 to 10% RH. 上記シーリング材が非直接暴露型シーリング材であることを特徴とする請求項1に記載のポリエーテル系ポリウレタンシーリング材の促進劣化方法。   2. The accelerated deterioration method for a polyether-based polyurethane sealing material according to claim 1, wherein the sealing material is a non-direct exposure type sealing material. 請求項1または2の促進劣化方法によって劣化が促進されたポリエーテル系ポリウレタンシーリング材の劣化を評価することを特徴とするシーリング材の劣化度評価方法。   A deterioration evaluation method for a sealing material, wherein the deterioration of the polyether-based polyurethane sealing material whose deterioration has been accelerated by the accelerated deterioration method according to claim 1 or 2 is evaluated. シーリング材の劣化を、熱分解ガスクロマトグラフィー法を用いて評価することを特徴とする請求項3に記載のシーリング材の劣化度評価方法。   The deterioration evaluation method for a sealing material according to claim 3, wherein the deterioration of the sealing material is evaluated using a pyrolysis gas chromatography method. シーリング材の劣化を、熱分解ガスクロマトグラフィー/質量分析法を用いて評価することを特徴とする請求項3に記載のシーリング材の劣化度評価方法。   The deterioration evaluation method for a sealing material according to claim 3, wherein the deterioration of the sealing material is evaluated by using pyrolysis gas chromatography / mass spectrometry. シーリング材の劣化を、ポリエーテル部由来の熱分解生成物の量の変化を測定することにより評価することを特徴とする請求項3から5のいずれかに記載のシーリング材の劣化度評価方法。   The deterioration evaluation method for a sealing material according to any one of claims 3 to 5, wherein the deterioration of the sealing material is evaluated by measuring a change in the amount of the thermal decomposition product derived from the polyether part.
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