JP2001247642A

JP2001247642A - 水膨張性止水材

Info

Publication number: JP2001247642A
Application number: JP2000397395A
Authority: JP
Inventors: Kunio Sugiyama; 邦夫杉山; Kazuhiro Urihara; 一弘瓜原; Hitoshi Saito; 仁斎藤
Original assignee: Asahi Denka Kogyo KK
Current assignee: Adeka Corp
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2001-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】耐アルカリ性に富み、地中に埋設されても
耐久性の十分ある水膨張性止水材を提供する。【解決手段】ポリエーテルポリオールの一種又は二
種以上（Ａ−１−１）と脂肪族ポリイソシアネート（Ａ
−１−２）とから得られる末端イソシアネート基含有ウ
レタンプレポリマー（Ａ−１）を必須成分とする主剤
（Ａ）と、ポリテトラメチレングリコール（Ｂ−１）及
び芳香族アミン（Ｂ−２）を必須成分とする硬化剤
（Ｂ）からなる水膨張性止水材とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水膨張性止水材に関
し、詳しくは、例えば鋼矢板継手部などのように地中に
埋められる水膨張性止水材に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼矢板継手部などのように地中に埋めら
れる水膨張性止水材としては従来、特開昭５９−１６６
５６７、特開昭５９−２１５３１０、特開昭６０−７６
５２５等のような１液型の湿気硬化されて継手部等に形
成され地中に埋められ、地下水等の水分によって膨張し
て継手部を止水する止水材があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの止水
材は地中にはコンクリート構造物等に由来する各種のア
ルカリ成分が含まれることが多く、従って上記のような
鋼矢板継手部等における止水材は、アルカリ性の地下水
に晒されることとなる。

【０００４】上記のような従来の１液の湿気硬化型の止
水材は耐アルカリ性に劣り、仮設の鋼矢板への使用は問
題ないものの、常設（埋め殺し）の鋼矢板の継手部に
は、その耐久性が十分とはいえないものであった。

【０００５】従って、本発明の目的は、耐アルカリ性に
富み、地中に埋設されても耐久性の十分ある水膨張性止
水材を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、ポリエー
テルポリオールの一種又は二種以上（Ａ−１−１）と脂
肪族ポリイソシアネート（Ａ−１−２）とから得られる
末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー（Ａ−
１）を必須成分とする主剤（Ａ）と、ポリテトラメチレ
ングリコール（Ｂ−１）及び芳香族アミン（Ｂ−２）を
必須成分とする硬化剤（Ｂ）からなることを特徴とする
水膨張性止水材である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に使用するウレタンプレポ
リマー（Ａ−１）は、ポリエーテルポリオールの一種又
は二種以上（Ａ−１−１）と脂肪族ポリイソシアネート
（Ａ−１−２）とから得られる末端イソシアネート基含
有ウレタンプレポリマーである。

【０００８】上記ポリエーテルポリオールの一種又は二
種以上（Ａ−１−１）としては特に限定されないが、耐
アルカリ性の点で好ましくはポリオキシアルキレン鎖中
のオキシエチレン基の割合がポリオキシアルキレン鎖重
量の５０〜９０％となるようなポリオキシアルキレン鎖
を有するポリエーテルポリオールの一種又は二種以上
（Ａ−１−１−ａ）、或いは更にポリテトラメチレング
リコール（Ａ−１−１−ｂ）とからなるものが耐アルカ
リ性の点で好ましい。

【０００９】上記（Ａ−１−１−ａ）として好ましいの
は一般式Ｒ[−（ＯＲ¹）_nＯＨ]_p （ここにＲは多価アルコール残基、（ＯＲ¹）はオキシ
エチレン基と炭素原子数３〜４のアルキレン基とからな
るポリオキシアルキレン鎖（但し、オキシエチレン基の
割合はポリオキシアルキレン鎖重量の５０〜９０％を占
める）、ｎはオキシアルキレン基の重合度を示す数で水
酸基当量が５０〜４０００となるに相当する数、ｐは２
〜８の数）で示されるポリエーテルポリオールの一種又
は二種以上が挙げられる。

【００１０】上記多価アルコールとしては、例えば二価
アルコール（エチレングリコール、プロピレングリコー
ル等）、三価アルコール（グリセリン、トリメチロール
プロパン等）、四価アルコール（エリスリトール、ペン
タエリスリトール等）、五価アルコール（アラブツト、
キシリツト等）、六価アルコール（ソルビツト、マンニ
ツト等）等がある。

【００１１】オキシエチレン基の割合や水酸基当量が上
記範囲外であると、形成された止水材自体の水膨張性、
延いては止水性に悪影響が出やすい。

【００１２】上記ポリテトラメチレングリコール（Ａ−
１−１−ｂ）としては特に限定されないが、耐アルカリ
性の点で概ね分子量３００〜２０００、好ましくは５０
０〜１２００が良い。

【００１３】上記（Ａ−１−１−ａ）と（Ａ−１−１−
ｂ）の使用割合は特に限定されないが、耐アルカリ性の
点で概ね（Ａ−１−１−ａ）：（Ａ−１−１−ｂ）＝
５：１〜４０：１、好ましくは１０：１〜２０：１が良
い。

【００１４】上記ポリイソシアネート成分としての脂肪
族ポリイソシアネート（Ａ−１−２）としては特に限定
されないが、例えばエチレンジイソシアネート、テトラ
メ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（ＨＤＩ）、ドデカメチレンジイソシアネート、
リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシア
ネート（水添ＭＤＩ）、シクロヘキシレンジイソシアネ
ート、キシリレンジイソシアネート、ＨＤＩのウレタン
変性物、ＩＰＤＩの三量化物等を例示することができ、
中でもヘキサメチレンジイソシアネートが耐アルカリ性
の点で好ましい。

【００１５】脂肪族ポリイソシアネート以外のポリイソ
シアネートでは水膨張性止水材として良好な耐アルカリ
性を得ることができない。

【００１６】上記（Ａ−１−１）と（Ａ−１−２）の反
応は、（Ａ−１−１）の末端ＯＨ基と（Ａ−１−２）の
末端ＮＣＯ基が、１：１．２〜８、好ましくは１：１．
５〜４の割合であればよく、好ましくは得られる末端イ
ソシアネート基含有ウレタンプレポリマーとして、末端
イソシアネート基含有量１．５〜１０％のウレタンプレ
ポリマーとなる割合が良い。末端イソシアネート基含有
量が上記範囲外であると、形成された止水材自体の水膨
張性、延いては止水性に悪影響が出やすい。

【００１７】本発明における主剤（Ａ）は、必須成分で
ある（Ａ−１）に加えて更に末端イソシアネート架橋剤
（Ａ−２）を含有することが耐アルカリ性の点で好まし
い。末端イソシアネート架橋剤（Ａ−２）としては、例
えば３官能以上のポリオール化合物（Ａ−２−１）の末
端ＯＨ基に脂肪族ポリイソシアネート（Ａ−２−２）を
反応させた分子量１０００以下の末端イソシアネート基
含有ウレタン化合物を例示することができる。

【００１８】３官能以上のポリオール化合物（Ａ−２−
１）としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、
ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソル
ビトール、シュークローズ等が挙げられる。中でもトリ
メチロールプロパンが耐アルカリ性の点で好ましい。

【００１９】脂肪族ポリイソシアネート（Ａ−２−２）
としては、上記脂肪族ポリイソシアネート（Ａ−１−
２）と同様の化合物が使用できる。

【００２０】上記（Ａ−２−１）と（Ａ−２−２）の反
応は、（Ａ−２−１）の末端ＯＨ基と（Ａ−２−２）の
末端ＮＣＯ基が、１：１．２〜８、好ましくは１：１．
５〜４の割合が良い。

【００２１】本発明において、上記（Ａ−１）に対する
（Ａ−２）の好ましい使用割合は、（Ａ−１）に対して
０．５〜５重量％、好ましくは１〜３重量％が良い。

【００２２】本発明における主剤（Ａ）には、本発明の
目的を阻害しない範囲で所望により更に公知の可塑剤を
含有することができるが、好ましくは上記（Ａ−１）の
重量を超えない量とすることが良い。

【００２３】本発明に使用するポリテトラメチレングリ
コール（Ｂ−１）は特に限定されないが、好ましくは、
耐アルカリ性の点で概ね分子量３００〜２０００、好ま
しくは５００〜１２００が良い。

【００２４】本発明に使用する芳香族アミン（Ｂ−２）
としては特に限定されず、例えばトリレンジアミン、ジ
フェニルメタンジアミン、３，３’−ジクロロ−４，
４’−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）、１，２
−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、トリメチレ
ングリコール−ジ−パラアミノベンゾエート、ジ（メチ
ルチオ）トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン
等を使用することができる。これら芳香族アミン（Ｂ−
２）の中でも、芳香族核に電子吸引性基の結合した構造
を有する芳香族アミンが耐アルカリ性、及び施工時にお
ける可使時間の確保の点で好ましく、そのような芳香族
アミンとしては、たとえば３，３’−ジクロロ−４，
４’−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）、ジ（メ
チルチオ）トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミ
ン等が挙げられる。

【００２５】本発明において、硬化剤（Ｂ）を与える上
記ポリテトラメチレングリコール（Ｂ−１）及び芳香族
アミン（Ｂ−２）の割合は、特に限定されないが、好ま
しくは（Ｂ−１）：（Ｂ−２）＝１：３〜３：１、より
好ましくは１：１．５〜１．５：１であることが耐アル
カリ性の点で好ましい。

【００２６】本発明における硬化剤（Ｂ）には、本発明
の目的を阻害しない範囲で所望により更に公知の可塑剤
を含有することができるが、好ましくは上記（Ｂ−１）
及び（Ｂ−２）の重量の合計を超えない量とすることが
良い。

【００２７】本発明における硬化剤（Ｂ）には、本発明
の目的を阻害しない範囲で所望により公知のウレタン化
触媒を通常の使用量の範囲で含有することができる。

【００２８】上記主剤（Ａ）及び硬化剤（Ｂ）の割合
は、特に限定されないが、好ましくは（Ａ）：（Ｂ）＝
４０：１〜５：１、より好ましくは２０：１〜１０：１
であることが耐アルカリ性の点で好ましい。

【００２９】

【実施例】〔実施例１〕プロピレングリコールのエチレ
ンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物（エ
チレンオキサイド含量７０重量％、水酸基当量２５０
０）１３９０ｇ、グリセリンのエチレンオキサイドプロ
ピレンオキサイドランダム付加物（エチレンオキサイド
含量８０重量％、水酸基当量２３００）３５０ｇ、及び
ポリテトラメチレングリコール（分子量８５０）１１０
ｇに、ヘキサメチレンジイソシアネート１８８ｇを反応
させ、末端ＮＣＯ基含量２．５％のウレタンプレポリマ
ー（１）を得た。

【００３０】このウレタンプレポリマー（１）６０６ｇ
に、コロネートＨＬ（日本ポリウレタン（株）社製３官
能ポリオールヘキサメチレンジイソシアネート反応物、
分子量約６００）１０ｇ、可塑剤（ＳＡＳ−２９６：日
本石油（株）社製）４０４ｇを混合し、主剤（１）とし
た。

【００３１】一方、ポリテトラメチレングリコール（分
子量８５０）４７２ｇ、ジ（メチルチオ）トルエンジア
ミン４７２ｇ、可塑剤（ＳＡＳ−２９６：日本石油
（株）社製）４２ｇ、トヨキャットＦ２２（ウレタン化
触媒：東ソー（株）社製）３ｇ、スタブＢＴ−１１（ウ
レタン化触媒：旭電化工業（株）社製）３１ｇを混合し
て硬化剤（１）とした。

【００３２】上記主剤（１）：硬化剤（１）を１５：１
の重量割合で混合して、本発明の水膨張止水材（１）を
得た。この水膨張止水材（１）の止水性能を以下のよう
に試験した。

【００３３】［止水性能］密閉された１辺約３０ｃｍ
の略立方体状の箱体（但し、相対する１組の面はジョイ
ント部に３ｍｍ厚に水膨張止水材（１）を塗布したＩＩ
型鋼矢板の接合によって構成した）の上面フランジに注
水口、及び圧力ゲージを設け、注水し、０ＭＰａから
０．５ＭＰａまで徐々に水圧を加え、ジョイント部から
の漏水の有無を確認した。注水は水道水、１％ＮａＯＨ
水溶液の２通りについて１４日間継続して行った。

【００３４】その結果、水道水、１％ＮａＯＨ水溶液い
ずれについても１４日経過後の漏水は全くみられなかっ
た。

【００３５】また、耐アルカリ性を以下のように試験し
た。［耐アルカリ性］直径５０ｍｍ、厚さ３ｍｍのポリエ
チレン製容器に水膨張止水材（１）を流し込み、大気中
常温にて２４時間硬化せしめ、成形品を得た。この成形
品について、１％ＮａＯＨ水溶液に浸漬し、浸漬１日後
の成形品表面硬度をバネ式硬度計にて測定し、同様に３
０日後の硬度を測定し、表面硬度低下率＝〔（［１日後
硬度］−［３０日後硬度］）／［１日後硬度］〕（％）
として評価した。

【００３６】その結果、表面硬度低下率は０％であり極
めて良好であった。

【００３７】〔実施例２〕プロピレングリコールのエチ
レンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物
（エチレンオキサイド含量７０重量％、水酸基当量２５
００）１３９０ｇ、グリセリンのエチレンオキサイドプ
ロピレンオキサイドランダム付加物（エチレンオキサイ
ド含量８０重量％、水酸基当量２３００）３５０ｇに、
ヘキサメチレンジイソシアネート１８８ｇを反応させ、
末端ＮＣＯ基含量３．３％のウレタンプレポリマー
（２）を得た。

【００３８】このウレタンプレポリマー（２）５８６ｇ
に、コロネートＨＬ１０ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−
エチルヘキシル）４１４ｇを混合し、主剤（２）とし
た。

【００３９】一方、ポリテトラメチレングリコール（分
子量８５０）４７２ｇ、ジ（メチルチオ）トルエンジア
ミン４７２ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシ
ル）４２ｇ、およびスタブＢＴ−１１を３１ｇ混合して
硬化剤（２）とした。

【００４０】上記主剤（２）：硬化剤（２）を１２：１
の重量割合で混合して、本発明の水膨張止水材（２）を
得た。この水膨張止水材（２）を実施例１と同様に試験
したところ、止水性能については水道水、１％ＮａＯＨ
水溶液いずれについても１４日経過後の漏水は全くみら
れなかった。また、耐アルカリ性としての表面硬度低下
率は５％であり、とても良好であった。

【００４１】〔実施例３〕上記で使用したウレタンプレ
ポリマー（１）５８７ｇに可塑剤（フタル酸ジ−２−エ
チルヘキシル）４１３ｇを混合し、主剤（３）とした。

【００４２】この主剤（３）と上記硬化剤（２）を、主
剤（３）：硬化剤（２）＝１６：１の重量割合で混合し
て、本発明の水膨張止水材（３）を得た。この水膨張止
水材（３）を実施例１と同様に試験したところ、止水性
能については水道水、１％ＮａＯＨ水溶液いずれについ
ても１４日経過後の漏水は全くみられなかった。また、
耐アルカリ性としての表面硬度低下率は５％であり、と
ても良好であった。

【００４３】〔実施例４〕上記で使用したウレタンプレ
ポリマー（２）５８７ｇに可塑剤（フタル酸ジ−２−エ
チルヘキシル）４１３ｇを混合し、主剤（４）とした。

【００４４】この主剤（４）と上記硬化剤（２）を、主
剤（４）：硬化剤（２）＝１２：１の重量割合で混合し
て、本発明の水膨張止水材（４）を得た。この水膨張止
水材（４）を実施例１と同様に試験したところ、止水性
能については水道水、１％ＮａＯＨ水溶液いずれについ
ても１４日経過後の漏水は全くみられなかった。また、
耐アルカリ性としての表面硬度低下率は７％であり、と
ても良好であった。

【００４５】〔実施例５〕プロピレングリコールのエチ
レンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物
（エチレンオキサイド含量７０重量％、水酸基当量２５
００）１３９０ｇ、グリセリンのエチレンオキサイドプ
ロピレンオキサイドランダム付加物（エチレンオキサイ
ド含量８０重量％、水酸基当量２３００）３５０ｇ、及
びポリテトラメチレングリコール（分子量８５０）１１
６ｇに、ヘキサメチレンジイソシアネート１４５ｇを反
応させ、末端ＮＣＯ基含量１．６％のウレタンプレポリ
マー（３）を得た。

【００４６】このウレタンプレポリマー（３）５４１ｇ
に、コロネートＨＬ６．８ｇ、可塑剤（フタル酸ジ−２
−エチルヘキシル）４５９ｇを混合し、主剤（５）とし
た。

【００４７】一方、ポリテトラメチレングリコール（分
子量８５０）２００ｇ、３，３’−ジクロロ−４，４’
−ジアミノジフェニルメタン５００ｇ、可塑剤（フタル
酸ジ−２−エチルヘキシル）５ｇ、及びスタブＢＴ−１
１を３１ｇ混合（加熱混合）して硬化剤（５）とした。

【００４８】主剤（５）：硬化剤（５）を３０：１の重
量割合で混合して、本発明の水膨張止水材（５）を得
た。この水膨張止水材（５）を実施例１と同様に試験し
たところ、止水性能については水道水、１％ＮａＯＨ水
溶液いずれについても１４日経過後の漏水は全くみられ
なかった。また、耐アルカリ性としての表面硬度低下率
は６％であり、とても良好であった。

【００４９】〔実施例６〕上記で使用したウレタンプレ
ポリマー（１）９５３ｇにコロネートＨＬを１２ｇ、可
塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）４７ｇを混合
し、主剤（６）とした。

【００５０】一方、ポリテトラメチレングリコール（分
子量８５０）４００ｇ、３，３’−ジクロロ−４，４’
−ジアミノジフェニルメタン５００ｇ、可塑剤（フタル
酸ジ−２−エチルヘキシル）５ｇ、及びスタブＢＴ−１
１を３１ｇ混合（加熱混合）して硬化剤（６）とした。

【００５１】主剤（６）：硬化剤（６）を８：１の重量
割合で混合して、本発明の水膨張止水材（６）を得た。
この水膨張止水材（６）を実施例１と同様に試験したと
ころ、止水性能については水道水、１％ＮａＯＨ水溶液
いずれについても１４日経過後の漏水は全くみられなか
った。また、耐アルカリ性としての表面硬度低下率は７
％であり、とても良好であった。

【００５２】〔比較例１〕プロピレングリコールのエチ
レンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物
（エチレンオキサイド含量７０重量％、水酸基当量１５
００）１０００g、グリセリンのエチレンオキサイドプ
ロピレンオキサイドランダム付加物（エチレンオキサイ
ド含量８０％重量％、水酸基当量２３００）１０００g
にトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）２１０ｇを反応
させ、末端ＮＣＯ基含量２．５％のウレタンプレポリマ
ー（Ａ）を得た。このウレタンプレポリマー（Ａ）６０
０ｇに可塑剤（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）４０
０ｇを混合し、湿気硬化型の水膨張性止水材（Ａ）を得
た。

【００５３】この水膨張止水材（Ａ）を実施例１と同様
に試験したところ、水道水では漏水しなかったが、１％
ＮａＯＨ水溶液では１０日目に漏水し始めた。また、耐
アルカリ性としての表面硬度低下率は、３０日後には成
形品は完全に溶解してしまい測定することができなかっ
た。

【００５４】

【発明の効果】本発明の効果は、耐アルカリ性に富み、
地中に埋設されても耐久性の十分ある水膨張性止水材を
提供したことにある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエーテルポリオールの一種又は二種以
上（Ａ−１−１）と脂肪族ポリイソシアネート（Ａ−１
−２）とから得られる末端イソシアネート基含有ウレタ
ンプレポリマー（Ａ−１）を必須成分とする主剤（Ａ）
と、ポリテトラメチレングリコール（Ｂ−１）及び芳香
族アミン（Ｂ−２）を必須成分とする硬化剤（Ｂ）から
なることを特徴とする水膨張性止水材。