JP2003268303A

JP2003268303A - 上下水道用コンクリート構造物の防食用ウレタン樹脂組成物

Info

Publication number: JP2003268303A
Application number: JP2002071466A
Authority: JP
Inventors: Katsumasa Nakajo; 克將中條
Original assignee: Sanyu Rec Co Ltd
Current assignee: Sanyu Rec Co Ltd
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】可使時間が長く施工性が良好であって、高湿度
の環境下において施工する場合にも発泡現象を抑制で
き、更に、形成される塗膜が優れた耐候性を有するもの
となり、上下水道用コンクリート構造物の防食用塗料と
して優れた性能を有するウレタン樹脂組成物を提供す
る。【解決手段】（１）ヘキサメチレンジイソシアネートの
変性物からなるイソシアネート成分、並びに（２）数平
均分子量が４００〜８００の範囲内にある水酸基数２〜
５個の芳香族多官能ポリオールと液状ポリオールを含む
ポリオール成分からなる上下水道用コンクリート構造物
の防食用ウレタン樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上下水道用コンク
リート構造物の防食用ウレタン樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】上水用貯水槽、下水用配管等の各種上下
水道用コンクリート構造物において、主に防食を目的と
して、エポキシ樹脂、ポリビニルエステル樹脂等による
塗膜が形成されている。

【０００３】近年、ウレタン樹脂塗料が、変形追従性、
耐水性、耐薬品性等の各種特性において、従来使用され
てきた防食用塗料と比較して優れた特性を有することか
ら、上下水道用コンクリート構造物の防食用塗料として
注目されている。

【０００４】防食用塗料として用いられているウレタン
樹脂組成物では、イソシアネート化合物として、主に、
硬化速度が速いことや低コストであることなどから、ジ
フェニルメタン−４，４、−ジイソシアネ−ト（ＭＤ
Ｉ）、ジフェニルメタン２，４、−ジイソシアネ−ト、
ポリメリックＭＤＩ等が使用されている。しかしなが
ら、これらのイソシアネート化合物を用いたウレタン樹
脂組成物では、可使時間が短いために施工性が悪く、ま
た、高湿度の環境下において施行する場合には、硬化反
応と同時に、空気中、下地中、組成物中等に含まれる水
分とイソシアネ−ト基が反応して二酸化炭素を発生し、
これが硬化塗膜におけるピンホ−ル発生の原因となる。
この様なピンホールは防食性能の低下の大きな原因とな
るために、防食用塗膜としては重大な障害となり、特に
塗膜厚の薄い部分についてはピンホールの影響は非常に
大きいものとなる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来技
術の現状に鑑みてなされたものであり、その主な目的
は、可使時間が長く施工性が良好であって、高湿度の環
境下において施工する場合にも発泡現象を抑制でき、更
に、形成される塗膜が優れた耐候性を有するものとな
り、上下水道用コンクリート構造物の防食用塗料として
優れた性能を発揮できるウレタン樹脂組成物を提供する
ことである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記した
目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、イソシアネー
ト成分としてヘキサメチレンジイソシアネートの変性物
を用い、ポリオール成分として特定の芳香族系多官能ポ
リオールと液状ポリオールとの混合物を用いたウレタン
樹脂組成物は、上下水道用コンクリート構造物の防食用
塗料として優れた性能を発揮するものとなることを見出
し、ここに本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明は、以下の上下水道用コンク
リート構造物の防食用ウレタン樹脂組成物を提供するも
のである。１．（１）ヘキサメチレンジイソシアネートの変性物からな
るイソシアネート成分、並びに（２）数平均分子量が４
００〜８００の範囲内にある水酸基数２〜５個の芳香族
多官能ポリオール及び液状ポリオールを含むポリオール
成分からなる上下水道用コンクリート構造物の防食用ウ
レタン樹脂組成物。２．ヘキサメチレンジイソシアネートの変性物が、ヘ
キサメチレンジイソシアネ−トのイソシアヌレ−ト体、
ヘキサメチレンジイソシアネ−トのビウレット体、ヘキ
サメチレンジイソシアネ−トのウレトジオン体、及びヘ
キサメチレンジイソシアネ−トのアロファネ−ト体から
なる群から選ばれた少なくとも一種である上記項１に記
載の上下水道用コンクリート構造物の防食用ウレタン樹
脂組成物。３．芳香族多官能ポリオールが、数平均分子量４５０
〜７００の４官能のポリオール型キシレンホルムアルデ
ヒド樹脂であり、液状ポリオールが、ひまし油、ひまし
油変性ポリオ−ル及びポリブタジエン系ポリオールから
選ばれた少なくとも一種のポリオールであって、ポリオ
ール成分の配合割合が、両者の合計量を１００重量％と
して、芳香族多官能ポリオール５〜２５重量％と液状ポ
リオール７５〜９５重量％である上記項１又は２に記載
の上下水道用コンクリート構造物の防食用ウレタン樹脂
組成物。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のウレタン樹脂組成
物に配合する各成分について、具体的に説明する。（１）イソシアネート成分イソシアネート成分としては、ヘキサメチレンジイソシ
アネートの変性物を用いる。

【０００９】この様な特定のイソシアネート成分を用い
ることによって、ウレタン樹脂組成物の可使時間が長く
なって施工性が良好になり、刷毛塗り等の手塗による施
工が可能となる。また、形成される塗膜は、耐候性が良
好であり、例えば、屋外のコンクリート構造物の防食被
膜として用いる場合にも、紫外線による変質が生じ難く
なり、更に、変異原性がなく低毒性の成分であることか
ら、上水用貯水槽等の防食皮膜としても好適に使用でき
る。

【００１０】ヘキサメチレンジイソシアネートの変性物
としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト
（ＨＤＩ）のイソシアヌレ−ト体（３官能、ＮＣＯ量：
２１〜２４重量％）、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト
（ＨＤＩ）のビウレット体（３官能、ＮＣＯ量：１５〜
２５重量％）、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト（ＨＤ
Ｉ）のウレトジオン体（２官能、ＮＣＯ量：２０〜２５
重量％）、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト（ＨＤＩ）
のアロファネ−ト体（２官能、ＮＣＯ量：１５〜２５重
量％）等を用いることができる。これらのヘキサメチレ
ンジイソシアネートの変性物の構造式の具体例を示すと
以下の通りである。

【００１１】

【化１】

【００１２】

【化２】

【００１３】

【化３】

【００１４】

【化４】

【００１５】これらのヘキサメチレンジイソシアネート
の変性物は、一種単独又は二種以上混合して用いること
ができる。（２）ポリオール成分ポリオール成分としては、数平均分子量が４００〜８０
０の範囲内にある水酸基数２〜５固の芳香族多官能ポリ
オールと液状ポリオールを混合して用いることが必要で
ある。

【００１６】これらのポリオール成分の内で、芳香族多
官能ポリオールは、疎水性が良好であり、これを用いる
ことによって硬化反応の際に水分による影響を低減でき
る。その結果、高湿度の環境下において施工する場合に
も発泡現象を抑制して、ピンホールの発生を防止するこ
とが可能となり、形成される塗膜は優れた防食性能を有
するものとなる。また、該芳香族多官能ポリオールを液
状ポリオールと組み合わせて用いることにより、作業性
が良好となり、更に、形成される皮膜の柔軟性が良好と
なって変形追従性が向上し、耐久性に優れた皮膜とな
る。

【００１７】芳香族多官能ポリオールとしては、特に、
数平均分子量４５０〜７００程度の４官能のポリオール
型キシレンホルムアルデヒド樹脂が好ましく、特に、下
記一般式で表される芳香族ポリオールが好ましい。

【００１８】

【化５】

【００１９】液状ポリオールとしては、例えば、ひまし
油；ひまし油変性ポリオ−ル；長鎖のポリオキシアルキ
レンエ−テルポリオ−ル；エチレングリコ−ル、プロピ
レングリコ−ル等の短鎖ポリオ−ル類；分子末端に水酸
基を有するポリブタジエン系ポリオールなどを用いるこ
とができる。これらの内で、ひまし油変性ポリオ−ルと
しては、例えば、ひまし油をグリセリン、トリメチロー
ルプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の
多価アルコールで変性した多官能リシノレート系ポリオ
ールを用いることができ、ポリブタジエン系ポリオール
としては、数平均分子量が１０００〜３０００程度のも
のを好適に用いることができる。

【００２０】上記した液状ポリオールは一種単独又は二
種以上混合して用いることができる。

【００２１】上記した液状ポリオールの内で、ひまし
油、ひまし油変性ポリオ−ル及びポリブタジエン系ポリ
オールからなる群から選ばれた少なくとも一種のポリオ
ールが好ましく、特に、ポリブタジエン系ポリオールが
好ましい。

【００２２】芳香族多官能ポリオールと液状ポリオール
の混合割合は、両者の合計量を１００重量％として、芳
香族多官能ポリオール５〜２５重量％と液状ポリオール
７５〜９５重量％程度とすることが好ましく、芳香族多
官能ポリオール８〜１５重量％と液状ポリオール８５〜
９２重量％程度とすることがより好ましい。（３）その他の成分本発明のウレタン樹脂組成物には、更に、必要に応じ
て、充填剤、可塑剤等を配合することができる。

【００２３】充填剤としては、ウレタン樹脂組成物にお
ける公知の成分を用いることができ、具体例として、重
質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、水酸化カルシ
ウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリ
カ、超微粒子シリカ、タルク等を挙げることができる。
充填剤を配合することによって、作業性や皮膜物性を向
上させることができる。充填剤は、通常、ポリオール成
分中に配合され、その配合量は、芳香族多官能ポリオー
ルと液状ポリオールの合計量を１００重量部として、１
００重量部程度以下とすればよい。

【００２４】可塑剤についても、ウレタン樹脂組成物に
おける公知の成分を用いることができ、具体例として、
フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ブチ
ル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジイソノニル、
アジピン酸オクチル、塩素化パラフィン、石油系可塑
剤、アセチルリシノレ−ト等を挙げることができる。可
塑剤を配合することよって、低温での弾性の向上、作業
性の向上、相溶性の向上などを図ることができる。可塑
剤は、通常、ポリオール成分中に配合され、その配合量
は、芳香族多官能ポリオールと液状ポリオールの合計量
を１００重量部として、３０重量部程度以下とすればよ
い。

【００２５】本発明のウレタン樹脂組成物では、触媒と
しては、公知のウレタン化触媒を使用できる。触媒の具
体例として、第３級アミン系触媒、有機錫化合物系触
媒、有機ビスマス化合物系触媒、有機鉛化合物系触媒等
を挙げることができる。触媒は、通常、ポリオール成分
中に配合される。その配合量は、芳香族多官能ポリオー
ルと液状ポリオールの合計量を１００重量部として、
０．００１〜１重量部程度とすることが好ましい。施工方法本発明のウレタン樹脂組成物は、上記したイソシアネー
ト成分とポリオール成分を充分に混練した後、施工対象
の上下水道用コンクリート構造物に塗布し、硬化させる
ことによって防食塗膜を形成できる。塗布方法について
は特に限定はなく、スプレー塗装などの機械塗り、刷毛
塗り等の手塗り等の各種の施工方法が可能である。特
に、本発明のウレタン樹脂組成物は、可使時間が長いこ
とから、施工対象の細部にも手塗りによって施工が可能
であり、複雑な形状の部分にも容易に施工ができる。

【００２６】イソシアネート成分とポリオール成分の混
合割合については、特に限定的ではないが、水酸基／イ
ソシアネート基の当量比が０．８〜１．２程度、好まし
くは０．９〜１．１程度の範囲となるようにすればよ
い。

【００２７】塗布厚については、特に限定的ではない
が、通常、乾燥膜厚として、０．３ｍｍ〜３ｍｍ程度と
すればよい。

【００２８】硬化条件については、特に限定的ではない
が、通常、１５〜３０℃程度の温度で、１６時間〜２４
時間程度の放置時間とすればよい。

【００２９】本発明のウレタン樹脂組成物を用いて形成
される塗膜は、耐水性、耐薬品性等が良好であって、し
かもピンホールが殆ど無く、優れた防食性能を有するも
のである。更に、柔軟で変形追従性等の特性が良好であ
り、上下水道用コンクリート構造物の防食塗膜として優
れた特性を有するものである。施工対象物については、
特に限定的ではなく、上下水道用の貯水槽、配管等の
他、例えば、上水道用処理施設である沈砂池、ばっ気
槽、配水池等、下水道用処理施設である汚泥貯留槽、沈
殿池、エアレーションタンク等の各種の上下水道用コン
クリート構造物に対して有効に利用できる。特に、該塗
膜は、紫外線などによる変質が殆ど生じることがなく、
毒性も少ないことから、上水用貯水槽の防食塗膜として
非常に有用性が高いものである。

【００３０】

【発明の効果】本発明の上下水道用コンクリート構造物
の防食用ウレタン樹脂組成物によれば以下の様な優れた
効果が奏される。（１）可使時間が長く施工性が良好であり、手塗りによ
って細部への施工が可能である。（２）高湿度の環境下において施工する場合にも発泡現
象を抑制でき、防食性能に優れた塗膜を形成できる。（３）形成される塗膜は、柔軟度で変形追従性に優れ、
耐水性、耐薬品性等の各種特性が良好である。（４）形成される塗膜は、紫外線などによる変質が少な
く、しかも低毒性である。

【００３１】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。

【００３２】実施例１数平均分子量９３０、平均水酸基数２．７のヒマシ油変
性ポリオール（商標名：ユーリックＨ−３５、伊藤製油
（株）製）１５重量部、数平均分子量２８００、平均水
酸基数２．３のブタジエン系ポリオール（商標名：Ｒ−
４５ＨＴ、出光石油化学（株）製）７５重量部、下記式
に示す数平均分子量６６０のポリオール型キシレンホル
ムアルデヒド樹脂（商標名：ニカノールＫ−１４０、三
菱ガス化学（株）製）１０重量部、

【００３３】

【化６】

【００３４】アセチルリシノレート５重量部、平均粒径
２μｍの軽質炭酸カルシウム９０重量部、硫酸カルシウ
ム５重量部及び第三級アミン触媒０．３重量部をプラネ
タリーミキサーを用いて真空脱泡しながら均一に混合
し、これをポリオール成分とした。

【００３５】イソシアネート成分としては、下記式に示
すヘキサメチレンジイソシアネ−トのビウレット体を用
いた。

【００３６】

【化７】

【００３７】これらのポリオール成分とイソシアネート
成分を水酸基／イソシアネート基の当量比が１．０とな
るように均一に混合してウレタン樹脂組成物として、下
記の各試験を行った。結果を下記表１に示す。＊可使時間：１０ｋｇのウレタン樹脂組成物を用い、２
３℃でセメントモルタル上に塗布作業を行い、組成物が
硬化して塗布不可能になるまでの時間を測定した。＊塗膜の発泡：セメントモルタル上に上記ウレタン樹脂
組成物を塗布し、２３℃、湿度８５％の条件下で放置し
た際に、塗膜外観を目視で確認した。＊耐候性：キセノンアークランプ式耐候性試験機ＳＸ−
７５（スガ試験機（株）製）を用い、照射強度：６０Ｗ
／ｍ²、ブラックパネル温度：６５±３℃、相対湿度：
５０±５％の条件下に、水噴射時間１８分±０．５分、
噴射停止時間１０２分±０．５分のサイクルで水噴射試
験を３００時間行った後、塗膜外観を目視で観察した。
実施例２〜３及び比較例１〜２ウレタン樹脂組成物の各成分として下記表１に示す成分
を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてウレタン樹
脂組成物を作製し、実施例１と同様にして各試験を行っ
た。結果を下記表１に示す。

【００３８】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4J034 BA07 DA01 DB03 DB07 DC02 DC12 DC35 DC37 DC43 DC50 DJ02 DJ10 DP02 DP20 EA12 GA06 HA01 HA07 HB09 HC03 HC06 HC17 HC33 HC34 HC35 HC61 HC73 MA03 QA05 QB13 QB15 QB17 QC05 RA07 4J038 DG052 DG102 DG152 DG192 DG271 DG291 NA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）ヘキサメチレンジイソシアネートの
変性物からなるイソシアネート成分、並びに（２）数平
均分子量が４００〜８００の範囲内にある水酸基数２〜
５個の芳香族多官能ポリオールと液状ポリオールを含む
ポリオール成分からなる上下水道用コンクリート構造物
の防食用ウレタン樹脂組成物。
【請求項２】ヘキサメチレンジイソシアネートの変性物
が、ヘキサメチレンジイソシアネ−トのイソシアヌレ−
ト体、ヘキサメチレンジイソシアネ−トのビウレット
体、ヘキサメチレンジイソシアネ−トのウレトジオン
体、及びヘキサメチレンジイソシアネ−トのアロファネ
−ト体からなる群から選ばれた少なくとも一種である請
求項１に記載の上下水道用コンクリート構造物の防食用
ウレタン樹脂組成物。
【請求項３】芳香族多官能ポリオールが、数平均分子量
４５０〜７００の４官能のポリオール型キシレンホルム
アルデヒド樹脂であり、液状ポリオールが、ひまし油、
ひまし油変性ポリオ−ル及びポリブタジエン系ポリオー
ルからなる群から選ばれた少なくとも一種のポリオール
であって、ポリオール成分の配合割合が、両者の合計量
を１００重量％として、芳香族多官能ポリオール５〜２
５重量％と液状ポリオール７５〜９５重量％である請求
項１又は２に記載の上下水道用コンクリート構造物の防
食用ウレタン樹脂組成物。