JP2001089549A - ポリウレタン組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、貯蔵安定性、低モジュラス、非発
泡性、非残留タック、高湿度下における物性安定性に優
れるポリウレタン組成物を提供する。 【解決手段】 本発明のポリウレタン組成物は、末端イ
ソシアネート基含有ウレタンプレポリマー、硬化剤とし
てポリオール、硬化触媒として有機カルボン酸ビスマス
と他の有機カルボン酸金属塩との混合物、および必要に
応じて、硬化触媒の安定剤としてカルボン酸を含有する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリウレタン組成
物、更に詳しくは、ビスマス系触媒を用いた場合の問題
点を解消した、すなわち、貯蔵安定性、低モジュラス、
非発泡性、非残留タック（表面粘着性）および高湿度下
における物性安定性に優れる、特にシーリング材適用に
有用なポリウレタン組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来よ
り、この種ポリウレタン系のシーリング材として、末端
イソシアネート基（ＮＣＯ）含有ウレタンプレポリマ
ー、硬化剤としてポリオールおよび硬化触媒を含有する
ポリウレタン組成物が知られている。ここで、上記硬化
触媒としては、良好な硬化性の確保、水分との反応によ
り発生しうる炭酸ガスを抑えることから、鉛系の有機カ
ルボン酸鉛が多用されてきた。しかしながら、このよう
な鉛系触媒は、環境・安全性の面からその使用が問題と
され、代替触媒の検討がなされてきた。その中で、ビス
マス系の有機カルボン酸ビスマスが、高い触媒活性、可
使時間が長い、発泡しにくいなどの利点から代替触媒と
して高い評価を得ている。

【０００３】しかし、かかるビスマス系触媒を用いた場
合、その高い触媒活性から、貯蔵安定性が悪くなり、か
つ配合量は鉛系に比べ少量となるが、系中の水分および
混合攪拌時に巻き込む空気中の水分により活性の低下が
著しく、経日と共に硬化遅延および施工後の物性低下や
発泡を起こしてしまい、作業性や防水機能、意匠上の問
題となる。また、硬化物性は鉛系に比べ高モジュラスと
なり、ＡＬＣ目地には適さないなど使用用途が制限され
てしまう。更に、硬化後の表面粘着性が強く、塵埃の付
着などの不具合の発生も考えられる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このビス
マス系触媒を用いた場合の問題点を解消すべきため鋭意
検討を進めたところ、以下に示す知見を見出した。 （i）上記有機カルボン酸ビスマスに対して、触媒活性
が低く、単独では触媒利用困難な他の有機カルボン酸金
属塩を併用することにより、貯蔵安定性が向上し、かつ
表面粘着性が減少すると共に、モジュラスも大幅に低下
し、その配合量によって適正値に調整可能となる。 （ii）硬化触媒の安定剤としてカルボン酸を配合するこ
とで、硬化触媒の水に対する安定性が向上し、これによ
り、水分による触媒失活が防止され、経日による硬化遅
延、発泡性、高湿度下における硬化物性の低下や表面粘
着性が著しく改善される。さらに、このカルボン酸によ
って、初期の増粘が抑えられ、可使時間が延長される。

【０００５】本発明は、上述の知見に基づき完成された
もので、末端ＮＣＯ含有ウレタンプレポリマー（以下、
ＮＣＯプレポリマーと略す）、硬化剤としてポリオー
ル、硬化触媒として有機カルボン酸ビスマスと他の有機
カルボン酸金属塩との混合物、および必要に応じて、硬
化触媒の安定剤としてカルボン酸を含有することを特徴
とするポリウレタン組成物を提供する。

【０００６】本発明におけるＮＣＯプレポリマーは、各
種のポリオールに対して過剰量のポリイソシアネートを
反応（通常、ＯＨ／ＮＣＯ＝1/1.3〜1/3.0）させること
によって製造される。上記ポリオールとしては、たとえ
ばポリオキシアルキレンポリオール（ＰＰＧと称す）、
ポリエーテルポリオール変性体、ポリテトラメチレンエ
ーテルグリコールなどのポリエーテルポリオール；縮合
系ポリエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポ
リオール、ポリカーボネートジオールなどのポリエステ
ルポリオール；アクリルポリオール、ポリブタジエン系
ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、ケン化エチ
レン−酢酸ビニル共重合体などの主鎖がＣ−Ｃ結合より
なるポリオール；その他難燃化用ポリオール、含リンポ
リオール、含ハロゲンポリオール等が挙げられる。上記
ポリイソシアネートとしては、たとえばトリレンジイソ
シアネート（ＴＤＩ）、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（ＸＤ
Ｉ）、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート、リジンジイソシアネート、イソプロピ
リデンビス（４−シクロヘキシルイソシアネート）、水
添ＸＤＩ等が挙げられる。

【０００７】本発明において硬化剤として用いるポリオ
ールは、上記ＮＣＯプレポリマーの製造で用いられるポ
リオールの中で、分子量５００〜１２０００、好ましく
は３０００〜８０００のものが選択する。特に分子量５
０００〜７０００のＰＰＧが好ましい。

【０００８】本発明において硬化触媒として用いる有機
カルボン酸ビスマスとしては、オクチル酸ビスマス、ネ
オデカン酸ビスマスなどが好適である。これらに併用す
る他の有機カルボン酸金属塩としては、オクチル酸、ネ
オデカン酸、ナフテン酸などの金属塩、たとえば錫、チ
タン、ジルコニウム、カルシウム、亜鉛、鉄、コバルト
塩などが挙げられ、特にオクチル酸カルシウムが好まし
い。

【０００９】本発明において要すれば、硬化触媒の安定
剤として用いるカルボン酸としては、安息香酸、フタル
酸などの芳香族カルボン酸；２−エチルヘキサン酸、オ
クチル酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸など
の脂肪族カルボン酸が挙げられる。好ましくは液状で、
ポリオールとの相溶性がよく、無色で臭気の無いものが
よい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係るポリウレタン組成物
は、上述のＮＣＯプレポリマー、ポリオール（硬化
剤）、有機カルボン酸ビスマスと他の有機カルボン酸金
属塩の混合物（硬化触媒）および要すればカルボン酸
（安定剤）を含有し、具体的には、ＮＣＯプレポリマー
からなる主剤成分と、ポリオール、有機カルボン酸ビス
マスと他の有機カルボン酸金属塩との混合物、および要
すればカルボン酸、充填剤、老化防止剤、接着付与剤、
可塑剤等を含む硬化剤成分の二液で構成される。

【００１１】ここで、上記有機カルボン酸ビスマスの使
用量は、硬化剤成分全量中０．１〜３．０％（重量％、
以下同様）、好ましくは０．２〜２．０％の範囲で選定
すればよい。０．１％未満では、硬化速度が十分でな
く、物性低下、発泡、次工程の遅れなどの不具合が生
じ、また３．０％を越えると、硬化速度が速すぎ、十分
な可使時間が確保できない傾向にある。また他の有機カ
ルボン酸金属塩の使用量は、硬化剤成分全量中０．１〜
３．０％、好ましくは０．２〜２．０％の範囲で選定す
ればよい。０．１％未満では、併用効果が十分でなく、
表面粘着性や物性が改善されず、また３．０％を越えて
配合しても改善効果に著しい差は見られない傾向にあ
る。

【００１２】上記カルボン酸の使用量は、硬化剤成分全
量中０．１〜３％、好ましくは０．２〜１％の範囲で選
定すればよい。０．１％未満では、高湿度下における安
定性などが充分でなく、また３％を越えて配合しても安
定剤としての効果に著しい差は見られない傾向にある。

【００１３】上記可塑剤としては、必要に応じて、通常
のものが使用されてよく、たとえばジオクチルフタレー
ト（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート、ジラウリルフタレ
ート、ブチルベンジルフタレート、ジオクチルアジペー
ト、ジイソデシルアジペート、トリオクチルホスフェー
ト、トリス（クロロエチル）ホスフェート、トリス（ジ
クロロプロピル）ホスフェート、アジピン酸プロピレン
グリコールポリエステル、アジピン酸ブチレングリコー
ルポリエステル、エポキシステアリン酸アルキル、アル
キルベンゼン、エポキシ化大豆油等が挙げられる。また
必要に応じて、硬化剤成分の中に通常の、充填剤（炭酸
カルシウム、コロイダル炭酸カルシウム、カーボンブラ
ック、クレー、タルク、酸化チタン、生石灰、カオリ
ン、ゼオライト、珪藻土など）、接着付与剤（シラン系
カップリング剤、チタネート系カップリング剤など）、
希釈剤、溶剤、顔料等を適量範囲で添加してもよい。

【００１４】

【実施例】次に実施例および比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明する。 実施例１〜３および比較例１〜３ 下記表１に示す重量部の各成分を用い、主剤成分と硬化
剤成分を均一混合してポリウレタン組成物とする。かか
るポリウレタン組成物について、下記性能試験に供し、
結果を表１に併記する。

【００１５】（１）残留タック（表面粘着性） ２０℃、６５％ＲＨにて４８時間養生硬化せしめた後、
表面粘着性を指触にて官能評価し、粘着性があるものを
×、粘着性のないものを○で示した。 （２）貯蔵安定性 配合後２４時間の硬化剤成分と主剤成分を混合後、２０
℃、６５％ＲＨにて２４時間養生硬化せしめた後、ＪＩ
Ｓ Ｋ ２２０７の針入値測定で硬化速度を測定し、こ
れを初期値とする。次に、この硬化剤成分を５０℃にて
２週間貯蔵後（５０℃×２Ｗ）に用い、初期値測定と同
様に硬化速度を測定し、比較する。 （３）５０％モジュラス 主剤成分と硬化剤成分を混合後、ＪＩＳ Ａ ５７５８
に準じアルミニウム板を使用してＨ形試験体を作製す
る。この試験体を２０℃にて７日間、５０℃にて７日間
養生硬化せしめた後、引張試験を行い５０％引張応力を
測定する。

【００１６】

【表１】 注１）ＰＰＧとＴＤＩをＯＨ／ＮＣＯ＝1/1.85の比率で
反応させることにより、製造される。

【００１７】

【発明の効果】表１の結果から、本発明（実施例１〜
３）は、鉛系触媒を含まずに貯蔵安定性に優れ、残留タ
ックの少ない低モジュラスタイプであることが認められ
る。本発明は特にシーリング材適用に有用であるが、こ
れ以外にも、接着剤、床材、塗膜防水材、注型用材料等
に利用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 一人 大阪府高槻市明田町７番１号 サンスター 技研株式会社内 Ｆターム(参考） 4H017 AA03 AA25 AA31 AB05 AB17 AC16 AD05 AE03 4J034 DA01 DB04 DF01 DG01 DG02 DH01 DH02 HA07 HC03 HC12 HC17 HC22 HC46 HC52 HC53 HC61 HC71 HC73 KA02 KB04 KC07 KC08 KC16 KC17 KC35 KD02 KE02 RA08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 末端イソシアネート基含有ウレタンプレ
   ポリマー、硬化剤としてポリオール、および硬化触媒と
   して有機カルボン酸ビスマスと他の有機カルボン酸金属
   塩との混合物を含有することを特徴とするポリウレタン
   組成物。
2. 【請求項２】 ポリオールがポリオキシアルキレンポリ
   オールである請求項１に記載のポリウレタン組成物。
3. 【請求項３】 他の有機カルボン酸金属塩の金属が、
   錫、チタン、ジルコニウム、カルシウム、亜鉛、鉄およ
   びコバルトから選ばれる請求項１または２に記載のポリ
   ウレタン組成物。
4. 【請求項４】 硬化触媒の安定剤としてカルボン酸を含
   有する請求項１、２または３に記載のポリウレタン組成
   物。
5. 【請求項５】 カルボン酸がオクチル酸および／または
   ２−エチルヘキサン酸である請求項１乃至４のいずれか
   １つに記載のポリウレタン組成物。
6. 【請求項６】 シーリング材に用いる請求項１乃至５の
   いずれか１つに記載のポリウレタン組成物。