JP2003128743A - 湿気硬化型ウレタン組成物 - Google Patents
湿気硬化型ウレタン組成物Info
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Abstract
に優れ、更に課題であった耐水性を改善した湿気硬化性
ウレタン組成物を提供する。 【解決手段】 (A)ポリイソシアネートとブチレンエ
ーテル結合を有するポリオキシアルキレンポリオールと
N−2−ヒドロキシアルキルオキサゾリジンとを反応し
て得られるオキサゾリジン変性ウレタンプレポリマーと
(B)酸触媒とを含有する湿気硬化型ウレタン組成物。
Description
による発泡がなく、特に耐水性、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。
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。しかしながらこれらの材料は耐水後の物性
低下が大きく耐久性に劣れ傾向があり改善が求められて
いる。
時に炭酸ガスによる発泡がなく、硬化性に優れ、更に課
題であった耐水性を改善した湿気硬化性ウレタン組成物
を提供することにある。
課題について鋭意研究の結果、(A)ポリイソシアネー
トとブチレンエーテル結合を有するポリオキシアルキレ
ンポリオールとN−2−ヒドロキシアルキルオキサゾリ
ジンとを反応して得られるオキサゾリジン変性ウレタン
プレポリマーと(B)酸触媒とを含有する湿気硬化型ウ
レタン組成物を提案する。
ン変性ウレタンプレポリマー(A)は、ポリイソシアネ
ートとブチレンエーテル結合を有するポリオキシアルキ
レンポリオールとN−2−ヒドロキシアルキルオキサゾ
リジンとを反応して得られるものである。該プレポリマ
ー(A)としては、オキサゾリジン変性ウレタンプレポ
リマー(A)が、ポリイソシアネートとブチレンエーテ
ル結合を有するポリオキシアルキレンポリオールを反応
させて得られ、且つ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に、N−2−ヒドロキシア
ルキルオキサゾリジンを反応させて得られるものが好ま
しい。
2,4−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。
リオールは、ブチレンエーテル結合を有するものであ
り、好ましくはブチレンエーテル結合を5重量%以上含
有するものである。ポリオキシアルキレンポリオールが
ブチレンエーテル結合を有していることにより、得られ
る組成物が吸水性等に優れることになる。より好ましい
ポリオキシアルキレンポリオールとしては、ブチレンエ
ーテル結合を5重量%以上、好ましくは5〜80重量
%、より好ましくは10〜70重量%含有するものであ
る。かかるブチレンエーテル結合の含有量であれば、吸
水性に優れるばかりでなく、耐水試験後の物性も満足で
きるものとなる。また、ポリオキシアルキレンポリオー
ルは、好ましくは数平均分子量500〜16000であ
る。
は、通常エチレングリコール、プロピレングリコール、
水、グリセリン、TMP、ペンタエリスリトール等の開
始剤成分にブチレンオキサイドを必須成分とし、必要に
よりエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを公知
の方法で付加することによって得られるものである。そ
の際にポリエーテルトリオールを本発明の効果を損なわ
ない範囲で併用できる。
〜80重量%、エチレンエーテル結合0〜10重量%及
びプロピレンエーテル結合10〜95重量%の範囲のポ
リオキシアルキレンポリオールが好ましい。
ゾリジンは、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。
レタンプレポリマー(A)は、通常ポリイソシアネート
とブチレンエーテル結合を有するポリオキシアルキレン
ポリオールとから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にN−2−ヒドロキ
シアルキルオキサゾリジンを反応して得られるものが好
ましく、その際のウレタンプレポリマーとN−2−ヒド
ロキシアルキルオキサゾリジンとの反応比は、NCO/
0H=2.0〜10.0が好ましい。NCO/0Hがか
かる範囲であれば優れた硬化性を得ることが出来る。
リジンと反応するウレタンプレポリマーの末端イソシア
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。更に該プレポリマーを構成するポリイソシア
ネートとポリオキシアルキレンポリオールとのNCO/
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。ウレタンプレポリマーの残存NCO%
は、好ましくは1〜20重量%である。
レタンプレポリマー(A)を主成分とし、その硬化触媒
として酸触媒が含有している。かかる酸触媒としては、
オキサゾリジン含有ウレタン化合物(B)中のオキサゾ
リジン基を加水分解し得るものであれば差し支えなく、
例えば硫酸、硝酸、塩酸、燐酸、炭酸、アルキルベンゼ
ンスルホン酸、安息香酸、サリチル酸、フタル酸、テレ
フタル酸、蟻酸、酢酸、マレイン酸、フマル酸等の公知
の有機、無機酸及びそれらの塩を挙げることが出来る。
特に硬化性の点から燐酸、サリチル酸、燐酸塩及び無水
フタル酸が好ましい。酸触媒の使用量は組成物中に0.
001〜1重量%の範囲が好ましい。
溶剤、無機充填剤、小量のプロセスオイル、可塑剤、揺
変剤、体質顔料、耐侯性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。
酸エチル等の通常のウレタン用溶剤が使用できる。
処理炭酸カルシウム、ポリ塩化ビニルパウダー、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、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、組成物中に好ましくは1
〜50重量%である。
コーティング材、シーリング材、接着剤、プライマー等
に使用することができる。
防水材、壁面防水材、駐車場防水材、競技場の表面舗装
材等に利用できるものである。又、シーリング材とは、
コンクリート、サイジングボード、金属等土木用建築用
シーリング材に利用できるものである。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、繊維状物の接
着剤(バインダー)として利用できるものである。
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。
00のポリブチレンエーテルジオール700g(0.3
5モル)、エチレンオキサイド含有量10重量%で数平
均分子量3000のポリエチレン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NCO%
が4.25%のウレタンプレポリマー(A−1)を得
た。このウレタンプレポリマー1000gに対して2ー
イソプロピル3(2ヒドロキシエチル)1,3オキサゾ
リジンを53g(0.33モル)を加え、80℃にて1
0時間反応させウレタンプレポリマー(B−1)を得
た。本ウレタンプレポリマーの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。
レンオキサイド含有量3重量%で数平均分子量2000
のポリ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のポリブチレンエーテル
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NCO
%が4.24%のウレタンプレポリマー(A−2)を得
た。このウレタンプレポリマー1000gに対して2ー
イソプロピル3(2ヒドロキシエチル)1,3オキサゾ
リジンを53g(0.33モル)を加え、80℃にて1
0時間反応させウレタンプレポリマー(B−2)を得
た。本ウレタンプレポリマーの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。
タンプレポリマーの作成例1において数平均分子量20
00のポリブチレンエーテルジオール700g(0.3
5モル)の代わりに数平均分子量2000ポリプロピレ
ンエーテルジオール700g(0.35モル)を用いた
こと以外は同様の方法で合成し、NCO%が4.21%
のウレタンプレポリマー(A−3)を得た。また、同様
に2ーイソプロピル3(2ヒドロキシエチル)1,3オ
キサゾリジンを加えて反応させウレタンプレポリマー
(B−3)を得た。本ウレタンプレポリマーの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。
タンプレポリマーの作成例1において数平均分子量30
00のポリブチレンエーテルジオール300g(0.1
モル)の代わりに数平均分子量3000ポリプロピレン
エーテルジオール300g(0.1モル)を用いたこと
以外は同様の方法で合成し、NCO%が4.24%のウ
レタンプレポリマー(A−4)を得た。また、同様に2
ーイソプロピル3(2ヒドロキシエチル)1,3オキサ
ゾリジンを加えて反応させウレタンプレポリマー(B−
4)を得た。本ウレタンプレポリマーの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。
ラネ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
−200(日東粉化製)を350部、上記合成例のウレ
タンプレポリマー500部、ジオクチルフタレート90
部、サリチル酸0.2部、微粉末にしたテレフタル酸5
部及びキシレン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。得られたウレタンコンパウンドを下記試験に
供した。その結果を表1に示す。
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。
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、25℃×50%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。
て作製したダンベル3号型試験片を60℃で30日間浸
漬した後取り出し、表面の水を拭った後、直ちに重量を
測定し、浸漬前と比べて重量増加率を測定する。次に2
5℃×50%の条件下で4時間放置後に常態引張物性試
験法に準じて引張強度(kg/cm2)、破断伸度(%)を測定し
た。
含まないプレポリマーからなる組成物は耐水試験後の吸
水率(重量増加率)が高く、更に耐水後の物性低下が大
きい結果となった。
よる発泡がなく、硬化性に優れ、更に課題であった耐水
性を改善した材料である。
Claims (3)
- 【請求項1】 (A)ポリイソシアネートとブチレンエ
ーテル結合を有するポリオキシアルキレンポリオールと
N−2−ヒドロキシアルキルオキサゾリジンとを反応し
て得られるオキサゾリジン変性ウレタンプレポリマーと
(B)酸触媒とを含有する湿気硬化型ウレタン組成物。 - 【請求項2】 ブチレンエーテル結合を有するポリオキ
シアルキレンポリオールが、ブチレンエーテル結合を5
重量%以上含有するものである請求項1記載の湿気硬化
型ウレタン組成物。 - 【請求項3】 オキサゾリジン変性ウレタンプレポリマ
ー(A)が、ポリイソシアネートとブチレンエーテル結
合を有するポリオキシアルキレンポリオールを反応させ
て得られ、且つ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に、N−2−ヒドロキシアルキ
ルオキサゾリジンを反応させて得られるものである請求
項1又は2記載の湿気硬化型ウレタン組成物。
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