JP2006502881A - 難燃性組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
放射線硬化性ポリマー前駆体はアクリル化されたオリゴマーまたはモノマー、すなわち、放射線硬化性アクリレート官能基を含有する化合物、であることができる。
ポリエステルアクリレート(PEA)およびポリエステルウレタンアクリレート(PEUA)は放射線硬化性オリゴマーの重要なクラスを代表している、何故ならば、それらはしばしば、木材またはMDF(中密度繊維(medium density fiber))のような感熱性基体のための被覆(たとえば、UV硬化性樹脂およびUV硬化性粉末被覆)を形成するためのポリマー前駆体としてしばしば使用されるからである。
2枚のガラス板を間隔保持具(distance holder)としても機能する両面粘着テープによって互いを固定する。次いで、こうして2枚のシート間に生じた空洞に液状樹脂を充填する。代表的には、充填中には、囲い(envelope)を約45°の角度に置く。完全に充填した後に、充填開口をホットメルト材料によって閉じ、そしてこの充填済みサンドイッチを水平位置に傾ける。それから、この液状樹脂を重合させる、いわゆる、「硬化」である。硬化は放射線によるか又は化学的に適切な触媒および促進剤によるか、どちらかであることができる。
加えて、反応速度を増大させるために赤外線源を適用することができる。
UV硬化性液状樹脂システムはすなわちEP 0108631に記載されている。
UV樹脂は低強度のUV光の作用によって開始される。代表的には、オーブンの中での滞留時間は15〜30分である。
反応性オリゴマー、すなわち、アクリル化ウレタンオリゴマー、
反応性の希釈剤、すなわち、モノマー、
該モノマーは次の一つまたはそれより多くであることができる:2−エチルヘキシルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、n−ラウリルアクリレート、n−ラウリルメタクリレート、メチルメタクリレート(MAM)、ブチルアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、イソブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−ブトキシエチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、N−ビニルピロリドン、ガラス積層品の分野で好ましいものはモノ官能性のモノマーである、
光開始剤、
接着促進剤(adhesion promoter)、たとえば、シラン化合物、
添加剤、たとえば、安定剤。
侵入光と透明度(transparency)の調整、侵入太陽熱(in falling sun heath)の制御、団結性、風と熱に対する防護、断熱、
防音(acoustic insulation)、
ガラス張りを貫通しての落下を防いで且つガラスの落下を防いで人々を防護するための、押し込みや野蛮行為から防護するための、安全および(または)防犯の性能、
装飾。
PILKINGTON PLC(英国)のEP 0500317は、エポキシ樹脂と、前記樹脂のための硬化剤と、エポキシ樹脂のための硬化剤ではないホウ素化合物とを含む難燃性組成物製造用反応混合物を記載しており、この反応混合物は半透明(translucent)であるので反応混合物は硬化して半透明の反応生成物になる。さらに、この発明はホウ素化合物含有エポキシ樹脂の硬化反応生成物が2枚の半透明板の間の中間層として使用されている難燃性積層品の製造方法、および半透明難燃性積層品を提供する。加工時間は長く、そしてエポキシ樹脂の可使時間(pot life)は比較的短い。
(i)鎖末端に又は鎖に沿った側部にアクリル、メタクリルまたはビニル基を有する放射線硬化性の含ハロゲンまたは含燐(または両者の組合せの)ポリマー前駆体を一つまたはそれより多く含んでいる、硬化組成物に難燃特性を付与する少なくとも一つの放射線硬化性ポリマー前駆体(「難燃性ポリマー前駆体」)、および、
(ii)次の化合物の少なくとも一つ:
(ii1)モノエチレン性またはポリエチレン性不飽和モノマーである放射線硬化性モノマー(「非難燃性モノマー」)および(または)
(ii2)硬化組成物の難燃特性に寄与する含ハロゲンまたは含燐(または両者の組合せの)反応性モノマーである放射線硬化性モノマー(「難燃性モノマー」)、を含んでいる放射線硬化性組成物を提供する。
(i)重合性エチレン性不飽和官能基を有する少なくとも一つの放射線硬化性ポリマー前駆体(成分I)を含みそして場合によって添加剤(成分II)を含んでいてもよい放射線硬化性組成物にして、それら成分の少なくとも一つが硬化組成物に難燃特性を付与するものである、前記放射線硬化性組成物を提供すること、
(ii)ポリマー前駆体を、好ましくは、組成物を照射することによって、硬化させること、および
(iii)硬化組成物を含んでおりそして少なくとも2枚のガラス板を結合させている層を形成して難燃性半透明積層品を形成すること
を含む難燃性半透明積層品の製造方法を提供する。
難燃性有機添加剤の例およびその作用メカニズムはArthur F.GrandとCharles A.Wilkie編集の「ファイア・リターダンシイ・オブ・ポリマー・マテリアルズ(Fire Retardancy of Polymer Materials)」、Marcel Dekker Inc.(2000)の第245〜279頁(ハロゲン系)、第147〜168頁(燐系)、第353〜387頁(ケイ素系)に記載されている。
Rはアルキル好ましくはブチルである:
一つまたはそれより多くの非難燃性の硬化性オリゴマー、および(または)
一つまたはそれより多くの非難燃性のモノエチレン性またはポリエチレン性不飽和モノマー、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、オクチル/デシルアクリレート、オクチル/デシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、ノニルフェノールエトキシレートモノアクリレート、ノニルフェノールエトキシレートモノメタクリレート、β−カルボニルエチルアクリレート、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)、ペンタエリトリトールトリアクリレート(PETIA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、アクリル化またはメタクリル化オキシエチル化または(および)オキシプロピル化誘導体。
実験条件
全てに実施例において、実験条件は次の通りであった:
ガラス積層品アセンブリー
2枚のガラス板、通常のフロート、4mm公称厚さ、は、両面テープ3M VHB4910によって互いに束縛される。インタースペースの中に液体樹脂組成物が漏斗によって導入される。硬化は通常のUVオーブンの中で行われ、中間層の上で測定された強度は1.5〜2.5mW/cm2である。硬化時間は20〜25分である。4/1/4としてコード化された樹脂積層品は、4mmフロートガラス−1mm樹脂中間層(interlayer)(I.L.)−4mmフロートガラス、を意味する。
1cm厚さの樹脂について、ロビボンド(LOVIBOND)PFX190色調計(TINTOMETER)シリーズII装置で、APHAスケールで、測定される。
樹脂サンプルが50℃で長期間保存され、そして色の変化が報告される(デルタE)。
ショア硬度は硬化後の樹脂中間層の硬度の尺度である。
それは1−に記載された通りに硬化された10mm厚さのサンプルについてショア・ジュロメーター(SHORE DUROMETER)によって測定される。サンプルの表面の中への針の侵入レベルが測定され、そして100〜0の間の値として表わされる。より低い数値はより深い侵入およびより軟らかい製品を示している。
硬化後24時間後に、積層品から切り取られた20×20mmのサンプルについて剪断接着力(shear adhesion)として測定される。使用装置はロマルジー(LHOMARGY)DY31ダイナモメーター(dynamometer)、引出速度(drawing speed)10cm/分、である。
剪断接着力は破断(rupture)時に測定され、MPa(メガパスカル)で報告される。
破断時伸びはmmで報告される。
機械的および光学的な欠陥、透明度、可視呈色(visual coloration)について検定される。
BYKガードナー・カラースフェア(GARDNER COLORSPHERE)で測定され、CIELabシステムで、L*、a*、b*として報告される。
クリーマ試験においては、サンプルは−30〜+80℃の間での循環温度変化を受ける。これは板ガラスの、熱衝撃(thermal chocs)に対する耐性の尺度である。
この試験においては、期間は各4時間の100サイクルであった。
積層品が50℃で長時間保存され、そして色変化が報告される。
色はBYKガードナー・カラースフェア(GARDNER COLORSPHERE)で測定され、CIELabシステムで、L*、a*、b*として報告される。
終局の色変化はデルタE値として報告される。
自由な即ちガラス表面に結合されていない中間層フィルムは燃焼状態におけるその挙動について目視観察することができる。実寿命(real life)においては、中間層はガラスシートの間にある。しかしながら、ガラスが壊れたときには、中間層は炎と直接接触するようになる。この試験では、ガラスが壊れたときに起こるであろう似たような状況を模している。
この試験においては、自由フィルムを水平に配置し、そしてライターによって火をつける。燃焼および燃焼速度、発煙、チャー生成について材料の挙動を目視観察する。
この試験は定量的ではないが、参照(単数または複数)との比較を可能にする。
コーンカロリメーター(cone calorimeter)
照合1、2、3、4、5、6および7ではガラス積層品(4/1/4)の10cm×10cmサンプルがコーンカロリメーター装置(標準ISO 5660に記載されている通り)で50kWm−2の束(flux)レベルにおいて試験され、そこには、放散熱量(rate of heat release)(kWm−2)が時間の関数として報告されているばかりでなく、総放散熱(kJ/m2)とピーク放散熱(kW/m2)が報告された。
試験サンプル400×300mmは、コントロールされた空気入口をもつ試験キャビネットの中に、試験すべき面を下向きにして、45℃の角度に配置される。サンプルは熱源としての電気ラジエーターに、熱束(heat flux)30kW/m2で、曝される。熱源は試験サンプルの下に、それに平行して、配置される。(放出ガスを検出し燃焼させるためにパイロットライト(pilot lights)も設置することができる。)
試験は20分間の標準実験であり、それは必要な場合には拡張できる。
i=燃焼性(inflammability)、速度
i=(1000/(15×t1))+(1000/(15×t2))
t1=底面において炎が出始める瞬間の時間
t2=底面において炎が停止する瞬間の時間
t1’=上面において炎が出始める瞬間の時間
t2’=上面において炎が停止する瞬間の時間
s=炎展開(flame development)
s=Σ(hi)/140
h=最大炎高さ(maximal flame height)についての指数
h=hMAX/20
c=燃焼性、発熱、についての指数
(index voor inflammability,heat development)
c=S/120
Sは温度曲線(t0=f(時間))下の面
Q=Σ(hi×100)/(t1×√(t2−t1))
ガラス積層品3
積層品3の中に使用された樹脂は弱い色(1.62 Apfa)、優れた安定性および均質性(デカンテーション(decantation)なし)、作業性および反応性を特徴としている。
積層品3は優れた透明度(透過率>85%)、優れた光学的性質(光学的欠陥なし)を有しており、温度および紫外線に対して安定である(黄変なし)。
剪断接着力(9.25MPa)は非難燃性積層品1(2〜2.5MPa)および2(5〜7MPa)と比べて顕著である。
積層品5の中に使用された樹脂は弱い色(<20 Apfa)、優れた安定性および均質性(デカンテーションなし)、作業性および反応性を特徴としている。
積層品5は優れた透明度(透過率>85%)、光学的性質(光学的欠陥なし)を有しており、温度および紫外線に対して安定である(低い黄変)。
ガラス上の剪断接着力(>5MPa)が非難燃性積層品1(剪断接着力2〜2.5MPa)よりも高い。
フィルム製造:組成物にイルガキュア(5部)とアミン相乗剤(amine synergist)Eb7100(5部)を添加した。この配合物をバーコーターによってガラス基体に適用しそして窒素下で紫外線(120W/cm、水銀灯)によって5m/分で硬化させて100ミクロンの厚さのフィルムを形成した。この硬化フィルムをガラス基体から剥離(peel)し、そして更に熱重量分析によって試験した。
Claims (21)
- (i)重合性エチレン性不飽和官能基を有する少なくとも一つの放射線硬化性ポリマー前駆体(成分I)を含みそして場合によって添加剤(成分II)を含んでいてもよい放射線硬化性組成物にして、それら成分の少なくとも一つが硬化組成物に難燃特性を付与するものである、前記放射線硬化性組成物を提供すること、
(ii)ポリマー前駆体を、好ましくは、組成物を照射することによって、硬化させること、および
(iii)硬化組成物を含んでおりそして少なくとも2枚のガラス板を結合させている層を形成して難燃性半透明積層品を形成すること
を含む、難燃性半透明積層品の製造方法。 - 放射線硬化性ポリマー前駆体が硬化組成物に難燃特性を与える(「難燃性ポリマー前駆体」)、請求項1の難燃性半透明積層品の製造方法。
- 難燃性ポリマー前駆体が、鎖末端に又は鎖に沿って側部にアクリル、メタクリルまたはビニル基を有する放射線硬化性の含ハロゲンまたは含燐(または両方の組合せの)ポリマー前駆体を一つまたはそれより多く含んでいる、請求項2の難燃性半透明積層品の製造方法。
- 難燃性ポリマー前駆体が、次の少なくとも一つ:含燐ウレタンアクリレートまたはメタクリレート、含燐ポリエステルアクリレートまたはメタクリレート、含燐エポキシアクリレートまたはメタクリレート、を含んでいる、請求項3の難燃性半透明積層品の製造方法。
- 組成物が、硬化組成物の難燃特性に寄与する含ハロゲンまたは含燐(または両方の組合せの)反応性モノマー(「難燃性モノマー」)である放射線硬化性モノマーを一つまたはそれより多く含有している、請求項1〜4のいずれか1項の難燃性半透明積層品の製造方法。
- 難燃性モノマーが、ペンタブロモベンジルアクリレート、グリシジルメタクリレートとジアルキルホスフェートの反応生成物、および(または)グリシジルメタクリレートとジアルキルホスフェートとホウ酸の反応生成物を含んでいる、請求項5の難燃性半透明積層品の製造方法。
- 組成物がモノエチレン性またはポリエチレン性不飽和モノマー(「非難燃性モノマー」)を一つまたはそれ以上含有している、請求項1〜6のいずれか1項の難燃性半透明積層品の製造方法。
- 非難燃性モノマーが、次の少なくとも一つ:アクリル酸、メタクリル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、オクチル/デシルアクリレート、オクチル/デシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、ノニルフェノールエトキシレートモノアクリレート、ノニルフェノールエトキシレートモノメタクリレート、β−カルボニルエチルアクリレート、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート(PETIA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、アクリル化またはメタクリル化オキシエチル化および(または)オキシプロピル化誘導体、を含んでいる、請求項7の難燃性半透明積層品の製造方法。
- 組成物が、硬化組成物の難燃特性に寄与する非共重合性の、非反応性の、有機または無機化合物である添加剤(「難燃性添加剤」)を含んでいる、請求項1〜8のいずれか1項の難燃性半透明積層品の製造方法。
- 難燃性添加剤として発泡性防炎剤および(または)ナノ粒子が使用されている、請求項9の難燃性半透明積層品の製造方法。
- 組成物が、アクリレートおよび(または)メタクリレート官能基によって官能化されたナノ粒子を含んでいる、請求項1〜10のいずれか1項の難燃性半透明積層品の製造方法。
- 請求項1〜11のいずれか1項の方法によって得ることができる、難燃性の光透過性積層品。
- (i)鎖末端に又は鎖に沿った側部にアクリル、メタクリルまたはビニル基を有する放射線硬化性の含ハロゲンまたは含燐(または両者の組合せの)ポリマー前駆体を一つまたはそれより多く含んでいる、硬化組成物に難燃特性を付与する少なくとも一つの放射線硬化性ポリマー前駆体(「難燃性ポリマー前駆体」)、および、
(ii)次の化合物の少なくとも一つ:
(ii1)モノエチレン性またはポリエチレン性不飽和モノマーである放射線硬化性モノマー(「非難燃性モノマー」)および(または)
(ii2)硬化組成物の難燃特性に寄与する含ハロゲンまたは含燐(または両者の組合せの)反応性モノマーである放射線硬化性モノマー(「難燃性モノマー」)、
を含んでいる放射線硬化性組成物。 - 難燃性ポリマー前駆体が、次の少なくとも一つ:含燐ウレタンアクリレートまたはメタクリレート、含燐ポリエステルアクリレートまたはメタクリレート、水で希釈可能な含燐ポリエステルアクリレートまたはメタクリレート、を含んでいる、請求項13の放射線硬化性組成物。
- 非難燃性モノマーが、次の少なくとも一つ:アクリル酸、メタクリル酸、β−カルボキシエチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、オクチル/デシルアクリレート、オクチル/デシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、ノニルフェノールエトキシレートモノアクリレート、ノニルフェノールエトキシレートモノメタクリレート、β−カルボニルエチルアクリレート、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート(PETIA)、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA)、アクリル化またはメタクリル化オキシエチル化および(または)オキシプロピル化誘導体、を含んでいる、請求項13または14の放射線硬化性組成物。
- 難燃性ポリマー前駆体が、次の少なくとも一つ:含燐ウレタンアクリレートまたはメタクリレート、含燐ポリエステルアクリレートまたはメタクリレート、含燐エポキシアクリレートまたはメタクリレート、を含んでいる、請求項13〜15のいずれか一項の放射線硬化性組成物。
- 難燃性ポリマー前駆体が9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシドを含んでいる、請求項13〜16のいずれか一項の放射線硬化性組成物。
- 難燃性モノマーが、次の少なくとも一つ:ペンタブロモベンジルアクリレート、グリシジルメタクリレートとジアルキルホスフェートの反応生成物、グリシジルメタクリレートとジアルキルホスフェートとホウ酸の反応生成物、を含んでいる、請求項13〜17のいずれか一項の放射線硬化性組成物。
- 組成物が半透明である、請求項13〜18のいずれか一項の放射線硬化性組成物。
- 請求項13〜18のいずれか一項に請求された組成物の放射線硬化によって得ることができる組成物。
- 半透明である、請求項20の組成物。
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