JP2006160875A - ウレタン樹脂組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】揺変性、即ち、チクソ性、耐スランプ性に優れ、また一液として用いた場合の貯蔵安定性に優れ、更に硬化時の発泡やクラックの発生が抑制されたウレタン樹脂組成物の提供。
【解決手段】ウレタンプレポリマー(A)と、カルボキシ基を有するシリコーンオイル(B)とを含有するウレタン樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、ウレタン樹脂組成物に関する。
ウレタン樹脂組成物は、シーリング材、防水剤、接着剤等に使用されているが、このような用途に用いる場合には揺変性(チクソ性、耐スランプ性)が要求されている。
この要求を満たすために、ウレタン樹脂組成物に、コロイド状シリカを添加したり、更に種々の添加剤をコロイド状シリカと併用して添加する技術が知られている(例えば、特許文献1〜3参照。)
しかしながら、コロイド状シリカ等の添加に伴い、得られるウレタン樹脂組成物が貯蔵中に増粘したり、硬化時に接着面において発泡やクラックが発生したりする問題があった。
これらの問題を解決するために、脂肪酸エステル変性シリコーンオイルを有効成分として含有する一液型揺変性ポリウレタン組成物が本出願人により提案されている(特許文献4参照。)。
しかしながら、特許文献4に記載の発明では、所定の揺変性を得るためには脂肪酸エステル変性シリコーンオイルを相当量(ウレタンプレポリマー100質量部に対して少なくとも1質量部程度)添加する必要があり、また脂肪酸エステル変性シリコーンオイルの添加により付与される揺変性は、現在の要求特性の下では不十分となる場合があった。
特公昭51−11656号公報 特公昭53−5899号公報 特公平3−15669号公報 特開平6−80755号公報
そこで、本発明は、揺変性、即ち、チクソ性、耐スランプ性に優れ、また一液として用いた場合の貯蔵安定性に優れ、更に硬化時の発泡やクラックの発生が抑制されたウレタン樹脂組成物を提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、カルボキシ基を有するシリコーンオイル(以下、「カルボキシ変性シリコーンオイル」ともいう。)を添加することにより、得られる組成物が揺変性に優れ、また一液として用いた場合の貯蔵安定性に優れ、更に硬化時の発泡やクラックの発生が抑制されたウレタン樹脂組成物となることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、以下の(I)〜(III)に示すウレタン樹脂組成物を提供する。
(I)ウレタンプレポリマー(A)と、カルボキシ基を有するシリコーンオイル(B)とを含有するウレタン樹脂組成物。
(II)上記シリコーンオイル(B)が、下記一般式(1)〜(3)で表されるシリコーンオイルの少なくとも1種からなる上記(I)に記載のウレタン樹脂組成物。
Figure 2006160875
式中、R1およびR2はそれぞれ独立にアルキル基またはアリール基を表し、R3は単結合または炭素数1〜30のアルキレン基を表し、mは0または正の整数を表し、nは1以上の整数を表す。また、複数のR1、R2およびR3は、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。
(III)上記ウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、上記シリコーンオイル(B)を0.1〜20質量部含有する上記(I)または(II)に記載のウレタン樹脂組成物。
以下に説明するように、本発明によれば、揺変性に優れ、また一液として用いた場合の貯蔵安定性に優れ、更に硬化時の発泡やクラックの発生が抑制されたウレタン樹脂組成物を提供することができるため有用である。
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明のウレタン樹脂組成物は、ウレタンプレポリマー(A)と、カルボキシ変性シリコーンオイル(B)とを含有するウレタン樹脂組成物である。
次に、本発明のウレタン樹脂組成物に用いるウレタンプレポリマー(A)およびカルボキシ変性シリコーンオイル(B)について詳述する。
<ウレタンプレポリマー(A)>
本発明に用いられるウレタンプレポリマー(A)は、通常の1液型のポリウレタン樹脂組成物と同様、ポリオール化合物と過剰のポリイソシアネート化合物(即ち、水酸(OH)基に対して過剰のイソシアネート(NCO)基)を反応させて得られる反応生成物であって、一般に、0.5〜10質量%のNCO基を分子末端に含有するものである。
このようなウレタンプレポリマー(A)のNCO基は、空気中の水分と反応して架橋点となり、プレポリマーの柔軟な主鎖をマトリックスとするゴム弾性を有する架橋構造が形成される。
このようなウレタンプレポリマー(A)を生成するポリイソシアネート化合物は、分子内にNCO基を2個以上有する化合物であれば特に限定されず、その具体例としては、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4′−MDI)、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4′−MDI)、1,4−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)等の芳香族ポリイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル(NBDI)等の脂肪族ポリイソシアネート;トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、H6XDI(水添XDI)、H12MDI(水添MDI)、H6TDI(水添TDI)等の脂環式ポリイソシアネート;ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネートなどのポリイソシアネート化合物;これらのイソシアネート化合物のカルボジイミド変性ポリイソシアネート;これらのイソシアネート化合物のイソシアヌレート変性ポリイソシアネート;これらのイソシアネート化合物と後述するポリオール化合物とを反応させて得られるウレタンプレポリマー;等が挙げられ、これらを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
なお、分子内にNCO基を1個のみ有するモノイソシアネート化合物も、ジイソシアネート化合物等と混合することにより用いることができる。
また、このようなウレタンプレポリマー(A)を生成するポリオール化合物は、OH基を2個以上有する化合物であれば、その分子量および骨格などは特に限定されず、その具体例としては、低分子多価アルコール類、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、およびこれらの混合ポリオール等が挙げられる。
ここで、低分子多価アルコール類としては、具体的には、例えば、エチレングリコール(EG)、ジエチレングリコール、プロピレングリコール(PG)、ジプロピレングリコール、(1,3−または1,4−)ブタンジオール、ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、1,1,1−トリメチロールプロパン(TMP)、1,2,5−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトールなどの低分子ポリオール;ソルビトールなどの糖類;等が挙げられる。
ポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオールは、通常、上記低分子多価アルコール類から導かれるが、本発明においては、更に以下に示す芳香族ジオール類、アミン類、アルカノールアミン類から導かれるものも好適に用いることができる。
この芳香族ジオール類としては、具体的には、例えば、レゾルシン(m−ジヒドロキシベンゼン)、キシリレングリコール、1,4−ベンゼンジメタノール、スチレングリコール、4,4′−ジヒドロキシエチルフェノール;下記に示すようなビスフェノールA構造(4,4′−ジヒドロキシフェニルプロパン)、ビスフェノールF構造(4,4′−ジヒドロキシフェニルメタン)、臭素化ビスフェノールA構造、水添ビスフェノールA構造、ビスフェノールS構造、ビスフェノールAF構造のビスフェノール骨格を有するもの;が挙げられる。
Figure 2006160875
また、アミン類としては、具体的には、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等が挙げられ、アルカノールアミン類としては、具体的には、例えば、エタノールアミン、プロパノールアミン等が挙げられる。
上記低分子多価アルコール類、上記芳香族ジオール類、上記アミン類および上記アルカノールアミン類のいずれかから導かれるポリエーテルポリオールとしては、低分子多価アルコール類、芳香族ジオール類、アミン類およびアルカノールアミン類として上記で例示した化合物から選ばれる少なくとも1種に、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(テトラメチレンオキサイド)、テトラヒドロフランなどのアルキレンオキサイドおよびスチレンオキサイド等から選ばれる少なくとも1種を付加させて得られるポリオールが挙げられる。
このようなポリエーテルポリオールの具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール(PPG)、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合体、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG)、ソルビトール系ポリオール等が挙げられる。
また、ビスフェノール骨格を有するポリエーテルポリオールの具体例としては、ビスフェノールA(4,4′−ジヒドロキシフェニルプロパン)に、エチレンオキサイドおよび/またはプロピレンオキサイドを付加させて得られるポリエーテルポリオールが挙げられる。
同様に、ポリエステルポリオールとしては、上記低分子多価アルコール類、上記芳香族ジオール類、上記アミン類および上記アルカノールアミン類のいずれかと多塩基性カルボン酸との縮合物(縮合系ポリエステルポリオール);ラクトン系ポリオール;ポリカーボネートポリオール;等が挙げられる。
上記縮合系ポリエステルポリオールを形成する多塩基性カルボン酸としては、具体的には、例えば、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、フマル酸、マレイン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸、ピロメリット酸、他の低分子カルボン酸、オリゴマー酸、ヒマシ油、ヒマシ油とエチレングリコール(もしくはプロピレングリコール)との反応生成物などのヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。ラクトン系ポリオールとしては、具体的には、例えば、プロピオンラクトン、バレロラクトンなどの開環重合体等が挙げられる。
上記ラクトン系ポリオールとしては、具体的には、例えば、ε−カプロラクトン、α−メチル−ε−カプロラクトン、ε−メチル−ε−カプロラクトン等のラクトンを適当な重合開始剤で開環重合させたもので両末端に水酸基を有するものが挙げられる。
また、ビスフェノール骨格を有するポリエステルポリオールとしては、上記低分子多価アルコール類に代えて、または低分子多価アルコール類とともに、ビスフェノール骨格を有するジオールを用いて得られる縮合系ポリエステルポリオールが挙げられる。具体的には、ビスフェノールAとヒマシ油とから得られるポリエステルポリオール、ビスフェノールAとヒマシ油とエチレングリコールとプロピレングリコールとから得られるポリエステルポリオール等が挙げられる。
その他のポリオールとしては、具体的には、例えば、アクリルポリオール;ポリブタジエンポリオール;水素添加されたポリブタジエンポリオールなどの炭素−炭素結合を主鎖骨格に有するポリマーポリオール;等が挙げられる。
本発明においては、以上で例示した種々のポリオール化合物を1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本発明のウレタン樹脂組成物に用いられるウレタンプレポリマー(A)は、上述したように、ポリオール化合物と過剰のポリイソシアネート化合物を反応させることによって得られるものであり、その具体例としては、上記で例示した各種ポリオール化合物と、各種ポリイソシアネート化合物との組み合わせによるものが挙げられる。
本発明においては、上記ウレタンプレポリマー(A)がポリエーテル構造を主鎖に有していることが、ウレタンポリマー(A)が低粘度で合成され、これを含有する本発明のウレタン樹脂組成物が柔軟性を有する等の理由から好ましい。
そのため、ウレタンプレポリマー(A)の原料ポリオール化合物として、ポリエーテルポリオールを用いるのが好ましい。
<カルボキシ変性シリコーンオイル(B)>
本発明に用いられるカルボキシ変性シリコーンオイル(B)は、カルボキシ基を有するシリコーンオイルであれば特に限定されない。ここで、シリコーンオイルとは、シロキサン結合からなる直鎖状ポリマーのことをいう。
このようなカルボキシ変性シリコーンオイル(B)としては、具体的には、下記一般式(1)〜(3)で表されるシリコーンオイルが好適に例示され、これらを1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
Figure 2006160875
式中、R1およびR2はそれぞれ独立にアルキル基またはアリール基を表し、R3は単結合または炭素数1〜30のアルキレン基を表し、mは0または正の整数を表し、nは1以上の整数を表す。また、複数のR1、R2およびR3は、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。
ここで、R1、R2のアルキル基またはアリール基としては、製造し易く入手が容易である理由からアルキル基またはアリール基であるのが好ましい。
また、R3の炭素数1〜30のアルキレン基としては、具体的には、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基等が挙げられ、入手が容易で得られる本発明のウレタン樹脂組成物の揺変性がより向上する理由からメチレン基、エチレン基、プロピレン基がより好ましい。
更に、mは、0または正の整数を表し、揮発性が高くなり過ぎないように3以上の整数であるのが好ましく、3〜500であるのがより好ましい。nは、1以上の整数を表し、十分なチクソ性を発現するために0.005質量%以上の導入量となるように設定されるのがより好ましい。
上記一般式(1)で表されるシリコーンオイルとしては、具体的には、例えば、R1およびR2がいずれもメチル基であり、R3がメチレン基であって、重量平均分子量が100〜10000程度となるようにm(0または正の整数)およびn(1以上の整数)が設定されてなるシリコーンオイルが挙げられる。
同様に上記一般式(2)で表されるシリコーンオイルとしては、具体的には、例えば、R1およびR2がいずれもメチル基であり、R3がメチレン基であって、重量平均分子量が100〜10000程度となるようにn(1以上の整数)が設定されてなるシリコーンオイルが挙げられる。
同様に上記一般式(3)で表されるシリコーンオイルとしては、具体的には、例えば、R2がメチル基であり、R3がメチレン基であって、重量平均分子量が100〜10000程度となるようにn(1以上の整数)が設定されてなるシリコーンオイルが挙げられる。
本発明においては、このようなカルボキシ変性シリコーンオイル(B)として市販品を用いることができ、具体的には、上記一般式(1)で表されるシリコーンオイルとしては、信越化学工業社製のX22−3701、X22−3701Eが挙げられ、上記一般式(3)で表されるシリコーンオイルとしては、信越化学工業社製のX22−162Cが挙げられる。
このようなカルボキシ変性シリコーンオイル(B)を用いることにより、得られる本発明のウレタン樹脂組成物のチクソインデックス(TI)が高くなり、また耐スランプ性も良好となり、揺変性に非常に優れる。具体的には、B型粘度計による1rpmと10rpmとにおける粘度比が、5.0以上となり、JIS A 1439:1997の「建築用シーリング材の試験方法」の4.1に規定されるスランプ試験で測定したスランプが、測定温度20℃下で実質的に0mm、60℃下で2mm以下、80℃下で5mm以下となる。
また、本発明のウレタン樹脂組成物は、貯蔵促進後のチクソインデックスも高いことから一液として用いた場合の貯蔵安定性にも優れ、更に硬化時の発泡やクラックの発生も抑制されるものとなる。
上記カルボキシ変性シリコーンオイル(B)の含有量は、上記ウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、0.1〜20質量部であるのが好ましく、0.1〜15質量部であるのがより好ましい。
本発明においては、上記カルボキシ変性シリコーンオイル(B)の含有量が0.1質量部と非常に少なくい含有量であっても上述の効果を奏する。これに対し、後述する実施例においても示すように、従来公知のエステル変性シリコーンオイルを用いた場合は本発明の効果と同等程度の効果を得るためには約30倍程度の含有量を要することになり、この含有量の増加に伴い貯蔵安定性が劣ることにもなる。
本発明のウレタン樹脂組成物は、炭酸カルシウムおよび/またはシリカを含有するのが好ましい態様の一つである。
本発明に用いられる炭酸カルシウムは、特に限定されず、例えば、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム(軽質炭酸カルシウム)、膠質炭酸カルシウム等が挙げられる。
また、脂肪酸、樹脂酸、脂肪酸エステル、高級アルコール付加イソシアネート化合物等により表面処理された表面処理炭酸カルシウムも用いることができる。
具体的には、重質炭酸カルシウムとしては、ライトン A−4(備北粉化工業社製)が好適に例示され、膠質炭酸カルシウムとしては、白艶華A(白石工業社製)が好適に例示される。
また、脂肪酸で表面処理された炭酸カルシウムとして、ホワイトン305(重質炭酸カルシウム、白石カルシウム社製)、白艶華CCR(膠質炭酸カルシウム、白石工業社製)、カルファイン200(膠質炭酸カルシウム、丸尾カルシウム社製)、脂肪酸エステルで表面処理された炭酸カルシウムとして、スノーライトSS(重質炭酸カルシウム、丸尾カルシウム社製)、シーレッツ200(膠質炭酸カルシウム、丸尾カルシウム社製)等が好適に用いられる。
これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明に用いられるシリカは、特に限定されず、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ等が挙げられる。
これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
炭酸カルシウムおよび/またはシリカの含有量は、上記ウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であるのが好ましく、3〜80質量部であるのがより好ましい。なお、この含有量は、炭酸カルシウムおよびシリカをともに含有する場合はそれらの合計の含有量である。
本発明のウレタン樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、上記各種成分以外に、必要に応じて、各種の添加剤を含有することができる。添加剤としては、例えば、炭酸カルシウムおよびシリカ以外の充填剤、可塑剤、軟化剤、接着付与剤、顔料(染料)、老化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、安定剤、溶剤等が挙げられる。
炭酸カルシウムおよびシリカ以外の充填剤としては、各種形状のものを使用することができる。具体的には、例えば、ろう石クレー、カオリンクレー、焼成クレー等の有機または無機充填剤;ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ;黒鉛、金属粉末、タルク、ゼオライト、けいそう土;酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム;炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛;カーボンブラック等の有機または無機充填剤;塩化ビニルペーストレジン;ガラスバルーン、塩化ビニリデン樹脂バルーン;これらの脂肪酸、樹脂酸、脂肪酸エステル処理物、脂肪酸エステルウレタン化合物処理物が挙げられる。
このような充填剤の含有量は、上記ウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、1〜200質量部であるのが好ましく、3〜80質量部であるのがより好ましい。
可塑剤または軟化剤としては、具体的には、例えば、フタル酸ジイソノニル(DINP)、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジベンジル;アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル;ジエチレングリコールジペンゾエート、ペンタエリスリトールエステル;オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル;リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル;アジピン酸プロピレングリコールポリエステル、アジピン酸ブチレングリコールポリエステル;パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、アロマ系オイル等の石油系軟化剤が挙げられる。
このような可塑剤または軟化剤の含有量は、上記ウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、30質量部以下であるのが好ましく、20質量部以下であるのがより好ましい。
接着付与剤としては、具体的には、例えば、シランカップリング剤;テルペン樹脂、フェノール樹脂、テルペン−フェノール樹脂、ロジン樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂;等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、具体的には、アミノシラン、ビニルシラン、エポキシシラン、メタクリルシラン、イソシアネートシラン、ケチミンシランまたはこれらの混合物もしくは反応物が例示される。
ここで、アミノシランは、アミノ基もしくはイミノ基と加水分解性ケイ素含有基とを有する化合物であれば特に限定されず、その具体例としては、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、ビストリメトキシシリルプロピルアミン、ビストリエトキシシリルプロピルアミン、ビスメトキシジメトキシシリルプロピルアミン、ビスエトキシジエトキシシリルプロピルアミン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルエチルジエトキシシラン等が挙げられる。
ビニルシランとしては、具体的には、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、トリス−(2−メトキシエトキシ)ビニルシラン等が挙げられる。
エポキシシランとしては、具体的には、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
メタクリルシランとしては、具体的には、例えば、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
イソシアネートシランとしては、具体的には、例えば、イソシアネートプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
ケチミンシランとしては、具体的には、例えば、ケチミン化プロピルトリメトキシシランが挙げられる。
このような接着付与剤の含有量は、上記ウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、0.1〜10質量部であるのが好ましい。
顔料(染料)としては、具体的には、例えば、二酸化チタン、チタンホワイト、酸化亜鉛、カーボンブラック、群青、ベンガラ、リトポン、鉛、カドミウム、鉄、コバルト、アルミニウム、塩酸塩、硫酸塩等の無機顔料;アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料等の有機顔料が挙げられる。
老化防止剤としては、具体的には、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物が挙げられる。
酸化防止剤としては、具体的には、例えば、ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)が挙げられる。
帯電防止剤としては、具体的には、例えば、第四級アンモニウム塩;ポリグリコール、エチレンオキサイド誘導体等の親水性化合物が挙げられる。
難燃剤としては、具体的には、例えば、クロロアルキルホスフェート、ジメチル・メチルホスホネート、臭素・リン化合物、アンモニウムポリホスフェート、ネオペンチルブロマイド−ポリエーテル、臭素化ポリエーテルが挙げられる。
安定剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、トリアゾール系化合物等が挙げられる。
溶剤としては、具体的には、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素;ガソリンから灯油留分に至る石油系溶剤類(例えば、ミネラルスピリット);アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテートなどのエーテルエステル;等が挙げられる。
このような溶剤の含有量は、上記ウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、5〜20質量部であるのが好ましい。
本発明のウレタン樹脂組成物においては、これらの各種添加剤は適宜、組み合わせて用いることができる。
上記のような各成分から本発明のウレタン樹脂組成物を製造する方法は、特に限定されないが、上述したウレタンプレポリマー(A)、カルボキシ変性シリコーンオイル(B)および所望により加えられる各種添加剤(炭酸カルシウム、シリカを含む)を、ロール、ニーダー、押出し機、万能攪拌機等により混合する方法が挙げられる。
本発明のウレタン樹脂組成物は、湿気硬化型であり、1液型の組成物として使用することができる。また、必要に応じて、ウレタンプレポリマー(A)を主剤(A液)側とし、所望により用いる硬化剤(例えば、水、ポリエーテルポリオール、アミン)をB液とした2液型として使用することもできる。なお、一液として用いる場合は空気中の水と遮断して貯蔵される。
このような本発明のウレタン樹脂組成物は、目地材、シーリング材、接着材、コーティング剤として好適に用いることができる。
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限られるものではない。
<ウレタンプレポリマーA1>
ウレタンプレポリマーA1として、ポリプロピレンジオール(エクセノール3020、旭硝子社製、数平均分子量3200)1270gおよびポリプロピレントリオール(エクセノール5030、旭硝子社製、数平均分子量5000)863gに、NCO基/OH基(水酸基1個あたりのイソシアネート基の基数)で表されるインデックスが1.8となるように、キシリレンジイソシアネート(XDI、三井武田ケミカル社製)138gと、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI、三井武田ケミカル社製)115とを混合させ、スズ触媒の存在下、窒素気流中、80℃で18時間反応させることにより合成したウレタンプレポリマーを用いた。
(実施例1〜5および比較例1〜4)
ウレタンプレポリマーA1の100質量部に対して、下記第1表に示す各成分を、第1表に示す組成(質量部)で配合し、高粘度用混合ミキサーで均一に分散することで、ウレタン樹脂組成物を得た。
得られた各ウレタン樹脂組成物について、以下のようにしてチクソ性および耐スランプ性を評価した。その結果を下記第1表に示す。
<チクソ性>
(1)初期
得られた各ウレタン樹脂組成物について、調整(分散)後さらに20℃下で1日放置した後のチクソインデックス(TI)を20℃にて測定し、チクソ性を評価した。ここで、TIは、20℃下、B型粘度計(No.7ロータ)を用い、回転速度1rpmおよび10rpmで計測される粘度(Pa・s)の比[TI=(1rpmでの粘度)/(10rpmでの粘度)]により求めた。
(2)貯蔵促進後
得られた各ウレタン樹脂組成物について、調整(分散)後さらに70℃下で1日放置した後のTIを20℃にて測定し、チクソ性を評価した。
<耐スランプ性>
得られた各ウレタン樹脂組成物について、JIS A 1439:1997の「建築用シーリング材の試験方法」の4.1に規定されるスランプ試験を、20℃、60℃および80℃の環境下で行い、スランプ量(mm)を測定した。
具体的には、JIS A 1439:1997の4.1.1で規定される溝形容器(スランプ(縦))を用い、該溝形容器の溝部分に得られた各ウレタン樹脂組成物を各温度環境下で泡が入らないように注意して充填し、充填後の表面を平滑にして試験体を作製した。試験体作製後直ちに、該試験体を鉛直に懸垂して、各温度環境下に24時間置いた。各試験体に充填したウレタン樹脂組成物が、溝系容器の溝部分の下端から垂れ下がった先端までの距離をスランプ量として直尺で測定した。
Figure 2006160875
上記第1表に示される各成分は、以下のとおりである。
・炭酸カルシウム:シーレッツ200、丸尾カルシウム社製
・カルボキシ変性シリコーンオイルB1:X22−3701E、官能基当量4000、信越化学工業社製
・カルボキシ変性シリコーンオイルB2:X22−3701、官能基当量1250、信越化学工業社製
・カルボキシ変性シリコーンオイルB3:X22−162C、官能基当量2300、信越化学工業社製
・ジメチルシリコーンオイル:KF96、信越化学工業社製
・エステル変性シリコーンオイル:KF910、信越化学工業社製
第1表から明らかなように、実施例1〜5で得られたウレタン樹脂組成物は、比較例1および2で得られたウレタン樹脂組成物と比較して、初期粘度およびチクソインデックスが高く、またスランプ量も各温度環境下において少ないことから、チクソ性および耐スランプ性に優れることが分かった。また、実施例で得られたウレタン樹脂組成物と、比較例3および4で得られたウレタン樹脂組成物とを比較すると、実施例1と同等程度のチクソ性、耐スランプ性を得るためには、カルボキシ変性シリコーンオイルB1の含有量の30倍の含有量となるようにエステル変性シリコーンオイルを添加しなければならず(比較例3)、実施例2で添加したカルボキシ変性シリコーンオイルB1の含有量と同じ含有量のエステル変性シリコーンオイルを添加した場合にはチクソ性、耐スランプ性が劣る結果となること(比較例4)が分かった。

Claims (3)

  1. ウレタンプレポリマー(A)と、カルボキシ基を有するシリコーンオイル(B)とを含有するウレタン樹脂組成物。
  2. 前記シリコーンオイル(B)が、下記一般式(1)〜(3)で表されるシリコーンオイルの少なくとも1種からなる請求項1に記載のウレタン樹脂組成物。
    Figure 2006160875

    (式中、R1およびR2はそれぞれ独立にアルキル基またはアリール基を表し、R3は単結合または炭素数1〜30のアルキレン基を表し、mは0または正の整数を表し、nは1以上の整数を表す。また、複数のR1、R2およびR3は、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。)
  3. 前記ウレタンプレポリマー(A)100質量部に対して、前記シリコーンオイル(B)を0.1〜20質量部含有する請求項1または2に記載のウレタン樹脂組成物。
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