JP2008088348A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】寒冷地、屋外で、硬化させる必要がある大型建築物の接続金具の固定等に必要な組成物、すなわち０℃以下でも硬化し実用強度に到達し、可使時間を有し、低温でも注入可能な粘度であるエポキシ樹脂組成物を供することである。
【解決手段】２液型エポキシ樹脂にスチレン化フェノールを添加することにより、上記課題を解決した。
【選択図】なし

Description

本発明は、低温硬化注入剤組成物に関するものである。

土木建築において、集成材、ＬＶＬ等の木質構造材料が使用されるが、大型構造物においては波板鋼板とボルト或いはラグスクリュー等を用いて部材間の接合がなされ、隙間には接合樹脂としてエポキシ樹脂が粘度、非加熱硬化、接着性の点で注入されている。しかし、この作業は屋外において行われ、冬期は氷点下の環境で、強度を出すことが要求される。
従来、低温での硬化速度を高める方法としては、アクリロイル基を有する化合物の添加やメルカプト基を有する硬化剤を使用が提案されているが、前者はポットライフの延長に難があり、後者は臭気等の問題を有していた。

２液型エポキシ樹脂組成物において、アクリロイル基を有する化合物或いはアクリルオリゴマーを含む低温硬化する樹脂組成物が開示されている。適応としてはコンクリート構造物及び接着剤である。（特許文献１、２）

５℃で、１．５時間で指触乾燥し、２〜３時間で使用に耐え得る強度となるポリサルファイド変性エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、平均分子量１２００当たり、平均２．５個以上のメルカプタン基を有する疎水性ポリメルカプタン化合物、第３級アミン類、および平均粒径１０mm以下の骨材粒子を必須成分として含むエポキシ樹脂組成物、すなわち樹脂モルタルが開示されている。（特許文献３）
特開２００２−２５６１３９号公報 特開２００２−２７５２４２号公報 特開平７−２５９８１号公報

解決しようとする課題は、０℃以下でも硬化し実用強度に到達し、可使時間を有し、低温でも注入可能な粘度であるエポキシ樹脂組成物を供することである。

本発明は、低温硬化注入剤であってスチレン化フェノールを含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。

本発明のエポキシ樹脂組成物は０℃以下の屋外環境下で注入硬化でき、大型構造物の部材移動・設置等に必要な強度が短期間で得られるという利点がある。

本発明は２液型エポキシ樹脂にスチレン化フェノールを含むことを特徴とする組成物であり、冬期屋外等で、樹脂を保温注入後、放熱により、硬化温度が０℃を上回らない環境でも、次工程に進める強度が得られるものである。具体的には木質材料による大型構造物の結合に波板鋼板と木質材料に穴を設け、ボルトを挿入し、隙間にはエポキシ樹脂組成物を注入するものであるが、大型構造物故に保温ができず、容易に次工程に進めることができなかった。次工程とは、これらを移動し、組み付けることで、本発明ではこれに耐える強度を発現するもので、後記０℃以下７サイクルで圧縮強度５０ＭＰａとした。
スチレン化フェノールはフェノールに１モルのスチレンを付加させたもの、２モル以上付加させたものがある。精製したもの以外 １モル付加物である（α−ベンジル）フェノールが主成分となる。エポキシ樹脂組成物全体に対して １〜３重量％で効果を奏する。

エポキシ樹脂主剤は、エポキシ樹脂に、反応促進剤、必要に応じて希釈剤、充填剤、着色剤等が配合される。エポキシ樹脂としては、たとえばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ジアリールスルホン型エポキシ樹脂、ヒドロキノン型エポキシ樹脂およびそれらの変性物などを単独あるいは併せて用いてもよい。希釈剤は、反応性希釈剤が好ましいが、非反応性希釈剤でも構わない。反応性希釈剤としては、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、フェニルグリシジルエーテル、ｏ−クレジ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、ｓｅｃ−ブチルフェノールモノグリシジルエーテル、２官能としては、レゾルシノ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、１，６ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、１，２：８，９ジエポキシリモネン、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、多官能としてはグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。非反応性希釈剤としては、ベンジルアルコール、ブチルジグリコール、パインオイル、キシレン樹脂、トルエン樹脂、ミネラルスピリット、灯油等が挙げられる。

エポキシ樹脂の硬化剤は、脂肪族ポリアミン、変性脂肪族ポリアミン、ポリアミドアミン、ポリアミド、脂環式ポリアミン、変性脂環式ポリアミン、変性芳香族ポリアミン、３級アミンなどのアミン化合物が挙げられ、その具体例として、ポリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、イソホロンジアミン、２、４、６−トリスジメチルアミノメチルフェノールなどが挙げられる。単独或いは併用選択される。注型形状、注入保温時の可使時間等で適宜選択する。
反応促進剤としてはフェノール、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ジ−ｔ−ブチルフェノール、クレゾール、トリフェニルフォスファイト、サリチル酸、トリエタノールアミン等が挙げられる。これらは単独或いは併用選択しても、スチレン化フェールを使用しない限り、脆い生成物となるが、併用を妨げるものではない。

表１に主剤配合例１〜５を示す。ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂として (株)ＡＤＥＫＡ製ＥＰ−４１００、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂として ジャパンエポキシレジン(株)製エポメート８０６、反応性希釈剤として１，６ヘキサンジオールジグリシジル、阪本薬品工業(株)製ＳＲ−16ＨＬ、ｏ−クレジルグリシジルエーテル、阪本薬品工業(株)製SY-OCG、スチレン化フェノールとしてワイ・エス・ケー(株)製ユノックス ＭＳＰ−１００を配合した。

硬化剤配合は PH−779（アイカ工業(株)製変性脂肪族ポリアミン） ５４重量部、Ａ−４８０（ＰＴＩ(株)製 ポリアミドアミン） ２９重量部、アデカハードナーEH-233B−４（(株)ＡＤＥＫＡ製変性脂肪族ポリアミン）１７重量部を撹拌混合して硬化剤配合例とした。

表１の配合例１と硬化剤配合例を２：１で、混合して 実施例１とし、表２にその評価結果を示した。

表１の配合例２と硬化剤配合例を２：１で、混合して 実施例２とし、表２にその評価結果を示した。

比較例１
表１の配合例３と硬化剤配合例を２：１で、混合して 比較例１とし、表２にその評価結果を示した。

比較例２
表１の配合例４と硬化剤配合例を２：１で、混合して 比較例２とし、表２にその評価結果を示した。

比較例３
表１の配合例５と硬化剤配合例を２：１で、混合して 比較例３とし、表２にその評価結果を示した。

圧縮試験に用いる試験片は配合例の主剤と硬化剤を卓上小型のディスパーで3分間撹拌し、１２．７×１２．７×２５．４ｍｍ（ＪＩＳ Ｋ ６９１１−１９９５熱硬化性プラスチック一般試験方法）のシリコン型に２３℃にて注型し、直ちに（撹拌後２分以内）温度サイクル環境下においた。
表中表記 １サイクルは −５℃から５時間定速昇温で０℃とし、定温２時間、１０時間定速降温で、−１０℃とし、定温２時間、５時間定速昇温で−５℃とする。１サイクル２４時間とした。
圧縮強度は ＪＩＳ Ｋ６９１１−１９９５に従い、測定し、計算して求めた。但し、表の経時サイクル終わりに取り出し、−５℃で、測定した。表中単位はＭＰａである。尚、測定器はＩＮＳＴＲＯＮ社製インストロン万能試験機５５８２を用いてー５℃にて試験できるよう恒温槽を設置して試験を行った。

集成材を使用した大型建築物において、屋外では未加熱・未保温とならざるを得ず、また、組み立て得る強度を満足することは難であった。本発明は未加熱・未保温の屋外工事にも応用できるものである。

Claims (1)

1. 低温硬化注入剤であってスチレン化フェノールを含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。