JP2003277724A - シーリング材組成物 - Google Patents

シーリング材組成物

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JP2003277724A
JP2003277724A JP2002121440A JP2002121440A JP2003277724A JP 2003277724 A JP2003277724 A JP 2003277724A JP 2002121440 A JP2002121440 A JP 2002121440A JP 2002121440 A JP2002121440 A JP 2002121440A JP 2003277724 A JP2003277724 A JP 2003277724A
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JP2002121440A
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Yoshinobu Ogawa
宜伸 小川
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Kasei Polymer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性や発泡性を低下させずに、ポリサルフ
ァイド系シーリング材の欠点である動的追従性を改善
し、外装材、特に金属板間目地への使用に適する新規な
2成分形シーリング材組成物を提供する。 【解決手段】 基剤成分として(A)ポリサルファイド
系ポリマーと(B)数平均分子量が1,000以上のポ
リエーテル系ポリオールを(A)/(B)=95/5〜
20/80(重量比率)で含有し、硬化剤成分として
(C)分子中に2個以上のイソシアネート基を有する化
合物及び/又はそれにより変性したウレタンプレポリマ
ーからなる2成分形シーリング材組成物であって、
(A)及び(B)の合計100重量部に対して、(D)
有機錫化合物好ましくはメルカプチド系有機錫化合物を
0.05〜5重量部と(E)脂肪酸カルシウム塩を、カ
ルシウム量として0.005〜5重量部となる量を含有
することを特徴とするシーリング材組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術】本発明は、建築物の内外装の部材
間やジョイント部の目地に充填し、風雨の侵入を防止す
る建築用シーリング材に関する。
【0002】更に詳しくは,目地部に対する動的追従性
及び硬化後の耐熱劣化性に優れることによりJIS A
1439−1997耐久性区分9030に該当し、施
工後の発泡による目地部の体積膨張を抑制できるシーリ
ング材の提供に関する。
【0003】
【従来の技術】建築用シーリング材の特性には、一長一
短があり、1種類のシーリング材で全てに対応するのは
困難である。一般的な材料としては、シリコーン系、変
成シリコーン系、ポリサルファイド系及びポリウレタン
系等があり、建築物の構法、部位又は構成材とシーリン
グ材の相性等を考慮して選定する必要がある。
【0004】各シーリング材を概説すると、ポリウレタ
ン系シーリング材は、一般にポリアルキレングリコール
を主成分とし、動的追従性、接着性等に優れ、かつ安価
なため、シーリング材として従来から利用されている。
【0005】しかしながら、当該ポリウレタン系シーリ
ング材は、耐候性、耐熱性に劣るため、外装材、特に金
属板間目地への使用が不適である。又、イソシアネート
成分と、硬化剤中及び/又は大気中の水分が反応して炭
酸ガスが発生して発泡するため、硬化過程において目地
に充填したシーリング材の体積が膨張し、膨らみとなっ
て目地からはみ出し、外観を損ねる問題が発生する。
【0006】又、変成シリコーン系シーリング材は、耐
候性、耐熱性及び動的追従性のバランスが比較的良好で
あるため、外装材、特に金属板間目地へ使用されている
が、施工仕上げ時に生じる薄層部の未硬化現象や当該部
における硬化後の劣化現象等、特有の問題を有するため
改良が望まれている。
【0007】一方、ポリサルファイド系シーリング材
は、上記ポリウレタン系シーリング材の欠点項目である
耐候性に優れる特徴を有するが、本質的な欠点として動
的追従性に劣り、外装材、特に金属板間目地への使用が
不適である。
【0008】近年、ポリサルファイド系シーリング材の
従来欠点を改良すべく、従来のポリサルファイドポリマ
ーの分子中にポリエーテル基を導入したポリサルファイ
ドポリエーテルポリマーが開発され、動的追従性が改良
されつつあるが、未だポリウレタン系及び変成シリコー
ン系シーリング材と比較して十分とは言えない。
【0009】また、ポリサルファイド系ポリマーにポリ
エーテル系ポリオールをブレンドさせ、イソシアネート
化合物で硬化させることにより、ポリサルファイド系の
もつ耐候性とポリウレタン系のもつ動的追従性の両立が
可能であるが、当該ブレンド系はポリサルファイド系ポ
リマー中のチオール基とポリエーテル系ポリオール中の
水酸基のイソシアネートに対する反応性が異なるため、
使用時の可使時間と硬化物の発泡性の両立することは困
難であった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の点に
鑑みてなされたものであり、発泡による体積膨張を抑制
しつつ、十分な可使時間を有し、耐久性に優れるため、
外装材特に金属板間目地への使用に適する新規なシーリ
ング材組成物を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
鋭意検討し、基剤成分として(A)ポリサルファイド系
ポリマーと(B)ポリエーテル系ポリオールと(C)分
子中に2個以上のイソシアネート基を有する化合物及び
/又はそれにより変性したウレタンプレポリマーからな
る2成分形シーリング材組成物であって、特定量の
(D)有機錫化合物と(E)脂肪酸カルシウム塩を含有
することによって、耐久性が良好で、可使時間、発泡性
を両立できることを見出した。
【0012】すなわち、本発明の好ましい態様は、基剤
成分として(A)ポリサルファイド系ポリマーと(B)
数平均分子量が1,000以上のポリエーテル系ポリオ
ールを(A)/(B)=95/5〜20/80(重量比
率)で含有し、硬化剤成分として(C)分子中に2個以
上のイソシアネート基を有する化合物及び/又はそれに
より変性したウレタンプレポリマーからなる2成分形シ
ーリング材組成物であって、(A)及び(B)の合計1
00重量部に対して、(D)有機錫化合物を0.05〜
5重量部と(E)脂肪酸カルシウム塩を、カルシウム量
として0.005〜0.5重量部となる量を含有するこ
とを特徴とするシーリング材組成物に関するものであ
り、更に好ましくは、(D)有機錫化合物がメルカプチ
ド系であることを特徴とするものである。
【0013】
【発明実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。本
発明で使用するポリサルファイド系ポリマーは、以下に
示すポリサルファイドポリマー及びポリサルファイドポ
リエーテルポリマーを含む。 (1)ポリサルファイドポリマー ポリサルファイドポリマーは、末端に反応性チオール基
を有する重合体であり、具体的には下記(化1)で示さ
れる重合体と定義する。 HS−(R−Sx)n−SH
【化1】(式中xの平均値は1.5〜2.5であり、n
は2〜45である。) 上記(化1)のRの具体例としては、−C−、
−C−、−C−、−COC
−、−COC−、−COC
−、−COCHOC−、−COC
OC−、−COCHOC−な
どの脂肪族基が挙げられる。 (2)ポリサルファイドポリエーテルポリマー 本発明に使用するポリサルファイドポリエーテルポリマ
ーは、主鎖中に、(i)−(RO)−(但し、R
は炭素数2〜4のアルキレン基、mは6〜200の整数
である。)で表されるポリエーテル部分と、(ii)−
OCHOC−Sx−(但し、xは1〜
5の整数である。)で表される構造単位とを含有し、か
つ末端に、(iii)−COCHOC
SH及び/又は−CHCH(OH)CH−SHで表
される構造単位を有するものである。
【0014】上記(1)ポリサルファイドポリマー及び
(2)ポリサルファイドポリエーテルポリマーは、市販
されており、例えば、(1)の例としてはチオコールL
P−2、LP−12、LP−31、LP−32、LP−
55、LP−58、(2)の例としてはLP−282
(いずれも東レチオコール社製)等が挙げられる。
【0015】本発明において、ポリエーテル系ポリオー
ルとは、例えば、活性水素を2個以上有する低分子量活
性水素化合物、例えば、ビスフェノールA、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール
1,6−ヘキサンジオール等のジオール類;グリセリ
ン、トリメチロールプロパン等のトリオール類;エチレ
ンジアミン、ブチレンジアミン等のアミン類等のうち1
種又は2種以上の存在下にプロピレンオキサイド、エチ
レンオキサイド、テトラヒドロフランのうち1種又は2
種以上を開環重合させて得られる重合体等を挙げること
ができる。
【0016】具体的には、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレン
グリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタン
ジオール、4,4′−ジヒドロキシジフェニルプロパ
ン、4,4′−ジヒドロキシジフェニルメタン、ビスフ
ェノールA、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオ
ール、1,1,1−トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリット、ソルビット、ショ糖などの分子中に少なく
とも2個の活性水素基を含有する化合物の少なくとも1
種にアルキレンオキサイド(例えば、エチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド等)等の1種又は2種以上を
付加して得られるポリオールが好適に例示される。具体
例としては、ポリオキシプロピレングリコール(PP
G)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTM
G)、ポリエチレングリコール(PEG)等が挙げられ
る。
【0017】本発明においてポリエーテル系ポリオール
は硬化途中の発泡の点から高分子量であることが好まし
く、特に数平均分子量が1,000以上であると本発明
の効果が大きい。
【0018】本発明におけるポリイソシアネート化合物
は、公知のものが利用可能である。具体的には、2,4
−トリレンジイソシアネート、もしくは2,6−トリレ
ンジイソシアネート、又はこれらの混合物、粗製トリレ
ンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイ
ソシアネートもしくは2,4′−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、又はこれらの混合物、粗製ジフェニルメ
タンジイソシアネート、キシリ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、ジシクロヘキシルメ
タンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、
ヘキサヒドロキシリレンジイソシアネート等の芳香族
系、脂環族系、脂肪族系及びそれらの変性体が挙げら
れ、これらの1種又は2種以上を併用して用いても良
い。
【0019】本発明におけるウレタンプレポリマーは、
ポリオール化合物と過剰の前記ポリイソシアネート化合
物(すなわち、OH基に対して過剰のNCO基)との反
応生成物であり、分子中に2個以上のイソシアネート基
を有するものである。
【0020】本発明におけるウレタンプレポリマーに利
用されるポリオールとは、例えば、ポリエーテルポリオ
ール、ポリエステルポリオール、その他のポリオール及
びこれらの混合ポリオールである。
【0021】ポリエーテル系ポリオールとしては前記の
ものが使用できる。
【0022】又、ポリエステルポリオールとしては、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ブタジエン
グリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、グ
リセリン、1,1,1−トリメチロールプロパン、ある
いはその他の低分子ポリオールの1種又は2種以上とグ
ルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバ
シン酸、テレフタル酸、イソフタル酸あるいはその他の
低分子カルボン酸やオリゴマーの1種又は2種以上との
縮合体、プロピオンラクトン、バレロラクトン、カプロ
ラクトン等の開環重合体等が好適に例示される。
【0023】さらに、その他のポリオールとしては、ポ
リマーポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリ
ブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオー
ル、アクリルポリオール等やエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジ
オール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等の低分
子ポリオールも例示される。
【0024】特に、本発明に用いるウレタンプレポリマ
ーに利用されるポリオールは、数平均分子量400〜1
0,000、特に1,000〜8,000のものを用い
るのが、プレポリマーの粘度、硬化物の物性の点で好ま
しい。
【0025】本発明に用いる(C)ウレタンプレポリマ
ーは、上述のポリオール化合物とポリイソシアネート化
合物とを反応させて製造することができる。当該(C)
ウレタンプレポリマーを得る際のポリオール化合物とポ
リイソシアネート化合物との混合割合は、通常ポリオー
ル化合物1当量(OH当量)に対し、ポリイソシアネー
ト化合物1.2〜5当量(NCO当量)、特に1.5〜
3当量であることが、(C)ウレタンプレポリマーの粘
度、安定性等の点で好ましい。得られる(C)ウレタン
プレポリマー中のイソシアネート基の含有量は、0.5
〜20重量%、特に1〜10重量%であることが、基剤
と硬化剤の適切な混合比を設定する上で好ましい。
【0026】さらに必要に応じて、安定剤等の添加剤を
混合して、通常30〜120℃、好ましくは、50〜1
00℃で加熱撹拌することによって行われる。
【0027】本発明のシーリング材組成物の基剤は、前
記(A)ポリサルファイド系ポリマーと(B)ポリエー
テル系ポリオールを(A)/(B)=95/5〜20/
80(重量比率)で含有することを第一の特徴とする。
(A)ポリサルファイド系ポリマー成分の前記重量比率
が20以下では、ポリウレタン系シーリング材の欠点項
目である耐候性、耐熱性を改善できず、95以上では、
ポリサルファイド系シーリング材の欠点である動的追従
性を改善できない。
【0028】本発明のシーリング材組成物の第二の特徴
は、前記の主成分(A)及び(B)に対して、(D)有
機錫化合物と(E)脂肪酸カルシウム塩を含有すること
により、硬化途中での発泡を良好に抑制することであ
る。
【0029】本発明に用いる(D)有機錫化合物として
は、具体的にはジブチルチンジアセテート、ジブチルチ
ンジラウレート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチル
チンチオカルボキシレート、ジブチルチンジマレエー
ト、ジオクチルチンメルカプチド、ジオクチルチンチオ
カルボキシレートが利用できるが、ジブチルチンメルカ
プチド等のメルカプチド系が、より発泡を抑制できる。
【0030】(D)有機錫化合物の含有量は、必要な作
業性を勘案し適量を含有することができる。通常は
(A)ポリサルファイド系ポリマーと(B)ポリエーテ
ル系ポリオールの合計100重量部に対して0.05〜
5重量部、好ましくは0.1〜2重量部の範囲である。
(C)成分の配合量が0.05重量部未満では適度な硬
化速度が得られ難くなり、逆に(C)成分の配合量が5
重量部を越えると硬化が速すぎたり、得られた硬化物の
伸びが低下するので好ましくない。
【0031】本発明に用いる(E)脂肪酸カルシウム塩
としては、例えば、オクチル酸、ネオデカン酸、ネオド
デカン酸等のカルシウム塩が挙げられる。尚、脂肪酸の
カルシウム塩は、通常ターペン等の溶剤で希釈したもの
が用いられる。
【0031】(E)脂肪酸カルシウム塩の含有量は、発
泡性の程度と貯蔵安定性を勘案して適量を含有させるこ
とができる。通常は(A)ポリサルファイド系ポリマー
と(B)ポリエーテル系ポリオールの合計100重量部
に対して、カルシウム量として0.005〜0.5重量
部、好ましくは0.01〜0.1重量部の範囲である。
(E)成分の配合量が0.01重量部未満では発泡が良
好に抑制しにくく、逆に(E)成分の配合量が0.5重
量部を越えると配合した基材の貯蔵安定性が低下するの
で好ましくない。
【0032】本発明のシーリング材組成物の硬化剤は、
前記(C)分子中に2個以上のイソシアネート基を有す
るポリイソシアネート化合物及び/又はそれにより変性
したウレタンプレポリマーからなるが、使用者の作業性
や硬化後の残留タック等を改善するために、桐油等の空
気硬化性化合物や可塑剤等を添加しても良い。
【0033】本発明のシーリング材組成物は、前記基剤
と前記硬化剤の2成分からなり、(C)中のイソシアネ
ート基と(A)及び(B)中の活性水素含有基の比が
0.5〜2.0[当量数比]であることが好ましい。
0.5以下では十分なゴム弾性が得られず、2.0以上
では硬化物の伸びが低下したり、発泡性を悪化させるた
め好ましくない。
【0034】本発明のシーリング材組成物は、上述の必
須成分を用いて、さらに、施工の際の作業性、硬化後の
物性および経済性を改良するために、他の有機金属化合
物や3級アミン等の反応促進用触媒、炭酸カルシウム、
タルク、酸化チタン、シリカ等の充填剤や、ジオクチル
フタレート(DOP)、ジヘプチルフタレート(DH
P)、ブチルベンジルフタレート(BBP)等のフタル
酸エステル、塩素化パラフィン等の可塑剤の他、必要に
応じて、揺変剤、老化防止剤、着色剤等を添加すること
ができる。
【0035】以下に、実施例により、本発明を具体的に
説明する。 (基剤の調製):ポリサルファイドポリエーテルポリマ
ー(SH含量:2.0重量%[LP−282 東レチオ
コール(株)製])と数平均分子量2,000のポリエ
ーテルポリオール、可塑剤としてジオクチルフタレート
(DOP)、充填剤として炭酸カルシウム[白艷化CC
R 白石工業(株)製]、硬化促進用触媒として各種錫
化合物、を1軸混合攪拌機のバタフライミキサー、次い
で3本ロールによって混合・分散し、本発明における基
剤を得た。
【0036】硬化剤:市販の末端NCOプレポリマー
CP−132(NCO含有量4.1%、粘度11,00
0mPA・s/25℃)[東レチオコール(株)製]を
硬化剤として使用した。
【0037】実施例1 (A)ポリサルファイドポリエーテルポリマー80重量
部と(B)ポリエーテル系ポリオール20重量部に対し
て(D)有機錫化合物としてジブチルチンジマレエート
(三共有機合成(株)製SCAT−4A)を0.5重量
部、(E)脂肪酸カルシウムとしてオクチル酸カルシウ
ム溶液(カルシウム量として5%溶液;日本化学産業
(株)製)を1重量部含有させた他、作業性の調整上必
要な充填剤及び可塑剤を配合し実施例1の基剤を調製し
た。
【0038】実施例2 (D)有機錫化合物としてジブチルチンメルカプチド
(三共有機合成(株)製SCAT−7)を0.5重量部
とした以外は、実施例1と同様の配合で実施例2の基剤
を調製した。
【0039】実施例3 (A)ポリサルファイドポリエーテルポリマー50重量
部と(B)ポリエーテル系ポリオール50重量部とした
以外は、実施例2と同様の配合で実施例3の基剤を調製
した。
【0040】比較例1 (A)ポリサルファイドポリエーテルポリマー100重
量部に対して(D)有機錫化合物としてジブチルチンジ
マレエート(三共有機合成(株)製SCAT−4A)を
0.5重量部含有させた他、作業性の調整上必要な充填
剤及び可塑剤を配合し比較例1の基剤を調製した。
【0041】比較例2 (A)ポリサルファイドポリエーテルポリマー80重量
部と(B)ポリエーテル系ポリオール20重量部とした
以外は、比較例1と同様の配合で比較例2の基剤を調製
した。
【0042】比較例3 (A)ポリサルファイドポリエーテルポリマー50重量
部と(B)ポリエーテル系ポリオール50重量部とした
以外は、比較例1と同様の配合で比較例3の基剤を調製
した。
【0043】各評価試験は以下の(1)〜(5)に示す
方法で行った。
【0044】(1)動的屋外暴露試験:図面を参照して
当該試験を説明する。日本シーリング材工業会推奨の装
置に準拠した装置を用いた。試料は所定のシーリング材
配合を、
【図1】及び
【図2】に示す如く、装置の目地相当の治具3に施工し
た。治具は黒色アルミニウム角材5と連結した可動棒1
と固定棒2によりその両側を固定した。黒色アルミニウ
ム角材5の温度は、直射日光、気温、風雨等の環境条件
により変動し、固定架台6との熱膨張係数の差に相当す
る変形分を施工直後から試料に与えた。試料は年間を通
じて昼夜、天候、季節毎に膨張・収縮を繰り返す状態の
下で屋外暴露される。黒色アルミニウム角材5の長さは
6m、100mm×100mmの四角柱で中空となって
おり、黒色アルミニウム厚さは3mmとした。試験は5
月に開始した。目地の幅(試料幅)は、予め記録装置を
用いて測定したデータに基づき20mmとした。開始時
期によって試料が受ける引張・圧縮の比率は異なるが、
最大±20%の変形を受ける。暴露角度は水平で、2年
間試験した後、剥離やクラックの発生について実用的な
見地から評価した。
【0045】(2)耐久性:JIS A 1439:1
997、4.17 耐久性試験に準拠して、耐久性区分
9030を確認した。 <評価基準>○:試料の溶解、膨潤、ひび割れ、被着体
からの剥離が認められない。 ○△:微小な異常が認められる。(合格レベル) ×:明確な異常が認められる。
【0046】(3)引張接着性:JIS A 143
9:1997、4.21 引張接着性試験に準拠して、
50%引張応力及び破壊時の伸び求めた。加熱条件は9
0±2℃で行った。
【0047】(4)発泡性:20℃で混合物をガラス瓶
(直径×高さ=15mm×55mm)に充填し、速やか
に50℃・95%R.H.の恒温恒湿槽に入れ、硬化ま
でに開口部からはみ出した高さを求めた。
【0048】(5)作業性:20℃及び0℃でシーリン
グ材を混合し、混合物のヘラ作業性を実用的な見地から
評価した。 <評価基準> ○:作業しやすく良好 ×:高粘度で
糸曳き大
【0049】硬化剤中のNCO基/基剤中のOH基+S
H基比(当量数比)=1.05で混合した各実施例及び
比較例について上記(1)〜(5)に従って評価した結
果を(表1)に示す。
【0050】
【表1】
【0051】
【発明の効果】以上示したように、基剤成分としてポリ
サルファイド系ポリマーとポリエーテルポリオールを併
用し、硬化剤としてイソシアネート化合物と反応硬化す
る2成分形シーリング材において、有機錫化合物好まし
くはメルカプト系有機錫化合物と脂肪酸カルシウム塩を
含有するシーリング材は、硬化過程での発泡が少なく実
用性に優れ他の基本性能を低下させないため、ポリサル
ファイド系シーリング材の欠点である動的追従性を改良
し、従来よりも適材適所を拡大できる2成分形シーリン
グ材組成物を提供することができる。
【0052】
【図面の簡単な説明】
【図1】動的屋外暴露試験機略図の平面図である。
【図2】動的屋外暴露試験機略図の断面図である。
【符号の説明】
1…可動部 2…固定部 3…試験治具 4…シーリング材、 5…黒色アルミ角材 6…固定架台 7…バックアップ材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基剤成分として(A)ポリサルファイド
    系ポリマーと(B)数平均分子量が1,000以上のポ
    リエーテル系ポリオールと、硬化剤成分として(C)分
    子中に2個以上のイソシアネート基を有する化合物及び
    /又はそれにより変性したウレタンプレポリマーからな
    る2成分形シーリング材であって、(D)有機錫化合物
    と(E)脂肪酸カルシウム塩を含有する組成物。
  2. 【請求項2】 (D)有機錫化合物がメルカプチド系で
    あることを特徴とする請求項1記載のシーリング材組成
    物。
  3. 【請求項3】 (A)ポリサルファイド系ポリマーと
    (B)数平均分子量が1,000以上のポリエーテル系
    ポリオールの混合比率が(A)/(B)=95/5〜2
    0/80(重量比率)であることを特徴とする請求項1
    〜2記載のシーリング材組成物。
  4. 【請求項4】 (D)有機錫化合物の含有量が、(A)
    及び(B)の合計100重量部に対して0.05〜5重
    量部であることを特徴とする請求項1〜3記載のシーリ
    ング材組成物。
  5. 【請求項5】 (E)脂肪酸カルシウム塩の含有量が、
    (A)及び(B)の合計100重量部に対してカルシウ
    ム量として0.005〜0.5重量部であることを特徴
    とする請求項1〜4記載のシーリング材組成物。
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