树脂组合物、蓄热材和物品

文档序号:1651948 发布日期:2019-12-24 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 树脂组合物、蓄热材和物品 (Resin composition, heat storage material, and article ) 是由 古川直树 永井晃 森本刚 木泽桂子 松原望 于 2018-05-10 设计创作,主要内容包括:本发明的一个方面为一种树脂组合物,其含有丙烯酸树脂和固化剂,丙烯酸树脂是使包含第一单体和第二单体的单体成分聚合而成的树脂,所述第一单体由下述式(1)表示,所述第二单体能够与第一单体共聚,且具有能够与固化剂反应的反应性基团。[式中,R&lt;Sup&gt;1&lt;/Sup&gt;表示氢原子或甲基,R&lt;Sup&gt;2&lt;/Sup&gt;表示碳原子数12~30的烷基。][化1]&lt;Image he="428" wi="700" file="DDA0002267743170000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"&gt;&lt;/Image&gt;(One aspect of the invention is a treeA resin composition comprising an acrylic resin and a curing agent, wherein the acrylic resin is a resin obtained by polymerizing monomer components including a first monomer represented by the following formula (1) and a second monomer which is copolymerizable with the first monomer and has a reactive group capable of reacting with the curing agent. [ in the formula, R 1 Represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 Represents an alkyl group having 12 to 30 carbon atoms.][ formula 1])

树脂组合物、蓄热材和物品

技术领域

本发明涉及树脂组合物、蓄热材和物品。

背景技术

蓄热材是能够将所储存的能量根据需要以热的形式取出的材料。该蓄热材被用于空调设备、地暖设备、冰箱、IC芯片等电子部件,汽车内外装饰材料、碳罐(canister)等汽车部件,保温容器等用途中。

作为蓄热的方式,从热量大小的方面出发,广泛利用使用了物质相变的潜热蓄热。作为潜热蓄热物质,熟知的是水-冰。水-冰是热量大的物质,但相变温度在大气下被限定为0℃,因此适用范围也会受到限定。因此,作为具有高于0℃且小于或等于100℃的相变温度的潜热蓄热物质,利用石蜡。但是,石蜡在因加热而发生相变时会变为液体,有着火和起火的危险性,因此为了将石蜡用于蓄热材,需要收纳于袋等密闭容器中等以防止石蜡从蓄热材中漏出,从而受到适用领域的限制。

因此,作为改良包含石蜡的蓄热材的方法,例如专利文献1中公开了一种使用凝胶化剂的方法。通过该方法制作的凝胶即使在石蜡相变后也能够保持凝胶状的成型体。但是,该方法中,在用作蓄热材时,有发生漏液、蓄热材挥发等的可能性。

另外,作为其他改良方法,例如专利文献2中公开了一种使用氢化共轭二烯共聚物的方法。该方法中,在烃化合物的熔解或凝固温度附近能够保持形状,但如果变为更高温度,则相容性低,因此会产生相分离,产生烃化合物的漏液。

另外,作为其他改良方法,例如专利文献3中公开了一种对蓄热材进行微胶囊化的方法。该方法中,蓄热材进行了胶囊化,因此与相变无关,处理性均良好,但有在高温区域中蓄热材从胶囊渗出的担忧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-109787号公报

专利文献2:日本特开2014-95023号公报

专利文献3:日本特开2005-23229号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的一个方面的目的在于提供一种可合适地用于蓄热材的树脂组合物。本发明的另一个方面的目的在于提供一种蓄热量优异的蓄热材。

用于解决课题的方法

本发明人等进行了积极研究,结果发现,含有特定成分的树脂组合物可合适地用于蓄热材,即,由该树脂组合物形成的蓄热材的蓄热量优异,从而完成了本发明。本发明在几个方面提供下述的[1]~[18]。

[1]一种树脂组合物,其含有丙烯酸树脂和固化剂,丙烯酸树脂是使包含第一单体和第二单体的单体成分聚合而成的树脂,所述第一单体由下述式(1)表示,所述第二单体能够与第一单体共聚,且具有能够与固化剂反应的反应性基团。

[化1]

[式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示碳原子数12~30的烷基]。

[2]一种树脂组合物,其含有丙烯酸树脂和固化剂,丙烯酸树脂包含下述式(2)所表示的第一结构单元、以及具有能够与固化剂反应的反应性基团的第二结构单元。

[化2]

[式中,R3表示氢原子或甲基,R4表示碳原子数12~30的烷基]。

[3]根据[1]或[2]所述的树脂组合物,固化剂为选自由异氰酸酯系固化剂、酚系固化剂、胺系固化剂、咪唑系固化剂和酸酐系固化剂组成的组中的至少一种固化剂。

[4]根据[1]~[3]中任一项所述的树脂组合物,反应性基团为选自由羧基、羟基、异氰酸酯基、氨基和环氧基组成的组中的至少一种基团。

[5]根据[1]所述的树脂组合物,相对于单体成分100质量份,第一单体的含量大于或等于60质量份。

[6]根据[1]或[5]所述的树脂组合物,相对于单体成分100质量份,第二单体的含量小于或等于25质量份。

[7]根据[2]所述的树脂组合物,相对于构成丙烯酸树脂的全部结构单元100质量份,第一结构单元的含量大于或等于60质量份。

[8]根据[2]或[7]所述的树脂组合物,相对于构成丙烯酸树脂的全部结构单元100质量份,第二结构单元的含量小于或等于25质量份。

[9]根据[1]~[8]中任一项所述的树脂组合物,相对于树脂组合物100质量份,丙烯酸树脂的含量大于或等于50质量份。

[10]根据[1]~[9]中任一项所述的树脂组合物,反应性基团为环氧基。

[11]根据[1]~[10]中任一项所述的树脂组合物,在90℃为液体状。

[12]根据[11]所述的树脂组合物,丙烯酸树脂的重均分子量小于或等于100000。

[13]根据[11]或[12]所述的树脂组合物,90℃时的粘度小于或等于100Pa·s。

[14]根据[1]~[10]中任一项所述的树脂组合物,丙烯酸树脂的重均分子量大于或等于200000。

[15]根据[1]~[14]中任一项所述的树脂组合物,用于形成蓄热材。

[16]根据[1]~[14]中任一项所述的树脂组合物,用于形成拒水材、防霜材、折射率调整材、润滑材、吸附材、热固化应力缓和材或低介电材。

[17]一种蓄热材,其包含[1]~[16]中任一项所述的树脂组合物的固化物。

[18]一种物品,其具备:热源;以及以与热源热接触的方式设置的、[1]~[16]中任一项所述的树脂组合物的固化物。

发明效果

根据本发明的一个方面,能够提供一种可合适地用于蓄热材的树脂组合物。根据本发明的另一方面,能够提供一种蓄热量优异的蓄热材。此外,本发明的一个方面涉及的蓄热材在大于或等于蓄热材的相变温度时能够抑制漏液,耐热性也优异。

附图说明

图1是表示一个实施方式涉及的蓄热材的示意截面图。

图2是表示一个实施方式涉及的热控制片的示意截面图。

图3是表示一个实施方式涉及的热控制材的示意截面图。

具体实施方式

以下,一边适宜参照附图一边对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是,本发明并不限定于以下的实施方式。

本说明书中的“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和与其对应的“甲基丙烯酸酯”,“(甲基)丙烯酰基”是指“丙烯酰基”和与其对应的“甲基丙烯酰基”。

本说明书中的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)是指使用凝胶渗透色谱(GPC)在以下条件下测定,并且将聚苯乙烯作为标准物质而确定的值。

·测定设备:HLC-8320GPC(制品名,东曹(株)制)

·分析柱:TSKgel SuperMultipore HZ-H(3根连接)(制品名,东曹(株)制)

·保护柱:TSKguardcolumn SuperMP(HZ)-H(制品名,东曹(株)制)

·洗提液:THF

·测定温度:25℃

本说明书中,“耐热性优异”是指TG-DTA测定时的1%失重温度大于或等于280℃。

一个实施方式涉及的树脂组合物含有丙烯酸树脂。丙烯酸树脂是使包含第一单体和第二单体的单体成分聚合而成的聚合物。

第一单体由下述式(1)表示。

[化3]

式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示碳原子数12~30的烷基。

R2所表示的烷基可以为直链状,也可以为支链状。R2所表示的烷基的碳原子数优选为12~28,更优选为12~26,进一步优选为12~24,特别优选为12~22。

换言之,第一单体为在酯基的末端具有碳原子数12~30的直链状或支链状的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。作为第一单体,例如可列举:(甲基)丙烯酸十二烷基酯((甲基)丙烯酸月桂酯)、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯((甲基)丙烯酸硬脂酯)、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯((甲基)丙烯酸山嵛醇酯)、(甲基)丙烯酸二十四烷基酯、(甲基)丙烯酸二十六烷基酯、(甲基)丙烯酸二十八烷基酯等。这些第一单体可单独使用一种或将两种以上组合使用。第一单体优选为选自由(甲基)丙烯酸十二烷基酯((甲基)丙烯酸月桂酯)、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯((甲基)丙烯酸硬脂酯)和(甲基)丙烯酸二十二烷基酯((甲基)丙烯酸山嵛醇酯)组成的组中的至少一种。

从形成蓄热材时能够获得充分的蓄热量的观点考虑,第一单体的含量相对于单体成分100质量份优选大于或等于60质量份,更优选大于或等于80质量份,例如也可以小于或等于98质量份。

第二单体是能够与第一单体共聚,且具有反应性基团的单体(反应性单体)。第二单体为了能够与第一单体共聚而包含具有乙烯性不饱和键的基团(乙烯性不饱和基)。作为乙烯性不饱和基,例如可列举(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等。第二单体优选为具有反应性基团和(甲基)丙烯酰基的单体(具有反应性基团的(甲基)丙烯酸单体)。

第二单体中的反应性基团是能够与后述的固化剂反应的基团,例如为选自由羧基、羟基、异氰酸酯基、氨基和环氧基组成的组中的至少一种基团。即,第二单体例如为含羧基单体、含羟基单体、含异氰酸酯基单体、含氨基单体或含环氧基单体。

作为含羧基单体,例如可列举:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、异巴豆酸等。

作为含羟基单体,例如可列举:(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯;(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等羟基烷基环烷烃(甲基)丙烯酸酯等。含羟基单体也可以为羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、烯丙醇、2-羟基乙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚等。

作为含异氰酸酯基单体,可列举2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、2-丙烯酰氧基乙基异氰酸酯等。

作为含氨基单体,例如可列举(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基氨基丙酯等。

作为含环氧基单体,例如可列举:(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸-3,4-环氧基丁酯、(甲基)丙烯酸-4,5-环氧基戊酯、(甲基)丙烯酸-6,7-环氧基庚酯、α-乙基(甲基)丙烯酸-6,7-环氧基庚酯、(甲基)丙烯酸-3-甲基-3,4-环氧基丁酯、(甲基)丙烯酸-4-甲基-4,5-环氧基戊酯、(甲基)丙烯酸-5-甲基-5,6-环氧基己酯、(甲基)丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、α-乙基(甲基)丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯等。

这些第二单体可单独使用一种或将两种以上组合使用。从固化剂的选择项变多的观点考虑,第二单体优选为具有环氧基作为反应性基团的含环氧基单体,更优选为含环氧基的(甲基)丙烯酸单体,进一步优选为(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,特别优选为甲基丙烯酸缩水甘油酯。

丙烯酸树脂的重均分子量(详情后述)大于或等于200000的情况下,从蓄热材的耐热性更优异的观点考虑,第二单体的含量相对于单体成分100质量份优选大于或等于2质量份,更优选大于或等于3质量份,进一步优选大于或等于5质量份,特别优选大于或等于8质量份。

丙烯酸树脂的重均分子量(详情后述)小于或等于100000的情况下,从树脂组合物的固化性优异的观点考虑,第二单体的含量相对于单体成分100质量份优选大于或等于6质量份,更优选大于或等于7质量份,进一步优选大于或等于8质量份。

不论丙烯酸树脂的重均分子量(详情后述)如何,从蓄热材的蓄热量优异的观点考虑,第二单体的含量相对于单体成分100质量份可以大于或等于2质量份,可以小于或等于25质量份,优选小于或等于20质量份,更优选小于或等于15质量份,进一步优选小于或等于13质量份,特别优选小于或等于10质量份。

单体成分除了第一单体和第二单体以外,还可以根据需要进一步含有其他单体。其他单体例如可列举:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等在酯基的末端具有碳原子数小于12(碳原子数1~11)的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯等在酯基的末端具有环状烃基的(甲基)丙烯酸环烷基酯等。其他单体可单独使用一种或将两种以上组合使用。

在一个实施方式中,单体成分仅含有第一单体、第二单体、以及根据需要的第三单体,所述第三单体为选自由在酯基的末端具有碳原子数1~11的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯和在酯基的末端具有环状烃基的(甲基)丙烯酸环烷基酯组成的组中的至少一种。换言之,在一个实施方式中,单体成分不含除第一单体、第二单体和第三单体以外的单体(例如具有硅氧烷骨架的(甲基)丙烯酸单体)。在一个实施方式中,单体成分也可仅含有第一单体和第二单体,在另一个实施方式中,也可仅含有第一单体、第二单体和第三单体。

丙烯酸树脂可通过使包含第一单体、第二单体和根据需要使用的其他单体的单体成分聚合而获得。聚合方法可以从各种自由基聚合等公知的聚合方法中适宜选择,例如可以为悬浮聚合法、溶液聚合法、本体聚合法等。作为聚合方法,在使丙烯酸树脂的重均分子量较大(例如大于或等于200000)的情况下,优选使用悬浮聚合法,在使丙烯酸树脂的重均分子量较小(例如小于或等于100000)的情况下,优选使用溶液聚合法。

使用悬浮聚合法的情况下,将作为原料的单体成分、聚合引发剂、根据需要添加的链转移剂、水和悬浮剂混合,调制分散液。

作为悬浮剂,例如可列举:聚乙烯醇、甲基纤维素、聚丙烯酰胺等水溶性高分子;磷酸钙、焦磷酸镁等难溶性无机物质等。这些中,优选使用聚乙烯醇等水溶性高分子。

相对于作为原料的单体成分的总量100质量份,悬浮剂的配合量优选为0.005~1质量份,更优选为0.01~0.07质量份。使用悬浮聚合法的情况下,也可以根据需要进一步添加硫醇系化合物、硫甘醇、四氯化碳、α-甲基苯乙烯二聚物等分子量调整剂。聚合温度优选为0~200℃,更优选为40~120℃。

使用溶液聚合法的情况下,作为所使用的溶剂,例如可列举:甲苯、二甲苯等芳香族系溶剂,甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮系溶剂,乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶剂,四氯化碳等氯系溶剂,2-丙醇、2-丁醇等醇系溶剂等。从所得的丙烯酸树脂的聚合性的观点考虑,溶液聚合开始时的溶液中的固体成分浓度优选为40~70质量%,更优选为50~60质量%。聚合温度优选为0~200℃,更优选为40~120℃。

各聚合法中可使用的聚合引发剂只要为自由基聚合引发剂,就可以没有特别限制地使用。作为自由基聚合引发剂,例如可列举:过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化六氢对苯二甲酸二叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、1,1-叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化异丙基碳酸叔丁酯等有机过氧化物,偶氮二异丁腈、偶氮双-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈、偶氮双环己酮-1-甲腈、偶氮二苯甲酰等偶氮化合物等。

从使单体充分聚合的观点考虑,聚合引发剂的配合量相对于单体的总量100质量份优选大于或等于0.01质量份,更优选大于或等于0.05质量份,进一步优选大于或等于0.1质量份。从丙烯酸树脂的分子量成为合适范围,同时可抑制分解产物以及在用作蓄热材时可获得合适的粘接强度的观点考虑,聚合引发剂的配合量相对于单体的总量100质量份优选小于或等于10质量份,更优选小于或等于5质量份,进一步优选小于或等于3质量份。

如上获得的丙烯酸树脂具有源自第一单体的结构单元和源自第二单体的结构单元。即,一个实施方式涉及的树脂组合物含有包含第一结构单元(源自第一单体的结构单元)和第二结构单元(源自第二单体的结构单元)的丙烯酸树脂。

第一结构单元由下述式(2)表示。

[化4]

式中,R3表示氢原子或甲基,R4表示碳原子数12~30的烷基。

R4所表示的烷基可以为直链状,也可以为支链状。R4所表示的烷基的碳原子数优选为12~28,更优选为12~26,进一步优选为12~24,特别优选为12~22。作为R4所表示的烷基,例如可列举:十二烷基(月桂基)、十四烷基、十六烷基、十八烷基(硬脂基)、二十二烷基(山嵛基)、二十四烷基、二十六烷基、二十八烷基等。R4所表示的烷基优选为选自由十二烷基(月桂基)、十六烷基、十八烷基(硬脂基)和二十二烷基(山嵛基)组成的组中的至少一种。丙烯酸树脂包含这些第一结构单元的一种或两种以上。

从蓄热材的蓄热量优异的观点考虑,第一结构单元的含量相对于构成丙烯酸树脂的全部结构单元100质量份优选大于或等于60质量份,更优选大于或等于80质量份,例如也可以小于或等于98质量份。

第二结构单元具有反应性基团。反应性基团是能够与后述的固化剂反应的基团,例如为选自由羧基、羟基、异氰酸酯基、氨基和环氧基组成的组中的至少一种基团。第二结构单元例如为源自上述含羧基单体、含羟基单体、含异氰酸酯基单体、含氨基单体或含环氧基单体的结构单元。从固化剂的选择项变多的观点考虑,第二结构单元优选具有环氧基作为反应性基团,更优选具有缩水甘油基。丙烯酸树脂包含这些第二结构单元的一种或两种以上。

第二结构单元优选为下述式(3)所表示的结构单元。

[化5]

式中,R5表示氢原子或甲基,R6表示氢原子或具有反应性基团的有机基团。R6所表示的反应性基团可以为上述反应性基团,优选为具有环氧基的有机基团,更优选为缩水甘油基。

丙烯酸树脂的重均分子量(详情后述)大于或等于200000的情况下,从蓄热材的耐热性更优异的观点考虑,第二结构单元的含量相对于构成丙烯酸树脂的全部结构单元100质量份优选大于或等于2质量份,更优选大于或等于3质量份,进一步优选大于或等于5质量份,特别优选大于或等于8质量份。

丙烯酸树脂的重均分子量(详情后述)小于或等于100000的情况下,从树脂组合物的固化性优异的观点考虑,第二结构单元的含量相对于构成丙烯酸树脂的全部结构单元100质量份优选大于或等于6质量份,更优选大于或等于7质量份,进一步优选大于或等于8质量份。

不论丙烯酸树脂的重均分子量(详情后述)如何,从形成蓄热材时能够获得充分的蓄热量的观点考虑,第二结构单元的含量相对于构成丙烯酸树脂的全部结构单元100质量份可以大于或等于2质量份,可以小于或等于25质量份,优选小于或等于20质量份,更优选小于或等于15质量份,进一步优选小于或等于13质量份,特别优选小于或等于10质量份。

丙烯酸树脂除了第一结构单元和第二结构单元以外,还可以根据需要进一步含有其他结构单元。其他结构单元可以为源自上述其他单体的结构单元。

在一个实施方式中,丙烯酸树脂仅含有第一结构单元、第二结构单元以及根据需要的第三结构单元,所述第三结构单元源自选自由在酯基的末端具有碳原子数1~11的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯和在酯基的末端具有环状烃基的(甲基)丙烯酸环烷基酯组成的组中的至少一种单体。换言之,在一个实施方式中,丙烯酸树脂不含除第一结构单元、第二结构单元和第三结构单元以外的结构单元(例如源自具有硅氧烷骨架的(甲基)丙烯酸单体的结构单元)。在一个实施方式中,丙烯酸树脂也可仅含有第一结构单元和第二结构单元,在另一个实施方式中,也可仅含有第一结构单元、第二结构单元和第三结构单元。

丙烯酸树脂可以为无规共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物中的任一者。

在一个实施方式中,从蓄热材的强度优异的观点考虑,丙烯酸树脂的重均分子量优选大于或等于200000,更优选大于或等于250000,进一步优选大于或等于300000。从树脂组合物的操作容易性的观点考虑,丙烯酸树脂的重均分子量优选小于或等于2000000,更优选小于或等于1500000,进一步优选小于或等于1000000。

在另一个实施方式中,从降低树脂组合物的粘度的观点考虑,丙烯酸树脂的重均分子量优选小于或等于100000,更优选小于或等于70000,进一步优选小于或等于40000。该情况下,丙烯酸树脂的重均分子量例如也可以大于或等于5000。

从蓄热材的蓄热量优异的观点考虑,丙烯酸树脂的含量相对于树脂组合物100质量份优选大于或等于50质量份,更优选大于或等于70质量份,进一步优选大于或等于80质量份。相对于树脂组合物100质量份,丙烯酸树脂的含量可以小于或等于100质量份、小于或等于99.5质量份或小于或等于99.3质量份。

关于树脂组合物,在用于形成蓄热材的情况下,从抑制蓄热材的漏液和挥发且提高耐热性的观点考虑,进一步含有固化剂。固化剂是能够与第二单体(第二结构单元)中所含的反应性基团反应的固化剂。作为固化剂,例如可列举异氰酸酯系固化剂、酚系固化剂、胺系固化剂、咪唑系固化剂、酸酐系固化剂、羧酸系固化剂等。这些固化剂可单独使用一种或将两种以上组合使用。在反应性基团为环氧基的情况下,固化剂优选为酚系固化剂或咪唑系固化剂。

作为异氰酸酯系固化剂,例如可列举:甲苯二异氰酸酯(2,4-甲苯二异氰酸酯或2,6-甲苯二异氰酸酯或其混合物)(TDI)、苯二异氰酸酯(间苯二异氰酸酯或对苯二异氰酸酯或其混合物)、4,4'-二苯基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯或2,2'-二苯基甲烷二异氰酸酯或其混合物)(MDI)、4,4'-甲苯胺二异氰酸酯(TODI)、4,4'-二苯醚二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯,苯二亚甲基二异氰酸酯(1,3-苯二亚甲基二异氰酸酯或1,4-苯二亚甲基二异氰酸酯或其混合物)(XDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(四甲基1,3-苯二亚甲基二异氰酸酯或四甲基1,4-苯二亚甲基二异氰酸酯或其混合物)(TMXDI)、ω,ω'-二异氰酸酯-1,4-二乙基苯等。作为异氰酸酯系固化剂,也可列举:三亚甲基二异氰酸酯、1,2-亚丙基二异氰酸酯、亚丁基二异氰酸酯(四亚甲基二异氰酸酯、1,2-亚丁基二异氰酸酯、2,3-亚丁基二异氰酸酯、1,3-亚丁基二异氰酸酯)、1,5-五亚甲基二异氰酸酯(PDI)、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯或2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,6-二异氰酸酯己酸甲酯等脂肪族二异氰酸酯,1,3-环戊烷二异氰酸酯、1,3-环戊烯二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯(1,4-环己烷二异氰酸酯、1,3-环己烷二异氰酸酯)、3-异氰酸酯基甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯)(IPDI)、亚甲基双(环己基异氰酸酯)(4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)、2,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)或2,2’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)、它们的反式-反式体、反式-顺式体、顺式-顺式体、或其混合物)(H12MDI)、甲基环己烷二异氰酸酯(甲基-2,4-环己烷二异氰酸酯、甲基-2,6-环己烷二异氰酸酯)、降冰片烷二异氰酸酯(各种异构体或其混合物)(NBDI)、双(异氰酸酯基甲基)环己烷(1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷或1,4-双(异氰酸酯基甲基)环己烷或其混合物)(H6XDI)等脂环族二异氰酸酯等。

作为酚系固化剂,例如可列举:双酚A、双酚F、双酚S、4,4'-联苯酚、四甲基双酚A、二甲基双酚A、四甲基双酚F、二甲基双酚F、四甲基双酚S、二甲基双酚S、四甲基-4,4'-联苯酚、二甲基-4,4'-联苯酚、1-(4-羟基苯基)-2-[4-(1,1-双-(4-羟基苯基)乙基)苯基]丙烷、2,2'-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-亚丁基-双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、三羟基苯基甲烷、间苯二酚、对苯二酚、连苯三酚、具有二亚异丙基骨架的苯酚类;1,1-二-4-羟基苯基芴等具有芴骨架的苯酚类;甲酚类;乙基苯酚类;丁基苯酚类;辛基苯酚类;以双酚A、双酚F、双酚S、萘酚类等各种苯酚为原料的酚醛清漆树脂、含苯二亚甲基骨架的苯酚酚醛清漆树脂、含二环戊二烯骨架的苯酚酚醛清漆树脂、含联苯骨架的苯酚酚醛清漆树脂、含芴骨架的苯酚酚醛清漆树脂、含呋喃骨架的苯酚酚醛清漆树脂等各种酚醛清漆树脂等。

作为胺系固化剂,例如可列举:二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜、二氨基二苯基醚、对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、1,5-二氨基萘、间苯二亚甲基二胺等芳香族胺;乙二胺、二乙二胺、异佛尔酮二胺、双(4-氨基-3-甲基二环己基)甲烷、聚醚二胺等脂肪族胺;双氰胺、1-(邻甲苯基)双胍等胍类等。

作为咪唑系固化剂,例如可列举:2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、2,3-二氢-1H-吡咯-[1,2-a]苯并咪唑、2,4-二氨基-6(2'-甲基咪唑(1'))乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6(2'-十一烷基咪唑(1'))乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6(2'-乙基,4-甲基咪唑(1'))乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6(2'-甲基咪唑(1'))乙基-均三嗪·异氰脲酸加成物、2-甲基咪唑异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、2-苯基-3,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基-3,5-二氰基乙氧基甲基咪唑等。

作为酸酐系固化剂,例如可列举:邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸二酐、二苯甲酮四羧酸酐、乙二醇无水偏苯三酸酐、联苯四甲酸酐等芳香族羧酸酐;壬二酸、癸二酸、十二烷二酸等脂肪族羧酸的酐;四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、纳迪克酸酐、氯桥酸酐、双环庚烯二甲酸酐等脂环式羧酸酐等。

作为羧酸系固化剂,例如可列举丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间邻苯二甲酸、对苯二甲酸等。

相对于树脂组合物100质量份,固化剂的含量优选大于或等于0.01质量份,另外,优选小于或等于10质量份,更优选小于或等于5质量份,进一步优选小于或等于1质量份。

树脂组合物可以根据需要进一步含有其他添加剂。作为其他添加剂,例如可列举:固化促进剂、抗氧化剂、着色剂、填料、结晶成核剂、热稳定剂、热传导材、增塑剂、发泡剂、阻燃剂、减振剂等。其他添加剂可单独使用一种或将两种以上组合使用。

从促进丙烯酸树脂与固化剂的反应的观点考虑,树脂组合物优选进一步含有固化促进剂。作为固化促进剂,例如可列举有机磷系固化促进剂、季铵盐系固化促进剂、锡催化剂等。这些固化促进剂可单独使用一种或者将两种以上组合使用。

相对于树脂组合物100质量份,固化促进剂的含量优选大于或等于0.005质量份,更优选大于或等于0.01质量份,进一步优选大于或等于0.02质量份,另外,优选小于或等于1质量份,更优选小于或等于0.5质量份,进一步优选小于或等于0.2质量份。

树脂组合物在90℃时可以为固体状也可以为液体状,从对具有复杂形状的构件的填充容易、蓄热材的适用范围广的观点考虑,优选为液态。

从流动性和操作性优异的观点考虑,树脂组合物在90℃时的粘度优选小于或等于100Pa·s,更优选小于或等于50Pa·s,进一步优选小于或等于20Pa·s。从同样的观点考虑,关于树脂组合物的粘度,在丙烯酸树脂的熔点+20℃时,具有优选小于或等于100Pa·s、更优选小于或等于50Pa·s、进一步优选小于或等于20Pa·s的粘度。树脂组合物在90℃时的粘度或在丙烯酸树脂的熔点+20℃时的粘度例如也可以大于或等于0.5Pa·s。

树脂组合物的粘度是指基于JIS Z 8803测定的值,具体而言是指通过E型粘度计(东机产业制,PE-80L)测定的值。需要说明的是,粘度计的校正可基于JIS Z 8809-JS14000来进行。另外,丙烯酸树脂的熔点是指通过实施例中记载的方法测定的值。

关于以上说明的树脂组合物,通过使该树脂组合物固化,可合适地用作蓄热材(适合作为蓄热材用树脂组合物)。即,一个实施方式涉及的蓄热材包含上述树脂组合物的固化物。该蓄热材中,丙烯酸树脂的固化物作为具有蓄热性的成分发挥功能,因此在一个实施方式中,蓄热材(树脂组合物)也可以不包含例如以往的蓄热材中使用的内置有潜热蓄热材的蓄热胶囊,在该情况下,也能够获得优异的蓄热量。

蓄热材(上述树脂组合物的固化物)可有效地运用于各种领域中。蓄热材例如可用于汽车、建筑物、公共设施、地下街道等的空调设备(提高空调设备的效率)、工厂等的管道(管道的蓄热)、汽车的引擎(该引擎周围的保温)、电子部件(防止电子部件升温)、内衣的纤维等。

这些各用途中,蓄热材(上述树脂组合物的固化物)通过在各用途中以与产生热的热源热接触的方式配置,能够储存该热源的热。即,本发明的一个实施方式为一种物品,其具备:热源;以及以与热源热接触的方式设置的蓄热材(上述树脂组合物的固化物)。

例如,蓄热材(上述树脂组合物的固化物)在与电子部件一起使用的情况下,通过以与电子部件热接触(与电子部件直接接触、或者隔着具有热传导性的构件而接触)的方式配置,能够储存电子部件所产生的热。该情况下,例如,如果以与散热构件进一步热接触的方式配置蓄热材,则能够将蓄热材中储存的热缓慢地释放出,能够抑制电子部件所产生的热被急剧地释放至外部(电子部件附近的局部成为高温)。

图1是表示一个实施方式涉及的蓄热材的示意截面图。如图1所示,蓄热材1包含上述树脂组合物的固化物,例如可以为片状(膜状)。

树脂组合物在90℃时为固体状的情况下,蓄热材1例如可以通过对树脂组合物进行加热熔融并成型而获得。即,在一个实施方式中,蓄热材1的制造方法具备对树脂组合物进行加热熔融并成型的工序(成型工序)。成型工序中的成型可以为注射成型、压缩成型或传递成型。该情况下,蓄热材1无需外包装,蓄热材1能够单独贴附于要安装的对象物,或者进行卷绕,或者以各种状态安装。

在一个实施方式中,树脂组合物在90℃时为固体状的情况下的蓄热材可合适地用于热控制片。图2是表示一个实施方式涉及的热控制片的示意截面图。如图2所示,热控制片2具备金属层3、以及设置于金属层3上的蓄热层4。

金属层3例如由铝、铜等构成。金属层3的厚度例如小于或等于100μm。

蓄热层4包含上述蓄热材1。蓄热层4的厚度例如为1~30mm、2~20mm或5~10mm。

热控制片2例如可以通过对蓄热材1与金属层3进行加压层压而获得。该情况下,也可以根据需要在小于或等于蓄热材1能够保持形状的温度进行加热。

树脂组合物在90℃时为液体状的情况下,蓄热材例如可以通过在构件的空隙部填充树脂组合物,然后使树脂组合物固化而获得。即,在另一个实施方式中,蓄热材可以通过在构件的空隙部填充树脂组合物,并使所填充的树脂组合物固化而获得。该情况下,蓄热材由于可以通过填充液体状的树脂组合物并使其固化而形成,因此能够用于各个部位,例如可以将凹凸形状合适地用于构件间。

在一个实施方式中,树脂组合物在90℃时为液体状的情况下的蓄热材可合适地用于热控制材。图3是用于说明一个实施方式涉及的热控制材的示意截面图。如图3(b)所示,热控制材15具备多个金属层(金属构件)13、以及填充(设置)于多个金属层13之间的蓄热层14。金属层13和蓄热层14的构成可以分别与上述热控制片中的金属层3和蓄热层4同样。金属层13可以具有凹凸形状。热控制材15可以在一部分金属层13、13间进一步具备空隙部11。空隙部11例如作为空气冷却用的空气所通过的空气冷却通路而发挥功能。

如图3(a)所示,热控制材15例如可以如下获得,即:对于具备多个金属层13和设置于一部分金属层13、13间的多个空隙部11的金属构件10,将液态的树脂组合物12填充于空隙部11的一部分,然后使树脂组合物12固化。

在热控制片2和热控制材15中,在高温(例如大于或等于20℃)时太阳光的反射率变大,在低温(例如小于或等于15℃)时太阳光的反射率变低。热控制片2和热控制材15例如可用于屋顶、道路等。通过将热控制片2或热控制材15铺设于屋顶、道路等,从而在高温时(例如夏天),蓄热层4、14变为透明,金属层3、13反射太阳热,热控制片2或热控制材15能够抑制屋顶、道路等的温度上升。另一方面,在低温时(例如冬天),蓄热层4、14变为不透明,该情况下,金属层3、13不反射太阳热,蓄热层4、14吸收热,能够抑制屋顶、道路等的温度下降。即,热控制片2和热控制材15能够实现高温下抑制温度上升和低温下抑制温度下降,从而作为空调机的辅助功能而有效地运用。

在另一个实施方式中,上述树脂组合物也可用于蓄热材用途以外。树脂组合物例如可合适地用于形成拒水材、防霜材、折射率调整材、润滑材、吸附材、热固化应力缓和材或低介电材。拒水材、防霜材、折射率调整材、润滑材、吸附材、热固化应力缓和材和低介电材各自也可以包含例如上述树脂组合物的固化物。

实施例

以下,通过实施例更具体地说明本发明,但本发明并不限定于以下实施例。

[丙烯酸树脂的合成]

实施例1-1~1-11中使用的丙烯酸树脂1A~1F和比较例1-1中使用的丙烯酸树脂1G如下所述通过公知的悬浮聚合方法来合成。

(丙烯酸树脂1A的合成例)

将由搅拌机、温度计、氮气导入管、排出管和加热套构成的500mL烧瓶作为反应器,使氮气以100mL/分钟流入烧瓶内。

接下来,将作为单体的丙烯酸硬脂酯85g、丙烯酸丁酯10g和甲基丙烯酸缩水甘油酯5g混合,进一步添加作为聚合引发剂的过氧化月桂酰0.41g、作为链转移剂的正辛基硫醇0.12g,使其溶解而获得混合物。然后,对于该混合物,添加水201.3g(相对于混合物100质量份为200质量份)、作为分散助剂的聚乙烯醇(PVA)0.2g(相对于混合物100质量份为0.02质量份),调制分散液。

接着,向流通氮气而使溶解氧小于或等于1ppm的烧瓶(反应器)内供给该分散液,以反应器内温度60℃、搅拌转速250次/分钟进行搅拌并进行加热,使其反应4小时。在反应中取样,并且根据所生成的树脂的比重算出聚合率,在确认到聚合率大于或等于80%后,升温至90℃,进一步反应2小时。然后,将反应器内的产物冷却,取出该产物,进行水洗、脱水、干燥,获得丙烯酸树脂1A。丙烯酸树脂1A的重均分子量(Mw)为700000。

关于丙烯酸树脂1B~1F和丙烯酸树脂1G,除了将单体成分变更为表1所示的单体成分以外,通过与丙烯酸树脂1A的合成例同样的方法合成。将所得的各丙烯酸树脂的重均分子量(Mw)一并示于表1中。

[表1]

[丙烯酸树脂的合成]

如下所述,通过公知的溶液聚合方法来合成实施例2-1~2-10和比较例2-1~2-2中使用的丙烯酸树脂2A~2J。

(丙烯酸树脂2A的合成例)

将由搅拌机、温度计、氮气导入管、排出管和加热套构成的500mL烧瓶作为反应器,使氮气以100mL/分钟流入烧瓶内。

接下来,将作为单体的丙烯酸十六烷基酯90g和甲基丙烯酸缩水甘油酯10g、作为溶剂的2-丙醇81.8g混合。以搅拌转速250次/分钟进行搅拌并升温至反应器内温度60℃,在升温至60℃结束后,在反应器内添加偶氮二异丁腈0.3g,使其反应7小时。然后,在减压下对溶剂进行脱溶剂,获得丙烯酸树脂2A。丙烯酸树脂2A的重均分子量(Mw)为35000。

关于丙烯酸树脂2B~2J,除了将单体成分变更为表2、3所示的单体成分以外,通过与丙烯酸树脂2A的合成例同样的方法合成。将所得的各丙烯酸树脂的重均分子量(Mw)和熔点一并示于表2、3中。

丙烯酸树脂的熔点如下测定。

使用差示扫描量热测定仪(珀金埃尔默公司制,型号DSC8500),以20℃/分钟升温至100℃,在100℃保持3分钟后,以10℃/分钟的速度降温至-30℃,接着在-30℃保持3分钟后,以10℃/分钟的速度再次升温至100℃,从而测定丙烯酸树脂的热行为,算出熔解峰值作为丙烯酸树脂的熔点。

[表2]

[表3]

需要说明的是,丙烯酸月桂酯和丙烯酸4-羟基丁酯使用大阪有机化学工业(株)制,丙烯酸十四烷基酯使用东京化成工业(株)制,丙烯酸十六烷基酯和丙烯酸丁酯使用和光纯药工业(株)制,丙烯酸硬脂酯、丙烯酸山嵛醇酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯使用日油(株)制。

[蓄热材的制作]

(实施例1-1)

将丙烯酸树脂1A 15g、作为固化剂的3-甲基-六氢邻苯二甲酸酐(日立化成(株)制,商品名“HN5500”)0.24g、以及1-氰基乙基-2-苯基咪唑(四国化成工业(株)制,商品名“Curezol 2PZ-CN”)0.03g(固体成分比)进行配合,在100℃混炼30分钟而获得树脂组合物。接下来,将树脂组合物填充于10cm×10cm×1mm的模盒(SUS板)中,用SUS板盖上盖子后,在60kPa的加压下以180℃固化1.5小时,获得厚度1mm的片状的蓄热材。

(实施例1-2~1-10、参考例1-1、比较例1-1)

除了将树脂组合物的组成如表4、5所示进行变更以外,通过与实施例1-1同样的方法制作蓄热材。

(实施例2-1)

将丙烯酸树脂2A 9.8g、作为固化剂的1-氰基乙基-2-苯基咪唑(四国化成工业(株)制,商品名“Curezol 2PZ-CN”)0.2g(固体成分比)进行配合,获得树脂组合物。使用E型粘度计(东机产业制,PE-80L),基于JIS Z 8803来测定该树脂组合物在90℃时的粘度。将结果示于表6中。

接下来,将树脂组合物填充于10cm×10cm×1mm的模盒(SUS板)中,用SUS板盖上盖子后,在60kPa的加压下以180℃固化1.5小时,获得厚度1mm的片状的蓄热材。

(实施例2-2~2-12、比较例2-1)

除了将树脂组合物的组成如表6~8所示进行变更以外,通过与实施例2-1同样的方法实施树脂组合物的粘度测定和蓄热材的制作。将结果示于表6~8中。

[熔点和蓄热量的评价]

使用差示扫描量热测定仪(珀金埃尔默公司制,型号DSC8500)测定实施例和比较例中制作的各蓄热材,算出熔点和蓄热量。具体而言,以20℃/分钟升温至100℃,在100℃保持3分钟后,以10℃/分钟的速度降温至-30℃,接着在-30℃保持3分钟后,以10℃/分钟的速度再次升温至100℃,测定热行为。将熔解峰值设为蓄热材的熔点,将面积设为蓄热量。将结果示于表4~8中。需要说明的是,如果蓄热量大于或等于30J/g,则可以说蓄热量优异。

[漏液和挥发性的评价]

对于实施例和比较例中制作的各蓄热材,测定在80℃的温度、大气气氛下静置1000小时前后的重量变化,测定失重率(%)。将结果示于表4~8中。

[耐热性的试验(TG-DTA)]

使用热重天平TG-DTA6300((株)日立高新技术科学((株)日立高新技术)),测定实施例和比较例中制作的各蓄热材的失重。读取从初期重量减少了1%重量时的温度(℃),设为1%失重温度的值。将结果示于表4~8中。

[表4]

[表5]

[表6]

[表7]

[表8]

表4~8中,HN5500表示3-甲基-六氢邻苯二甲酸酐或4-甲基-六氢邻苯二甲酸酐(日立化成(株)制),HP850表示苯酚酚醛清漆(日立化成(株)制),IPDI表示异佛尔酮二异氰酸酯(住化拜耳聚氨酯公司制),HMDA表示六亚甲基二胺(和光纯药工业(株)制),2PZCN表示1-氰基乙基-2-苯基咪唑(四国化成工业(株)制)。

实施例的蓄热材的蓄热量优异,此外耐热性也优异,能够抑制漏液和挥发。特别是实施例2-1~2-12的蓄热材可以通过使液体状的树脂组合物固化而获得,因此在对于具有复杂形状的构件也能够适用的方面是有利的。

产业上的可利用性

本发明的蓄热材的蓄热量优异,此外耐热性也优异,能够抑制漏液和挥发,因此特别是在需要耐热性的领域中,可以在不用袋等进行包装的情况下使用。另外,在树脂组合物为液体状的情况下,蓄热材可以通过将该树脂组合物填充并使其固化而获得,因此对于具有复杂形状的构件也能够适用。

符号说明

1:蓄热材,2:热控制片,3、13:金属层,4、14:蓄热层,15:热控制材。

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