JP2001106898A - 湿気硬化性ウレタン樹脂組成物及び防水材 - Google Patents
湿気硬化性ウレタン樹脂組成物及び防水材Info
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Abstract
泡がなく、硬化性に優れる湿気硬化性ウレタン樹脂組成
物であり、更に塗膜表面の残存タックが少ないという特
徴を持つ湿気硬化性ウレタン樹脂組成物及びそれを用い
た防水材にある。 【解決手段】 本発明は、(A)トリレンジイソシアネ
ートとポリオキシアルキレンポリオールの反応物からな
る末端にイソシアネート基を2個以上有するプレポリマ
ー、(B)ポリフェニルメタンポリイソシアネート又は
その変性物、(C)(c1)末端にイソシアネート基を
2個以上有するウレタンプレポリマーと、(c2)N−
2−ヒドロキシアルキルオキサゾリジンとを反応させて
得られる末端にオキサゾリジン基を有するウレタンオキ
サゾリジンプレポリマーからなり、(A)と(B)のイ
ソシアネート当量比が90:10〜15:85であるこ
とを特徴とする湿気硬化性ウレタン樹脂組成物を提供す
るものである。
Description
による発泡がなく、硬化性、貯蔵安定性に優れ、更に塗
膜表面の残存タックが少ない湿気硬化性ウレタン樹脂組
成物及びそれを用いた防水材に関するものである。
しては、特開昭57−94056号公報が知られている
が、硬化時に水分とイソシアネート基が反応する際に発
生する炭酸ガスのためにしばしば塗膜の膨れが発生する
問題がある。膨れの原因となる炭酸ガスの発生を抑える
ためにケチミン、エナミン等の湿気解離型の架橋剤が提
案されており、その中でも特開平6−293821号公
報、特開平7−33852号公報、特開平7−1094
9号公報等で提案されるオキサゾリジン化合物を用いた
組成物は炭酸ガスの発生がなく比較的性能バランスのと
れた材料である。
に示されるようなオキサゾリジン基が湿気により開環し
て活性水素を発生し、ウレタンプレポリマーと反応して
硬化した塗膜においては表面の残存タックが大きく塗膜
上を歩行した際にベトツキ感がある、汚れが付着しやす
いという問題点があった。更に近年の工期の短縮傾向の
ため施工1日後には塗膜表面を歩行することが多く短期
間でタックが低減する材料が求められている。
時に炭酸ガスによる発泡がなく、硬化性に優れる湿気硬
化性ウレタン樹脂組成物であり、更に塗膜表面の残存タ
ックが少ないという特徴を持つ湿気硬化性ウレタン樹脂
組成物及びそれを用いた防水材にある。
点について、鋭意研究した結果、本発明を完成するに至
ったものである。
アネートとポリオキシアルキレンポリオールの反応物か
らなる末端にイソシアネート基を2個以上有するウレタ
ンプレポリマー、(B)ポリフェニルメタンポリイソシ
アネート又はその変性物、(C)(c1)末端にイソシ
アネート基を2個以上有するウレタンプレポリマーと、
(c2)N−2−ヒドロキシアルキルオキサゾリジンと
を反応させて得られる末端にオキサゾリジン基を有する
ウレタンオキサゾリジンプレポリマーからなり、(A)
と(B)のイソシアネート当量比が90:10〜15:
85であることを特徴とする湿気硬化性ウレタン樹脂組
成物、好ましくはポリフェニルメタンポリイソシアネー
ト(B)が、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネ
ートと2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの
混合物又はカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソ
シアネートであること、及びそれからなるコーテイング
材を提供するものである。
ソシアネートとポリオキシアルキレンポリオールの反応
物からなる末端にイソシアネート基を2個以上有するウ
レタンプレポリマー(A)は、トリレンジイソシアネー
トとポリオキシアルキレンポリオールをイソシアネート
過剰のもとで常法により調整されるプレポリマーであ
る。
リオールとしては、エチレングリコール、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコ
ール、グリセリン、トリメチロールプロパン、グルコー
ス、ソルビトール、シュークローズ等の多価アルコール
の1種又は2種以上にプロピレンオキサイド、エチレン
オキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド
等の1種又は2種以上を付加して得られるポリオール及
びポリオキシテトラメチレンポリオール等が挙げられ
る。
ウレタンプレポリマー(c1)は、有機ポリイソシアネ
ートとポリオールとをポリイソシアネートの過剰のもと
で化合物(A)と同様の方法で調製されるウレタンプレ
ポリマーである。
ンジイソシアネートの他、ジフェニルメタンジイソシア
ネート、一部をカルボジイミド化されたジフェニルメタ
ンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイ
ソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレン
ジイソシアネート、フェニ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、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、水添キシリレンジ
イソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、シクロヘキサンジイソシアネート等の芳香族ジイソ
シアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシ
アネート1種又は2種以上の混合物が挙げられる。
ポリオール、ポリエステルポリオール、その他のポリオ
ール及びこれらの混合ポリオールである。例えば、複合
金属シアン化合物錯体を触媒として製造されたポリオー
ルも含まれる。
ングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメ
チロールプロパン、グルコース、ソルビトール、シュー
クローズ等の多価アルコールの1種又は2種以上にプロ
ピレンオキサイド、エチレンオキサイド、ブチレンオキ
サイド、スチレンオキサイド等の1種又は2種以上を付
加して得られるポリオール及びポリオキシテトラメチレ
ンポリオール等が挙げられる。
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジ
オール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロ
ヘキサンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプ
ロパンあるいはその他の低分子ポリオールの1種又は2
種以上とグルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリ
ン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイ
マー酸、水添ダイマー酸あるいはその他の低分子ジカル
ボン酸やオリゴマー酸の1種又は2種以上との縮合重合
体及びプロピオラクトン、カプロラクトン、バレロラク
トン等の開環重合体等が挙げられる。
カーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール、
水素添加されたポリブタジエンポリオール、アクリルポ
リオール等が挙げられる。又、エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピ
レングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、
ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールグリセ
リン、トリメチロールプロパン、グルコース、ソルビト
ール、シュークローズ等の低分子ポリオールも挙げられ
る。
平均分子量500〜16000で、好ましくはオキシエ
チレン鎖を含まないポリエーテルポリオールである。さ
らに好ましくは、ポリエーテルジオール及び/又はポリ
エーテルトリオールである。(A)成分にオキシエチレ
ン鎖を含むポリオールを使用する場合、(C)成分のオ
キシエチレン鎖量を計算して、組成物のオキシエチレン
鎖の含有量が(A)成分と(C)成分の合計量に対して
6重量%未満であることが好ましい。
アネート基数は、好ましくは2以上、より好ましくは2
〜3である。更にイソシアネートとポリオールとのNC
O/OH比は好ましくは1.4以上、更に好ましくは
1.4〜5.0である。残存NCO%は、好ましくは1
〜20重量%である。
はその変性物(B)は、例えば、4,4’−ジフェニル
メタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、カルボジイミド変性MDI、市販品
であるミリオネートMR−100、MR−200(日本
ポリウレタン株式会社製)等の商品名で知られるクルー
ドMDIが単独又は混合して用いられ、特に4,4’−
ジフェニルメタンジイソシアネートと2,4’−ジフェ
ニルメタンジイソシアネートの混合物とカルボジイミド
変性ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましく用い
られる。
上有するプレポリマー(A)とポリフェニルメタンポリ
イソシアネート又はその変性物(B)との割合は、イソ
シアネート(NCO)当量比が、90:10から15:
85の割合であり、更に好ましくは85:15から5
0:50の範囲である。(B)成分の割合が、10より
少ない場合((A)成分が90より多い)は、残存タック
低減の効果がないし、85よりも多い((A)成分が15
より少ない)場合は、JIS−A−6021に規定する
破断時の伸度で十分な値が得られないし、貯蔵後の粘度
上昇が大きくなる。
(C)のウレタンプレポリマー(c1)のポリオール
は、オキシエチレン鎖を有することが好ましい。但し、
オキシエチレン鎖を有さないポリオールとオキシエチレ
ン鎖を有するポリオールとを混合したポリオールであっ
ても(c1)成分として使用することが出来る。また、
好ましくはオキシアルキレン鎖中のオキシエチレン鎖の
平均含有量が、1〜30重量%のものである。オキシエ
チレン鎖の含有量が1%重量未満では硬化速度が低下す
るし、30重量%を越えても更なる硬化性の向上が期待
できないうえ、耐水性が低下する傾向がある。ただし、
(A)成分、(C)成分のオキシエチレン鎖量を計算し
て合計し、そのオキシエチレン鎖の含有量が(A)成分
と(C)成分の合計量に対して6重量%未満であること
が好ましい。これを越えると耐水性が劣るものとなる。
くは数平均分子量が500〜8000のものである。分
子量が、500未満の場合、下地追従性に問題がある
し、分子量が8000を越える場合、硬化速度が低下す
るという問題がある。また、ウレタンプレポリマー(c
1)の末端の平均NCO基数は2.0〜2.6が好まし
い。
があるし、2.6を越えると下地追従性が低下する傾向
がある。更にイソシアネートとポリオールとのNCO/
OH比は好ましくは1.6以上、更に好ましくは1.8
〜4.0である。残存NCO%は、好ましくは1〜15
重量%である。
2−ヒドロキシアルキルオキサゾリジン(c2)との反
応比は、NCO/0H=0.95〜3.0が好ましい。
NCO/0H=0.95未満ではN−2−ヒドロキシア
ルキルオキサゾリジンが未反応のまま残存する傾向があ
り、貯蔵安定性に悪影響を与える。NCO/0H=3.
0を越えると硬化速度の低下と粘度の上昇の問題があ
る。
ー(C)の合成に用いられるN−2−ヒドロキシアルキ
ルオキサゾリジン(c2)は、例えばホルムアルデヒ
ド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルア
ルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド類と例えば
ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン等のジヒド
ロキシアルキルアミン類との公知の縮合反応により得ら
れる化合物である。
(C)の末端オキサゾリジン基の数は好ましくは1〜3
である。3を越えると硬化後の伸張性が低下し、好まし
くない。尚、ウレタンオキサゾリジンプレポリマー
(C)の末端にオキサゾリジン基は1個以上あれば、そ
の他の末端がイソシアネート基であってもよいことは言
うまでもない。
とウレタンオキサゾリジンプレポリマー(C)の配合比
は、プレポリマー(A)と化合物(B)のNCO基の和
とプレポリマー(C)が水で開環して発生する活性水素
基との比が、0.4〜4.0の範囲が好ましい。4.0
より大であれば炭酸ガスの発生により塗膜に膨れが発生
し易くなるし、0.4未満であれば貯蔵安定性が低下す
る。この様な点を考慮すると(A)+(B)と(C)の
混合比は、重量比で60:1〜1:30の範囲が好まし
い。
る際に燐酸、プロピオン酸等の公知のオキサゾリジン開
環触媒、3級アミン、ジブチルチンジラウレート等の公
知のウレタン触媒を用いることが出来る。また必要に応
じて溶剤、無機充填剤、少量のプロセスオイル、可塑
剤、揺変剤、体質顔料、耐侯性の維持向上のための紫外
線防止剤、安定剤等各種添加剤などを含んでいてもよ
い。これら混合物が均一に混合でき、且つ保存性が確保
できるのに十分なる混合、混練装置により製造する事が
できる。
ーペン、酢酸エチル等の通常のウレタン用溶剤が使用で
きる。
塩化ビニルパウダー、微粉末シリカ、ベントナイト等が
あげられる。このほか本発明の組成物には石油系高沸点
芳香族系留分,石油樹脂等を混合しても良い。
ト、ジオクチルフタレート、ジウンデシルフタレート、
ジラウリルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジ
イソデシルフタレート、ジブチルアジペート、ジオクチ
ルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジオクチルア
ゼレート、ジオクチルセバケート等のエステル系可塑剤
やトリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェー
ト等の燐酸エステル系可塑剤が挙げられるが、組成物全
体に対して12重量%を越えて用いると残存タックが大
きくなり好ましくない。
外線吸収剤等が挙げられる。無機充填剤としては、例え
ば炭酸カルシウム、酸化カルシウム、クレー、タルク、
酸化チタン、水酸化カルシウム、硫酸アルミニウム、カ
オリン、ゼオライト、硅そう土、ガラスバルーン等の無
機化合物の粉粒体が挙げられる。その添加量は、組成物
中好ましくは1〜70、より好ましくは30〜60重量
%である。
建築物の防水材に使用することができるが、例えば屋根
防水材に使用する場合はコンパウンドの有機溶剤含有量
が12重量%以下で粘度が18000cps以下/25℃が好まし
く、更に好ましくは有機溶剤含有量が10重量%以下で
粘度が15000cps以下/25℃である。防水材として用いた
場合、有機溶剤含有量が12重量%を越えると硬化後の
塗膜の収縮が大きく好ましくないし、粘度が18000cps/2
5℃を越えると塗布作業性が悪く好ましくない。
に説明するが本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。以下において部および%は特に断りのない限
り、すべて重量基準であるものとする。
00のポリプロピレンエーテルジオール600gと数平
均分子量5000、ポリプロピレンエーテルトリオール
200gに2,4−トリレンジイソシアネート110
g、すなわちNCO/OHの当量比1.76にて窒素気
流下で80℃にて20時間フラスコ中で撹拌しながら反
応させNCO%が2.52%のウレタンプレポリマー
(A−1)を得た。
均分子量3000、オキシエチレン鎖の含有量4%のポ
リエチレンプロピレンエーテルジオール1500gに
2,4−トリレンジイソシアネート174g、すなわち
NCO/OHの当量比2.00にて窒素気流下で80℃
にて20時間フラスコ中で撹拌しながら反応させNCO
%が2.51%のウレタンプレポリマー(A−2)を得
た。
タンプレポリマーの作製例1において2,4−トリレン
ジイソシアネート110gの代わりに4,4’-ジフェ
ニルメタンジイソシアネート162gを用いた。すなわ
ちNCO/OHの当量比1.80にて窒素気流下で80
℃にて20時間フラスコ中で撹拌しながら反応させNC
O%が2.52%のウレタンプレポリマー(P−3)を
得た。
平均分子量600、オキシエチレン鎖の含有量30%の
ポリエチレンプロピレンエーテルトリオール20gと数
平均分子量600のポリプロピレンエーテルジオール2
70gを混合してオキシエチレン鎖の平均含有量2.1
%、平均官能基数2.07、数平均分子量600のポリ
オールを得た。さらに2,4トリレンジイソシアネート
174g、すなわちNCO/OHの当量比2.0にて窒
素気流下で60℃にて48時間フラスコ中で撹拌しなが
ら反応させNCO%が9.07%のウレタンプレポリマ
ー(b1−1)を得た。
7gと2−イソプロピル3(2ヒドロキシエチル)1,
3オキサゾリジン15.9g、すなわちNCO/OHの
当量比1.05にて窒素気流下で60℃にて48時間フ
ラスコ中で撹拌しながら反応させ、ウレタンオキサゾリ
ジンプレポリマー(OXZ−1)を得た。本組成物のG
PCを測定した結果、残存している2−イソプロピル3
(2ヒドロキシエチル)1,3オキサゾリジンの含有率
は1%以下であることを確認した。
作製例1)ウレタンオキサゾリジンプレポリマーの作製
例1において2,4トリレンジイソシアネート174g
の代わりに4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネー
ト277.5gを用いた。すなわちNCO/OHの当量
比2.22にて窒素気流下で60℃にて48時間フラス
コ中で撹拌しながら反応させNCO%が9.06%のウ
レタンプレポリマー(b1−2)を得た。更にウレタン
オキサゾリジンプレポリマーの作製例1と同様の方法で
ウレタンオキサゾリジンプレポリマー(OXZ−2)を
得た。
比較例1〜6に適用>次に密閉型2軸バタフライミキサ
ー中に120℃で攪拌しながら5時間減圧乾燥し、水分
を0.05%以下に調整した炭酸カルシウム(日東粉化
製NS−200)320部、100℃で攪拌しながら5
時間減圧乾燥し、水分を0.1%以下に調整した脂肪酸
処理炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製:シーレッツ
200)25部、キシレン80部、ジオクチルフタレー
ト80部、酸性燐酸エステルAP−3(大八化学社製)
0.6部、下表に示すウレタンプレポリマー(A)、ウ
レタンオキサゾリジンプレポリマー(B)及び化合物
(C)をそれぞれ所定量加え均一に混合した後、20ト
ールの減圧下で脱泡して湿気硬化型ウレタンコンパウン
ドを得た。
し、25℃に調整した後、BM回転粘度計で粘度を測定
する。
を50℃乾燥機に7日間放置後、初期粘度と同様の方法で
粘度を測定する。
る。
(30×30cm)上に厚さ1.4mmの割合で試料を
流し、23℃×65%の条件下で放置し、指で触り塗膜
の動きが無くなるまでの時間を測定した。
法で作製した試料を23℃×65%の条件で24時間及
び7日間放置後、塗膜表面にカーボン紙(2.5×2.
5cm)を乗せ更に底辺2.5cm×2.5cmの分銅
(500g)を乗せて1分間放置し、塗膜表面に付いた
カーボンの汚れを目視で観察する。 カーボンの汚れが極めて少ない場合は◎、 汚れが少ない場合は ○、 れは中程度の場合は △、 汚れがひどい場合は ×とする。
ったスレート板(30×30cm)上に厚さ2mmの割
合で試料を流し、50℃×90%の条件下で硬化させた
後、塗膜表面のフクレ、ピンホールの有無を観察した。
フクレ、ピンホールの無いものは○、フクレ、ピンホー
ルが有るものは×とした。
い離型紙を貼ったガラス板(30×30cm)上に厚さ
1.5mmの割合で試料を流し、23℃×65%の条件
下で14日間放置し硬化させた後、引張試験機を用い引
張速度500mm/minの条件で常態の引張強度(kg/
cm2)、破断伸度(%)を測定した。
ニルメタンシ゛イソシアネートの1:1の混合物、NCO%=33.7%(ヒ゛ーエーエ
スエフシ゛ャハ゜ン製)イソネート 143L :カルホ゛シ゛イミト゛変性MDI、NCO%=29.4%(タ゛ウホ゜リウレ
タン日本製) NCO/(H) :化合物(A)と(B)のNCO当量の和と化合
物(C)が解離したときに発生する活性水素の当量の比
を示す。
びは残存タックが大きい結果となった。比較例2は実施
例1のルフ゜ラネートMIに相当するNCO当量の2,4-TDIを加えた
ものであるが、実施例1に比較して残存タックが大きい
結果となった。比較例3は化合物(B)を請求範囲より
も多く入れたものであり、残存タックは良好なものの防
水材としての破断伸度が低く勝つ貯蔵後の粘度上昇が大
きいものであった。比較例5は化合物(B)を請求範囲
より少なく入れたもので残存タックが大きい結果となっ
た。比較例5、6はA成分においてトリレンジイソシア
ネートの代わりに4,4’−ジフェニルメタンジイソシ
アネートを用いたものであり、比較例6は残存タックが
少ないもののいずれも粘度が高く塗布作業性が悪いと予
想される上に貯蔵後の粘度上昇が大きいものであった。
がなく、硬化性、貯蔵安定性に優れる湿気硬化性ウレタ
ン樹脂組成物であり、更に塗膜表面の残存タックが少な
いという特徴を持つ湿気硬化性ウレタン樹脂組成物及び
それを用いた防水材である。
Claims (3)
- 【請求項1】 (A)トリレンジイソシアネートとポリ
オキシアルキレンポリオールの反応物からなる末端にイ
ソシアネート基を2個以上有するプレポリマー、(B)
ポリフェニルメタンポリイソシアネート又はその変性
物、(C)(c1)末端にイソシアネート基を2個以上
有するウレタンプレポリマーと、(c2)N−2−ヒド
ロキシアルキルオキサゾリジンとを反応させて得られる
末端にオキサゾリジン基を有するウレタンオキサゾリジ
ンプレポリマーからなり、(A)と(B)のイソシアネ
ート当量比が90:10〜15:85であることを特徴
とする湿気硬化性ウレタン樹脂組成物。 - 【請求項2】 ポリフェニルメタンポリイソシアネート
(B)が、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
トと2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートの混
合物又はカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシ
アネートであることを特徴とする湿気硬化性ウレタン樹
脂組成物。 - 【請求項3】請求項1〜2のいずれか記載の組成物から
なる防水材
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---|---|---|---|
JP28825299A JP3608036B2 (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 湿気硬化性ウレタン樹脂組成物及び防水材 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28825299A JP3608036B2 (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 湿気硬化性ウレタン樹脂組成物及び防水材 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001106898A true JP2001106898A (ja) | 2001-04-17 |
JP3608036B2 JP3608036B2 (ja) | 2005-01-05 |
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---|---|
JP (1) | JP3608036B2 (ja) |
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