JP2011527718A - 硬化可能な樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

一般に、本発明は、絶縁材を修理する、及び／又はケーブル接続、注封品等を環境から保護するために用いられ得る硬化可能な樹脂組成物を提供する。硬化可能な樹脂組成物は、室温で硬化可能である。樹脂組成物を形成及び硬化させるために用いられる構成要素は、２つ以上の部分で提供されてもよい。具体的な実施形態では、本発明は、無水、ポリオール、エポキシ、及びウレタン構成要素を有する硬化可能な樹脂組成物を提供する。
【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照

本出願は２００８年７月１１日出願の米国特許出願第１２／１７１，８２１号の優先権を主張するものである。

本発明は樹脂組成物に関する。より具体的には、本発明は、硬化可能な樹脂を含み、かつ幾つかある用途の中でも、損傷を受けた絶縁材を修復する、並びに／又は封入品及びケーブル若しくはワイヤ接続を環境から保護するために用いることができる組成物に関する。

樹脂は、封止、環境からの保護、並びに封入品及びケーブル又はワイヤ接続の周りの損傷を受けた絶縁材の修復のために電力、ユーティリティ、及び電気通信用途で用いられている。電気通信用途では、信号伝送装置（電気ケーブル及び光ケーブル等）は、典型的には、複数の個々のコネクタを含み、各コネクタが信号を伝える。

樹脂は、一般的に、２つ以上の部分又は構成要素で入手可能である。構成要素の成分（別々の区画に保持されていることが多い）を混合し、反応させ、信号伝送装置若しくはケーブル接続、又はこれらの一部上に塗布する。次いで、成分を相互に反応させて樹脂を形成するが、これは樹脂を硬化させるための架橋を含むことが多い。

既存の樹脂の一部は、１つ以上のウレタン、エポキシ、又はポリエステル構成要素を含む。多くのウレタン系樹脂は低生産コストの利益を享受できるが、ウレタン系樹脂はイソシアネート官能基を含んでおり、このことにより様々な欠点が生じている。市販の樹脂のユーザの一部は、イソシアネート含有化合物に対して化学的に感受性が高く、ウレタン系組成物は、一般的に、水の存在下で発泡する傾向を示す。

エポキシ系樹脂は、一般的に、弾力的であるが、生産コストが高いという問題があり、樹脂形成中に発熱反応が起こる場合がある。したがって、ケーブル接続、コンジット、絶縁材、連結装置、及びケーブル終端構成要素は、樹脂を塗布した結果損傷を受ける場合がある。ポリエステル系樹脂は、生産コストを低くすることができるが、一般的に硬度及び弾力性が低く、典型的には約２０以下のショアＡ硬度を有する。

従来の樹脂材料にはこれら様々な欠点があるため、加水分解に安定であり、高い硬度、弾力性を示し、かつ生産コストの低い樹脂組成物が必要とされている。また、発熱の少ない環境に優しい樹脂も望まれている。

本発明の種々の実施形態は、損傷を受けた絶縁材の修復する、並びに／又はケーブル接続、コンジット、及び同様の装置及び構造を保護するために用いることができる硬化可能な樹脂用組成物を提供する。１つの態様では、本発明の樹脂組成物は、一般的に、無水反応性部位を有する少なくとも１つの無水官能化化合物、ポリオール反応性部位を有するポリオール官能化化合物、エポキシ反応性部位を有するエポキシ官能化化合物、ウレタンポリオール官能化化合物、及び触媒を含む。

別の態様では、無水反応性部位を有する少なくとも１つの無水官能化化合物、及びエポキシ反応性部位を有する少なくとも１つのエポキシ官能化化合物を含む第１の区画と、反応性ポリオール部位を有する少なくとも１つのポリオール官能化化合物、及びウレタンポリオール反応性部位を有する少なくとも１つのウレタンポリオール官能化化合物を含む第２の区画と、を含む硬化可能な樹脂組成物キットを提供する。

更に別の態様では、信号伝送装置、及びキットを提供する工程であって、該キットが、無水反応性部位を有する少なくとも１つの無水官能化化合物、及びエポキシ反応性部位を有する少なくとも１つのエポキシ官能化化合物を含む第１の区画と、反応性ポリオール部位を有する少なくとも１つのポリオール官能化化合物、ウレタンポリオール反応性部位を有する少なくとも１つのウレタンポリオール官能化化合物、及び触媒を含む第２の区画と、を含む、工程と；第１の区画の構成要素を第２の区画の構成要素と混合して、反応性混合物を形成する工程と；反応性混合物を装置に塗布する工程と；を含む、信号伝送装置を封入する方法を提供する。

本発明の種々の実施形態では、本発明の硬化可能な樹脂組成物の構成要素は、２つ以上の部分で提供されてもよい。構成要素は、混合し相互に反応させて、樹脂組成物を形成及び硬化させることができる。幾つかの実施形態では、本発明の樹脂組成物は、一般的に、室温で硬化可能である。

本発明の種々の実施形態は、加水分解に安定であり、高い硬度を有し、発熱が少ないか又は発熱せず、弾力的であり、かつ比較的低コストで製造できる硬化可能な樹脂組成物を提供する。

本発明の種々の実施形態は、信号伝送装置を封入するための硬化可能な樹脂組成物又は封入品を提供する。組成物を用いて、損傷を受けた絶縁材を修復する、及び／又は塗布される構成要素を環境から保護することができる。

本発明の樹脂組成物は、硬化したとき、一般的に、無水反応性部位を有する少なくとも１つの無水官能化化合物、ポリオール反応性部位を有するポリオール官能化化合物、エポキシ反応性部位を有するエポキシ官能化化合物、ウレタンポリオール官能化化合物、及び触媒を含む。種々の実施形態では、本発明の樹脂組成物を形成している構成要素は、２つ以上の区画で提供されてもよい。２つ以上の区画は、樹脂の形成前は互いに分離されている。

本発明の硬化可能な樹脂組成物は、一般的に、無水反応性部位を有する少なくとも１つの無水官能化化合物を含む。反応性無水部位を有するポリマー、オリゴマー、又はモノマーは、無水官能化化合物として有用である。本発明の硬化可能な樹脂組成物の形成に用いるのに好適な無水官能化化合物の例としては、スチレン無水マレイン酸（ｓｍａ）、ポリ（メチルビニルエーテル−ｃｏ−無水マレイン酸）（ＩＳＰから入手可能なＧａｎｔｒｅｚ ＡＮ １１９等）、無水マレイン酸でグラフト化されたポリブタジエン（Ｓａｒｔｏｍｅｒ製の「Ｒｉｃｏｎ ＭＡ」製品系列及びＳｙｎｔｈｏｍｅｒ製の「Ｌｉｔｈｅｎｅ」製品系列等）、及びこれらの組み合わせが挙げられる。無水官能化化合物は、樹脂の総重量を基準として約３０重量パーセント（ｗｔ％）〜約６０重量パーセント（ｗｔ％）の量で存在してもよい。

硬化可能な樹脂はまた、ポリオール反応性部位を有する少なくとも１つのポリオール官能化化合物を含んでもよい。反応性ポリオール部位を有するポリマー、オリゴマー、又はモノマーは、ポリオール官能化化合物として有用である。本発明の硬化可能な樹脂組成物の形成に用いるのに好適なポリオール官能化化合物の例としては、Ｃａｓｐｏｌ ５００４、Ｐｏｌｙｃｉｎ Ｍ３６５等のようなヒマシ油ポリオールが挙げられる。ポリオール官能化化合物は、樹脂の総重量を基準として約１０ｗｔ％〜約２５ｗｔ％の量で存在してもよい。

硬化可能な樹脂組成物はまた、エポキシ反応性部位を有するエポキシ官能化化合物を含んでもよい。反応性エポキシ部位を有するポリマー、オリゴマー、又はモノマーは、エポキシ官能化化合物として有用である。本発明の硬化可能な樹脂組成物の形成に用いるのに好適なエポキシ官能化化合物の例としては、ビス−フェノール−ａ−エポキシ（ＥＰＯＮ ８２８又は２−［［４−［２−［４−（オキシラン−２−イルメトキシ）フェニル］プロパン−２−イル］フェノキシ］メチル］オキシラン）、ダイズ油、亜麻仁油、及びこれらの組み合わせが挙げられる。エポキシ官能化化合物は、樹脂組成物の総重量を基準として約１５ｗｔ％〜約４０ｗｔ％の量で存在してもよい。

樹脂組成物は、反応性ウレタンポリオール部位を有する少なくとも１つのウレタンポリオール官能化化合物を含んでもよい。反応性ウレタン及びポリオール部位を有するポリマー、オリゴマー、又はモノマーは、本発明のウレタンポリオール官能化化合物として有用である。本発明の硬化可能な樹脂組成物の形成に用いるのに好適なウレタンポリオール官能化化合物の例としては、ウレタンジオール（市販のＫＦＬＥＸ ＵＤ３２０−１００等）、ポリウレタンジオール、及びこれらの組み合わせが挙げられる。ウレタンポリオール官能化化合物は、樹脂組成物の総重量を基準として約５ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の量で存在してもよい。

本発明の種々の実施形態では、触媒を用いて樹脂組成物の反応プロセス及び硬化を加速させてもよい。触媒として用いるのに好適な化合物の例としては、アミン、スズ、及びこれらの組み合わせが挙げられる。本発明の種々の実施形態では、三級アミン（ＤＭＰ ３０／２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール等）を触媒として用いてもよい。触媒は、樹脂組成物の総重量を基準として０ｗｔ％超であるが約２５ｗｔ％以下の量で存在してもよい。幾つかの実施形態では、樹脂組成物は、室温で硬化可能である。他の実施形態では、樹脂組成物は、高温で硬化させてもよい。

種々の実施形態では、これらの構成要素は、２つ以上の区画で提供されてもよく、該区画は樹脂の形成及び硬化前には互いに分離されている。封止を裂くことにより区画を混合し、構成要素を混合及び相互に反応させて樹脂を形成及び硬化させてもよい。種々の樹脂の組成物は、室温で硬化可能である。本発明の実施形態では、樹脂は、高温の適用、触媒の使用等により硬化されてもよい。

種々の実施形態では、樹脂組成物を形成している構成要素は、２つ以上の部分又は区画で提供されてもよい。例えば、少なくとも１つの無水官能化化合物、及び少なくとも１つのエポキシ官能化化合物は、１つの区画で提供されてもよい。別の区画は、少なくとも１つのポリオール官能化化合物、及び少なくとも１つのウレタンポリオール官能化化合物を含んでもよい。触媒は、いずれの区画で提供されてもよいが、通常、ポリオールも含まれている区画で提供される。反応性種を別個の区画に分離した状態で保持することが重要である。例えば、当業者は、ポリオール官能化化合物を無水官能化化合物から分離した状態で保持することを理解している。

本発明の幾つかの実施形態では、樹脂の２つの部分を、封止層で隔てられている２つの別個の区画に注いでもよい。封止層は、マイクロファイバーで作製された材料から構成されてもよく、又は該材料を含んでもよく、かつ裂くことが可能な封止として機能する。裂くことが可能な封止は、力を加えることにより破壊され得、それにより両方の区画の構成要素を混合及び相互に反応させることができる。好適な２部分送達装置のより詳細な説明は、「Ｒｕｐｔｕｒａｂｌｅ Ｓｅａｌ」と題された米国特許第６，８９３，６９６号（Ｈａｎｓｅｎら）に見出すことができ、この特許の記載は参照することにより本明細書に組み込まれる。

本発明の種々の実施形態では、少なくとも２つの区画の構成要素を混合及び相互に反応させるとき、無水官能基を含む１つ以上の物質のアルコール縮合反応により樹脂組成物のエステル構成要素が形成され得る。例えば、無水官能基を含む１つ以上の物質は、ポリオール官能基を含む物質と反応して、エステル官能化化合物を形成することができる。本発明の種々の実施形態では、エステル官能化化合物は、ポリエステル系化合物を含んでもよい。無水官能基を含む１つ以上の物質は、ウレタンポリオール官能化化合物と更に反応してウレタンを提供する。更に、アルコール縮合反応により生成される半酸（half-acid）は、エポキシ及びウレタンと反応して、樹脂組成物のエポキシ及びウレタン構成要素を形成し、それにより組成物にポリエステル、エポキシ、及びウレタン特性を付与することができる。

樹脂は、硬化させるとき、信号伝送装置、例えばケーブル接続において封入剤として使用され得る。種々の実施形態では、ケーブル接続は、筐体、少なくとも１つの信号導体、及び少なくとも１つの連結装置を備えてもよい。信号伝送装置は、信号、例えば電気信号及び光信号等を伝送することができる。

硬化した樹脂組成物は、約３０〜約９０、約５０〜約９０、又は更には約７０〜約９０のショアＡ硬度を有してもよい。硬化した組成物は、約１．０３×１０^６Ｎ／ｍ^２〜約４．１３×１０^６Ｎ／ｍ^２の引張り強度を有してもよい。硬化した組成物は、約７８×１０^５Ｖ／ｍ〜約１７７×１０^５Ｖ／ｍの絶縁破壊電圧を有してもよい。

本発明の目的及び利点は、以下の実施例によって更に例示されるが、これらの実施例において列挙された特定の材料及びその量は、他の諸条件及び詳細と同様に、本発明を過度に制限するものと解釈されるべきではない。

以下の市販の化合物の一覧を、以下の実施例において種々の比率で用いた。表１は、以下に示すような各化合物の機能又は官能基を列挙する。

実際には、表１に列挙したもののような構成要素を種々の比率で一緒に用いて、２つ以上の部分を提供してもよい。２つ以上の部分は、一緒に混合されて、樹脂組成物を形成及び硬化させることができる。本発明の種々の実施形態では、樹脂組成物は、室温で硬化することができる。しかし、幾つかの実施形態では、樹脂組成物を高温で硬化させて、硬化プロセスを速めることもできる。

以下に示す実施例では、表１に列挙した構成要素のうちの１つ以上を種々の比率で用い、幾つかの硬化可能な樹脂組成物を得た。表２、３、及び４は、詳述する実施例で用いられる構成要素及びその総樹脂の重量による比率の一覧である。提供される実施例は、２部分の硬化可能な樹脂組成物を示す。しかし、構成要素はまた、２より多い部分で提供されてもよく、それらが混合されて樹脂組成物を形成及び硬化させ得ることが理解される。

（実施例１）
本発明による硬化可能な樹脂組成物は、上記表２に示すように、それぞれ、２つの部分、つまりＡ部分及びＢ部分として調製された。Ａ部分の樹脂組成物を以下のように形成した。まず、３５パーセントの官能基を有するマレイン酸でグラフト化されたポリブタジエン３０部を、１９．７部のＧＡＮＴＲＥＺ ＡＮ １１９（ＲＵＥＴＡＳＯＬＶ ＤＩ中の３０パーセント懸濁液として形成）、１８．４部のＮＥＶＣＨＥＭ ＬＲ、及び３５．７パーセントのＥＰＯＮ ８２８と混合した。混合物が均質になるまで組み合わせを混合した。

１４．７部のＲＵＥＴＡＳＯＬＶ ＤＩ、２５．４部のＮＥＶＣＨＥＭ ＬＲ、９．２部のＫＦＬＥＸ ＵＤ ３２０−１００、９．７部のＣＡＳＰＯＬ ５００４、５．２部のＰＯＬＹＣＩＮ Ｍ３６５、及び７部のＤＭＰ ３０を混合することにより、樹脂組成物のＢ部分を形成した。混合物が均質になるまで組み合わせを混合した。

２３℃の温度で、２部分の硬化可能な樹脂組成物は硬化に約２０分間かかった。上記実施例１から、約２．８４×１０^６Ｎ／ｍ^２の引張り強度、約１３．５×１０^５Ｖ／ｍの絶縁耐力、及び約８０のショアＡ硬度を有する硬化した樹脂が得られた。

（実施例２）
本発明による硬化可能な樹脂組成物は、以下のように２つの部分、つまりＡ部分及びＢ部分として調製された。まず、３５パーセントの官能基を有するマレイン酸でグラフト化されたポリブタジエン３１．６部を、７．２部のＳＭＡ ２６２５Ｐ、３３部のＶＩＫＯＦＬＥＸ ７１７０、及び１４．４部のＥＰＯＮ ８２８と混合した。混合物が均質になるまで組成物を撹拌した。

３部のＸＭ３０８、６．８部のＫＦＬＥＸ ＵＤ ３２０−１００、及び３．２部のＤＭＰ ３０を混合し、混合物が均質になるまで撹拌することにより、Ｂ部分を調製した。

硬化可能な樹脂組成物の２つの部分、つまりＡ部分及びＢ部分を、別個の分離した区画に注いだ。後で、Ａ部分及びＢ部分を組み合わせ、室温で硬化させて、硬化した樹脂組成物を提供した。硬化した組成物は、約０．６８×１０^６Ｎ／ｍ^２〜約１．３７×１０^６Ｎ／ｍ^２の引張り強度、約９８．５×１０^５Ｖ／ｍの絶縁耐力、及び約３５〜約４５のショアＡ硬度を有していた。

（実施例３）
本発明による硬化可能な樹脂組成物は、以下のように２つの部分、つまりＡ部分及びＢ部分として調製された。３５パーセントの官能基を有するマレイン酸でグラフト化されたポリブタジエン４７．６部を、３．４部のＧＡＮＴＲＥＺ ＡＮ １１９、１３．７部のＲＵＥＴＡＳＯＬＶ ＤＩ、及び１５．３部のＥＰＯＮと混合することにより、部分Ａを調製した。混合物が均質になるまで組成物を撹拌した。

１３．６部のＫＦＬＥＸ ＵＤ ３２０−１００を１．６１部のＰＬＡＳＴＨＡＬＬ Ｓ−７３、４．８部のＤＭＰ ３０と混合し、得られた混合物が均質になるまで撹拌することによりＢ部分を調製した。

硬化可能な樹脂組成物の２つの部分、つまりＡ部分及びＢ部分を、別個の分離した区画に注いだ。

後で、Ａ部分及びＢ部分を組み合わせ、室温で硬化させて硬化した樹脂組成物を提供した。硬化した組成物は、約０．５８×１０^６Ｎ／ｍ^２〜約１．０５×１０^６Ｎ／ｍ^２の引張り強度、約９０．５×１０^５Ｖ／ｍ〜約１３０×１０^５Ｖｍの絶縁耐力、及び約７９〜約８９のショアＡ硬度を有していた。

本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない本発明の様々な変更や改変は、当業者には明らかとなるであろう。本発明は、本明細書で述べる例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではないこと、また、こうした実施例及び実施形態は、本明細書において以下に記述する特許請求の範囲によってのみ限定されると意図する本発明の範囲に関する例示のためにのみ提示されることを理解すべきである。

Claims (19)

1. 硬化可能な樹脂組成物であって、
   （ａ）無水反応性部位を有する少なくとも１つの無水官能化化合物と、
   （ｂ）ポリオール反応性部位を有するポリオール官能化化合物と、
   （ｃ）エポキシ反応性部位を有するエポキシ官能化化合物と、
   （ｄ）ウレタンポリオール官能化化合物と、
   （ｅ）触媒と、を含む硬化可能な樹脂組成物。
2. 室温で硬化可能である、請求項１に記載の樹脂組成物。
3. 前記少なくとも１つの無水官能化化合物が、スチレン無水マレイン酸、ポリ（メチルビニルエーテル−ｃｏ−無水マレイン酸）、無水マレイン酸でグラフト化されたポリブタジエン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の樹脂組成物。
4. 前記少なくとも１つの無水官能化化合物が、前記樹脂の総重量を基準として約３０重量パーセント（ｗｔ％）〜約６０ｗｔ％の量で存在する、請求項１に記載の樹脂組成物。
5. 前記ポリオール官能化化合物が、前記樹脂の総重量を基準として約１０ｗｔ％〜約２５ｗｔ％の量で存在する、請求項１に記載の樹脂組成物。
6. 前記エポキシ官能化化合物が、ビスフェノールＡエポキシ、エポキシ化ダイズ油、エポキシ化亜麻仁油、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の樹脂組成物。
7. 前記エポキシ官能化化合物が、前記樹脂組成物の総重量を基準として約１５ｗｔ％〜約４０ｗｔ％の量で存在する、請求項１に記載の樹脂組成物。
8. 前記ウレタンポリオール官能化化合物が、ウレタンジオール、ポリウレタンジオール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の樹脂組成物。
9. 前記ウレタンポリオール官能化化合物が、前記樹脂組成物の総重量を基準として約５ｗｔ％〜約１５ｗｔ％の量で存在する、請求項１に記載の樹脂組成物。
10. 前記触媒が三級アミンを含む、請求項１に記載の樹脂組成物。
11. 前記触媒が、前記樹脂組成物の総重量を基準として０ｗｔ％超であるが約２５ｗｔ％以下の量で存在する、請求項１に記載の樹脂組成物。
12. 約７０〜約９０のショアＡ硬度を有する、請求項１に記載の樹脂組成物。
13. 約７８×１０^５Ｖ／ｍ〜約１７７×１０^５Ｖ／ｍの絶縁破壊電圧を有する、請求項１に記載の樹脂組成物。
14. 約１．０３×１０^６Ｎ／ｍ^２〜約４．１３×１０^６Ｎ／ｍ^２の引張り強度を有する、請求項１に記載の樹脂組成物。
15. 請求項１に記載の樹脂組成物を含む信号伝送装置用封入剤。
16. 硬化可能な樹脂組成物のキットであって、
    無水反応性部位を有する少なくとも１つの無水官能化化合物、及び
    エポキシ反応性部位を有する少なくとも１つのエポキシ官能化化合物を含む第１の区画と、
    反応性ポリオール部位を有する少なくとも１つのポリオール官能化化合物、及び
    ウレタンポリオール反応性部位を有する少なくとも１つのウレタンポリオール官能化化合物を含む第２の区画と、を含む、硬化可能な樹脂組成物のキット。
17. 前記第２の区画が触媒を更に含む、請求項１６に記載のキット。
18. 信号伝送装置、及びキットを提供する工程であって、該キットが、
    無水反応性部位を有する少なくとも１つの無水官能化化合物、及び
    エポキシ反応性部位を有する少なくとも１つのエポキシ官能化化合物を含む第１の区画と、
    反応性ポリオール部位を有する少なくとも１つのポリオール官能化化合物、及び
    ウレタンポリオール反応性部位を有する少なくとも１つのウレタンポリオール官能化化合物、及び
    触媒を含む第２の区画と、を含む、工程と、
    前記第１の区画の構成要素を前記第２の区画の構成要素と混合して、反応性混合物を形成する工程と、
    前記反応性混合物を前記装置に塗布する工程と、を含む、信号伝送装置を封入する方法。
19. 前記装置がケーブルを含む、請求項１８に記載の方法。