JP2002060684A - 吹付け塗装用途の二液型ポリウレタン硬化性組成物およびそれを用いた塗膜防水施工法 - Google Patents
吹付け塗装用途の二液型ポリウレタン硬化性組成物およびそれを用いた塗膜防水施工法Info
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Abstract
れた硬化性および硬化塗膜の物性を両立できる吹付け塗
装用途の二液型ポリウレタン硬化性組成物、およびそれ
を用いた塗膜防水施工法を提供する。 【解決手段】 ポリイソシアネート化合物を含む主剤
と、芳香族ポリアミンおよび硬化触媒を含む硬化剤の二
液を混合して反応硬化させる二液型ポリウレタン硬化性
組成物であって、主剤および硬化剤が実質的に溶剤を含
まず、かつ20℃での粘度が300〜2,500cPで
あり、硬化触媒としてイミダゾール化合物と有機酸とか
らなる塩を用いた吹付け塗装用途の二液型ポリウレタン
硬化性組成物を高圧2成分衝突混合型吹き付け装置を用
いて吹き付け塗装する。
Description
使用しなくても硬化性、硬化後の塗膜外観および機械強
度に優れた吹付け塗装用途の二液型ポリウレタン硬化性
組成物、および該二液型ポリウレタン硬化性組成物を、
高圧2成分衝突混合型吹き付け装置を用いてコンクリー
ト躯体や鋼板などの対象物に吹き付けて硬化させる塗膜
防水施工法に関する。
タン硬化性組成物を原料粘度の低い状態で衝突混合し
て、高速成形する超速硬化吹付け塗装工法がよく知られ
ており、コンクリート屋根や金属屋根の防水材、開放廊
下、階段、競技場のスタンド、工場床、駐車場などの床
材、下水処理場やプールの内面、地下土木用の防水材な
ど、多種多様な用途に適用される塗膜材施工法として応
用されている。
リウレタン硬化性組成物の原料は、従来、バンパーなど
のモールド成形で用いられてきたRIM法(Reaction I
njection Molding法)で使われる組成と類似しており、
イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーからなるイ
ソシアネート成分と、ジアミン、ポリオールからなる活
性水素化合物との組み合わせが多い。たとえば、イソシ
アネート基含有ウレタンプレポリマーを含むポリイソシ
アネートの主剤と、活性水素化合物としてジエチルトル
エンジアミン(以下、DETDAという。)とポリオー
ルおよび硬化触媒として2−エチルヘキサン酸鉛(オク
チル酸鉛)を含む硬化剤を、容量比1:1の割合で混合
する吹付け塗装工法が現在でも主流である。
法では、主剤のイソシアネート基(NCO基)と硬化剤
の活性水素含有基(NH2基、OH基)のモル比{NC
O/(NH2+OH)}が1〜1.3になるように使用
される。また、硬化塗膜の弾性や伸び性能を得るため
に、主剤には水酸基価25〜280(mgKOH/g)
のポリオキシアルキレンポリオールと4,4’−ジフェ
ニルメタンジイソシアネートを反応させて得られるイソ
シアネート基末端ウレタンプレポリマーが使用されてい
た。
る、より高強度で高耐薬品性を有するウレア系吹付け塗
装工法もあるが、これは上記ポリウレタン硬化性組成物
と比較して、主剤のイソシアネート基含有量をより高く
し、硬化剤のDETDA含有量を多くしてウレア結合密
度を増量したものである。
硬化性組成物は何れも硬化剤に一般のポリオールを使用
しているので、硬化を促進、完結させるためには錫、鉛
などの重金属系の硬化触媒(有機酸重金属触媒)が不可
欠であった。
の硬化触媒の使用は好ましいものではないが、これまで
実用性のある代替触媒は見出されていない。
硬化触媒を使用することなく、優れた硬化性および硬化
塗膜の物性を両立できる吹付け塗装用途の二液型ポリウ
レタン硬化性組成物およびそれを用いた塗膜防水施工法
を提供することにある。
め、本発明の吹付け塗装用途の二液型ポリウレタン硬化
性組成物は、ポリイソシアネート化合物を含む主剤と、
芳香族ポリアミンおよび硬化触媒を含む硬化剤の二液を
混合して反応硬化させる二液型ポリウレタン硬化性組成
物であって、主剤および硬化剤が実質的に溶剤を含ま
ず、かつ20℃での粘度が300〜2,500cPであ
り、硬化触媒としてイミダゾール化合物と有機酸とから
なる塩を用いることを特徴とする。
使用しなくても硬化性、硬化後の塗膜外観および機械強
度に優れた吹付け塗装用途の二液型ポリウレタン硬化性
組成物を提供できる。
タン硬化性組成物の好ましい態様の一つは、前記硬化剤
がさらにポリオールを含む。この態様によれば、硬化剤
中の活性水素含有基の含有率を適度に調整することがで
きるので、高伸度、高弾性の硬化塗膜を得ることがで
き、硬化塗膜物性に優れた吹付け塗装用途の二液型ポリ
ウレタン硬化性組成物を提供できる。
が1,2−ジメチル−イミダゾールと2−エチルヘキサ
ン酸との塩である。この態様によれば、硬化触媒の臭気
が少なく、また触媒活性も高いので優れた硬化性を有す
る吹付け塗装用途の二液型ポリウレタン硬化性組成物を
提供できる。
ポリイソシアネート化合物がジフェニルメタンジイソシ
アネート系化合物および/またはポリオールと低分子量
ポリイソシアネート系化合物を反応させて得られたイソ
シアネート基末端ウレタンプレポリマーを含有するもの
である。この態様によれば、主剤の臭気が少ないので安
全性の問題が少なく、また充分な硬化性を有する吹付け
塗装用途の二液型ポリウレタン硬化性組成物を提供でき
る。
装用途の二液型ポリウレタン硬化性組成物を、高圧2成
分衝突混合型吹き付け装置を用いて吹き付け塗装するこ
とを特徴とする。
で、多種多様な下地に適用できる塗膜防水施工法を提供
できる。
ポリウレタン硬化性組成物は、ポリイソシアネート化合
物を含む主剤と、芳香族ポリアミンおよび硬化触媒を含
む硬化剤の二液を混合して反応硬化させる二液型ポリウ
レタン硬化性組成物であって、硬化触媒としてイミダゾ
ール化合物と有機酸とからなる塩が用いられる。以下、
各成分について説明する。
フェニルメタンジイソシアネート系化合物、ポリオール
と低分子量ポリイソシアネート系化合物とを反応させて
得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーな
どが挙げられる。
物としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート(以下、MDIという。)、ポリフェニルポリメチ
レンポリイソシアネート(以下、クルードMDIとい
う。)、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(以下、カルボジイミド変性MDIという。)
などの液状のものが好ましい。本発明においては、クル
ードMDIおよびカルボジイミド変性MDIが特に好ま
しい。これらは単独で用いてもよく、両者を混合して用
いてもよい。クルードMDIとカルボジイミド変性MD
Iを併用する場合、その割合は質量比で1:1〜4が好
ましい。
ーとしては、ポリオールとトリレンジイソシアネート、
MDIなどの低分子量ポリイソシアネート系化合物を反
応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポ
リマーが好ましい。本発明においては、ポリオールとM
DIを反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタ
ンプレポリマーが特に好ましい。
ーの原料となるポリオールとしては、ポリエステルポリ
オール、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキシ
プロピレンオキシエチレンポリオール、ポリオキシテト
ラメチレングリコールなどのポリエーテルポリオール、
ひまし油系ポリオール、ポリブタジエン系ポリオールな
どが挙げられる。ひまし油系ポリオールとは、ひまし
油、ひまし油にさらに水酸基を導入してなる変性ポリオ
ールをいう。
い。また、水酸基価は25〜280(mgKOH/g)
が好ましく、30〜120(mgKOH/g)が特に好
ましい。水酸基数が2未満または水酸基価が25(mg
KOH/g)未満では、得られる硬化塗膜の機械強度が
不充分となりやすい。また、水酸基価が280(mgK
OH/g)超であると硬化塗膜の弾性や伸びに劣る。本
発明においては、ポリエーテルポリオールが好ましく、
ポリオキシプロピレンポリオールが特に好ましい。
調整するためにジフェニルメタンジイソシアネート系化
合物またはイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー
を単独で用いてもよく、両者を混合して用いてもよい。
イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを用いるこ
とにより、硬化塗膜の弾性や伸びをコントロールでき
る。主剤中のイソシアネート基含有率は、8〜33質量
%が好ましい。
調整するために可塑剤を用いてもよい。可塑剤として
は、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、フタル酸
ジノニル、フタル酸ジイソノニル、アジピン酸ジオクチ
ル、ラードのメチルエステル、大豆油のメチルエステル
などのエステル類、塩素化パラフィン、石油系可塑剤な
どが挙げられる。中でもフタル酸ジオクチルが特に好ま
しい。
での粘度が300〜2,500cPである。より好まし
くは20℃での粘度が300〜1,000cPである。
む。芳香族ポリアミンとしては、DETDA、4,4−
メチレンビス(2−クロロアニリン)、ジメチルチオト
ルエンジアミン、4,4−メチレンビス(3−クロロ−
2,6−ジエチルアニリン)などが挙げられる。中でも
DETDAが特に好ましい。
ほかにポリオールを含んでいてもよい。ポリオールとし
ては、上述した主剤に用いられるイソシアネート基末端
ウレタンプレポリマーの原料となるポリオールが挙げら
れる。ポリオールを配合することにより、主剤のイソシ
アネート基含有率に合わせて硬化剤の活性水素含有基の
含有率を調整でき、高伸度、高弾性の硬化塗膜を得るこ
とができる。
からなる塩を含む。この塩は、2−エチルヘキサン酸鉛
などの重金属系の触媒に匹敵する優れた硬化促進効果を
有するが、これは吹付け塗膜形成直後の反応熱により、
該塩が解離し、優れた触媒効果を発揮するものと思われ
る。
ル環の1位または1位と2位に置換基を有するものが好
ましい。置換基としてはアルキル基、アセチル基、アリ
ール基、アミノ基などが挙げられる。具体的には、1−
メチル−イミダゾール、1−アセチル−イミダゾール、
1,2−ジメチル−イミダゾール、1−ベンジル−2−
メチルイミダゾール、1−{(3−ジメチルアミノプロ
ピル)}−イミダゾールなどが挙げられる。
の3級アミン系触媒は泡化反応も促進するため、硬化剤
自体に水分が多く含まれていたり、高温多湿の条件下や
水分を多く含んでいる下地コンクリートに施工した場
合、発泡しやすいため使用しないことが好ましい。ま
た、有機鉛化合物、有機錫化合物など重金属系の硬化触
媒は使用しないことが好ましい。
レイン酸、2−エチルヘキサン酸などが例示できるが、
必ずしもこれらに限定されるものではない。
ミダゾールと2−エチルヘキサン酸との塩が、臭気が少
なく触媒活性も高いので最も好ましい。
合計量(質量)に対して、0.05〜1.0質量%が好
ましい。この硬化触媒は、常温で液体なので混合が容易
である。
塑剤、安定剤などの添加剤を含有していてもよい。
どの無機顔料やフタロシアニン顔料などの有機顔料が挙
げられる。
のと同様の可塑剤が挙げられる。
的に使用される酸化防止剤、紫外線吸収剤、脱水剤など
が挙げられる。
つ20℃での粘度が300〜2,500cPである。よ
り好ましくは20℃での粘度が300〜1,000cP
である。
的に溶剤を含まないとは、主剤および硬化剤中の溶剤の
含有量が5質量%以下であることを意味する。
において、主剤中のイソシアネート基と硬化剤中の活性
水素含有基とのモル比{NCO/(NH2+OH)}は
0.9〜1.3が好ましく、1.1〜1.2がより好ま
しい。該モル比が0.9未満では充分な硬化塗膜の機械
強度が得られなかったり、塗膜表面にタックが残ること
がある。また、該モル比が1.3超では過剰のイソシア
ネート基が水分の影響を受けて発泡しやすくなったり、
硬化塗膜が脆くなる傾向が見られる。
を用いることが好ましく、主剤と硬化剤の20℃での粘
度の差は500cP以下が好ましい。
装用途の二液型ポリウレタン硬化性組成物を、高圧2成
分衝突混合型吹付け装置を用いて吹付け塗装することを
特徴とする。
は、ガスマー社製の「H−2000」、「H−350
0」、「FF−1600」(以上、商品名)や、東邦機
械工業社製の2成分高圧吐出混合マシン「MODEL
HF−100」(商品名)などが挙げられる。また、ス
プレーガンとしては、ガスマー社製の「GX−7ガ
ン」、「GX−7−400」(以上、商品名)や、グラ
スクラフト社製の「プロブラーガン」(商品名)などが
挙げられる。
リート製屋根、開放廊下、階段、競技場のスタンド、工
場床、駐車場、地下建築物および下水処理場の床や壁
面、プールの内面などのコンクリート下地や金属製屋根
などの金属下地が挙げられる。
主剤および上記硬化剤を30〜90℃、より好ましくは
50〜60℃に加温して混合することが好ましい。加温
することにより、主剤と硬化剤の粘度を一層下げること
ができる。また、溶剤を実質的に含まないので加温して
も溶剤が揮発することもなく臭気の問題もない。
4)を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこ
れらに限定されない。
高圧スプレーマシン(商品名「H−2000」、ガスマ
ー社製)、スプレーガンとしてプロブラー・ガン(商品
名、グラス・クラフト社製)を用い、主剤および硬化剤
をそれぞれ50℃に加温して容量比1:1で混合し、2
mm厚になるように吹き付けた。得られた塗膜は、下記
に方法により塗膜防水材としての性能を評価した。その
結果を表1に示す。
て、離型性ポリエチレン製シート板上に、各塗膜防水材
を約2kg/m2の塗布量にて吹き付け塗装し、2時間
後の状況(180度折り曲げによるゴム化確認とショア
A硬度測定)を比較した。
板上に吹き付け塗装後、7日間の養生を経てJIS−A
6021に準じ、塗膜の機械物性を測定した。表中、H
はショアA硬度、Tsは引張り強度(単位:N/m
m2)、Eは破断時の伸び(単位:%)を示す。
ピレンオキシドを付加した分子量3,000(水酸基価
37.4mgKOH/g)のポリオキシプロピレンジオ
ール44.5質量部に、15質量部のフタル酸ジオクチ
ルと、37質量部のMDIと、3.5質量部のカルボジ
イミド変性MDI(NCO/OH=10.8)を反応さ
せ、NCO基含有率12.2質量%、粘度800cP
(20℃)のプレポリマーを得、これを主剤とした。
4質量部と分子量2,000(水酸基価56mgKOH
/g)のポリオキシプロピレンジオール86質量部、硬
化触媒として2−エチルヘキサン酸と1,2−ジメチル
−イミダゾールとの塩0.5質量部を混合し、粘度50
0cP(20℃)の硬化剤を得た。
{NCO/(NH2+OH)=約1.06}で吹付け塗
装した。
ピレンオキシドを付加した分子量2,000(水酸基価
56mgKOH/g)のポリオキシプロピレンジオール
25質量部に、75質量部のカルボジイミド変性MDI
(NCO/OH=21)を反応させ、NCO基含有率2
0.9質量%、粘度340cP(20℃)のプレポリマ
ーを得、これを主剤とした。
2質量部と前記ポリオキシプロピレンジオール68質量
部、硬化触媒として2−エチルヘキサン酸と1,2−ジ
メチル−イミダゾールとの塩0.5質量部を混合し、粘
度420cP(20℃)の硬化剤を得た。
{NCO/(NH2+OH)=約1.16}で吹付け塗
装した。
を2−エチルヘキサン酸鉛(鉛含有量24質量%)0.
5質量部に変えた以外は同様の組成で吹付け塗装した。
をトリエチレンジアミンのジプロピレングリコール33
質量%溶液(商品名「DABCO33LV」、三共エア
プロダクツ製)0.5質量部に変えた以外は同様の組成
で吹付け塗装した。
を2,2−ジモルホリノエチルエーテル0.5質量部に
変えた以外は同様の組成で吹付け塗装した。
を使用しない以外は同様の組成で吹付け塗装した。
サン酸と1,2−ジメチル−イミダゾールとの塩を用い
た実施例1、2は充分な硬化性を有し、硬化塗膜の性状
および強度に優れていることが分かる。
い重金属系の硬化触媒を使用しなくても硬化性、硬化後
の塗膜外観および機械強度に優れた吹付け塗装用途の二
液型ポリウレタン硬化性組成物を提供できる。
物を高圧2成分衝突混合型吹付け装置を用いて吹付け塗
装することにより、塗膜を超高速成形可能で、多種多様
な下地に適用できる。
Claims (5)
- 【請求項1】 ポリイソシアネート化合物を含む主剤
と、芳香族ポリアミンおよび硬化触媒を含む硬化剤の二
液を混合して反応硬化させる二液型ポリウレタン硬化性
組成物であって、主剤および硬化剤が実質的に溶剤を含
まず、かつ20℃での粘度が300〜2,500cPで
あり、硬化触媒としてイミダゾール化合物と有機酸とか
らなる塩を用いることを特徴とする、吹付け塗装用途の
二液型ポリウレタン硬化性組成物。 - 【請求項2】 前記硬化剤がさらにポリオールを含む、
請求項1に記載の吹付け塗装用途の二液型ポリウレタン
硬化性組成物。 - 【請求項3】 前記塩が1,2−ジメチル−イミダゾー
ルと2−エチルヘキサン酸との塩である、請求項1また
は2に記載の吹付け塗装用途の二液型ポリウレタン硬化
性組成物。 - 【請求項4】 前記ポリイソシアネート化合物が、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート系化合物および/または
ポリオールと低分子量ポリイソシアネート系化合物を反
応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポ
リマーを含有する、請求項1〜3のいずれか一つに記載
の吹付け塗装用途の二液型ポリウレタン硬化性組成物。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一つに記載の吹
付け塗装用途の二液型ポリウレタン硬化性組成物を、高
圧2成分衝突混合型吹き付け装置を用いて吹き付け塗装
することを特徴とする塗膜防水施工法。
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