JPH09175848A - セメント成形体用組成物 - Google Patents

セメント成形体用組成物

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JPH09175848A
JPH09175848A JP26195396A JP26195396A JPH09175848A JP H09175848 A JPH09175848 A JP H09175848A JP 26195396 A JP26195396 A JP 26195396A JP 26195396 A JP26195396 A JP 26195396A JP H09175848 A JPH09175848 A JP H09175848A
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compound
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epoxy resin
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Hideo Yamamura
英夫 山村
Masayuki Fukuoka
正行 福岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた曲げ強度を有し、かつ吸水率が小さ
く、耐水性に優れたセメント成形体用組成物の提供。 【解決手段】 セメント100重量部に対し、エポキシ
樹脂100重量部と潜在性硬化剤1〜100重量部から
なる一液性接着剤組成物1〜50重量部、を含有するセ
メント成形体用組成物。(潜在性硬化剤とは、例えば、
マスターバッチ型硬化剤「ノバキュアHX−3722」
(旭化成工業(株)の商標)など)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】カーテンウオールや打込み型
枠のようなPC(プレキャストコンクリート)部材にお
いて、マトリクスの高強度化を図り、部材断面を薄くす
ることは、部材重量の軽量化につながり、運搬・建て込
み作業の省力化や構造部材(鉄骨等)の節減に寄与する
ところが大きい。
【0002】本発明は、上記マトリクス(即ち、コンク
リート、モルタル等のセメント成形体)の高強度化と同
時に耐水性を付与せしめるための一液性接着剤組成物を
含有するセメント成形体用組成物に関するものである。
【0003】
【従来の技術】セメントを結合材とする成形体には、セ
メント、水、細骨材及び粗骨材を混合して製造されるセ
メントコンクリート、セメント、水及び細骨材を混合し
て製造されるセメントモルタル、並びにセメント及び水
を混合して製造されるセメントペーストがある。一般
に、セメント成形体の強度は、セメント100重量部に
対する水の重量部、即ち、水セメント比が小さいほど向
上する。しかしながら、水セメント比が減少するに従
い、セメントと水からなる混合物の流動性が低下するた
め、高強度の低水セメント比の成形体を製造するには、
減水剤の使用や特殊な成形方法を使用する必要がある。
一方、水セメント比を相当に低下させて製造されたセメ
ント成形体でも、その中には空隙や水隙が存在するた
め、強度には限界がある。
【0004】そこで、この空隙や水隙に各種のポリマー
類を充てんして強度を増大させようとする試みが種々な
されているが、いずれも高強度化と耐水性付与を同時に
満足するものは得られていない。一方、本発明者らは、
従来技術にみられるように、単にポリマー類をセメント
混和物(その後水和してセメント成形体となる)に混合
後成形体となしたり、セメント成形体にポリマー類を含
浸させる方法では、確かに空隙等は充てんされるもの
の、セメント粒子同士やセメントと骨材間の接着がない
ことから強度の著しい向上効果はなく、かつ毛管現象等
による吸水が割合生ずることから耐水性に於いても満足
すべきものは得られないことを確認している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高強度かつ
耐水性に優れたセメント成形体用組成物を提供すること
を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討を行い、上記ポリマー類の欠
点に鑑み、疎水性でかつ接着性を有するエポキシ系一液
性接着剤組成物を当該ポリマー類の代わりに用いること
によって、当初の目的を達成しうることを見い出し本発
明をなすに至った。
【0007】即ち、本発明は、セメント100重量部に
対し、(イ)主剤としてのエポキシ樹脂100重量部
と、(ロ)潜在性硬化剤1〜100重量部、を必須成分
とする一液性接着剤組成物1〜50重量部を含有するこ
とを特徴とするセメント成形体用組成物に関する。本発
明においては、特に、潜在性硬化剤として、1分子中
に少なくとも1個の3級アミノ基を有するが1級および
2級アミノ基を有さず、波数1630〜1680cm-1
の赤外線を吸収する結合基(x)と波数1680〜17
25cm-1の赤外線を吸収する結合基(y)を少なくと
もその表面に有する粉末状アミン化合物をコアとし、該
粉末状アミン化合物とエポキシ樹脂との反応生成物をシ
ェルとしてなる硬化剤と、エポキシ樹脂との混合物か
らなるマスターバッチ型硬化剤を用いることが好まし
い。
【0008】本発明によれば、セメント100重量部に
対し、前記の一液性接着剤組成物1〜50重量部を水、
骨材等とともに練り混ぜ、該混練物の養生期間中に加熱
処理を施すことによって、セメント粒子間あるいはセメ
ント/骨材間の接着を効果的に実施せしめ、かつ接着剤
が空隙を充てんした状態で強固に固化するものであり、
その結果、曲げ強度が高く、かつ耐水性に優れたセメン
ト成形体を得ることができる。
【0009】以下、本発明を詳しく説明する。本発明に
おけるセメントとしては、建設業界で一般的に広く使用
されているセメントを使用することができる。セメント
の具体例としては、普通ポルトランドセメント、ホワイ
トセメント、早強ポルトランドセメント、超速硬セメン
ト、中庸熱ポルトランドセメント、アルミナセメント、
シリカヒュームセメント、フライアッシュセメント等が
挙げられる。これらのセメントは、何れも本発明に使用
することができるが、より高い効果を得るためには、ア
ルミナセメント、早強ポルトランドセメント、シリカヒ
ュームセメント等を使用することが好ましい。
【0010】本発明における一液性接着剤組成物は、
(イ)主剤としてのエポキシ樹脂100重量部と、
(ロ)潜在性硬化剤1〜100重量部、を必須成分とす
るものである。ここでいう主剤としてのエポキシ樹脂は
特に限定されるものではなく、平均して1分子当たり2
個以上のエポキシ基を有するものであればよい。
【0011】例えば、ビスフェノールA、ビスフェノー
ルF、カテコール、レゾルシン等の多価フェノール;ま
たはグリセリンやポリエチレングリコールのような多価
アルコールとエピクロルヒドリンを反応させて得られる
ポリグリシジルエーテル;あるいはp−オキシ安息香
酸、β−オキシナフトエ酸のようなヒドロキシカルボン
酸とエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジ
ルエーテルエステル;あるいはフタル酸、テレフタル酸
のようなポリカルボン酸とエピクロルヒドリンを反応さ
せて得られるポリグリシジルエステル;あるいは4,
4′−ジアミノジフェニルメタンやm−アミノフェノー
ル等とエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシ
ジルアミン化合物;さらにはエポキシ化ノボラック樹
脂、エポキシ化クレゾールノボラック樹脂、エポキシ化
ポリオレフィンなどが挙げられるが、エポキシ当量が1
70〜300程度のものが好ましい。
【0012】本発明における潜在性硬化剤とは、エポキ
シ樹脂の硬化剤として用いた場合、室温でのポットライ
フが長く、かつ、加熱することにより急速に架橋反応が
進み硬化物を生成するものであり、通常市販されている
潜在性硬化剤を一種又は複数種選択して使用しうる。潜
在性硬化剤としては、潜在性を有するアミン化合物、も
しくはアミン化合物とエポキシ化合物、イソシアネート
化合物、尿素化合物との反応生成物等のアミンアダクト
類、更には、これら潜在性硬化剤の表面をイソシアネー
ト化合物や酸性化合物で処理したもの等が挙げられる。
【0013】潜在性を有するアミン化合物の例として
は、以下のようなものが挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。即ち、芳香族第一アミン類、例え
ば、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、ジアミノジ
フェニルスルホン(DDS)等;イミダゾール類、例え
ば、2−ヘプタデシルイミダゾール(C17Z)、1−シ
アノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウム・トリメリ
ート(C11ZCNS)、2,4−ジアミノ−6−〔2−
メチルイミダゾリル−(1)〕−エチル−S−トリアジ
ン(2−MZAZAZINE)、1−ドデシル−2−メ
チル−3−ベンジルイミダゾリウムクロライド(SF
Z)、2−フェニルイミダゾリウムイソシアヌレート
(2PZ−OK)、2−フェニル−4−メチル−5−ヒ
ドロキシメチルイミダゾール(2P4MHZ)等;三フ
ッ化ホウ素−アミンコンプレックス、ジシアンジアミド
(DICY)及びその誘導体、例えば、o−トリルビグ
アニド、α−2,5−メチルビグアニド等;有機酸ヒド
ラジド、例えば、コハク酸ジヒドラジド(SaAD
H)、アジピン酸ジヒドラジド(AADH)等;ジアミ
ノマレオニトリル(DAMN)とその誘導体(DAMN
BZ)、メラミン及びその誘導体、例えば、ジアリルメ
ラミン等が挙げられる。
【0014】アミンアダクト類の例として、市販されて
いる代表的なものを以下に示すが、これらに限定される
ものではない。即ち、アミン−エポキシアダクト類、例
えば、「ハードナーH−3613S」(エー・シー・ア
ール(株)の商標)、「ハードナーH−3293S」
(エー・シー・アール(株)の商標)、「アミキュアP
N−23」(味の素(株)の商標)、「アミキュアMY
−24」(味の素(株)の商標)、「キュアダクトP−
505」(四国化成工業(株)の商標)等;尿素型アダ
クト類、例えば、「フジキュアーFXE−1000」
(富士化成工業(株)の商標)、「フジキュアーFXR
−1036」(富士化成工業(株)の商標)等が挙げら
れる。
【0015】これら市販のアミンアダクト類は、通常、
固体粉末状で提供されている。アミンアダクト類を製造
する原料として用いられるアミン化合物の例としては、
エポキシ基またはイソシアネート基と付加反応しうる活
性水素を1分子内に1個以上有し、且つ、1級アミノ
基、2級アミノ基、3級アミノ基のなかから選ばれた置
換基を少なくとも1分子内に1個以上有するものであれ
ば良い。このようなアミン化合物の例を以下に示すが、
これらに限定されるものではない。
【0016】即ち、ジエチレントリアミン、トリエチレ
ンテトラミン、n−プロピルアミン、2−ヒドロキシエ
チルアミノプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、ジ
メチルアミノプロピルアミン、ジブチルアミノプロピル
アミン、ジメチルアミノエチルアミン、ジエチルアミノ
エチルアミン、N−メチルピペラジン等のようなアミン
化合物;2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾ
ール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェ
ニルイミダゾール等のイミダゾール化合物等のような、
分子内に3級アミノ基を有する1級もしくは2級アミン
類;2−ジメチルアミノエタノール、1−メチル−2−
ジメチルアミノエタノール、1−フェノキシメチル−2
−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタ
ノール、1−ブトキシメチル−2−ジメチルアミノエタ
ノール、1−(2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピ
ル)−2−メチルイミダゾール、1−(2−ヒドロキシ
−3−フェノキシプロピル)−2−エチル−4−メチル
イミダゾール、1−(2−ヒドロキシ−3−ブトキシプ
ロピル)−2−メチルイミダゾール、1−(2−ヒドロ
キシ−3−ブトキシプロピル)−2−エチル−4−メチ
ルイミダゾール、1−(2−ヒドロキシ−3−フェノキ
シプロピル)−2−フェニルイミダゾリン、1−(2−
ヒドロキシ−3−ブトキシプロピル)−2−フェニルイ
ミダゾリン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノー
ル、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェ
ノール、N−β−ヒドロキシエチルモルホリン、2−ジ
メチルアミノエタンチオール、2−メルカプトピリジ
ン、2−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプ
トベンゾチアゾール、4−メルカプトピリジン、N,N
−ジメチルアミノ安息香酸、N,N−ジメチルグリシ
ン、ニコチン酸、イソニコチン酸、ピコリン酸、N,N
−ジメチルグリシンヒドラジド、N,N−ジメチルプロ
ピオン酸ヒドラジド、ニコチン酸ヒドラジド、イソニコ
チン酸ヒドラジド等のような、分子内に3級アミノ基を
有するアルコール類、フェノール類、チオール類、カル
ボン酸類、ヒドラジド類等が挙げられる。
【0017】アミンアダクト類を製造する原料として用
いられるエポキシ化合物の例を以下に示すが、これらに
限定されるものではない。即ち、ビスフェノールA、ビ
スフェノールF、カテコール、レゾルシノール等の多価
フェノールまたはグリセリンやポリエチレングリコール
のような多価アルコールとエピクロルヒドリンを反応さ
せて得られるポリグリシジルエーテル;p−ヒドロキシ
安息香酸、β−ヒドロキシナフトエ酸のようなヒドロキ
シカルボン酸とエピクロルヒドリンを反応させて得られ
るグリシジルエーテルエステル;フタル酸、テレフタル
酸のようなポリカルボン酸とエピクロルヒドリンを反応
させて得られるポリグリシジルエステル;4,4’−ジ
アミノジフェニルメタンやm−アミノフェノールなどか
ら得られるグリシジルアミン化合物;さらには、エポキ
シ化フェノールノボラック樹脂、エポキシ化クレゾール
ノボラック樹脂、エポキシ化ポリオレフィン等の多官能
性エポキシ化合物や、ブチルグリシジルエーテル、フェ
ニルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート等
の単官能性エポキシ化合物等が挙げられる。
【0018】アミンアダクト類を製造する原料として用
いられるイソシアネート化合物の例を以下に示すが、こ
れらに限定されるものではない。即ち、n−ブチルイソ
シアネート、イソプロピルイソシアネート、フェニルイ
ソシアネート、ベンジルイソシアネート等のような単官
能イソシアネート化合物;ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、トルイレンジイソシアネート、1,5−ナフタレ
ンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジ
イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリ
レンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネー
ト、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、
ビシクロヘプタントリイソシアネート等のような多官能
イソシアネート化合物;さらには、これらの多官能イソ
シアネート化合物と活性水素化合物との反応によって得
られる末端イソシアネート基含有化合物等も用いること
ができ、このような化合物の例としては、トルイレンジ
イソシアネートとトリメチロールプロパンの反応によっ
て得られる末端イソシアネート基を有する付加反応物等
が挙げられる。
【0019】アミンアダクト類を製造する原料として用
いられる尿素化合物の例としては、尿素、リン酸尿素、
シュウ酸尿素、酢酸尿素、ジアセチル尿素、ジベンゾイ
ル尿素、トリメチル尿素等が挙げられるが、これらに限
定されるものではない。潜在性硬化剤の形態としては、
公知のものであればいずれの形態でもよいが、特に好ま
しいのはコアシェルタイプのマスターバッチ型硬化剤で
ある。恐らく、硬化剤表面に存在するシェルによってセ
メント成形体中に存在する水の影響を受けにくく、硬化
するまでの潜在性が安定に保持できることによるものと
考えられる。
【0020】本発明でいうマスターバッチ型硬化剤と
は、特開昭64−70523号(特公平7−5708
号)公報に記載のものであり、例えば、「ノバキュアH
X−3722」(旭化成工業(株)の商標)、「ノバキ
ュアHX−3742」(旭化成工業(株)の商標)、
「ノバキュアHX−3613」(旭化成工業(株)の商
標)などが挙げられるが、それを構成する成分について
以下に詳細に説明する。
【0021】好ましく用いられるマスターバッチ型硬化
剤は、前記したような特定の硬化剤とエポキシ樹脂
が一定の比率で、例えば、硬化剤100重量部に対し
て、10〜50,000重量部のエポキシ樹脂の比率
で、混合されてなるものである。まず、硬化剤につき
詳細に説明する。
【0022】硬化剤は、粉末状アミン化合物(A)か
らなるコアと、このアミン化合物(A)とエポキシ樹脂
の反応生成物からなるシェルから構成されている。ここ
でいう粉末状アミン化合物(A)は、3級アミノ基を有
する粉末状アミン化合物(a)を処理して得られるもの
である。この3級アミノ基を有する粉末状アミン化合物
(a)としては、3級アミノ基を有するが、1級および
2級アミノ基を有さないものであり、以下のものを挙げ
ることができる。 (1)分子中に一個以上の1級アミノ基を有する化合物
および/または2級アミノ基を有する化合物と、カルボ
ン酸化合物、スルホン酸化合物、イソシアネート化合物
またはエポキシ化合物との反応生成物(a−1);ただ
し、反応生成物の分子中に、1級アミノ基または2級ア
ミノ基を有しているものは除外する。 (2)イミダゾール化合物(a−2) 反応生成物(a−1)の原料について説明する。
【0023】1分子中に1個以上の1級アミノ基を有す
る化合物としては、脂肪族第1アミン、脂環式第1アミ
ン、芳香族第1アミンのいずれを用いてもよい。脂肪族
第1アミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルア
ミン、プロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミ
ン、プロピレンジアミン、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、メタノ
ールアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、
ジエチルアミノプロピルアミン等を挙げることができ
る。
【0024】脂環式第1アミンとしては、例えば、シク
ロヘキシルアミン、イソホロンジアミン、アミノエチル
ピペラジン等を挙げることができる。芳香族第1アミン
としては、アニリン、トルイジン、ジアミノジフェニル
メタン、ジアミノジフェニルスルホン等を挙げることが
できる。1分子中に1個以上の2級アミノ基を有する化
合物としては、脂肪族第2アミン、脂環式第2アミン、
芳香族第2アミン、イミダゾール化合物、イミダゾリン
化合物のいずれを用いてもよい。
【0025】脂肪族第2アミンとしては、例えば、ジメ
チルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブ
チルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジ
メタノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノー
ルアミン等を挙げることができる。脂環式第2アミンと
しては、例えば、ジシクロヘキシルアミン、N−メチル
ピペラジン等を挙げることができる。
【0026】芳香族第2アミンとしては、例えば、ジフ
ェニルアミン、フェニルメチルアミン、フェニルエチル
アミン等を挙げることができる。イミダゾール化合物と
しては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−
エチルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール、
2−ドデシルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾー
ル、2−フェニルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミ
ダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール及びこ
こに挙げたイミダゾール化合物のカルボン酸塩を挙げる
ことができる。
【0027】イミダゾリン化合物としては、2−メチル
イミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン、2−ウンデ
シルイミダゾリン、2−ヘプタデシルイミダゾリン等を
挙げることができる。反応生成物(a−1)の他の原料
の例を以下に述べる。 カルボン酸化合物:例えば、コハク酸、アジピン酸、セ
バシン酸、フタル酸、ダイマー酸等。
【0028】スルホン酸化合物:例えばエタンスルホン
酸、p−トルエンスルホン酸等。 イソシアネート化合物:例えば、トリレンジイソシアネ
ート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート等。 エポキシ化合物:モノエポキシ化合物、ジエポキシ化合
物、多価エポキシ化合物のいずれか又はそれらの混合物
を用いてもよい。
【0029】モノエポキシ化合物としては、ブチルグリ
シジルエーテル、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、アリルグリシジルエーテル、パ
ラターシャリーブチルフェニルグリシジルエーテル、エ
チレンオキシド、プロピレンオキシド、パラキシリルグ
リシジルエーテル、グリシジルアセテート、グリシジル
ブチレート、グリシジルヘキソエート、グリシジルベン
ゾエート、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【0030】ジエポキシ化合物としては、ビスフェノー
ルA、ビスフェノールF、カテコール、レゾルシン等の
二価のフェノール化合物:またはエチレングリコール、
プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオ
ペンチルグリコール等の二価アルコール化合物;p−オ
キシ安息香酸、β−オキシナフトエ酸等のヒドロキシカ
ルボン酸;フタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロフタ
ル酸等のジカルボン酸とエピクロルヒドリンを反応させ
て得られるジグリシジル化合物;3,4−エポキシ−6
−メチルシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシ−6
−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エ
ポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシシクロ
ヘキサン)カルボキシレート等の脂環式エポキシ化合物
を挙げることができる。
【0031】好ましいアミン化合物(a−1)は、N−
メチルピペラジンあるいは、ジエチルアミノプロピルア
ミンとエポキシ化合物の反応生成物であり、第2アミン
の活性水素原子1当量に、エポキシ化合物のエポキシ1
当量を反応させて得られるものである。イミダゾール化
合物(a−2)としては、1−シアノエチル−2−ウン
デシル−イミダゾール−トリメリテート、イミダゾリル
コハク酸、2−メチルイミダゾールコハク酸、2−エチ
ルイミダゾールコハク酸、1−シアノエチル−2−メチ
ルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイ
ミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾ
ール等を挙げることができる。
【0032】好ましいアミン化合物(a)として、第1
又は第2アミンとエポキシ含有化合物を、アミン化合物
の活性水素原子1当量に対しエポキシ化合物のエポキシ
基0.8〜1.2当量の割合で反応させて得られる生成
物が挙げられる。これらのアミン化合物(a)の中で、
硬化の容易性、貯蔵安定性が特に優れたものを得るため
には、1分子中にヒドロキシル基を1個以上有するイミ
ダゾール誘導体が好ましい。
【0033】用いられるさらに好ましいアミン化合物
は、イミダゾール化合物と分子中に少なくとも2個のエ
ポキシ基を有する化合物との反応により生成する、分子
中に少なくとも2個のヒドロキシル基を有する化合物で
ある。そのようなイミダゾール誘導体としては、例え
ば、イミダゾール化合物あるいはイミダゾール化合物の
カルボン酸塩と、1分子中に1個以上のエポキシ基を有
する化合物の付加化合物が挙げられる。使用されるイミ
ダゾール化合物としては、イミダゾール、2−メチルイ
ミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4
−メチルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾー
ル、2−ウンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダ
ゾール等とそのカルボン酸塩が挙げられる。
【0034】カルボン酸としては、酢酸、乳酸、サリチ
ル酸、安息香酸、アジピン酸、フタル酸、クエン酸、酒
石酸、マレイン酸、トリメリット酸等が挙げられる。ま
た、使用される1分子中に1個以上のエポキシ基を有す
る化合物としては、ブチルグリシジルエーテル、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、
p−キシリルグリシジルエーテル、グリシジルアセテー
ト、グリシジルブチレート、グリシジルヘキソエート、
グリシジルベンゾエート、アリルグリシジルエーテル、
p−t−ブチルフェニルグリシジルエーテル、エチレン
オキサイド、プロピレンオキサイド等のモノエポキシ化
合物、あるいはエポキシ樹脂が挙げられる。
【0035】優れた硬化性、貯蔵安定性を得るために
は、イミダゾール化合物として、2−メチルイミダゾー
ルあるいは2−エチル−4−メチルイミダゾールから選
ばれた一つもしくはその混合物が好ましく、また、エポ
キシ化合物としては、ビスフェノールAとエピクロルヒ
ドリンを反応して得られるエポキシ樹脂が最も好まし
い。
【0036】このイミダゾール化合物とエポキシ化合物
の付加物は、1〜5モルのイミダゾールと1〜5モルの
エポキシ化合物を反応させ、従来公知の一般的方法で行
うことができる。3級アミノ基を有する粉末状アミン化
合物(A)の平均粒径は特別に制限するものではない
が、平均粒径が大きすぎる場合、硬化性を低下させた
り、硬化物の機械的な物性を損なうことがある。好まし
くは平均粒径50μを越えないものであり、これ以上平
均粒径が大きくなると硬化物の物性において、耐薬品
性、機械的強度の低下を招く場合がある。最適には10
μを越えないものである。
【0037】用いられる粉末状アミン化合物(A)にお
いて、1級アミノ基または2級アミノ基を有しているも
のを除外する目的は、これらの基を有する化合物をエポ
キシ樹脂、とりわけ液状エポキシ樹脂に配合する時に、
配合品の粘度が極端に高くなるのを避けるためである。
前記マスターバッチ型硬化剤を構成する粉末状アミン化
合物(A)中には、1630〜1680cm-1及び16
80〜1725cm-1の赤外線を吸収する結合基
(x)、(y)を有するものが好ましく用いられ、それ
らは、赤外分光光度計を用いて測定することができる
が、フーリエ変換式赤外分光光度計を用いることによ
り、より詳細に解析できる。
【0038】1630〜1680cm-1の吸収を有する
結合基(x)のうち、特に有用なものとして、ウレア結
合を挙げることができる。1680〜1725cm-1
吸収を有する結合基(y)のうち、特に有用なものとし
て、ビュレット結合を挙げることができる。このウレア
結合、ビュレット結合は、イソシアネート化合物と水又
は1分子中に1個以上の1級アミノ基を有するアミン化
合物との反応により生成される。
【0039】結合基(x)の代表であるウレア結合、及
び(y)の代表であるビュレット結合を生成するために
用いられるイソシアネート化合物としては、1分子中に
1個以上のイソシアネート基を有する化合物であればよ
いが、好ましくは1分子中に2個以上のイソシアネート
基を有する化合物を用いることである。代表的なイソシ
アネート化合物としては、脂肪族ジイソシアネート、脂
環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、脂肪
族トリイソシアネートを挙げることができる。
【0040】脂肪族ジイソシアネートの例としては、エ
チレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネー
ト、ブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート等を挙げることができる。脂環式ジイソシア
ネートの例としては、イソホロンジイソシアネート、
4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等
を挙げることができる。
【0041】芳香族ジイソシアネートの例としては、ト
リレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートおよび
ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等を挙げ
ることができる。脂肪族トリイソシアネートの例として
は、1,3,6−トリイソシアネートメチルヘキサン等
を挙げることができる。
【0042】また、上記のイソシアネート化合物と1分
子中に水酸基を有する化合物とのアダクト、例えば、イ
ソシアネート化合物とα,ω−ジヒドロキシアルカン類
との反応生成物、イソシアネート化合物とビスフェノー
ル類との反応生成物も用いることができる。イソシアネ
ート化合物と水との予備反応生成物も使用することがで
きる。
【0043】結合基(x)および(y)の代表であるウ
レア結合またはビュレット結合を生成させるための1分
子中に1個以上の1級アミノ基を有するアミン化合物と
しては、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミンを
使用することができる。脂肪族アミンの例としては、メ
チルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルア
ミン等のアルキルアミン;エチレンジアミン、プロピレ
ンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン等のアルキレンジアミン;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等の
ポリアルキレンポリアミンを挙げることができる。
【0044】脂環式アミンの例としては、シクロプロピ
ルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミ
ン、シクロヘキシルアミン、イソホロンジアミン等を挙
げることができる。芳香族アミンの例としては、アニリ
ン、トルイジン、ベンジルアミン、ナフチルアミン、ジ
アミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン
等を挙げることができる。
【0045】粉末状アミン化合物(A)において、結合
基(x)および結合基(y)は、それぞれ1〜1000
meq/kgおよび1〜1000meq/kgの範囲の
濃度を有していることが好ましい。結合基(x)の濃度
が1meq/kgより低い場合には化合物(A)の機械
的な強さが充分でなく、配合品の可使時間が短くなる傾
向がある。
【0046】また、1000meq/kgより高い場合
は硬化性が不十分となり、高温硬化が必要になるため実
用上満足とはいえない。さらに好ましい結合基(x)の
濃度範囲は10〜300meq/kgである。結合基
(y)の濃度が1meq/kgより低い場合は化合物
(A)の機械的強さが充分でなく、配合品の可使時間が
短くなる傾向がある。また、1000meq/kgより
高くなると硬化性が不十分となり、高温硬化が必要にな
るため実用上満足とはいえない。さらに好ましい結合基
(y)の範囲は10〜200meq/kgである。
【0047】粉末状アミン化合物(A)として好ましい
のは、結合基(x)および結合基(y)の他に、波数が
1730〜1755cm-1の赤外線を吸収する結合基
(z)を有することである。この結合基(z)のうち、
特に有用なものは、ウレタン結合等のカルボニル基であ
る。このウレタン結合は、イソシアネート化合物と1分
子中に1個以上の水酸基を有する化合物との反応により
生成される。
【0048】結合基(z)の代表であるウレタン結合を
生成するために用いられる1分子中に1個以上の水酸基
を有する化合物としては、脂肪族飽和アルコール、脂肪
族不飽和アルコール、脂環式アルコール、芳香族アルコ
ール等のアルコール化合物;フェノール化合物を用いる
ことができる。脂肪族飽和アルコールとしては、メチル
アルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、
ブチルアルコール、アミルアルコール、ヘキシルアルコ
ール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニ
ルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコー
ル、ラウリルアルコール、ドデシルアルコール、ステア
リルアルコール、エイコシルアルコール等のモノアルコ
ール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコー
ルモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシ
ルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテ
ル類を挙げることができる。その他エチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、
ポリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、
ネオペンチルグリコール等の二価アルコール類;グリセ
リン、トリメチロールプロパン等の三価アルコール類;
ペンタエリスリトール等の四価アルコール類を挙げるこ
とができる。
【0049】脂肪族不飽和アルコールとしては、アリル
アルコール、クロチルアルコール、プロパルギルアルコ
ール等を挙げることができる。脂環式アルコールとして
は、シクロペンタノール、シクロヘキサノール等を挙げ
ることができる。芳香族アルコールとしては、ベンジル
アルコール、シンナミルアルコール等のモノアルコール
類を挙げることができる。
【0050】これらのアルコールにおいては、第1級、
第2級または第3級アルコールのいずれでもよい。ま
た、1分子中に1個以上のエポキシ基を有する化合物
と、1分子中に1個以上の水酸基、カルボキシル基、1
級または2級アミノ基、メルカプト基を有する化合物と
の反応により得られる2級水酸基を1分子中に1個以上
有する化合物もアルコール化合物として用いることがで
きる。
【0051】フェノール化合物としては、石炭酸、クレ
ゾール、キシレノール、カルバクロール、チモール、ナ
フトール等の一価フェノール;カテコール、レゾルシ
ン、ヒドロキノン、ビスフェノールA、ビスフェノール
F等の二価フェノール;ピロガロール、フロログルシン
等の三価フェノールを挙げることができる。これら1分
子中に1個以上の水酸基を有する化合物として好ましい
のは、二価以上の水酸基を有するアルコール化合物また
はフェノール化合物である。
【0052】粉末状アミン化合物(A)中の結合基
(z)の好ましい濃度範囲は、1〜200meq/kg
である。結合基(z)の濃度が1meq/kgより低い
場合には、配合品の可使時間が短くなる傾向がある。ま
た、200meq/kgより高い場合は硬化性が不十分
となり、高温での硬化条件が必要となるため、実用上満
足とはいえない。さらに好ましい結合基(z)の濃度範
囲は、5〜100meq/kgである。
【0053】また、結合基(x)と結合基(y)の濃度
の合計に対する結合基(z)の濃度比、即ち、{結合基
(z)/〔結合基(x)+結合基(y)〕}が0.05
〜1.0の範囲が好ましい。濃度比が0.05より小さ
い場合には、化合物(A)の凝集力が強くなり、硬化温
度を実用範囲より高めに設定する必要があり、1.0よ
り大きい場合には逆に化合物(A)の凝集力が弱く、配
合品の貯蔵安定性に欠け、機械的剪断力への抵抗性も低
下する場合がある。
【0054】結合基(x)および結合基(y)の濃度の
定量は、それぞれの結合基を有する式(1)及び(2)
に示すモデル化合物と、結合基(x)および結合基
(y)を有せず、かつ特異な波長の赤外線を吸収する官
能基を有する標準物質を用いて、検量線を作成した後
に、標準物質と粉末状アミン化合物(A)を一定の比率
で混合して、その混合物の赤外線の吸収強度、すなわ
ち、1630〜1680cm-1および1680〜172
5cm-1の吸収強度を測定し、検量線から濃度を算出す
ればよい。標準物質の例として、2,3−ジメチル−
2,3−ジシアノブタンを挙げることができ、この物質
の2220〜2250cm-1に存在するシアノ基に基づ
く吸収強度を利用できる。
【0055】
【化1】
【0056】
【化2】
【0057】また、結合基(z)の定量は、結合基
(x)および結合基(y)と同様に、式(3)に示すモ
デル化合物と2,3−ジメチル−2,3−ジシアノブタ
ンを用いて行うことができる。
【0058】
【化3】
【0059】マスターバッチ型硬化剤を製造する方法と
して、例えばエポキシ樹脂中に3級アミノ基を有する粉
末状化合物(a)を予め分散させておき、これにイソシ
アネート化合物を添加し、水の存在下で反応を行わしめ
る方法を挙げることができる。この反応によってコアの
表面にシェルを形成させることができる。コアである粉
末状アミン化合物(A)中の結合基(x)、(y)、
(z)の濃度調節は、(i)3級アミノ基を有する化合
物(a)に対する水分量、(ii)3級アミノ基を有す
る化合物(a)に対するイソシアソネート化合物量及び
イソシアネートの種類を変えることによって行うことが
できる。
【0060】エポキシ樹脂中に3級アミノ基を有する粉
末状化合物(a)を予め分散させるには、三本ロール等
の機械的剪断力を加えながら混合することが好ましい。
エポキシ樹脂は、特に限定されるものではなく、平均し
て1分子当たり2個以上のエポキシ基を有するものであ
ればよい。例えば、ビスフェノールA、ビスフェノール
F、カテコール、レゾルシン等の多価フェノール;また
はグリセリンやポリエチレングリコールのような多価ア
ルコールとエピクロルヒドリンを反応させて得られるポ
リグリシジルエーテル;あるいはp−オキシ安息香酸、
β−オキシナフトエ酸のようなヒドロキシカルボン酸と
エピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジルエ
ーテルエステル;あるいはフタル酸、テレフタル酸のよ
うなポリカルボン酸とエピクロルヒドリンを反応させて
得られるポリグリシジルエステル;あるいは4,4′−
ジアミノジフェニルメタンやm−アミノフェノール等と
エピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジルア
ミン化合物;さらにはエポキシ化ノボラック樹脂、エポ
キシ化クレゾールノボラック樹脂、エポキシ化ポリオレ
フィンなどが挙げられるが、好ましくはビスフェノール
Aのポリグリシジルエーテルである。
【0061】本発明でいう一液性接着剤組成物は、エポ
キシ樹脂100重量部に前記潜在性硬化剤を1〜100
重量部配合する。潜在性硬化剤の配合量が1重量部より
少ない場合は硬化に要する時間が長くなり、100重量
部を越える場合には、一液性接着剤組成物の粘度が高
く、セメント混和物と混合する場合において作業性が低
下したり、セメント粒子や骨材等の表面に充分浸透せず
実用的でない。好ましくは3〜50重量部である。
【0062】一液性接着剤組成物を製造するうえで、エ
ポキシ樹脂に潜在性硬化剤を予め分散させる場合、機械
的剪断力を加えながら混合することが好ましいが、強い
機械的剪断力が加わると潜在性が失われる場合があるこ
とから、過剰な機械的剪断力が加わらないよう工夫が必
要である。本発明において、一液性接着剤組成物のセメ
ントに対する添加量は1〜50重量部とする必要があ
り、好ましくは5〜30重量部である。添加量が1重量
部に満たない場合、曲げ強度並びに耐水性の発現が不十
分であり、また添加量が50重量部を超えると曲げ強度
の発現が不十分となる。
【0063】本発明では、その他の添加剤として必要に
応じ増量材、補強剤、着色剤等を使用することができ
る。増量材としては、硅砂、タルク、炭酸カルシウム、
石膏、硅そう土、酸化チタン、シリカ、パーライト、マ
イカ等の無機質粉体等を例示することができる。補強材
としては、ガラス繊維、炭素繊維、ビニロン繊維等の繊
維質を例示することができる。着色剤としては、カーボ
ンブラック、四三酸化鉄、亜鉛華等の各種無機質顔料を
例示することができる。
【0064】本発明のセメント成形体用組成物は、セメ
ント、水、その他添加剤と、一液性接着剤組成物を練り
混ぜることによって得られる。加える順序は特に限定さ
れるものではないが、添加剤として硬い粉末等と一緒に
練る場合は、セメント、水、添加剤等をあらかじめ良く
練り混ぜた後、一液性接着剤組成物を投入し混練するの
が良い。
【0065】本発明のセメント成形体用組成物を用い
て、目的の高強度かつ耐水性の成形体を得るには、上記
で得た混練物を養生する間に所定の加熱処理を施すこと
が必要である。加熱処理はセメント粒子間、セメント/
骨材間、あるいは空隙部に存在する一液性接着剤組成物
を硬化させ、ひいてはセメント粒子間の接着、セメント
/骨材間の接着、空隙部の充てんのために必要な操作で
ある。
【0066】加熱条件は、一液性接着剤組成物を充分加
熱硬化しうるものであれば良く、通常70℃以上の温度
で1〜2時間処理をすれば一液性接着剤組成物そのもの
は硬化する。しかしながらセメント混練物は一般に伝熱
があまり良くないので、この点を考慮して加熱温度を高
くする、あるいは加熱時間を長めに設定する等の配慮を
施した方が良い。
【0067】加熱処理を施す時期は、セメント混練物の
養生期間内であれば特に限定はしないが、混練後養生を
開始してからある程度セメント水和反応が進行した段階
で、加熱処理を施す方が比較的良い結果を生む。ただ、
セメントの種類や添加する水の量によっても水和反応の
進行程度が違うので一概に言えないが、養生開始後4〜
5時間経過した後、適当な時期に加熱処理を行えば効果
的である。
【0068】
【発明の実施の形態】以下、実施例及び比較例を挙げ
て、本発明をより具体的に説明する。本発明において曲
げ強さ及び吸水率は以下の方法で測定した。 〔曲げ強さ〕巾25mm×長さ150mm×厚さ10m
mのセメント成形体を支点間距離100mm、曲げ速度
5mm/分の条件で3回ずつ測定し、平均値を求めた。 〔吸水率〕JIS A6203に準じて測定した。
【0069】
【実施例1】普通ポルトランドセメント100重量部
に、5号珪砂100重量部および水25重量部をJIS
R5201記載の練り混ぜ機に投入し、低速モードで
1分、続いて高速モードで4分攪拌した。一方、一液性
接着剤組成物として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂
(旭チバ(株)の商標「アラルダイトAER260」)
100重量部に対し、マスターバッチ型硬化剤「ノバキ
ュアHX−3722」(旭化成工業(株)の商標)を3
0重量部配合したもの(以下、HXと略す)を用いた。
【0070】上記のセメント混練物225重量部に対
し、HXを10重量部加え、前記練り混ぜ機にて、高速
モードで3分攪拌した。この混練物を20℃、65%R
Hの環境下に5時間放置養生した後、80℃で3時間加
熱した。その後再び20℃、65%RH環境下に所定日
数放置して後養生した。表1に、後養生1日、7日、お
よび14日目の曲げ強さ、ならびに7日目、14日目の
吸水率を示す。
【0071】
【実施例2】実施例1と同様にして、HXを用いたセメ
ント混練物を得、20℃、65%RH環境下に7日放置
した後、80℃で3時間加熱した。その後、再び20
℃、65%RH環境下で、1日、7日後養生した時の特
性を表1に示す。
【0072】
【比較例1及び2】HXを加えないこと以外は、実施例
1および2と同様にしてモルタル混練物を得、養生を行
った。測定した特性を表1に示す。
【0073】
【実施例3】普通ポルトランドセメント100重量部
に、5号珪砂100重量部および水25重量部をJIS
R5201記載の練り混ぜ機に投入し、低速モードで
1分、続いて高速モードで4分攪拌した。一方、一液性
接着剤組成物として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂
(旭チバ(株)の商標「アラルダイトAER260」)
100重量部に対し、粉末固体分散型潜在性硬化剤「ア
ミキュアPN−23」(味の素(株)の商標)を25重
量部配合したもの(以下、PNと略す)を用いた。
【0074】上記のセメント混練物225重量部に対
し、PNを10重量部加え、前記練り混ぜ機にて、高速
モードで3分攪拌した。この混練物を20℃、65%R
Hの環境下に5時間放置養生した後、80℃で3時間加
熱した。その後再び20℃、65%RH環境下に所定日
数放置して後養生した。表1に、後養生1日、7日、お
よび14日目の曲げ強さ、ならびに7日目、14日目の
吸水率を示す。
【0075】
【実施例4】実施例3と同様にして、PNを用いたセメ
ント混練物を得、20℃、65%RH環境下に7日放置
した後、80℃で3時間加熱した。その後、再び20
℃、65%RH環境下で、1日、7日後養生した時の特
性を表1に示す。
【0076】
【実施例5】普通ポルトランドセメント100重量部
に、5号珪砂100重量部および水25重量部をJIS
R5201記載の練り混ぜ機に投入し、低速モードで
1分、続いて高速モードで4分攪拌した。一方、一液性
接着剤組成物として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂
(旭チバ(株)の商標「アラルダイトAER260」)
100重量部に対し、粉末固体分散型潜在性硬化剤「フ
ジキュアFXE−1000」(富士化成工業(株)の商
標)を20重量部配合したもの(以下、FXと略す)を
用いた。
【0077】上記のセメント混練物225重量部に対
し、FXを10重量部加え、前記練り混ぜ機にて、高速
モードで3分攪拌した。この混練物を20℃、65%R
Hの環境下に5時間放置養生した後、80℃で3時間加
熱した。その後再び20℃、65%RH環境下に所定日
数放置して後養生した。表1に、後養生1日、7日、お
よび14日目の曲げ強さ、ならびに7日目、14日目の
吸水率を示す。
【0078】
【実施例6】実施例5と同様にして、FXを用いたセメ
ント混練物を得、20℃、65%RH環境下に7日放置
した後、80℃で3時間加熱した。その後、再び20
℃、65%RH環境下で、1日、7日後養生した時の特
性を表1に示す。
【0079】
【実施例7】普通ポルトランドセメントの代わりに早強
セメントを用いた以外は、実施例1と同様に、混練、養
生を行った。特性を表1に示す。
【0080】
【実施例8】普通ポルトランドセメントの代わりに早強
セメントを用いた以外は、実施例2と同様に、混練、養
生を行った。特性を表1に示す。
【0081】
【比較例3および4】EHを加えないこと以外は、実施
例7および8と同様にして混練、養生を行った。測定し
た特性を表1に示す。
【0082】
【比較例5】一液性接着剤組成物の代わりに、「アラル
ダイトAER260」100重量部と、トリエチレンテ
トラミン12重量部からなる2液性接着剤組成物を用い
た以外は、比較例3と同様に混練、養生を行った。該混
練物の特性を表1に示す。
【0083】
【表1】
【0084】
【発明の効果】本発明により、優れた曲げ強度を有し、
かつ吸水率の小さい、即ち耐水性に優れたセメント成形
体を提供することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 24:12) 103:65 111:27 111:40

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント100重量部に対し、(イ)主
    剤としてのエポキシ樹脂100重量部と、(ロ)潜在性
    硬化剤1〜100重量部、を必須成分とする一液性接着
    剤組成物1〜50重量部を含有することを特徴とするセ
    メント成形体用組成物。
  2. 【請求項2】 潜在性硬化剤が、1分子中に少なくと
    も1個の3級アミノ基を有するが1級および2級アミノ
    基を有さず、波数1630〜1680cm-1の赤外線を
    吸収する結合基(x)と波数1680〜1725cm-1
    の赤外線を吸収する結合基(y)を少なくともその表面
    に有する粉末状アミン化合物をコアとし、該粉末状アミ
    ン化合物とエポキシ樹脂との反応生成物をシェルとして
    なる硬化剤と、エポキシ樹脂との混合物からなるマス
    ターバッチ型硬化剤であることを特徴とする請求項1記
    載のセメント成形体用組成物。
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JP5138685B2 (ja) * 2007-07-05 2013-02-06 旭化成イーマテリアルズ株式会社 エポキシ樹脂用硬化剤及びエポキシ樹脂用硬化剤組成物

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