JP3885221B2 - Elastic paving material and construction method using the elastic paving material - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ポリイソシアネート、シランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる末端水酸基含有プレポリマー、三級アミン触媒、硬質骨材、弾性骨材からなる弾性舗装体材及びその施工方法に関する。更には、陸上競技場、運動場、テニスコート、バレーボールコート、ゴルフ場の道路、ジョギングや散策用の遊歩道等の路盤上や近年、車道用として騒音対策、ミラーバーン対策（冬期の凍結防止対策）の目的として舗装体として用いられる弾性舗装材及びその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記用途に関して、運動時の足腰、膝に対する衝撃を軽減緩和する目的や滑り抵抗性、耐摩耗性を付与する目的、そして車道に上記のような特性を持たせるために舗装体に適度の弾性を付与することが一般的に行われている。例えば、特開昭６３−７４０４号公報では、硬質粒状骨材、軟弾性骨材及びこれら骨材どうしが相互に結合するに足る量の合成樹脂結合材が開示されている。舗装の弾性を保持させる目的で充填材（骨材）としては柔軟な材質であるゴムチップを用いることが効果的であるが、耐久性（はがれや穴あき等がなく弾性を保持して舗装体として形状を保つ）のためには砕石のような剛直な骨材を併用して舗装体の硬度を上げて、総合的に柔軟な材質の骨材と剛直な材質の骨材の比率を調整することにより弾性と耐久性の両立を図ってきた。
【０００３】
しかし、弾性体であるが故に多大な荷重が長期間、繰り返しかかった場合には、路盤のたわみの繰り返しにより、剛直な骨材である砕石がはがれやすくなり舗装体から抜け出て、舗装体としての耐久性が低下する現象が発生していた。硬質骨材のはがれを防止する方法として、大小２種の硬質骨材を用いる方法が特開平８−１６５６０６号公報に開示されている。更に具体的には、大径硬質骨材として粒径が１０〜５ｍｍの砂利、小径硬質骨材として粒径５〜２．５ｍｍの砂利、軟質骨材として粒径が１．５〜２．５ｍｍのゴムチップからなる舗装材が記載されており、樹脂の骨材に対するグリップ力（接着力）が強くなったので、駐車場等の舗装に利用できるとしている。しかし、骨材を大小２種にするだけでは、自動車が走行する道路用には、耐久性が不足していた。
【０００４】
一方、その接着性向上のためには、骨材の表面処理目的でシランカップリング剤を用いることが知れている。例えば、特開平８−２７７０７号公報は、骨材等と一液水分硬化型ポリウレタンを未硬化状態で密封容器内に収納することを開示したものであり、詳細な説明欄に、硬質骨材とゴムと一液水分硬化型ポリウレタンを混合する前に、ポリウレタンに対する濡れ性を高めるために、骨材、ゴムにシラン処理すること、すなわち、シラン、例えばアミンを有する有機シランを噴霧器で噴霧して骨材表面に塗布しておくことが望ましい旨記載されている。また、特開平８−３１１３４９号公報には、オレフィン系ポリオールにイソシアネート化合物を反応して得られる末端イソシアネート基型ポリウレタンプレポリマーとシランカップリング剤及びアスファルトとを必須成分として含有するアスファルトバインダー組成物が開示されていて、好ましいシランカップリング剤として、硫黄含有シランカップリング剤とイソシアネート基含有シランカップリング剤が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようにシランカップリング剤を実際の現場施工の際に用いる場合、シランカップリング剤の本来の機能を活用するには、骨材の表面をシランカップリング剤で濡らすことが必要であり、このように表面改質された骨材に接着剤を塗布又は混合するのが接着性を向上させるための最適な方法である。シランカップリング剤自身、加水分解し、その加水分解生成物がその無機物の表面を充分に濡らすことが必要である。本発明の目的とする砕石等の剛直な骨材との接着性を向上させるためには、砕石等の骨材の表面には適度な水分が存在しているので、砕石等とシランカップリング剤をあらかじめ混合すれば接着性の向上が図れる。ただ、無機物の表面を充分に濡らすためには、シランカップリング剤自身の分子量が小さいため不充分であり、より充分に濡らすためには多量に用いる必要があり、通常シランカップリング剤は高価のため自ずとその使用量に限界があった。ところで、接着剤としてウレタン系接着剤を用いる場合、耐久性向上のため、空気中の水分との反応を利用する一液湿気硬化型ウレタンプレポリマーを用いる方法よりも活性水素化合物と有機ポリイソシアネートとの組み合わせの二液型ウレタン処方の方が好ましいが、配合する原料の数が増える短所がある。上記のようにシランカップリング剤の使用の場合には更に配合する原料の数多くなることと骨材と接着剤を混合する工程の前段階としてあらたな工程が必要となり、現場施工の際に作業の手間が増えて煩雑になるという問題点があった。即ち、接着性向上のためシランカップリング剤を用いる場合、より強い接着性を得るためには多量のシランカップリング剤を用いる必要があり、このような骨材の前処理工程が作業性の低下につながっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、上記の二液型ウレタン処方でシランカップリング剤を使用する場合の接着性向上のためと配合液の種類の低減の目的のため検討を行い、その結果、シランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる末端水酸基含有プレポリマーと有機ポリイソシアネートと三級アミン、そして砕石、砂等の硬質骨材、ゴムチップ等の軟質骨材を混合してなる舗装材がその目的を達成することを見い出すとともに、それを用いた施工方法を見い出し、本発明に至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、以下の（１）、（２）である。
（１） （Ａ）有機ポリイソシアネート、（Ｂ）シランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる末端水酸基含有プレポリマー、（Ｃ）三級アミン触媒、（Ｄ）硬質骨材、（Ｅ）弾性骨材からなることを特徴とする舗装材。
【０００８】
（２） 前記（１）の弾性舗装材を混合機により混合攪拌し、得られた混合物を路盤上に広げ、表面をならして、空気中に曝して舗装する施工方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
更に、本発明を詳細に説明する。本発明に用いられる（Ａ）有機ポリイソシアネートとしては、１分子中にイソシアネート基を２個以上有する化合物、例えば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（以下、ＭＤＩという）、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、３，３′−ジメチルジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（以下、ポリメリックＭＤＩという）等の芳香族ポリイソシアネート、そしてテトラメチ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、３−メチル−１，５−ペンタンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、更には、イソホロンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加テトラメチルキシレンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネートも使用できる。これらのイソシアネート基（以下、ＮＣＯ基という）の一部を変性したビウレット、アロファネート、イソシアヌレート（３量体）、ウレトジオン（２量体）、カルボジイミド、ウレトンイミン等の変性体やオキサゾリドン、アミド、イミド等で変性したものも使用することができる。これらは、単独又は２種以上の混合物として使用することができる。本発明において好ましい有機ポリイソシアネートは、これら有機ポリイソシアネートと活性水素化合物とから得られるＮＣＯ基末端ウレタンプレポリマーである。
【００１０】
そして、ＮＣＯ基末端ウレタンプレポリマーを得るのに用いられる活性水素化合物としては、分子量３２〜数平均分子量５０，０００の平均官能基数１〜６のものが用いられる。分子量３２から数平均分子量５００未満の低分子量の活性水素化合物としては、メタノール、エタノール、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、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、エチルアミン、アニリン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、イソホロンジアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等の単独又は２種以上の混合物が挙げられる。また、数平均分子量５００〜５０，０００の高分子量の活性水素化合物としては、ポリエーテルモノ又はポリオール、ポリエステルモノ又はポリオール、ポリカーボネートモノ又はポリオール等の単独又は２種以上の混合物が挙げられる。
【００１１】
ポリエーテルモノ又はポリオールとしては、前述の低分子のモノ又はポリオール、モノ又はポリアミン、アミノアルコールを開始剤として用いてエチレンオキシド、プロピレンオキシド、グリシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル等のモノマーの単独又は２種以上を公知の方法により付加重合することによって得られたポリエーテルモノ又はポリオールや、アミン系モノ又はポリオール、アミノアルコール系モノ又はポリオール、片末端をアルキル基で封鎖したポリオキシエチレンモノアルキルエーテル類、テトラヒドロフランのカチオン重合により得られるポリテトラメチレン系ポリオール等が挙げられる。これらは単独又は２種以上の混合物として使用することができる。
【００１２】
ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸、無水フタル酸等の二塩基酸と前述の低分子のモノ又はポリオール、モノ又はポリアミン、アミノアルコールとの脱水縮合反応により得られる各種ポリエステルポリオール、ε−カプロラクタムの開環重合により得られるラクトン系ポリオールが挙げられる。
【００１３】
その他ポリカーボネート系ジ又はポリオール、アクリル系ポリオール、そしてノボラック樹脂やレゾール樹脂等のフェノール系ポリオール、更にポリオール中でアクリロニトリル、スチレン等のビニル系モノマーをラジカル重合させたタイプや、これらのポリマーをポリオール中に分散溶解させたポリマーポリオール等を挙げることができる。
【００１４】
ＮＣＯ基末端ウレタンプレポリマーを得る際には、数平均分子量が４０〜１０，０００の活性水素化合物が好ましく、数平均分子量が４０より小さいとウレタン基濃度が高くなり、砕石、砂、ゴムチップ等の骨材やウッドチップ、籾殻等のセルロース系骨材との接着強度は発現するが、ＮＣＯ基末端ウレタンプレポリマーの粘度が高くなり、作業時の混合性が悪くなる。一方、数平均分子量が１０，０００より大きいと逆にウレタン基濃度が低くなり、前記骨材との接着強度及び耐久性が不足し、好ましくない。また、その平均官能基数としては１〜５が好ましい。またその際、有機ポリイソシアネートと前記活性水素化合物との配合比は、当量比でＮＣＯ基／活性水素基＝１．５〜１００で両者を反応させることが必要である。
【００１５】
本発明におけるＮＣＯ基末端ウレタンプレポリマーに用いることのできる有機ポリイソシアネートとしては、作業性、毒性、強度等の総合的判断からＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩが好ましい。ＭＤＩには、２，２′−異性体、２，４′−異性体、４，４′−異性体があり、２，２′−異性体、２，４′−異性体が多くなると、プレポリマーの低温貯蔵安定性は向上するが、反面反応性が小さくなり、強度等も低下するので、作業条件等により、適宜調整するとよい。ポリメリックＭＤＩは、１分子中にベンゼン環及びＮＣＯ基を各２個有するジイソシアネートと、１分子中にベンゼン環及びＮＣＯ基を各３個以上有するポリイソシアネートからなるものであり、２５℃での粘度は５０〜３００ｍＰａ・ｓの液体であるので、更に使用しやすい。また、少量であるならば、前述の脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートも併用できる。
【００１６】
（Ａ）有機ポリイソシアネートのＮＣＯ含量は、固形分１００質量％換算で（上述の触媒、界面活性剤、希釈剤、可塑剤、難燃剤等の各種添加剤を含まない形状として）、５〜３２質量％が好ましく、８〜３０質量％が更に好ましく、９〜２０質量％が最も好ましい。
【００１７】
シランカップリング剤は、一般的には下記の構造式で表される。
Ｙ−（ＣＨ2）ｎ−ＳｉＸ3ここで、Ｙは有機官能基で、−ＮＨ2、−ＳＨ、−ＣＨ＝ＣＨ2、オキシラン環（エポキシ環）等であり、Ｘは加水分解基で、−ＯＣＨ3、−ＯＣ2Ｈ5、−ＯＣ2Ｈ4ＯＣＨ3等であり、ｎは１以上の整数である。このＹが有機物と、Ｘが無機物又はシランカップリング剤同士と、それぞれ化学結合を形成し、無機物の表面改質により接着性が向上する。無機物の表面改質のため最も重要なことは、シランカップリング剤自身、即ちＸが加水分解することが必要であり、そのためには水分の存在が必要である。前述のように、骨材の表面を充分に濡らすことができれば、接着強度は向上するが、シランカップリング剤そのものだけでは、低分子量のため１モル当たりの体積が小さく、完全に濡らすには多量用いる必要がある。
【００１８】
そこで、本発明では、シランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる（Ｂ）末端水酸基含有プレポリマーを用いることで、上記の作業上の短所と骨材表面の濡れ性の不足を解決できることを見い出すとともに、シランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる末端水酸基含有プレポリマーにすることで、通常の二液タイプのウレタン処方と同じ配合液の種類にすることを達成した。即ち、ある程度高分子化した上記の（Ｂ）末端水酸基含有プレポリマーが、砕石等の硬質骨材やゴムチップ等の弾性骨材の表面を濡らし、そのプレポリマーの水酸基が、有機ポリイソシアネートと反応し、ウレタン結合を形成するため砕石等の硬質骨材の接着性が向上する。
【００１９】
ここで用いられるポリオールとしては、分子量３２〜数平均分子量５０，０００の平均官能基数１〜６のものが用いられる。分子量３２から数平均分子量５００未満の低分子量の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、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の単独又は２種以上の混合物が挙げられる。また、数平均分子量５００〜５０，０００の高分子量のポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール等の単独又は２種以上の混合物が挙げられる。
ポリエーテルポリオールとしては、前述の低分子のポリオール、ポリアミン、アミノアルコールを開始剤として用いてエチレンオキシド、プロピレンオキシド、グリシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル等のモノマーの単独又は２種以上を公知の方法により付加重合することによって得られたポリエーテルポリオールや、アミン系ポリオール、アミノアルコール系ポリオール、テトラヒドロフランのカチオン重合により得られるポリテトラメチレン系ポリオール等が挙げられる。これらは単独又は２種以上の混合物として使用することができる。
ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸、無水フタル酸等の二塩基酸と前述の低分子のポリオール、ポリアミン、アミノアルコールとの脱水縮合反応により得られる各種ポリエステルポリオール、ε−カプロラクタムの開環重合により得られるラクトン系ポリオールが挙げられる。
その他ポリカーボネート系ジ又はポリオール、アクリル系ポリオール、そしてノボラック樹脂やレゾール樹脂等のフェノール系ポリオール、更にポリオール中でアクリロニトリル、スチレン等のビニル系モノマーをラジカル重合させたタイプや、これらのポリマーをポリオール中に分散溶解させたポリマーポリオール等を挙げることができる。
シランカップリング剤と上記ポリオールの混合割合は、当量比でシランカップリング剤／ポリオール＝１／１．２〜１０の範囲で使用するのが好ましい。シランカップリング剤に起因するケイ素の含有量としては５〜４０質量％が好ましい。更に、上記の（Ｂ）末端水酸基含有プレポリマーの水酸基価は、１０〜６００ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましい。
【００２０】
なお、必要に応じて（Ｂ）末端水酸基含有プレポリマー以外の活性水素化合物を使用することができ、具体的には、前記の活性水素化合物を挙げることができる。この（Ｂ）以外の活性水素化合物は、配合液の種類の削減という本発明の目的から、（Ｂ）末端水酸基含有プレポリマーにあらかじめ配合しておくのが好ましい。
【００２１】
そして、前述の二液型ウレタン処方として、（Ａ）有機ポリイソシアネートと（Ｂ）末端水酸基含有プレポリマーとを配合させる場合、当量比で全ＮＣＯ基／全活性水素基＝０．７〜１．３の範囲で使用するのが好ましい。
【００２２】
本発明において、有機ポリイソシアネートとポリオールとの二相関の反応性を調整する目的で使用される（Ｃ）三級アミン触媒としては、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−メチルイミダゾール、ピリジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルヘキサンジアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、α−ピコリン等が挙げられる。
【００２３】
また、有機ポリイソシアネートと反応する活性水素を有するアミン系触媒として、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′−トリメチルアミノエチル−エタノールアミン等も好ましい。
【００２４】
同じく反応性を調整する目的で使用される触媒のうち、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート、ナフテン酸カルシウム、オクチル酸スズ、オクチル酸亜鉛等の金属系触媒は土壌汚染のおそれがあるため好ましくない。
【００２５】
本発明に用いられる（Ｄ）硬質骨材としては、砕石、砂、破砕コンクリート等を挙げることができる。砕石と砂を併用すると、耐久性は向上するが、弾性が減少し、自動車の走行音を低下させる効果が小さくなる。
【００２６】
本発明に用いられる（Ｅ）弾性骨材としては、ゴムチップを挙げることができる。ゴムチップは、粒状やひじき状等種々のタイプを使用することができ、ポリウレタンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム並びに天然ゴムを粉砕したもの、あるいは、廃タイヤを粉砕したものが用いられる。
【００２７】
本発明の舗装材に加えることができるその他の骨材としては、木材チップ、おがくず、籾殻等のセルロース系を挙げることができる。自動車の走行等のような過酷な条件でない歩行者用道路には、弾性が出やすいので適している。
【００２８】
これらの骨材（（Ｄ）硬質骨材、（Ｅ）弾性骨材、及び必要に応じて用いられるその他の骨材）の大きさは、長さが５〜８０ｍｍで、平均粒径が０．１〜１０ｍｍが好ましく、更に好ましくは平均長さが１０〜５０ｍｍ、平均粒径が１〜７ｍｍが好ましい。長さが５ｍｍ未満で、平均粒径が０．１ｍｍ未満の場合は滑り抵抗性と耐摩耗性が劣り、長さが８０ｍｍを越え、平均粒径が１０ｍｍを越える場合は、舗装体からの骨材の離脱が起こりやすくなり好ましくない。
【００２９】
これらの骨材とバインダー（（Ａ）有機ポリイソシアネート、及び（Ｂ）シランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる末端水酸基含有プレポリマー）の混合割合は、容積比でバインダー１００に対して、骨材を５〜３００の範囲が好ましく、更に好ましくは１０〜２００の範囲が好ましい。
【００３０】
本発明では、有機ポリイソシアネートの低粘度化を等を目的として、希釈剤を用いることができる。この希釈剤はイソシアネートと反応しないものであれば、全て用いることができる。具体的には、芳香族系又は脂肪族系の二塩基酸のジエステル類、モノ又は多価アルコール類の酢酸エステル類、アルキレンカーボネート類、エーテル類、環状エステル類、酸無水物、各種のアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル類等を挙げることができる。
【００３１】
また、上記と同様に有機ポリイソシアネートとポリオールとの二相間の分散や反応性を調整する目的で、界面活性剤を添加することが好ましい。この界面活性剤は、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオキシドを含有するポリグリコールエーテルと、少なくとも１個の活性水素を含有する有機化合物とを縮合することによって得られる。この少なくとも１個の活性水素を含有する有機化合物としては、アルコール、フェノール、チオール、１級又は２級アミンや、１個以上のアルキル置換基を有するフェノール系化合物のポリアルキレンオキシド誘導体を挙げることができる。
【００３２】
また、特にシリコーン系界面活性剤が好ましく、これには活性水素基を含有するものと含有しないものとがある。好ましいのは、活性水素基を含有しないタイプである。例えば、各種のシロキサンポリアルキレンオキシドブロック共重合体が挙げられる。具体的には、ユニオンカーバイド製のＬ−５３４０、テー・ゴールドシュミット製のＢ−８４５１、Ｂ−８４０７等を挙げることができる。このような界面活性剤は、液の安定性が確保される限り有機ポリイソシアネートとシランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる末端水酸基含有プレポリマーのいずれかにも添加することができる。その使用量は、有機ポリイソシアネートとシランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる末端水酸基含有プレポリマーの合計量に対して０．０５〜５質量％が好ましい。
【００３３】
本発明においては、上記の触媒、界面活性剤以外に各種カップリング剤、各種発泡剤、更には分散剤、増粘剤、酸化防止剤、耐熱性付与剤等の各種添加剤を添加することもできるが、あくまでも土壌汚染をおこさないものに限定すべきである。
【００３４】
本発明の弾性舗装材は、公知の攪拌・混合装置を使用して、前述の成分を強制混合することにより得られる。砕石、砂等の硬質骨材、ゴムチップ等の弾性骨材、そしてウッドチップ、籾殻、おがくず等のセルロース系骨材、バインダーとの混合は、可搬型のコンクリートミキサーのような攪拌機に前記の骨材等入れて攪拌しながら、そこに前記バインダーを加えて更に攪拌する方法が最も簡単な混合方法である。触媒、界面活性剤はそれぞれ個別に添加してもよいが、本発明の主旨である配合液の種類の削減の点からは必要に応じて有機ポリイソシアネート又はシランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる末端水酸基含有プレポリマーに添加することも好ましいことである。
【００３５】
本発明の施工方法は、前述の弾性舗装材を路盤上に広げ、表面をならして、空気中に曝して舗装する。なお、弾性舗装材の表面をならしの際、転圧すると、硬化後の舗装材の強度が向上するので好ましい。表面ならしの手段としては熊手、ほうき等が挙げられ、転圧の手段としてはロードローラー等が挙げられる。また、更なる接着性向上のために、あらかじめウレタン系、エポキシ系、アクリル系等のプライマーを散布後に、路盤に敷きならしてもよい。
【００３６】
本発明の施工方法は、配合後はシランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる末端水酸基含有プレポリマーの水酸基と、有機ポリイソシアネートのＮＣＯ基の反応が進行するので、骨材等とこれらの液の混合後はできるだけ短時間に施工を終える必要がある。
【００３７】
舗装は多層構造でも単層構造でもよい。多層構造の場合は、表面側に粒度の細かい砂やセルロース系骨材を多くすると耐久性が出やすい。更に、舗装材を敷きならした後、ＮＣＯ基末端ウレタンバインダーを塗布すると表面層の強度が増大し、耐久性が向上する。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。特にことわりのない限り、実施例及び比較例中の「部」及び「％」はそれぞれ「質量部」及び「質量％」を示す。
【００３９】
合成例１〜４有機ポリイソシアネートＡ〜Ｄは、表１に示すポリイソシアネートと活性水素化合物と組み合わせて８０℃まで昇温したのち、３時間反応させて、目標とするＮＣＯ基末端プレポリマーを得た。
【００４０】
合成例５〜７シランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる末端水酸基含有プレポリマーＥ〜Ｇは、表２に示すシランカップリング剤とポリオールと組み合わせて、８０℃まで昇温したのち、３時間反応させて、目標とする末端水酸基含有プレポリマーを得た。
【００４１】
なお、有機ポリイソシアネート及びそのイソシアネート末端プレポリマーを合成するに用いた活性水素化合物、その他の使用化合物は以下の通りである。
ＭＲ−２００ ：ポリメリックＭＤＩ（日本ポリウレタン工業製）
ＮＣＯ含量＝３１．１％
ＭＴ ：ジフェニメタンジイソシアネート（日本ポリウレタン工業製）
４，４′−異性体含有量：９９％以上ＮＣＯ含量＝３３．６％
ＭＴＬ ：ＭＤＩのカルボジイミド変性タイプ（日本ポリウレタン工業製）
ＰＲ−５００７：ポリオキシエチレンプロピレンポリオール（旭電化工業製）
水酸基価＝２２．４ｍｇＫＯＨ／ｇ
ＰＰ−２０００：ポリオキシプロピレングリコール、（三洋化成工業製）
水酸基価＝５６ｍｇＫＯＨ／ｇ
ＤＥＧ ：ジエチレングリコールＰＰ−１０００：ポリオキシプロピレングリコール（三洋化成工業製）
水酸基価＝１１２ｍｇＫＯＨ／ｇ
ＧＰ−４０００：ポリオキシプロピレントリオール（三洋化成工業製）
水酸基価＝４２ｍｇＫＯＨ／ｇ
Ａ−１８７ ：シランカップリング剤（日本ユニカー製）
主成分：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
Ａ−１８９ ：シランカップリング剤（日本ユニカー製）
主成分；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
Ａ−１１００ ：シランカップリング剤（日本ユニカー製）
主成分：γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
ＷＸ ：ＴＯＹＯＣＡＴ ＭＲ（東ソー製、三級アミン）
Ｂ−８４０７ ：ＴＥＧＯＳＴＡＢ Ｂ−８４０７（テー・ハー・ゴールドシュミット製、シリコン整泡剤）
【００４２】
【表１】
【表２】
実施例１〜４上記に示す合成例Ａ〜Ｄ及び合成例Ｅ〜Ｇと各種触媒、界面活性剤、骨材を用いて攪拌機を用いて混合した後、縦１５０ｍｍ、横３００ｍｍ、厚さ２０ｍｍの舗装体を作成した。それぞれの原料の原料名、配合量は表３に示す。尚、配合量は骨材の質量を１００部としたときの、薬剤の質量を表示し、骨材の割合は、容積比で表示した。表４においても同様の表示である。骨材の大きさは、砕石；粒径５〜１３ｍｍ、砂；粒径２ｍｍ以下、ゴムチップ；粒径５〜１０ｍｍ、ウッドチップ；長径５〜３０ｍｍ、短径；１〜５ｍｍ である。その舗装体を２５℃、６０ＲＨ％の条件で１０日間放置後、ＪＩＳ Ｋ６３０１に従って、舗装体の破断時の引っ張り強度とその時の伸びを測定した。更に、６０℃、１ヶ月放置後のその舗装体についても同様の試験を実施した。その結果を表３に示す。
【００４５】
【表３】
実施例５実施例３に示す組成の弾性舗装材をモルタルミキサーを用いて調整した後に、乾燥したアスコン面（アスファルトと砂利を混ぜ固めた状態の路面）の下地の上に舗装し、熊手で３度表面をならしながらローラーを用いて転圧し、更に３〜４時間後に再度転圧した。その後、２４時間後と１ヶ月後のその舗装材の表面、外観を目視で判定した。その結果、いずれの状態でも舗装材の劣化やはがれがなく骨材の脱落はなく何ら異常は見つからなかった。
【００４７】
比較例１〜４上記に示す合成例Ａ〜Ｄを用い、表３に示すシランカップリング剤、活性水素化合物及び各種触媒、界面活性剤、骨材を攪拌機を用いて混合した後、実施例と同様に縦１５０ｍｍ、横３００ｍｍ、厚さ２０ｍｍの舗装体を作成した。それぞれの原料の原料名、配合量は表３に示す。そして、実施例と同様に破断時の引っ張り強度、その時の伸びを測定した。更に、６０℃、１ヶ月放置後についても同様の試験を実施した。その結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】
比較例５比較例３に示す組成の弾性舗装材をモルタルミキサーを用いて調整した後に、乾燥したアスコン面（アスファルトと砂利を混ぜ固めた状態の路面）の下地の上に舗装し、熊手で３度表面をならしながらローラーを用いて転圧し、更に３〜４時間後に再度転圧した。その後、２４時間後と１ヶ月後のその舗装材の表面、外観を目視で判定した。その結果、２４時間後の状態では舗装材の劣化やはがれがなく骨材の脱落はなかったものの、１ヶ月後の状態では舗装材の劣化やはがれが見られ骨材の脱落が起こり耐久性に劣る結果となった。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明の構成材料からなる二液ウレタン処方の弾性舗装材は、有機ポリイソシアネートと、シランカップリング剤とオレフィン系ポリオールを除くポリオールとを混合して得られる末端水酸基含有プレポリマーとの組み合わせに、三級アミン触媒、及び砕石、砂等の硬質骨材と、ゴムチップ等の軟質骨材を用いるため、弾性と耐久性に優れ、自動車の走行時の騒音を減少させるとともに、作業時における配合液の種類の低減に貢献する優れた舗装材である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic polyisocyanate and a silane coupling agent.And a hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing a polyol excluding an olefinic polyolThe present invention relates to an elastic pavement material composed of a tertiary amine catalyst, a hard aggregate, and an elastic aggregate, and a construction method thereof. Furthermore, on track roads such as athletic fields, athletic fields, tennis courts, volleyball courts, golf course roads, jogging and walking trails, and in recent years, noise countermeasures and mirrorburn countermeasures (anti-freezing measures in winter) for roadways It is related with the elastic pavement material used as a paving body as the objective, and its construction method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, with regard to the above applications, the purpose of reducing the impact on the legs, hips and knees during exercise, the purpose of imparting slip resistance and wear resistance, and the pavement in order to give the above characteristics to the roadway, It is a common practice to impart elasticity. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-7404 discloses hard granular aggregates, soft elastic aggregates, and synthetic resin binders in an amount sufficient to bond these aggregates to each other. For the purpose of maintaining the elasticity of the pavement, it is effective to use a rubber chip, which is a flexible material, as the filler (aggregate), but it is durable (as a pavement that maintains elasticity without peeling or perforation) In order to maintain the shape), it is necessary to increase the hardness of the pavement by using a rigid aggregate such as crushed stone and adjust the ratio of the aggregate of the flexible material and the aggregate of the rigid material comprehensively. As a result, both elasticity and durability have been achieved.
[0003]
However, because it is an elastic body, if a large load is repeatedly applied over a long period of time, the crushed stone, which is a rigid aggregate, easily peels off due to repeated deflection of the roadbed, and then comes out of the pavement, There was a phenomenon that durability was lowered. JP-A-8-165606 discloses a method of using two kinds of large and small hard aggregates as a method for preventing the peeling of the hard aggregates. More specifically, gravel with a particle diameter of 10 to 5 mm as a large diameter hard aggregate, gravel with a particle diameter of 5 to 2.5 mm as a small diameter hard aggregate, and a particle diameter of 1.5 to 2.5 mm as a soft aggregate. The paving material made of rubber chips is described, and since the grip force (adhesive force) of the resin to the aggregate has increased, it can be used for paving in parking lots and the like. However, the durability is insufficient for roads on which automobiles run only by using two types of aggregates.
[0004]
On the other hand, in order to improve the adhesion, it is known to use a silane coupling agent for the purpose of surface treatment of aggregates. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-27707 discloses that an aggregate or the like and a one-component moisture curable polyurethane are stored in a sealed container in an uncured state. Before mixing the rubber and the one-component moisture curable polyurethane, in order to increase the wettability of the polyurethane, the aggregate and the rubber are treated with silane, that is, the silane, for example, an organic silane having an amine is sprayed with a sprayer. It is described that it is desirable to apply it to the surface of the material. JP-A-8-31349 discloses an asphalt binder composition containing a terminal isocyanate group-type polyurethane prepolymer obtained by reacting an olefinic polyol with an isocyanate compound, a silane coupling agent and asphalt as essential components. As a disclosed and preferred silane coupling agent, a sulfur-containing silane coupling agent and an isocyanate group-containing silane coupling agent are described.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, when using the silane coupling agent in actual site construction, it is necessary to wet the surface of the aggregate with the silane coupling agent in order to utilize the original function of the silane coupling agent. Thus, applying or mixing an adhesive to the surface-modified aggregate is the optimum method for improving the adhesiveness. It is necessary that the silane coupling agent itself hydrolyzes and that the hydrolysis products sufficiently wet the surface of the mineral. In order to improve the adhesiveness with a rigid aggregate such as crushed stone, which is the object of the present invention, moderate moisture is present on the surface of the aggregate such as crushed stone. Adhesion can be improved by mixing in advance. However, in order to sufficiently wet the surface of the inorganic substance, the silane coupling agent itself is insufficient because the molecular weight is small, and in order to wet more sufficiently, it is necessary to use a large amount. Usually, the silane coupling agent is expensive. Therefore, there was a limit to the amount used. By the way, when using a urethane-based adhesive as an adhesive, an active hydrogen compound and an organic polyisocyanate are used in order to improve durability, rather than a method using a one-component moisture-curing urethane prepolymer that utilizes a reaction with moisture in the air. Although the two-component urethane formulation of the combination is preferred, there is a disadvantage that the number of raw materials to be blended increases. In the case of using a silane coupling agent as described above, a large number of raw materials to be further blended and a new process is required as a pre-stage of the process of mixing the aggregate and the adhesive. There is a problem that the labor is increased and complicated. That is, when a silane coupling agent is used to improve adhesion, it is necessary to use a large amount of silane coupling agent in order to obtain stronger adhesion, and such an aggregate pretreatment process reduces workability. It was connected to.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present inventors have studied for the purpose of improving the adhesion when using a silane coupling agent in the above-mentioned two-component urethane formulation and for the purpose of reducing the type of compounded liquid. Ring agentAnd a hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing a polyol excluding an olefinic polyolWe found that a pavement made of a mixture of organic polyisocyanate, tertiary amine, hard aggregates such as crushed stone and sand, and soft aggregates such as rubber chips achieves its purpose, and a construction method using the same. As a result, the present invention has been achieved.
[0007]
That is, the present invention includes the following (1) and (2).
(1) (A) Organic polyisocyanate, (B) Silane coupling agentAnd a hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing a polyol excluding an olefinic polyol(C) A tertiary amine catalyst, (D) a hard aggregate, and (E) an elastic aggregate.
[0008]
(2) A construction method in which the elastic pavement material of (1) is mixed and stirred by a mixer, the obtained mixture is spread on a roadbed, the surface is smoothed, and exposed to the air to pave.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Further, the present invention will be described in detail. As the organic polyisocyanate (A) used in the present invention, a compound having two or more isocyanate groups in one molecule, such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI), xylylene diisocyanate, diphenyl ether diisocyanate, 3, 3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, aromatic diisocyanate such as phenylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, aromatic polyisocyanate such as polymethylene polyphenylene polyisocyanate (hereinafter referred to as polymeric MDI), and tetramethylene diisocyanate, hexamethylene Aliphatic diiso, such as diisocyanate, 3-methyl-1,5-pentane diisocyanate, lysine diisocyanate Aneto, furthermore, isophorone diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated xylene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, also alicyclic diisocyanates such as hydrogenated tetramethylxylylene diisocyanate can be used. Modified products such as biuret, allophanate, isocyanurate (trimer), uretdione (dimer), carbodiimide, uretonimine, etc. modified with some of these isocyanate groups (hereinafter referred to as NCO groups), oxazolidone, amide, imide, etc. Those modified with can also be used. These can be used alone or as a mixture of two or more. Preferred organic polyisocyanates in the present invention are NCO group-terminated urethane prepolymers obtained from these organic polyisocyanates and active hydrogen compounds.
[0010]
And as an active hydrogen compound used in order to obtain an NCO group terminal urethane prepolymer, the thing of the average functional group number 1-6 of molecular weight 32-number average molecular weight 50,000 is used. Examples of low molecular weight active hydrogen compounds having a molecular weight of 32 to less than 500 are methanol, ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, ethylamine, aniline, ethylenediamine, propylene Examples thereof include diamine, isophorone diamine, monoethanolamine, diethanolamine, N-methyldiethanolamine, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, or a mixture of two or more. Examples of the high molecular weight active hydrogen compound having a number average molecular weight of 500 to 50,000 include polyether mono or polyol, polyester mono or polyol, polycarbonate mono or polyol, or a mixture of two or more.
[0011]
As the polyether mono or polyol, a monomer such as ethylene oxide, propylene oxide, glycidyl ether, methyl glycidyl ether or the like may be used alone or in combination of the above-mentioned low molecular mono or polyol, mono or polyamine, and amino alcohol as an initiator. Polyether mono or polyol obtained by addition polymerization by a known method, amine mono or polyol, amino alcohol mono or polyol, polyoxyethylene monoalkyl ether having one end blocked with an alkyl group, tetrahydrofuran Examples include polytetramethylene polyols obtained by cationic polymerization. These can be used alone or as a mixture of two or more.
[0012]
Examples of the polyester polyol include various polyester polyols obtained by a dehydration condensation reaction between a dibasic acid such as adipic acid and phthalic anhydride and the aforementioned low-molecular mono- or polyol, mono- or polyamine, and amino alcohol, and ring opening of ε-caprolactam. Examples include lactone-based polyols obtained by polymerization.
[0013]
In addition, polycarbonate-based di- or polyol, acrylic polyol, phenolic polyol such as novolak resin and resol resin, and the type obtained by radical polymerization of vinyl monomers such as acrylonitrile and styrene in polyol, and these polymers in polyol Examples thereof include a polymer polyol dispersed and dissolved.
[0014]
When obtaining an NCO group-terminated urethane prepolymer, an active hydrogen compound having a number average molecular weight of 40 to 10,000 is preferable. If the number average molecular weight is less than 40, the urethane group concentration increases, and crushed stone, sand, rubber chips, etc. Adhesive strength with cellulosic aggregates such as aggregates, wood chips, rice husks, etc. is manifested, but the viscosity of the NCO group-terminated urethane prepolymer is increased and the mixing at the time of operation is degraded. On the other hand, if the number average molecular weight is greater than 10,000, the urethane group concentration is low, which is not preferable because the adhesive strength and durability with the aggregate are insufficient. Moreover, as the average functional group number, 1-5 are preferable. At that time, it is necessary that the compounding ratio of the organic polyisocyanate and the active hydrogen compound is an NCO group / active hydrogen group = 1.5 to 100 in terms of an equivalent ratio.
[0015]
As the organic polyisocyanate that can be used for the NCO group-terminated urethane prepolymer in the present invention, MDI and polymeric MDI are preferable from the comprehensive viewpoint of workability, toxicity, strength, and the like. There are 2,2'-isomer, 2,4'-isomer, and 4,4'-isomer in MDI. When 2,2'-isomer and 2,4'-isomer increase, pre- Although the low-temperature storage stability of the polymer is improved, on the other hand, the reactivity is reduced and the strength and the like are also reduced. Polymeric MDI is composed of a diisocyanate having two benzene rings and two NCO groups in one molecule, and a polyisocyanate having three or more benzene rings and NCO groups in one molecule. The viscosity at 25 ° C. is Since it is a liquid of 50 to 300 mPa · s, it is easier to use. Moreover, if it is a small quantity, the above-mentioned aliphatic diisocyanate and alicyclic diisocyanate can also be used together.
[0016]
(A) The NCO content of the organic polyisocyanate is 5 to 32 in terms of a solid content of 100% by mass (as a form not including various additives such as the above-mentioned catalyst, surfactant, diluent, plasticizer, flame retardant). % By mass is preferred, 8-30% by mass is more preferred, and 9-20% by mass is most preferred.
[0017]
A silane coupling agent is generally represented by the following structural formula.
Y- (CH2) n-SiX3 where Y is an organic functional group such as -NH2, -SH, -CH = CH2, oxirane ring (epoxy ring), etc. X is a hydrolyzable group, -OCH3,- OC2H5, -OC2H4OCH3, etc., and n is an integer of 1 or more. This Y forms a chemical bond with the organic substance and X with the inorganic substance or the silane coupling agent, respectively, and adhesion is improved by surface modification of the inorganic substance. The most important thing for the surface modification of the inorganic substance is that the silane coupling agent itself, that is, X needs to be hydrolyzed, and for this purpose, the presence of moisture is necessary. As described above, if the surface of the aggregate can be sufficiently wetted, the adhesive strength will be improved. However, the silane coupling agent itself has a low molecular weight, so the volume per mole is small. It is necessary to use it.
[0018]
Therefore, in the present invention, a silane coupling agentAnd (B) a terminal hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing olefinic polyol and polyol excluding olefinic polyolIt is found that the above-mentioned disadvantages in work and insufficient wettability of the aggregate surface can be solved by using silane coupling agent.And a hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing a polyol excluding an olefinic polyolAs a result, the same kind of compounding liquid as that of a normal two-pack type urethane prescription was achieved. That is, the above-mentioned (B) which has been polymerized to some extent.Terminal hydroxyl group-containing prepolymerHowever, it wets the surface of hard aggregates such as crushed stones and elastic aggregates such as rubber chips, and the hydroxyl group of the prepolymer reacts with organic polyisocyanate to form urethane bonds. improves.
[0019]
Used herePolyolas,Those having an average functional group number of 1 to 6 having a molecular weight of 32 to a number average molecular weight of 50,000 are used. Examples of the low molecular weight polyol having a molecular weight of 32 to less than the number average molecular weight of 500 include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol and the like, or a mixture of two or more. Examples of the high molecular weight polyol having a number average molecular weight of 500 to 50,000 include single or a mixture of two or more of polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol and the like.
As the polyether polyol, the above-mentioned low molecular weight polyol, polyamine, amino alcohol is used as an initiator, and monomers such as ethylene oxide, propylene oxide, glycidyl ether, and methyl glycidyl ether are added or polymerized by a known method. The polyether polyol obtained by doing, an amine-type polyol, an amino alcohol-type polyol, the polytetramethylene-type polyol obtained by cationic polymerization of tetrahydrofuran, etc. are mentioned. These can be used alone or as a mixture of two or more.
Polyester polyol is obtained by ring-opening polymerization of various polyester polyols and ε-caprolactam obtained by dehydration condensation reaction of dibasic acid such as adipic acid and phthalic anhydride with the aforementioned low-molecular polyol, polyamine, and amino alcohol. Examples include lactone-based polyols.
In addition, polycarbonate-based di- or polyol, acrylic polyol, phenolic polyol such as novolak resin and resol resin, and the type obtained by radical polymerization of vinyl monomers such as acrylonitrile and styrene in polyol, and these polymers in polyol Examples thereof include a polymer polyol dispersed and dissolved.
With silane coupling agentThe above polyolThe mixing ratio of silane coupling agent /PolyolIt is preferable to use within the range of = 1 / 1.2-10. As silicon content resulting from a silane coupling agent, 5-40 mass% is preferable. Furthermore, the above (B)Terminal hydroxyl group-containing prepolymerThe hydroxyl value of is preferably 10 to 600 mgKOH / g.
[0020]
If necessary (B)Terminal hydroxyl group-containing prepolymerOther active hydrogen compounds can be used, and specific examples include the active hydrogen compounds described above. The active hydrogen compound other than this (B) is, for the purpose of the present invention of reducing the type of compounded liquid, (B)Terminal hydroxyl group-containing prepolymerIt is preferable to blend in advance.
[0021]
And as above-mentioned two-pack type urethane prescription, (A) organic polyisocyanate and (B)Terminal hydroxyl group-containing prepolymerIs preferably used in an equivalent ratio of total NCO groups / total active hydrogen groups = 0.7 to 1.3.
[0022]
In the present invention, organic polyisocyanate andPolyol(C) Tertiary amine catalyst used for the purpose of adjusting the reactivity of the two correlations with triethylamine, triethylenediamine, N-methylmorpholine, N-methylimidazole, pyridine, N, N, N ′, N Examples include '-tetramethylhexanediamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, α-picoline and the like.
[0023]
In addition, N, N-dimethylethanolamine, N-methyldiethanolamine, triethanolamine, N, N, N′-trimethylaminoethyl-ethanolamine, etc. are preferable as amine-based catalysts having active hydrogen that reacts with organic polyisocyanate. .
[0024]
Similarly, among catalysts used for the purpose of adjusting the reactivity, metal catalysts such as dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, calcium naphthenate, tin octylate, zinc octylate and the like are not preferable because they may cause soil contamination.
[0025]
Examples of the (D) hard aggregate used in the present invention include crushed stone, sand, and crushed concrete. When crushed stone and sand are used in combination, the durability is improved, but the elasticity is reduced and the effect of lowering the running noise of the automobile is reduced.
[0026]
A rubber chip can be mentioned as (E) elastic aggregate used for this invention. The rubber chip can be used in various types such as granular and hijiki, such as polyurethane rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, chloroprene rubber, nitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, natural rubber and natural rubber. Or crushed waste tires are used.
[0027]
Other aggregates that can be added to the paving material of the present invention include cellulosic materials such as wood chips, sawdust and rice husks. It is suitable for pedestrian roads that are not harsh conditions such as traveling of automobiles, because they are easily elastic.
[0028]
These aggregates ((D) hard aggregates, (E) elastic aggregates, and other aggregates used as necessary) have a length of 5 to 80 mm and an average particle size of 0.1 mm. 1-10 mm is preferable, More preferably, an average length is 10-50 mm and an average particle diameter is 1-7 mm. When the length is less than 5 mm and the average particle size is less than 0.1 mm, the slip resistance and the wear resistance are inferior. When the length exceeds 80 mm and the average particle size exceeds 10 mm, the bone from the pavement It is not preferable because the material is easily detached.
[0029]
These aggregates and binder ((A) organic polyisocyanate and (B) silane coupling agentAnd a hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing a polyol excluding an olefinic polyol) Is preferably in the range of 5 to 300 aggregates, more preferably in the range of 10 to 200, with respect to the binder 100 by volume ratio.
[0030]
In the present invention, a diluent can be used for the purpose of reducing the viscosity of the organic polyisocyanate. Any diluent that does not react with isocyanate can be used. Specifically, aromatic or aliphatic dibasic acid diesters, mono- or polyhydric alcohol acetates, alkylene carbonates, ethers, cyclic esters, acid anhydrides, various acrylic acids Examples include esters and methacrylic acid esters.
[0031]
Further, in the same manner as described above, it is preferable to add a surfactant for the purpose of adjusting the dispersion and reactivity between the two phases of the organic polyisocyanate and the polyol. This surfactant is obtained, for example, by condensing a polyglycol ether containing an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide with an organic compound containing at least one active hydrogen. Examples of the organic compound containing at least one active hydrogen include alcohols, phenols, thiols, primary or secondary amines, and polyalkylene oxide derivatives of phenolic compounds having one or more alkyl substituents. it can.
[0032]
In particular, silicone surfactants are preferable, and some of them contain an active hydrogen group and some do not. Preferred is a type that does not contain an active hydrogen group. Examples include various siloxane polyalkylene oxide block copolymers. Specific examples include L-5340 made by Union Carbide, B-8451 made by T. Goldschmidt, B-8407, and the like. Such surfactants are organic polyisocyanates and silane coupling agents as long as the stability of the liquid is ensured.And a hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing a polyol excluding an olefinic polyolIt can be added to either of these. The amount used is organic polyisocyanate and silane coupling agentAnd a hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing a polyol excluding an olefinic polyol0.05-5 mass% is preferable with respect to the total amount.
[0033]
In the present invention, in addition to the above catalyst and surfactant, various coupling agents, various foaming agents, and various additives such as dispersants, thickeners, antioxidants and heat resistance imparting agents may be added. Yes, but should be limited to those that do not cause soil contamination.
[0034]
The elastic pavement material of the present invention can be obtained by forcibly mixing the aforementioned components using a known stirring / mixing device. Hard aggregates such as crushed stone, sand, elastic aggregates such as rubber chips, and cellulosic aggregates such as wood chips, rice husks, and sawdust, and mixing with binders are carried out by mixing the above aggregates into a stirrer such as a portable concrete mixer. The simplest mixing method is to add the binder to the mixture and stir it while stirring it. The catalyst and the surfactant may be added separately, but from the viewpoint of reducing the type of compounded liquid that is the gist of the present invention, an organic polyisocyanate or a silane coupling agent is required.And a hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing a polyol excluding an olefinic polyolIt is also preferable to add to.
[0035]
In the construction method of the present invention, the above-mentioned elastic pavement is spread on the roadbed, the surface is smoothed, and the pavement is exposed to the air. In addition, when the surface of the elastic pavement is smoothed, rolling is preferable because the strength of the pavement after curing is improved. Examples of surface leveling means include a rake and a broom, and examples of rolling pressure include a road roller. Further, in order to further improve the adhesion, a primer such as urethane, epoxy, or acrylic may be preliminarily spread and then spread on the roadbed.
[0036]
The construction method of the present invention is a silane coupling agent after blendingAnd a hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing a polyol excluding an olefinic polyolSince the reaction of the hydroxyl groups of the organic polyisocyanate and the NCO group of the organic polyisocyanate proceeds, it is necessary to finish the work in as short a time as possible after mixing the aggregate and these liquids.
[0037]
The pavement may be a multilayer structure or a single layer structure. In the case of a multi-layer structure, durability is easily increased by increasing the amount of fine-grained sand or cellulosic aggregate on the surface side. Furthermore, when the NCO group-terminated urethane binder is applied after the paving material is laid, the strength of the surface layer increases and the durability is improved.
[0038]
【Example】
Examples of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “parts” and “%” in Examples and Comparative Examples represent “parts by mass” and “% by mass”, respectively.
[0039]
Synthesis Examples 1 to 4 Organic polyisocyanates A to D were combined with the polyisocyanates and active hydrogen compounds shown in Table 1 and heated to 80 ° C. and then reacted for 3 hours to obtain the target NCO group-terminated prepolymer. It was.
[0040]
Synthesis Examples 5 to 7 Silane coupling agentsAnd a hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing a polyol excluding an olefinic polyolE to G are silane coupling agents shown in Table 2 andPolyolIn combination, the temperature is raised to 80 ° C. and then reacted for 3 hours to be the targetTerminal hydroxyl group-containing prepolymerGot.
[0041]
In addition, the active hydrogen compound used for synthesizing the organic polyisocyanate and its isocyanate-terminated prepolymer, and other compounds used are as follows.
MR-200: Polymeric MDI (manufactured by Nippon Polyurethane Industry)
NCO content = 31.1%
MT: Diphenylmethane diisocyanate (manufactured by Nippon Polyurethane Industry)
4,4′-isomer content: 99% or more NCO content = 33.6%
MTL: MDI carbodiimide modified type (Nippon Polyurethane Industry)
PR-5007: Polyoxyethylene propylene polyol (Asahi Denka Kogyo)
Hydroxyl value = 22.4 mgKOH / g
PP-2000: polyoxypropylene glycol (manufactured by Sanyo Chemical Industries)
Hydroxyl value = 56 mgKOH / g
DEG: Diethylene glycol PP-1000: Polyoxypropylene glycol (manufactured by Sanyo Chemical Industries)
Hydroxyl value = 112 mg KOH / g
GP-4000: Polyoxypropylene triol (manufactured by Sanyo Chemical Industries)
Hydroxyl value = 42 mgKOH / g
A-187: Silane coupling agent (Nihon Unicar)
Main component: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane
A-189: Silane coupling agent (Nihon Unicar)
Main component: γ-mercaptopropyltrimethoxysilane
A-1100: Silane coupling agent (Nihon Unicar)
Main component: γ-aminopropyltriethoxysilane
WX: TOYOCAT MR (Tosoh, tertiary amine)
B-8407: TEGOSTAB B-8407 (manufactured by T. Her Goldschmitt, silicone foam stabilizer)
[0042]
[Table 1]
[Table 2]
Examples 1 to 4 Synthesis Examples A to D and Synthesis Examples E to G described above and various catalysts, surfactants, and aggregates were mixed using a stirrer, and then 150 mm in length, 300 mm in width, and 20 mm in thickness. A pavement was created. The raw material names and blending amounts of the respective raw materials are shown in Table 3. In addition, the compounding quantity displayed the mass of the chemical | medical agent when the mass of an aggregate was 100 parts, and the ratio of the aggregate was displayed by the volume ratio. The same display is shown in Table 4. The size of the aggregate is crushed stone; particle size 5 to 13 mm, sand; particle size 2 mm or less, rubber chip; particle size 5 to 10 mm, wood chip; major axis 5 to 30 mm, minor axis: 1 to 5 mm. The pavement was allowed to stand at 25 ° C. and 60 RH% for 10 days, and then the tensile strength at break of the pavement and the elongation at that time were measured according to JIS K6301. Furthermore, the same test was implemented also about the pavement after standing at 60 degreeC for 1 month. The results are shown in Table 3.
[0045]
[Table 3]
Example 5 An elastic paving material having the composition shown in Example 3 was prepared using a mortar mixer, and then paved on the base of a dry ascon surface (a road surface in which asphalt and gravel were mixed and solidified), and 3 The surface was rolled using a roller while leveling the surface, and then rolled again after 3 to 4 hours. Thereafter, the surface and appearance of the paving material after 24 hours and one month later were visually determined. As a result, in any state, there was no deterioration or peeling of the pavement material, no loss of aggregate, and no abnormality was found.
[0047]
Comparative Examples 1-4 Using the synthesis examples A to D shown above, the silane coupling agent, active hydrogen compound and various catalysts, surfactants, and aggregates shown in Table 3 were mixed using a stirrer, and then the examples and Similarly, a pavement having a length of 150 mm, a width of 300 mm, and a thickness of 20 mm was prepared. The raw material names and blending amounts of the respective raw materials are shown in Table 3. And the tensile strength at the time of a fracture | rupture and the elongation at that time were measured similarly to the Example. Furthermore, the same test was conducted after leaving at 60 ° C. for 1 month. The results are shown in Table 4.
[0048]
[Table 4]
Comparative Example 5 After adjusting an elastic paving material having the composition shown in Comparative Example 3 using a mortar mixer, paving on the base of a dry ascon surface (road surface in which asphalt and gravel were mixed and solidified), and using a rake 3 The surface was rolled using a roller while leveling the surface, and then rolled again after 3 to 4 hours. Thereafter, the surface and appearance of the paving material after 24 hours and one month later were visually determined. As a result, in the state after 24 hours, there was no degradation or peeling of the pavement material and the aggregates did not fall off, but in the state after 1 month, the degradation or peeling of the pavement materials was seen and the aggregates dropped out, making the durability The result was inferior.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, the elastic pavement material of the two-component urethane formulation comprising the constituent material of the present invention is composed of an organic polyisocyanate and a silane coupling agent.And a hydroxyl group-containing prepolymer obtained by mixing a polyol excluding an olefinic polyolIn combination with a tertiary amine catalyst, hard aggregates such as crushed stone and sand, and soft aggregates such as rubber chips, it is excellent in elasticity and durability, reduces noise during driving of the car, and works It is an excellent pavement material that contributes to the reduction of the types of liquid mixture at the time.
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