JP2022115317A - ウレタンゴム塗膜材およびそれを使用した施工方法 - Google Patents

ウレタンゴム塗膜材およびそれを使用した施工方法 Download PDF

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Nobuhiko Wakano
利弘 前川
Toshihiro Maekawa
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Abstract

【課題】 十分な可使時間を取れるにもかかわらず、施工可能時間が短いウレタンゴム塗膜材を提供する。【解決手段】 NCOの含有率が15質量%~40質量%の範囲であるイソシアネート基末端プレポリマーとMDIとを含む主剤と、ポリアルキレンエーテル基をスペーサーに持つ両端末が芳香族アミンを含む硬化剤と、を含み、前記硬化剤100重量部に対して前記主剤が10重量部~60重量部であることを特徴とするウレタンゴム塗膜材。【選択図】なし

Description

本発明は、ウレタンゴム塗膜材およびそれを使用した施工方法に関し、より特定的には、主剤と硬化剤とを混合する2液タイプのウレタンゴム塗膜材に関する。
ウレタンゴム塗膜材として、2液タイプのものが使用されている。2液タイプのウレタンゴム塗膜材は、主剤と硬化剤とを混合した後、コテやヘラ等を使用してベランダや屋上などの床部分に塗布することで塗膜層を形成し、防水効果を発揮するものである。
2液タイプのウレタンゴム塗膜材は、主剤と硬化剤とを混合することで硬化が始まるが、硬化速度が早いと作業可能な時間(以下、「可使時間」と称す)が短くなってしまう。可使時間を長くするために、主剤にはトリレンジイソシアネート(以下、「TDI」と称す)が使用されてきたが、TDIの安全性が問題視されてきたため、安全性の高いメチレンビス(4,1-フェニレン)=ジイソシアネート(以下、「MDI」と称す)が使用されるようになった。
ただし、MDIを使用すると可使時間が短くなってしまうため、施工が難しいという問題が生じていた。そのため、当該問題を解決するために検討された結果、特許文献1では、安全性が高く、且つ、可使時間を十分に確保することができる手塗り施工用塗工剤を実現した。
特開2011-80018号公報
しかしながら、特許文献1の手塗り施工用塗工剤では可使時間を十分に確保することができるが、塗布後に塗膜上に乗って次工程を行えるまでの時間(以下、「施工可能時間」と称す)が長くなっている。したがって、次工程を行うまでの待機時間が長くなってしまい、施工日数が延びてしまうという問題が生じていた。
本発明は、かかる従来発明における課題に鑑みてされたものであり、十分な可使時間を取れるにもかかわらず、施工可能時間が短いウレタンゴム塗膜材を提供する。
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも以下のような構成を備え、もしくは手順を実行する。
本発明のウレタンゴム塗膜材は、NCOの含有率が15質量%~40質量%の範囲であるイソシアネート基末端プレポリマーとMDIとを含む主剤と、ポリアルキレンエーテル基をスペーサーに持つ両端末が芳香族アミンを含む硬化剤と、を含み、前記硬化剤100重量部に対して前記主剤が10重量部~60重量部であることを特徴とする。
かかる構成により、十分な可使時間を取れるにもかかわらず、施工可能時間が短いウレタンゴム塗膜材を提供することができる。なお、イソシアネート基末端プレポリマーとは、高分子主鎖の末端の全てがMDI系の化合物であることを指す。
より好ましくは、前記イソシアネート基末端プレポリマーは、2水酸基以上の多水酸基感応体を少なくとも含むポリオール成分の末端にMDIが結合していることを特徴とする。
より好ましくは、前記主剤は、前記イソシアネート基末端プレポリマーが20~70質量%、前記MDIが30質量%~80質量%であることを特徴とする。
より好ましくは、前記硬化剤は、ポリ(テトラメチレン/3―メチルテトラメチレンエーテル)グリコールビス(4―アミノベンゾエート)であることを特徴とする。
より好ましくは、前記硬化剤は、可塑剤、体質顔料、着色顔料、添加剤と、を含むことを特徴とする。なお、添加剤は、消泡剤、湿潤分散剤、増粘剤などを混合したものである。
本発明の第1の局面に係るウレタンゴム塗膜材の施工方法は、NCOの含有率が15質量%~40質量%の範囲であるイソシアネート基末端プレポリマーとMDIとを含む主剤と、ポリアルキレンエーテル基をスペーサーに持つ両端末が芳香族アミンを含む硬化剤と、を含み、前記硬化剤100重量部に対して前記主剤が10重量部~60重量部であるウレタンゴム塗膜材を使用する施工方法であって、施工箇所にプライマーを塗布する工程と、前記プライマーを塗布した箇所に前記ウレタンゴム塗膜材を塗布する工程と、前記ウレタンゴム塗膜材を塗布してから1時間~3時間後にトップコート剤を塗布する工程と、を有することを特徴とする。
かかる構成により、施工日数を短縮することができる。
以上のように、本発明によれば、十分な可使時間を取れるにもかかわらず、施工可能時間が短いウレタンゴム塗膜材を提供することができる。
以下、本発明の各実施形態について、具体的に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、あくまで、本発明を実施するための具体的な一例を挙げるものであって、本発明を限定的に解釈させるものではない。
本発明に係るウレタンゴム塗膜材は、主に、主剤と硬化剤とで構成される。なお、必要に応じて、硬化剤に可塑剤、体質顔料、着色顔料、添加剤(消泡剤、湿潤分散剤、増粘剤など)をあらかじめ混合しておいても構わない。あらかじめ硬化剤に可塑剤、体質顔料、着色顔料、添加剤を混合した場合であっても硬化剤として表示する。また、ウレタンゴム塗膜材は、主剤と硬化剤とを十分に撹拌して製造する。
本発明に係るウレタンゴム塗膜材は、25℃において主剤と硬化剤とを混合させてから10分~25分程度の可使時間を取れるにもかかわらず、施工可能時間が1時間程度である。そのため、施工日数を短縮することができる。また、一度に10mm程度の厚みを付けて塗布しても発泡しないという特徴を有している。なお、一般的なウレタンゴム塗膜材では、膜厚確保のための塗り重ねが必要だが、本発明に係るウレタンゴム塗膜材は厚みを付けて塗布できるため、塗り重ね不要とすることができる。
主剤は、イソシアネート基末端プレポリマーを含む化合物とメチレンビス(4,1-フェニレン)=ジイソシアネートのモノマー(以下、「MDI」と称す)とを含むものである。イソシアネート基末端プレポリマーとMDIとの比率は、20質量%~70質量%:30質量%~80質量%の範囲である。
なお、主剤には、クルードMDIを混合しても構わない。具体的には、住化コベストロウレタン株式会社製のスミジュール(登録商標)44V‐40などを混合しても構わない。クルードMDIを混合することによって、イソシアネート基末端プレポリマーとMDIの割合が低くとも、優れたウレタンゴム塗膜材となる。なお、クルードMDIを混合した場合、硬度及び耐摩耗性に優れた塗膜材となるため、室内用の床などに使用すると好適である。
イソシアネート基末端プレポリマーは、MDIとポリオールとをウレタン反応させたウレタン化合物であり、末端がイソシアネート基(NCO)で担保されている。また、NCOの含有率が15質量%~40質量%である。
主剤の含有量としては、硬化剤100重量部に対して10重量部~60重量部の範囲である。当該範囲であれば、優れたウレタン防水材となる。
硬化剤は、ポリアルキレンエーテル基をスペーサーに持つ両端末が芳香族アミンを含むものであり、具体的には、ポリ(テトラメチレン/3―メチルテトラメチレンエーテル)グリコールビス(4―アミノベンゾエート)を使用している。なお、ポリ(テトラメチレン/3―メチルテトラメチレンエーテル)グリコールビス(4―アミノベンゾエート)は、下記化合物(1)である。
Figure 2022115317000001
次に、本発明のウレタンゴム塗膜材を使用した施工方法について説明する。本発明のウレタンゴム塗膜材は、ベランダや屋上などの床部分に塗布するものである。まず、ウレタンゴム塗膜材を塗布する前に、施工箇所にプライマーを塗布する。これにより、接着性を向上させることができる。プライマー塗布後にウレタンゴム塗膜材を塗布する。なお、ウレタンゴム塗膜材を塗布する前に必要に応じてガラス繊維のシートなどを貼っておいても構わない。また、本発明のウレタンゴム塗膜材は可使時間が10~25分程度なので、当該時間内で塗布できる範囲で塗布する必要がある。なお、従来のウレタンゴム塗膜材を使用する場合、ウレタンゴム塗膜材を3~4回塗布し、厚みを持たせる必要があるが、本発明のウレタンゴム塗膜材を使用した場合、1度に塗布することができる。これは、本発明のウレタンゴム塗膜材は、一度に10mm程度の厚みを持たせて塗布しても、発泡しないためである。また、本発明のウレタンゴム塗膜材の施工可能時間は45分~1時間程度以内であるため、塗布後、1時間~3時間後には次工程であるトップコート剤を塗布することができる。これにより、施工日数を短縮することができる。
以下、実施例によって本発明を具体的説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでない。
実施例で用いた材料は以下の通りである。なお、撹拌機を使用して混合して試料を作製し評価した。
主剤:イソシアネート基末端プレポリマー45~55%、MDI45~55%の混合物 なお、当該混合物を(A)と略称する。また、(A)のNCOの含有率は、25質量%程度である。また、主剤には、(A)にクルードMDIを混合したものも使用した。
硬化剤:ポリ(テトラメチレン/3―メチルテトラメチレンエーテル)グリコールビス(4―アミノベンゾエート)を使用した。なお、ポリ(テトラメチレン/3―メチルテトラメチレンエーテル)グリコールビス(4―アミノベンゾエート)を(B)と略称する。また、適時(B)には、添加剤、可塑剤、体質顔料、着色顔料を混合して使用した。なお、添加剤は、消泡剤、湿潤分散剤、増粘剤などを混合したものである。また、添加剤、可塑剤、体質顔料、着色顔料は、一般的な市販品を使用した。
<実施例1~3>
実施例1~3のウレタンゴム塗膜材の結果を下記の表1に示す。実施例1~3では、主剤の添加量の変化における引張強さ、破断時の伸び率、破断時のつかみ間伸び率、抗張積を検討した。表1の結果から、硬化剤100重量部に対して、主剤45重量部を混合した場合(実施例2)、JISA6021規格の高伸長形規格および高強度規格の両方を満たすことが判明した。また、実施例1、3もウレタンゴム塗膜材として有用であることが判明した。
<表1>
Figure 2022115317000002
<実施例4~6>
実施例4~6のウレタンゴム塗膜材の結果を下記の表2に示す。実施例4~6では、硬化剤45重量部、主剤20重量部と固定した場合において、添加剤、可塑剤、体質顔料、着色顔料の混合量を変化させた場合における影響を検討した。表2の結果から、添加剤、可塑剤、体質顔料、着色顔料の混合割合が変わることにより、引張強さ、破断時の伸び率、破断時のつかみ間伸び率、抗張積、ショア硬度に影響が出ることが判明した。ただし、添加剤、可塑剤、体質顔料、着色顔料を混合した場合の影響はそこまで大きくないため、必要に応じてそれらを混合しても問題ないことを確認することができた。また、実施例4~6の場合、JISA6021規格の高伸長形規格および高強度規格の両方を満たすことが判明した。
<表2>
Figure 2022115317000003
<実施例7~9>
実施例7~9のウレタンゴム塗膜材の結果を下記の表3に示す。実施例7~9では、主剤AにクルードMDIを混合した場合について検討した。室内用の床材として使用するには、引張強さ、硬度を維持しつつ、破断時の伸び率を抑える必要があったが、クルードMDIを(A)に混合することによって解決でき、1:1で混合したときに最も良い結果が得られた。
<表3>
Figure 2022115317000004
本発明のウレタンゴム塗膜材を使用すれば、十分な可使時間を取れるにもかかわらず、施工日数を短縮することができるため、有用である。

Claims (6)

  1. NCOの含有率が15質量%~40質量%の範囲であるイソシアネート基末端プレポリマーとMDIとを含む主剤と、
    ポリアルキレンエーテル基をスペーサーに持つ両端末が芳香族アミンを含む硬化剤と、を含み、
    前記硬化剤100重量部に対して前記主剤が10重量部~60重量部であることを特徴とするウレタンゴム塗膜材。
  2. 前記イソシアネート基末端プレポリマーは、2水酸基以上の多水酸基感応体を少なくとも含むポリオール成分の末端にMDIが結合していることを特徴とする請求項1に記載のウレタンゴム塗膜材。
  3. 前記主剤は、前記イソシアネート基末端プレポリマーが20~70質量%、前記MDIが30質量%~80質量%であることを特徴とする請求項2に記載のウレタンゴム塗膜材。
  4. 前記硬化剤は、ポリ(テトラメチレン/3―メチルテトラメチレンエーテル)グリコールビス(4―アミノベンゾエート)であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のウレタンゴム塗膜材。
  5. 前記硬化剤は、可塑剤、体質顔料、着色顔料、添加剤と、を含むことを特徴とする請求項4に記載のウレタンゴム塗膜材。
  6. NCOの含有率が15質量%~40質量%の範囲であるイソシアネート基末端プレポリマーとMDIとを含む主剤と、
    ポリアルキレンエーテル基をスペーサーに持つ両端末が芳香族アミンを含む硬化剤と、を含み、
    前記硬化剤100重量部に対して前記主剤が10重量部~60重量部であるウレタンゴム塗膜材を使用する施工方法であって、
    施工箇所にプライマーを塗布する工程と、
    前記プライマーを塗布した箇所に前記ウレタンゴム塗膜材を塗布する工程と、
    前記ウレタンゴム塗膜材を塗布してから1時間~3時間後にトップコート剤を塗布する工程と、を有することを特徴とする施工方法。

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