JP4051638B2 - ウレタン組成物及びそれを含む防水材 - Google Patents
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Description
前記ウレタン樹脂としては、その適用用途等に応じて各種の硬化系のものが知られているが、なかでも該ウレタン樹脂中にイソシアネート基を付与することにより、該イソシアネート基と大気中の水との間で硬化を進行させる、いわゆる湿気硬化型ウレタン樹脂が、よく知られている。
しかし、前記湿気硬化反応は、通常、炭酸ガスの発生を伴うため、ウレタン樹脂組成物によって形成される硬化被膜の膨れ等を引き起こす場合があった。
前記したような、いわゆる硬化時間を短縮する方法としては、湿気硬化型ウレタン組成物からなる塗膜を、水、温水又は熱水蒸気等を用いて処理すること方法が知られている(例えば特許文献3参照。)。
また、前記したような水等を用いた処理を行うことで、形成される硬化塗膜の耐水性等の耐候性が低下する等の問題が引き起こされる場合があった。
前記ウレタン組成物は、前記(A)及び(B)の混合物中に、前記(C)及び(D)がそれぞれ独立して分散したものである。
前記ポリオキシアルキレンポリオールとしては、塗布後の硬化性を向上するという点でエチレンオキサイドを付加重合したポリオールであることが好ましい。この場合、ウレタンプレポリマー(A)と後述する化合物(B)とを含む組成中のオキシエチレン鎖の含有量は、耐水性を向上する観点から10質量%未満であることが好ましい。
本発明で使用するウレタン化合物(B)は、その分子末端にオキサゾリジン基を有するものである。
前記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、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って製造することができる。
本発明で使用する有機酸カルシウム(C)としては、例えばオクチル酸カルシウム、ナフテン酸カルシウムなど公知の有機酸カルシウムを挙げることができる。
本発明で使用する、常温で液状の疎水性化合物(d1)中に水(d2)が分散した油中水滴型エマルジョン(D)は、液滴を形成した前記疎水性化合物(d1)中に水(d2)が分散したものである。
混合、混練装置としては、密閉型のバタフライミキサーやプラネタリーミキサー等が挙げられる。
また、本発明のウレタン組成物は、前記ウレタンプレポリマー(A)を前記ウレタン組成物全体に対して3.0〜95質量%含むことが好ましい。
また、前記ウレタン化合物(B)は、前記ウレタン組成物全体に対して1.5〜90質量%好ましい。
また、前記有機酸カルシウム(C)は、前記ウレタン組成物全体に対して0.001〜0.4質量%が好ましい。
また、前記油中水滴型エマルジョン(D)は、前記ウレタン組成物全体に対して0.1〜10質量%含まれることが好ましい。
ブチレンエーテル結合を50質量%有する数平均分子量2,000のポリブチレンプロピレンエーテルジオール700g(0.35モル)、数平均分子量3,000のポリプロピレンエーテルトリオール300g(0.1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18時間フラスコ中で撹拌しながら反応させ、イソシアネート基の量(NCO%)が4.25%のウレタンプレポリマーを得た。以下このウレタンプレポリマーをウレタンプレポリマーA−1という。
参考例1において、数平均分子量2,000のブチレンプロピレンエーテルジオール700g(0.35モル)の代わりに、数平均分子量2,000、エチレンオキサイド含有量が10%のポリエチレンプロピレンエーテルジオール700g(0.35モル)を用い、参考例1と同様の方法でNCO%が4.26%のウレタンプレポリマーを得た。以下このウレタンプレポリマーをウレタンプレポリマーA−2という。
数平均分子量4,800、オキシエチレン鎖の含有量15%のポリエチレンプロピレンエーテルトリオール500g(0.104モル)と数平均分子量2,000のポリプロピレンエーテルジオール500g(0.25モル)を混合してオキシエチレン鎖の平均含有量が7.5%、平均官能基数が2.29、数平均分子量が2,820のポリオールを得た。さらにヘキサメチレンジイソシアネート143.3g(0.853モル)、すなわちNCO/OHの当量比2.1にて窒素気流下で80℃にて48時間フラスコ中で撹拌しながら反応させNCO%が3.23%、1分子当たりの末端NCO基数2.29のウレタンプレポリマーを得た。
密閉型プラネタリーミキサー中に120℃で5時間減圧乾燥し、水分を0.05質量%以下に調整したNS−500(炭酸カルシウム、日東粉化株式会社製)400部、酸化チタンR−820 10部(石原産業株式会社製)、シルディックY−1319 1.5部(大日本インキ化学工業株式会社製)、ジオクチルフタレート95部、サリチル酸0.15部、微粉末にしたテレフタル酸5部、ウレタンプレポリマーA−1 290部、OXZ−1 210部及びキシレン80部を加え均一に混合した後、50トールの減圧下で脱泡してウレタンプレポリマー組成物M−1を得た。
M−1の配合においてウレタンプレポリマーA−1 290部の代わりにウレタンプレポリマーA−2 290部を用いて同様の方法でウレタンプレポリマー組成物M−2を得た。
容器にユーリックH−35(グリセリンとひまし油脂肪酸の反応物、伊藤精油株式会社製)67部、乳化剤としてニューコール1103(ポリオキシエチレンラウリルエーテル 日本乳化剤株式会社製)3部及び水30部を、ディスパーを用いて均一に混合し、油中水滴型エマルジョンを得た。このエマルジョンをE−1とする。
E−1の配合においてニューコール1103の代わりにニューコール1305(ポリオキシエチレントリデシルエーテル 日本乳化剤株式会社製)を用い、参考例6と同様の方法でエマルジョンE−2を作製した。
表−1、表−2及び表−3に記載の配合条件で各成分をディスパーで40秒間かけて均一に混合することによって、ウレタン組成物を得た。
(硬化時間の測定1)(塗布膜厚が1mmである場合の硬化性評価)
離型紙を貼ったガラス板(30×30cm)上に、実施例及び比較例で調製した各ウレタン組成物を、塗布膜厚が1mmとなるように塗布した後、5℃×50%の条件下で放置を開始してから、指で塗膜を触ったときに塗膜の動きが無く、かつキシレンを塗膜に塗布しても塗膜の膨潤が認められなくなるまでの時間を測定した。
離型紙を貼ったガラス板(30×30cm)上に、実施例及び比較例で調製した各ウレタン組成物を、塗布膜厚が3mmとなるように塗布した後、5℃×50%の条件下で放置を開始してから、指で塗膜を触ったときに塗膜の動きが無く、かつキシレンを塗膜に塗布しても塗膜の膨潤が認められなくなるまでの時間を測定した。
なお、硬化時間は概ね15時間以内であることが好ましい。
スレート板(30×30cm)上に、実施例及び比較例で調製した各ウレタン組成物を、塗布膜厚が2mmとなるように塗布した後、50℃×90%の条件下に放置し硬化塗膜を形成した後、その塗膜表面のフクレ、ピンホールの有無を目視で観察した。フクレ、ピンホールが無いものは○、フクレ、ピンホールが有るものは×と評価した。
予め25℃に調整した表に記載された組成物を所定の混合比で1分間混合し、混合物100gを容器に採取して、25℃にてBM型回転粘度型6rpm/分で粘度を測定した。混合開始から粘度が10万mPaに到達するまでの時間を可使時間とした。可使時間は概ね20分以上であることが好ましい。
離型紙を貼ったガラス板(30×30cm)上に、実施例及び比較例で調製した各ウレタン組成物を、塗布膜厚が1.5mmとなるように塗布した後、23℃×50%の条件下で7日間放置した後、離型紙から硬化塗膜を剥離した。この塗膜を試験片として、JIS-A-6021(2000年版)に準じてダンベル3号で打ち抜き、引張速度500mm/分で破断時の強度(MPa)、伸度(%)を測定した。
なお、常態引張強度は、おおむね2.3MPa以上であることが好ましく、常態破断伸度は450%以上であることが好ましい。
常態引張物性試験で作製した塗膜を10×5cmの形状に打ち抜いた後、サンシャインウエザーメーターで250時間照射し、色差計で照射前後の色差を測定した。色差が20未満であって、目視観察で塗膜にチョーキングが見られない場合は○、色差が20を越え、目視観察で塗膜にチョーキングが見られる場合は×とする。
表−2中の「Naph-Ca」は5質量%ナフテン酸カルシウムを示し、「Oct-Co」は6質量%オクチル酸コバルトを示し、「Naph-Zn」は6質量%ナフテン酸亜鉛を示す。
Claims (4)
- 2個以上のイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(A)、分子末端にオキサゾリジン基を有するウレタン化合物(B)、有機酸カルシウム(C)、及び、常温で液状の疎水性化合物(d1)中に水(d2)が分散した油中水滴型エマルジョン(D)を含有するウレタン組成物であって、前記疎水性化合物(d1)がひまし油又はひまし油とグリセリンとの反応物であり、前記有機酸カルシウム(C)中に含まれるカルシウムの含有量が、前記ウレタン組成物の全量に対して0.001〜0.4質量%であり、かつ前記油中水滴型エマルジョン(D)中に含まれる前記水(d2)が、前記ウレタン組成物の全量に対して0.1〜1.5質量%含まれるものであることを特徴とするウレタン組成物。
- 前記ウレタン化合物(B)が、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(a1)とN−2−ヒドロキシアルキルオキサゾリジン(a2)とを反応させて得られるものである、請求項1に記載のウレタン組成物。
- 前記油中水滴型エマルジョン(D)は、前記水(d2)が前記疎水性化合物(d1)としてのひまし油又はひまし油とグリセリンとの反応物中に、ポリオキシエチレンアルキルエーテルからなる乳化剤によって分散されたものである、請求項1に記載のウレタン組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のウレタン組成物からなる防水材。
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