JP2002322240A - 湿気硬化性ウレタン組成物 - Google Patents
湿気硬化性ウレタン組成物Info
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Abstract
に優れ、更に上層に用いられるポリウレタンとの接着性
に極めて優れる湿気硬化性ウレタン組成物を提供する。 【解決手段】 (A)イソシアネートとポリオキシアル
キレンポリオールを反応させて得られる末端にイソシア
ネート基を2個以上有するウレタンプレポリマーとシラ
ンカップリング剤とを反応して得られ、末端にイソシア
ネート基を1個以上有するウレタンプレポリマー及び
(B)末端にオキサゾリジン基を一つ以上有するウレタ
ン化合物からなることを特徴とする湿気硬化性ウレタン
組成物。
Description
性に優れ硬化時に炭酸ガスによる発泡がなく、硬化性、
上層との接着性に優れた湿気硬化型ウレタン組成物に関
するものである。
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7−10949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。
が使用され、上層にFRP防水材やウレタン防水材が使
用されるケースが多いが、特にウレタン防水材は下層に
用いられた場合、降雨等の影響があると上層のポリウレ
タンとの接着性に問題が発生することが多い。
時に炭酸ガスによる発泡がなく、硬化性に優れ、更に上
層に用いられるポリウレタンとの接着性に極めて優れる
湿気硬化性ウレタン組成物を提供することである。
の結果、前述の課題を解決することを見い出し、本発明
に到達した。即ち、本発明は、(A)イソシアネートと
ポリオキシアルキレンポリオールを反応させて得られる
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
ポリマーとシランカップリング剤とを反応して得られ、
末端にイソシアネート基を1個以上有するウレタンプレ
ポリマー及び(B)末端にオキサゾリジン基を一つ以上
有するウレタン化合物、好ましくは(b1)イソシアネ
ートとポリオキシアルキレンポリオールを反応させて得
られる末端にイソシアネート基を2個以上有するウレタ
ンプレポリマーと(b2)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、末端に少なくと
も一つ以上のオキサゾリジン基を有するウレタン化合物
からなることを特徴とする湿気硬化性ウレタン組成物、
それを用いたコーティング材、シーリング材及び接着剤
に関する。以下に本発明を更に説明する。
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、イソシアネート基を2個以上有するプレポリ
マーであり、有機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ポリイソシアネートの過剰のもと
で常法により調製されるウレタンプレポリマーである。
−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソ
シアネート、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。
ポリオールとはエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、ポリブチレンポリオールのいずれか又は2種以上
を付加して得られるポリオールである。
平均分子量500〜16000で、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、(B)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(B)成分の合計量に対して10重量%未
満であることが好ましい。また(A)成分中のポリオキ
シアルキレンポリオール中にポリオキシブチレングリコ
ール鎖を5重量%以上含有することが吸水性の低下や耐
水試験後の物性低下を防ぐ意味で好ましく、10%以上
含有することが更に好ましい。
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。
(a2)としては、所謂カップリング作用を有するシラ
ン系化合物であり、ウレタンプレポリマー(A)の末端
イソシアネート基と反応する活性水素基を有するもので
ある。好ましいシランカップリング剤(a2)は片末端
にアルコキシシラン基ともう一方の末端にSH基、アミ
ノ基などの活性水素基を有するシランカップリング剤で
あり、例示すると、片末端にアルコキシシラン基ともう
一方の末端に活性水素基を持つ末端にSH基を持つA−
189、片末端にアルコキシシラン基ともう一方の末端
にアミノ基を持つA−1100、A−1120、A−1
160(いずれも日本ユニカー社製)等が挙げられ、末
端にSH基を持つシランカップリング剤が特に好ましく
用いられる。
含有するウレタンプレポリマー(a1)と末端に活性水
素基を持つシランカップリング剤(a2)の反応におい
てNCO基と活性水素基の反応比は100/1〜2/1
の範囲が好ましい。100/1を越えてNCO基が多い
場合は上塗り材との接着性向上効果が認められないし、
2/1を越えて活性水素基が多い場合は粘度が高くなり
好ましくない。
レポリマー(b1)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(b1)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、(B)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(B)成分の合計量に
対して10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(b
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(b2)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。
られるN−2−ヒドロキシアルキルオキサゾリジン(b
2)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。
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、ウレタン化合
物(B)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。
(B)の割合は、プレポリマー(A)のNCO基とプレ
ポリマー(B)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)と(B)の混合比は重量比
で60:1〜1:30の範囲が好ましい。
る際に必要に応じてオキサゾリジンの解離触媒としての
酸、有機溶剤、無機充填剤、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。
ル酸、オルソフタル酸、テレフタル酸、トリメリト酸、
ピロメリト酸、、メリト酸及びこれらの酸無水物等の公
知の酸が用いられるが、特に好ましくはテレフタル酸、
サリチル酸が用いられる。
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、ジイソノニルアジペート、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。
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、硫酸アルミニウム、カオリン、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、組成物中に好ましくは5〜70、より好
ましくは10〜60重量%である。
コーティング材、シーリング材、接着剤に使用すること
ができる。コーティング材としては、塗料、建築物の屋
根防水材、駐車場防水材、壁材、床材、競技場の表面舗
装材等に利用できる。又、シーリング材としてはコンク
リート、サイジングボード、金属等土木用建築用のシー
リング材に利用できる。更に、接着剤としてはプラスチ
ック床材等建築物内装材の接着剤、屋上防水シートの接
着剤、タイル、シートの接着剤、;自然石、セラミッ
ク、ゴム、木等の粒状物、繊維状物のバインダーに利用
できる。
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。
結合を50重量%有する数平均分子量2000のポリブ
チレンプロピレンエーテルジオール700g(0.35
モル)、数平均分子量3000のポリプロピレンエーテ
ルトリオール300g(0.1モル)に2,4−トリレ
ンジイソシアネート191.4g(1.1モル)、すな
わちNCO/OHの当量比2.2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4.25%のウレタンプレポリマー(A−1)を
得た。
25%のウレタンプレポリマー(A−1)1000gに
対してA−189(日本ユニカー社製シランカップリン
グ剤)16.0gを加え80℃にて20時間フラスコ中
で撹拌しながら反応させNCO%が3.83%のウレタ
ンプレポリマー(A−2)を得た。
25%のウレタンプレポリマー(A−1)1000gに
対してA−189(日本ユニカー社製シランカップリン
グ剤)9.5gを加え80℃にて20時間フラスコ中で
撹拌しながら反応させNCO%が4.03%のウレタン
プレポリマー(A−3)を得た。
平均分子量4800、オキシエチレン鎖の含有量15%
のポリエチレンプロピレンエーテルトリオール500g
(0.104モル)と数平均分子量2000のポリプロ
ピレンエーテルジオール500g(0.25モル)を混
合してオキシエチレン鎖の平均含有量7.5%、平均官
能基数2.29、数平均分子量2820のポリオールを
得た。さらにヘキサメチレンジイソシアネート143.
3g(0.853モル)、すなわちNCO/OHの当量
比2.1にて窒素気流下で80℃にて48時間フラスコ
中で撹拌しながら反応させNCO%が3.29%、1分
子当たりの末端NCO基数2.29のウレタンプレポリ
マー(b1−1)を得た。
0.8gと2ーイソプロピル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/O
Hの当量比1.1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
GPC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。
タリーミキサー中に120℃で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NS−50
0(日東粉化製)400部、RY−200S(日本アエ
ロジル製)2部、ジオクチルフタレート90部、サリチ
ル酸0.1部、微粉末にしたテレフタル酸5部、下表に示すフ
゜レホ゜リマー成分を所定量及びキシレン80部を加え均一に
混合した後、60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。
ガラス板(30*30cm)上に厚さ1.5mmの割合
で試料を流し、25℃×50%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。
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。
試料をヘラで60秒間攪拌した後、BM型回転粘度計で
粘度を測定し、初期粘度(cps/25℃)とする。同一ロット
の試料を別途500CC容器に充填、密閉し、50℃乾
燥機中に7日間放置後、25℃雰囲気下で15時間以上
放置する。試料を取り出し、初期粘度の測定方法と同一
の手法で粘度を測定する。粘度変化率(%)は(貯蔵後
粘度)÷(貯蔵前粘度)×100で求める。 (上塗り材との接着性)コンクリート舗道板(30*3
0cm)にプライマーとしてプライアデックT−160
−35(大日本インキ化学工業製)を200g/m2の
割合で均一に塗布した後、試料を2kg/m2の割合で
塗布し、室温で7日間養生する。その後、室温水中に7
日間浸漬した後取り出し、超速硬化性ウレタンとしてス
テラコートA−2500/B−2500=1/1(容積
比)(大日本インキ化学工業製)を2kg/m2の割合
で塗布し、室温で7日間養生する。室温で7日間養生し
た後、試験片を2.5cm幅の短冊状に切断し、ステラ
コートと一液ウレタンの層間接着強度及び破壊状態を9
0゜ピーリング試験にて測定する。
せたウレタンプレポリマーを用いなかった組成物は上塗
り材との接着性に劣るものであった。また、ウレタンオ
キサゾリジンプレポリマーを含まない比較例2,3はい
ずれも硬化性、非発泡性、上塗り材との接着性に劣るも
のであった。
硬化時に炭酸ガスによる発泡がなく、硬化性に優れた湿
気硬化型ウレタン組成物に関するものである。
Claims (8)
- 【請求項1】 (A)イソシアネートとポリオキシアル
キレンポリオールを反応させて得られる末端にイソシア
ネート基を2個以上有するウレタンプレポリマーとシラ
ンカップリング剤とを反応して得られ、末端にイソシア
ネート基を1個以上有するウレタンプレポリマー及び
(B)末端にオキサゾリジン基を一つ以上有するウレタ
ン化合物からなることを特徴とする湿気硬化性ウレタン
組成物。 - 【請求項2】 ウレタン化合物(B)が(b1)イソシ
アネートとポリオキシアルキレンポリオールを反応させ
て得られ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と(b2)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、末端に少な
くとも一つ以上のオキサゾリジン基を有するウレタン化
合物であることを特徴とする請求項1記載の湿気硬化性
ウレタン組成物。 - 【請求項3】(A)成分中のポリオキシアルキレンポリ
オールがポリオキシブチレングリコールとして5重量%
以上含有することを特徴とすることを特徴とする請求項
1又は2記載の湿気硬化性ウレタン組成物。 - 【請求項4】 シランカップリング剤が片末端にアルコ
キシシラン基ともう一方の末端に活性水素基を有するシ
ランカップリング剤であることを特徴とする請求項1〜
3記載の湿気硬化性ウレタン組成物。 - 【請求項5】 シランカップリング剤が片末端にアルコ
キシシラン基ともう一方の末端にSH基を有するシラン
カップリング剤であることを特徴とする請求項1〜3記
載の湿気硬化性ウレタン組成物。 - 【請求項6】 請求項1〜5記載の組成物からなる防水
材。 - 【請求項7】 請求項1〜5記載の組成物からなるコー
ティング材。 - 【請求項8】 請求項1〜5記載の組成物からなる接着
剤。
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