JP2004010766A - ウレタン塗膜防水材組成物及びウレタン塗膜防水材の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗り重ねを行った場合に層間に空気溜まりが発生しにくいウレタン塗膜防水材組成物並びにウレタン塗膜防水材の施工方法を提供する。
【解決手段】イソシアネート成分がポリプロピレンポリオールとジイソシアネートとを反応させたＮＣＯ基末端のプレポリマーを主成分とするものであり、硬化剤成分は芳香族ジアミンとポリプロピレンポリオールとを含むものであり、芳香族ジアミンがｏ−クロロアニリン及びアニリンとをホルムアルデヒドと縮合させて得られる変性芳香族ジアミンであり、イソシアネート成分、硬化剤成分を構成するポリプロピレンポリオールの少なくとも１種は平均官能基数が２〜３、平均分子量が１０００〜８０００、末端の９０モル％以上がエチレンオキサイドが開環付加した第１級水酸基である、使用時にイソシアネート成分と硬化剤成分とを混合して塗工するウレタン塗膜防水材組成物とする。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート、鉄板等構造材、特に断熱材施工構造材の上に塗工するウレタン塗床材及びその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウレタン塗膜防水材組成物としては、形成される塗膜層の機械的強度が強いこと、反応性に優れていること、並びに低コストであることなどから、ポリプロピレンポリオール系のプレポリマーであるイソシアネート成分とメチレンビス（ｏ−クロルアニリン）（ＭＢＯＣＡ）をポリプロピレンポリオールに溶解した硬化剤成分との２成分系の組成物が使用され、塗工時にこれらの２成分を混合して硬化性組成物として使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構成のウレタン塗膜防水材は、塗膜層を厚くするため通常、下塗り層が十分に硬化しない状態で上塗りを行う２層以上の塗り重ねが行われる。
【０００４】
ところが、従来の塗膜防水材を使用して塗り重ねを行った場合、特に断熱材を施工した構造材面において塗り重ねを行った場合、塗り重ねを行った層間に空気溜まりが発生して製品不良となるという問題があった。このような空気溜まりの発生は、特に夏場の高温時に発生する傾向を有するものである。
【０００５】
本発明の目的は、塗り重ねを行った場合に層間に空気溜まりが発生しにくいウレタン塗膜防水材組成物並びにウレタン塗膜防水材の施工方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、使用時にイソシアネート成分と硬化剤成分とを混合して塗工するウレタン塗膜防水材組成物であって、
前記イソシアネート成分がポリプロピレンポリオールとジイソシアネートとをＮＣＯ／ＯＨ当量比を１．５〜２．５にて反応させたＮＣＯ基末端のプレポリマーを主成分とするものであり、
前記硬化剤成分は芳香族ジアミンとポリプロピレンポリオールとを含むものであり、
前記芳香族ジアミンがｏ−クロロアニリン及びアニリンとをホルムアルデヒドと縮合させて得られる変性芳香族ジアミンであり、
イソシアネート成分、硬化剤成分を構成する前記ポリプロピレンポリオールの少なくとも１種は平均官能基数が２〜３、平均分子量が１０００〜８０００であり、末端の９０モル％以上がエチレンオキサイドが開環付加した第１級水酸基を有するものであることを特徴とする。
【０００７】
硬化剤成分としてｏ−クロロアニリン及びアニリンとをホルムアルデヒドと縮合させて得られる変性芳香族ジアミンを使用し、かつイソシアネート成分、硬化剤成分を構成する前記ポリプロピレンポリオールの少なくとも１種として平均官能基数が２〜３、平均分子量が１０００〜８０００であり、末端の９０モル％以上がエチレンオキサイドが開環付加した第１級水酸基を有するポリプロピレンポリオールを使用することにより、塗り重ねを行った場合に、特に夏場に断熱材を施工した構造材面に塗り重ね塗工を行った場合であっても、層間に空気溜まりが発生しにくいウレタン防水塗膜が形成される。
【０００８】
上述のウレタン塗膜防水材組成物においては、前記硬化剤成分は、変性芳香族ジアミンとポリプロピレンポリオールの混合比が４０／６０〜６０／４０（当量比）であることが好ましい。
【０００９】
硬化剤成分中の変性芳香族ジアミンとポリプロピレンポリオールの混合比を上記範囲とすることにより、塗り重ね塗工を行った場合の層間の空気溜まり発生がより起こりにくいウレタン防水塗膜が形成される。
【００１０】
別の本発明は、イソシアネート成分と硬化剤成分とを混合して塗工するウレタン塗膜防水材の施工方法であって、
前記イソシアネート成分がポリプロピレングリコールとジイソシアネートとをＮＣＯ／ＯＨ当量比を１．５〜２．５にて反応させたＮＣＯ基末端のプレポリマーを主成分とするものであり、
前記硬化剤成分は芳香族ジアミンとポリプロピレンポリオールとを含むものであり、
前記芳香族ジアミンがｏ−クロロアニリン及びアニリンとをホルムアルデヒドと縮合させて得られる変性芳香族ジアミンであり、
イソシアネート成分、硬化剤成分を構成する前記ポリプロピレンポリオールの少なくとも１種は平均官能基数が２〜３、平均分子量が１０００〜８０００であり、末端の９０モル％以上がエチレンオキサイドが開環付加した第１級水酸基を有するものであることを特徴とする。
【００１１】
上述の発明においても、前記硬化剤成分は、変性芳香族ジアミンとポリプロピレンポリオールの混合比が４０／６０〜６０／４０（当量比）であることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する原料について説明する。
イソシアネート成分は、ポリプロピレンポリオールとジイソシアネートとをＮＣＯ／ＯＨ当量比を１．５〜２．５にて反応させたＮＣＯ基末端のプレポリマー（ＮＣＯプレポリマー）を主成分とする。
【００１３】
プレポリマーを構成する成分であるポリイソシアネート成分は、公知のポリイソシアネート化合物が限定なく使用可能であり、具体的には、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ），２，４−トルエンジイソシアンート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トルエンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）等の芳香族ジイソシアネート、水素添加ＭＤＩ，イソフォロンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネート等が例示される。これらのジイソシアネート化合物は単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１４】
イソシアネートプレポリマーを作製する時のＮＣＯ／ＯＨ当量比は、１．５〜２．５であるが、１．８〜２．２であることがより好ましい。
【００１５】
係る範囲において、プレポリマーの液粘度が使用に適し、また残存する未反応のイソシアネート化合物濃度が低いプレポリマーが得られる。
【００１６】
イソシアネート成分には、イソシアネートプレポリマーに加えて脱水剤としてＡｄｄｉｔｖｅ　ＴＩ（バイエル社製）等の添加剤を添加することは好ましい態様である。
【００１７】
硬化剤成分の構成成分であるｏ−クロロアニリン及びアニリンとをホルムアルデヒドと縮合させて得られる変性芳香族ジアミンは、公知の技術により、ｏ−クロロアニリン及びアニリンとをホルムアルデヒドと触媒の存在下に縮合させて製造される。ｏ−クロロアニリン／アニリン比（モル比）は、７／１〜３／１であることが、防水材塗膜の特性、硬化性能が良好であり、好ましい。得られる変性芳香族ジアミンは、２量体と３量体の混合物であり、３量体が約１０〜３０％程度含まれていることが好ましい。変性芳香族ジアミンは、市販品を使用してもよい。２量体は、４，４’−メチレンビス（ｏ−クロロアニリン）、４，４’−ジアミノジフェニルメタンを主成分とする。
【００１８】
イソシアネートプレポリマー並びに硬化剤を構成する成分であるポリプロピレンポリオール（ＰＰＧ）は、平均官能基数が２〜３であり、末端基定量法による平均分子量が１０００〜８０００のものを使用する。平均分子量が異なる２種以上のＰＰＧを混合して使用してもよい。これらの少なくとも１種は、末端にエチレンオキサイドを開環付加させた第１級の水酸基を有するものを使用する。
【００１９】
エチレンオキサイドの開環付加による第１級水酸基が９０％以上、即ち、末端水酸基の９０モル％以上が−ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨであるのものを使用する。末端の第１級水酸基が９０％以上のＰＰＧは、エチレンオキサイドの付加量を、プロピレンオキサイドの付加量に対して５モル％以上、好ましくは１０モル％以上に設定することにより、確実に得られる。
【００２０】
平均官能基数が２〜３のＰＰＧは、２官能のポリプロピレンポリオールのみ、３官能のポリプロピレンポリオールのみ、もしくは２官能のポリプロピレンポリオールと３官能ポリプロピレンポリオールの混合物を使用する。
【００２１】
硬化剤成分における変性芳香族ジアミンとポリプロピレンポリオールの混合比率は、ジアミン／ポリオール＝４０／６０〜６０／４０（当量比）であることが、塗り重ね時の空気溜まりの発生防止効果がよく、防水塗膜の機械的強度も良好であることから、好ましい。
【００２２】
硬化剤成分には、必要に応じて触媒、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤等を添加することが好ましい。
【００２３】
触媒としては、ウレタン結合形成用の触媒が限定なく使用可能である。具体的には、オクチル酸錫、オクチル酸鉛等の金属有機酸塩、ジブチル錫ジラウレート等の有機錫化合物、トリエチレンジアミン等の第３級アミン化合物が例示される。
【００２４】
可塑剤としては、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジオクチルアジペート等のジカルボン酸ジアルキルエステル類、トリクレジルホスフェート等のリン酸エステル類、塩素化パラフィン等が例示される。これらの中でも、廃棄物焼却時にダイオキシンが発生しないので、ジカルボン酸ジアルキルエステル類の使用がより好ましい。
【００２５】
充填剤としては、公知の充填剤が限定なく使用可能である。具体的には、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、ゼオライト、タルク、クレー、シリカ、ケイソウ土、硫酸カルシウム等が例示される。
【００２６】
イソシアネート成分と硬化剤成分は、ＮＣＯ／活性水素基当量比が０．９５〜１．４５の範囲となるように混合して塗工する。活性水素基は、ポリプロピレンポリオールにおいては水酸基であり、変性芳香族ジアミンにおいてはアミノ基である。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。
（使用原料）
本発明の実施例、比較例において使用した原料は以下の通りである。
・エクセノール２０２０：ポリオキシプロピレングリコール（２官能）、水酸基価＝５４〜５８ｍｇＫＯＨ／ｇ〔平均分子量２０００〕（旭硝子）
・アクトコール３５−３４：ポリオキシプロピレンポリオール（３官能）、水酸基価＝３３〜３６ｍｇＫＯＨ／ｇ〔平均分子量５０００〕（三井武田ケミカル）
・ＥＰ−２４０：ポリオキシプロピレンポリオール（３官能）、末端はエチレンオキサイド（ＥＯ）付加（ＥＯ付加率＝１３．５重量％）（水酸基価＝２２〜２６ｍｇＫＯＨ／ｇ〔平均分子量７０００〕（三井武田ケミカル）
・変性芳香族ジアミンＭＬ−５２０：ｏ−クロロアニリン及びアニリンとをホルムアルデヒドと縮合させて得られる縮合ポリアミンとＰＰＧ混合溶液（５０／５０（重量比））；水酸基価２０５〜２１５ｍｇＫＯＨ／ｇ（イハラケミカル工業）
（実施例、比較例）
表１のイソシアネート成分欄に記載した重量比にて混合したポリオール成分とイソシアネート化合物として、２，４−ＴＤＩと２，６−ＴＤＩの混合物を使用し、常法に従ってイソシアネート末端プレポリマーを作製し、イソシアネート成分とした。２，４−ＴＤＩ／２，６−ＴＤＩ混合比、並びにイソシアネート末端プレポリマーのＮＣＯ含有率（重量％）は、表１に記載した。
【００２８】
硬化剤成分の組成も表１に示した。ＭＢＯＣＡ（メチレンビス（ｏ−クロルアニリン））は、ポリオール化合物に溶解して硬化剤成分（組成物）として使用した。
【００２９】
塗膜評価は、イソシアネート成分と硬化剤成分とを所定の比率で混合して塗膜形成組成物とし、可使時間を測定すると共に硬化して得られた塗膜の特性を評価した。
【００３０】
塗工は、３０ｃｍ×３０ｃｍ、厚さ１０ｍｍのコンクリート板にウレタン系プライマーを塗布、乾燥し、その上に塗膜形成組成物を厚さ２ｍｍとなるように塗工して第１層を形成し、室温にて１夜放置した。
翌日に同じ塗膜形成組成物を、第１層の上に厚さ２ｍｍとなるように塗工して第２層を形成してウレタン防水塗膜サンプルとした。
ウレタン防水塗膜は１日放置して硬化させ、膨れテストを行った。
【００３１】
＜評価＞
（膨れテスト）
ウレタン防水塗膜サンプルを８０℃のオーブン中で２時間加熱し、取り出して膨れの発生を目視により観察評価した。評価結果は、
○：膨れ発生せず。
×：膨れが発生した。
にて表示した。
【００３２】
（可使時間）
主剤と硬化剤を２５℃にて所定の配合比により２分間撹拌後スタートし、混合粘度１００，０００ｍＰａ・ｓ到達までの時間とした。
【００３３】
（引張り強さ、伸び率、引裂強度）
引張り強さ及び伸び率はＪＩＳ　Ｋ６２５１、引裂強度はＪＩＳ　Ｋ６２５２に準拠して測定した。
【００３４】
【表１】

【表２】

表１、２の結果から、本発明のウレタン塗膜防水材は、重ね塗りを行った場合に膨れを発生しないものであることが明らかである。

Claims (3)

1. 使用時にイソシアネート成分と硬化剤成分とを混合して塗工するウレタン塗膜防水材組成物であって、
   前記イソシアネート成分がポリプロピレンポリオールとジイソシアネートとをＮＣＯ／ＯＨ当量比を１．５〜２．５にて反応させたＮＣＯ基末端のプレポリマーを主成分とするものであり、
   前記硬化剤成分は芳香族ジアミンとポリプロピレンポリオールとを含むものであり、
   前記芳香族ジアミンがｏ−クロロアニリン及びアニリンとをホルムアルデヒドと縮合させて得られる変性芳香族ジアミンであり、
   イソシアネート成分、硬化剤成分を構成する前記ポリプロピレンポリオールの少なくとも１種は平均官能基数が２〜３、平均分子量が１０００〜８０００であり、末端の９０モル％以上がエチレンオキサイドが開環付加した第１級水酸基を有するものであるウレタン塗膜防水材組成物。
2. 前記硬化剤成分は、変性芳香族ジアミンとポリプロピレンポリオールの混合比が４０／６０〜６０／４０（当量比）である請求項１に記載のウレタン塗膜防水材組成物。
3. イソシアネート成分と硬化剤成分とを混合して塗工するウレタン塗膜防水材の施工方法であって、
   前記イソシアネート成分がポリプロピレングリコールとジイソシアネートとをＮＣＯ／ＯＨ当量比を１．５〜２．５にて反応させたＮＣＯ基末端のプレポリマーを主成分とするものであり、
   前記硬化剤成分は芳香族ジアミンとポリプロピレンポリオールとを含むものであり、
   前記芳香族ジアミンがｏ−クロロアニリン及びアニリンとをホルムアルデヒドと縮合させて得られる変性芳香族ジアミンであり、
   イソシアネート成分、硬化剤成分を構成する前記ポリプロピレンポリオールの少なくとも１種は平均官能基数が２〜３、平均分子量が１０００〜８０００であり、末端の９０モル％以上がエチレンオキサイドが開環付加した第１級水酸基を有するものであるウレタン塗膜防水材の施工方法。