JPWO2019216358A1 - 合成樹脂組成物、耐火材料、シーリング材、接着剤及び目地構造 - Google Patents
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Abstract
Description
合成樹脂としては、特に限定されない。合成樹脂としては、非硬化性樹脂又は硬化性樹脂の何れであってもよいが、硬化性樹脂が好ましい。非硬化性樹脂は、23℃及び1.01×105Pa(1気圧)において固体であることが好ましい。硬化性樹脂は、硬化後において、23℃及び1.01×105Pa(1気圧)にて固体であることが好ましい。
1液型硬化性樹脂としては、加水分解性シリル基を有する重合体、加水分解性イソシアネート基を有する重合体などが挙げられ、加水分解性シリル基を有する重合体を含むことが好ましい。加水分解性シリル基を含有する重合体は、水の存在下にて、加水分解性シリル基の加水分解性基が加水分解してシラノール基(−SiOH)を生成する。そして、シラノール基同士が脱水縮合して架橋構造が形成される。加水分解性イソシアネート基を有する重合体は、加水分解性イソシアネート基が水の存在下にて、二酸化炭素を生成しながら尿素結合(−NHCONH−)を生成して架橋構造を形成する。
加水分解性シリル基を有する重合体としては、特に限定されず、例えば、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド、加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体、加水分解性シリル基を有するシリコーン樹脂、加水分解性シリル基を有するウレタン樹脂、加水分解性シリル基を有するポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。加水分解性シリル基を有する重合体としては、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイドを含有していることが好ましく、加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド及び加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体を含有していることがより好ましい。なお、加水分解性シリル基を有する重合体は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイドに含有されている加水分解性シリル基は、アルコキシシリル基が好ましく、ジアルコキシシリル基がより好ましく、ジメトキシシリル基がより好ましく、プロピルジメトキシシリル基が特に好ましい。
加水分解性シリル基を有するアクリル系重合体に含有されている加水分解性シリル基としては、加水分解反応が穏やかであることから、アルコキシシリル基が好ましく、トリアルコキシシリル基がより好ましく、トリメトキシシリル基が特に好ましい。
シリコーン樹脂は、シロキサン結合(Si−O−Si)が繰り返して形成されてなる主鎖を有する重合体をいう。加水分解性シリル基を有するシリコーン樹脂は、シリコーン樹脂の主鎖に複数個の加水分解性シリル基を有している。加水分解性シリル基を有するシリコーン樹脂は、シリコーン樹脂の主鎖の両末端に加水分解性シリル基を有することが好ましい。加水分解性シリル基を有するシリコーン樹脂に含有されている加水分解性シリル基としては、オキシムシリル基が好ましく、ケトオキシムシリル基がより好ましい。
ウレタン樹脂は、ウレタン結合(−NHCOO−)が繰り返して形成されてなる主鎖を有する重合体をいう。加水分解性シリル基を有するウレタン樹脂は、ウレタン樹脂の主鎖に複数個の加水分解性シリル基を有している。加水分解性シリル基を有するウレタン樹脂は、ウレタン樹脂の主鎖の両末端に加水分解性シリル基を有することが好ましい。
ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などが挙げられる。加水分解性シリル基を有するポリオレフィン系樹脂は、ポリオレフィン系樹脂の主鎖に複数個の加水分解性シリル基を有している。加水分解性シリル基を有するポリオレフィン系樹脂は、ポリオレフィン系樹脂の主鎖の両末端に加水分解性シリル基を有することが好ましい。
加水分解性イソシアネート基を有する重合体としては、例えば、加水分解性イソシアネート基を有するウレタン樹脂などが挙げられる。ウレタン樹脂は、ウレタン結合(−NHCOO−)が繰り返して形成されてなる主鎖を有する重合体をいう。加水分解性イソシアネート基を有するウレタン樹脂は、ウレタン樹脂の主鎖に複数個の加水分解性イソシアネート基を有している。加水分解性イソシアネート基を有するウレタン樹脂は、ウレタン樹脂の主鎖の両末端に加水分解性イソシアネート基を有することが好ましい。ウレタン樹脂は、ポリエーテルポリオールを原料とするポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリエステルポリオールを原料とするポリエステル系ウレタン樹脂を含むが、これらの何れであってもよい。
2液硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、イソシアネート系重合体、グリシジル系重合体などが挙げられる。
合成樹脂組成物は、モース硬度が5以上である鉱物を含有している。モース硬度が5以上である鉱物としては、例えば、長石類、酸化鉄、酸化チタン、シリカ(SiO2)、石英、α−アルミナ、炭化珪素、炭化ホウ素などが挙げられ、長石類、酸化チタン、α−アルミナが好ましく、長石類、α−アルミナがより好ましく、長石類が特に好ましい。
合成樹脂組成物は、合成樹脂組成物の固形物の燃焼残渣において、鉱物同士を結合させるためにバインダー成分を含有している。
ガラスフリットを構成しているガラスとしては、たとえば、リン酸系ガラス、ホウ酸系ガラス、酸化ビスマス系ガラス、珪酸系ガラス、酸化ナトリウム系ガラスなどが挙げられ、リン酸系ガラス、ホウ酸系ガラスが好ましく、リン酸系ガラスがより好ましい。これらのガラスフリットは、B2O3、P2O5、ZnO、SiO2、Bi2O3、Al2O3、BaO、CaO、MgO、MnO2、ZrO2、TiO2、CeO2、SrO、V2O5、SnO2、Li2O、Na2O、K2O、CuO、Fe2O3などを所定の成分割合で調整して得ることができる。なお、ガラスフリットは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
ホウ酸化合物としては、特に限定されず、例えば、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アンモニウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、ホウ酸カルシウムなどが挙げられ、ホウ酸亜鉛が好ましい。
合成樹脂組成物は膨張剤を含有していてもよい。合成樹脂組成物の固形物は、建築構造物の壁部に形成された目地部などのシーリング部に充填されているが、例えば、壁部を構成している壁部材は火災時の熱によって収縮し、その結果、壁部材間に形成されている目地部が拡張する。
珪酸マグネシウムを含む化合物としては、特に限定されず、珪酸マグネシウムを含む天然化合物が挙げられ、例えば、セピオライト、アタパルジャイト、タルク、フォルステライト、ヒューマイト、エンスタタイト、クリノエンスタタイト、クリソタイルなどの珪酸マグネシウムを含む化合物、オルルマナイト、マグネシアアクシナイト、ディオプサイト、トレモライトなどの珪酸マグネシウムカルシウム類が挙げられ、セピオライト、アタパルジャイト、及びタルクが、燃焼残渣の強度を向上できる点でより好ましく、セピオライトがより好ましい。
炭酸カルシウムとしては、特に限定されず、例えば、コロイダル炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウムなどが挙げられ、コロイダル炭酸カルシウム及び重質炭酸カルシウムが好ましく、コロイダル炭酸カルシウムがより好ましい。
膨張黒鉛とは、天然黒鉛又は合成黒鉛を酸、酸化体、ハロゲン化物などのインターカラント材で処理して、層間化合物を作り、その粉体を急速加熱(1000〜1200℃)することによって黒鉛のc軸方向を約150〜700倍に膨張させて製造されたものである。
合成樹脂組成物は可塑剤を含有していることが好ましい。可塑剤としては、例えば、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジノルマルヘキシル、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)、フタル酸ジノルマルオクチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジイソウンデシル、及びフタル酸ビスブチルベンジルなどのフタル酸エステル;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラ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、テトラプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコールが挙げられる。なかでも、ポリアルキレングリコールが好ましく、ポリプロピレングリコールがより好ましい。可塑剤は、23℃及び1.01×105Pa(1気圧)において液状であることが好ましい。
合成樹脂組成物は、脱水剤をさらに含んでいるのが好ましい。脱水剤によれば、合成樹脂組成物を保存している際に、空気中などに含まれている水分によって合成樹脂組成物が硬化することを抑制することができる。
合成樹脂組成物は、シラノール縮合触媒を含有していることが好ましい。シラノール縮合触媒とは、合成樹脂が含有する加水分解性シリル基などが加水分解することにより形成されたシラノール基同士の脱水縮合反応を促進させるための触媒である。
合成樹脂組成物は、チキソ性付与剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、沈降防止剤、アミノシランカップリング剤、揺変剤及び溶剤など他の添加剤を含んでいてもよい。なかでも、チキソ性付与剤、紫外線吸収剤、及び酸化防止剤が好ましく挙げられる。
合成樹脂組成物は、ヒンダードアミン系光安定剤を含んでいることが好ましい。ヒンダードアミン系光安定剤によれば、硬化後に優れたゴム弾性をより長期間に亘って維持することができる合成樹脂組成物を提供することができる。
・加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド1(主鎖骨格がポリプロピレンオキサイドからなり且つ主鎖の末端にプロピルジメトキシシリル基を有するポリアルキレンオキサイド、1分子あたりのプロピルジメトキシシリル基の平均個数:2.1個、数平均分子量:20000、カネカ社製 商品名「MSポリマー S−303」)
・加水分解性シリル基を有するポリアルキレンオキサイド2(主鎖骨格がポリプロピレンオキサイドからなり且つ主鎖の末端にメチルジメトキシシシリル基を有するポリアルキレンオキサイド、1分子あたりのプロピルジメトキシシリル基の平均個数:2.1個、数平均分子量:15000、カネカ社製 商品名「カネカサイリルEST280」)
・加水分解性シリル基を有するアクリル系樹脂(主鎖骨格がメチルメタクリレート−ブチルアクリレート共重合体からなり且つ主鎖の一部にトリメトキシシリル基を有するアクリル系樹脂、1分子あたりのトリメトキシシリル基の平均個数:0.3個、重量平均分子量:4000、東亞合成社製 商品名「US−6150」)
・加水分解性シリル基を有するシリコーン樹脂(ケトオキシムシリル基を有するシリコーン樹脂、積水フーラー社製 商品名「セキスイシリコーンシーラント」)
・グリシジル系重合体1(エポキシ樹脂を含有する主剤(積水フーラー社製 商品名「ジョイナーW A剤」と、ポリオキシプロピレントリアミンを含有する硬化剤(積水フーラー社製 商品名「ジョイナーW B剤」とからなる2液型の硬化性樹脂)
・グリシジル系重合体2(エポキシ樹脂を含有する主剤(東亜合成社製 商品名「JER828」と、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールを含有するアミン系硬化剤とからなる2液型の硬化性樹脂)
・グリシジル系重合体3(エポキシ樹脂を含有する主剤(東亜合成社製 商品名「JER828」と、ケチミン化合物を含有する硬化剤(日東化成社製 商品名「エポニットK−100」)とからなる2液型の硬化性樹脂)
・イソシアネート系重合体(ジフェニルメタンジイソシアネートを含有する主剤(積水フーラー社製 商品名「#558」と、ひまし油系ポリオールを含有する硬化剤(積水フーラー社製 商品名「UX−B」とからなる2液型の硬化性樹脂)
・加水分解性イソシアネート基を有するウレタン樹脂1(ポリエステル系ポリウレタン樹脂、積水フーラー社製 商品名「#9611B」)
・加水分解性イソシアネート基を有するウレタン樹脂2(イソシアネート基を有するポリエーテル系ウレタン樹脂、積水フーラー社製 商品名「#500G」)
・ポリオレフィン系樹脂(ホットメルト接着剤、積水フーラー社製 商品名「JM−1733」)
・エマルジョン系重合体(モノマー単位として酢酸ビニルを主体とする水系接着剤(積水フーラー社製 商品名「エスダイン#5406」、固形分:45質量%)
・長石(モース硬度:6、平均粒子径:5μm、ネフェリンサイアナイト 白石カルシウム社製 商品名「ネスパー」)
・酸化チタン(モース硬度:7、平均粒子径:0.3μm、石原産業社製 商品名「CR−90」)
・α−アルミナ(モース硬度:9、平均粒子径:0.5μm、和光純薬工業社製 商品名「α−アルミナ」)
・ガラスフリット(リン酸系ガラス、日本フリット社製 「VY0144」、主成分:P2O5、AI2O3及びR2O、Rはアルカリ金属原子、軟化点:404℃)
・ホウ酸亜鉛(Rio Tinto Minerals Asia Pte Ltd社製 商品名「Fire brake 500」)
・コロイダル炭酸カルシウム(白石工業社製 商品名「CCR」、平均粒子径:80nm、モース硬度:3)
・珪酸マグネシウム水和物(セピオライト、昭和KDE製 商品名「ミルコンE−2」、平均粒子径:1μm、珪酸マグネシウム:97質量%、モース硬度:1)
・珪酸マグネシウム・アルミニウム(アタパルジャイト、サンオーシャン製 製品名「アタゲル#50」、平均粒子径:0.1μm、珪酸マグネシウム:97質量%、モース硬度:1)
・膨張黒鉛(エアーウォーター社製 商品名「TEG」、モース硬度:1)
・水酸化アルミニウム(NabaiTec社製 商品名「APYRAL AG」、モース硬度:3)
・水酸化マグネシウム(神島化学工業社製 商品名「マグシーズN−6」、モース硬度:3)
・シラノール縮合触媒(1,1,3,3−テトラブチル−1,3−ジラウリルオキシカルボニル−ジスタノキサン、日東化成社製 商品名「ネオスタンU−130」)
・脱水剤(ビニルトリメトキシシラン、日本ユニカ社製 商品名「NUCシリコーンA171」)
・アミノシランカップリング剤(N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、信越化学社製 商品名 KBM−603」)
・エポキシシランカップリング剤(信越化学社製 商品名「KBM−403」)
・ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤(BASFジャパン社製 製品名「チヌビン326」
・ヒンダードフェノール系酸化防止剤(BASFジャパン社製 製品名「イルガノックス1010」)
・NH型ヒンダードアミン系光安定剤(BASFジャパン社製 製品名「チヌビン770」
・揺変剤(脂肪酸アマイドワックス、楠本化成社製 製品名「ディスパロン#6500」)
・脂肪族アミン(ステアリルアミン)
・可塑剤(ポリプロピレングリコール、数平均分子量:3000)
・溶剤(イソプロピルアルコール)
合成樹脂、鉱物、バインダー成分、膨張剤及びその他の添加剤を表1〜6に示した配合量となるようにして、プラネタリーミキサーを用いて真空雰囲気下にて60分間に亘って均一になるまで混合することによって合成樹脂組成物を得た。なお、合成樹脂が2液硬化性樹脂である場合、主剤、鉱物、バインダー成分、膨張剤及び添加剤を混合して第1液とし、硬化剤を第2液とした。合成樹脂組成物は、第1液と第2液の2液型であった。合成樹脂組成物の第1液と第2液は使用直前に混合し、2液硬化性樹脂を硬化させた。なお、エマルジョン系重合体については、固形分の質量を記載した。
外壁材(旭化成社製 商品名「ALC」)を2枚用意した。2枚の外壁材をこれらの外壁材の対向面間の距離が10mmとなるように配設した。外壁材同士の隙間によってシーリング部を形成した。このシーリング部に合成樹脂組成物を充填し、23℃及び相対湿度50%にて28日間に亘って養生して試験体を形成した。試験体を800℃の雰囲気下にて20分間燃焼させた。隙間ゲージを用いて外壁材と合成樹脂組成物の燃焼残渣との隙間の寸法を測定した。隙間の寸法に基づいて下記基準に従って評価した。
A(0.5mm未満であった。)
B(0.5mm以上で且つ1.0mm未満であった。)
C(1.0mm以上であった。)
一辺が15cmの平面正方形状で且つ表面が平坦なタイルを4枚用意した。合成樹脂組成物を溶融状態とした上で、各タイルの裏面全面に合成樹脂組成物を100g/m2の塗布量で塗工した。
A(4枚のタイルは脱落せず且つ非常に強固に接着している状態であった。)
B(4枚のタイルは脱落していないが、手で触れると比較的容易に脱落する状態であった。)
C(1〜3枚のタイルが脱落した状態であった。)
D(4枚のタイルの全てが脱落した状態であった。)
本出願は、2018年5月8日に出願された日本国特許出願第2018−089675号、及び、2018年5月8日に出願された日本国特許出願第2018−089677号に基づく優先権を主張し、この出願の開示はその全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。
Claims (15)
- 合成樹脂を含有し、800℃の雰囲気下にて20分間燃焼させた後の燃焼残渣の強度が0.5N/mm2以上であることを特徴とする合成樹脂組成物。
- 合成樹脂と、モース硬度が5以上である鉱物と、バインダー成分とを含有することを特徴とする請求項1に記載の合成樹脂組成物。
- 合成樹脂が、硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の合成樹脂組成物。
- 硬化性樹脂が、加水分解性シリル基を有する重合体であることを特徴とする請求項3に記載の合成樹脂組成物。
- モース硬度が5以上である鉱物が、長石類であることを特徴とする請求項2〜4の何れか1項に記載の合成樹脂組成物。
- 長石類が、ネフェリンサイアナイトを含むことを特徴とする請求項5に記載の合成樹脂組成物。
- バインダー成分が、ガラスフリット及びホウ酸化合物から選ばれた少なくとも一種の化合物を含むことを特徴とする請求項2〜6の何れか1項に記載の合成樹脂組成物。
- 膨張剤を含有することを特徴とする請求項2〜7の何れか1項に記載の合成樹脂組成物。
- 膨張剤が、炭酸カルシウム及び/又は珪酸マグネシウムを含むことを特徴とする請求項8に記載の合成樹脂組成物。
- NPO法人住宅外壁テクニカルセンター規格JTC S−0001に準拠したI型試験体を23℃及び相対湿度50%にて28日養生した後の50%モジュラスが0.05〜0.40N/mm2であり且つ伸び率が400%以上であることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の合成樹脂組成物。
- 請求項1〜10の何れか1項に記載の合成樹脂組成物を含有することを特徴とする耐火材料。
- 請求項1〜10の何れか1項に記載の合成樹脂組成物を含有することを特徴とするシーリング材。
- 請求項1〜10の何れか1項に記載の合成樹脂組成物を含有することを特徴とする接着剤。
- せん断強度が1.0N/mm2以上であることを特徴とする請求項13に記載の接着剤。
- 建築構造物の壁部を構成している壁部材と、
上記壁部材間に形成された目地部に充填された、請求項12に記載のシーリング材又はその硬化物とを含むことを特徴とする目地構造。
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