JP7425438B2 - 軽量樹脂充填材及び軽量樹脂硬化物 - Google Patents
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Description
[1]熱硬化性樹脂組成物及び軽量骨材を含み、軽量骨材が、粒径0.5mm超5mm以下であり、且つ単位容積質量0.05~0.4kg/Lである軽量骨材Aと、粒径0.5mm以下であり、且つ単位容積質量0.4~0.8kg/Lである軽量骨材Bとを含み、軽量骨材の含有量が、熱硬化性樹脂組成物100質量部に対し、30~95質量部である、軽量樹脂充填材。
[2]軽量骨材A及び軽量骨材Bの質量比([軽量骨材Aの質量]/[軽量骨材Bの質量])が、0.5~4である、[1]に記載の軽量樹脂充填材。
[3]熱硬化性樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂である、[1]又は[2]に記載の軽量樹脂充填材。
[4]熱硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂希釈剤を更に含む、[3]に記載の軽量樹脂充填材。
[5]硬化剤を更に含む、[1]~[4]のいずれかに記載の軽量樹脂充填材。
[6]無機微粉末を更に含む、[1]~[5]のいずれかに記載の軽量樹脂充填材。
[7][1]~[6]のいずれかに記載の軽量樹脂充填材を硬化させた軽量樹脂硬化物。
[8]密度が0.45~1kg/Lである、[7]に記載の軽量樹脂硬化物。
[9]圧縮強度が10N/mm2以上である、[7]又は[8]に記載の軽量樹脂硬化物。
エポキシ樹脂の中でも、価格・強度のバランスが良い傾向にあるという観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が好ましい。
上記エポキシ樹脂の市販品としては、株式会社ADEKA製アデカレジンEP-4100シリーズ;三菱ケミカル製jER828、jER834、jER1001、DIC株式会社製EPICLON840、EPICLON850、EPICLON850-LC、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製エポトートYD-127、YD-128等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
低粘度化材料の中でも強度発現性に優れやすいという観点から、エポキシ樹脂希釈剤が好ましい。
エポキシ樹脂希釈剤に含まれるエポキシ基の数は、1つでも2つ以上でもよく、特に限定されるものではない。1つのエポキシ基を有する反応性希釈剤としては、例えば、n-ブチルグリシジルエーテル、C12-C14のアルキルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、スチレンオキシド、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、p-sec-ブチルフェニルグリシジルエーテル、t-ブチ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、3級カルボン酸グリシジルエステルが挙げられる。2つのエポキシ基を有する反応性希釈剤としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルが挙げられる。3つのエポキシ基を有する反応性希釈剤としては、例えば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテルが挙げられる。
低粘度化材料としては、流動性の確保と軽量樹脂硬化物の強度を両立しやすいという観点から、2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂希釈剤が好ましい。低粘度化材料の含有量は、熱硬化性樹脂100質量部に対し、0.1~200質量部であることが好ましく、10~100質量部であることがより好ましい。低粘度化材料の含有量が上記範囲内であれば、流動性の確保と軽量樹脂硬化物の強度を両立しやすい。
アミド系硬化剤を提供しうるアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、1,2-ジアミノプロパン、1,3-ジアミノプロパン、1,3-ジアミノブタン、1,4-ジアミノブタン、ヘキサメチレンジアミン等のアルキレンジアミン類;ジエチレントリアミン、トリエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン等のポリアルキルポリアミン類;1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ジアミノメチルシクロヘキサン、1,2-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-3,6-ジエチルシクロヘキサン、4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、4,4’-ジアミノジシクロヘキシルプロパン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)スルホン、4,4’-ジアミノジシクロヘキシルエーテル、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノジシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、ノルボルネンジアミン等の脂環式ポリアミン類;m-キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジエチルトルエンジアミン、1-メチル-3,5-ジエチル-2,4-ジアミンベンゼン、1-メチル-3,5-ジエチル-2,6-ジアミノベンゼン、1,3,5-トリエチル-2,6-ジアミノベンゼン、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,5,3’、5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ポリアミン類が挙げられる。
アミド系硬化剤を提供しうるカルボン酸化合物としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、コハク酸、グルタル酸、スベリン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、トリマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、テトラヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸等の脂肪族、芳香族又は脂環族多塩基酸が挙げられる。
アミド系硬化剤の市販品としては、例えば、株式会社ADEKA製、アデカハードナーEH-2300、EH-4602、EH-3427A、EH-4024W等、三菱ケミカル株式会社製jERキュアシリーズ等、DIC株式会社製LUCKAMIDEシリーズ等が挙げられるが、これらに限られるものではない。
アミド系硬化剤の含有量は、熱硬化性樹脂組成物100質量部に対し、0.1~200質量部であることが好ましく、10~150質量部であることがより好ましい。アミド系硬化剤の含有量が上記範囲内であれば、強度発現、常温における反応性、可使時間のバランスがより一層良いものとなる。
また、軽量樹脂硬化物の圧縮強度は、10N/mm2以上であることが好ましく、12N/mm2以上であることがより好ましく、15N/mm2以上であることが更に好ましい。
熱硬化性樹脂:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(製品名アデカレジンEP-4100E)
エポキシ樹脂希釈剤:1,6-ヘキサンジオール型エポキシ樹脂(製品名アデカグリシロールED-503)
硬化剤:ポリアミド系硬化剤(PMX-5165、活性水素当量80、粘度3,000mPa・s/25℃)
軽量骨材A:パーライト(平均粒径1.0mm(粒径0.5mm超5mm以下)、単位容積質量0.2kg/L)
軽量骨材B:パーライト(平均粒径0.3mm(粒径0.5mm以下)、単位容積質量0.6kg/L)
無機微粉末:ヒュームドシリカ
各材料を表1に示す割合として配合し、20℃恒温度試験室内にてハンドミキサ(回転速度1000rpm)で10分間混合し、軽量樹脂充填材を作製した。
流動性試験は軽量樹脂充填材を用いて評価を行った。密度及び圧縮強度試験は軽量樹脂充填材を硬化させて軽量樹脂硬化物を作製し、得られた軽量樹脂硬化物を用いて各種評価を行った。各結果を表1に示す。
・密度(単位容積質量)
軽量樹脂硬化物から10×10×4mmサイズの試験片を切り出し、その体積と密度を測定することにより密度(kg/L)を測定した。
・圧縮強度
軽量樹脂硬化物から10×10×4mmサイズの試験片を切り出し、20℃恒温度試験室内にて7日間養生した後、JIS K 7181:2011に準拠して圧縮強度を測定した。
・流動性
練混ぜが終了した軽量樹脂充填材を用い、JASS15 M-103に準拠してフロー値を測定した。
Claims (9)
- 熱硬化性樹脂組成物及び軽量骨材を含み、
前記軽量骨材が、5mmのふるいを通過し、0.5mmのふるいに残留する粒径を有し、且つ単位容積質量0.05~0.4kg/Lである軽量骨材Aと、0.5mmのふるいを通過する粒径を有し、且つ単位容積質量0.4~0.8kg/Lである軽量骨材Bとを含み、
前記軽量骨材の含有量が、前記熱硬化性樹脂組成物100質量部に対し、30~95質量部である、軽量樹脂充填材。 - 前記軽量骨材A及び前記軽量骨材Bの質量比([軽量骨材Aの質量]/[軽量骨材Bの質量])が、0.5~4である、請求項1に記載の軽量樹脂充填材。
- 前記熱硬化性樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂である、請求項1又は2に記載の軽量樹脂充填材。
- 前記熱硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂希釈剤を更に含む、請求項3に記載の軽量樹脂充填剤。
- 硬化剤を更に含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の軽量樹脂充填材。
- 無機微粉末を更に含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の軽量樹脂充填材。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の軽量樹脂充填材を硬化させた軽量樹脂硬化物。
- 密度が0.45~1kg/Lである、請求項7に記載の軽量樹脂硬化物。
- 圧縮強度が10N/mm2以上である、請求項7又は8に記載の軽量樹脂硬化物。
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