JP6602611B2 - 結合剤 - Google Patents

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本発明は、水酸基を有する重合体を含む結合剤に関する。より詳しくは、ガラス繊維や粉末ガラスの結合剤として有用な、水酸基を有する重合体を含む結合剤に関する。
ガラス繊維等に結合剤を付着させてマット状に成形した耐熱性成形体が、住居や倉庫、装置や機器等の断熱材等として広く使用されている。このような結合剤としては、フェノール−ホルムアルデヒド結合剤が広く使用されている。しかし、フェノール−ホルムアルデヒド結合剤は、未反応のホルムアルデヒドが成形体に残留し、住居等の施工後にホルムアルデヒドが放出されるという問題がある。よって、ホルムアルデヒドを放出することがない結合剤が検討されている。
例えば、ガラス繊維結合剤であって、(1)重合性カルボン酸又は無水物、又はその混合物と、ヒドロキシC2〜C8アルキルアクリレート又はメタクリレート、又はその混合物との反応生成物から成るコポリマー、及び(2)リン含有酸のアルカリ金属塩との水溶液から成ることを特徴とする結合剤が開示されている(特許文献1)。この結合剤は、未硬化の時に低粘度を有し、硬化した時に構造的な剛性を有すると報告されている。
上記のように、ホルムアルデヒドを含まないガラス繊維等の結合剤が種々提案されている。しかしながら、それらのガラス繊維や粉末ガラスの結合力は、必ずしも十分とは言えない。
また、従来の結合剤においては、その重量平均分子量が保存中に大きく上昇することがあり、このために粘度が上昇してしまい、取り扱い性が非常に悪くなるという問題がある。
特表平10−509485号公報
本発明の課題は、良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスの優れた結合力を発現することができる結合剤を提供することにある。
本発明の結合剤は、
水酸基を有する重合体を含む結合剤であって、
該重合体は、不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位と、一般式(1)で表される構造単位とを含み、
該重合体に含まれるカルボキシル基の0モル%を超えた量が中和されている。
Figure 0006602611
(一般式(1)において、Rは、水素原子またはメチル基を表し、Rは、メチレン基、エチレン基、または直接結合を表し、Rは、同一または異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基(−R−O−)の平均付加モル数であって、1〜80の数を表す。)
1つの実施形態においては、上記重合体に含まれるカルボキシル基(カルボキシル基の塩やカルボキシル基の無水物を含む)と水酸基とのモル当量の比が、1:0.01〜1:3である。
本発明の結合剤は、良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスの優れた結合力を発現することができる。よって、本発明の結合剤は、例えば、住宅用の断熱材用の結合剤として、有用に使用することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
[水酸基を有する重合体]
本発明の結合剤は、水酸基を有する重合体を含み、該重合体は、不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位と、一般式(1)で表される構造単位とを含む。本発明の結合剤の必須成分である上記重合体を、以下、「本発明の重合体」ともいう。
Figure 0006602611
本発明の重合体は、不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位を含む。不飽和カルボン酸系単量体とは、カルボキシル基および/またはその塩と、重合性の炭素−炭素二重結合とを含む単量体であり、具体的には、アクリル酸、メタアクリル酸、クロトン酸、α−ヒドロキシアクリル酸、α−ヒドロキシメチルアクリル酸、およびそれらの誘導体等の不飽和モノカルボン酸、およびこれらの塩;フマル酸、マレイン酸、メチレングルタル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸、およびこれらの塩(一塩であっても二塩であってもよい);無水マレイン酸やイタコン酸無水物等の不飽和カルボン酸無水物;などが例示される。
上記塩としては、金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩などが例示される。金属塩としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属;鉄、アルミニウム等の遷移金属;などの塩が例示される。有機アミン塩としては、メチルアミン、n−ブチルアミン等のアルキルアミン;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジプロパノールアミン等のアルカノールアミン;エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のポリアミン;などの塩が例示される。
不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位とは、不飽和カルボン酸系単量体が重合して形成される構造単位であり、具体的には、不飽和カルボン酸系単量体の炭素−炭素二重結合が単結合になった構造である。例えば、不飽和カルボン酸系単量体がアクリル酸(CH=CHCOOH)である場合、不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位は「−CH−CH(COOH)−」で表すことができる。なお、本発明において、不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位とは、不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位と同じ構造を有していれば、不飽和カルボン酸系単量体を重合する以外の方法で形成した構造単位も不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位に含まれる。
本発明の重合体は、不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。
一般式(1)において、Rは、メチレン基(−CH−)、エチレン基(−CHCH−)、または直接結合を表わす。単量体の製造の観点から、Rは、好ましくは、メチレン基、エチレン基である。なお、Rが直接結合を表すとは、炭素原子−R−酸素原子の結合において、炭素原子と酸素原子が直接結合していることを表す。
一般式(1)において、Rは、同一または異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。ガラス繊維や粉末ガラスの結合力をより向上させ得る点で、Rは、好ましくは炭素数2〜8のアルキレン基であり、より好ましくは炭素数2〜4のアルキレン基である。また、一般式(1)に含まれる全R100モル%に対して、50モル%〜100モル%がエチレン基(−CHCH−)であることが好ましく、80モル%〜100モル%がエチレン基であることがより好ましい。
一般式(1)において、nはオキシアルキレン基(−R−O−)の平均付加モル数であって、1〜80の数を表す。ガラス繊維や粉末ガラスの結合力をより向上させ得る点で、nは、好ましくは1〜50であり、より好ましくは2〜30であり、さらに好ましくは2〜12である。
本発明の重合体は、一般式(1)で表される構造単位を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。
本発明の重合体は、一般式(2)で表される単量体と不飽和カルボン酸系単量体以外の単量体(以下、「その他の単量体」とも言う)に由来する構造単位を有していてもよい。
Figure 0006602611
(一般式(2)において、Rは、水素原子またはメチル基を表し、Rは、メチレン基、エチレン基、または直接結合を表し、Rは、同一または異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基(−R−O−)の平均付加モル数であって、1〜80の数を表す。一般式(2)における、R、R、Rの好ましい形態は、一般式(1)におけるR、R、Rの好ましい形態とそれぞれ同じである。)
その他の単量体としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な単量体を採用し得る。このようなその他の単量体としては、具体的には、例えば、3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、イソプレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、およびこれらの塩等のスルホン酸系単量体;ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアミン、およびこれらの4級化物や塩等のアミノ基含有単量体;N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−メチルホルムアミド、N−ビニル−N−メチルアセトアミド、N−ビニルオキサゾリドン等のN−ビニル単量体;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド等のアミド系単量体;3−(メタ)アリルオキシ−1,2−ジヒドロキシプロパン、3−アリルオキシ−1,2−ジヒドロキシプロパン、(メタ)アリルアルコール、イソプレノール、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル等の不飽和アルコール系単量体;ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体;(メタ)アリルグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸グリシジル等の不飽和グリシジル化合物;1−アリロキシ−3−ブトキシプロパン−2−オール等の、不飽和グリシジル化合物にアルコールを付加させた構造を有する単量体;スチレン、インデン、ビニルアニリン等のビニルアリール単量体;イソブチレン、オクテン等のアルケン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニル類;などが挙げられる。
その他の単量体は、1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。すなわち、本発明の重合体は、他の単量体に由来する構造単位を有していなくてもよく、1種のみ有していてもよく、2種以上有していてもよい。
上記塩としては、上記不飽和カルボン酸系単量体における塩と同様の塩が例示される。
本発明において、その他の単量体に由来する構造単位とは、その他の単量体が重合して形成される構造単位であり、具体的には、その他の単量体の炭素−炭素二重結合が単結合になった構造である。例えば、その他の単量体がアクリル酸ブチル(CH=CHCOOC)である場合、その他の単量体に由来する構造単位は「−CH−CH(COOC)−」で表すことができる。
本発明の重合体における各構造単位は、ランダムに存在していても、ブロック状等、規則的に存在していても構わない。
本発明の重合体は、本発明の重合体に含まれるカルボキシル基(カルボキシル基の塩やカルボキシル基の無水物を含む)と水酸基とのモル当量の比が、好ましくは1:0.01〜1:3であり、より好ましくは1:0.02〜1:1であり、さらに好ましくは、1:0.03〜1:0.5である。本発明の重合体に含まれるカルボキシル基(カルボキシル基の塩やカルボキシル基の無水物を含む)と水酸基とのモル当量の比が上記範囲にあることにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。なお、モル当量の比とは、例えば、カルボキシル基(またはその塩)と水酸基のモル比が1:1であれば、モル当量の比は1:1であり、カルボキシル基の無水物(カルボキシル基が2つ脱水縮合した構造)と水酸基のモル比が1:1であれば、モル当量の比は2:1ということである。なお、上記カルボキシル基の塩における「塩」とは、上記不飽和カルボン酸系単量体における塩と同様の塩が例示される。
本発明の重合体は、該重合体に含まれるカルボキシル基の0モル%を超えた量が中和されている。ここにいうカルボキシル基の中和量のことを「中和率」と称することがある。このようにカルボキシル基の0モル%を超えた量が中和されていることにより、本発明の結合剤は、良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスの良好な結合力を発現できる。
本発明の重合体に含まれるカルボキシル基の中和率の下限は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスの良好な結合力をより発現し得る点で、好ましくは0.1モル%以上であり、より好ましくは0.3モル%以上であり、さらに好ましくは0.5モル%以上であり、さらに好ましくは0.7モル%以上であり、さらに好ましくは1モル%以上であり、さらに好ましくは2モル%以上であり、特に好ましくは3.5モル%以上であり、最も好ましくは5モル%以上である。
本発明の重合体に含まれるカルボキシル基の中和率の上限は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスの良好な結合力をより発現し得る点で、好ましくは100モル%以下であり、より好ましくは98モル%以下であり、さらに好ましくは95モル%以下であり、さらに好ましくは93モル%以下であり、さらに好ましくは90モル%以下であり、さらに好ましくは85モル%以下であり、さらに好ましくは80モル%以下であり、特に好ましくは50モル%以下であり、最も好ましくは20モル%以下である。
カルボキシル基の中和においては、好ましくは、揮発性塩基および不揮発性塩基から選ばれる少なくとも1種によって塩とする。
揮発性塩基としては、例えば、アンモニア、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、n−ブチルアミン、トリエチルアミンなどが挙げられる。揮発性塩基は、1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。なお、本明細書において「揮発性塩基」とは、1気圧における沸点が100℃未満の塩基を意味するものとする。
不揮発性塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸水素ナトリウムや炭酸ナトウリムなどのアルカリ金属の炭酸塩、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのアルカノールアミン、トリブチルアミン、シクロヘキシルアミンなどが挙げられる。不揮発性塩基は、1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。なお、本明細書において「不揮発性塩基」とは、1気圧における沸点が100℃以上の塩基を意味するものとする。
カルボキシル基の中和に揮発性塩基を使用する場合、カルボキシル基の中和率の下限は、好ましくは0モル%を超えるものであり、より好ましくは0.1モル%以上であり、さらに好ましくは0.3モル%以上であり、さらに好ましくは0.5モル%以上であり、さらに好ましくは0.7モル%以上であり、さらに好ましくは1モル%以上であり、さらに好ましくは2モル%以上であり、特に好ましくは3.5モル%以上であり、最も好ましくは5モル%以上である。カルボキシル基の中和に揮発性塩基を使用する場合、カルボキシル基の中和率の下限が上記範囲内にあることにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。
カルボキシル基の中和に揮発性塩基を使用する場合、カルボキシル基の中和率の上限は、好ましくは100モル%以下であり、より好ましくは98モル%以下であり、さらに好ましくは95モル%以下であり、さらに好ましくは93モル%以下であり、さらに好ましくは90モル%以下であり、さらに好ましくは85モル%以下であり、さらに好ましくは80モル%以下であり、特に好ましくは50モル%以下であり、最も好ましくは20モル%以下である。カルボキシル基の中和に揮発性塩基を使用する場合、カルボキシル基の中和率の上限が上記範囲内にあることにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。
カルボキシル基の中和に不揮発性塩基を使用する場合、カルボキシル基の中和率の下限は、好ましくは0モル%を超えるものである。カルボキシル基の中和に不揮発性塩基を使用する場合、カルボキシル基の中和率の下限が上記範囲内にあることにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。
カルボキシル基の中和に不揮発性塩基を使用する場合、カルボキシル基の中和率の上限は、好ましくは100モル%以下であり、より好ましくは50モル%以下であり、さらに好ましくは30モル%以下であり、特に好ましくは20モル%以下であり、最も好ましくは10モル%以下である。カルボキシル基の中和に不揮発性塩基を使用する場合、カルボキシル基の中和率の上限が上記範囲内にあることにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。
本発明の重合体は、全単量体に由来する構造単位(不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位と、一般式(1)で表される構造単位と、その他の単量体に由来する構造単位)100モル%に対して、不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位を、好ましくは15モル%〜99モル%含み、より好ましくは30モル%〜98モル%含み、さらに好ましくは40モル%〜97モル%含む。不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位を上記範囲で含むことにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。
本発明の重合体は、全単量体に由来する構造単位(不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位と、一般式(1)で表される構造単位と、その他の単量体に由来する構造単位)100モル%に対して、一般式(1)で表される構造単位を、好ましくは1モル%〜75モル%含み、より好ましくは1モル%〜50モル%含み、さらに好ましくは1モル%〜33モル%含む。一般式(1)で表される構造単位を上記範囲で含むことにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。
本発明の重合体は、全単量体に由来する構造単位(不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位と、一般式(1)で表される構造単位と、その他の単量体に由来する構造単位)100モル%に対して、その他の単量体に由来する構造単位を、好ましくは0モル%〜35モル%含み、より好ましくは0モル%〜25モル%含み、さらに好ましくは0モル%〜15モル%含む。その他の単量体に由来する構造単位を上記範囲で含むことにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。
本発明の重合体中の、各種構造単位の含有割合は、例えば、本発明の重合体の各種構造解析(例えば、NMRなど)によって知ることができる。また、上記のような各種構造解析を行わなくても、本発明の重合体を製造する際に用いる各種単量体の使用量に基づいて算出される該各種単量体由来の構造単位の含有割合をもって、本発明の重合体中の、各種構造単位の含有割合としてもよい。すなわち、本発明の重合体を製造する際に用いる全単量体成分中の、各種単量体の含有割合を、本発明の重合体中の、各種構造単位の含有割合として扱ってよい。
本発明の重合体は、重量平均分子量が、好ましくは500〜100000であり、より好ましくは1500〜15000であり、さらに好ましくは2000〜10000である。本発明の重合体の重量平均分子量を上記範囲内とすることにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。なお、重量平均分子量は後述する測定方法により測定することができる。
本発明の重合体は、不飽和カルボン酸系単量体と、一般式(2)で表される単量体と、必要に応じてその他の単量体を重合する工程を含んで製造することが好ましい。すなわち、本発明の重合体に含まれる一般式(1)で表される構造単位は、一般式(2)で表される単量体を重合することにより形成することが好ましい。
上記工程において、不飽和カルボン酸系単量体と、一般式(2)で表される単量体と、その他の単量体(以下、これらを「全単量体」ともいう。)の合計の使用量100モル%に対する、不飽和カルボン酸系単量体の使用量は、好ましくは15モル%〜99モル%であり、より好ましくは30モル%〜98モル%であり、さらに好ましくは40モル%〜97モル%である。不飽和カルボン酸系単量体の使用量を上記範囲とすることにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。
上記工程において、不飽和カルボン酸系単量体と、一般式(2)で表される単量体と、その他の単量体(以下、これらを「全単量体」ともいう。)の合計の使用量100モル%に対する、一般式(2)で表される単量体の使用量は、好ましくは1モル%〜75モル%であり、より好ましくは1モル%〜50モル%であり、さらに好ましくは1モル%〜33モル%である。一般式(2)で表される単量体の使用量を上記範囲とすることにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。
上記工程において、不飽和カルボン酸系単量体と、一般式(2)で表される単量体と、その他の単量体(以下、これらを「全単量体」ともいう。)の合計の使用量100モル%に対する、その他の単量体の使用量は、好ましくは0モル%〜35モル%であり、より好ましくは0モル%〜25モル%であり、さらに好ましくは0モル%〜15モル%である。その他の単量体の使用量を上記範囲とすることにより、本発明の結合剤は、より良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスのより優れた結合力を発現することができる。
上記重合する工程における重合は、従来公知の種々の方法、例えば、溶液重合法、バルク重合、懸濁重合法、逆相懸濁重合法、注型重合法、薄膜重合法、噴霧重合法等を採用することができる。これらの中でも、溶液重合法が好ましい。また、上記重合する工程は、回分式でも連続式でも行うことができる。
上記重合する工程において、重合を行なう際には、重合開始剤を用いることが好ましい。重合開始剤としては、例えば、過酸化水素;過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]水和物、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)二塩酸塩等のアゾ系化合物;過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酢酸、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等の有機過酸化物;などが挙げられる。これらの重合開始剤のうち、過酸化水素、過硫酸塩が好ましく、過硫酸塩が特に好ましい。これらの重合開始剤は、単独で使用されてもよく、2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
重合開始剤の使用量としては、単量体(全単量体)の使用量1モルに対して、好ましくは0.1g〜25gであり、より好ましくは0.1g〜10gであり、さらに好ましくは0.1g〜5gである。
上記重合する工程においては、必要に応じて連鎖移動剤を用いても良い。連鎖移動剤としては、具体的には、例えば、メルカプトエタノール、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、n−ドデシルメルカプタン等の、チオール系連鎖移動剤;四塩化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム、ブロモトリクロロエタン等の、ハロゲン化物;イソプロパノール、グリセリン等の、第2級アルコール;次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム等の次亜リン酸(塩)(これらの水和物を含む);亜リン酸、亜リン酸ナトリウム等の亜リン酸(塩);亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム等の亜硫酸(塩);亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム等の重亜硫酸(塩);亜ジチオン酸ナトリウム等の亜ジチオン酸(塩);ピロ亜硫酸カリウム等のピロ亜硫酸(塩);などが挙げられる。連鎖移動剤は、単独で使用されてもよく、2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
連鎖移動剤の使用量としては、単量体(全単量体)の使用量1モルに対して、好ましくは0g〜15gであり、より好ましくは1g〜10gであり、さらに好ましくは1g〜7gである。
上記重合する工程においては、反応促進等を目的として、重金属イオンを使用してもよい。本発明で重金属イオンとは、比重が4g/cm以上の金属のイオンを意味する。重金属イオンを使用することで、重合開始剤の使用量を低減することが可能となる。重金属イオンは、イオンの形態として含まれるものであれば、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の適切な重金属イオンを採用し得る。このような重金属イオンとして、重金属化合物を溶解してなる溶液を用いて重金属イオンとする方法であれば、取り扱い性に優れるため好適である。重金属化合物としては、モール塩(Fe(NH(SO・6HO)、硫酸第一鉄・7水和物、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化マンガン等が例示される。
重金属イオンの使用量としては、重合反応液全量に対して、好ましくは0ppm〜100ppmであり、より好ましくは0ppm〜50ppmである。
上記重合する工程においては、溶媒を使用することが好ましい。溶媒としては、水を含むことが好ましく、溶媒全量に対して、水を50質量%〜100質量%含むことがより好ましく、水を80質量%〜100質量%含むことがさらに好ましい。上記重合する工程で使用可能な溶媒としては、具体的には、例えば、水;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等の低級ケトン類;ジメチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類;ジメチルホルムアルデヒド等のアミド類;などが挙げられる。これらの溶媒は、単独で使用されてもよく、2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
溶媒の使用量としては、単量体(全単量体)100質量%に対して、好ましくは40質量%〜250質量%であり、より好ましくは45質量%〜200質量%であり、さらに好ましくは50質量%〜150質量%である。溶媒の使用量が40質量%未満であると、得られる重合体の分子量が高くなるおそれがある。溶媒の使用量が250質量%を超えると、得られる重合体の濃度が低くなり、保管等のコストが高額になるおそれがある。
上記重合する工程における重合温度は、好ましくは0℃以上であり、より好ましくは40℃〜150℃であり、さらに好ましくは60℃〜120℃であり、特に好ましくは80℃〜110℃以下である。上記重合温度は、重合反応において、常にほぼ一定に保持する必要はなく、例えば、室温から重合を開始し、適当な昇温時間又は昇温速度で設定温度まで昇温し、その後、設定温度を保持するようにしてもよいし、単量体成分や開始剤等の滴下方法に応じて、重合反応中に経時的に温度変動(昇温又は降温)させてもよい。
上記重合する工程における重合時間は、好ましくは30分〜420分であり、より好ましくは45分〜390分であり、さらに好ましくは60分〜360分であり、最も好ましくは90分〜300分である。なお、本発明において、「重合時間」とは、特に断らない限り、単量体を添加している時間を表す。
上記重合する工程において、重合中の単量体に含まれる酸基の中和率(中和されている酸基のモル数/(中和されている酸基のモル数+未中和の酸基のモル数)×100)は、好ましくは0%〜10%であり、より好ましくは0%〜5%である。
上記重合する工程において、反応系内の圧力は、常圧(大気圧)下、減圧下、加圧下のいずれであってもよいが、得られる重合体の分子量を最適化する点で、常圧(大気圧)下、または、反応系内を密閉して加圧下で行うことが好ましい。また、加圧装置、減圧装置、耐圧性の反応容器や配管等の設備のコストが高くなることを考慮し、常圧(大気圧)下で行うことが好ましい。反応系内の雰囲気としては、空気雰囲気でもよいが、不活性雰囲気であってもよく、例えば、重合開始前に系内を窒素等の不活性ガスで置換してもよい。
本発明の重合体は、任意であるが、上記重合工程以外の工程を含んで製造しても構わない。例えば、熟成工程、中和工程、重合開始剤や連鎖移動剤の失活工程、希釈工程、乾燥工程、濃縮工程、精製工程等が挙げられる。
[本発明の結合剤]
本発明の結合剤は、本発明の重合体のみを含んでいてもよいが、架橋剤を含んでいてもよい。架橋剤としては、例えば、水酸基および/またはアミノ基を、1分子中に少なくとも2つ有する化合物が例示される。そのような化合物としては、具体的には、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等のポリオール;エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ヘキサメチレンジアミン等のポリアミン;モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン等の1分子に1つの水酸基と1つのアミノ基を有する化合物;ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、トリエタノールアミン等の1分子に少なくとも2つの水酸基を有するアミン;などが例示される。これらの中でも、1分子に少なくとも2つの水酸基を有するアミンを含むことが特に好ましい。
本発明の結合剤中の架橋剤の含有割合は、本発明の結合剤に含まれる重合体(本発明の重合体)に含まれる酸基100モル%に対し、好ましくは0モル%〜50モル%であり、より好ましくは0モル%〜45モル%であり、さらに好ましくは0モル%〜40モル%である。
本発明の結合剤は、硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤としては、例えば、次亜リン酸(塩)、亜リン酸(塩)、リン酸(塩)、ピロリン酸(塩)、ポリリン酸(塩)、有機リン酸(塩)等のリン含有酸基含有化合物(なお、これらの水和物も含まれる);トリメチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンオキシド等の有機リン化合物;上記以外のプロトン酸(硫酸、カルボン酸、炭酸等)、およびその塩(金属(アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、2B族、4A族、4B族、5B族等)塩、アンモニウム塩等)、金属(上記のもの)の、酸化物、塩化物、水酸化物およびアルコキシド;などが挙げられる。これらは、単独で使用されてもよく、2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。硬化促進剤は、重合体の架橋を促進する効果を有すると考えられる。
上記の硬化促進剤の中でも、本発明の結合剤をガラス繊維や粉末ガラスの結合剤に使用した場合の被結合体の強度をより向上させ、吸湿劣化をより抑制させ得る点で、リン含有酸基含有化合物や有機リン化合物等のリン含有化合物が好ましい。
本発明の結合剤は、硬化促進剤を、好ましくは0質量%〜20質量%含む。本発明の結合剤は、上記リン含有化合物を、本発明の結合剤に含まれる重合体(本発明の重合体)100質量%に対し、好ましくは0.1質量%〜20質量%含み、より好ましくは0.5質量%〜10質量%含み、さらに好ましくは1.6質量%〜7質量%含む。
本発明の結合剤は、溶剤を含んでいてもよい。溶剤としては、有機溶剤でも構わないが、水を含むことが好ましく、溶剤全量に対して、50質量%以上が水であることが好ましい。
本発明の結合剤は、溶媒を、本発明の結合剤100質量%に対し、好ましくは0質量%〜99質量%含み、より好ましくは3質量%〜95質量%含み、さらに好ましくは5質量%〜90質量%含む。
本発明の結合剤は、本発明の重合体を、該結合剤100質量%に対し、好ましくは1質量%〜100質量%含み、より好ましくは5質量%〜97質量%含み、さらに好ましくは10質量%〜95質量%含む。
[本発明の結合剤の用途]
本発明の結合剤は、ガラス繊維、ロックウール、カーボン繊維等の無機繊維;ガラス粒子、鉱物粒子等の無機粒子(無機粉体);羊毛、セルロース、麻、ナイロン、ポリエステル等の有機物の繊維;ナイロン微粒子、ポリエステル微粒子等の有機物の粒子(有機物の粉体);等の結合剤として、使用することができる。好ましくは、ガラス繊維や粉末ガラスの結合剤として使用することができる。
[本発明の結合剤の使用方法]
本発明の結合剤による処理は、本発明の結合剤を、ガラス繊維や粉末ガラス等の対象物質(被結合物質)に接触させる工程を必須とする。上記工程は、本発明の結合剤が溶剤を含む場合には、そのままで、または所望により濃度等を調節して、(i)被結合物質を本発明の結合剤に含浸させるか、または、(ii)被結合物質に本発明の結合剤を散布することにより、行うことが好ましい。本発明の結合剤が溶剤を含まない場合には、本発明の結合剤を加熱・溶融させて被結合物質に接触させても構わないが、処理物(被結合体)の強度にむらが生じやすくなる傾向にあるので、溶剤に溶解し、上記(i)または(ii)を行うことが好ましい。中でも、被結合物質に対する本発明の結合剤の添加量を調節しやすいことから、上記(ii)が好ましい。
本発明の結合剤を、被結合物質に接触させる工程における、被結合物質に対する本発明の結合剤の添加量は、本発明の結合剤の固形分が、被結合物質100質量%に対し、好ましくは1質量%〜40質量%であり、より好ましくは1質量%〜30質量%であり、さらに好ましくは1質量%〜15質量%である。本発明の結合剤を上記範囲で使用すると、被結合体の機械強度がより向上し得る。なお、「被結合物質に接触させる工程における、被結合物質に対する本発明の結合剤の添加量」とは、上記(i)の工程においては被結合物質を含浸後、被結合物質に実際に付着した結合剤の量をいい、上記(ii)の工程においては、被結合物質に散布した後、被結合物質に実際に付着した結合剤の量をいう。
本発明の結合剤による処理は、上記接触させる工程で得られた被結合体を、加熱処理する工程を含むことが好ましい。加熱処理を行なうことにより、架橋反応が促進され、被結合体の機械強度が向上する傾向にある。
上記加熱処理する工程は、好ましくは100℃〜400℃で行い、より好ましくは120℃〜350℃で行い、さらに好ましくは150℃〜300℃で行う。
本発明の結合剤が溶剤を含む場合には、本発明の結合剤による処理は、上記接触させる工程で得られた被結合体を、乾燥する工程を含んでいても良い。上記乾燥する工程は、常圧下で行っても良いし、減圧下で行ってもよい。乾燥を加熱して行なう場合には、その条件は上記加熱処理する工程と同様である。本発明の結合剤が溶剤を含む場合等には、本発明の結合剤による処理は、上記接触させる工程で得られた被結合体を、養生する工程を含んでいてもよい。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
<重量平均分子量の測定条件>
重量平均分子量は、下記の測定条件にて測定した。
装置:東ソー製 HLC−8320GPC
検出器:RI
カラム:東ソー製 TSK−GEL G3000PWXL
カラム温度:35℃
流速:0.5ml/min
検量線:創和科学社製 POLY SODIUM ACRYLATE STANDARD
溶離液:リン酸二水素ナトリウム12水和物/リン酸水素二ナトリウム2水和物(34.5g/46.2g)の混合物を純水にて5000gに希釈した溶液。
<重合完結後の水溶液の固形分測定方法>
130℃に加熱したオーブンで結合剤を60分間放置して乾燥処理した。乾燥前後の重量変化から、重合完結後の水溶液の固形分(%)を算出した。
<結合剤の有効成分>
結合剤の有効成分は重合完結後の水溶液の固形分と、重合体水溶液に添加した純水、リン含有化合物、塩基の添加量から計算した。ここで有効成分とは、重合体とリン含有化合物の合計量のことを指す。ただし揮発性塩基で中和を行った場合、硬化時に塩基は揮発するため、揮発性の塩基のカルボキシル基の塩は全てカルボン酸基であるとして有効成分を算出した。
<リン含有化合物の含有量分析(イオンクロマト分析)>
リン含有化合物の含有量は、下記条件にてイオンクロマト分析を行った。
装置:Metrohm社製 762 Interface
検出器:Metrohm社製 732 IC Detecter
イオン分析方式:サプレッサー法
カラム:Shodex IC SI−90 4E
ガードカラム:Shodex SI−90 G
カラム温度:40℃
溶離液:NaHCO3水(2gを水で2000gに希釈)
流速:1.0mL/min。
<バインダー硬化物試験片の作成>
バインダー硬化物試験片は、下記のようにして作成した。
(i)結合剤に純水を添加し、有効成分35%に調整した。
(ii)粒径0.99mm〜1.40mmのガラスビーズに、上記(i)で得られた結合剤を、有効成分がガラスビーズ重量の3.5%となるように添加し、十分に混合した。
(iii)離型処理した140mm×20mm×5mmの型枠に、上記(ii)で得られた混合物を押し入れて成型し、200℃のオーブンで30分間乾燥後、デシケータに移し、30分冷却することで試験片を得た。
<試験片の機械強度>
JISK7171に準じ、2mm/minの試験速度で曲げ強さを測定した。試験片3枚の曲げ強さを測定し、平均値を算出した。
<製造例1>:重合体水溶液(1)の製造
還流冷却機、攪拌機(パドル翼)、温度計を備えた容量2.5リットルのSUS製セパラブルフラスコに、純水312.8gを仕込み(初期仕込)、攪拌下、沸点まで昇温した。次いで攪拌下、沸点還流状態の重合反応系中に80質量%アクリル酸水溶液(以下「80%AA」と称する)443.4g(すなわち4.93mol)を180分間、アリルアルコールのエチレンオキサイド5mol付加物(以下、「アリルアルコール5EO」とも称する。)152.4g(すなわち0.55mol)を150分間、15質量%過硫酸ナトリウム水溶液(以下「15%NaPS」と称する)27.4gを195分間、45質量%次亜リン酸ナトリウム水溶液(以下「45%SHP」と称する)13.0gを18分間と更に続いて51.1gを162分間と2段階の供給速度で、それぞれ別々の供給経路を通じて先端ノズルより滴下した。それぞれの成分の滴下は、45%SHP以外は一定の滴下速度で連続的に行った。80%AAの滴下終了後、さらに30分間に渡って反応溶液を沸点還流状態に保持(熟成)して重合を完結せしめた。得られた重合体水溶液(1)の固形分は54.0%、重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し0.6質量%であった。
<製造例2>:重合体水溶液(2)の製造
還流冷却機、攪拌機(パドル翼)、温度計を備えた容量2.5リットルのSUS製セパラブルフラスコに、純水205.5gを仕込み(初期仕込)、攪拌下、沸点まで昇温した。次いで攪拌下、沸点還流状態の重合反応系中に80%AA512.5g(すなわち5.69mol)を180分間、アリルアルコール5EO176.1g(すなわち0.63mol)を150分間、15%NaPS31.7gを195分間、45%SHP15.0gを18分間と更に続いて59.1gを162分間と2段階の供給速度で、それぞれ別々の供給経路を通じて先端ノズルより滴下した。それぞれの成分の滴下は、45%SHP以外は一定の滴下速度で連続的に行った。80%AAの滴下終了後、さらに30分間に渡って反応溶液を沸点還流状態に保持(熟成)して重合を完結せしめた。得られた重合体水溶液(2)の固形分は62.4%、重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し0.6質量%であった。
<製造例3>:重合体水溶液(3)の製造
還流冷却機、攪拌機(パドル翼)、温度計を備えた容量2.5リットルのSUS製セパラブルフラスコに、純水158.0gを仕込み(初期仕込)、攪拌下、沸点まで昇温した。次いで攪拌下、沸点還流状態の重合反応系中に80%AA416.8g(すなわち4.63mol)を180分間、15%NaPS23.2gを195分間、45%SHP6.4gを18分間と更に続いて30.3gを192分間と2段階の供給速度で、それぞれ別々の供給経路を通じて先端ノズルより滴下した。それぞれの成分の滴下は、45%SHP以外は一定の滴下速度で連続的に行った。80%AAの滴下終了後、さらに30分間に渡って反応溶液を沸点還流状態に保持(熟成)して重合を完結せしめた。重合の完結後、反応溶液に80質量%ジエタノールアミン水溶液(以下「80%DEA」と称する)200.8g(アクリル酸の33mol%中和分)、45%SHP35.3gを攪拌下、滴下した。得られた重合体水溶液(3)の固形分は53.0%、重量平均分子量(Mw)は8200、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.6質量%であった。
<実施例1>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)80.66g、45%SHP3.21g、25%アンモニア水溶液0.27g(アクリル酸の1mol%中和分)、純水15.86gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(1)を得た。結合剤(1)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、9.2MPaであった。結合剤(1)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は5310であり、重量平均分子量(Mw)の増加率は8.4%であった。
結果を表1に示した。
<実施例2>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)80.66g、45%SHP3.21g、25%アンモニア水溶液0.54g(アクリル酸の2mol%中和分)、純水15.59gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(2)を得た。結合剤(2)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、9.1MPaであった。結合剤(2)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は5290であり、重量平均分子量(Mw)の増加率は8.0%であった。
結果を表1に示した。
<実施例3>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)80.66g、45%SHP3.21g、25%アンモニア水溶液0.95g(アクリル酸の3.5mol%中和分)、純水15.18gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(3)を得た。結合剤(3)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、9.1MPaであった。結合剤(3)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は5260であり、重量平均分子量(Mw)の増加率は7.3%であった。
結果を表1に示した。
<実施例4>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)80.66g、45%SHP3.21g、25%アンモニア水溶液1.35g(アクリル酸の5mol%中和分)、純水14.78gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(4)を得た。結合剤(4)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、8.7MPaであった。結合剤(4)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は5200であり、重量平均分子量(Mw)の増加率は6.1%だった。
結果を表1に示した。
<実施例5>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)80.66g、45%SHP3.21g、25%アンモニア水溶液2.70g(アクリル酸の10mol%中和分)、純水13.43gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(5)を得た。結合剤(5)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、8.3MPaであった。結合剤(5)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は5000であり、重量平均分子量(Mw)の増加率は2.0%だった。
結果を表1に示した。
<実施例6>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)80.66g、45%SHP3.21g、25%アンモニア水溶液5.40g(アクリル酸の20mol%中和分)、純水10.73gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(6)を得た。結合剤(6)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、8.5MPaであった。結合剤(6)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は4950であり、重量平均分子量(Mw)の増加率は1.0%だった。
結果を表1に示した。
<実施例7>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)80.66g、45%SHP3.21g、25%アンモニア水溶液13.51g(アクリル酸の50mol%中和分)、純水2.62gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(7)を得た。結合剤(7)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、5.8MPaであった。結合剤(7)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は4900であり、重量平均分子量(Mw)の増加はみられなかった。
結果を表1に示した。
<実施例8>
製造例2で得られた重合体水溶液(2)69.77g、45%SHP3.21g、25%アンモニア水溶液21.62g(アクリル酸の80mol%中和分)、純水5.40gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(8)を得た。結合剤(8)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、4.9MPaであった。結合剤(8)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は4900であり、重量平均分子量(Mw)の増加はみられなかった。
結果を表1に示した。
<実施例9>
製造例2で得られた重合体水溶液(2)69.77g、45%SHP3.21g、25%アンモニア水溶液24.32g(アクリル酸の90mol%中和分)、純水2.70gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(9)を得た。結合剤(9)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、4.8MPaであった。結合剤(9)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は4900であり、重量平均分子量(Mw)の増加はみられなかった。
結果を表1に示した。
<実施例10>
製造例2で得られた重合体水溶液(2)69.77g、45%SHP3.21g、25%アンモニア水溶液25.67g(アクリル酸の95mol%中和分)、純水1.35gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(10)を得た。結合剤(10)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、4.6MPaであった。結合剤(10)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は4900であり、重量平均分子量(Mw)の増加はみられなかった。
結果を表1に示した。
<実施例11>
製造例2で得られた重合体水溶液(2)69.77g、45%SHP3.21g、25%アンモニア水溶液27.02g(アクリル酸の100mol%中和分)をよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(11)を得た。結合剤(11)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、4.3MPaであった。結合剤(11)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は4900であり、重量平均分子量(Mw)の増加はみられなかった。
結果を表1に示した。
<実施例12>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)80.50g、45%SHP3.21g、48%水酸化ナトリウム水溶液0.33g(アクリル酸の1mol%中和分)、純水15.96gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(12)を得た。結合剤(12)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、9.1MPaであった。結合剤(12)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は5320であり、重量平均分子量(Mw)の増加率は8.6%であった。
結果を表1に示した。
<実施例13>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)80.09g、45%SHP3.22g、48%水酸化ナトリウム水溶液1.15g(アクリル酸の3.5mol%中和分)、純水15.54gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(13)を得た。結合剤(13)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、8.2MPaであった。結合剤13を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は5260であり、重量平均分子量(Mw)の増加率は7.3%であった。
結果を表1に示した。
<実施例14>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)79.38g、45%SHP3.22g、48%水酸化ナトリウム水溶液2.61g(アクリル酸の8mol%中和分)、純水14.80gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(14)を得た。結合剤(14)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、8.2MPaであった。結合剤(14)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は5080であり、重量平均分子量(Mw)の増加率は3.7%であった。
結果を表1に示した。
<実施例15>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)77.53g、45%SHP3.23g、48%水酸化ナトリウム水溶液6.37g(アクリル酸の20mol%中和分)、純水12.87gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(15)を得た。結合剤(15)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、8.0MPaであった。結合剤(15)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は4900であり、重量平均分子量(Mw)の増加はみられなかった。
結果を表1に示した。
<比較例1>
製造例1で得られた重合体水溶液(1)80.66g、45%SHP3.21g、純水16.13gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(C1)を得た。結合剤(C1)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は4900、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.8質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、9.1MPaであった。結合剤(C1)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は5700であり、重量平均分子量(Mw)の増加率は16.3%だった。
結果を表1に示した。
<比較例2>
製造例3で得られた重合体水溶液(3)80.00g、純水14.22gをよく攪拌し、有効成分45%の結合剤(C2)を得た。結合剤(C2)に含まれる重合体の重量平均分子量(Mw)は8200、SHPの含有量は重合体100質量%に対し3.6質量%だった。上述の方法で作成した試験片の機械強度を評価したところ、3.9MPaであった。結合剤(C2)を50℃の恒温層内で21日間保存した後の重量平均分子量(Mw)は8200であり、重量平均分子量(Mw)の増加はみられなかった。
結果を表1に示した。
Figure 0006602611
表1によれば、本発明の結合剤は、良好な保存安定性を発現し、ガラス繊維や粉末ガラスの優れた結合力を発現することが判る。
本発明の結合剤は、例えば、住宅用の断熱材用の結合剤として、有用に使用することができる。

Claims (2)

  1. 水酸基を有する重合体を含む結合剤であって、
    該重合体は、不飽和カルボン酸系単量体に由来する構造単位と、一般式(1)で表される構造単位とを含み、
    該重合体に含まれるカルボキシル基の0モル%を超えた量が中和されている、
    ガラス繊維または粉末ガラスの結合剤。
    Figure 0006602611
    (一般式(1)において、Rは、水素原子またはメチル基を表し、Rは、メチレン基、エチレン基、または直接結合を表し、Rは、同一または異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基(−R−O−)の平均付加モル数であって、2〜80の数を表す。)
  2. 前記重合体に含まれるカルボキシル基(カルボキシル基の塩やカルボキシル基の無水物を含む)と水酸基とのモル当量の比が、1:0.01〜1:3である、請求項1に記載の結合剤。
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JP4157853B2 (ja) * 2003-08-13 2008-10-01 ローム アンド ハース カンパニー 硬化性組成物およびバインダーとしての使用
JP5424084B2 (ja) * 2006-09-13 2014-02-26 東邦化学工業株式会社 新規なポリカルボン酸系重合体
JP5709520B2 (ja) * 2008-09-01 2015-04-30 株式会社日本触媒 疎水基含有共重合体及びその製造方法
JP2012207068A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Nippon Shokubai Co Ltd 新規重合体およびその製造方法
WO2013035795A1 (ja) * 2011-09-08 2013-03-14 日本ゼオン株式会社 二次電池用スラリー
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