JP7843813B2 - 二成分リン酸エステル空洞充填半硬質発泡体 - Google Patents

Description

本教示は、概括的には、二成分エポキシリン酸エステルをベースとする発泡体材料に関する。

輸送業界及び建築業界では様々な用途に発泡体材料が採用される頻度が高い。例えば、発泡体材料は、構造的支持、シーリング、及び音量減衰のうちの１つ又はそれ以上を提供することができる。室温活性化（例えば膨張）が所望される場合、ポリウレタンをベースとする発泡体が最もよく用いられる。ポリウレタン発泡体は多くの欠点を有し、そのうちのいくつかとして、イソシアネートを含んでいること、特定の基材に対する制限された接着能力、湿潤又は多湿の環境での貧弱な耐加水分解性、低速反応系での使用に不向きであること、分注及び発泡中の温度変化に対する高い感受性、及び調合時に混合比の高い特異性が要求されること、が挙げられる。

ポリウレタンをベースとする発泡体の代替として、ポリマー材料における現場発泡反応のためのリン酸が利用されてきた。しかしながらリン酸は追加の懸念を招く。１つの例として、リン酸を用いた反応時間は非常に速く、発泡工程に先立ってポリマー材料を表面上に配置させるのに時間を要する組み立てプロセスにとって理想的でない。ゆえに、幾分遅い反応時間が好ましい。一部の状況では、リン酸の性質は、その低いｐＨとスプラッシュハザードのせいで負の健康及び安全リスクを有し得る。したがって、健康及び安全リスクの軽減された代わりの材料が好ましいであろう。また、リン酸とリン酸の反応相手となるオリゴマー材料又はポリマー材料との間には粘度に有意差がある。これは、材料の製造（例えば混合）と材料の貯蔵の両方に課題を提起する。リン酸はまた、多くのオリゴマー材料及びポリマー材料よりもはるかに低い分子量を有し、ひいてははるかに低い官能性反応基当たり分子量を有していて、それが望ましくない混合比の原因になっている。１：１又は２：１という比較的同等の混合比なら好ましいであろう。最後に、リン酸の反応特性は、多くの化学成分がリン酸とともに利用されたときに不安定になり得ることから、接着剤及びシーラントの材料を調合するのを困難にしている。接着性、物理的又は化学的な適合性、又は他の事由にとって有利となり得る様々な異なる部分（moieties）を含む能力があれば好ましいだろう。

本明細書にあらゆる目的で参考文献として援用される国際公開第２０１６／１４９７００号は、リン酸の代替としてのリン酸エステルの使用を開示している。また一方、エステルに加えていくらかの量のリン酸を添加することは、反応性の速度及び追加の官能性のうちの１つ又はそれ以上にとって有意な恩恵を提供し得る。例えば、低い温度にて反応性が所望される場合、リン酸エステルと組み合わせて或る量のリン酸を添加すれば、リン酸エステル単独の使用と比べて反応の速度を高めることができるだろう。別の例として、リン酸の添加は発泡体材料へ多官能性を付与して発泡体の崩壊を防止することができるだろう。その様な崩壊は、リン酸エステルと金属炭酸塩との反応（材料の平均官能性を下げる）のせいで起こることがある。リン酸の添加は、効果的に、金属炭酸塩とリン酸エステルの間の反応を補償し、それにより発泡体の崩壊を最小限に抑える。

上記教示にもかかわらず、改善された発泡体材料の必要性が依然として存在する。室温硬化を提供する発泡体材料の必要性が存在する。既知の発泡体材料に比較して下げた温度での膨張及び架橋を提供する発泡体材料の必要性が存在する。広範に様々な基材への接着性を提供する発泡体材料の必要性が存在する。追加の成分の必要性なしに硬化と発泡の両方を可能にする成分を利用した発泡体材料の必要性が存在する。発火、発煙、及び毒性（ＦＳＴ）についての所望の特性を提供し、しかもそれらの特性を付与するにあたり望ましくない作用剤の使用を排除した発泡体材料の必要性が存在する。

国際公開第２０１６／１４９７００号

本教示は上述の恩恵の１つ又はそれ以上を提供する。本教示の発泡体材料は、以下のもの、即ち、空洞充填、シーリング、補強、又は緩衝のうちの１つ又はそれ以上のために利用され得る。

本教示は、二成分系を提供する工程であって、二成分系はＡ側及びＢ側を含み、Ａ側はエポキシ材料を含み、Ｂ側はリン酸エステル及びリン酸を含む、二成分系を提供する工程と、Ａ側とＢ側を混合して結果として得られる反応生成物を形成する工程と、を備える方法において、Ａ側とＢ側の結果として得られる反応生成物が５０度未満の温度で硬化する、方法を提供する。

Ｂ側は１つ又はそれ以上のリン酸エステルを含んでもよい。Ａ側、Ｂ側、又はそれら両方は、１つ又はそれ以上の充填材及び／又は１つ又はそれ以上の補強性材料を含んでもよい。Ａ側は１つ又はそれ以上の金属炭酸塩を含んでもよい。

発泡及び硬化反応は約１０℃から約３５℃の温度で起こり得る。形成及び硬化反応はより高い温度又はより低い温度で起こり得る。発泡の程度は、発泡及び硬化が起こる温度に依存して変わり得る。発泡及び硬化反応は約１５℃から約２５℃の温度で起こり得る。

結果として得られる反応生成物の硬化時間は１５分未満であり得る。結果として得られる反応生成物の硬化時間は約５分から約１０分であり得る。硬化時間は３０分以下であり得る。硬化時間は６０分以下であり得る。発泡時間は、１０分以下、５分以下、更には１分以下であり得る。発泡時間は硬化を完了するための時間より短いだろう。方法は何れの追加の硬化剤も不含とすることができる。結果として得られる反応生成物は少なくとも２００％の体積膨張を有し得る。

リン酸はリン酸エステルの調製後に添加されてもよい。Ａ側とＢ側は約１：４から約４：１（Ａ側：Ｂ側）の体積混合比で混合されてもよい。Ａ側とＢ側は約２：１（Ａ側：Ｂ側）の体積混合比で混合されてもよい。反応生成物は、１０分未満、５分未満、更には２分未満で完全に膨張し得る。方法は、リン酸の第２の量を添加する工程を含んでもよい。２３℃でのＡ側の粘度は約２０，０００ｃＰから約５０，０００ｃＰであってもよい。２３℃でのＡ側の粘度は約３５，０００ｃＰから約４５，０００ｃＰであってもよい。Ａ側は、２より高い官能性を使用することによって、無限ネットワークを作成するように官能性を増加させて調合されることができる。

本開示は、更に、ａ）エポキシ材料を含む第１の成分；ｂ）リン酸エステル及びリン酸を含む第２の成分、を備える組成物を提供する。第１の成分と第２の成分の結果として得られる反応生成物は５０℃未満の温度で硬化する。

第２の成分は少なくとも１つのリン酸エステルを含んでもよい。第２の成分は少なくとも２つの異なるリン酸エステルを含んでもよい。第１の成分、第２の成分、又はそれら両方は、１つ又はそれ以上の充填材及び／又は１つ又はそれ以上の補強性材料を含んでもよい。第１の成分は炭酸カルシウムを含んでもよい。

硬化温度（例えば、材料が硬化し始める温度又は材料が硬化を完了する温度）は約１０℃から約３５℃であってもよい。硬化温度は約１５℃から約２５℃であってもよい。

結果として得られる反応生成物の硬化時間は１５分未満であり得る。結果として得られる反応生成物の硬化時間は約５分から約１０分であり得る。結果として得られる反応生成物は少なくとも２００％の体積膨張を有し得る。

Ａ側とＢ側は約１：４から約４：１（Ａ側：Ｂ側）の体積混合比にあってもよい。Ａ側とＢ側は約２：１（Ａ側：Ｂ側）の体積混合比にあってもよい。反応生成物は、１０分未満、５分未満、更には２分未満で完全に膨張し得る。組成物はリン酸の第２の量を含んでもよい。２３℃でのＡ側の粘度は約２０，０００ｃＰから約５０，０００ｃＰであってもよい。２３℃でのＡ側の粘度は約３５，０００ｃＰから約４５，０００ｃＰであってもよい。Ａ側は、２より高い官能性を使用することによって、無限ネットワークを作成するように官能性を増加させて調合されることができる。

本教示は、更に、ａ）第１の成分であって、ｉ）液体エポキシ樹脂；ｉｉ）可撓性エポキシ樹脂；ｉｉｉ）エポキシフェノールノボラック樹脂；ｉｖ）脂肪族多官能性エポキシ樹脂；ｖ）炭酸カルシウム；ｖｉ）ウォラストナイト；及びｖｉｉ）疎水性シリカのうちの１つ又はそれ以上を含む第１の成分と、ｂ）第２の成分であって、ｉ）第１のリン酸エステル；ｉｉ）第２のリン酸エステル；ｉｉｉ）疎水性シリカ；及びｉｖ）リン酸のうちの１つ又はそれ以上を含む第２の成分と、を備え、第１の成分と第２の成分の結果として得られる反応生成物が５０℃未満の温度で硬化する、組成物を提供する。

本教示は、ここに説明される改善されたデバイス及び方法によって上記の必要性の１つ又はそれ以上を満たす。本明細書に提示されている解説及び例示は、当業者に本教示、その原理、及びその実践的適用に習熟してもらうことを意図している。当業者は本教示を特定の使用の必要条件に最も適切であり得る数多くの形態に適合させ適用することができる。したがって、示されている本教示の特定の実施形態は網羅的であろうとする意図もなければ本教示を限定する意図もない。ゆえに本教示の範囲は、以上の記述を参照して確定されるのではなく、代わりに付随の特許請求の範囲並びにその様な特許請求の範囲が権利を有する等価物の完全な範囲を参照して確定されるべきである。特許出願及び特許公開を含むすべての論文及び参考文献の開示は、あらゆる目的で参照により援用される。更に、付随の特許請求の範囲から収集され得るところの他の組合せが実施可能であり、その様な組合せもまたこれによりこの書面による記述へ参照により組み入れられる。

本願は、２０１８年１１月１５日出願の米国仮特許出願第６２／７６７５４３号の出願日の恩典を主張し、同仮出願の内容をあらゆる目的で参照により本明細書に援用する。

本教示は、Ａ側とＢ側を含む二成分系を提供する工程、を備える方法を提供する。Ａ側はエポキシを含み、Ｂ側はリン酸エステル及び随意的にはリン酸を含む。Ａ側とＢ側は混合されて結果として得られる反応生成物を形成することができる。Ａ側とＢ側の結果として得られる反応生成物は５０℃未満の温度で硬化する。

二成分系のうちの少なくとも一方の成分はリン酸エステルを含んでもよい。リン酸エステルは、リン酸と様々なエポキシド官能性モノマーの反応によって生成され得るが、他の調製方法も実施可能である。リン酸エステルは、リン酸エピクロロヒドリンを生成するためのエポキシ化されたカシューナッツ液（ＣＮＳＬ）ポリマーの反応によって生成されてもよい。リン酸エステルは、１，２－プロパンジオール，３－［（２－エチルヘキシ）オキシル］－ホスフェートを生成するのに使用され得る。

二成分系のうちの少なくとも一方の成分は１つ又はそれ以上のリン酸エステルを含んでもよい。二成分系のうちの少なくとも一方の成分は厳密に２つの異なるリン酸エステルを含んでもよい。例えば、第２の成分又はＢ側が、第１のリン酸エステル及び第２のリン酸エステルを含んでもよい。第１のリン酸エステルは、リン酸エステルを生成するためのエポキシ化カシューナッツ液（ＣＮＳＬ）ポリマーの反応生成物であってもよい。第２のリン酸エステルは、２－プロパンジオール，３－［（２－エチルヘキシ）オキシル］－ホスフェートの反応生成物であってもよい。

第１のリン酸エステルは、第２の成分又はＢ側の約５５重量％から約７５重量％の量で存在してもよい。第１のリン酸エステルは、第２の成分又はＢ側の約６０重量％から約７０重量％の量で存在してもよい。第１のリン酸エステルは、第２の成分又はＢ側の約６０重量％の量で存在してもよい。第１のリン酸エステルは、第２の成分又はＢ側の約６５重量％の量で存在してもよい。第２のリン酸エステルは、第２の成分又はＢ側の約１５重量％から約３５重量％の量で存在してもよい。第２のリン酸エステルは、第２の成分又はＢ側の約２０重量％から約３０重量％の量で存在してもよい。第２のリン酸エステルは、第２の成分又はＢ側の約２５重量％の量で存在してもよい。第２のリン酸エステルは、第２の成分又はＢ側の約２８重量％の量で存在してもよい。

二成分系のうちの少なくとも一方の成分はリン酸を含んでもよい。１つ又はそれ以上のリン酸エステルを含む成分は更にリン酸を含んでいるのが好ましい。例えば、第２の成分又はＢ側は１つ又はそれ以上のリン酸エステル及びリン酸を含んでもよい。Ｂ側へのリン酸の添加は、結果として得られる反応生成物の膨張（例えば発泡）増加及び／又は反応時間減少をもたらすことができるだろう。反応時間はリン酸の諸濃度の使用によって調節され得る。Ｂ側へのリン酸の添加は、温度が２３℃より下であるときの膨張及び硬化の所望レベルを維持するのに役立つように系の反応性を高めることができる。

リン酸はオルトリン酸であってもよい。リン酸はポリリン酸であってもよい。リン酸は８５％水溶液であってもよい。リン酸は第２の成分又はＢ側の約１重量％から約１０重量％の量で存在してもよい。リン酸は第２の成分又はＢ側の約５重量％から約８重量％の量で存在してもよい。

硬化及び／又は発泡は４０℃未満の温度で起こり得る。硬化及び／又は発泡は３０℃未満の温度で起こり得る。硬化及び／又は発泡は２０℃未満の温度で起こり得る。硬化及び／又は発泡は約１０℃から約３５℃の温度で起こり得る。硬化及び／又は発泡は室温（例えば、約１５℃から約２５℃の温度）で起こり得る。硬化及び／又は発泡は約２３℃の温度で起こり得る。硬化及び／又は発泡は約１０℃の温度で起こり得る。

本開示は、他の硬化剤／硬化系に比べて、（例えば、大気温度又は室温にて）刺激を加えることなしに起こる相対的に速い硬化及び／又は発泡時間を達成する。例えば、結果として得られる反応生成物の硬化時間は７５分未満であり得る。結果として得られる反応生成物の硬化時間は５０分未満であり得る。結果として得られる反応生成物の硬化時間は３０分未満、更には約２０分未満であり得る。結果として得られる反応生成物の硬化時間は約５分から約２０分であり得る。結果として得られる反応生成物の硬化時間は約１０分であり得る。結果として得られる反応生成物の硬化時間は約７分であり得る。結果として得られる反応生成物の硬化時間は約５分であり得る。

結果として得られる反応生成物の完全硬化前に発泡が始まることになるだろう。結果として得られる反応生成物の発泡時間は３０分未満、更には約２０分未満であり得る。結果として得られる反応生成物の発泡時間は約３０秒から約１０分であり得る。結果として得られる反応生成物の発泡時間は約５分であり得る。結果として得られる反応生成物の発泡時間は約７分であり得る。

本明細書に記載の発泡体材料は、更に、１つ又はそれ以上のエポキシ樹脂を含有するエポキシベースの材料を含んでもよい。エポキシ樹脂は、本明細書では、少なくとも１つのエポキシ官能基を含有する従来のダイマー、オリゴマー、又はポリマーエポキシ材料の何れかを意味するものとして用いられる。また、エポキシ樹脂という用語は、１つのエポキシ樹脂を表すのに使用されることもあれば複数のエポキシ樹脂の或る組合せを表すのに使用されることもある。エポキシは、脂肪族、脂環族、芳香族などであってもよい。エポキシは、固体として（例えば、ペレット、塊、細片などとして）供給されてもよいし、又は液体として（例えば、液体エポキシ樹脂として）供給されてもよい。本明細書での使用に際し、別途言及のない限り、樹脂はそれが２３℃の温度にて固体であるなら固体樹脂であり、２３℃の温度にて液体であるなら液体樹脂である。エポキシ樹脂の少なくとも一部は液体エポキシ樹脂であってもよい。固体エポキシが使用されるためには、典型的にはそれを液体樹脂中に溶解させることが必要になるだろう。

本明細書に記載の発泡体材料は液体エポキシ樹脂を含んでもよい。液体エポキシ樹脂は、本教示の二成分系の第１の成分又はＡ側の部分として存在してもよい。液体エポキシ樹脂はエピクロロヒドリンとビスフェノールＡの液体反応生成物であってもよい。液体エポキシ樹脂は、ＡＳＴＭ Ｄ－１６５２にしたがって測定して約８２から約１９２のエポキシド当量（ｇ／ｅｑ）を有してもよい。液体エポキシ樹脂は約２０から約２５のエポキシドパーセンテージを有してもよい。液体エポキシ樹脂は、ＡＳＴＭ Ｄ－４４５にしたがって測定して２５℃にて１１０００～１４０００ｍＰａ・ｓの粘度を有してもよい。１つの好適な液体エポキシ樹脂がＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３３１の商標名で販売されている。

液体エポキシ樹脂は、第１の成分又はＡ側の約１０重量％から約３０重量％の量で存在してもよい。液体エポキシ樹脂は、第１の成分又はＡ側の約１５重量％から約２５重量％の量で存在してもよい。液体エポキシ樹脂は、第１の成分又はＡ側の約２０重量％の量で存在してもよい。

本明細書に記載の発泡体材料は可撓性エポキシ樹脂を含んでもよい。可撓性成分を含むことは弾性率（modulus）を下げ又は破損ひずみ（strain to failure）を増加させる可能性がある。可撓性エポキシ樹脂は、粘度改質剤として作用することによって発泡体の気体閉じ込め能力を改善することができる。可撓性エポキシ樹脂は、本教示の二成分系の第１の成分又はＡ側に存在してもよい。可撓性エポキシ樹脂は二官能性グリシジルエーテルエポキシ樹脂であってもよい。可撓性エポキシ樹脂はカシューナッツ殻液（ＣＮＳＬ）から取得されるカルダノールから誘導された二官能性エポキシであってもよい。可撓性エポキシ樹脂は、ＡＳＴＭ Ｄ－１６５２－９７にしたがって約３５０から約５００のエポキシド当量（ＥＥＷ）を有してもよい。可撓性エポキシ樹脂は、ＡＳＴＭ Ｄ２１９６にしたがって測定して２５℃にて１００００～３５０００ｃＰの粘度を有してもよい。或る例示としての可撓性エポキシ樹脂が、ニュージャージー州モンマス・ジャンクションのカードライト・コーポレイション（Cardolite Corporation）社から商業的に入手可能なＣａｒｄｏｌｉｔｅ ＮＣ－５１４の商標名で販売されている。

可撓性エポキシ樹脂は、存在する場合、第１の成分又はＡ側の約５重量％から約２５重量％の量で存在してもよい。可撓性エポキシ樹脂は、第１の成分又はＡ側の約１０重量％から約２０重量％の量で存在してもよい。可撓性エポキシ樹脂は、第１の成分又はＡ側の約１５重量％の量で存在してもよい。可撓性エポキシ樹脂は、第１の成分又はＡ側の少なくとも約５重量％、少なくとも約１０重量％、更には少なくとも約１５重量％の量で存在してもよい。可撓性エポキシ樹脂は、第１の成分又はＡ側の約５０重量％未満、約３０重量％未満、更には約２５重量％未満の量で存在してもよい。

本明細書に記載の発泡体材料は、更に、エポキシフェノールノボラック樹脂を含んでもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は、本教示の二成分系の第１の成分又はＡ側の部分として存在してもよい。第１の成分又はＡ側は、第１のエポキシフェノールノボラック樹脂及び第２のエポキシフェノールノボラック樹脂を含んでもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は、ＡＳＴＭ Ｄ－１６５２にしたがって測定して約１６５から約１７８のエポキシド当量（ｇ／ｅｑ）を有してもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は、ＡＳＴＭ Ｄ－１６５２にしたがって測定して約１７１から約１８３のエポキシド当量（ｇ／ｅｑ）を有してもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は、約２．６から約３．６の平均エポキシ官能性を有してもよい。例えば、第１のエポキシフェノールノボラック樹脂が約２．６のエポキシ官能性を有し、第２のエポキシフェノールノボラック樹脂が約３．６のエポキシ官能性を有してもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は２５℃にて１８０００～２８０００ｃＰの粘度を有してもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は５２℃にて２００００～３００００ｃＰの粘度を有してもよい。好適な可撓性エポキシ樹脂が、ニュージャージー州モアズタウンのＣＶＣサーモセット・スペシャルティーズ（CVC Thermoset Specialties）社から商業的に入手可能なＥｐａｌｌｏｙ８２５０及びＥｐａｌｌｏｙ８３３０の商標名で販売されている。

エポキシフェノールノボラック樹脂は、第１の成分又はＡ側の約１重量％から約４５重量％の量で存在してもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は、第１の成分又はＡ側の約５重量％から約３５重量％の量で存在してもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は、第１の成分又はＡ側の約１０重量％から約２０重量％の量で存在してもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は、第１の成分又はＡ側の約１５重量％の量で存在してもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は、第１の成分又はＡ側の約３５重量％から約４０重量％の量で存在してもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は、第１の成分又はＡ側の少なくとも約５重量％、少なくとも約１０重量％、更には少なくとも約３０重量％の量で存在してもよい。エポキシフェノールノボラック樹脂は、第１の成分又はＡ側の約７０重量％未満、約５０重量％未満、更には約３０重量％未満の量で存在してもよい。

発泡体材料は脂肪族多官能性エポキシ樹脂を含んでもよい。脂肪族多官能性エポキシ樹脂は、本教示の二成分系の第１の成分又はＡ側の部分として存在してもよい。脂肪族多官能性エポキシ樹脂はエポキシ化ソルビトールであってもよい。脂肪族多官能性エポキシ樹脂はＡＳＴＭ Ｄ－１６５２にしたがって測定して約１６０から約１９５のエポキシド当量（ｇ／ｅｑ）を有してもよい。脂肪族多官能性エポキシ樹脂は２５℃にて８０００～１８０００ｃＰの粘度を有してもよい。１つの好適な脂肪族多官能性エポキシ樹脂が、ニュージャージー州モアズタウンのＣＶＣサーモセット・スペシャルティーズ（CVC Thermoset Specialties）社から商業的に入手可能なＥｒｉｓｙｓ ＧＥ－６０の商標名で販売されている。

脂肪族多官能性エポキシ樹脂は、第１の成分又はＡ側の約１５重量％から約３５重量％の量で存在してもよい。脂肪族多官能性エポキシ樹脂は、第１の成分又はＡ側の約２０重量％から約３０重量％の量で存在してもよい。脂肪族多官能性エポキシ樹脂は、第１の成分又はＡ側の約２０重量％から約２５重量％の量で存在してもよい。

本明細書に記載のＡ側成分のうちの１つ又はそれ以上がＡ側へ追加の官能性を付与するということが実施可能である。Ｂ側は、少なくとも部分的には、Ｂ側のリン酸及び酸エステルの少なくともいくらかを利用して塩として形成され得る。これは本質的にＢ側の反応官能性を下げる。この低減された官能性を補償しようとの努力において、Ａ側は、２より高い官能性を使用することによって、無限ネットワークを作成するように官能性を増加させて調合されてもよい。

発泡体材料は金属炭酸塩を含んでもよい。発泡体材料は炭酸カルシウムを含んでもよい。炭酸カルシウムは、１つ又はそれ以上の炭酸カルシウム充填材として存在し、低い金属炭酸塩濃度を有する鉱物充填材から導入されてもよい。１つ又はそれ以上の炭酸カルシウム充填材は、約３ミクロンから約２５ミクロンの中央粒径を有してもよい。炭酸カルシウムは中微粉砕（medium fine ground）であってもよい。例えば、炭酸カルシウムの中央粒径は約２２ミクロンであってもよい。好適な中微粉砕炭酸カルシウムの一例が、ジョージア州アトランタのフーバー・エンジニアード・マテリアル（Huber Engineered Material）社から商業的に入手可能なＨｕｂｅｒｃａｒｂ（登録商標）Ｑ２００である。炭酸カルシウムは微粒子径（fine particle size）であってもよい。例えば、炭酸カルシウムの中央粒径は４ミクロンであってもよい。好適な微粒子径の炭酸カルシムの一例は、ジョージア州アトランタのフーバー・エンジニアード・マテリアル（Huber Engineered Material）社から商業的に入手可能なＨｕｂｅｒｃａｒｂ（登録商標）Ｑ４である。

炭酸カルシウムは、本教示の二成分系の第１の成分又はＡ側の部分として存在してもよい。炭酸カルシウムは、第１の成分又はＡ側の４０重量％未満、第１の成分又はＡ側の約１０重量％から約３０重量％の間、更には第１の成分又はＡ側の約１５重量％から約２５重量％の間の量で存在してもよい。炭酸カルシウムは第１の成分又はＡ側の約２０重量％の量で存在してもよい。炭酸カルシウムは、第１の成分又はＡ側の少なくとも約５重量％、第１の成分又はＡ側の少なくとも約１０重量％、更には第１の成分又はＡ側の少なくとも約１５重量％の量で存在してもよい。炭酸カルシウムは、第１の成分又はＡ側の約６０重量％未満、第１の成分又はＡ側の約４５重量％未満、更には第１の成分又はＡ側の約３０重量％未満の量で存在してもよい。

第１の成分又はＡ側は、約１０重量％から約２０重量％の中微粉砕炭酸カルシウムを含んでもよい。第１の成分又はＡ側は約１５重量％の中微粉砕炭酸カルシウムを含んでもよい。第１の成分又はＡ側は約２重量％から約９重量％の微粒子径の炭酸カルシウムを含んでもよい。第１の成分又はＡ側は約５重量％から約７重量％の微粒子径の炭酸カルシウムを含んでもよい。第１の成分又はＡ側は約１５重量％の中微粉砕炭酸カルシウムと約５重量％の微粒子径の炭酸カルシウムを含んでもよい。例えば、第１の成分又はＡ側中の中微粉砕炭酸カルシウムの割合と微粒子径の炭酸カルシウムの割合は約３：１であってもよい。

炭酸カルシウムは、材料の膨張を遅らせる又は低速化しようとの努力において、被覆を含むか又は特定のサイズ（例えば、より大きいサイズ）が選択されてもよい。被覆は活性化／膨張プロセス中に分解してゆく何れの材料であってもよい。被覆は、ワックス、脂肪酸、又はそれらの組合せであってもよい。

発泡体材料は１つ又はそれ以上の鉱物を含んでもよい。鉱物の個々の結晶又は結晶群の特徴的外部形状は針状又は針様であってもよい。鉱物の中央粒径は約１０μｍから約２０μｍであってもよい。

発泡体材料は、ウォラストナイト又はケイ酸カルシウムの様な補強材料を含んでもよい。ウォラストナイトは比較的純粋なＣａＳｉＯ３であってもよい。ウォラストナイトは、鉱物構造中のカルシウムを置換する鉄、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、カリウム、ナトリウム、又はストロンチウムのうちの１つ又はそれ以上を含有してもよい。ウォラストナイトの中央粒径は約１８μｍであってもよい。ウォラストナイトの中央粒径は約１２μｍであってもよい。好適なウォラストナイトが、ニューヨーク州ウィルズボロのＮＹＣＯミネラルズＩｎｃ．（NYCO Minerals Inc.）社から商業的に入手可能なＮＹＧＬＯＳ（登録商標）１２及びＮＹＧＬＯＳ（登録商標）８の商標名で販売されている。

ウォラストナイトは、本教示の二成分系の第１の成分又はＡ側の部分として存在してもよい。ウォラストナイトは、第１の成分又はＡ側の約１重量％から約１０重量％の量で存在してもよい。ウォラストナイトは、第１の成分又はＡ側の約３重量％から約７重量％の量で存在してもよい。ウォラストナイトは、第１の成分又はＡ側の約５重量％の量で存在してもよい。

膨張プロセスを低速化し又は遅らせるための更に別の手段として、金属炭酸塩濃度を含むがだからといって金属炭酸塩を単独で備えているわけではない無機複合体が含まれてもよい。

発泡体材料は疎水性シリカを含んでもよい。疎水性シリカはヒュームにされたものであってもよい。フュームドシリカはポリジメチルシロキサンで表面処理されてもよい。疎水性シリカは、本教示の二成分系の第１の成分又はＡ側の部分として存在してもよい。疎水性シリカは、本教示の二成分系の第２の成分又はＢ側の部分として存在してもよい。疎水性シリカは、本教示の二成分系の第１の成分又はＡ側と第２の成分又はＢ側の両方の部分として存在してもよい。好適な疎水性シリカが、ニュージャージー州パルシパニのエボニック・コーポレイション（Evonik Corporation）社から商業的に入手可能なＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）Ｒ２０２の商標名で販売されている。

疎水性シリカは、第１の成分又はＡ側の約０．２５重量％から約２重量％の量で存在してもよい。疎水性シリカは、第１の成分又はＡ側の約０．５重量％から約１．５重量％の量で存在してもよい。疎水性シリカは、第１の成分又はＡ側の約１重量％の量で存在してもよい。疎水性シリカは、第２の成分又はＢ側の約１重量％から約１０重量％の量で存在してもよい。疎水性シリカは、第２の成分又はＢ側の約１重量％から約８重量％の量で存在してもよい。疎水性シリカは、第２の成分又はＢ側の約６重量％の量で存在してもよい。例えば、第１の成分又はＡ側中の疎水性シリカの第２の成分又はＢ側に対する比は約１：１０から約１０：１であってもよい。第１の成分又はＡ側中の疎水性シリカの第２の成分又はＢ側に対する比は１：６であってもよい。

発泡体材料は焼成カオリン粘土を含んでもよい。粘土を金属炭酸塩で不純化することも発泡(例えば膨張)プロセスを刺激し得る。焼成カオリン粘土は、本教示の二成分系の第１の成分又はＡ側の部分として存在してもよい。焼成カオリン粘土は、第１の成分又はＡ側の約０．２５重量％から約５重量％の量で存在してもよい。焼成カオリン粘土は、第１の成分又はＡ側の約１重量％の量で存在してもよい。焼成カオリン粘土は１．３μｍの平均粒径（平均ストークス相当径）を有してもよい。焼成されたカオリン粘土は３．２μｍの平均粒径(中央値マルバーンレーザー（median malvern laser）)を有してもよい。好適な焼成カオリン粘土が、ジョージア州メーコンのＫａＭｉｎ（登録商標）ＬＬＣ社から商業的に入手可能なＫａＭｉｎ（登録商標）７０Ｃの商標名で販売されている。

Ｂ側は１つ又はそれ以上のリン酸エステルを含んでもよい。Ｂ側はリン酸を含んでもよい。Ｂ側は粘度を改質するための材料を含んでもよい。粘度を改質するための材料はシリカベースの材料であってもよい。１つ又はそれ以上のリン酸エステルは、以下に示されている様に、モノ－エステル、ジ－エステル、又はトリ－エステルから選択され得る。

１つ又はそれ以上のエステルは、追加の成分と組み合わされる前に、Ａ側成分と単独で組み合わされてもよいし、又はリン酸と混合されてもよい。１つ又はそれ以上のエポキシド官能性材料とリン酸との結果として生じる反応が以下に描かれている。

２３℃でのＡ側の粘度は、約２０，０００ｃＰから約５０，０００ｃＰ、更には約３５，０００ｃＰから４５，０００ｃＰであってもよい。１０℃でのＡ側の粘度は、約２８０，０００ｃＰから３５０，０００ｃＰ、更には約３００，０００ｃＰから約３２５，０００ｃＰであってもよい。２３℃でのＢ側の粘度は、約２０，０００ｃＰから約５０，０００ｃＰ、更には約３５，０００ｃＰから約４５，０００ｃＰであってもよい。１０℃でのＢ側の粘度は、約１３０，００ｃＰから約２２０，０００ｃＰ、更には約１７５，０００ｃＰから１９５，０００ｃＰであってもよい。

本教示の１つの非限定的な実施形態では、発泡体材料は、第１の成分又はＡ側中に、次のもの、即ち：液体エポキシ樹脂、可撓性エポキシ樹脂、エポキシフェノールノボラック樹脂、脂肪族多官能性エポキシ樹脂、炭酸カルシウム、ウォラストナイト、及び疎水性シリカ、のうちの１つ又はそれ以上を含んでもよい。発泡体材料は、第２の成分又はＢ側中に、次のもの、即ち：リン酸エステル、疎水性シリカ、及びリン酸、のうちの１つ又はそれ以上を含んでもよい。１つの非限定的な実施形態では、本教示は、ａ）第１の成分であって、ｉ）液体エポキシ樹脂；ｉｉ）可撓性エポキシ樹脂、ｉｉｉ）エポキシフェノールノボラック樹脂；ｉｖ）脂肪族多官能性エポキシ樹脂；ｖ）炭酸カルシウム；ｖｉ）ウォラストナイト；及びｖｉｉ）疎水性シリカを含む第１の成分と、ｂ）第２の成分であって、ｉ）第１のリン酸エステル；ｉｉ）第２のリン酸エステル；ｉｉｉ）疎水性シリカ；及びｉｖ）リン酸を含む第２の成分と、を備え、第１の成分と第２の成分の結果として得られる反応生成物が５０℃未満の温度で硬化する、組成物を提供する。

発泡体材料は、組成物の１つ又はそれ以上の様々な特性を改善するための１つ又はそれ以上の添加剤(例えば、官能性添加剤)を含んでもよい。例として、添加剤には、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、カップリング剤、硬化剤、難燃剤、発泡剤、熱安定剤、耐衝撃性改良剤、潤滑剤、可塑剤、防腐剤、処理助剤、及び安定剤、並びにそれらの組合せなどを挙げることができる。

本教示による或る非限定的な例としての調合が下表１に提供されている。

表２は、本教示による調合の硬化温度２３℃及び１０℃での技術データを提供している。

本教示による調合の追加の実施例が下表３に提供されている。

表３に描かれている様に、Ｂ側への８５％リン酸の添加は、膨張増加をもたらし、温度が２３℃より下のときに所望の膨張レベルを維持するのに役立つ。

本教示の二成分系は、並列型カートリッジ、ペール、及びドラムとして提供されてもよい。２つの成分の結果として得られる反応生成物は５０℃未満の温度で硬化し、多くの基材に対する優れた接着性並びに速い硬化時間をもたらす。

本明細書の教示の使用は、１４Ｃ．Ｆ．Ｒ．の２５．８５３及び１４Ｃ．Ｆ．Ｒ．の２５．８５６（客室内装についての米国運輸省連邦規則集、限定するわけではないが１４Ｃ．Ｆ．Ｒ．の２５．８５３（ａ）並びに参照補遺Ｆ及びその中で参照される手続きを含む）に示されている難燃性を実証するための要件のうちの１つ又はそれ以上を満たす（例えば垂直燃焼及び／又は煙密度要件（又は何か他の要件）を満たす）のに十分な難燃性を呈する材料をもたらすことができ、上記規則集条項は何れも参照によりあらゆる目的で本明細書に援用される。

本明細書での使用に際し、別段の言及のない限り、教示は、属（リスト）の何れかの員が属から除外されること及び／又はマーカッシュグルーピングの何れかの員がグルーピングから除外されることもあり得るものと想定している。

別段の言及のない限り、本明細書に記載されている何れかの数的値は、何れかの下位値と何れかの上位値との間に少なくとも２単位の隔たりがあることを前提に、下位値から上位値までのすべての値を１単位の増分で含む。一例として、成分の量、特性、又はプロセス変数の値、例えば温度、圧力、時間などが、例えば１～９０、好ましくは２０～８０、より好ましくは３０～７０であると述べられている場合、中間範囲の値（例えば１５～８５、２２～６８、４３～５１、３０～３２など）は本明細書の教示の範囲内にあるものとする。同様に、個々の中間値も本教示の範囲内である。１未満の値については、１単位は、それ相応に０．０００１、０．００１、０．０１、又は０．１であるものと考えられる。これらは、何が具体的に意図されているかの一例にすぎず、列挙されている最も低い値と最も高い値との間の数的値のすべての実施可能な組合せが、同様のやり方で、本出願内で明示的に述べられているものと見なされる。見て分かる様に、本明細書での「重量部」として表されている量の教示は更に、同じ範囲が重量％の用語で表されることも企図している。したがって、「結果として得られる組成物の「少なくとも「ｘ」重量部」のという用語での範囲的な表現はまた、同じ記載された量「ｘ」について、結果として得られる組成物の重量％での範囲の教示も企図している。

別段の言及のない限り、すべての範囲は、両方の終点及び終点間のすべての数を含む。範囲に関連しての「約」又は「近似的」の使用は範囲の両端へ適用される。したがって、「約２０～３０」は、少なくとも指定された終点を含めて「約２０～約３０」をカバーすることを意図している。別段の言及のない限り、数的量と組み合わされた「約」又は「近似的」という用語を用いた教示は、記載された量はもとより記載された量の近似値の教示も網羅する。一例として、「約１００」という教示は「１００」という教示を網羅する。

特許出願及び特許公開を含むすべての論文及び参考文献の開示は、あらゆる目的で参照により援用される。組合せを記述するための「本質的に○○から成る」という用語は、識別されている要素、原料、成分、又は工程、並びに組合せの基本的で新規性のある特性に実質的に影響を及ぼさないその様な他の要素、原料、成分、又は工程を含むものとする。本明細書での、要素、原料、成分、又は工程の組合せを記述するための「○○を備える」又は「○○を含む」という用語の使用は、当該の要素、原料、成分、又は工程から成る又は本質的に成る実施形態も想定している。

複数の要素、原料、成分、又は工程は、単一の一体化された要素、原料、成分、又は工程によって提供されることもできる。代替的に、単一の一体化された要素、原料、成分、又は工程が、別々の複数の要素、原料、成分、又は工程へ分割されることもあり得る。要素、原料、成分、又工程を記述するための原文の「ａ」又は「ｏｎｅ」の対訳である「或る」又は「１つの」という開示は、追加の要素、原料、成分、又は工程を排除することを意図していない。

本願発明の実施態様は、例えば、以下のとおりである。
［実施態様１］
二成分系を提供する工程であって、当該二成分系はＡ側及びＢ側を含み、前記Ａ側はエポキシを含み、前記Ｂ側はリン酸エステル及びリン酸を含む、二成分系を提供する工程と、
前記Ａ側と前記Ｂ側を混合して結果として得られる反応生成物を形成する工程と、
を備える方法において、
前記Ａ側と前記Ｂ側の前記結果として得られる反応生成物が５０℃未満の温度で硬化する、方法。

［実施態様２］
前記Ｂ側は２つの異なるリン酸エステルを含んでいる、実施態様１に記載の方法。
［実施態様３］
前記Ａ側、前記Ｂ側、又はそれら両方は充填材を含んでいる、実施態様１又は実施態様２に記載の方法。
［実施態様４］
前記Ａ側は炭酸カルシウムを含んでいる、実施態様１乃至３の何れか一項に記載の方法。
［実施態様５］
約１０℃から約３５℃の温度で硬化が起こる、実施態様１乃至４の何れか一項に記載の方法。

［実施態様６］
約１５℃から約２５℃の温度で硬化が起こる、実施態様１乃至５の何れか一項に記載の方法。
［実施態様７］
前記結果として得られる反応生成物の硬化時間は１５分未満である、実施態様１乃至６の何れか一項に記載の方法。
［実施態様８］
前記結果として得られる反応生成物の硬化時間は約５分から約１０分である、実施態様１乃至７の何れか一項に記載の方法。

［実施態様９］
前記方法は硬化剤を含まない、実施態様１乃至８の何れか一項に記載の方法。
［実施態様１０］
前記結果として得られる反応生成物は少なくとも２００％の体積膨張を有する、実施態様１乃至９の何れか一項に記載の方法。
［実施態様１１］
前記リン酸は前記リン酸エステルの調製後に添加される、実施態様１乃至１０の何れか一項に記載の方法。

［実施態様１２］
前記Ａ側と前記Ｂ側は約１：４から約４：１（Ａ側：Ｂ側）の体積混合比で混合される、実施態様１乃至１１の何れか一項に記載の方法。
［実施態様１３］
前記Ａ側と前記Ｂ側は約２：１（Ａ側：Ｂ側）の体積混合比で混合される、実施態様１乃至１２の何れか一項に記載の方法。
［実施態様１４］
前記反応生成物は、１０分未満、５分未満、更には２分未満で完全に膨張する、実施態様１乃至１３の何れか一項に記載の方法。

［実施態様１５］
前記方法はリン酸の第２の量を添加する工程を含む、実施態様１乃至１４の何れか一項に記載の方法。
［実施態様１６］
２３℃での前記Ａ側の粘度は約２０，０００ｃＰから約５０，０００ｃＰである、実施態様１乃至１５の何れか一項に記載の方法。
［実施態様１７］
２３℃での前記Ａ側の粘度は約３５，０００ｃＰから約４５，０００ｃＰである、実施態様１乃至１６の何れか一項に記載の方法。

［実施態様１８］
前記Ａ側は、２より高い官能性を使用することによって、無限ネットワークを作成するように官能性を増加させて調合される、実施態様１乃至１７の何れか一項に記載の方法。
［実施態様１９］
組成物であって、
ａ）エポキシを含む第１の成分と、
ｂ）リン酸エステル及びリン酸を含む第２の成分と、を備え、
前記第１の成分と前記第２の成分から結果として得られる反応生成物が５０℃未満の温度で硬化する、組成物。

［実施態様２０］
前記第２の成分は少なくとも２つの異なるリン酸エステルを含んでいる、実施態様１９に記載の組成物。
［実施態様２１］
前記第１の成分、前記第２の成分、又はそれら両方は充填材を含んでいる、実施態様１９又は実施態様２０に記載の組成物。
［実施態様２２］
前記第１の成分は炭酸カルシウムを含んでいる、実施態様１９から実施態様２１の何れか一項に記載の組成物。

［実施態様２３］
前記硬化温度は約１０℃から約３５℃である、実施態様１９から実施態様２２の何れか一項に記載の組成物。
［実施態様２４］
前記硬化温度は約１５℃から約２５℃である、実施態様１９から実施態様２３の何れか一項に記載の組成物。
［実施態様２５］
前記結果として得られる反応生成物の硬化時間は１５分未満である、実施態様１９から実施態様２４の何れか一項に記載の組成物。

［実施態様２６］
前記結果として得られる反応生成物の硬化時間は約５分から約１０分である、実施態様１９から実施態様２５の何れか一項に記載の組成物。
［実施態様２７］
前記結果として得られる反応生成物は少なくとも２００％の体積膨張を有する、実施態様１９から実施態様２６の何れか一項に記載の組成物。
［実施態様２８］
前記Ａ側と前記Ｂ側は約１：４から約４：１（Ａ側：Ｂ側）の体積混合比にある、実施態様１９から実施態様２７の何れか一項に記載の組成物。

［実施態様２９］
前記Ａ側と前記Ｂ側は約２：１（Ａ側：Ｂ側）の体積混合比にある、実施態様１９から実施態様２８の何れか一項に記載の組成物。
［実施態様３０］
前記反応生成物は、１０分未満、５分未満、更には２分未満で完全に膨張する、実施態様１９から実施態様２９の何れか一項に記載の組成物。
［実施態様３１］
リン酸の第２の量、を含んでいる実施態様１９から実施態様３０の何れか一項に記載の組成物。

［実施態様３２］
２３℃での前記Ａ側の粘度は約２０，０００ｃＰから約５０，０００ｃＰである、実施態様１９から実施態様３１の何れか一項に記載の組成物。
［実施態様３３］
２３℃での前記Ａ側の粘度は約３５，０００ｃＰから約４５，０００ｃＰである、実施態様１９から実施態様３２の何れか一項に記載の組成物。
［実施態様３４］
前記Ａ側は、２より高い官能性を使用することによって、無限ネットワークを作成するように官能性を増加させて調合される、実施態様１９から実施態様３３の何れか一項に記載の組成物。

［実施態様３５］
組成物であって、当該組成物は、
ａ）第１の成分であって、
ｉ）液体エポキシ樹脂、
ｉｉ）可撓性エポキシ樹脂、
ｉｉｉ）エポキシフェノールノボラック樹脂、
ｉｖ）脂肪族多官能性エポキシ樹脂
ｖ）炭酸カルシウム、
ｖｉ）ウォラストナイト
ｖｉｉ）疎水性シリカ、を含む第１の成分と、
ｂ）第２の成分であって、
ｉ）第１のリン酸エステル、
ｉｉ）第２のリン酸エステル、
ｉｉｉ）疎水性シリカ
ｉｖ）リン酸、を含む第２の成分と、を備え、
前記第１の成分と前記第２の成分から結果として得られる反応生成物が５０℃未満の温度で硬化する、組成物。

以上の記述は説明を目的としており制限を課そうとするものではないことが理解される。当業者には、上記説明が読まれ次第、提供されている実施例の他にも多くの実施形態並びに多くの適用が明らかとなろう。したがって、本発明の範囲は、上記説明を参照して確定されるべきではなく、代わりに、付随の特許請求の範囲並びにその様な特許請求の範囲が権利を有する等価物の完全な範囲を参照して確定されるべきである。特許出願及び特許公開を含むすべての論文及び参考文献の開示は、あらゆる目的で参照により援用される。付随の特許請求の範囲での、本明細書に開示されている主題の何れかの態様の省略は、その様な主題の放棄でもないし、そのことで本発明者らがその様な主題を開示されている発明の主題の一部であると認めていないと解釈されてもならない。

Claims (6)

1. 二成分系を提供する工程であって、当該二成分系はＡ側及びＢ側を含み、前記Ａ側はエポキシ、及び炭酸カルシウムを含み、前記Ｂ側はリン酸エステル、及びリン酸を含む、二成分系を提供する工程と、
   前記Ａ側と前記Ｂ側を混合して結果として得られる反応生成物を形成する工程と、
   を備えており、
   前記Ａ側と前記Ｂ側の前記結果として得られる反応生成物は、５０℃未満の温度で硬化するとともに、少なくとも２００％の体積膨張を有する、方法であって、
   前記Ｂ側は、第１のリン酸エステル及び第２のリン酸エステルからなる２つの異なるリン酸エステルを含んでおり、
   前記Ｂ側は、５５重量％から７５重量％の前記第１のリン酸エステルと、１５重量％から３５重量％の前記第２のリン酸エステルと、１重量％から１０重量％の前記リン酸とを含み、
   前記Ａ側と前記Ｂ側は、１：４から４：１（Ａ側：Ｂ側）の体積混合比で混合される、
   方法。
2. 前記Ａ側、前記Ｂ側、又はそれら両方は充填材を含んでいる、請求項１に記載の方法。
3. 前記Ａ側と前記Ｂ側は２：１（Ａ側：Ｂ側）の体積混合比で混合される、請求項１又は２に記載の方法。
4. ２３℃での前記Ａ側の粘度は２０，０００ｃＰから５０，０００ｃＰである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. ２３℃での前記Ａ側の粘度は３５，０００ｃＰから４５，０００ｃＰである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記Ａ側は、２より高い官能性を使用することによって、無限ネットワークを作成するように官能性を増加させて調合される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。