Водное клейкое вещество для неорганических материалов
Владельцы патента RU 2777318:
САНИО КЕМИКАЛ ИНДАСТРИЗ, ЛТД. (JP)
МАГ-ИЗОВЕР КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)
Изобретение относится к водному клейкому веществу для неорганического материала (X), содержащему клейкую присадку (J), содержащую: (со)полимер (A), содержащий в качестве составляющего мономера акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту или малеиновый ангидрид (a1), где средневесовая молекулярная масса (со)полимера (A) составляет 6000-100000, сахарид (B), выбранный из сахарных спиртов, поликарбоновую кислоту (C), содержащую 4-24 атомов углерода, выбранную из малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, итаконовой кислоты, цитраконовой кислоты, мезаконовой кислоты, циклогексендикарбоновой кислоты, циклогептендикарбоновой кислоты, метилтетрагидрофталевой кислоты, лимонной кислоты, яблочной кислоты, тримеллитовой кислоты и их ангидридов, и воду. Также изобретение относится к клейкому изделию. Предлагаемый состав обладает улучшенной адгезией с неорганическим материалом. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 23 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к водному клейкому веществу для неорганического материала.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Обычно плиты из термостойких неорганических волокон состоят из неорганических волокон, таких как стекловата, минеральная вата и т.п.; готовятся путем формования в форму мата и т.п. неорганического волокна после присоединения к нему связующего вещества с целью адгезии с помощью механических средств; и широко используются в качестве изоляционного материала для зданий и различных устройств и т.п. В качестве связующего вещества широко используется водное связующее, состоящее из фенольной смолы, которая представляет собой конденсат фенольного соединения и формальдегида, но связующее вещество обычно содержит формальдегид, и существует проблема, заключающаяся в том, что формальдегид выделяется в окружающую среду из плиты, в которой он используется, и поэтому были предложены улучшенные связующие вещества, который не содержат формальдегида (см., например, PTL1 и PTL2).
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
[0003]
PTL1: Японская отложенная патентная заявка № 2007-9206
PTL2: Японская отложенная патентная заявка № 2005-68399
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА
[0004] Однако связующее вещество вышеупомянутого PTL1 представляет собой состав, содержащий водный раствор олигомера или соолигомера этиленненасыщенной карбоновой кислоты и многоатомного спирта, который имеет среднечисловую молекулярную массу 300 - 900, но способность к адгезии этого связующего вещества является недостаточной.
Кроме того, связующее вещество вышеупомянутого PTL2 состоит из поликислоты, содержащей по меньшей мере две группы карбоновой кислоты, группу ангидрида кислоты или ее соли, и эмульсионный полимер, имеющий многоатомный спирт, содержащий по меньшей мере две гидроксильные группы, и этиленненасыщенный акриловый мономер, содержащий алкильную группу, имеющую 5 или более атомов углерода, в качестве сополимерного звена. Однако эффективность распыления связующего вещества уменьшается, потому что оно содержит эмульсионный полимер, и таким образом существует проблема недостаточной способности к адгезии.
Целью настоящего изобретения является решить вышеупомянутую проблему и предложить водное клейкое вещество для неорганического материала, обладающее превосходной способностью к адгезии с неорганическим материалом.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
[0005] Авторы настоящего изобретения пришли к настоящему изобретению в результате изучения того, как достичь вышеупомянутой цели. В частности, настоящее изобретение представляет собой клейкую присадку (J) для водного клейкого вещества для неорганического материала, содержащую (со)полимер (A), содержащий ненасыщенную (поли)карбоновую кислоту (ангидрид) (a1) в качестве составляющего мономера, в котором средневесовая молекулярная масса (со)полимера (A) составляет 6000 - 200000; а также водное клейкое вещество для неорганического материала (X), содержащее клейкую присадку (J), сахарид (B), поликарбоновую кислоту (C), имеющую 4 - 24 атомов углерода, и воду.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Клейкая присадка (J) для водного клейкого вещества для неорганического материала по настоящему изобретению достигает следующих эффектов.
(1) Добавление выгодной способности к адгезии к водному клейкому веществу для неорганического материала.
(2) Добавление выгодной водостойкости к склеиваемому неорганическому материалу (в частности плите из минеральных волокон).
(3) Добавление выгодной жесткости к склеиваемому неорганическому материалу (в частности плите из минеральных волокон).
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0007] <ненасыщенная (поли)карбоновая кислота (ангидрид) (a1)>
Ненасыщенная (поли)карбоновая кислота (ангидрид) (a1) в настоящем изобретении является (поли)карбоновой кислотой (ангидридом), имеющей 3 - 30 атомов углерода [в дальнейшем упоминаемого просто как C] и имеющей одну полимеризующуюся ненасыщенную группу. Следует отметить, что в настоящем изобретении ненасыщенная (поли)карбоновая кислота (ангидрид) означает ненасыщенную одноосновную карбоновую кислоту, ненасыщенную многоосновную карбоновую кислоту и/или ненасыщенный ангидрид многоосновной карбоновой кислоты.
В (a1) ненасыщенная одноосновная карбоновая кислота может быть алифатической (содержащей 3 - 24 атомов C, например, акриловой кислотой, метакриловой кислотой, α-этилакриловой кислотой, кротоновой кислотой, изокротоновой кислотой) или алициклической (содержащей 6 - 24 атомов C, например, циклогексенкарбоновой кислотой); ненасыщенная многоосновная (2 - 3 или больше) карбоновая кислота (ангидрид) может быть ненасыщенной дикарбоновой кислотой (ангидридом) [алифатической дикарбоновой кислотой (ангидридом) (содержащей 4 - 24 атомов C, например, малеиновой кислотой, фумаровой кислотой, итаконовой кислотой, цитраконовой кислотой, мезаконовой кислотой и их ангидридами), алициклической дикарбоновой кислотой (ангидридом) (содержащей 8 - 24 атомов C, например, циклогексендикарбоновой кислотой, циклогептендикарбоновой кислотой, бициклогептендикарбоновой кислотой, метилтетрагидрофталевой кислотой и их ангидридами)]. (a1) может быть иметь один только тип или может быть комбинацией двух или более типов.
[0008] С точки зрения способности к адгезии с неорганическим материалом в вышеупомянутом (a1) выгодными являются акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновая кислота и малеиновый ангидрид, и более выгодными являются акриловая кислота и метакриловая кислота, и особенно выгодной является акриловая кислота.
[0009] <(со)полимер (A)>
(Со)полимер (A) в настоящем изобретении является (со)полимером, включающим в себя ненасыщенную (поли)карбоновую кислоту (ангидрид) (a1) в качестве составляющего мономера [в дальнейшем может упоминаться как составляющий блок].
[0010] В (A) ненасыщенный мономер (x), отличный от вышеуказанных мономеров (a1), может быть сополимером, который является составляющим мономером, если при этом эффект настоящего изобретения не ингибируется.
Ненасыщенный мономер (x) может быть метил(мет)акрилатом, гидроксиалкил(мет)акрилатом (содержащим в алкиле 1-5 атомов C), (мет)акриламидом, стиролом, аллиламином и (мет)акрилонитрилом.
По общей массе (a1) количество вышеописанного (x) предпочтительно составляет 20 мас.% или меньше, более предпочтительно 5 мас.% или меньше, и особенно предпочтительно 1 мас.% или меньше.
[0011] Средневесовая молекулярная масса [в дальнейшем упоминаемая как Mw и измеряемая с помощью описанной ниже гель-проникающей хроматографии (GPC)] (со)полимера (A) с точки зрения способности к адгезии и обработки составляет 6000 - 200000, предпочтительно 8000 - 100000, и более предпочтительно 10000 - 50000.
Когда значение Mw составляет меньше чем 6000, способность к адгезии становится недостаточной, а с другой стороны, когда значение Mw превышает 200000, способность к обработке и жесткость становятся недостаточными.
[0012] Условия измерения с помощью GPC Mw и среднечисловой молекулярной массы (Mn) в настоящем изобретении являются следующими.
<Условия измерения GPC>
[1] Устройство: устройство для гель-проникающей хроматографии [Модель «HLC-8120 GPC» производства компании Tosoh Corporation]
[2] Колонки: «TSK gel G6000 PWxl», «TSK gel G3000 PWxl» [производства компании Tosoh Corporation], соединенные последовательно.
[3] Растворитель для элюирования: 0,5 мас.% уксуснокислого натрия, растворенного в смеси метанол/вода = 30/70 (по объему).
[4] Вещество-эталон: полиэтиленгликоль (в дальнейшем упоминаемое как PEG)
[5] Условия введения: концентрация образца 0,25 мас.%, температура колонки 40°C.
[0013] С точки зрения производительности (со)полимер (А) может быть получен общеизвестным способом полимеризации в растворе, причем способ полимеризации в растворе, содержащем воду, является предпочтительным. Что касается содержания воды, выгодным является использование 40 мас.% или более воды по общему количеству используемого растворителя, и предпочтительно, чтобы весь используемый растворитель был водой.
В том случае, когда используется органический растворитель, он может быть либо растворен в воде после десольватации после полимеризации, либо может использоваться как есть, без десольватации. Органическими растворителями, которые могут использоваться отдельно или вместе с водой, являются водные растворители (растворимость которых в воде при 25°C составляет 10 г/100 г воды или больше), например кетон (такой как ацетон, метилэтилкетон (в дальнейшем упоминаемый как MEK), диэтилкетон и т.п.), спирты (метанол, этанол, изопропанол и т.п.), и с точки зрения производительности предпочтительными являются ацетон, MEK и изопропанол. Для органического растворителя можно использовать один или 2 или более из перечисленного.
Таким образом, (A) получается, например, в виде раствора (с промышленной точки зрения предпочтительным является водный раствор), а с точки зрения производительности и удобообрабатываемости при приготовлении водного клея при последующей обработке содержание (мас.%) (A) в растворе предпочтительно составляет 5 - 80%, более предпочтительно 10 - 70%, и особенно предпочтительно 20 - 60%.
[0014] С точки зрения производительности и управления молекулярной массой (A) температура полимеризации при приготовлении вышеописанного (A) предпочтительно составляет 0 - 200°C, и более предпочтительно 40 - 150°C.
С точки зрения уменьшения остаточного содержания мономера в продукте и производительности время полимеризации предпочтительно составляет 1 - 10 час, и более предпочтительно 2 - 8 час.
Окончание реакции полимеризации может быть подтверждено остаточным количеством мономера. С точки зрения способности к адгезии с неорганическим материалом остаточное количество мономера предпочтительно составляет 5% или менее по массе (A), и более предпочтительно 3% или меньше. Остаточное количество мономера может быть измерено способом газовой хроматографии.
[0015] <клейкая присадка (J) для водного клейкого вещества для неорганического материала>
Клейкая присадка (J) для водного клейкого вещества для неорганического материала по настоящему изобретению содержит (со)полимер (A). С промышленной точки зрения с учетом удобства обращения масса (A) предпочтительно составляет 10 - 80 мас.%, и более предпочтительно 20 - 60 мас.% по массе (J).
Эта клейкая присадка (J) предпочтительно используется в качестве клейкой присадки для описываемого ниже водного клейкого вещества для неорганического материала (X).
[0016] <сахарид (B)>
Сахарид (B) в настоящем изобретении может быть, например, сахарным спиртом (ксилитом, сорбитом, маннитом, мальтитом, лактитом, эритритом и т.п.), или (поли)сахаридом (декстрином и т.п.).
Вышеописанный (B) с точки зрения способности к адгезии предпочтительно является сахарным спиртом.
Следует отметить, что для вышеописанного (B) можно использовать один тип или комбинацию 2 или более вышеперечисленных типов.
[0017] <поликарбоновая кислота (C), имеющая 4 - 24 атомов углерода>
Поликарбоновая кислота (C) в настоящем изобретении, например, может иметь 4 - 24 атомов углерода [в дальнейшем упоминаемого как C], то есть это может быть малеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, цитраконовая кислота, мезаконовая кислота, циклогексендикарбоновая кислота, циклогептендикарбоновая кислота, бициклогептендикарбоновая кислота, метилтетрагидрофталевая кислота, лимонная кислота, яблочная кислота, тримеллитовая кислота и их ангидриды.
С точки зрения способности к адгезии вышеописанная поликарбоновая кислота (C) предпочтительно является трехвалентной карбоновой кислотой, и более предпочтительно лимонной кислотой.
Следует отметить, что в качестве поликарбоновой кислоты (C) можно использовать один тип или комбинацию 2 или более вышеперечисленных типов.
[0018] <водное клейкое вещество для неорганического материала (X)>
Водное клейкое вещество для неорганического материала (X) по настоящему изобретению содержит клейкую присадку (J), сахарид (B), поликарбоновую кислоту (C) и воду.
Водное клейкое вещество для неорганического материала (X) может использоваться в качестве водного клейкого вещества для неорганического материала (стекло, керамика, металл), и в частности может выгодно использоваться в качестве водного клейкого вещества (так называемого водного связующего вещества) для минерального волокна, такого как стекловата, каменная вата и т.п.
[0019] По общей массе сахарида (B) и поликарбоновой кислоты (C), с точки зрения жесткости и способности к адгезии, масса (со)полимера (A) предпочтительно составляет 1 - 20 мас.%, более предпочтительно 3 - 15 мас.%, и особенно предпочтительно 5 - 10 мас.%.
[0020] Массовое соотношение [(B)/(C)] между вышеописанными сахаридом (B) и поликарбоновой кислотой (C), с точки зрения способности к адгезии, предпочтительно составляет 25/75 - 75/25, более предпочтительно 30/70 - 70/30, и особенно предпочтительно 35/65 - 65/35.
[0021] Общая масса (A) и (B) и (C) по массе водного клейкого вещества (X) с точки зрения удобообрабатываемости предпочтительно составляет 10 - 70 мас.%, более предпочтительно 20 - 60 мас.%, и особенно предпочтительно 30 - 50 мас.%.
[0022] В водном клейком веществе для неорганического материала (X) по настоящему изобретению по мере необходимости может содержаться ускоритель вулканизации (гипофосфит натрия, аммиак, диэтилентриамин и т.п.), если при этом эффект настоящего изобретения не ингибируется. Ускоритель вулканизации с точки зрения способности к адгезии предпочтительно составляет 1 - 15 мас.%, более предпочтительно 2 - 10 мас.%, и особенно предпочтительно 3 - 5 мас.% по общей массе (A), (B) и (C).
[0023] Способ изготовления водного клейкого вещества для неорганического материала (X) по настоящему изобретению особо не ограничивается, если с помощью этого способа можно смешать и диспергировать клейкую присадку (J), содержащую (со)полимер (A), сахарид (B), поликарбоновую кислоту (C), воду и ускоритель вулканизации, добавляемый по мере необходимости. Время смешивания составляет, например, от 30 мин до 3 час, и равномерное смешивание водного клейкого вещества для неорганического материала (X) может быть подтверждено визуальным наблюдением.
Следует отметить, что каждое из вышеописанных веществ (А), (B), (C) и ускорителя вулканизации может смешиваться в форме раствора, предпочтительно в форме водного раствора, чтобы получить водное клейкое вещество (X).
[0024] Поскольку водное клейкое вещество для неорганического материала (X) по настоящему изобретению не содержит обычной фенольной смолы, которая является конденсатом соединения фенола и формальдегида, оно не содержит формальдегид. Кроме того, водное клейкое вещество для неорганического материала (X) имеет значительные преимущества с точки зрения способности к адгезии с неорганическим материалом, водостойкости и жесткости склеенного неорганического материала, которые оцениваются способами, описанными ниже.
[0025] Водное клейкое вещество для неорганического материала (X) по настоящему изобретению предпочтительно использовать в качестве водного клея для неорганического волокна, которое является особенно термостойким материалом в плите.
Это неорганическое волокно может быть стекловолокном, шлаковолокном, каменной ватой, асбестом, металлическим волокном и т.п.
[0026] <склеенный неорганический материал>
В склеенном неорганическом материале по настоящему изобретению неорганический материал связывается вулканизированным продуктом водного клейкого вещества для неорганического материала (X). Следует отметить, что в том случае, когда неорганический материал представляет собой минеральное волокно, выгодно использовать описанную ниже плиту из минеральных волокон.
[0027] Количество прилипшего вулканизированного водного клейкого вещества (X) по массе неорганического материала, с точки зрения способности к адгезии с неорганическим материалом, а также жесткости и водостойкости склеенного неорганического материала, предпочтительно составляет 0,5 - 30 мас.%, более предпочтительно 1 - 20 мас.%, и особенно предпочтительно 2 - 15 мас.%.
[0028] <плита из минерального волокна>
Плита из минерального волокна представляет собой плиту из минерального волокна, в которой вулканизированный продукт водного клейкого вещества (X) присоединен к плите из минерального волокна. В частности, она получается путем, например, присоединения водного клейкого вещества (X) к минеральному волокну, а затем его укладки для производства плиты, нагревания и формования, или укладки минерального волокна или его пряди (пучка волокон) для того, чтобы произвести плиту, распыления на него водного клейкого вещества (X) для его присоединения, а также нагревания и формования.
Способ присоединения водного клейкого вещества (X) к минеральному волокну или плите из него может быть, например, известным способом, таким как распыление воздухом или безвоздушное распыление, набивка, пропитка, нанесение покрытия с помощью валика, нанесение покрытия поливом, осаждение в трепальной машине, коагуляция и т.п.
[0029] Количество прилипшего вулканизированного продукта водного клейкого вещества (X), по массе минеральных волокон (плиты из минерального волокна), которые составляют плиту из минерального волокна, с точки зрения способности к адгезии с минеральным волокном, гладкости передней поверхности плиты, ее жесткости и водостойкости предпочтительно составляет 0,5 - 30 мас.%, более предпочтительно 1 - 20 мас.%, и особенно предпочтительно 2 - 15 мас.%.
[0030] Во время приготовления склеенного неорганического материала (предпочтительно плиты из минерального волокна) по настоящему изобретению, после того, как подходящее количество водного клейкого вещества (X) будет присоединено к неорганическому материалу (предпочтительно минеральному волокну), он нагревается и вулканизируется.
Температура нагрева, с точки зрения способности к адгезии и водостойкости плиты, подавления окрашивания плиты, а также с промышленной точки зрения, предпочтительно составляет 100 - 400°C, и более предпочтительно 200 - 350°C.
Время нагрева с точки зрения скорости реакции и подавления окрашивания склеенного неорганического материала (предпочтительно плиты из минерального волокна) предпочтительно составляет 2 - 90 мин, и более предпочтительно 5 - 40 мин.
[0031] Клейкая присадка (J) и водное клейкое вещество для неорганического материала (X) по настоящему изобретению обладают преимуществом по адгезии с неорганическим материалом (предпочтительно минеральным волокном) и могут обеспечивать выгодную жесткость и водостойкость в склеенном неорганическом материале (предпочтительно плите из минерального волокна). Предполагается, что это связано с тем фактом, что в соответствии с конфигурациями (J) и (X) во время отверждения расплав клея имеет тенденцию эффективно собираться на поверхности сцепления неорганического материала и на пересечении минеральных волокон в случае минеральных волокон, и вулканизация эффективно протекает на поверхности склеивания и в точках пересечения, а также с тем, что вулканизированный продукт имеет выгодные физические свойства полимера.
ПРИМЕР
[0032] Далее настоящее изобретение будет подробно описано с вариантами осуществления, но настоящее изобретение не ограничивается этим. В дальнейшем части и проценты соответственно означают м.ч. и мас.%.
[0033] <Пример 1>
170 частей воды [растворителя] было загружено в автоклав, и было выполнено барботирование азотом при перемешивании для выполнения замещения атмосферы в автоклаве азотом (до концентрации газообразного кислорода 500 частей на миллион или меньше). После увеличения температуры до 100°C при продувке азотом раствор [инициатор], в котором 36,4 частей гипофосфита натрия [восстановителя] были растворены в 145 частях воды и 13,3 частях водной перекиси водорода (30%-ый водный раствор) [окислитель], и 310 частей акриловой кислоты (a1-1) одновременно добавлялись по каплям в течение 3 час, и реакция полимеризации проводилась путем дополнительного перемешивания в течение 2 час при 100°C.
После этого вода была добавлена так, чтобы содержание нелетучих веществ составляло 40%, и была получена клейкая присадка (J-1) [водный раствор] для водного клейкого вещества для неорганического материала, содержащая (со)полимер (A-1). Следует отметить, что (А-1) имел значение Mw 9400 и кислотное число 780.
[0034] <Пример 2>
505 частей изопропанола [растворителя] было загружено в автоклав, было выполнено барботирование азотом при перемешивании для выполнения замещения атмосферы в автоклаве азотом (до концентрации газообразного кислорода 500 частей на миллион или меньше). После увеличения температуры до 82°C при продувке азотом раствор [инициатор], в котором 0 частей 3-меркаптопропионовой кислоты [агента передачи цепи] и 0,75 части 2,2'-азобис(2-метилбутиронитрила) растворены в 85 частях изопропанола, и 330 частей акриловой кислоты (a1-1) одновременно добавлялись по каплям в течение 2 час, и реакция полимеризации проводилась путем дополнительного перемешивания в течение 2 час при 82°C.
После этого изопропанол в растворе был десольватирован, вода была добавлена так, чтобы содержание нелетучих веществ составляло 40%, и была получена клейкая присадка (J-2) [водный раствор] для водного клейкого вещества для неорганического материала, содержащая (со)полимер (A-2). Следует отметить, что (А-2) имел значение Mw 15000 и кислотное число 778.
[0035] <Примеры 3 - 5, Сравнительный пример 1>
В дополнение к следующему составу реакционной смеси (в частях) в Таблице 1 в примере 2, каждая клейкая присадка (J) была получена аналогично примеру 2. Результаты показаны в Таблице 1.
[0036] <Пример подготовки 1>
46,7 частей воды были загружены в контейнер, и при перемешивании 53,3 частей Malbit [75%-ый раствор сахарного спирта производства компании B food science Co., Ltd] загружались в течение более 1 час. Затем перемешивание осуществлялось в течение 1 час, и был получен 40%-ый водный раствор (B-1).
[0037] <Пример подготовки 3>
42,9 частей воды были загружены в контейнер, и при перемешивании 57,1 частей Sweet G2 [70%-ый раствор сахарного спирта производства компании B food science Co., Ltd] загружались в течение более 1 час. Затем перемешивание осуществлялось в течение 1 час, и был получен 40%-ый водный раствор (B-3).
[0038] <Примеры 11 - 23, Сравнительный пример 11>
В соответствии с указанными в Таблице 2 составами (в частях) осуществлялась загрузка в контейнер, выполнялось смешивание, и тем самым получалось каждое водное клейкое вещество для неорганического материала (X). Используя полученное водное клейкое вещество (X), тестовый образец плиты из минерального волокна производился в соответствии со следующим кратким описанием, и оценка выполнялась с помощью описанных ниже соответствующих способов. Результаты показаны в Таблице 2.
[0039] <Производство плиты из минерального волокна>
Плита из стекловолокна, высота × ширина × толщина которой составляли 30 см × 30 см × 2 см, и плотность которой составляла 0,035 г/см3, была помещена в плоскую пресс-форму, подвергнутую разделительной обработке, высота × ширина × толщина которой составляли 30 см × 30 см × 5 см.
Затем водное клейкое вещество в количестве, соответствующем количеству прилипшего вулканизированного продукта 15% по массе плиты, было равномерно распылено на плиту с
использованием воздушного распылителя. После этого термическая обработка (сушка, вулканизация) выполнялась в течение 50 мин в циркуляционной сушилке при 220°C, и была получена плита (S-1) с толщиной приблизительно 2 см и плотностью 0,040 г/см3. Аналогичным образом были произведены в общей сложности 5 плит (S-1).
[0040] (1) Оценка способности к адгезии
Из каждой плиты (S-1) были вырезаны 5 тестовых образцов, длина × ширина × толщина которых составляли 10 см × 1,5 см × 2 см. С использованием установки Autograph [модель «AGS-500D» производства компании Shimazu Corporation] прочность при растяжении была измерена в соответствии с разделом «7.4 Прочность при растяжении» стандарта JISR3420 «Стекловолокно. Общие методы испытаний», и средние значения для этих 5 тестовых образцов использовались для оценки способности к адгезии по следующим критериям.
<Критерии оценки>
☆: 500 Н/м2 или больше
⊚: 450 Н/м2 или больше и меньше чем 500 Н/м2
○: 400 Н/м2 или больше и меньше чем 450 Н/м2
△: 300 Н/м2 или больше и меньше чем 400 Н/м2
×: меньше чем 300 Н/м2
[0041] (2) Оценка водостойкости
Из каждой плиты (S-1) были вырезаны 5 тестовых образцов, длина × ширина × толщина которых составляли 10 см × 1,5 см × 2 см. Эти образцы были выдержаны в течение 10 мин в водопроводной воде с температурой 25°C. Затем они были извлечены и оставлены на сите, имеющем отверстия размером 400 мкм, на 60 мин при температуре 30°C и относительной влажности 40%.
Прочность при растяжении тестовых образцов после испытания на водостойкость измерялась аналогично предшествующему пункту (1), вычислялось значение прочность после испытания на водостойкость × 100 / интенсивности в предшествующем пункте (1) (в процентах), и водостойкость оценивалась в соответствии со следующими критериями.
<Критерии оценки>
☆: 90% или больше
⊚: 80% или больше и меньше чем 90%
○: 70% или больше и меньше чем 80%
△: 60% или больше и меньше чем 70%
×: меньше чем 60%
[0042] (3) Оценка жесткости
Из каждой плиты (S-1) были вырезаны 5 тестовых образцов, длина × ширина × толщина которых составляли 30 см × 1 см × 0,5 см.
Тестовый образец помещался на основание, расстояние между точками опоры которого составляло 25 см, измерялся коэффициент прогиба тестовых образцов при 25°C, и для среднего значения этих 5 тестовых образцов жесткость оценивалась в соответствии со следующими критериями.
Коэффициент прогиба (%) тестового образца = прогиб (мм) × 100 / 250
<Критерии оценки>
☆: коэффициент прогиба меньше чем 1,0%
⊚: коэффициент прогиба 1,0% или больше и меньше чем 2,0%
○: коэффициент прогиба 2,0% или больше и меньше чем 3,0%
△: коэффициент прогиба 3,0% или больше и меньше чем 5,0%
×: коэффициент прогиба 5,0% или больше
[0043]
[ТАБЛИЦА 1]
| Пример | Сравнительный пример | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | |||
| Клейкая присадка | J-1 | J-2 | J-3 | J-4 | J-5 | CJ-1 | ||
| (cо)полимер (A) | A-1 | A-2 | A-3 | A-4 | A-5 | CA-1 | ||
| Состав реакционной смеси (частей) | Растворитель | вода | 170 | 150 | 150 | 170 | 50 | |
| Изопропанол | 505 | 250 | 300 | 50 | 95,1 | |||
| Агент передачи цепи | 3-меркаптопропионовая кислота | |||||||
| Инициатор | 2,2'-азобис(2,4-диметилвалеронитрил) | 3,89 | ||||||
| 2,2'-азобис(2-метилбутиронитрил) | 0,75 | 0,52 | 0,31 | |||||
| Сульфат железа | 2,7 | |||||||
| Водная перекись водорода (30%-ый водный раствор) | 13,3 | |||||||
| Гипофосфит натрия | 36,4 | 6,9 | ||||||
| Изопропанол | 85 | 50 | 30 | 10,5 | ||||
| вода | 145 | 100 | ||||||
| Ненасыщенная (поли)карбоновая кислота (ангидрид) (a1) | Акриловая кислота (a1-1) | 310 | 330 | 300 | ||||
| Метакриловая кислота (a1-2) | 250 | |||||||
| Малеиновый ангидрид (a1-3) | 380 | |||||||
| Мономер (X) | Акриламид | 55,0 | ||||||
| Свойство (со)полимера | Mw | 9400 | 15000 | 6700 | 48000 | 81000 | 12000 | |
| Кислотное число | 780 | 778 | 650 | 1140 | 780 | 0 |
[0044] [ТАБЛИЦА 2]
| Пример | Сравнительный пример | |||||||||||||||
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 11 | |||
| Водное клейкое вещество для неорганического материала | X-1 | X-2 | X-3 | X-4 | X-5 | X-6 | X-7 | X-8 | X-9 | X-10 | X-11 | X-12 | X-13 | CX-1 | ||
| Соединение | Клейкая присадка (J) | J-l | 5 | 2,5 | 8 | |||||||||||
| J-2 | 2,5 | 7 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | |||||||||||
| J-3 | 2,5 | 3 | ||||||||||||||
| J-4 | 2,5 | |||||||||||||||
| J-5 | 1,5 | 5 | ||||||||||||||
| CJ-1 | 5 | |||||||||||||||
| Сахарид (B) | 40%-ый водный раствор (B-1) | 22 | 22 | 22 | 22 | 22 | 22 | 22 | 22 | |||||||
| 40%-ый водный раствор сорбита (B-2) | 30 | 25 | ||||||||||||||
| 40%-ый водный раствор (B-3) | 25 | |||||||||||||||
| 40%-ый водный раствор ксилита (B-4) | 22 | |||||||||||||||
| 40%-ый водный раствор сахарозы (B-5) | 22 | |||||||||||||||
| 40%-ый водный раствор декстрина (B-6) | 25 | |||||||||||||||
| Поликарбоновая кислота (C) | 40%-ый водный раствор лимонной кислоты (C-1) | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 20 | 26 | 20 | 26 | 26 | 26 | ||||
| 40%-ый водный раствор тримеллитовой кислоты (C-2} | 24 | |||||||||||||||
| 40%-ый водный раствор фумаровой кислоты (C-3) | 25 | |||||||||||||||
| 40%-ый водный раствор яблочной кислоты (C-4) | 20 | |||||||||||||||
| Ускоритель вулканизации | Гипофосфит натрия | 2 | 2 | 2 | 5 | 3 | 2 | |||||||||
| Вода | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | ||
| Масса (A) по общей массе (B) и (C) | 10 | 5 | 5 | 5 | 5 | 6 | 14 | 4 | 5 | 18 | 3 | 10 | 6 | - | ||
| Результаты оценки | Адгезионная способность | ☆ | ¬ | ☆ | o | o | o | ☆ | ¬ | o | ☆ | ¬ | ¬ | o | × | |
| Водостойкость | ☆ | ¬ | ☆ | ¬ | ¬ | ¬ | ☆ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | ¬ | △ | ||
| Жесткость | ¬ | ☆ | ¬ | ¬ | o | ¬ | ¬ | ¬ | ☆ | ¬ | ¬ | ¬ | ☆ | × |
[0045] Из результатов, приведенных в Таблицах 1 и 2, можно заметить, что клейкая присадка (J) для водного клейкого вещества для неорганического материала по настоящему изобретению по сравнению со сравнительным примером дает выгодную способность к адгезии с неорганическим материалом (в частности минеральным волокном) водному клейкому веществу для неорганического материала, и дополнительно придает выгодную водостойкость и жесткость склеенному неорганическому материалу (в частности плите из минерального волокна).
[0046] Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления, и различные вариации и модификации могут быть сделаны без отступления от духа и области охвата настоящего изобретения. Поэтому для ознакомления общественности с объемом настоящего изобретения прилагается следующая формула изобретения.
[0047] Настоящая заявка испрашивает приоритет японской патентной заявки № 2018-079770, поданной 18 апреля 2018 г., которая тем самым включается в настоящий документ посредством ссылки.
ПРИМЕНИМОСТЬ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
[0048] Клейкая присадка (J) и водное клейкое вещество для неорганического материала (X) по настоящему изобретению являются подходящими для склеивания неорганического материала (в частности стекловолокна, которое представляет собой минеральное волокно, которое является материалом теплостойкой плиты), и поскольку склеенный неорганический материал, в котором используется водное клейкое вещество (в частности, плита из минерального волокна), может применяться в самых разных областях в качестве различных склеенных неорганических материалов, и в частности в качестве теплоизолирующего материала, удерживающего тепло материала и звукопоглощающего материала для сооружений и различных устройств, они являются весьма полезными.
1. Водное клейкое вещество для неорганического материала (X), содержащее клейкую присадку (J), содержащую:
- (со)полимер (A), содержащий в качестве составляющего мономера акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту или малеиновый ангидрид (a1), где средневесовая молекулярная масса (со)полимера (A) составляет 6000-100000,
- сахарид (B), выбранный из сахарных спиртов,
- поликарбоновую кислоту (C), содержащую 4-24 атомов углерода, выбранную из малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, итаконовой кислоты, цитраконовой кислоты, мезаконовой кислоты, циклогексендикарбоновой кислоты, циклогептендикарбоновой кислоты, метилтетрагидрофталевой кислоты, лимонной кислоты, яблочной кислоты, тримеллитовой кислоты и их ангидридов, и
- воду.
2. Водное клейкое вещество для неорганического материала (X) по п. 1, в котором массовое соотношение [(B)/(C)] сахарида (B) и поликарбоновой кислоты (C) составляет от 35/65 до 65/35.
3. Водное клейкое вещество для неорганического материала (X) по п. 1 или 2, в котором масса (со)полимера (A) составляет 1-20 мас.%, исходя из общей массы сахарида (B) и поликарбоновой кислоты (C).
4. Клейкое изделие из неорганического материала, связанного с вулканизированным материалом водного клейкого вещества (X) по любому из пп. 1-3.
