JP2003335839A - 湿気硬化型舗装材 - Google Patents

湿気硬化型舗装材

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JP2003335839A
JP2003335839A JP2002149030A JP2002149030A JP2003335839A JP 2003335839 A JP2003335839 A JP 2003335839A JP 2002149030 A JP2002149030 A JP 2002149030A JP 2002149030 A JP2002149030 A JP 2002149030A JP 2003335839 A JP2003335839 A JP 2003335839A
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JP
Japan
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urethane
moisture
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oxazolidine
pavement material
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English (en)
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Masato Fujii
正人 藤井
Norio Nishimura
紀夫 西村
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DIC Corp
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬化時に炭酸ガスによる発泡がなく、耐水
性、硬化性に優れた湿気硬化型ウレタン組成物を用いた
舗装材を提供する。 【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5重量%以上含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させて得られ
るウレタンオキサゾリジンプレポリマー、(B)酸触媒
及び(C)粒状又はファイバー状のチップを含有してな
る湿気硬化型舗装材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬化時に炭酸ガス
による発泡がなく、耐水性、硬化性に優れた湿気硬化型
舗装材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の湿気硬化型ウレタン組成物として
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。
【0003】特開平13−164108ではゴムチッ
プ、湿気硬化型ポリウレタン樹脂、アミン系触媒または
有機金属化合物系触媒、および水と反応してアミンを生
成する化合物とを含有することを特徴とする湿気硬化型
舗装材が紹介されているが、この組成物を用いた舗装材
は降雨等による耐水性に劣るという欠点があり実用的で
ない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、硬化
時に炭酸ガスによる発泡がなく、耐水性、硬化性に優れ
た湿気硬化型ウレタン組成物を用いた舗装材を提供する
ことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、こうした
課題について鋭意研究の結果、ポリイソシアネートとブ
チレンエーテル結合を5重量%以上含有するポリオキシ
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させ
て得られるウレタンオキサゾリジンプレポリマー (B)酸触媒及び(C)粒状又はファイバー状のチップ
を含有してなる湿気硬化型舗装材を提供するものであ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明でのウレタンオキサゾリジ
ンプレポリマー(A)に使用され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
レポリマーは、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。
【0007】かかるポリオキシアルキレンポリオールは
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にエチレンオ
キサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド
を単独又はそれらの2種以上を公知の方法で付加して得
られるポリオールである。
【0008】本発明に使用されるポリイソシアネートと
しては、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。
【0009】ウレタンプレポリマーの構成成分であるポ
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であり、ポリエーテルトリオー
ルを本発明の効果を損なわない限り併用できる。また、
該プレポリマーは、ポリオキシアルキレンポリオールと
して好ましくはブチレンエーテル結合を5重量%以上、
更に好ましくは好ましくは5〜80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、且つ耐水試験後の物性が更に良好な
ものとなる。
【0010】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。更にイソシアネートとポリオールとのNCO/O
H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。
【0011】ウレタンオキサゾリジンプレポリマー
(A)を構成するN−2−ヒドロキシアルキルオキサゾ
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。
【0012】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。
【0013】酸触媒(B)については、ウレタンオキサ
ゾリジンプレポリマー中のオキサゾリジン環の加水分解
を促進する酸性化合物であれば使用でき、例えば燐酸、
サリチル酸、燐酸塩または無水フタル酸等の公知の有
機、無機酸を挙げることが出来る。その使用量は組成物
中に0.001〜1重量%の範囲が好ましい。
【0014】粒状又はファイバー状のチップ(C)とし
ては、ゴムチップ、木チップ等が用いられる。ゴムチッ
プは、舗装体に低騒音性、透水性、適度な弾性等を付与
するために使用され、タイヤ屑、不要となったゴルフボ
ール、その他ゴム製品等の廃ゴムの粉砕物、ゴム製品の
製造工程で生じる廃ゴムの粉砕物等を再利用することが
できる。また木チップとしては間伐材等の廃材をチップ
状に加工したものが用いられる。チップの形状はファイ
バー状あるいは粒状などの粉砕物が用いられ、中でも直
径2〜10mmの粒状チップを70重量%以上含んだチ
ップを用いると、透水性、平滑性等の面から好ましい。
尚、後述するように、無機充填剤を併用することができ
るが、該チップ(C)を含有しないと透湿性や適切な歩
行感が発揮されなくなる。 尚、好ましくは(C)粒状
又はファイバー状のチップは施工時に(A)及び(B)
からなる湿気硬化性ウレタン組成物に混合して用いられ
る。
【0015】本発明の舗装材における粒状又はファイバ
ー状のチップ(C)の配合割合は、湿気硬化型ウレタン
樹脂分100重量部に対し、300〜600重量部が好
ましく、更に好ましくは400〜500重量部の割合で
ある。
【0016】本発明の舗装材は、これらの用途で使用す
る際に必要に応じて溶剤、無機充填剤、小量のプロセス
オイル、可塑剤、その他の顔料、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。
【0017】溶剤類としては、トルエン、キシレン、タ
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。その使用量は、舗装材中10重量%以下が好まし
い。
【0018】可塑剤としては、例えばジブチルフタレー
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。その使用量は、舗装材中15重量%以
下が好ましい。
【0019】また、安定剤としては、例えば、酸化防止
剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。
【0020】本発明の舗装材は、例えば歩道、道路、橋
梁、屋上などの舗装に有用であり、適用される基盤の素
材としてはコンクリート、アスファルト、石材、木材、
金属などが挙げられる。
【0021】
【実施例】次に、本発明を、実施例、比較例により詳細
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。
【0022】(オキサゾリジン変性ウレタンプレポリマ
ーB−1の作製例)数平均分子量2000のポリブチレ
ンエーテルジオール400g(0.2モル)、数平均分
子量2000のポリプロピレンエーテルジオール300
g(0.15モル)エチレンオキサイド含有量4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100g(0.03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−
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10時間反応させウレタンプレポリマー(B−
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。
【0023】(オキサゾリジン変性ウレタンプレポリマ
ーB−2の作製例)数平均分子量2000のポリブチレ
ンエーテルジオール700g(0.35モル)、数平均
分子量2000のポリプロピレンエーテルジオール20
0g(0.1モル)エチレンオキサイド含有量4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100g(0.03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−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10時間反応させウレタンプレポリマ
ー(B−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。 (オキサゾリジン変性ウレタンプレポリマーB−3の作
製例)オキサゾリジン変性ウレタンプレポリマーB−1
の作成例において数平均分子量2000のポリブチレン
エーテルジオール400g(0.2モル)の代わりにエ
チレンオキサイド含有量10重量%で数平均分子量20
00のポリエチレンプロピレンレンエーテルジオール4
00g(0.2モル)を用いたこと以外は同様の方法で
ウレタンプレポリマー(B−3)を得た。 (オキサゾリジン変性ウレタンプレポリマーB−4の作
製例)オキサゾリジン変性ウレタンプレポリマーB−2
の作成例において数平均分子量2000のポリブチレン
エーテルジオール700g(0.35モル)の代わりに
エチレンオキサイド含有量10重量%で数平均分子量2
000のポリエチレンプロピレン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
法でウレタンプレポリマー(B−4)を得た。
【0024】<配合>ウレタンオキサゾリジンプレポリ
マー及び触媒(サリチル酸、DBTDL=ジブチルチン
ジラウレート)を所定の割合で混合して湿気硬化型ウレ
タン組成物を作製した。試験はこのウレタン組成物と粒
状チップ(粒径:1.0〜3.36mm)を100:4
00(重量比)の割合で混合して試験に供した。
【0025】[試験方法] (硬化性試験)硬化性は四方を枠で囲い離型紙を貼った
ガラス板(30*30cm)上に厚さ10mmの割合で
試料を流しコテで平滑にならした後、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。
【0026】(非発泡性試験)非発泡性は四方を枠で囲
ったスレート板(30×30cm)上に厚さ10mmの
割合で試料を流し、50℃×90%の条件下で硬化させ
た後、塗膜表面のフクレの有無を観察した。フクレの無
いものは○、フクレが少しあるものは△、フクレが多数
有るものは×とした。
【0027】(引張物性試験)引張物性は四方を枠で囲
い離型紙を貼ったガラス板(30×30cm)上に厚さ
10mmの割合で試料を流し、25℃×50%の条件下
で7日間放置し硬化させた後、ダンベル1号型にて試験
片を打ち抜いた。この試験片を引張試験機を用い引張速
度100mm/minの条件で常態の引張強度(MP
a)、破断伸度(%)を測定した。
【0028】(耐水性試験)常態引張物性試験法に準じ
て作製したダンベル1号型試験片を60℃で7日間浸漬
した後取り出し、水分をよく拭った後25℃×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(MPa)、破断伸度(%)を測定した。
【0029】
【表1】[配合条件及び試験結果]
【0030】比較例1のブチレンエーテル結合を含まな
い組成物は耐水後の物性低下が大きいものであった。比
較例2の酸触媒をふくまない組成物は硬化性が低くフク
レもみられ、更に耐水後の物性低下が大きいものであっ
た。
【0031】
【発明の効果】本発明は、硬化時に炭酸ガスによる発泡
がなく、耐水性、硬化性に優れた湿気硬化型舗装材を提
供するものである。
フロントページの続き Fターム(参考) 2D051 AA01 AA06 AB03 AG11 AG13 EA01 EA06 EB05 4J034 BA03 DA01 DB04 DC50 DH02 HC03 HC12 HC17 HC45 HC46 HC52 HC53 HC61 HC71 HD15 JA42 KD02 KD15 MA22 MA26 MA29 RA10

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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5重量%以上含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させて得られ
    るウレタンオキサゾリジンプレポリマー、(B)酸触媒
    及び(C)粒状又はファイバー状のチップを含有してな
    る湿気硬化型舗装材。
  2. 【請求項2】 ウレタンオキサゾリジンプレポリマー
    (A)のポリオキシアルキレンポリオール成分がブチレ
    ンエーテル結合5〜80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%である請求項1記載の湿気硬化型舗装材。
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