WO2020022050A1 - 樹脂組成物、蓄熱材、及び物品 - Google Patents

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WO2020022050A1
WO2020022050A1 PCT/JP2019/027180 JP2019027180W WO2020022050A1 WO 2020022050 A1 WO2020022050 A1 WO 2020022050A1 JP 2019027180 W JP2019027180 W JP 2019027180W WO 2020022050 A1 WO2020022050 A1 WO 2020022050A1
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WO
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resin composition
group
monomer
mass
heat storage
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PCT/JP2019/027180
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English (en)
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古川 直樹
森本 剛
晃 永井
弘 横田
温子 佐野
Original Assignee
日立化成株式会社
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition, a heat storage material, and an article.
  • the heat storage material is a material that can take out the stored energy as heat as needed. This heat storage material is used for applications such as air conditioning equipment, floor heating equipment, refrigerators, electronic components such as IC chips, interior and exterior materials for automobiles, automobile parts such as canisters, and heat insulation containers.
  • latent heat storage utilizing a phase change of a substance is widely used in terms of the amount of heat.
  • Water-ice is well known as a latent heat storage material.
  • Water-ice is a substance having a large amount of heat, but its phase change temperature is limited to 0 ° C. in the atmosphere, so that its application range is also limited. Therefore, paraffin is used as a latent heat storage material having a phase change temperature higher than 0 ° C. and 100 ° C. or less.
  • paraffin becomes liquid when it undergoes a phase change by heating, and there is a risk of ignition and ignition. Therefore, in order to use paraffin as a heat storage material, it is necessary to prevent the paraffin from leaking from the heat storage material, for example, by storing the paraffin in a closed container such as a bag, which limits the application field.
  • Patent Document 1 discloses a method using a gelling agent.
  • the gel produced by this method can maintain a gel-like molded body even after the paraffin phase change.
  • this method when used as a heat storage material, there is a possibility that liquid leakage, volatilization of the heat storage material, and the like may occur.
  • Patent Document 2 discloses a method using a hydrogenated conjugated diene copolymer.
  • the shape can be maintained near the melting or solidification temperature of the hydrocarbon compound.
  • phase separation occurs due to low compatibility, and liquid leakage of the hydrocarbon compound occurs.
  • Patent Document 3 discloses a method of microencapsulating a heat storage material.
  • the handleability is good irrespective of the phase change, but there is a concern that the heat storage material may seep out of the capsule in a high temperature range.
  • an object of the present invention is to provide a resin composition suitably used for a heat storage material. Another object of the present invention is to provide a heat storage material having an excellent heat storage amount.
  • the present inventors have conducted intensive studies and found that a resin composition containing a specific component is suitably used as a heat storage material, that is, a heat storage material formed by the resin composition has an excellent heat storage amount. And completed the present invention.
  • the present invention provides the following [1] to [11] in some aspects.
  • a monomer component containing a first monomer represented by the following formula (1) and a second monomer having a reactive group capable of copolymerizing with the first monomer and reacting with water is polymerized.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents an alkyl group having 12 to 30 carbon atoms.
  • R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 4 represents an alkyl group having 12 to 30 carbon atoms.
  • the resin composition according to [1], wherein the content of the first monomer is 60 parts by mass or more based on 100 parts by mass of the monomer component.
  • a resin composition suitably used for a heat storage material can be provided.
  • the resin composition according to one aspect of the present invention can easily obtain a cured product of the resin composition at room temperature (for example, 25 ° C.) without using a curing agent.
  • a heat storage material having an excellent heat storage amount can be provided.
  • the heat storage material according to one aspect of the present invention can suppress liquid leakage above the phase change temperature of the heat storage material and has excellent heat resistance.
  • (meth) acrylate means “acrylate” and the corresponding “methacrylate”
  • (meth) acryloyl means “acryloyl” and the corresponding “methacryloyl”.
  • the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are values measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions and determined using polystyrene as a standard substance.
  • GPC gel permeation chromatography
  • excellent in heat resistance means that the 1% weight loss temperature in TG-DTA measurement is 280 ° C. or higher.
  • the resin composition according to one embodiment contains an acrylic resin.
  • the acrylic resin is a polymer obtained by polymerizing a monomer component containing a first monomer and a second monomer.
  • the first monomer is represented by the following formula (1).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents an alkyl group having 12 to 30 carbon atoms.
  • the alkyl group represented by R 2 may be linear or branched.
  • the carbon number of the alkyl group represented by R 2 is preferably 12 to 28, more preferably 12 to 26, still more preferably 12 to 24, and particularly preferably 12 to 22.
  • the first monomer is an alkyl (meth) acrylate having a linear or branched alkyl group having 12 to 30 carbon atoms at the terminal of the ester group.
  • the first monomer include dodecyl (meth) acrylate (lauryl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate (stearyl (meth) acrylate), docosyl (meth) Acrylate (behenyl (meth) acrylate), tetracosyl (meth) acrylate, hexacosyl (meth) acrylate, octakosyl (meth) acrylate, etc.
  • the first monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • the first monomer is preferably dodecyl (meth) acrylate (lauryl (meth) acrylate), tetradecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate (stearyl (meth) acryle). G), and docosyl (meth) acrylate (behenyl (meth) acrylate) at least one selected from the group consisting of.
  • the content of the first monomer is preferably 60 parts by mass or more, more preferably 80 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the monomer component, from the viewpoint of obtaining a sufficient amount of heat storage when the heat storage material is formed. And may be, for example, 98 parts by mass or less.
  • the second monomer is a monomer (reactive monomer) that is copolymerizable with the first monomer and has a reactive group that can react with water.
  • the second monomer contains a group having an ethylenically unsaturated bond (ethylenically unsaturated group) so as to be copolymerizable with the first monomer.
  • the ethylenically unsaturated group include a (meth) acryloyl group, a vinyl group, an allyl group and the like.
  • the second monomer is preferably a monomer having a reactive group capable of reacting with water and a (meth) acryloyl group.
  • the reactive group in the second monomer can react with water at room temperature (for example, 25 ° C.).
  • the water may be, for example, the moisture contained in the air.
  • the reactive group in the second monomer is, for example, an alkoxysilyl group or an isocyanate group. That is, the second monomer is, for example, an alkoxysilyl group-containing monomer or an isocyanate group-containing monomer. Since the second monomer has a reactive group having the above-described properties, it can also be referred to as a moisture-curable or room-temperature-curable monomer.
  • the reactive group in the second monomer may be a monomer that can also react with a curing agent described later.
  • the second monomer is preferably a monomer represented by the following formula (3).
  • R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 6 represents a monovalent organic group having a reactive group capable of reacting with water, and preferably a monovalent organic group having an alkoxysilyl group or an isocyanate group. Represents a valent organic group.
  • R 6 is a monovalent organic group having an alkoxysilyl group
  • R 6 is represented by, for example, the following formula (4).
  • R 7 represents an alkylene group
  • R 8 , R 9 and R 10 each independently represent an alkoxy group or an alkyl group
  • * represents a bond.
  • At least one of R 8 , R 9 and R 10 is an alkoxy group. All of R 8 , R 9 and R 10 may be an alkoxy group, and one of R 8 , R 9 and R 10 may be an alkyl group and two may be an alkoxy group.
  • the alkylene group represented by R 7 may be linear or branched.
  • the alkylene group represented by R 7 may have, for example, 1 to 10, 1 to 8, 1 to 6, or 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkoxy groups represented by R 8 , R 9 or R 10 may be each independently linear or branched.
  • the carbon number of the alkoxy group may be, for example, 1 to 10, 1 to 8, 1 to 6, 1 to 4, or 1 to 2 independently.
  • the alkoxy group is preferably a methoxy group.
  • R 8 , R 9 and R 10 is an alkyl group
  • the alkyl group may be each independently linear or branched.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group may independently be, for example, 1 to 10, 1 to 8, 1 to 6, 1 to 4, or 1 to 2.
  • the alkyl group is preferably a methyl group.
  • the alkoxysilyl group in the alkoxysilyl group-containing monomer may be more specifically a trimethoxysilyl group, a triethoxysilyl group, a methyldimethoxysilyl group, a methyldiethoxysilyl group, or the like.
  • alkoxysilyl group-containing monomer represented by the formula (3) examples include 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 8-methacryloxyoctyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane. Ethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.
  • R 6 is a monovalent organic group having an isocyanate group
  • R 6 is represented by, for example, the following formula (5).
  • R 11 represents an alkylene group
  • * represents a bond.
  • the alkylene group represented by R 11 may be the same as the alkylene group represented by R 7 described above.
  • Examples of the isocyanate group-containing monomer represented by the formula (3) include 2-methacryloyloxyethyl isocyanate, 2-acryloyloxyethyl isocyanate, and the like.
  • the second monomer is preferably an alkoxysilyl group-containing monomer having an alkoxysilyl group as a reactive group, more preferably a trimethoxysilyl group-containing monomer, More preferred are (meth) acryl monomers containing a trimethoxysilyl group. It can also be said that the second monomer is a silane compound having a (meth) acryloyl group.
  • the content of the second monomer is 2 parts by mass or more, 3 parts by mass or more, 5 parts by mass or more, 7 parts by mass or more, or 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer component, from the viewpoint of excellent heat storage amount of the heat storage material. It may be at least 25 parts by mass, preferably at most 20 parts by mass, more preferably at most 15 parts by mass, further preferably at most 13 parts by mass, particularly preferably at most 10 parts by mass.
  • the monomer component may further contain other monomers as necessary in addition to the first monomer and the second monomer.
  • Other monomers include, for example, an alkyl group having less than 12 carbon atoms (1 to 11 carbon atoms) such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate as an ester group.
  • Terminal alkyl (meth) acrylates cycloalkyl (meth) acrylates having a cyclic hydrocarbon group at the terminal of an ester group, such as isobornyl (meth) acrylate and dicyclopentanyl (meth) acrylate;
  • ester group such as isobornyl (meth) acrylate and dicyclopentanyl (meth) acrylate
  • Other monomers are used alone or in combination of two or more.
  • the monomer component comprises a first monomer, a second monomer, and optionally, an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 11 carbon atoms at an end of an ester group, and a cyclic hydrocarbon. It contains only at least one third monomer selected from the group consisting of cycloalkyl (meth) acrylates having a group at the terminal of the ester group.
  • the monomer component does not contain a monomer other than the first monomer, the second monomer, and the third monomer (for example, a (meth) acrylic monomer having a siloxane skeleton).
  • the monomer component may, in one embodiment, contain only the first monomer and the second monomer, and in another embodiment, contain only the first monomer, the second monomer, and the third monomer. May be.
  • the acrylic resin is obtained by polymerizing a monomer component containing a first monomer, a second monomer, and other monomers used as needed.
  • the polymerization method can be appropriately selected from known polymerization methods such as various radical polymerizations, and may be, for example, a suspension polymerization method, a solution polymerization method, a bulk polymerization method, or the like.
  • a suspension polymerization method when the weight average molecular weight of the acrylic resin is increased (for example, to 200,000 or more), a suspension polymerization method is preferably used, and when the weight average molecular weight of the acrylic resin is reduced (for example, to 100,000 or less).
  • a solution polymerization method is used.
  • a monomer component as a raw material a polymerization initiator, a chain transfer agent added as necessary, water, a suspending agent and a reducing agent are mixed to prepare a dispersion.
  • the suspending agent examples include water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, methylcellulose and polyacrylamide, and poorly soluble inorganic substances such as calcium phosphate and magnesium pyrophosphate.
  • a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol is preferably used.
  • the amount of the suspending agent is preferably 0.005 to 1 part by mass, more preferably 0.01 to 0.07 part by mass, based on 100 parts by mass of the total amount of the monomer component as a raw material.
  • a molecular weight modifier such as a mercaptan compound, thioglycol, carbon tetrachloride, ⁇ -methylstyrene dimer and the like may be further added.
  • the polymerization temperature is preferably from 0 to 200 ° C, more preferably from 40 to 120 ° C, even more preferably from 50 to 110 ° C.
  • examples of the solvent used include aromatic solvents such as toluene and xylene, ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, and carbon tetrachloride. And alcohol solvents such as 2-propanol and 2-butanol.
  • the solid content concentration in the solution at the start of the solution polymerization is preferably from 40 to 70% by mass, more preferably from 50 to 60% by mass, from the viewpoint of the polymerizability of the obtained acrylic resin.
  • the polymerization temperature is preferably from 0 to 200 ° C, more preferably from 40 to 120 ° C, even more preferably from 50 to 110 ° C.
  • the polymerization initiator used in each polymerization method can be used without any particular limitation as long as it is a radical polymerization initiator.
  • examples of the radical polymerization initiator include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, di-t-butylperoxyhexahydroterephthalate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and 1,1-t-butylperoxy.
  • Organic peroxides such as -3,3,5-trimethylcyclohexane, t-butylperoxyisopropyl carbonate, azobisisobutyronitrile, azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azobiscyclohexanone-1- Examples include azo compounds such as carbonitrile and azodibenzoyl.
  • the amount of the polymerization initiator is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.05 parts by mass or more, and still more preferably 0 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total amount of the monomers, from the viewpoint of sufficiently polymerizing the monomers. .1 part by mass or more.
  • the amount of the polymerization initiator is such that the molecular weight of the acrylic resin is in a suitable range, the decomposition product is suppressed, and a suitable adhesive strength is obtained when used as a heat storage material. Parts by weight, preferably 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, and still more preferably 3 parts by weight or less.
  • the acrylic resin obtained as described above has a structural unit derived from the first monomer and a structural unit derived from the second monomer. That is, the resin composition according to one embodiment includes an acrylic resin containing a first structural unit (a structural unit derived from a first monomer) and a second structural unit (a structural unit derived from a second monomer). Contains resin.
  • the first structural unit is represented by the following formula (2).
  • R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 4 represents an alkyl group having 12 to 30 carbon atoms.
  • the alkyl group represented by R 4 may be linear or branched.
  • the carbon number of the alkyl group represented by R 4 is preferably 12 to 28, more preferably 12 to 26, still more preferably 12 to 24, and particularly preferably 12 to 22.
  • Examples of the alkyl group represented by R 4 include a dodecyl group (lauryl group), a tetradecyl group, a hexadecyl group, an octadecyl group (stearyl group), a docosyl group (behenyl group), a tetracosyl group, a hexacosyl group, and an octakosyl group.
  • the alkyl group represented by R 4 is preferably at least one selected from the group consisting of a dodecyl group (lauryl group), a tetradecyl group, an octadecyl group (stearyl group), and a docosyl group (behenyl group).
  • the acrylic resin contains one or more of these first structural units.
  • the content of the first structural unit is preferably 60 parts by mass or more, more preferably 80 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of all structural units constituting the acrylic resin, from the viewpoint of excellent heat storage amount of the heat storage material. And may be, for example, 98 parts by mass or less.
  • the second structural unit has a reactive group capable of reacting with water.
  • the reactive group is, for example, at least one group selected from the group consisting of an alkoxysilyl group and an isocyanate group.
  • the second structural unit is, for example, a structural unit derived from the above-described alkoxysilyl group-containing monomer or isocyanate group-containing monomer.
  • the acrylic resin contains one or more of these second structural units.
  • the second structural unit is preferably a structural unit represented by the following formula (6).
  • R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 13 represents a monovalent organic group having a reactive group capable of reacting with water described above.
  • the reactive group contained in the organic group represented by R 13 may be the above-described reactive group, preferably an alkoxysilyl group or an isocyanate group, and more preferably an alkoxysilyl group.
  • the second structural unit is preferably represented by the following formula (7).
  • R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 14 represents an alkylene group
  • R 15 , R 16 and R 17 each independently represent an alkoxy group or an alkyl group. At least one of R 15 , R 16 and R 17 is an alkoxy group. All of R 15 , R 16 and R 17 may be an alkoxy group, and one of R 15 , R 16 and R 17 may be an alkyl group and two may be an alkoxy group.
  • the alkylene group represented by R 14 may be linear or branched.
  • the alkylene group represented by R 14 may have, for example, 1 to 10, 1 to 8, 1 to 6, or 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkoxy groups represented by R 15 , R 16 or R 17 may be each independently linear or branched.
  • the carbon number of the alkoxy group may be, for example, 1 to 10, 1 to 8, 1 to 6, 1 to 4, or 1 to 2 independently.
  • the alkoxy group is preferably a methoxy group.
  • R 15 , R 16 and R 17 is an alkyl group
  • the alkyl group may be each independently linear or branched.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group may independently be, for example, 1 to 10, 1 to 8, 1 to 6, 1 to 4, or 1 to 2.
  • the alkyl group is preferably a methyl group.
  • the second structural unit is preferably represented by the following formula (8).
  • R 12 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 18 represents an alkylene group.
  • the alkylene group represented by R 18 may be the same as the alkylene group represented by R 14 described above.
  • the content of the second structural unit is 2 parts by mass or more and 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all structural units constituting the acrylic resin from the viewpoint of obtaining a sufficient amount of heat storage when the heat storage material is formed. As mentioned above, it may be 5 parts by mass or more, 7 parts by mass or more, or 8 parts by mass or more, may be 25 parts by mass or less, preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and still more preferably 13 parts by mass or less. It is at most 10 parts by mass, particularly preferably at most 10 parts by mass.
  • the acrylic resin may further contain other structural units, if necessary, in addition to the first structural unit and the second structural unit.
  • Other structural units may be structural units derived from the other monomers described above.
  • the acrylic resin includes a first structural unit, a second structural unit, and, if necessary, an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 11 carbon atoms at an end of an ester group, and a cyclic compound. It contains only a third structural unit derived from at least one monomer selected from the group consisting of cycloalkyl (meth) acrylates having a hydrocarbon group at the terminal of the ester group.
  • the acrylic resin is a structural unit other than the first structural unit, the second structural unit, and the third structural unit (for example, a structural unit derived from a (meth) acrylic monomer having a siloxane skeleton). Not contained.
  • the acrylic resin may contain only the first structural unit and the second structural unit.
  • the acrylic resin may include the first structural unit, the second structural unit, and the third structural unit. It may contain only units.
  • the acrylic resin may be any of a random copolymer, a block copolymer, and a graft copolymer.
  • the content of the acrylic resin is preferably 50 parts by mass or more, more preferably 70 parts by mass or more, and still more preferably 80 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the resin composition, from the viewpoint of excellent heat storage amount of the heat storage material. is there.
  • the content of the acrylic resin may be 100 parts by mass or less, 99.5 parts by mass or less, or 99.3 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the resin composition.
  • the resin composition may further contain a catalyst from the viewpoint of facilitating the curing at room temperature (curing by moisture).
  • the catalyst include a catalyst containing aluminum or tin.
  • the catalyst containing aluminum include, for example, aluminum complexes such as bis (ethylacetoacetato) (2,4-pentanedionato) aluminum.
  • the catalyst containing tin include dibutyltin dilaurate.
  • bis (ethylacetoacetato) (2,4-pentanedionato) aluminum is preferably used when the above-mentioned reactive group is an alkoxysilyl group, and when the reactive group is an isocyanate group.
  • dibutyltin dilaurate are preferably used.
  • the resin composition may further contain a curing agent from the viewpoint of further suppressing liquid leakage and volatilization of the heat storage material and further improving heat resistance.
  • the curing agent is a curing agent that can react with a reactive group contained in the second monomer (second structural unit). Examples of the curing agent include an isocyanate-based curing agent, a phenol-based curing agent, an amine-based curing agent, an imidazole-based curing agent, an acid anhydride-based curing agent, and a carboxylic acid-based curing agent. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.
  • isocyanate-based curing agent examples include tolylene diisocyanate (2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate or a mixture thereof) (TDI), phenylene diisocyanate (m- or p-phenylene diisocyanate, or a mixture thereof).
  • TDI tolylene diisocyanate (2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate or a mixture thereof)
  • phenylene diisocyanate m- or p-phenylene diisocyanate, or a mixture thereof.
  • TODI 4,4′-toluidine diiso
  • PDI pentamethylene diisocyanate
  • phenolic curing agent examples include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, 4,4′-biphenylphenol, tetramethylbisphenol A, dimethylbisphenol A, tetramethylbisphenol F, dimethylbisphenol F, tetramethylbisphenol S, dimethyl Bisphenol S, tetramethyl-4,4'-biphenol, dimethyl-4,4'-biphenylphenol, 1- (4-hydroxyphenyl) -2- [4- (1,1-bis- (4-hydroxyphenyl) Ethyl) phenyl] propane, 2,2′-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-butylidene-bis (3-methyl-6-tert-butylphenol), trishydroxyphenylmethane , Res Phenols having a fluorene skeleton such as 1,1-di-4-hydroxyphenylfluorene; phenols having a fluorene skeleton such as 1,1-di
  • amine-based curing agent examples include aromatic compounds such as diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiphenylether, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 1,5-diaminonaphthalene, and m-xylylenediamine.
  • aromatic compounds such as diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiphenylether, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 1,5-diaminonaphthalene, and m-xylylenediamine.
  • Aliphatic amines such as amine, ethylenediamine, diethylenediamine, isophoronediamine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, and polyetherd
  • imidazole-based curing agent examples include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, -Benzyl-2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 2,3-dihydro -1H-pyrrolo- [1,2-a] benzimidazole, 2,4-diamino-6 (2'-methylimidazole (1 ')) ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6 (2'- Undecyl imidazole (1 ′)) ethyl-s-triazin
  • acid anhydride-based curing agent examples include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, ethylene glycol trimellitic anhydride, biphenyltetracarboxylic anhydride, and the like.
  • Aromatic carboxylic acid anhydrides azelaic acid, sebacic acid, anhydrides of aliphatic carboxylic acids such as dodecanedioic acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, nadic anhydride, hetonic anhydride, Alicyclic carboxylic acid anhydrides such as hymic acid anhydrides are exemplified.
  • carboxylic acid-based curing agent examples include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and the like.
  • the content of the curing agent may be 0.01 part by mass or more and 10 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the resin composition.
  • the resin composition may not contain a curing agent. Even in this case, since the second structural unit in the acrylic resin has a reactive group capable of reacting with water, the acrylic resin hardens by reacting with, for example, moisture contained in the air. Can be. That is, it can be said that the resin composition is a moisture-curable (moisture-curable) resin composition.
  • the resin composition may further contain other additives as necessary.
  • additives include, for example, a curing accelerator, an antioxidant, a coloring agent, a filler, a crystal nucleating agent, a heat stabilizer, a heat conductive material, a plasticizer, a foaming agent, a flame retardant, a vibration damping agent, and the like.
  • Other additives are used alone or in combination of two or more.
  • the resin composition at 90 ° C. may be solid or liquid.
  • the viscosity at 90 ° C. of the resin composition is preferably 100 Pa ⁇ s or less, more preferably 50 Pa ⁇ s or less, and still more preferably 20 Pa ⁇ s, from the viewpoint of excellent fluidity and handling properties. Or less, particularly preferably 10 Pa ⁇ s or less.
  • the resin composition has a viscosity of preferably 100 Pa ⁇ s or less, more preferably 50 Pa ⁇ s or less, further preferably 20 Pa ⁇ s or less, particularly preferably 10 Pa ⁇ s at the melting point of the acrylic resin + 20 ° C. It has the following viscosity.
  • the viscosity at 90 ° C. of the resin composition or the viscosity at the melting point of the acrylic resin + 20 ° C. may be, for example, 0.5 Pa ⁇ s or more.
  • the viscosity of the resin composition means a value measured based on JIS Z # 8803, specifically, a value measured with an E-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., PE-80L). I do.
  • the calibration of the viscometer can be performed based on JIS Z 8809-JS14000.
  • the melting point of the acrylic resin means a value measured by the method described in Examples.
  • the resin composition described above is suitably used as a heat storage material by curing the resin composition (preferable as a resin composition for a heat storage material).
  • the resin composition can be cured at room temperature (for example, 25 ° C.). That is, the heat storage material according to one embodiment includes a cured product of the above-described resin composition. In this heat storage material, the cured product of the acrylic resin functions as a component having heat storage properties. Therefore, in one embodiment, the heat storage material (resin composition) includes, for example, a latent heat storage material used in a conventional heat storage material. It is not necessary to include the heat storage capsules provided, and even in this case, an excellent heat storage amount can be obtained.
  • the heat storage material (the cured product of the resin composition described above) can be used in various fields.
  • Heat storage materials include, for example, air-conditioning equipment (improving the efficiency of air-conditioning equipment) in automobiles, buildings, public facilities, underground malls, etc., pipes in factories (heat storage of pipes), automobile engines (heat insulation around the engines), and electronic components. (Prevention of temperature rise of electronic parts), used for fibers of underwear.
  • the heat storage material (the cured product of the above-described resin composition) stores heat of the heat source by being disposed so as to be in thermal contact with a heat source that generates heat in each use. be able to. That is, one embodiment of the present invention is an article including a heat source and a heat storage material (a cured product of the above-described resin composition) provided to be in thermal contact with the heat source.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of an article provided with a heat storage material.
  • the article 1 includes a heat source 2 and a heat storage material 3 provided to be in thermal contact with the heat source 2.
  • the heat storage material 3 may be disposed so as to be in thermal contact with at least a part of the heat source 2, and a part of the heat source 2 may be exposed as shown in FIG. You may arrange
  • the heat storage material 3 is in thermal contact with the heat source 2
  • the heat source 2 and the heat storage material 3 may be in direct contact with each other, and another member (for example, having a thermal conductivity between the heat source 2 and the heat storage material 3). May be arranged.
  • the heat storage material 3 when the heat storage material 3 is used together with an air conditioner (or a part thereof), a pipe, or an automobile engine as the heat source 2, the heat storage material 3 is in thermal contact with these heat sources 2, so that the heat source 2 The heat generated from the heat storage material 2 is stored in the heat storage material 3, and the heat source 2 is easily maintained at a certain temperature or higher (heat is maintained).
  • the heat storage material 3 When the heat storage material 3 is used as a fiber for underwear, the heat storage material 3 stores heat generated from the human body as the heat source 2, so that the user can feel warmth for a long time.
  • the heat generated in the electronic component can be stored by being arranged so as to be in thermal contact with the electronic component.
  • the heat stored in the heat storage material can be gradually released, and the heat generated in the electronic components can be rapidly discharged to the outside. It can be suppressed from being released (locally high temperature near the electronic component).
  • the heat storage material 3 may be arranged in the heat source 2 after forming a cured product into a sheet (film).
  • the resin composition is solid at 90 ° C.
  • the sheet-like heat storage material 3 is obtained, for example, by heating and melting the resin composition and molding. That is, in one embodiment, the method for manufacturing the heat storage material 3 includes a step of forming a resin composition by heating and melting the same (molding step).
  • the molding in the molding step may be injection molding, compression molding or transfer molding.
  • the heat storage material 3 does not require a casing, and the heat storage material 3 alone can be attached to an object to be mounted, wound, or mounted in various states.
  • the cured product of the above-described resin composition can be used for purposes other than heat storage materials.
  • the cured product is suitably used for forming, for example, a water-repellent material, an anti-frost material, a refractive index adjusting material, a lubricant, an adsorbent, a thermosetting stress relieving material, or a low dielectric material.
  • the water repellent material, the frost preventive material, the refractive index adjusting material, the lubricant, the adsorbent, the thermosetting stress relieving material, and the low dielectric material may each include, for example, a cured product of the above-described resin composition.
  • the polymerization rate was calculated from the specific gravity of the produced resin while sampling during the reaction, and after confirming that the polymerization rate was 80% or more, the temperature was raised to 70 ° C., and the reaction was further performed for 2 hours. Thereafter, the product in the reactor was cooled, the product was taken out, washed with water, dehydrated, and dried to obtain an acrylic resin 1A.
  • the acrylic resins 1B to 1F were synthesized in the same manner as in the synthesis example of the acrylic resin 1A, except that the monomer components were changed to the monomer components shown in Table 1.
  • the acrylic resins 2B to 2F were synthesized in the same manner as in the synthesis example of the acrylic resin 2A, except that the monomer components were changed to the monomer components shown in Table 2.
  • Table 2 shows the melting points of the obtained acrylic resins.
  • the acrylic resins 2H to 2K were synthesized in the same manner as in the synthesis example of the acrylic resin 2G, except that the monomer components were changed to the monomer components shown in Table 3.
  • Table 3 shows the melting points of the obtained acrylic resins.
  • the melting point of the acrylic resin was measured as follows. Using a differential scanning calorimeter (Perkin Elmer, model number DSC8500), the temperature was raised to 100 ° C. at 20 ° C./min, kept at 100 ° C. for 3 minutes, and then lowered to ⁇ 30 ° C. at a rate of 10 ° C./min. The temperature was lowered, then kept at ⁇ 30 ° C. for 3 minutes, and then heated again to 100 ° C. at a rate of 10 ° C./min to measure the thermal behavior of the acrylic resin and calculate the melting peak as the melting point of the acrylic resin. .
  • lauryl acrylate is manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.
  • tetradecyl acrylate is manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
  • butyl acrylate is manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • stearyl acrylate and behenyl acrylate are manufactured by NOF Corporation.
  • Example 1-1 15 g of the acrylic resin 1A, 0.015 g of bis (ethylacetoacetate) 2,4-pentanedionato) aluminum (concentration: 76%, 2-propanol solution) as a catalyst, and 20 g of methyl ethyl ketone as a solvent were mixed. A resin composition was prepared. The resin composition is applied on a polyethylene terephthalate (PET) film, dried by heating at 80 ° C. for 30 minutes, and then cured at room temperature for 24 hours, and then the PET film is removed. I got
  • Examples 1-2 to 1-6 A heat storage material was produced in the same manner as in Example 1-1, except that the composition of the resin composition was changed as shown in Table 4.
  • Example 2-1 15 g of acrylic resin 2A and 0.015 g of bis (ethylacetoacetato) (2,4-pentanedionato) aluminum (76% concentration in 2-propanol solution) as a catalyst were mixed to obtain a resin composition. .
  • the viscosity at 90 ° C. of the resin composition was measured using an E-type viscometer (PE-80L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) based on JIS Z8803. Table 5 shows the results.
  • the resin composition was filled into a 10 cm ⁇ 10 cm ⁇ 1 mm formwork (SUS plate) and cured at room temperature for 24 hours to obtain a sheet-like heat storage material having a thickness of 1 mm.
  • Example 2-2 to 2-6 Except that the composition of the resin composition was changed as shown in Table 5, the measurement of the viscosity of the resin composition and the production of the heat storage material were carried out in the same manner as in Example 2-1. Table 5 shows the results.
  • Example 2--7 15 g of acrylic resin 2G and 0.015 g of dibutyltin dilaurate as a catalyst were mixed to obtain a resin composition.
  • the viscosity at 90 ° C. of the resin composition was measured using an E-type viscometer (PE-80L, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) based on JIS Z8803. Table 6 shows the results.
  • the resin composition was filled into a 10 cm ⁇ 10 cm ⁇ 1 mm formwork (SUS plate) and cured at room temperature for 24 hours to obtain a sheet-like heat storage material having a thickness of 1 mm.
  • Examples 2-8 to 2-11 Except that the composition of the resin composition was changed as shown in Table 6, the viscosity of the resin composition was measured and the heat storage material was produced in the same manner as in Example 2-7. Table 6 shows the results.
  • Each heat storage material produced in the example was measured using a differential scanning calorimeter (manufactured by PerkinElmer, model number DSC8500), and the melting point and the heat storage amount were calculated. Specifically, the temperature is raised to 100 ° C. at a rate of 20 ° C./min, maintained at 100 ° C. for 3 minutes, and then lowered at a rate of 10 ° C./min to ⁇ 30 ° C. The temperature was raised again to 100 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and the thermal behavior was measured. The melting peak was set as the melting point of the heat storage material, and the area was set as the heat storage amount. The results are shown in Tables 4 to 6. When the heat storage amount is 30 J / g or more, it can be said that the heat storage amount is excellent.
  • the aluminum complex is bis (ethylacetoacetate) (2,4-pentanedionato) aluminum (concentration 76% in 2-propanol) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the tin catalyst is dilauric acid.
  • Dibutyltin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is shown.
  • the heat storage material of the embodiment is excellent in heat storage amount, and also excellent in heat resistance, and can suppress liquid leakage and volatilization.
  • the heat storage materials of Examples 2-1 to 2-11 are obtained by curing a liquid resin composition, they are advantageous in that they can be applied to members having complicated shapes.

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Abstract

本発明の一側面は、下記式(1)で表される第1のモノマーと、第1のモノマーと共重合可能であり、水と反応可能な反応性基を有する第2のモノマーとを含むモノマー成分を重合させてなるアクリル樹脂を含有する、樹脂組成物を提供する。式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数12~30のアルキル基を表す。

Description

樹脂組成物、蓄熱材、及び物品
 本発明は、樹脂組成物、蓄熱材、及び物品に関する。
 蓄熱材は、蓄えたエネルギーを必要に応じて熱として取り出すことのできる材料である。この蓄熱材は、空調設備、床暖房設備、冷蔵庫、ICチップ等の電子部品、自動車内外装材、キャニスター等の自動車部品、保温容器などの用途で利用されている。
 蓄熱の方式としては、物質の相変化を利用した潜熱蓄熱が、熱量の大きさの点から広く利用されている。潜熱蓄熱物質としては、水-氷がよく知られている。水-氷は、熱量の大きい物質であるが、相変化温度が大気下において0℃と限定されてしまうため、適用範囲も限定されてしまう。そのため、0℃より高く100℃以下の相変化温度を有する潜熱蓄熱物質として、パラフィンが利用されている。しかし、パラフィンは加熱により相変化すると液体になり、引火及び発火の危険性がある。そのため、パラフィンを蓄熱材に用いるためには、袋等の密閉容器中に収納するなどして、蓄熱材からパラフィンが漏えいすることを防ぐ必要があり、適用分野の制限を受ける。
 パラフィンを含む蓄熱材を改良する方法として、例えば特許文献1には、ゲル化剤を用いる方法が開示されている。この方法で作られるゲルは、パラフィンの相変化後もゲル状の成形体を保つことが可能である。しかし、この方法では、蓄熱材として使用する際に液漏れ、蓄熱材の揮発等が起こる可能性がある。
 また、別の改良方法として、例えば特許文献2には、水添共役ジエン共重合体を用いる方法が開示されている。この方法では、炭化水素化合物の融解又は凝固温度近辺では形状保持が可能であるが、更に高温になると、相溶性が低いため相分離を発生して、炭化水素化合物の液漏れが発生する。
 また、別の改良方法として、例えば特許文献3には、蓄熱材をマイクロカプセル化する方法が開示されている。この方法では、蓄熱材がカプセル化されているため、相変化に関わらずハンドリング性は良好であるが、高温域においては、カプセルからの蓄熱材の滲み出しの懸念がある。
特開2000-109787号公報 特開2014-95023号公報 特開2005-23229号公報
 本発明は、一側面において、蓄熱材に好適に用いられる樹脂組成物を提供することを目的とする。本発明は、他の一側面において、蓄熱量に優れる蓄熱材を提供することを目的とする。
 本発明者らは、鋭意研究を行った結果、特定の成分を含有する樹脂組成物が蓄熱材に好適に用いられること、すなわち、当該樹脂組成物により形成された蓄熱材が蓄熱量に優れることを見出し、本発明を完成させた。本発明は、いくつかの側面において、下記の[1]~[11]を提供する。
[1] 下記式(1)で表される第1のモノマーと、第1のモノマーと共重合可能であり、水と反応可能な反応性基を有する第2のモノマーとを含むモノマー成分を重合させてなるアクリル樹脂を含有する、樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数12~30のアルキル基を表す。]
[2] 下記式(2)で表される第1の構造単位と、水と反応可能な反応性基を有する第2の構造単位とを含むアクリル樹脂を含有する、樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数12~30のアルキル基を表す。]
[3] 反応性基がアルコキシシリル基又はイソシアネート基である、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4] 第1のモノマーの含有量が、モノマー成分100質量部に対して60質量部以上である、[1]に記載の樹脂組成物。
[5] 第2のモノマーの含有量が、モノマー成分100質量部に対して25質量部以下である、[1]又は[4]に記載の樹脂組成物。
[6] 第1の構造単位の含有量が、アクリル樹脂を構成する全構造単位100質量部に対して60質量部以上である、[2]に記載の樹脂組成物。
[7] 第2の構造単位の含有量が、アクリル樹脂を構成する全構造単位100質量部に対して25質量部以下である、[2]又は[6]に記載の樹脂組成物。
[8] アクリル樹脂の含有量が、樹脂組成物100質量部に対して50質量部以上である、[1]~[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[9] 蓄熱材の形成に用いられる、[1]~[8]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[10] [1]~[9]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物を含む、蓄熱材。
[11] 熱源と、熱源と熱的に接触するように設けられた、[1]~[9]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物と、を備える、物品。
 本発明の一側面によれば、蓄熱材に好適に用いられる樹脂組成物を提供することができる。加えて、本発明の一側面に係る樹脂組成物は、硬化剤を使用しなくとも、室温下(例えば25℃)で容易に樹脂組成物の硬化物を得ることができる。本発明の他の一側面によれば、蓄熱量に優れる蓄熱材を提供することができる。加えて、本発明の一側面に係る蓄熱材は、蓄熱材の相変化温度以上において液漏れを抑制でき、耐熱性にも優れている。
蓄熱材を備える物品の一実施形態を示す模式断面図である。
 以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
 本明細書における「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及びそれに対応する「メタクリレート」を、「(メタ)アクリロイル」とは、「アクリロイル」及びそれに対応する「メタクリロイル」を意味する。
 本明細書における重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて以下の条件で測定され、ポリスチレンを標準物質として決定される値を意味する。
・測定機器:HLC-8320GPC(製品名、東ソー(株)製)
・分析カラム:TSKgel SuperMultipore HZ-H(3本連結)(製品名、東ソー(株)製)
・ガードカラム:TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H(製品名、東ソー(株)製)
・溶離液:THF
・測定温度:25℃
 本明細書において、「耐熱性に優れる」とは、TG-DTA測定における1%重量減少温度が280℃以上であることを意味する。
 一実施形態に係る樹脂組成物は、アクリル樹脂を含有する。アクリル樹脂は、第1のモノマー及び第2のモノマーを含むモノマー成分を重合させてなる重合体である。
 第1のモノマーは、下記式(1)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数12~30のアルキル基を表す。
 Rで表されるアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。Rで表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは12~28、より好ましくは12~26、更に好ましくは12~24、特に好ましくは12~22である。
 第1のモノマーは、言い換えれば、炭素数12~30の直鎖状又は分岐状のアルキル基をエステル基の末端に有するアルキル(メタ)アクリレートである。第1のモノマーとしては、例えば、ドデシル(メタ)アクリレート(ラウリル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート(ステアリル(メタ)アクリレート)、ドコシル(メタ)アクリレート(ベヘニル(メタ)アクリレート)、テトラコシル(メタ)アクリレート、ヘキサコシル(メタ)アクリレート、オクタコシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの第1のモノマーは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。第1のモノマーは、好ましくは、ドデシル(メタ)アクリレート(ラウリル(メタ)アクリレート)、テトラデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート(ステアリル(メタ)アクリレート)、及びドコシル(メタ)アクリレート(ベヘニル(メタ)アクリレート)からなる群より選ばれる少なくとも1種である。
 第1のモノマーの含有量は、蓄熱材を形成した際に充分な蓄熱量が得られる観点から、モノマー成分100質量部に対して、好ましくは60質量部以上、より好ましくは80質量部以上であり、例えば98質量部以下であってよい。
 第2のモノマーは、第1のモノマーと共重合可能であり、水と反応可能な反応性基を有するモノマー(反応性モノマー)である。第2のモノマーは、第1のモノマーと共重合可能なように、エチレン性不飽和結合を有する基(エチレン性不飽和基)を含んでいる。エチレン性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等が挙げられる。第2のモノマーは、好ましくは、水と反応可能な反応性基及び(メタ)アクリロイル基を有するモノマーである。
 第2のモノマーにおける反応性基は、室温下(例えば25℃)で、水と反応し得る。水は、例えば空気中に含まれる湿気であってもよい。第2のモノマーにおける反応性基は、例えば、アルコキシシリル基又はイソシアネート基である。すなわち、第2のモノマーは、例えば、アルコキシシリル基含有モノマー又はイソシアネート基含有モノマーである。第2のモノマーは、上述の性質を有する反応性基を有するため、湿気硬化型又は室温硬化型のモノマーということもできる。第2のモノマーにおける反応性基は、後述する硬化剤とも反応し得るモノマーであってもよい。
 第2のモノマーは、好ましくは、下記式(3)で表されるモノマーである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは、上述した水と反応可能な反応性基を有する1価の有機基を表し、好ましくは、アルコキシシリル基又はイソシアネート基を有する1価の有機基を表す。
 Rがアルコキシシリル基を有する1価の有機基である場合、Rは、例えば下記式(4)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
式中、Rはアルキレン基を表し、R、R及びR10は、それぞれ独立にアルコキシ基又はアルキル基を表し、*は結合手を表す。R、R及びR10のうち少なくとも1つは、アルコキシ基である。R、R及びR10の全てがアルコキシ基であってよく、R、R及びR10のうち1つがアルキル基であり2つがアルコキシ基であってもよい。
 Rで表されるアルキレン基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。Rで表されるアルキレン基の炭素数は、例えば、1~10、1~8、1~6、又は1~4であってよい。
 R、R又はR10で表されるアルコキシ基は、それぞれ独立に、直鎖状であっても分岐状であってもよい。アルコキシ基の炭素数は、それぞれ独立に、例えば、1~10、1~8、1~6、1~4、又は1~2であってよい。アルコキシ基は、好ましくはメトキシ基である。
 R、R及びR10のいずれかがアルキル基である場合、当該アルキル基は、それぞれ独立に、直鎖状であっても分岐状であってもよい。アルキル基の炭素数は、それぞれ独立に、例えば、1~10、1~8、1~6、1~4、又は1~2であってよい。アルキル基は、好ましくはメチル基である。
 アルコキシシリル基含有モノマーにおけるアルコキシシリル基は、より具体的には、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、メチルジエトキシシリル基等であってよい。
 式(3)で表されるアルコキシシリル基含有モノマーとしては、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、8-メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
 Rがイソシアネート基を有する1価の有機基である場合、Rは、例えば下記式(5)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
式中、R11はアルキレン基を表し、*は結合手を表す。
 R11で表されるアルキレン基は、上述のRで表されるアルキレン基と同様であってよい。
 式(3)で表されるイソシアネート基含有モノマーとしては、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート等が挙げられる。
 これらの第2のモノマーは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。第2のモノマーは、室温下での硬化を容易にする観点から、好ましくは、反応性基としてアルコキシシリル基を有するアルコキシシリル基含有モノマーであり、より好ましくはトリメトキシシリル基含有モノマーであり、更に好ましくはトリメトキシシリル基含有(メタ)アクルモノマーである。第2のモノマーは、(メタ)アクリロイル基を有するシラン化合物であるということもできる。
 第2のモノマーの含有量は、蓄熱材の蓄熱量に優れる観点から、モノマー成分100質量部に対して、2質量部以上、3質量部以上、5質量部以上、7質量部以上、又は8質量部以上であってよく、25質量部以下であってよく、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは13質量部以下、特に好ましくは10質量部以下である。
 モノマー成分は、第1のモノマー及び第2のモノマーに加えて、必要に応じてその他のモノマーを更に含有することができる。その他のモノマーは、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等の炭素数12未満(炭素数1~11)のアルキル基をエステル基の末端に有するアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート等の環状炭化水素基をエステル基の末端に有するシクロアルキル(メタ)アクリレート;などが挙げられる。その他のモノマーは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
 モノマー成分は、一実施形態において、第1のモノマーと、第2のモノマーと、必要に応じて、炭素数1~11のアルキル基をエステル基の末端に有するアルキル(メタ)アクリレート及び環状炭化水素基をエステル基の末端に有するシクロアルキル(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種の第3のモノマーのみを含有する。言い換えれば、モノマー成分は、一実施形態において、第1のモノマー、第2のモノマー及び第3のモノマー以外のモノマー(例えばシロキサン骨格を有する(メタ)アクリルモノマー)を含有しない。モノマー成分は、一実施形態において、第1のモノマーと第2のモノマーのみを含有してよく、他の一実施形態において、第1のモノマーと第2のモノマーと第3のモノマーのみを含有してよい。
 アクリル樹脂は、第1のモノマー、第2のモノマー及び必要に応じて用いられるその他のモノマーを含むモノマー成分を重合させることにより得られる。重合方法は、各種ラジカル重合等の公知の重合方法から適宜選択でき、例えば、懸濁重合法、溶液重合法、塊状重合法等であってよい。重合方法としては、アクリル樹脂の重量平均分子量を大きく(例えば200000以上に)する場合には、好ましくは懸濁重合法が用いられ、アクリル樹脂の重量平均分子量を小さく(例えば100000以下に)する場合には、好ましくは溶液重合法が用いられる。
 懸濁重合法を用いる場合には、原料となるモノマー成分、重合開始剤、必要に応じて添加される連鎖移動剤、水、懸濁剤及び還元剤を混合し、分散液を調製する。
 懸濁剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリアクリルアミド等の水溶性高分子、リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム等の難溶性無機物質などが挙げられる。これらの中でも、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子が好ましく用いられる。
 懸濁剤の配合量は、原料であるモノマー成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.005~1質量部、より好ましくは0.01~0.07質量部である。懸濁重合法を用いる場合、必要に応じて、メルカプタン系化合物、チオグリコール、四塩化炭素、α-メチルスチレンダイマー等の分子量調整剤を更に添加してもよい。重合温度は、好ましくは0~200℃、より好ましくは40~120℃、更に好ましくは50~110℃である。
 溶液重合法を用いる場合、使用する溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、四塩化炭素等の塩素系溶剤、2-プロパノール、2-ブタノール等のアルコール系溶媒などが挙げられる。溶液重合開始時の溶液における固形分濃度は、得られるアクリル樹脂の重合性の観点から、好ましくは40~70質量%、より好ましくは50~60質量%である。重合温度は、好ましくは0~200℃、より好ましくは40~120℃、更に好ましくは50~110℃である。
 各重合法において用いられる重合開始剤は、ラジカル重合開始剤であれば、特に制限なく使用することができる。ラジカル重合開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ジ-t-ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、1,1-t-ブチルパーオキシ-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、t-ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサノン-1-カルボニトリル、アゾジベンゾイル等のアゾ化合物などが挙げられる。
 重合開始剤の配合量は、モノマーを十分に重合させる観点から、モノマーの総量100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、更に好ましくは0.1質量部以上である。重合開始剤の配合量は、アクリル樹脂の分子量が好適な範囲になると共に、分解生成物を抑制し、及び蓄熱材として使用した際に好適な接着強度が得られる観点から、モノマーの総量100質量部に対して、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である。
 以上のようにして得られるアクリル樹脂は、第1のモノマーに由来する構造単位と第2のモノマーに由来する構造単位を有している。すなわち、一実施形態に係る樹脂組成物は、第1の構造単位(第1のモノマーに由来する構造単位)と、第2の構造単位(第2のモノマーに由来する構造単位)とを含むアクリル樹脂を含有する。
 第1の構造単位は、下記式(2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数12~30のアルキル基を表す。
 Rで表されるアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。Rで表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは12~28、より好ましくは12~26、更に好ましくは12~24、特に好ましくは12~22である。Rで表されるアルキル基としては、例えば、ドデシル基(ラウリル基)、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基(ステアリル基)、ドコシル基(ベヘニル基)、テトラコシル基、ヘキサコシル基、オクタコシル基等が挙げられる。Rで表されるアルキル基は、好ましくは、ドデシル基(ラウリル基)、テトラデシル基、オクタデシル基(ステアリル基)、及びドコシル基(ベヘニル基)からなる群より選ばれる少なくとも1種である。アクリル樹脂は、これらの第1の構造単位の1種又は2種以上を含んでいる。
 第1の構造単位の含有量は、蓄熱材の蓄熱量に優れる観点から、アクリル樹脂を構成する全構造単位100質量部に対して、好ましくは60質量部以上、より好ましくは80質量部以上であり、例えば98質量部以下であってよい。
 第2の構造単位は、水と反応可能な反応性基を有している。反応性基は、例えば、アルコキシシリル基又はイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも1種の基である。第2の構造単位は、例えば、上述したアルコキシシリル基含有モノマー又はイソシアネート基含有モノマーに由来する構造単位である。アクリル樹脂は、これらの第2の構造単位の1種又は2種以上を含んでいる。
 第2の構造単位は、好ましくは、下記式(6)で表される構造単位である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
式中、R12は水素原子又はメチル基を表し、R13は上述した水と反応可能な反応性基を有する1価の有機基を表す。R13で表される有機基に含まれる反応性基は、上述した反応性基であってよく、好ましくはアルコキシシリル基又はイソシアネート基であり、より好ましくはアルコキシシリル基である。
 R13で表される有機基に含まれる反応性基がアルコキシシリル基である場合、第2の構造単位は、好ましくは、下記式(7)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
式中、R12は水素原子又はメチル基を表し、R14はアルキレン基を表し、R15、R16及びR17は、それぞれ独立に、アルコキシ基又はアルキル基を表す。R15、R16及びR17のうち少なくとも1つは、アルコキシ基である。R15、R16及びR17の全てがアルコキシ基であってよく、R15、R16及びR17のうち1つがアルキル基であり2つがアルコキシ基であってもよい。
 R14で表されるアルキレン基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。R14で表されるアルキレン基の炭素数は、例えば、1~10、1~8、1~6、又は1~4であってよい。
 R15、R16又はR17で表されるアルコキシ基は、それぞれ独立に、直鎖状であっても分岐状であってもよい。アルコキシ基の炭素数は、それぞれ独立に、例えば、1~10、1~8、1~6、1~4、又は1~2であってよい。アルコキシ基は、好ましくはメトキシ基である。
 R15、R16及びR17のいずれかがアルキル基である場合、当該アルキル基は、それぞれ独立に、直鎖状であっても分岐状であってもよい。アルキル基の炭素数は、それぞれ独立に、例えば、1~10、1~8、1~6、1~4、又は1~2であってよい。アルキル基は、好ましくはメチル基である。
 R13で表される有機基に含まれる反応性基がイソシアネート基である場合、第2の構造単位は、好ましくは、下記式(8)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
式中、R12は水素原子又はメチル基を表し、R18はアルキレン基を表す。
 R18で表されるアルキレン基は、上述のR14で表されるアルキレン基と同様であってよい。
 第2の構造単位の含有量は、蓄熱材を形成した際に充分な蓄熱量を得られる観点から、アクリル樹脂を構成する全構造単位100質量部に対して、2質量部以上、3質量部以上、5質量部以上、7質量部以上、又は8質量部以上であってよく、25質量部以下であってよく、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは13質量部以下、特に好ましくは10質量部以下である。
 アクリル樹脂は、第1の構造単位及び第2の構造単位に加えて、必要に応じてその他の構造単位を更に含有することができる。その他の構造単位は、上述したその他のモノマーに由来する構造単位であってよい。
 アクリル樹脂は、一実施形態において、第1の構造単位と、第2の構造単位と、必要に応じて、炭素数1~11のアルキル基をエステル基の末端に有するアルキル(メタ)アクリレート及び環状炭化水素基をエステル基の末端に有するシクロアルキル(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマーに由来する第3の構造単位のみを含有する。言い換えれば、アクリル樹脂は、一実施形態において、第1の構造単位、第2の構造単位及び第3の構造単位以外の構造単位(例えばシロキサン骨格を有する(メタ)アクリルモノマーに由来する構造単位)を含有しない。アクリル樹脂は、一実施形態において、第1の構造単位と第2の構造単位のみを含有してよく、他の一実施形態において、第1の構造単位と第2の構造単位と第3の構造単位のみを含有してよい。
 アクリル樹脂は、ランダム共重合体、ブロック共重合体又はグラフト共重合体のいずれであってもよい。
 アクリル樹脂の含有量は、蓄熱材の蓄熱量に優れる観点から、樹脂組成物100質量部に対して、好ましくは50質量部以上、より好ましくは70質量部以上、更に好ましくは80質量部以上である。アクリル樹脂の含有量は、樹脂組成物100質量部に対して、100質量部以下、99.5質量部以下又は99.3質量部以下であってよい。
 樹脂組成物は、室温下における硬化(湿気による硬化)を進行させやすくする観点から、触媒を更に含有してもよい。触媒としては、例えば、アルミニウム又はスズを含有する触媒が挙げられる。アルミニウムを含有する触媒としては、例えば、ビス(エチルアセトアセタト)(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム等のアルミニウム錯体が挙げられる。スズを含有する触媒としては、ジラウリン酸ジブチルスズ等が挙げられる。触媒としては、上述した反応性基がアルコキシシリル基である場合は、ビス(エチルアセトアセタト)(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウムが好ましく用いられ、反応性基がイソシアネート基である場合は、ジラウリン酸ジブチルスズが好ましく用いられる。
 樹脂組成物は、蓄熱材の形成に用いられる場合に、蓄熱材の液漏れ及び揮発をより抑制し、耐熱性を更に向上させる観点から、硬化剤を更に含有してもよい。硬化剤は、第2のモノマー(第2の構造単位)に含まれる反応性基と反応し得る硬化剤である。硬化剤としては、例えば、イソシアネート系硬化剤、フェノール系硬化剤、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、カルボン酸系硬化剤等が挙げられる。これらの硬化剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いられてよい。
 イソシアネート系硬化剤としては、例えば、トリレンジイソシアネート(2,4-若しくは2,6-トリレンジイソシアネート、又はその混合物)(TDI)、フェニレンジイソシアネート(m-若しくはp-フェニレンジイソシアネート、又はその混合物)、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’-、2,4’-若しくは2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、又はその混合物)(MDI)、4,4’-トルイジンジイソシアネート(TODI)、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(1,3-若しくは1,4-キシリレンジイソシアネート、又はその混合物)(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(1,3-若しくは1,4-テトラメチルキシリレンジイソシアネート、又はその混合物)(TMXDI)、ω,ω’-ジイソシアネート-1,4-ジエチルベンゼンなどが挙げられる。イソシアネート系硬化剤としては、トリメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、ブチレンジイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、1,2-ブチレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート)、1,5-ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,4,4-又は2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6-ジイソシアネートメチルカプエート等の脂肪族ジイソシアネート、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,3-シクロペンテンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート(1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート)、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート)(IPDI)、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(4,4’-、2,4’-又は2,2’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、これらのtrans,trans-体、trans,cis-体、cis,cis-体、又はその混合物)(H12MDI)、メチルシクロヘキサンジイソシアネート(メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネート)、ノルボルナンジイソシアネート(各種異性体又はその混合物)(NBDI)、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(1,3-若しくは1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン又はその混合物)(H6XDI)等の脂環族ジイソシアネートなども挙げられる。
 フェノール系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、4,4’-ビフェニルフェノール、テトラメチルビスフェノールA、ジメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、ジメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールS、ジメチルビスフェノールS、テトラメチル-4,4’-ビフェノール、ジメチル-4,4’-ビフェニルフェノール、1-(4-ヒドロキシフェニル)-2-[4-(1,1-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)エチル)フェニル]プロパン、2,2’-メチレン-ビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、トリスヒドロキシフェニルメタン、レゾルシノール、ハイドロキノン、ピロガロール、ジイソプロピリデン骨格を有するフェノール類;1,1-ジ-4-ヒドロキシフェニルフルオレン等のフルオレン骨格を有するフェノール類;クレゾール類;エチルフェノール類;ブチルフェノール類;オクチルフェノール類;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ナフトール類等の各種フェノールを原料とするノボラック樹脂、キシリレン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ビフェニル骨格含有フェノールノボラック樹脂、フルオレン骨格含有フェノールノボラック樹脂、フラン骨格含有フェノールノボラック樹脂等の各種ノボラック樹脂などが挙げられる。
 アミン系硬化剤としては、例えば、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、ジアミノジフェニルエーテル、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、o-フェニレンジアミン、1,5-ジアミノナフタレン、m-キシリレンジアミン等の芳香族アミン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、イソフォロンジアミン、ビス(4-アミノ-3-メチルジシクロヘキシル)メタン、ポリエーテルジアミン等の脂肪族アミン;ジシアンジアミド、1-(o-トリル)ビグアニド等のグアニジン類などが挙げられる。
 イミダゾール系硬化剤としては、例えば、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ-[1,2-a]ベンズイミダゾール、2,4-ジアミノ-6(2’-メチルイミダゾール(1’))エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6(2’-ウンデシルイミダゾール(1’))エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6(2’-エチル-4-メチルイミダゾール(1’))エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6(2’-メチルイミダゾール(1’))エチル-s-トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2-メチルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-3,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニル-3,5-ジシアノエトキシメチルイミダゾール等が挙げられる。
 酸無水物系硬化剤としては、例えば、フタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールトリメリット酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸無水物等の芳香族カルボン酸無水物;アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の脂肪族カルボン酸の無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、ナジック酸無水物、ヘット酸無水物、ハイミック酸無水物等の脂環式カルボン酸無水物等が挙げられる。
 カルボン酸系硬化剤としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等が挙げられる。
 硬化剤の含有量は、樹脂組成物100質量部に対して、0.01質量部以上であってよく、10質量部以下であってよい。
 樹脂組成物は、硬化剤を含有しなくてもよい。この場合であっても、アクリル樹脂中の第2の構造単位が水と反応し得る反応性基を有しているため、アクリル樹脂は、例えば空気中に含まれる湿気と反応して硬化することができる。つまり、樹脂組成物は、湿気硬化性を有する(湿気硬化型の)樹脂組成物であるともいえる。
 樹脂組成物は、必要に応じて、その他の添加剤を更に含有することができる。その他の添加剤としては、例えば、硬化促進剤、酸化防止剤、着色剤、フィラー、結晶核剤、熱安定剤、熱伝導材、可塑剤、発泡剤、難燃剤、制振剤等が挙げられる。その他の添加剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
 樹脂組成物は、90℃において、固体状であっても液体状であってもよい。
 樹脂組成物が液状である場合、樹脂組成物の90℃における粘度は、流動性及びハンドリング性に優れる観点から、好ましくは100Pa・s以下、より好ましくは50Pa・s以下、更に好ましくは20Pa・s以下、特に好ましくは10Pa・s以下である。同様の観点から、樹脂組成物は、アクリル樹脂の融点+20℃において、粘度は、好ましくは100Pa・s以下、より好ましくは50Pa・s以下、更に好ましくは20Pa・s以下、特に好ましくは10Pa・s以下の粘度を有している。樹脂組成物の90℃における粘度又はアクリル樹脂の融点+20℃における粘度は、例えば0.5Pa・s以上であってよい。
 樹脂組成物の粘度は、JIS Z 8803に基づいて測定された値を意味し、具体的には、E型粘度計(東機産業(株)製、PE-80L)により測定された値を意味する。なお、粘度計の校正は、JIS Z 8809-JS14000に基づいて行うことができる。また、アクリル樹脂の融点は、実施例に記載の方法で測定された値を意味する。
 以上説明した樹脂組成物は、該樹脂組成物を硬化させることにより蓄熱材として好適に用いられる(蓄熱材用樹脂組成物として好適である)。樹脂組成物は、室温下(例えば25℃)で硬化させることができる。すなわち、一実施形態に係る蓄熱材は、上述した樹脂組成物の硬化物を含んでいる。この蓄熱材では、アクリル樹脂の硬化物が蓄熱性を有する成分として機能するため、蓄熱材(樹脂組成物)は、一実施形態において、例えば従来の蓄熱材に用いられるような潜熱蓄熱材が内包された蓄熱カプセルを含んでいなくてもよく、この場合であっても優れた蓄熱量が得られる。
 蓄熱材(上述した樹脂組成物の硬化物)は、様々な分野に活用され得る。蓄熱材は、例えば、自動車、建築物、公共施設、地下街等における空調設備(空調設備の効率向上)、工場等における配管(配管の蓄熱)、自動車のエンジン(当該エンジン周囲の保温)、電子部品(電子部品の昇温防止)、下着の繊維などに用いられる。
 これらの各用途において、蓄熱材(上述した樹脂組成物の硬化物)は、各用途で熱を発生させる熱源に対して熱的に接触するように配置されることにより、当該熱源の熱を蓄えることができる。つまり、本発明の一実施形態は、熱源と、熱源と熱的に接触するように設けられた蓄熱材(上述した樹脂組成物の硬化物)と、を備える物品である。
 図1は、蓄熱材を備える物品の一実施形態を示す模式断面図である。図1に示すように、物品1は、熱源2と、熱源2と熱的に接触するように設けられた蓄熱材3と、を備える。蓄熱材3は、熱源2の少なくとも一部に熱的に接触するように配置されていればよく、図1に示すように熱源2の一部が露出していてもよいし、熱源2の表面全体が覆われるように配置されてもよい。蓄熱材3が熱源2に熱的に接触していれば、熱源2と蓄熱材3とは直接接していてもよく、熱源2と蓄熱材3との間に他の部材(例えば熱伝導性を有する部材)が配置されてもよい。
 例えば、蓄熱材3が、熱源2としての空調設備(又はその部品)、配管、又は自動車のエンジンと共に用いられる場合、蓄熱材3がこれらの熱源2と熱的に接触していることにより、熱源2から生じた熱を蓄熱材3が蓄え、熱源2が一定以上の温度に保たれやすくなる(保温される)。蓄熱材3が下着の繊維として使用される場合、熱源2としての人体から生じた熱を蓄熱材3が蓄えるため、長時間に亘り温かさを感じることができる。
 例えば、蓄熱材3が、熱源2としての電子部品と共に用いられる場合、電子部品と熱的に接触するように配置されることにより、電子部品で生じた熱を蓄えることができる。この場合、例えば、蓄熱材を放熱部材と熱的に更に接触するように配置すれば、蓄熱材に蓄えられた熱を徐々に放出することができ、電子部品で生じた熱が急激に外部に放出される(電子部品近傍が局所的に高温になる)ことを抑制できる。
 蓄熱材3は、硬化物をシート状(フィルム状)に形成してから、熱源2に配置されてもよい。樹脂組成物が90℃において固体状である場合、シート状の蓄熱材3は、例えば、樹脂組成物を加熱溶融して成形することによって得られる。すなわち、蓄熱材3の製造方法は、一実施形態において、樹脂組成物を加熱溶融して成形する工程(成形工程)を備えている。成形工程における成形は、射出成形、圧縮成形又はトランスファー成形であってよい。この場合、蓄熱材3は、ケーシングを必要とせず、蓄熱材3単独でも、取り付ける対象物に貼り付けられたり、巻き付けられたり、様々な状態で取り付けられることが可能である。
 他の一実施形態においては、上述した樹脂組成物の硬化物は、蓄熱材用途以外にも用いることができる。硬化物は、例えば、撥水材、防霜材、屈折率調整材、潤滑材、吸着材、熱硬化応力緩和材又は低誘電材の形成に好適に用いられる。撥水材、防霜材、屈折率調整材、潤滑材、吸着材、熱硬化応力緩和材及び低誘電材は、それぞれ、例えば上述した樹脂組成物の硬化物を含んでいてよい。
 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[アクリル樹脂の合成]
 実施例1-1~1-6で用いたアクリル樹脂1A~1Fは、以下のとおり、公知の懸濁重合方法により合成した。
(アクリル樹脂1Aの合成例)
 撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、排出管及び加熱ジャケットから構成された500mLフラスコを反応器とし、フラスコ内に窒素を100mL/分で流した。
 次に、モノマーとしてテトラデシルアクリレート80g、ブチルアクリレート10g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン10gを混合し、重合開始剤として過酸化ラウロイルを0.41g、連鎖移動剤としてn-オクチルメルカプタンを0.12g更に添加し、溶解させて混合物を得た。そして、当該混合物に対し、水201.3g(混合物100質量部に対して、200質量部)、懸濁剤としてポリビニルアルコール(PVA)0.2g(混合物100質量部に対して、0.02質量部)、還元剤としてアスコルビン酸0.1gを加えて、分散液を調製した。
 続いて、窒素を流して溶存酸素を1ppm以下としたフラスコ(反応器)内に当該分散液を供給し、反応器内温度50℃、撹拌回転数250回/分で撹拌しながら加熱し、4時間反応させた。反応中にサンプリングしながら生成した樹脂の比重から重合率を算出し、重合率が80%以上であることを確認した後、70℃まで昇温して、更に2時間反応させた。その後、反応器内の生成物を冷却し、当該生成物を取り出して、水洗、脱水、乾燥して、アクリル樹脂1Aを得た。
 アクリル樹脂1B~1Fについては、モノマー成分を表1に示すモノマー成分に変更した以外は、アクリル樹脂1Aの合成例と同様の方法で合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
[アクリル樹脂の合成]
 以下のとおり、公知の溶液重合方法により、実施例2-1~2-6で用いたアクリル樹脂2A~2Fを合成した。
(アクリル樹脂2Aの合成例)
 撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、排出管及び加熱ジャケットから構成された500mLフラスコを反応器とし、モノマーとしてテトラデシルアクリレート80g、ブチルアクリレート10g、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン10g、溶媒として2-プロパノール81.8gを混合し、反応器に加え、室温下(25℃)、撹拌回転数250回/分で撹拌し、1時間、窒素を100mL/分で流した。その後、30分かけて70℃に昇温し、昇温完了後、アゾビスイソブチロニトリル0.28gをメチルエチルケトン2mlに溶解した溶液を反応器に添加し、反応を開始させた。その後、反応器内温度70℃で撹拌し、5時間反応させた。その後、アゾビスイソブチロニトリル0.05gをメチルエチルケトン2mLに溶解した溶液を反応器に添加し、15分かけて90℃まで昇温し、更に2時間反応させた。その後、溶媒を除去、乾燥し、アクリル樹脂2Aを得た。
 アクリル樹脂2B~2Fについては、モノマー成分を表2に示すモノマー成分に変更した以外は、アクリル樹脂2Aの合成例と同様の方法で合成した。得られた各アクリル樹脂の融点を表2に示す。
(アクリル樹脂2Gの合成例)
 撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、排出管及び加熱ジャケットから構成された500mLフラスコを反応器とし、反応器に溶媒としてトルエン117.4gを加え、室温下(25℃)、撹拌回転数200回/分で撹拌し、30分間、窒素を100mL/分で流した。その後、30分かけて110℃に昇温し、昇温完了後、あらかじめ混合しておいたモノマーとしてステアリルアクリレート170g、ブチルアクリレート20g、2-イソシアナトエチルメタクリレート10g、開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル2gの混合液を2時間30分かけて滴下した。その後、反応器内温度110℃で撹拌し、1時間反応させた。その後、アゾビスイソブチロニトリル0.05gをトルエン2mLに溶解した溶液を反応器に添加し、更に2時間反応させた。その後、溶媒を除去、乾燥し、アクリル樹脂2Gを得た。
 アクリル樹脂2H~2Kについては、モノマー成分を表3に示すモノマー成分に変更した以外は、アクリル樹脂2Gの合成例と同様の方法で合成した。得られた各アクリル樹脂の融点を表3に示す。
 アクリル樹脂の融点は、以下のとおり測定した。
 示差走査熱量測定計(パーキンエルマー社製、型番DSC8500)を用いて、20℃/分で100℃まで昇温し、100℃で3分間保持した後、10℃/分の速度で-30℃まで降温し、次いで-30℃で3分間保持した後、10℃/分の速度で100℃まで再び昇温することによって、アクリル樹脂の熱挙動を測定し、融解ピークをアクリル樹脂の融点として算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 なお、ラウリルアクリレートは大阪有機化学工業(株)製、テトラデシルアクリレートは東京化成工業(株)製、ブチルアクリレートは和光純薬工業(株)製、ステアリルアクリレート、ベヘニルアクリレートは日油(株)製、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、8-メタクリロキシオクチルトリメトキシシランは信越化学工業(株)製、2-イソシアナトエチルメタクリレートは昭和電工(株)製を用いた。
[蓄熱材の作製]
(実施例1-1)
 アクリル樹脂1Aを15g、触媒として、ビス(エチルアセトアセタト)2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム(濃度76%、2-プロパノ-ル溶液)を0.015g、溶媒としてメチルエチルケトン20gを混合し、樹脂組成物を調製した。樹脂組成物をポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に塗布し、80℃で30分間加熱乾燥させ、次いで、室温下、24時間養生してからPETフィルムを除去し、厚さ100μmのフィルム状の蓄熱材を得た。
(実施例1-2~1-6)
 樹脂組成物の組成を表4に示すとおりに変更した以外は、実施例1-1と同様の方法で蓄熱材を作製した。
(実施例2-1)
 アクリル樹脂2Aを15g、触媒として、ビス(エチルアセトアセタト)(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム(濃度76%2-プロパノ-ル溶液)を0.015g混合し、樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の90℃における粘度を、E型粘度計(東機産業(株)製、PE-80L)を用いて、JIS Z 8803に基づいて測定した。結果を表5に示す。
 次に、樹脂組成物を10cm×10cm×1mmの型枠(SUS板)中に充填し、室温下で24時間養生し、厚さ1mmのシート状の蓄熱材を得た。
(実施例2-2~2-6)
 樹脂組成物の組成を表5に示すとおりに変更した以外は、実施例2-1と同様の方法で樹脂組成物の粘度測定及び蓄熱材の作製を実施した。結果を表5に示す。
(実施例2-7)
 アクリル樹脂2Gを15g、触媒として、ジラウリル酸ジブチルスズを0.015g混合し、樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の90℃における粘度を、E型粘度計(東機産業(株)製、PE-80L)を用いて、JIS Z 8803に基づいて測定した。結果を表6に示す。
 次に、樹脂組成物を10cm×10cm×1mmの型枠(SUS板)中に充填し、室温下で24時間養生し、厚さ1mmのシート状の蓄熱材を得た。
(実施例2-8~2-11)
 樹脂組成物の組成を表6に示すとおりに変更した以外は、実施例2-7と同様の方法で樹脂組成物の粘度測定及び蓄熱材の作製を実施した。結果を表6に示す。
[融点及び蓄熱量の評価]
 実施例で作製した各蓄熱材を、示差走査熱量測定計(パーキンエルマー社製、型番DSC8500)を用いて測定し、融点と蓄熱量を算出した。具体的には、20℃/分で100℃まで昇温し、100℃で3分間保持した後、10℃/分の速度で-30℃まで降温し、次いで-30℃で3分間保持した後、10℃/分の速度で100℃まで再び昇温して熱挙動を測定した。融解ピークを蓄熱材の融点とし、面積を蓄熱量とした。結果を表4~6に示す。なお、蓄熱量が30J/g以上であれば、蓄熱量に優れているといえる。
[液漏れ及び揮発性の評価]
 実施例で作製した各蓄熱材を、80℃の温度にて大気雰囲気下で1000時間静置前後の重量変化を測定し、重量減少率(%)を測定した。結果を表4~6に示す。
[耐熱性の試験(TG-DTA)]
 熱重量天秤TG-DTA6300((株)日立ハイテクサイエンス)を用いて、実施例で作製した各蓄熱材の重量減少を測定した。初期重量から1%重量が減少した温度(℃)を読み取り、1%重量減少温度の値とした。結果を表4~6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 表4~6中、Al錯体はビス(エチルアセトアセタト)(2,4-ペンタンジオナト)アルミニウム(濃度76%2-プロパノール溶液)(和光純薬(株)製)、スズ触媒はジラウリル酸ジブチルスズ(和光純薬(株)製)を示す。
 実施例の蓄熱材は、蓄熱量に優れており、加えて、耐熱性にも優れ、液漏れ及び揮発を抑制できる。特に、実施例2-1~2-11の蓄熱材は、液体状の樹脂組成物を硬化させることにより得られるので、複雑な形状を有する部材に対しても適用可能な点で有利である。
 1…物品、2…熱源、3…蓄熱材。

Claims (11)

  1.  下記式(1)で表される第1のモノマーと、前記第1のモノマーと共重合可能であり、水と反応可能な反応性基を有する第2のモノマーとを含むモノマー成分を重合させてなるアクリル樹脂を含有する、樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数12~30のアルキル基を表す。]
  2.  下記式(2)で表される第1の構造単位と、水と反応可能な反応性基を有する第2の構造単位とを含むアクリル樹脂を含有する、樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数12~30のアルキル基を表す。]
  3.  前記反応性基がアルコキシシリル基又はイソシアネート基である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  4.  前記第1のモノマーの含有量が、前記モノマー成分100質量部に対して60質量部以上である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  5.  前記第2のモノマーの含有量が、前記モノマー成分100質量部に対して25質量部以下である、請求項1又は4に記載の樹脂組成物。
  6.  前記第1の構造単位の含有量が、前記アクリル樹脂を構成する全構造単位100質量部に対して60質量部以上である、請求項2に記載の樹脂組成物。
  7.  前記第2の構造単位の含有量が、前記アクリル樹脂を構成する全構造単位100質量部に対して25質量部以下である、請求項2又は6に記載の樹脂組成物。
  8.  前記アクリル樹脂の含有量が、前記樹脂組成物100質量部に対して50質量部以上である、請求項1~7のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
  9.  蓄熱材の形成に用いられる、請求項1~8のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
  10.  請求項1~9のいずれか一項に記載の樹脂組成物の硬化物を含む、蓄熱材。
  11.  熱源と、
     前記熱源と熱的に接触するように設けられた、請求項1~9のいずれか一項に記載の樹脂組成物の硬化物と、を備える、物品。
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