JP5235290B2 - Epoxy resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、金属、コンクリート、自然石、セラミックなどの構造物の表層に樹脂層を積層する際のプライマーとして好適に使用できるエポキシ樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、反応性樹脂を積層する際の被接着性に優れており、プライマーとして好適に使用できるエポキシ樹脂組成物に関する。 The present invention relates to an epoxy resin composition that can be suitably used as a primer for laminating a resin layer on the surface layer of a structure such as metal, concrete, natural stone, or ceramic. More specifically, the present invention relates to an epoxy resin composition that is excellent in adherence when laminating a reactive resin and can be suitably used as a primer.
鋼などの金属構造物、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物などの構造物の表面には、防水、防食、剥落防止などの目的で樹脂層が形成されることがある。これらの樹脂としてはポリウレア、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂などが使用されている。中でも、ポリウレア、ポリウレタンは、幅広い環境温度において強靭で破壊しにくく、他の樹脂では補強繊維シートを必要とするような用途でも、単独で使用できることがあり、高性能の被覆樹脂として注目されている。 On the surface of a structure such as a metal structure such as steel, a concrete structure, a natural stone structure, or a ceramic structure, a resin layer may be formed for the purpose of waterproofing, corrosion prevention, prevention of peeling, and the like. As these resins, polyurea, polyurethane, epoxy resin, vinyl ester resin, unsaturated polyester resin, acrylic resin, acrylic urethane resin and the like are used. Among these, polyurea and polyurethane are tough and resistant to destruction at a wide range of environmental temperatures, and may be used alone in applications that require a reinforcing fiber sheet with other resins, and are attracting attention as high-performance coating resins. .
このような樹脂層を有する表面構造体を構成するときに、接着力を確保し、ピンホール生成を防止する目的で、通常プライマーが用いられる。プライマーとしては、ポリウレア、ポリウレタンを樹脂層とする場合、溶剤系ウレタンプライマー、溶剤系エポキシプライマーなどが使用されている。 When constructing a surface structure having such a resin layer, a primer is usually used for the purpose of ensuring adhesion and preventing pinhole formation. As the primer, in the case of using polyurea or polyurethane as a resin layer, a solvent-based urethane primer, a solvent-based epoxy primer, or the like is used.
溶剤系プライマーでは溶剤が大気中に放出されるため、環境問題の観点からその使用には制約があった。また、構造体がコンクリート構造体の場合には、表面には、細かい孔が存在するため、従来の溶剤系プライマーではコンクリート表面に塗膜を完全に形成させることは困難であった。そこで本出願人は、コンクリートなどの構造物に使用できる無溶剤系エポキシ樹脂プライマーを提案した(例えば特開2005−187683号公報)。 Since the solvent-based primer releases the solvent into the atmosphere, its use is restricted from the viewpoint of environmental problems. In addition, when the structure is a concrete structure, fine pores exist on the surface, so that it has been difficult to completely form a coating film on the concrete surface with a conventional solvent-based primer. Therefore, the present applicant has proposed a solvent-free epoxy resin primer that can be used for structures such as concrete (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-187683).
構造体表面に樹脂層を形成させる施工現場では、プライマーは全ての季節で施工可能であることが好ましいが、無溶剤エポキシ樹脂を現場施工のプライマーとして使用する場合は、低温、低湿度の条件でプライマーを塗布し、硬化後に樹脂を積層すると、プライマーの被接着性が十分でなく、必要な接着性が得られない場合があった。冬期の気象条件では、低温でありかつ低湿度となる場合も多く、接着性確保のため工事に制約を生じており、このような気象条件においても問題なく積層可能な被接着力に優れるプライマーが求められていた。 In construction sites where a resin layer is formed on the surface of the structure, it is preferable that the primer can be applied in all seasons. However, when solvent-free epoxy resin is used as a primer for on-site construction, it should be used under conditions of low temperature and low humidity. When the primer is applied and the resin is laminated after curing, the adherence of the primer is not sufficient, and the necessary adhesion may not be obtained. Under winter weather conditions, there are many cases where the temperature is low and the humidity is low, and construction is restricted to ensure adhesion. Primers with excellent adhesive strength that can be laminated without problems under such weather conditions. It was sought after.
本発明者らは、鋼などの金属構造物、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物などの構造物の表面に樹脂層を形成させるのに、低温で低湿度の条件下でも十分な接着力を有するプライマーに好適なエポキシ樹脂の開発に鋭意努力した結果、本発明に到達したものである。 The inventors of the present invention are sufficient to form a resin layer on the surface of a structure such as a metal structure such as steel, a concrete structure, a natural stone structure, or a ceramic structure even under low temperature and low humidity conditions. As a result of diligent efforts to develop an epoxy resin suitable for a primer having adhesive strength, the present invention has been achieved.
本発明は、反応性樹脂層との接着性に優れたエポキシ樹脂組成物を提供する。
本発明は、低温で低湿度の条件下でも反応性樹脂層と十分な接着性を示すエポキシ樹脂組成物を提供する。
本発明は、金属構造物、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物などの構造物表面に樹脂層を積層する際のプライマーとして好適に使用できるエポキシ樹脂組成物を提供する。
The present invention provides an epoxy resin composition excellent in adhesiveness with a reactive resin layer.
The present invention provides an epoxy resin composition exhibiting sufficient adhesion with a reactive resin layer even under conditions of low temperature and low humidity.
The present invention provides an epoxy resin composition that can be suitably used as a primer for laminating a resin layer on the surface of a structure such as a metal structure, a concrete structure, a natural stone structure, or a ceramic structure.
本発明は、エポキシ樹脂に成分として水を含む組成物をプライマーとして使用することにより0℃〜40℃、湿度10〜100%といった低温、低湿度の条件を含む広範囲な環境温度で十分な接着力を有する積層体が得られることを見出したことに基づくものである。
すなわち、本発明は、エポキシ樹脂および硬化剤を含み、エポキシ樹脂全体の重量に対して水を0.1〜20重量%含有し、シランカップリング剤を含有するエポキシ樹脂組成物を提供する。
By using a composition containing water as an ingredient in an epoxy resin as a primer, the present invention has sufficient adhesive strength in a wide range of environmental temperatures including low temperature and low humidity conditions of 0 to 40 ° C. and humidity of 10 to 100%. It is based on finding out that the laminated body which has can be obtained.
That is, this invention provides the epoxy resin composition which contains an epoxy resin and a hardening | curing agent, contains 0.1-20 weight% of water with respect to the weight of the whole epoxy resin, and contains a silane coupling agent .
前記エポキシ樹脂組成物が、エポキシ樹脂と水を含む硬化剤を混合することにより得られるエポキシ樹脂組成物は、本発明の好ましい態様である。 An epoxy resin composition obtained by mixing the epoxy resin composition with a curing agent containing an epoxy resin and water is a preferred embodiment of the present invention.
前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールF型エポキシ樹脂であり、硬化剤は、脂環式ポリアミンまたはそのエポキシ樹脂付加物、エチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドの付加反応物、アクリロニトリルの付加反応物及びマンニッヒ付加ポリアミン型硬化剤から選ばれた変性品である。 The epoxy resin is a bisphenol F type epoxy resin, and the curing agent is an alicyclic polyamine or an epoxy resin adduct thereof, an addition reaction product of ethylene oxide or propylene oxide, an addition reaction product of acrylonitrile, and a Mannich addition polyamine type curing agent. It is a modified product selected from .
前記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂組成物100重量部に対し、シランカップリング剤を0.1〜5重量部の割合で含有する。 The epoxy resin composition to the epoxy resin composition 100 parts by weight, it contains a silane coupling agent in a proportion of 0.1 to 5 parts by weight.
本発明は、金属構造体、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物から選ばれた構造物の表層に適用できる前記したエポキシ樹脂組成物からなるプライマーを提供する。 The present invention provides a primer comprising the above-described epoxy resin composition that can be applied to the surface layer of a structure selected from a metal structure, a concrete structure, a natural stone structure, and a ceramic structure.
また本発明は、金属構造物、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物から選ばれた構造物の表層に、前記エポキシ樹脂組成物を供給してプライマー層を形成させる工程と、プライマー層上に硬化性樹脂組成物を供給して樹脂層を形成させる工程を含む表面構造体の構築方法に使用することができる。 The present invention, metal structures, concrete structures, natural stone structures on the surface layer of the structure selected from ceramic structure, a step of forming a primer layer by supplying the epoxy resin composition, a primer layer It can be used in a method for constructing a surface structure including a step of supplying a curable resin composition to form a resin layer.
前記硬化性樹脂組成物は、ポリウレタン、ポリウレア、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などから選ばれる組成物であるが、ポリウレタンまたはポリウレアを含む組成物である前記表面構造体の構築方法は好ましい態様である。 The curable resin composition is a composition selected from polyurethane, polyurea, acrylic resin, acrylic urethane resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, etc., and is a composition containing polyurethane or polyurea method for constructing a surface structure is a good preferable manner.
本発明により、反応性樹脂層との接着性に優れたエポキシ樹脂組成物が提供される。
本発明により、低温で低湿度の条件下でも反応性樹脂層と十分な接着性を示すエポキシ樹脂組成物が提供される。
本発明によれば、金属構造物、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物などの構造物表面に樹脂層を積層する際のプライマーとして好適に使用できるエポキシ樹脂組成物が提供される。
さらに本発明によって、金属構造物、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物から選ばれた構造物の表層に、請求項1〜5のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を供給してプライマー層を形成させる工程と、プライマー層上に硬化性樹脂組成物を供給してポリウレタンまたはポリウレアなどの樹脂層を形成させる工程を含む表面構造体の構築方法が提供される。
By this invention, the epoxy resin composition excellent in adhesiveness with the reactive resin layer is provided.
The present invention provides an epoxy resin composition exhibiting sufficient adhesiveness with a reactive resin layer even under low temperature and low humidity conditions.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the epoxy resin composition which can be used conveniently as a primer at the time of laminating | stacking a resin layer on structure surfaces, such as a metal structure, a concrete structure, a natural stone structure, and a ceramic structure, is provided.
Further, according to the present invention, the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 5 is supplied to a surface layer of a structure selected from a metal structure, a concrete structure, a natural stone structure, and a ceramic structure. There is provided a method for constructing a surface structure comprising a step of forming a primer layer and a step of forming a resin layer such as polyurethane or polyurea by supplying a curable resin composition onto the primer layer.
本発明は、エポキシ樹脂および硬化剤を含み、エポキシ樹脂全体の重量に対して水を0.1〜20重量%含有するエポキシ樹脂組成物を提供するものである。 This invention provides the epoxy resin composition which contains an epoxy resin and a hardening | curing agent, and contains 0.1-20 weight% of water with respect to the weight of the whole epoxy resin.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、金属構造体、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物などの構造物の表層に適用するプライマーとして好適に使用できるものである。本発明のエポキシ樹脂をプライマーとして使用することにより、温度0℃〜40℃、湿度10〜100%の条件にて十分な接着力を有する積層体を得ることが可能となる。 The epoxy resin composition of the present invention can be suitably used as a primer applied to the surface layer of structures such as metal structures, concrete structures, natural stone structures, and ceramic structures. By using the epoxy resin of the present invention as a primer, it becomes possible to obtain a laminate having sufficient adhesive strength under conditions of a temperature of 0 ° C. to 40 ° C. and a humidity of 10 to 100%.
本発明のエポキシ樹脂組成物からなるプライマーが、コンクリートなどの構造物の表層に浸透してコンクリート下地及び樹脂層と強固に接着する。またコンクリート表面が湿潤状態にある場合においても、本発明のエポキシ樹脂プライマーとシランカップリング剤を併用することによって同様の性能を発現できる。 The primer made of the epoxy resin composition of the present invention penetrates into the surface layer of a structure such as concrete and adheres firmly to the concrete base and the resin layer. Even when the concrete surface is in a wet state, similar performance can be achieved by using the epoxy resin primer of the present invention and a silane coupling agent in combination.
本発明のエポキシ樹脂プライマーは、有機溶剤を希釈剤として使用しない無溶剤型とするのが好ましい。無剤溶剤エポキシ樹脂プライマーとは、粘度調整の目的などで使用される有機溶剤を実質的に含有しないプライマーをいう。無溶剤エポキシ樹脂プライマーを使用することによって、大気中に放散される成分が少ないので、有機溶剤による健康及び環境への懸念が低減され、安心して作業することができるとともに、プライマーを適用した構造体自体の環境への懸念も低減することができる。 The epoxy resin primer of the present invention is preferably a solventless type that does not use an organic solvent as a diluent. The agentless solvent epoxy resin primer refers to a primer that substantially does not contain an organic solvent used for viscosity adjustment. By using a solvent-free epoxy resin primer, there are few components diffused into the atmosphere, so there are fewer concerns about health and the environment due to organic solvents, and it is possible to work with peace of mind and to which the primer is applied Concerns about the environment itself can also be reduced.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂全体の重量に対して水を0.1〜20重量%、好ましくは0.2〜7重量%、より好ましくは0.3〜5重量%含有する。水は主剤および/または硬化剤に加えることができるが、硬化剤に加えることが好ましい。
主剤と硬化剤に異なる成分を配合するなどして、2液を混合したときに化学反応により水を生成させて、生成した水を0.1〜20重量%含むようにすることもできる。上記硬化剤に水を加える態様がより好ましい。
The epoxy resin composition of this invention contains 0.1-20 weight% of water with respect to the weight of the whole epoxy resin, Preferably it is 0.2-7 weight%, More preferably, it contains 0.3-5 weight%. Water can be added to the main agent and / or curing agent, but is preferably added to the curing agent.
By mixing different components into the main agent and the curing agent, water can be generated by a chemical reaction when the two liquids are mixed, and the generated water can be contained in an amount of 0.1 to 20% by weight. A mode in which water is added to the curing agent is more preferable.
水を加えるときに相溶化剤を加えることができる。相溶化剤としては、親水性の有機物で硬化剤の成分と反応しない物質であればよい。相溶化剤の例として、グリセリン、エチレングリコール、ポプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2−アミノ−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、N−メチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N-メチル-N,N-ジエタノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミンなどを挙げることができる。中でもトリエタノールアミンが好ましい。相溶化剤の量はエポキシ樹脂全体の重量に対して0.1〜20重量%、好ましくは0.2〜7重量%、より好ましくは0.3〜5重量%であることが望ましい。 Compatibilizers can be added when adding water. The compatibilizing agent may be a hydrophilic organic substance that does not react with the components of the curing agent. Examples of compatibilizers include glycerin, ethylene glycol, popylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, triethanolamine, diethanolamine, triisopropanolamine, 2-amino-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1- List propanol, N-methylethanolamine, N, N-dibutylethanolamine, N-methyl-N, N-diethanolamine, aminoethylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, etc. Can do. Of these, triethanolamine is preferable. The amount of the compatibilizing agent is 0.1 to 20% by weight, preferably 0.2 to 7% by weight, more preferably 0.3 to 5% by weight, based on the total weight of the epoxy resin.
エポキシ樹脂プライマーとしては、エポキシ樹脂を主成分とする樹脂液を主剤(A液)とし、その硬化剤を主成分とする硬化剤液(B液)とからなる2液型のものを挙げることができる。 Examples of the epoxy resin primer include a two-component type comprising a resin liquid mainly composed of an epoxy resin as a main agent (A liquid) and a curing agent liquid (B liquid) mainly composed of the curing agent. it can.
樹脂液(A液)と硬化剤液(B液)の両液を混合した後の組成物において、作業性およびコンクリート表層への浸透性の観点から、B型粘度計により測定した20℃における粘度が、20〜5000mPa・s、好ましくは50〜3000mPa・sの範囲内にあるものが好ましい。 Viscosity at 20 ° C. measured with a B-type viscometer in the composition after mixing both the resin liquid (A liquid) and the curing agent liquid (B liquid) from the viewpoint of workability and permeability to the concrete surface layer. However, the thing in the range of 20-5000 mPa * s, Preferably it is 50-3000 mPa * s is preferable.
A液としては、主剤であるエポキシ樹脂と共に、必要に応じ反応性希釈剤、チクソトロピー性付与剤、表面張力低下剤、カップリング剤などが配合される。 As A liquid, the reactive diluent, thixotropy imparting agent, surface tension reducing agent, coupling agent, etc. are mix | blended with the epoxy resin which is a main ingredient as needed.
エポキシ樹脂は、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂;グリシジルエステル型エポキシ樹脂、例えば、ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル;グリシジルアミン型エポキシ樹脂、例えば、トリグリシジルイソシアヌレート、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン;線状脂肪族エポキサイド、例えば、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油;脂環族エポキシサイド、例えば、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチルカルボキシレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレートなどが挙げられる。好ましくは、ビスフェノールF型エポキシ樹脂のような粘度の低い液状エポキシ樹脂であり、この樹脂は、耐薬品性に優れ、又環境上好ましいものとしても使用される。 The epoxy resin is a glycidyl ether type epoxy resin, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin; glycidyl ester type epoxy resin, for example, hexahydrophthalic acid glycidyl ester, dimer acid glycidyl ester; Glycidylamine type epoxy resins such as triglycidyl isocyanurate, tetraglycidyl diaminodiphenylmethane; linear aliphatic epoxides such as epoxidized polybutadiene, epoxidized soybean oil; alicyclic epoxy side such as 3,4-epoxy-6 -Methyl cyclohexyl methyl carboxylate, 3,4-epoxy cyclohexyl methyl carboxylate, etc. are mentioned. Preferably, it is a low-viscosity liquid epoxy resin such as bisphenol F type epoxy resin, and this resin is excellent in chemical resistance and is also used as an environmentally preferable one.
A液に配合することが可能な反応性希釈剤としては、多価アルコールのモノ又はポリグリシジルエーテルが好ましく、エチレングリコールモノ又はジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールモノ又はジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールモノ又はジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールモノ又はジグリシジルエーテル、炭素数が8以上、さらには10以上の長鎖アルキレングリコールのモノ又はジグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルなどを挙げることができる。反応性希釈剤としては、そのほか、オクチレンオキサイドのようなオレフィンオキサイド、ブチルグリシジルエーテル、スチレンオキサイド、フェニルグリシジルエーテル、p−ブチルフェノールグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、3−(ペンタデシル)フェニルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、シクロヘキセンビニルモノオキサイド、ジペンテンモノオキサイド、α−ピネンオキサイド等のモノエポキシ化合物をはじめとする低粘度のモノまたはポリエポキシ化合物を挙げることができる。 As the reactive diluent that can be blended in the liquid A, mono- or polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols are preferred, ethylene glycol mono- or diglycidyl ether, polyethylene glycol mono- or diglycidyl ether, neopentyl glycol mono- or di- Glycidyl ether, 1,6-hexanediol mono- or diglycidyl ether, mono- or diglycidyl ether of long-chain alkylene glycol having 8 or more carbon atoms, or even 10 or more, glycerin polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, etc. Can be mentioned. Other reactive diluents include olefin oxides such as octylene oxide, butyl glycidyl ether, styrene oxide, phenyl glycidyl ether, p-butylphenol glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, 3- (pentadecyl) phenyl glycidyl ether, glycidyl. Mention may be made of low-viscosity mono- or polyepoxy compounds including monoepoxy compounds such as methacrylate, allyl glycidyl ether, cyclohexene vinyl monooxide, dipentene monooxide, α-pinene oxide and the like.
A液に使用可能なチクソトロピー性付与剤としては、ケイ酸系(微粒子無水ケイ酸ないしヒュームドシリカ)、含水ケイ素マグネシウム系(セピオライト、クリソスタイル等)、ケイ酸アルミニウム系(モンモリロナイト系ベントナイト、ゼオライト等)などの無機化合物、層間に有機分子を吸着させた有機ベントナイトのような有機化した無機化合物、ポリヒドロキシカルボン酸またはそのアミド、ポリアクリル酸ソーダ、ジベンザルソルビット、ある種の界面活性剤などの有機化合物などを例示することができる。 Thixotropy imparting agents that can be used for liquid A include silicic acid-based (fine particulate silicic acid or fumed silica), hydrous silicon magnesium-based (sepiolite, chrysostyle, etc.), aluminum silicate-based (montmorillonite-based bentonite, zeolite, etc. ), Inorganic compounds such as organic bentonite with organic molecules adsorbed between layers, polyhydroxycarboxylic acid or its amides, polyacrylic acid soda, dibenzal sorbite, certain surfactants, etc. Examples of these organic compounds can be given.
A液に使用可能な表面張力低下剤としては、例えば、ポリヒドロキシカルボン酸アミド、シリコーン変性ポリアクリレート、ポリシロキサンなどを挙げることができる。上記チクソトロピー性付与剤の中にも表面張力低下作用を有するものがあるので、そのチクソトロピー性付与剤を表面張力低下剤として兼用することもできる。 Examples of the surface tension reducing agent that can be used for the liquid A include polyhydroxycarboxylic acid amide, silicone-modified polyacrylate, polysiloxane, and the like. Since some of the thixotropic properties-imparting agents have a surface tension lowering effect, the thixotropic properties-imparting agent can also be used as a surface tension reducing agent.
A液に配合可能なカップリング剤としては、チタンカップリング剤、シランカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤、クロムカップリング剤、有機リン酸カップリング剤などが挙げられるが、とくにシランカップリング剤の使用が好ましい。シランカップリング剤としては、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ(β−メトキシエトキシ)シラン、メタクリロキシトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどの不飽和基又はエポキシ基含有珪素化合物などを挙げることができる。これらの中ではとくにエポキシ基を有するシランカップリング剤を使用すると、コンクリート表層が湿潤状態にある場合においても、優れた特性を有するプライマー層を形成させることができるので好ましい。 Examples of coupling agents that can be blended in the liquid A include titanium coupling agents, silane coupling agents, aluminum coupling agents, zirconium coupling agents, chromium coupling agents, and organic phosphate coupling agents. The use of a silane coupling agent is preferred. Examples of the silane coupling agent include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri (β-methoxyethoxy) silane, methacryloxytrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-glycine. Contains unsaturated groups or epoxy groups such as sidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane A silicon compound etc. can be mentioned. Among these, the use of a silane coupling agent having an epoxy group is preferable because a primer layer having excellent characteristics can be formed even when the concrete surface layer is in a wet state.
A液の配合組成として、例えばエポキシ樹脂及び反応性希釈剤の合計量を100重量部とするときに、エポキシ樹脂の割合を60〜100重量部、好ましくは65〜90重量部に対し、反応性希釈剤を40〜0重量部、好ましくは35〜10重量部の割合とし、またエポキシ樹脂及び反応性希釈剤の合計量を100重量部に対し、チクソトロピー性付与剤を0〜10重量部、表面張力低下剤を0〜3重量部、カップリング剤を0.1〜5重量部となるような割合とすることができる。 For example, when the total amount of the epoxy resin and the reactive diluent is 100 parts by weight, the proportion of the epoxy resin is 60 to 100 parts by weight, preferably 65 to 90 parts by weight. The diluent is 40 to 0 parts by weight, preferably 35 to 10 parts by weight. The total amount of the epoxy resin and the reactive diluent is 100 parts by weight, and the thixotropic agent is 0 to 10 parts by weight. The ratio can be such that the tension reducing agent is 0 to 3 parts by weight and the coupling agent is 0.1 to 5 parts by weight.
本発明のB液として好ましく使用される硬化剤は、常温で液状である硬化剤であって、さらに好ましくは常温硬化型の硬化剤である。液状でかつ常温硬化型の硬化剤として、例えば、脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、ポリアミドポリアミン又はポリメルカプタン等があるが、本発明ではこれらの中で、特に脂環式ポリアミン、及びその変性品が好ましい。具体的には、N−アミノエチルピペラジン、メンセンジアミン、イソホロンジアミン等の脂環式ポリアミン(いわゆる環状脂肪族ポリアミン)及びその変性化合物である。この変性化合物としては、エポキシ樹脂を付加反応させたものの他、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイドの付加反応物、アクリロニトリルの付加反応物又はマンニッヒ付加ポリアミン型硬化剤が挙げられる。これらの液状ポリアミンは単独で使用しても、2種以上を混合して使用してもよい。
固体である芳香族ポリアミン等は、本発明の効果を阻害しない範囲で、液状ポリアミンに併用してもよい。
The curing agent preferably used as the B liquid of the present invention is a curing agent that is liquid at room temperature, more preferably a room temperature curing type curing agent. Examples of liquid and room-temperature curable curing agents include aliphatic polyamines, alicyclic polyamines, polyamide polyamines, and polymercaptans. In the present invention, alicyclic polyamines and modified products thereof are particularly preferred. Is preferred. Specifically, alicyclic polyamines (so-called cycloaliphatic polyamines) such as N-aminoethylpiperazine, mensendiamine, and isophoronediamine, and modified compounds thereof. Examples of the modifying compound include addition reaction of an epoxy resin, addition reaction product of ethylene oxide / propylene oxide, addition reaction product of acrylonitrile, or Mannich addition polyamine type curing agent. These liquid polyamines may be used alone or in combination of two or more.
A solid aromatic polyamine or the like may be used in combination with the liquid polyamine as long as the effects of the present invention are not impaired.
上記硬化剤液のB液にも、先に述べたチクソトロピー性付与剤、表面張力低下剤、カップリング剤などを配合しておくこともできる。例えばカップリング剤として、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのアミノ基含有珪素化合物、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどのメルカプト基含有珪素化合物などを配合することができる。 The aforementioned thixotropy-imparting agent, surface tension reducing agent, coupling agent and the like can also be added to the B liquid of the curing agent liquid. For example, amino group-containing silicon compounds such as γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β-aminoethyl-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane as coupling agents Mercapto group-containing silicon compounds such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropyltriethoxysilane can be blended.
また、A液及びB液の一方あるいは双方に、必要に応じ可塑剤、軟化剤をはじめとする粘度低下ないし相溶性向上のための添加剤を含有させることができる。そのほかにも、エポキシ樹脂接着剤に用いられる種々の添加剤を含有させることもできる。 Further, one or both of the liquid A and the liquid B may contain additives for reducing viscosity or improving compatibility, including a plasticizer and a softening agent, as necessary. In addition, various additives used for the epoxy resin adhesive may be contained.
本発明のエポキシ組成物は、鋼などの金属構造物、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物などの構造物の表層に樹脂層が積層されて形成されている表面構造体を構築する際のプライマーとして好適に使用されるものである。本発明のエポキシ樹脂組成物をプライマーとして使用することにより5℃〜40℃、湿度10〜100%の条件でも十分な接着力を有する積層体が得られる。 The epoxy composition of the present invention constructs a surface structure in which a resin layer is laminated on the surface layer of a structure such as a metal structure such as steel, a concrete structure, a natural stone structure, or a ceramic structure. It is preferably used as a primer for this. By using the epoxy resin composition of the present invention as a primer, a laminate having sufficient adhesive force can be obtained even under conditions of 5 ° C. to 40 ° C. and humidity of 10 to 100%.
また、本発明によれば、鋼などの金属構造物、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物などの構造物の表層に、本発明のエポキシ樹脂に成分として水を含む組成物からなるプライマー層を形成させる工程と、プライマー層上にポリウレタンまたはポリウレアなどの硬化性樹脂組成物を供給して樹脂層を形成させる工程を含む表面構造体の構築方法が提供される。 Further, according to the present invention, the surface layer of a structure such as a metal structure such as steel, a concrete structure, a natural stone structure, or a ceramic structure is composed of a composition containing water as a component in the epoxy resin of the present invention. There is provided a method for constructing a surface structure comprising a step of forming a primer layer and a step of supplying a curable resin composition such as polyurethane or polyurea onto the primer layer to form a resin layer.
本発明のエポキシ樹脂からなるプライマー層を形成させる方法及び樹脂層を形成させる方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を適宜選択して採用することができる。 There is no restriction | limiting in particular as the method of forming the primer layer which consists of an epoxy resin of this invention, and the method of forming a resin layer, A conventionally well-known method can be selected suitably and can be employ | adopted.
コンクリート構造物表面にエポキシ樹脂プライマーを塗布するに当って、A液とB液が配合される。A液とB液の配合割合は、使用するエポキシ樹脂や硬化剤の種類やその含有量などによっても異なるが、エポキシ当量/活性水素当量の比に基づく必要量に、実験的に定めた最適量を参考にして決めればよく、例えばA液100重量部に対し、B液10〜100重量部、とくに20〜80重量部となるような割合で使用することができる。 In applying the epoxy resin primer to the surface of the concrete structure, liquid A and liquid B are mixed. The blending ratio of liquid A and liquid B depends on the type of epoxy resin and curing agent used and their content, but the optimum amount determined experimentally to the required amount based on the ratio of epoxy equivalent / active hydrogen equivalent. For example, it can be used at a ratio of 10 to 100 parts by weight, particularly 20 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the A liquid.
エポキシ樹脂や硬化剤、あるいはその他添加剤の種類及び配合量を適宜選択することにより、A液とB液の混合後の20℃における粘度が20〜5000mPa・s、好ましく50〜3000mPa・sとなるように調製することが好ましい。 By appropriately selecting the type and blending amount of the epoxy resin, the curing agent, or other additives, the viscosity at 20 ° C. after mixing of the liquid A and the liquid B is 20 to 5000 mPa · s, preferably 50 to 3000 mPa · s. It is preferable to prepare as follows.
本発明の表面構造体の構築を、コンクリート構造物に適用する場合、屋上防水、地下構造物の防水、橋梁の床版防水、橋梁の桁端部防水、上水道関連施設の防水、下水道関連施設の防食、用水路表面の保護・補修、取水ダム水叩き部の保護・補修、塩害防止コーティング、アルカリ骨材反応抑制コーティング、凍害防止コーティング、表面剥落防止などに好ましく適用できるが、特にコンクリート構築物の表面剥落防止に顕著な効果を発揮するので、本発明の最も好ましい態様である。 When the construction of the surface structure of the present invention is applied to a concrete structure, the waterproofing of the rooftop, the waterproofing of the underground structure, the waterproofing of the floor of the bridge, the waterproofing of the end of the bridge girder, the waterproofing of the waterworks-related facilities, Suitable for anticorrosion, protection / repair of irrigation canal surface, protection / repair of intake dam tapping, salt damage prevention coating, alkali aggregate reaction suppression coating, frost damage prevention coating, surface peeling prevention, etc. This is the most preferred embodiment of the present invention because it exhibits a significant effect on prevention.
本発明の無溶剤エポキシ樹脂プライマーとしてはまた、コンクリート構造物表層が湿潤状態にあるようなものに塗布する場合には、前述のシランカップリング剤を併用する方法に加え、エポキシ樹脂及び/又は硬化剤にポリエーテル骨格のような親水性基を有するものを少なくとも一部に使用するのがよい。このような混合液を、はけ塗り等の手段によりコンクリート構造物表層に塗布することにより、所望の引張強度を有するプライマー層を形成させることができる。プライマー層の層厚みとしては、0.02〜0.4mm程度が好適である。このようなプライマー層を有することにより、コンクリート構造物とポリウレタン又はポリウレア層を強固に接着させることができると共に、後記するポリウレタン又はポリウレアと積層構造にすることより、−20〜60℃の範囲において、コンクリート片の変位に追随し、相応の応力に耐えることができる表面構造体を形成することができる。 The solvent-free epoxy resin primer of the present invention is also applied to the concrete structure surface layer in a wet state, in addition to the above-described method of using the silane coupling agent in combination with the epoxy resin and / or curing. It is preferable to use at least a part of the agent having a hydrophilic group such as a polyether skeleton. A primer layer having a desired tensile strength can be formed by applying such a mixed solution to the surface of the concrete structure by means of brushing or the like. The layer thickness of the primer layer is preferably about 0.02 to 0.4 mm. By having such a primer layer, the concrete structure and the polyurethane or polyurea layer can be firmly adhered, and by making a polyurethane or polyurea and a laminated structure to be described later, in the range of -20 to 60 ° C, A surface structure that can follow the displacement of the concrete piece and withstand the corresponding stress can be formed.
本発明のコンクリート表面構造体の樹脂層を構成する樹脂は、ポリウレタン、ポリウレア、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などが挙げられる.特に速硬化形のポリウレタンまたはポリウレアに対して本発明の効果が顕著に現れる。 Examples of the resin constituting the resin layer of the concrete surface structure of the present invention include polyurethane, polyurea, acrylic resin, acrylic urethane resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, and vinyl ester resin. In particular, the effect of the present invention is remarkable with respect to fast-curing polyurethane or polyurea.
本発明で使用されるポリウレタンまたはポリウレアとしては、脆化温度が−25℃以下、とくに−30℃以下のものが好ましい。ポリウレタン又はポリウレアとして上記のような性状のものを使用することにより、−20〜60℃の範囲において、コンクリート片の変位に追随し、相応の応力に耐えることができる表面構造体を形成することができる。 As the polyurethane or polyurea used in the present invention, those having an embrittlement temperature of −25 ° C. or lower, particularly −30 ° C. or lower are preferable. By using the above-mentioned properties as polyurethane or polyurea, it is possible to form a surface structure capable of following the displacement of the concrete piece and withstanding the corresponding stress in the range of -20 to 60 ° C. it can.
ポリウレタンまたはポリウレアとして具体的には、イソシアネート基を2個以上有するポリウレタンプレポリマーと水酸基及び/又はアミノ基を2個以上有する硬化剤によって形成させることができる。 Specifically, the polyurethane or polyurea can be formed by a polyurethane prepolymer having two or more isocyanate groups and a curing agent having two or more hydroxyl groups and / or amino groups.
このようなウレタンプレポリマーは、イソシアネート基を1分子中に2個以上有するポリイソシアネート化合物と、イソシアネート基と反応する活性水素を1分子中に2個以上有する化合物とを反応させることによって得ることができる。とくに活性水素化合物として、アルコール性水酸基を1分子中に2個以上有するポリオール化合物、例えばポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールあるいはその他のポリオール等を1種又は2種以上組み合わせて形成させたウレタンプレポリマーが好適である。 Such a urethane prepolymer can be obtained by reacting a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule with a compound having two or more active hydrogens reacting with the isocyanate group in one molecule. it can. Particularly preferred as the active hydrogen compound is a urethane prepolymer formed by combining one or two or more polyol compounds having two or more alcoholic hydroxyl groups in one molecule, such as polyether polyol, polyester polyol or other polyols. It is.
ウレタンプレポリマーの調製に使用できる上記ポリイソシアネート化合物としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート類;1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添トリレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート類;p−フェニレンジイソシアネート、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、3,3’−ジメチルジフェニル−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートのような芳香族ジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート類;上記各ポリイソシアネートをカルボジイミド変性又はイソシアヌレート変性したもの等が挙げられ、これらは単独で又は二種以上混合して用いることができる。好ましくは、取り扱い易さの点から2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート類が用いられる。 Examples of the polyisocyanate compound that can be used for the preparation of the urethane prepolymer include aliphatic polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and lysine methyl ester diisocyanate; 1,4-cyclohexane diisocyanate, isophorone Cycloaliphatic polyisocyanates such as diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, norbornane diisocyanate; p-phenylene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 3,3 Aromatic diisocyanates such as' -dimethyldiphenyl-4,4'-diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate Aromatic polyisocyanates and the like; such that each of the above-mentioned polyisocyanate and carbodiimide-modified or isocyanurate-modified, and these may be used alone or as a mixture of two or more. Preferably, aromatic polyisocyanates such as 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are used from the viewpoint of easy handling.
ウレタンプレポリマーの調製に使用可能なポリエーテルポリオールの具体例としては、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、ポリオキシエチレン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などの他に、活性水素を二個以上有する低分子量活性水素化合物、例えばビスフェノールA、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール等のジオール類;グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール等のトリオール類;アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等のアミン類等の一種又は二種以上の存在下でプロピレンオキサイド及び/又はエチレンオキサイドを開環重合させて得られるランダム共重合体を挙げることができる。 Specific examples of polyether polyols that can be used for the preparation of urethane prepolymers include polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polyoxyethyleneoxypropylene glycol, polyoxytetramethylene glycol, polyoxyhexamethylene glycol, and the like. , Low molecular weight active hydrogen compounds having two or more active hydrogens, for example, diols such as bisphenol A, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 1,6-hexanediol; glycerin, trimethylolpropane, 1,2,6- Triols such as hexanetriol; propylene oxide and / or in the presence of one or more amines such as ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, etc. It can be mentioned random copolymer obtained by the Chi alkylene oxide by ring-opening polymerization.
ウレタンプレポリマーの調製に使用可能なポリエステルポリオールとしては、例えば多塩基酸と多価アルコールを脱水縮合させて得られる重合体;ヒドロキシカルボン酸と多価アルコールの縮合体;ラクトンの開環重合体等が好適に用いられる。上記多塩基酸としては、例えばアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸、二量化リノレイン酸、マレイン酸、等を挙げることができる。また多価アルコールとしては、例えばビスフェノールA、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール等のジオール類;グリセリン、1,1,1−トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール等のトリオール類が用いられ得る。より具体的には両末端がジオール成分であるポリエチレンアジぺート、ポリテトラメチレンアジペート、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリテトラメチレンセバケート、ポリ(ジエチレングリコールアジペート)、ポリ(ヘキサメチレングリコール−1,6−カーボネート)、ポリカプロラクトンなどを例示することができる。 Examples of polyester polyols that can be used to prepare urethane prepolymers include polymers obtained by dehydration condensation of polybasic acids and polyhydric alcohols; condensates of hydroxycarboxylic acids and polyhydric alcohols; ring-opening polymers of lactones, etc. Are preferably used. Examples of the polybasic acid include adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, succinic acid, dimerized linolenic acid, maleic acid, and the like. Examples of the polyhydric alcohol include bisphenol A, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, neo Diols such as pentyl glycol; triols such as glycerin, 1,1,1-trimethylolpropane, and 1,2,6-hexanetriol can be used. More specifically, polyethylene adipate, polytetramethylene adipate, polyhexamethylene adipate, polytetramethylene sebacate, poly (diethylene glycol adipate), poly (hexamethylene glycol-1,6-carbonate) whose both ends are diol components ), Polycaprolactone and the like.
ウレタンプレポリマーの調製に使用可能なその他のポリオールとしては、例えばアクリルポリオール、水素添加されたポリブタジエンポリオール、ヒマシ油の誘導体、トール油の誘導体、ポリマーポリオール、ポリカーボネートポリオール等の他、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等の低分子ポリオール等も好適に用いられる。 Other polyols that can be used to prepare the urethane prepolymer include, for example, acrylic polyols, hydrogenated polybutadiene polyols, castor oil derivatives, tall oil derivatives, polymer polyols, polycarbonate polyols, ethylene glycol, diethylene glycol, Low molecular polyols such as propylene glycol, dipropylene glycol, butanediol, pentanediol and hexanediol are also preferably used.
これらポリオール化合物としては、数平均分子量が100〜10,000、とくに300〜5000のものが好ましく、所望に応じ単独であるいは二種以上混合して用いることができる。 These polyol compounds preferably have a number average molecular weight of 100 to 10,000, particularly 300 to 5,000, and can be used alone or in combination of two or more as desired.
ウレタンプレポリマーは、ポリオール化合物中に含まれるヒドロキシル基1モルに対して、ポリイソシアネート化合物中に含まれるイソシアネート基が1モルを越える割合で、すなわち、化学当量比(NCO/OH)が1を越える配合として、ポリオール化合物と、ポリイソシアネート化合物とを、必要に応じて加熱して、反応させることで得ることができる。このようなウレタンプレポリマーは、通常、その分子両末端にイソシアネート基を有する。ウレタンプレポリマーとして、ポリオール化合物中に含まれるヒドロキシル基とポリイソシアネート化合物の中に含まれるイソシアネート基の化学当量比(NCO/OH)を1.6〜20の割合でポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させ、23℃において液状を呈するものが、作業性、硬化物の物性等といった点からより好ましい。 In the urethane prepolymer, the ratio of the isocyanate group contained in the polyisocyanate compound to more than 1 mole with respect to 1 mole of the hydroxyl group contained in the polyol compound, that is, the chemical equivalent ratio (NCO / OH) exceeds 1. As a formulation, the polyol compound and the polyisocyanate compound can be obtained by heating and reacting as necessary. Such urethane prepolymers usually have isocyanate groups at both molecular ends. As a urethane prepolymer, a polyol compound and a polyisocyanate compound are mixed at a ratio of 1.6 to 20 at a chemical equivalent ratio (NCO / OH) of a hydroxyl group contained in the polyol compound and an isocyanate group contained in the polyisocyanate compound. What reacts and exhibits liquid state at 23 degreeC is more preferable from points, such as workability | operativity and the physical property of cured | curing material.
本発明のコンクリート表面構造体を形成するポリウレタン又はポリウレアは、上記ウレタンプレポリマーを、必要に応じその他添加剤を配合した硬化性組成物として、硬化剤によって硬化させることによって形成させることができる。 The polyurethane or polyurea forming the concrete surface structure of the present invention can be formed by curing the urethane prepolymer with a curing agent as a curable composition containing other additives as necessary.
硬化剤としては、イソシアネート基と反応する活性水素を1分子中に2個以上有する化合物が挙げられる。例えば水;エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1、6−へキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、1,2,4−トリヒドロキシブタン、1,2,3,4−テトラヒドロキシブタン、1,2,6−トリヒドロキシヘキサン、1,1,1−トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ポリカプロラクトン、フラクトース、キシリトール、アラビトール、ソルビトール及びマンニトールなどの多価アルコール;エタノールアミンのような低分子アミノアルコール;アンモニア、ヒドラジン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレエンヘキサミン、m−フェニレンジアミン、2,4−トリレンジアミン、2,6−トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、3,3′−ジクロロ−4、4′−ジアミノ−ジフェニルメタンなどの低分子ポリアミン化合物、また先に挙げたウレタンプレポリマーの調製の際に使用できる、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールなどのポリオール;エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイド又はその混合物を反応させて得られるポリエーテル末端に有するヒドロキシル基をアンモニアと反応させてアミノ基に置換することによって得られるポリオキシエチレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリオキシブチレンジアミンなどのポリエーテルポリアミンを挙げることができる。これら硬化剤の中では、ポリエーテルポリオール又はポリエーテルポリアミンを使用することが好ましいが、ポリエーテルポリオール又はポリエーテルポリアミンに他の1種類以上の低分子ポリオール又は低分子ポリアミンを組み合わせて使用することもできる。これら硬化剤は、水以外の場合には、ウレタンプレポリマーに含まれるイソシアネート基1モルに対して、低分子化合物中の活性水素が、約0.8モル以上の割合、好ましくは約0.95〜1.2モルであることが好ましい。 Examples of the curing agent include compounds having two or more active hydrogens that react with isocyanate groups in one molecule. For example, water; ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,6-hexylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, 1,2,4-trihydroxybutane 1,2,3,4-tetrahydroxybutane, 1,2,6-trihydroxyhexane, 1,1,1-trimethylolethane, pentaerythritol, polycaprolactone, fructose, xylitol, arabitol, sorbitol, mannitol, etc. Polyhydric alcohols; low molecular amino alcohols such as ethanolamine; ammonia, hydrazine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, m-phenylene Low molecular weight polyamine compounds such as amines, 2,4-tolylenediamine, 2,6-tolylenediamine, diethyltolylenediamine, 3,3'-dichloro-4,4'-diamino-diphenylmethane, and those mentioned above Polyols such as polyether polyols and polyester polyols that can be used in the preparation of urethane prepolymers; hydroxyl groups having polyether ends obtained by reacting alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide or mixtures thereof; Examples thereof include polyether polyamines such as polyoxyethylene diamine, polyoxypropylene diamine, and polyoxybutylene diamine obtained by reacting with ammonia and substituting amino groups. Among these curing agents, it is preferable to use polyether polyol or polyether polyamine, but it is also possible to use polyether polyol or polyether polyamine in combination with one or more other low molecular polyols or low molecular polyamines. it can. When these curing agents are other than water, the active hydrogen in the low molecular weight compound is in a ratio of about 0.8 mol or more, preferably about 0.95 with respect to 1 mol of isocyanate group contained in the urethane prepolymer. It is preferable that it is -1.2 mol.
ポリウレタンには、目的物に施工後、ポリウレタンプレポリマーの末端イソシアネート基と大気中の水分とを反応させることにより硬化させる一液型と、ポリウレタンプレポリマーを含む主剤とポリオールなどの硬化剤とを、施工時混合して硬化させる二液型とがある。一液型ポリウレタンは施工が簡単であることから、好適に利用できるポリウレタンの例である。本発明においては、二液型ポリウレタンも好適に使用することができる。 For polyurethane, after construction on the target product, a one-pack type cured by reacting the terminal isocyanate group of the polyurethane prepolymer with moisture in the atmosphere, a main agent containing the polyurethane prepolymer, and a curing agent such as polyol, There are two-component types that are mixed and cured during construction. One-component polyurethane is an example of a polyurethane that can be suitably used because of its simple construction. In the present invention, a two-component polyurethane can also be preferably used.
一液型ポリウレタンは湿気硬化性といわれており、ポリイソシアネートと湿気(水分)が反応して、イソシアネートと水との反応物の脱炭酸によって生成したアミンが、残りのポリイソシアネートと反応し硬化する反応を利用したもので、湿気硬化性組成物として利用される(特開平4−279620号公報参照)。また、英国特許1064841、ドイツ特許3607996A、特開平11−335650号公報などに記載されたような、ポリアルジミン、ポリケチミン、ポリエナミンなどとポリイソシアネートとからなる湿気硬化性組成物を一液型ポリウレタンとして利用することもできる。 One-component polyurethane is said to be moisture curable, and reacts with polyisocyanate and moisture (water), and the amine produced by decarboxylation of the reaction product of isocyanate and water reacts with the remaining polyisocyanate and cures. It utilizes a reaction and is used as a moisture curable composition (see JP-A-4-279620). Further, a moisture curable composition comprising polyaldimine, polyketimine, polyenamine and the like and polyisocyanate as described in British Patent 1064841, German Patent 3607996A, JP-A-11-335650, etc. is used as a one-component polyurethane. You can also
ウレタンプレポリマー及び硬化剤のほかに、任意に配合することができる添加剤としては、可塑剤、界面活性剤、顔料、染料、充填剤、硬化促進触媒、老化防止剤などを例示することができる。 In addition to the urethane prepolymer and the curing agent, examples of additives that can be optionally blended include plasticizers, surfactants, pigments, dyes, fillers, curing accelerators, and anti-aging agents. .
可塑剤としては、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、セバシン酸エステル、アゼライン酸エステル、トリメリット酸エステル等のカルボン酸エステルの他、リン酸エステル、ノルマルパラフィン、塩素化パラフィン、アルキルベンゼン、またはステアリン酸メチルエステル、パルミチン酸メチルエステル、ラウリン酸メチルエステル、オレイン酸メチルエステル、牛脂脂肪酸メチルエステル、ヌカ脂肪酸メチルエステル、植物脂肪酸メチルエステル、パルミチン酸ブチルエステル及び植物脂肪酸ブチルエステルなどの脂肪酸エステル及びその他各種液状成分が挙げられ、これらは単独または2種以上混合して用いられ得る。 Plasticizers include phthalates, adipic esters, sebacic esters, azelaic esters, trimellitic esters, phosphate esters, normal paraffins, chlorinated paraffins, alkylbenzenes, or methyl stearates. Esters, palmitic acid methyl esters, lauric acid methyl esters, oleic acid methyl esters, tallow fatty acid methyl esters, nuka fatty acid methyl esters, vegetable fatty acid methyl esters, palmitic acid butyl esters and vegetable fatty acid butyl esters and other various liquid components These may be used alone or in combination of two or more.
界面活性剤としては、消泡剤、顔料や充填剤の湿潤分散剤、乳化剤、粘性改良剤などの特性に応じて各種界面活性剤が単独もしくは二種以上混合して添加され得る。 As the surfactant, various surfactants may be added singly or in combination of two or more according to properties such as an antifoaming agent, a wetting and dispersing agent for pigments and fillers, an emulsifier, and a viscosity modifier.
硬化物を着色するために、顔料としてはアゾ顔料、銅フタロシアニン顔料等の有機顔料や、カーボンブラック、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化クロム、ベンガラ等各種無機顔料を用いることができる。 In order to color the cured product, organic pigments such as azo pigments and copper phthalocyanine pigments, and various inorganic pigments such as carbon black, zinc oxide, zinc sulfide, chromium oxide, and bengara can be used as the pigment.
充填剤としては、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、クレー、タルク、シリカ、ケイ藻土、及びこれらを脂肪酸や脂肪酸エステル等の表面処理剤で処理したもの等を挙げることができる。 Examples of the filler include calcium carbonate, magnesium oxide, clay, talc, silica, diatomaceous earth, and those treated with a surface treatment agent such as fatty acid or fatty acid ester.
ウレタンプレポリマーと硬化剤の反応を促進するための硬化促進触媒としては、N−アルキルベンジルアミン、N−アルキル脂肪族ポリアミン、トリエチレンジアミン、N−アルキルピペラジン、N−アルキルモルホリン、ジモルホリノジエチルエーテル、オクテン酸錫やジブチル錫ジラウレート、有機酸鉛塩または有機酸ビスマス塩のような有機金属化合物等が挙げられ、これらは単独もしくは二種以上混合して用いられ得る。速硬化型のポリウレタンには、有機酸鉛塩または有機酸ビスマス塩を使用することが好ましく、環境への負荷を考慮すると有機酸ビスマス塩を使用することがより好ましい。有機酸ビスマス塩としては、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、d−ピマル酸、イソ−d−ピマル酸、ポドカルプ酸およびこれらの2種以上を主成分とする樹脂酸ビスマスなどの脂環族系有機酸のビスマス塩、安息香酸、ケイ皮酸、p−オキシケイ皮酸などの芳香族系有機酸のビスマス塩、オクチル酸、ネオデカン酸、ネオドデカン酸などの炭素原子数8〜20の脂肪酸ビスマス塩が挙げられる. また、有機酸ビスマス塩を使用する場合には更に助触媒のような効果を示す有機酸を加えてもよい。係る有機酸としては、安息香酸、フタル酸、o−クロロ安息酸等の芳香族カルボン酸、2−エチルヘキサン酸、オクチル酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸等の脂肪族カルボン酸が挙げられる。硬化促進触媒および助触媒は、硬化剤に配合され、好ましくは2−エチルヘキサン酸が、ポリオールとの相容性に優れ好ましい。 As a curing accelerating catalyst for accelerating the reaction between the urethane prepolymer and the curing agent, N-alkylbenzylamine, N-alkyl aliphatic polyamine, triethylenediamine, N-alkylpiperazine, N-alkylmorpholine, dimorpholinodiethyl ether, Examples thereof include organometallic compounds such as tin octenoate, dibutyltin dilaurate, organic acid lead salts, and organic acid bismuth salts, and these may be used alone or in combination of two or more. For the fast-curing polyurethane, it is preferable to use an organic acid lead salt or an organic acid bismuth salt, and it is more preferable to use an organic acid bismuth salt in consideration of environmental burden. Examples of the organic acid bismuth salt include alicyclic organic acids such as abietic acid, neoabietic acid, d-pimalic acid, iso-d-pimalic acid, podocarpic acid, and bismuth resin acid resin mainly composed of two or more of these. Bismuth salts, aromatic acid bismuth salts such as benzoic acid, cinnamic acid and p-oxycinnamic acid, and bismuth fatty acid bismuth salts such as octylic acid, neodecanoic acid and neododecanoic acid. Further, when using an organic acid bismuth salt, an organic acid exhibiting an effect such as a promoter may be added. Examples of the organic acid include aromatic carboxylic acids such as benzoic acid, phthalic acid, and o-chlorobenzoic acid, and aliphatic carboxylic acids such as 2-ethylhexanoic acid, octylic acid, stearic acid, oleic acid, and linoleic acid. . The curing accelerating catalyst and the cocatalyst are blended in the curing agent, and 2-ethylhexanoic acid is preferably excellent in compatibility with the polyol.
老化防止剤はポリウレタン又はポリウレアの層を、光、酸素、熱等から保護するために用いられ、老化防止剤として一般的に用いられるものには光安定剤や酸化防止剤等があり、光安定剤としてはベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、シアノアクリレート系、ヒンダードアミン系、ニッケル系等が挙げられる。また、酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系、アミン系、硫黄系、リン系等が挙げられる。 Anti-aging agents are used to protect polyurethane or polyurea layers from light, oxygen, heat, etc., and those commonly used as anti-aging agents include light stabilizers and antioxidants, Examples of the agent include benzotriazole, benzophenone, benzoate, cyanoacrylate, hindered amine, and nickel. Antioxidants include hindered phenols, amines, sulfurs, phosphoruss and the like.
本発明における好ましい態様であるコンクリート表面構造体は、コンクリート構造物に形成させたエポキシ樹脂プライマー層上に、上記のようなウレタンプレポリマー、硬化剤及び任意に配合される添加剤からなる硬化性組成物を塗布し、硬化させることによって、ポリウレタン又はポリウレアの0.3〜10mm、好ましくは0.5〜3mmの層を形成させることによって構築される。塗布方法はスプレー塗布、はけ塗りなど任意の方法によって行なうことができるが、短時間で施工が可能であるところから、スプレー塗布によるのが好ましい。速硬化型のポリウレタンまたはポリウレアの積層は、通常専用吹き付け機にて先端衝突混合ガンを使用して行なうのが好ましい。 A concrete surface structure which is a preferred embodiment of the present invention is a curable composition comprising the urethane prepolymer as described above, a curing agent and an additive optionally blended on an epoxy resin primer layer formed on a concrete structure. It is constructed by forming a 0.3 to 10 mm, preferably 0.5 to 3 mm layer of polyurethane or polyurea by applying and curing the object. The coating method can be performed by any method such as spray coating or brush coating, but spray coating is preferable because it can be applied in a short time. Lamination of fast-curing polyurethane or polyurea is usually preferably carried out using a tip impingement mixing gun with a dedicated sprayer.
ウレタンプレポリマー、硬化剤及び任意に配合される添加剤からなる硬化性組成物は、塗布作業性を考慮すると、コテ塗り等スプレー装置を使わずに手作業又はこれに準ずる方法で塗布する場合には、適宜粘度を調製して行なうことが好ましい。またウレタンプレポリマーの分子量、硬化剤や硬化促進触媒の種類、添加量等を選択することによって、23℃においてJIS K5600−1−1で規定される指触乾燥時間が、2液衝突混合型スプレー装置を使用する場合は1〜120秒となるように、また手作業又はこれに準ずる方法で塗布する場合は10〜200分となるように、それぞれ調製するのが好ましい。さらにウレタンプレポリマーや硬化剤の種類、及びその他添加剤の種類や配合量によって、引張強度、引張破断伸び、脆化温度等が所望の値となるように調製することができる。 A curable composition comprising a urethane prepolymer, a curing agent, and an additive that is optionally blended, when considering application workability, is applied manually or by a method equivalent to this without using a spray device such as a trowel. It is preferable to adjust the viscosity appropriately. In addition, by selecting the molecular weight of the urethane prepolymer, the type of curing agent and curing accelerator, the amount added, etc., the touch drying time specified by JIS K5600-1-1 at 23 ° C. is a two-component collision mixed spray. When using an apparatus, it is preferable to prepare it so that it may be 1 to 120 seconds, and when it is applied manually or according to a method corresponding thereto, it is 10 to 200 minutes. Furthermore, the tensile strength, tensile breaking elongation, embrittlement temperature, and the like can be adjusted to desired values depending on the type of urethane prepolymer and curing agent and the type and amount of other additives.
本発明のコンクリート表面構造体は、上記のようなエポキシ樹脂プライマー層とポリウレタン又はポリウレアの層との積層構造とすることにより、繊維シートを使用することなく、充分な剥落防止効果を発揮することができる。 The concrete surface structure of the present invention can exhibit a sufficient peeling prevention effect without using a fiber sheet by using a laminated structure of the epoxy resin primer layer and the polyurethane or polyurea layer as described above. it can.
上記のごとく構築された表面構造体の耐候性、その他の性質を付与する目的で、ポリウレタン又はポリウレアの層の表面にトップコート層を設けてもよい。このようなトップコート層として、フッ素樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル樹脂あるいはこれらの変性樹脂などを使用することができる。トップコート層としては、例えば0.05〜0.4mm程度の厚みに形成するのが効果的である。また上記ポリウレタン又はポリウレアの層を保護する目的で、ポリウレタン又はポリウレアの層の表面に、あるいはトップコート層の表面に、直接又はプライマー層を介して、厚みが2mm程度以下、好ましくは1〜2mm程度の保護層を設けることができる。保護層は、上記ポリウレタン又はポリウレアの層への接着性が良好で、通常の改修サイクルでは劣化せず、上記表面構造体の保護の目的を果たすものであれば材質を選ばないが、上記ポリウレタン又はポリウレアと同じ材料を使用することができる。この場合は改修で保護層を除去するときに、表面構造体における上記ポリウレタン又はポリウレアの層と保護層の相違が明確となるように、両者を異なる色に着色しておくのがよい。このような保護層を設ける場合には、さらにその上に上記のようなトップコート層を設けることができる。 For the purpose of imparting the weather resistance and other properties of the surface structure constructed as described above, a topcoat layer may be provided on the surface of the polyurethane or polyurea layer. As such a topcoat layer, a fluororesin, an acrylic silicon resin, an acrylic urethane resin, an acrylic resin, or a modified resin thereof can be used. For example, it is effective to form the top coat layer to a thickness of about 0.05 to 0.4 mm. For the purpose of protecting the polyurethane or polyurea layer, the thickness is about 2 mm or less, preferably about 1 to 2 mm, directly or via a primer layer on the surface of the polyurethane or polyurea layer or on the surface of the topcoat layer. A protective layer can be provided. The protective layer may be any material as long as it has good adhesion to the polyurethane or polyurea layer, does not deteriorate in a normal repair cycle, and serves the purpose of protecting the surface structure. The same material as polyurea can be used. In this case, when the protective layer is removed by refurbishment, it is preferable to color both of them in different colors so that the difference between the polyurethane or polyurea layer and the protective layer in the surface structure becomes clear. When such a protective layer is provided, a top coat layer as described above can be further provided thereon.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not restrict | limited at all by these examples.
(実施例1)
エポキシプライマーの調整
液状エポキシ樹脂としてビスフェノールF型エポキシ樹脂(エピコート807:ジャパンエポキシレジン(株)品)、反応性希釈剤としてヘキサンジオールジグリシジルエーテル(EX212:ナガセケムテックス(株)品)、シランカップリング剤としてγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーティング・シリコーン(株)品)を使用し、電動撹拌機にて十分撹拌してプライマーの主剤とした。
硬化剤として、脂環式の親水性ポリアミン(ダイトクラールX-5663H:大都産業(株)品)に精製水とトリエタノールアミンを電動撹拌機にて十分撹拌してプライマーの硬化剤とした。
Example 1
Preparation of epoxy primer Bisphenol F type epoxy resin (Epicoat 807: Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) as liquid epoxy resin, Hexanediol diglycidyl ether (EX212: Nagase ChemteX Co., Ltd.), Silane cup as reactive diluent It was used as coupling agent γ- glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow coating silicone Co. product), and a main agent of the primer sufficiently stirred to at conductive dynamic stirrer.
As a curing agent, alicyclic hydrophilic polyamines was sufficiently stirred to primer curing agent of purified water and triethanolamine in electrostatic dynamic stirrer (DAITOCURAR X-5663H Daito Sangyo Co., Ltd. product).
接着試験
JIS A 5304に規定される30cmコンクリート舗装用平板をサンダー処理した面に、1)で調整したエポキシ樹脂の主剤と硬化剤を重量比で2:1で混合したプライマーを、ローラーにて200g/m2の割合で塗布した。そのまま一定の温度及び湿度にて24時間保持し、プライマー塗布面に樹脂層としてポリウレタン(リムスプレーF1000:三井化学産資(株)製)をガスマー社 H-2000吹付け機にて2mm厚にて塗布した。
一定温度で7日保持した後、JIS A 6209に準拠して4×4cmの金属冶具を貼り付け、垂直方向への接着試験を行った。接着強度は、1.5N/mm2を示し、下地コンクリート層またはプライマー層が破壊した。プライマーとポリウレタンの界面での剥離は認められなかった。
Adhesion test A primer prepared by mixing the epoxy resin main agent prepared in 1) and the curing agent at a weight ratio of 2: 1 to a surface obtained by sanding a 30 cm concrete pavement plate specified in JIS A 5304 with a roller. The coating was performed at a rate of / m 2 . It is kept for 24 hours at a constant temperature and humidity, and polyurethane (rim spray F1000: manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) is used as a resin layer on the primer-coated surface at a thickness of 2 mm with a gasmer H-2000 spraying machine. Applied.
After holding at a constant temperature for 7 days, a 4 × 4 cm metal jig was attached in accordance with JIS A 6209, and an adhesion test in the vertical direction was performed . Contact Chakukyodo showed 1.5 N / mm 2, the underlying concrete layer or primer layer is broken. No peeling at the interface between the primer and polyurethane was observed.
(実施例2)
実施例1のポリウレタンの代わりにポリウレア(スワエールA-100)を樹脂層として使用し、実施例1と同様に接着試験を行なった。接着強度は、1.5N/mm2を示し、下地コンクリート層またはプライマー層で剥離した。プライマーとポリウレタンの界面での剥離は認められなかった。
(Example 2)
An adhesion test was conducted in the same manner as in Example 1 except that polyurea (Swaer A-100) was used as the resin layer instead of the polyurethane in Example 1 . Contact Chakukyodo showed 1.5 N / mm 2, was peeled off in the underlying concrete layer or primer layer. No peeling at the interface between the primer and polyurethane was observed.
(比較例1)
実施例1の硬化剤の代わりに、脂環式の親水性ポリアミン(ダイトクラールX-5663H:大都産業(株)品)を用い、実施例と同様に接着試験を行なった。この時、エポキシ樹脂塗布時の温度は6℃、湿度は25%、塗布後の24時間の保持時は、温度1〜8℃、湿度25〜55%、ポリウレタン塗布時の温度は5℃、湿度は30%であった。
接着試験結果は、接着強度0.8N/mm2で、プライマーとポリウレタンの界面で剥離した。
(Comparative Example 1)
In place of the curing agent of Example 1, an alicyclic hydrophilic polyamine (Ditocral X-5663H: manufactured by Daito Sangyo Co., Ltd.) was used, and an adhesion test was conducted in the same manner as in Example. At this time, the temperature when the epoxy resin is applied is 6 ° C., the humidity is 25%, the temperature is 1 to 8 ° C. and the humidity is 25 to 55% when held for 24 hours after the application, and the temperature when the polyurethane is applied is 5 ° C. and the humidity. Was 30%.
The adhesion test result was an adhesive strength of 0.8 N / mm 2 and peeled at the interface between the primer and polyurethane.
本発明により、反応性樹脂層との接着性に優れ、低温で低湿度の条件下でも反応性樹脂層と十分な接着性を示すエポキシ樹脂組成物が提供される。
本発明によれば、金属構造物、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物などの構造物表面に樹脂層を積層する際のプライマーとして好適に使用できるエポキシ樹脂組成物が提供される。
さらに本発明によって、金属構造物、コンクリート構造物、自然石構造物、セラミック構造物から選ばれた構造物の表層に、エポキシ樹脂に成分として水を含む組成物をプライマー層を形成させる工程と、プライマー層上に硬化性樹脂組成物を供給してポリウレタンまたはポリウレアなどの樹脂層を形成させる工程を含む表面構造体の構築方法が提供される。
本発明のエポキシ樹脂に成分として水を含む組成物をプライマーとして使用することにより、0℃〜40℃、湿度10〜100%といった低温の条件を含む幅広い環境条件で十分な接着力を有する積層体を得ることができる。
According to the present invention, there is provided an epoxy resin composition that is excellent in adhesiveness with a reactive resin layer and exhibits sufficient adhesiveness with the reactive resin layer even under conditions of low temperature and low humidity.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the epoxy resin composition which can be used conveniently as a primer at the time of laminating | stacking a resin layer on structure surfaces, such as a metal structure, a concrete structure, a natural stone structure, and a ceramic structure, is provided.
Furthermore, according to the present invention, a step of forming a primer layer with a composition containing water as a component in an epoxy resin on the surface layer of a structure selected from a metal structure, a concrete structure, a natural stone structure, and a ceramic structure; There is provided a method for constructing a surface structure comprising a step of supplying a curable resin composition on a primer layer to form a resin layer such as polyurethane or polyurea.
By using a composition containing water as a component in the epoxy resin of the present invention as a primer, a laminate having sufficient adhesive strength in a wide range of environmental conditions including low temperature conditions such as 0 ° C. to 40 ° C. and humidity of 10 to 100%. Can be obtained.
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