JP7004899B2 - 樹脂組成物 - Google Patents

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本発明は、一般回転機の結線部等に好適に適用される樹脂組成物に関するものである。
従来より、回転機の口出し線とリード線を接続する部分に、常温硬化型エポキシ樹脂で接続部を絶縁固定する方法が知られている(特許文献1)。
このような常温硬化型エポキシ樹脂の一例として、特許文献2には、エポキシ樹脂と脂肪族ポリアミン類等のアミン系硬化剤とからなる2液型硬化性組成物を用いたものが知られている。
すなわちこの特許文献2は、(A)成分:エポキシ樹脂と、(B)成分:脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン及びそれらの変性物よりなる群から選ばれた1種以上の化合物と、(C)成分:ハロゲン化ホウ素とアミン化合物との錯体とを含有する常温硬化性エポキシ樹脂組成物を提案している。
特開H04-317533号公報 特開2015-227415号公報
しかしながら、かかる特許文献2の組成物は、同文献の段落0003でも指摘されているように、低温における硬化が著しく遅延するという欠点を有している。
また、特許文献2の実施例を見ても、以下のような課題がある。先ず、実施例18、19などは23℃雰囲気で可使時間(使用可能な時間)が速いもので10数分であるが、夏場の35℃雰囲気では、さらに可使時間が短くなり使用できなくなる問題があった。一方、実施例5、15、16では硬化に16時間以上も要しているが、現実的な硬化時間(15時間以内。更に好ましくは9時間以内)を考慮すると好ましくないという問題があった。さらに、同引用文献2の実施例20~23では5液を混合撹枠することで解決を図っているが、作業性に影響が出て好ましくないという問題があった。
加えて、ハロゲン化ホウ素は毒物にあたるため、管理や規制が厳しく、使用するのに好ましくないという問題があった。
本発明は、これらの課題を有効に解決した硬化性組成物を実現することを目的としている。
本発明は、上記目的を解決するために、以下の手段を採用したものである。
先ず、作業上許容される範囲で現実的な硬化性と作業性を得るためには、常温で液体である主剤と常温で液体である硬化剤とからなる組成物であって、硬化剤は2種の硬化剤を混合して、10℃での硬化時間が9時間未満であること、10℃でのゲル化時間が9時間未満であること、35℃での硬化時間が30分以上であること。主剤と硬化剤の混合直後の20℃での粘度が1Pa・s以下であること、を満たす硬化性組成物とすることが好ましい。
初期粘度が低すぎるとゲル化時間が長くなりすぎ、逆に高すぎたりすると、ゲル化時間が短くなる傾向がある。したがって、粘度に基づいて実施上許容される条件を設定すれば、気温に関わらず適切なゲル化時間や硬化時間となり、作業性も良好となる硬化性組成物を現実的に追求することが可能となる。
具体的に本発明の硬化性組成物は、常温で液体である主剤と常温で液体である硬化剤とからなる組成物であって、硬化剤は2種の硬化剤を混合して、主剤は、三菱ケミカル製jER811、jER801PN、jER802、jER816A、jER819の何れかの液状エポキシ樹脂であり、2種類のうちの1の硬化剤は変性脂肪族ポリアミン、ポリアミドアミンのいずれかーつであり、他の硬化剤は三級アミンもしくはポリアミドアミンであり、当該1の硬化剤の添加率は15.2~22.8重量パーセントであり、当該他の硬化剤の添加率は8.2~17.6重量パーセントであることを特徴とする。
このような硬化性組成物は、一般回転機の結合部に使用して特に有効なものとなり得る。
以上説明した本発明によれば、気温に関わらず、遅すぎずまた速すぎない現実的な作業性をゲル化の傾向や硬化の傾向の観点から適切に設定し、これに見合う硬化性組成物を有効に提供することが可能となる。
以下、本発明の一実施形態を説明する。なお、本明細書において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
<硬化性組成物>
常温で液体である主剤と常温で液体である硬化剤とからなる組成物であって、硬化剤は2種の硬化剤を混合して、
10℃での硬化時間が9時間未満であること、
10℃でのゲル化時間が9時間未満であること、
35℃での硬化時間が30分以上であること、
主剤と硬化剤の混合直後の20℃での粘度が1Pa・s以下であること、
を満たす硬化性組成物とする。
これにより、気温に関わらず、遅すぎずまた速すぎない適当な硬化時間とできる。
(ゲル化時間、硬化時間)
ゲル化時間、硬化時間は「JIS C2105」に基づき測定する。
(粘度)
単一円筒回転粘度計(芝浦システム製ビストロン)にて測定した。
(主剤)
主剤は、ビスフエノールA型液状エポキシ樹脂、ビスフエノールF型液状エポキシ樹脂及びグリシジルエーテルエポキシ樹脂のうち1又は2以上を組み合わせた液状エポキシ樹脂である。
(硬化剤)
硬化剤A、Bの2種類を混合して用いる。
硬化剤Aは変性脂肪族ポリアミン、ポリアミドアミンのいずれかーつである。
(変性脂肪族ポリアミン)
変性脂肪族ポリアミンとは、変性脂肪族ポリアミンは脂肪族ポリアミンの変性物であり、変性脂肪族ポリアミンにおける脂肪族ポリアミンとは異なる炭素原子に2個以上のアミノ基が結合した化合物である。分子内に芳香環を有するアミンであっても、上記の条件を満たせば、芳香族の置換基を有する脂肪族アミンとみなすことができ、本発明における脂肪族ポリアミンに該当する。本発明の脂肪族ポリアミン組成物に用いる脂肪族ポリアミンの具体例としては、以下に示すものを挙げることができる。エチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、1,3-プロパンジアミン、1,4-ジアミノブタン、ヘキサメチレンジアミン、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジアミン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンへキサミン、4-アミノメチルオクタメチレンジアミン、3,3’-イミノビス(プロピルアミン)、3,3’-メチルイミノビス(プロピルアミン)、ビス(3-アミノプロピル)エーテル、1,2-ビス(3-アミノプロピルオキシ)エタン、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、ビスアミノメチルノルボルナン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4-アミノ-3メチルシクロヘキシル)メタン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、3,9-ビス(3-アミノプロピル)-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなど。
(ポリアミドアミン)
ポリアミドアミン:ダイマー酸とポリアミンの縮合物である。
硬化剤Bは三級アミンもしくはポリアミドアミンである。
(三級アミン)
三級アミンとしては、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ベンジルジメチルアミン、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン、トリエタノールアミン、ピペリジン、N,N-ジメチルピペラジン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、N,N-ジブチルエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N,N-ジエチルイソプロパノールアミン、N-T-ブチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、ジアザビシクロウンデセン、ジアザビシクロノネンなどを挙げることができる。
2種類の硬化剤のそれぞれの添加量の範囲を決め、高気温下でも適当な硬化時間とするためには、常温で液体である主剤と常温で液体である硬化剤とからなる組成物であって、硬化剤は2種の硬化剤を混合して、硬化剤Aの添加率と硬化剤Bの添加率の範囲を限定する。
(添加率)
硬化剤Aの添加率は次のようにして求められる。
硬化剤Aの添加率=(硬化剤Aの重量)/(主剤の重量+硬化剤Aの重量+硬化剤Bの重量)×100
硬化剤Bの添加率は次のようにして求められる。
硬化剤Bの添加率=(硬化剤Bの重量)/(主剤の重量+硬化剤Aの重量+硬化剤Bの重量)×100
適度な硬化時間とするためには、
硬化剤Aの添加率は15.2~22.8重量パーセントとし、
硬化剤Bの添加率は8.2~17.6重量パーセントとすれば、気温にかかわらず、ある速すぎず、遅すぎない一定の硬化時間を得ることができる。具体的には以下にできる。
・10℃での硬化時間は9時間未満にできる。
・10℃でのゲル化時間は9時間未満にできる。
・35℃での硬化時間は30分以上にできる。
・混合したワニスの20℃での粘度が1[Pa・s]以下にできる。
硬化性組成物は作業性等からみて一般回転機の結合部に使用するために好適であるため、一般回転機の結合部に使用される、ことが望ましい。
以下、本発明の実施例及び比較例を、表1~3を参照しつつ説明する。
[実施例1]
(樹脂)
樹脂成分として、本実施形例ではエポキシ樹脂の主剤三菱ケミカル製jER811を使用した。尚、三菱ケミカルjER801PN、jER802、jER816A、jER819、等も使用可能である。
(硬化剤A)
硬化剤Aとして、A(1)~A(3)を用意した。
A(1)はアデカ製ハードナーEH-6028、A(2)はアデカ製ハードナーEH-4602、A(3)は三菱ケミカル製jERキュアST12である。
(硬化剤B)
硬化剤Bとして、B(1)~B(4)を用意した。B(1)はアデカ製ハードナーEH-210K、B(2)はアデカ製ハードナーEH-451N、B(3)はSANHO CHEMICAL製トーマイド275-FA、B(4)は三菱ケミカル製jERキュア3010である。上記については、以下の実施例及び比較例についても同じである。
主剤と硬化剤A(1)と硬化剤B(1)を重量比で、100対23対23の割合で混合し硬化性組成物を得た。10℃での硬化時間(以下、低温硬化時間と呼ぶ)は9時間以内であり、10℃でのゲル化時間(以下、低温ゲル化時間と呼ぶ)は9時間以内であり、35℃での硬化時間(以下、高温硬化時間と呼ぶ)は61分であり、20℃での粘度は(以下、粘度と呼ぶ)0.7[Pa・s]であった。
[実施例2]
主剤と硬化剤A(1)と硬化剤B(3)を重量比で、100対25対25の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は9時間以内であり、低温ゲル化時間は9時間以内であり、高温硬化時間は56分であり、粘度は1[Pa・s]であった。
[実施例3]
主剤と硬化剤A(3)と硬化剤B(1)を重量比で、100対22対22の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は9時間以内であり、低温ゲル化時間は9時間以内であり、高温硬化時間は83分であり、粘度は0.9[Pa・s]であった。
[実施例4]
主剤と硬化剤A(3)と硬化剤B(2)を重量比で、100対27対27の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は9時間以内であり、低温ゲル化時間は9時間以内であり、高温硬化時間は100分であり、粘度は1[Pa・s]であった。
[実施例5]
主剤と硬化剤A(2)と硬化剤B(2)を重量比で、100対27対27の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は9時間以内であり、低温ゲル化時間は9時間以内であり、高温硬化時間は75分であり、粘度は0.9[Pa・s]であった。
[実施例6]
主剤と硬化剤A(2)と硬化剤B(4)を重量比で、100対33対12の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は9時間以内であり、低温ゲル化時間は9時間以内であり、高温硬化時間は43分であり、粘度は0.9[Pa・s]であった。
[比較例1]
主剤と硬化剤A(1)と硬化剤B(4)を重量比で、100対31対6の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は10時間以上であり、低温ゲル化時間は10時間以上であり、高温硬化時間は70分であり、粘度は0.8[Pa・s]であった。
[比較例2]
主剤と硬化剤A(3)と硬化剤B(3)を重量比で、100対25対30の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は9時間以内であり、低温ゲル化時間は9時間以内であり、高温硬化時間は22分であり、粘度は1.4[Pa・s]であった。
[比較例3]
主剤と硬化剤A(2)と硬化剤B(1)を重量比で、100対18対24の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は9時間以内であり、低温ゲル化時間は9時間以内であり、高温硬化時間は28分であり、粘度は0.7[Pa・s]であった。
[比較例4]
主剤と硬化剤A(3)と硬化剤B(4)を重量比で、100対48対14の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は10時間以上であり、低温ゲル化時間は10時間以上であり、高温硬化時間は51分であり、粘度は1.2[Pa・s]であった。
[比較例5]
主剤と硬化剤A(1)と硬化剤B(2)を重量比で、100対33対10の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は10時間以上であり、低温ゲル化時間は10時間以上であり、高温硬化時間は110分であり、粘度は0.8[Pa・s]であった。
[比較例6]
主剤と硬化剤A(2)と硬化剤B(3)を重量比で、100対24対29の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は9時間以内であり、低温ゲル化時間は9時間以内であり、高温硬化時間は26分であり、粘度は1.2[Pa・s]であった。
[比較例7]
主剤と硬化剤A(1)を重量比で、100対45の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は15時間以上であり、低温ゲル化時間は15時間以上であり、高温硬化時間は1時間であり、粘度は1.4[Pa・s]であった。
[比較例8]
主剤と硬化剤A(2)を重量比で、100対30の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は10時間以上であり、低温ゲル化時間は10時間以上であり、高温硬化時間は2時間であり、粘度は1.9[Pa・s]であった。
[比較例9]
主剤と硬化剤A(3)を重量比で、100対60の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は15時間以上であり、低温ゲル化時間は15時間以上であり、高温硬化時間は0.3時間であり、粘度は2.3[Pa・s]であった。
[比較例10]
主剤と硬化剤B(1)を重量比で、100対40の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は10時間以上であり、低温ゲル化時間は10時間以上であり、高温硬化時間は0.17時間であり、粘度は1.1[Pa・s]であった。
[比較例11]
主剤と硬化剤B(2)を重量比で、100対50の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は10時間以上であり、低温ゲル化時間は10時間以上であり、高温硬化時間は0.17時間であり、粘度は1.2[Pa・s]であった。
[比較例12]
主剤と硬化剤B(3)を重量比で、100対45の割合で混合し硬化性組成物を得た。低温硬化時間は10時間以上であり、低温ゲル化時間は10時間以上であり、高温硬化時間は0.38時間であり、粘度は2.2[Pa・s]であった。
表1
実施例
Figure 0007004899000001

表2
比較例
Figure 0007004899000002

表3
比較例
Figure 0007004899000003

Claims (3)

  1. 常温で液体である主剤と常温で液体である硬化剤とからなる組成物であって、硬化剤は2種の硬化剤を混合して、
    主剤は、三菱ケミカル製jER811、jER801PN、jER802、jER816A、jER819の何れかの液状エポキシ樹脂であり、2種類のうちの1の硬化剤は変性脂肪族ポリアミン、ポリアミドアミンのいずれかーつであり、
    他の硬化剤は三級アミンもしくはポリアミドアミンであり、
    当該1の硬化剤の添加率は15.2~22.8重量パーセントであり、
    当該他の硬化剤の添加率は8.2~17.6重量パーセントであることを特徴とする、硬化性組成物。
    但し、当該1の硬化剤がポリアミドアミンであり且つ当該他の硬化剤がポリアミドアミンである場合を除く。
  2. 常温で液体である主剤と常温で液体である硬化剤とからなる組成物であって、硬化剤は2種の硬化剤を混合して、
    主剤は、三菱ケミカル製jER811、jER801PN、jER802、jER816A、jER819の何れかの液状エポキシ樹脂であり、2種類のうちの1の硬化剤はアデカ製ハードナーEH-4602であり、
    他の硬化剤はアデカ製ハードナーEH-451Nであり、
    当該1の硬化剤の添加率は15.2~22.8重量パーセントであり、
    当該他の硬化剤の添加率は8.2~17.6重量パーセントであることを特徴とする、硬化性組成物。
  3. 一般回転機の結合部に使用される、請求項1または2に記載の硬化性組成物。
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