JP2002003781A - ウレタン塗膜防水材用速硬化性プライマー組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯蔵安定性に優れ、特に低温においても優れ
た湿気硬化性を有するウレタン塗膜防水材用プライマー
組成物の提供。 【解決手段】 トリレンジイソシアネートを含むポリイ
ソシアネートとポリオキシアルキレンポリオールとを反
応させて得られるＮＣＯ含有率が３〜１５質量％である
イソシアネート基末端プレポリマー、有機溶剤およびモ
ルホリノ基を有するアミン化合物からなる触媒を必須成
分として含むプライマー組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に建築物の屋上
などの防水に用いられるウレタン塗膜防水材用の速硬化
性プライマー組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から建築物の屋上などに施工される
ウレタン塗膜防水工法には、プライマーとしてポリオキ
シプロピレンポリオールとトリレンジイソシアネートか
らなるイソシアネート基末端プレポリマーを、キシレン
などの溶剤で固形分２０〜６０質量％に希釈した粘度１
０〜１００ｃＰ・２０℃の溶液が用いられている。

【０００３】通常、外気温が１０℃以上の現場では、こ
のようなプライマーを下地に０．１〜０．３ｋｇ／ｍ^２
塗布して約１日放置することで溶剤が揮発し、空気中の
水分やコンクリート下地に含まれる水分によりプライマ
ーが湿気硬化して下地と強固に接着する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、外気温が５℃
以下になるような現場（たとえば冬場、寒冷地など）
で、上記のようなプライマーを用いた場合、プライマー
中の溶剤が揮発しにくく、湿気硬化して下地に接着する
までに５〜２０日も要することがあった。また、このよ
うな低温下では、プライマーを塗布した翌日にウレタン
防水材を上塗りしてもプライマー層との充分な接着力を
得られず、さらに、超速硬化タイプのウレタンスプレー
防水材を上塗りすると、塗布直後に反応熱により６０〜
９０℃に発熱して硬化が進むためプライマー中の残存溶
剤が急激に揮発し、未硬化のプライマーが発泡して容易
に防水層が剥離することがあった。

【０００５】一方、常温（外気温が１０℃以上、以下同
じ。）であっても、工期を短縮するために、たとえば午
前中にプライマーを塗布して午後から防水材を上塗りす
る必要がある場合などは、プライマーの湿気硬化が不充
分で下地との充分な接着力を得ることができなかった。
このような場合には、湿気硬化性を高めるために、通
常、ジブチル錫ジラウレートなどの有機金属触媒が用い
られるが、予め触媒を加えておくとプライマーの貯蔵安
定性が著しく悪くなるなど実用性に乏しかった。

【０００６】したがって、本発明は、貯蔵安定性に優
れ、特に低温（外気温が５℃以下、以下同じ。）におい
ても優れた湿気硬化性を有するウレタン塗膜防水材用プ
ライマー組成物を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のウレタン塗膜防水材用速硬化性プライマー組成
物は、トリレンジイソシアネートを含むポリイソシアネ
ートとポリオキシアルキレンポリオールとを反応させて
得られるＮＣＯ含有率が３〜１５質量％であるイソシア
ネート基末端プレポリマー（ａ）、有機溶剤（ｂ）およ
びモルホリノ基を有するアミン化合物からなる触媒
（ｃ）を必須成分として含むプライマー組成物であっ
て、前記イソシアネート基末端プレポリマー（ａ）と前
記有機溶剤（ｂ）の合計量を１００質量部としたとき
に、前記イソシアネート基末端プレポリマー（ａ）を１
０〜７０質量部、前記有機溶剤（ｂ）を３０〜９０質量
部、前記触媒（ｃ）を０．０５〜３．０質量部含むこと
を特徴とする。

【０００８】上記ウレタン塗膜防水材用速硬化性プライ
マー組成物においては、前記ポリイソシアネートとし
て、トリレンジイソシアネートと４，４’−ジフェニル
メタンジイソシアネートを含み、かつトリレンジイソシ
アネートを３０質量％以上含むことが好ましい。また、
前記触媒がビス（２−モルホリノエチル）エーテルであ
ることがより好ましい。

【０００９】本発明によれば、貯蔵安定性に優れ、特に
低温においても優れた湿気硬化性を有するウレタン塗膜
防水材用プライマー組成物を提供できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のウレタン塗膜防水材用速
硬化プライマー組成物（以下、プライマー組成物とい
う。）は、トリレンジイソシアネートを含むポリイソシ
アネートとポリオキシアルキレンポリオールとを反応さ
せて得られるＮＣＯ含有率が３〜１５質量％であるイソ
シアネート基末端プレポリマー（ａ）（以下、プレポリ
マー（ａ）という。）、有機溶剤（ｂ）およびモルホリ
ノ基を有するアミン化合物（以下、モルホリン化合物と
いう。）からなる触媒（ｃ）を必須成分として含む。

【００１１】１．プレポリマー（ａ） プレポリマー（ａ）は、トリレンジイソシアネートを含
むポリイソシアネートとポリオキシアルキレンポリオー
ルとを反応させて得られる。

【００１２】まず、ポリオキシアルキレンポリオールに
ついて説明する。ポリオキシアルキレンポリオールは、
通常、多官能の開始剤にアルキレンオキシドを反応させ
て得られる。ここでいう開始剤とは、平均官能基数２以
上の活性水素化合物であり、具体的にはエチレングリコ
ール、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオー
ル、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、ビスフェノールＡなどが挙げられる。

【００１３】また、アルキレンオキシドとしては、エチ
レンオキシド、プロピレンオキシド、１，２−ブチレン
オキシド、２，３−ブチレンオキシド、スチレンオキシ
ドなどが挙げられる。本発明においては、プロピレンオ
キシドが特に好ましい。

【００１４】ポリオキシアルキレンポリオールの平均水
酸基数は２〜４が好ましい。特に３以下、最も好ましく
は２．５〜３である。平均水酸基数が２未満ではプライ
マー組成物の硬化物が柔らかすぎてプライマー層の機械
強度や下地との接着強度が不充分となり、４を超えると
プライマー組成物の硬化物が固くなりすぎてプライマー
層が割れやすくなるため好ましくない。

【００１５】また、ポリオキシアルキレンポリオールの
水酸基当たりの分子量は１００〜２，０００が好まし
く、特に１４０〜１，０００が好ましい。水酸基当たり
の分子量が１００未満ではウレタン結合の濃度が高くな
りすぎて溶剤に溶解しにくくなり、水酸基当たりの分子
量が２，０００超ではプライマー組成物の硬化物が柔ら
かすぎて下地との接着強度が不充分となるため好ましく
ない。

【００１６】次に、ポリイソシアネートについて説明す
る。ポリイソシアネートとしては、イソシアネート基を
平均２個以上有する芳香族系、脂肪族系、変性ポリイソ
シアネートなどのポリイソシアネートが挙げられるが、
低温低湿の条件下でも短時間で湿気硬化が可能なトリレ
ンジイソシアネート（以下、ＴＤＩという。）が用いら
れる。

【００１７】また、常温での湿気硬化性をより高めるた
めに、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート
（以下、ＭＤＩという。）を併用することが好ましい。
この場合、ポリイソシアネートとしてＴＤＩを３０質量
％以上用いることが好ましい。ＴＤＩの含有量が３０質
量％未満であると、ＭＤＩの配合割合が相対的に多くな
るため、常温での湿気硬化性が高くなりすぎてプライマ
ー組成物とウレタン防水材の塗布間隔が空いた場合等に
プライマーの湿気硬化がすぐに完結してしまい、プライ
マー層とウレタン防水材の接着性が低下する。

【００１８】プレポリマー（ａ）は、上記ポリイソシア
ネートと上記ポリオキシアルキレンポリオールを、窒素
雰囲気中、６０〜８０℃で数時間反応させて得られる。
この反応は、キシレン、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブ
チルなどの溶剤存在下に行なってもよい。

【００１９】また、ポリイソシアネートとしてＴＤＩと
ＭＤＩを併用する場合、プレポリマー（ａ）は、それぞ
れ別途合成したＴＤＩとポリオキシアルキレンポリオー
ルとを反応させて得られるイソシアネート基末端プレポ
リマーと、ＭＤＩとポリオキシアルキレンポリオールと
を反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマ
ーを所定量混合してもよく、ＴＤＩとＭＤＩを所定量混
合したポリイソシアネート混合物とポリオキシアルキレ
ンポリオールを用いて、一括合成してもよい。

【００２０】なお、ポリ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比率はＮＣＯ／ＯＨ＝１．６
〜２．２となる割合が好ましい。反応比率が１．６未満
では得られるプレポリマー（ａ）の粘度が高くなりすぎ
てゲル状固化することがあり、２．２を超えると樹脂凝
集力が低下して、プライマー組成物を塗布した後に溶剤
が揮発してもタックが残りやすいため好ましくない。

【００２１】また、プレポリマー（ａ）のＮＣＯ含有率
は３〜１５質量％であることが好ましい。ＮＣＯ含有率
が３質量％未満では下地との接着強度が不充分となりや
すく、１５質量％超では湿気硬化の際に発泡しやすくな
るため好ましくない。

【００２２】プライマー組成物におけるプレポリマー
（ａ）の配合割合は、プレポリマー（ａ）と有機溶剤
（ｂ）の合計量を１００質量部としたときに、１０〜７
０質量部であり、より好ましくは２５〜５５質量部であ
る。プレポリマー（ａ）の配合割合が１０質量部未満で
あると塗布乾燥後のプライマー層が薄くなり接着力が不
充分となりやすく、７０質量部超であると均一な厚みに
塗布しにくく、湿気硬化が低下する。

【００２３】２．有機溶剤（ｂ） 有機溶剤（ｂ）は、プライマー組成物のＮＣＯ含有率お
よび粘度などを調整するために用いられる。プライマー
組成物は、ＮＣＯ含有率１〜６質量％、粘度１０〜１０
０ｃＰ・２０℃であることが好ましい。

【００２４】有機溶剤（ｂ）としては、キシレン、トル
エン、酢酸エチル、酢酸ブチルなどが挙げられる。ま
た、上記有機溶媒から選ばれる２種以上の混合物であっ
てもよい。

【００２５】プライマー組成物における有機溶剤（ｂ）
の配合割合は、プレポリマー（ａ）と有機溶剤（ｂ）の
合計量を１００質量部としたときに、３０〜９０質量部
であり、より好ましくは４５〜７５質量部である。有機
溶剤（ｂ）の配合割合が３０質量部未満であるとプライ
マー組成物の粘度が高くなりすぎて作業性が低下すると
共に下地との接着強度が不充分となりやすく、９０質量
部超であると下地に含浸しすぎて上塗りする防水材との
接着性が低下する。

【００２６】３．触媒（ｃ） 触媒（ｃ）としては、モルホリン化合物からなる触媒が
用いられる。モルホリン化合物を触媒として用いること
により、プライマー組成物に予め触媒を配合した場合
（１液型プライマー組成物）でも、ジブチル錫ジラウレ
ートを触媒として予め配合した場合のようなプライマー
組成物の経時的な粘度上昇やＮＣＯ含有率の低下がほと
んどなく、貯蔵安定性を損ねることがない。

【００２７】上記モルホリン化合物としては、モルホリ
ノ基を有する３級アミン化合物が挙げられる。具体的に
は、ビス（２−モルホリノエチル）エーテル、Ｎ−メチ
ルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ−（Ｎ’，
Ｎ’−ジメチルアミノエチル）モルホリンなどが挙げら
れる。本発明においては、臭気の低さや触媒活性の点で
ビス（２−モルホリノエチル）エーテルが好ましい。

【００２８】プライマー組成物における触媒（ｃ）の配
合割合は、プレポリマー（ａ）と有機溶剤（ｂ）の合計
量を１００質量部としたときに、０．０５〜３．０質量
部であり、より好ましくは０．１〜０．５質量部であ
る。触媒（ｃ）の配合割合が０．０５質量部未満である
と低温での充分な湿気硬化性が得られず、３．０質量部
超であるとプライマー組成物の貯蔵安定性が低下しやす
い。

【００２９】本発明のプライマー組成物を建築物躯体下
地面にウレタン塗膜防水材を施工する際に下塗りとして
塗布することにより、ウレタン塗膜防水材の下地への接
着性を高めることができる。

【００３０】このプライマー組成物は、低温でも充分に
湿気硬化が進むので翌日にはウレタン防水材を上塗りす
ることができ、たとえば超速硬化タイプのウレタンスプ
レー防水材を用いても、プライマー層が充分に樹脂化し
ているので発泡して剥がれるようなこともなく、大幅に
工期を短縮することができる。

【００３１】一方、常温では、適度な湿気硬化性を有す
るので、同日中にウレタン防水材を上塗りすることもで
き、また、ウレタン防水材を塗布するまでの間隔が空い
てもプライマー層とウレタン防水材との接着性を大きく
損なうことがない。

【００３２】プライマー組成物の下地への塗布量は０．
０５〜０．５ｋｇ／ｍ^２、好ましくは０．１〜０．３ｋ
ｇ／ｍ^２であり、ローラーなどで下地に均一に塗布する
ことが好ましい。

【００３３】また、プライマー組成物が完全に硬化する
前、すなわちプライマー中のイソシアネート基の大半が
湿気硬化して樹脂化し、一部のイソシアネート基が残存
している状態（常温ではプライマー組成物を塗布してか
ら４時間〜３日間程度）でウレタン防水材を上塗りする
ことが好ましい。このような状態でウレタン防水材を上
塗りすることにより、プライマー層と防水層の接着性を
一層高めることができる。

【００３４】ウレタン塗膜防水材は、硬化して塗膜を形
成しうるウレタン系の液状の材料をいい、ＪＩＳ−Ａ６
０２１（屋根用塗膜防水材）におけるウレタンゴム系１
類規格に合成する性能を有するウレタン塗膜防水材が好
ましい。具体的にはポリオキシアルキレンポリオールと
トリレンジイソシアネートや４，４’−ジフェニルメタ
ンジイソシアネートなどのポリイソシアネートを反応さ
せたイソシアネート基を有するポリウレタンプレポリマ
ーを主成分とし、それ単独で大気中の水分と反応して硬
化する１液型ウレタン塗膜防水材、４，４’−メチレン
（２−クロロアニリン）、ポリオキシアルキレンポリオ
ールなどの活性水素化合物と混合することにより硬化す
る２液型ウレタン塗膜防水材、およびジエチルトルエン
ジアミン、ポリオキシアルキレンポリオールからなる活
性水素化合物とスプレーマシンにて吐出口のミキシング
チャンバーで衝突混合させる超速硬化タイプのウレタン
スプレー防水材などが挙げられる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明を実施例や比較例によって具体
的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定され
るものではない。なお、実施例１〜２、比較例１〜６の
プライマー組成物を用いて下記の方法でその評価を行な
った。その結果を表１に示す。

【００３６】＜プライマー組成物の貯蔵安定性＞６０℃
で保管して、１ヶ月後にプライマー組成物のＮＣＯ含有
率の変化を見た。

【００３７】＜低温塗布時の硬化性＞５℃、３０％ＲＨ
の雰囲気で、モルタル板（７０×１５０ｍｍ角、２０ｍ
ｍ厚、ＪＩＳ−Ｒ５２０１−９７、以下同じ。）に、各
例のプライマー組成物を０．２５ｋｇ／ｍ^２塗布した
後、経時的にキシレンをプライマー塗布面に３滴垂らし
て３０秒後に指でこすり、塗膜の状態を観察して、表面
の湿気硬化速度を確認した。

【００３８】＜低温条件で施工した際の防水材の接着性
＞５℃、３０％ＲＨの雰囲気で、モルタル板にプライマ
ー組成物を塗布し、１６時間後に手塗りタイプの２液ウ
レタン防水材を塗布して、２日後に防水材の接着強度を
２５ｍｍ幅の１８０°剥離強度で測定した。

【００３９】＜高温条件で施工した際の防水材の接着性
＞３５℃、６０％ＲＨの雰囲気で、モルタル板にプライ
マー組成物を塗布した後、３日後に手塗りタイプの２液
ウレタン防水材を塗布して、２日後に防水材の接着強度
を２５ｍｍ幅の１８０°剥離強度で測定した。

【００４０】実施例１ グリセリンにプロピレンオキシドを付加した分子量４２
０のトリオール１２．９質量部とジプロピレングリコー
ルにプロピレンオキシドを付加した分子量１，０００の
ジオール６．６質量部に、６０質量部のキシレンを混合
し、ＭＤＩとＴＤＩ（ＴＤＩ−８０）の混合物（５０／
５０質量比）２０．５質量部（ＮＣＯ／ＯＨ比＝１．９
０）を反応させ、ＮＣＯ含有率３．９質量％、粘度５０
ｃＰ・２０℃のプレポリマー溶液を得た。これに触媒と
してビス（２−モルホリノエチル）エーテル０．２質量
部を配合してプライマー組成物とした。

【００４１】実施例２ グリセリンにプロピレンオキシドを付加した分子量４２
０のトリオール１６．０質量部とジプロピレングリコー
ルにプロピレンオキシドを付加した分子量１，０００の
ジオール８．０質量部に、１８．０質量部のＴＤＩ（Ｔ
ＤＩ−８０）（ＮＣＯ／ＯＨ比＝１．５８）を反応さ
せ、キシレン５８質量部で希釈して、ＮＣＯ含有率３．
１質量％、粘度３０ｃＰ・２０℃のプレポリマー溶液を
得た。これに触媒としてビス（２−モルホリノエチル）
エーテル０．６質量部を配合してプライマー組成物とし
た。

【００４２】比較例１ 実施例２のプレポリマー溶液をそのまま無触媒でプライ
マー組成物とした。

【００４３】比較例２ 実施例１のプレポリマー溶液をそのまま無触媒でプライ
マー組成物とした。

【００４４】比較例３ 実施例１のプレポリマー溶液に、触媒としてジブチル錫
ジラウレートを１質量部配合してプライマー組成物とし
た。

【００４５】比較例４ グリセリンにプロピレンオキシドを付加した分子量４２
０のトリオール１１．６質量部とジプロピレングリコー
ルにプロピレンオキシドを付加した分子量１，０００の
ジオール５．９質量部に６０質量部のキシレンを混合
し、ＭＤＩを２２．５質量部（ＮＣＯ／ＯＨ比＝１．９
０）反応させ、ＮＣＯ含有率３．５質量％、粘度５０ｃ
Ｐ・２０℃のプレポリマー溶液を得、これをプライマー
組成物とした。

【００４６】比較例５ 比較例４のプレポリマー溶液に、触媒としてビス（２−
モルホリノエチル）エーテルを０．２質量部配合してプ
ライマー組成物とした。

【００４７】比較例６ グリセリンにプロピレンオキシドを付加した分子量３，
０００のトリオール２１．８質量部とジプロピレングリ
コールにプロピレンオキシドを付加した分子量２，００
０のジオール１４．５質量部に、５．７質量部のＴＤＩ
（ＴＤＩ−８０）（ＮＣＯ／ＯＨ比＝１．８０）を反応
させ、ＮＣＯ基含有率１．２質量％、粘度２５ｃＰ・２
０℃のプレポリマー溶液を得た。これに触媒としてビス
（２−モルホリノエチル）エーテルを０．６質量部配合
してプライマー組成物とした。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、ＴＤＩを含むポリイソ
シアネートとポリオキシアルキレンポリオールとを反応
させて得られるＮＣＯ含有率が３〜１５質量％であるイ
ソシアネート基末端プレポリマーと有機溶剤を含む溶液
に、モルホリノ基を有するアミン化合物からなる触媒を
加えることにより、プライマー組成物の貯蔵安定性を損
ねることなく、特に低温において優れた湿気硬化性を有
する１液型ウレタン塗膜防水材用プライマー組成物を提
供できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トリレンジイソシアネートを含むポリイ
   ソシアネートとポリオキシアルキレンポリオールとを反
   応させて得られるＮＣＯ含有率が３〜１５質量％である
   イソシアネート基末端プレポリマー（ａ）、有機溶剤
   （ｂ）およびモルホリノ基を有するアミン化合物からな
   る触媒（ｃ）を必須成分として含むプライマー組成物で
   あって、前記イソシアネート基末端プレポリマー（ａ）
   と前記有機溶剤（ｂ）の合計量を１００質量部としたと
   きに、前記イソシアネート基末端プレポリマー（ａ）を
   １０〜７０質量部、前記有機溶剤（ｂ）を３０〜９０質
   量部、前記触媒（ｃ）を０．０５〜３．０質量部含むこ
   とを特徴とするウレタン塗膜防水材用速硬化性プライマ
   ー組成物。
2. 【請求項２】 前記ポリイソシアネートが、トリレンジ
   イソシアネートと４，４’−ジフェニルメタンジイソシ
   アネートを含み、かつトリレンジイソシアネートを３０
   質量％以上含む、請求項１に記載のウレタン塗膜防水材
   用速硬化性プライマー組成物。
3. 【請求項３】 前記触媒が、ビス（２−モルホリノエチ
   ル）エーテルである、請求項１または２に記載のウレタ
   ン塗膜防水材用速硬化性プライマー組成物。