JP4416526B2

JP4416526B2 - 塗膜防水材

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Publication number: JP4416526B2
Application number: JP2004027285A
Authority: JP
Inventors: 史親新濱; 典彦吉岡
Original assignee: SK Kaken Co Ltd
Current assignee: SK Kaken Co Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2024-02-03
Also published as: JP2004308407A

Description

本発明は、建築物の屋上、ベランダ等に防水性を付与する塗膜防水材に関するものである。

建築物の屋上、ベランダ等における防水性を高めるための材料として、塗膜防水材が使用されている。従来の塗膜防水材としては、トリレンジイソシアネートまたはその誘導体等のポリイソシアネートを含む主剤と、アミン化合物及びポリオキシプロピレンポリオールを含む２液混合型の材料が主流である。このうち、アミン化合物については、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）（以下「ＭＯＣＡ」と略す）が汎用的に使用されている。このＭＯＣＡは、硬化性、ポットライフ等の点において優れた性能を付与する化合物である。

例えば、特開平８−３４８２９号公報には、トリレンジイソシアネートとポリオールとの反応によって得られるイソシアネート末端プレポリマーを含む主剤と、ジエチルトルエンジアミンとＭＯＣＡ等を含む硬化剤からなる塗膜防水材が記載されている。

しかし、ＭＯＣＡは労働安全衛生法の特定化学物質第二類であるうえ、化審法の指定化学物質でもあり、安全性の点においてあまり好ましいものとは言えない。そのため、ＭＯＣＡを含まずとも、従来の塗膜防水材に匹敵する性能を発揮することができる材料が求められている。

特開平８−３４８２９号公報

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、安全性が高く、かつ伸び性、硬化性、ポットライフ等において従来品に匹敵する性能を有する塗膜防水材を提供することを目的とする。

本発明者らは上記のような従来技術の問題点に鑑み、鋭意研究を行った結果、硬化剤におけるポリオールとして、特定のひまし油系ポリオールを使用することに想到し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は以下の塗膜防水材に関する。
１．ポリイソシアネートを含む主剤と、アミン化合物、及びポリオールを含む硬化剤からなる塗膜防水材であって、前記ポリオールとして、
水酸基価が２００〜５００ＫＯＨｍｇ／ｇであり、全水酸基中に第２級水酸基が８０重量％以上含まれるひまし油系ポリオールを含み、
前記アミン化合物として、ダイマー酸骨格を有するアミン化合物を含むことを特徴とする塗膜防水材。
２．ポリイソシアネートを含む主剤と、アミン化合物、ポリオール及び、脱水剤を含む硬化剤からなる塗膜防水材であって、前記ポリオールとして、
水酸基価が２００〜５００ＫＯＨｍｇ／ｇであり、全水酸基中に第２級水酸基が８０重量％以上含まれるひまし油系ポリオールを含むことを特徴とする塗膜防水材。

本発明の塗膜防水材は、特定化学物質・指定化学物質であるＭＯＣＡを含まないため、安全性が高い。ポリイソシアネートとしてＴＤＩを使用しない場合は、いっそう安全性を高めることができる。
しかも、本発明の塗膜防水材は、伸び性、硬化性、ポットライフ等において従来品に匹敵する性能を発揮することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態とともに詳細に説明する。

本発明の塗膜防水材は、ポリイソシアネートを含む主剤と、アミン化合物及びポリオールを含む硬化剤からなり、硬化剤中のポリオールとして特定のひまし油系ポリオールを含むものである。本発明では、ポリオールとして、このようなひまし油系ポリオールを採用することによって、ＭＯＣＡを使用しなくても、従来の塗膜防水材に匹敵する性能を発揮させることができる。

本発明におけるひまし油系ポリオール（以下「（Ａ）成分」という）は、ひまし油から誘導される重合体である。（Ａ）成分としては、例えば、ひまし油のアルキレンオキシド付加物、ひまし油のエポキシ化物、ひまし油のハロゲン化物、ひまし油と多価アルコールとのエステル交換物等、及びこれらの水素化物等を使用することができる。このうち、多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリテトラメチレングリコールポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリカーボネートポリオール、アクリルポリオール等を挙げることができる。

本発明における（Ａ）成分としては、水酸基価が２００〜５００ＫＯＨｍｇ／ｇ（好ましくは２５０〜４５０ＫＯＨｍｇ／ｇ、さらに好ましくは２８０〜４００ＫＯＨｍｇ／ｇ）であり、全水酸基中に第２級水酸基が８０重量％以上（好ましくは９０重量％以上、より好ましくは１００重量％）含まれるものを使用する。本発明では、このように水酸基が制御されたひまし油系ポリオールを使用することにより、優れた硬化性と伸び性とを兼ね備えた塗膜防水材を得ることができる。また、実用的なポットライフを確保することもできる。
水酸基価が５００ＫＯＨｍｇ／ｇより大きい場合は、伸び性及びポットライフが不十分となる。水酸基価が２００ＫＯＨｍｇ／ｇより小さい場合は、硬化性が低下し、塗膜表面がタックフリーとなるのに時間を要する。第２級水酸基の比率が８０重量％より小さい場合は、伸び性及びポットライフが不十分となる。

（Ａ）成分の分子量は１０００〜６０００であることが望ましく、さらには１２００〜３０００であることが望ましい。このような分子量であれば、伸び性、作業性等において実用的な性能を十分に確保することができる。分子量が小さすぎる場合は、伸び性が低下するおそれがある。分子量が大きすぎる場合は、（Ａ）成分の粘度が高くなり、イソシアネートと均一に混合することが困難となり、作業性に支障をきたす場合がある。

（Ａ）成分の酸価は１０ＫＯＨｍｇ／ｇ以下であることが望ましく、さらには５ＫＯＨｍｇ／ｇ以下であることが望ましい。酸価がこのような範囲内であることにより、イソシアネートとの反応によるガスの発生を抑制することができ、成膜性が高まる。

本発明では、硬化剤におけるアミン化合物（以下「（Ｂ）成分」という）としてＭＯＣＡ以外の化合物を使用することができる。（Ｂ）成分は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の固形分比率が９９．５：０．５〜６０：４０、好ましくは９９：１〜８０：２０となるように混合すればよい。
（Ｂ）成分としては、例えば、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−メチレン−ビス（２−アルキルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス（２，６−ジアルキルアニリン）、１，３，５−アルキル−２，４−ジアミノベンゼン、メチルチオトルエンジアミン、テトラアルキルジアミノジフェニルメタン、ｔ−ブチルトルエンジアミン等が挙げられる。この中では、ジエチルトルエンジアミンが好適である。

本発明では、硬化剤におけるアミン化合物として、ダイマー酸骨格を有するアミン化合物（以下「（Ｂ−１）成分」という）を好適に使用することもできる。このような化合物を混合することにより、水分が介在する条件下での施工（すなわち、高湿度雰囲気下での施工、下地が水分を含む場合の施工等）においても、塗膜の膨れ発生が抑制され、安定した硬化性能を発揮することができる。

（Ｂ−１）成分は、ダイマー酸にアミノ基が導入された化合物であり、特に、ダイマージアミン、ダイマー酸ポリアミドアミンから選ばれる１種以上が好適である。
ダイマー酸は、一般に乾性油又は半乾性油などから得られる不飽和脂肪酸の重合反応によって製造される重合脂肪酸であり、脂肪酸の２量体を有効主成分としている。通常は、Ｃ_１８の不飽和脂肪酸の重合によって得られるＣ_３６の２塩基酸などを主成分とするものである。但し、このダイマー酸は重合脂肪酸であるために、その構造は単一ではなく、非環、単環及び多環の混合物であり、少量のモノマー酸、トリマー酸などを含有する場合もある。ダイマー酸の原料となる脂肪酸としては、トール油系、大豆油、ヤシ油、ひまし油、米ぬか油等の植物油系脂肪酸、牛脂系脂肪酸等が挙げられる。

ダイマージアミンは、上記ダイマー酸のカルボキシル基をアミノ基に転化したしたものである。このダイマージアミンは、例えば、ダイマー酸をアミド化し還元することによって得ることができる。
ダイマー酸ポリアミドアミンは、ダイマー酸とポリエチレンポリアミン及びアルキレンジカルボン酸又は脂肪酸との重縮合物である。ここで、ポリエチレンポリアミンとしては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン等が挙げられる。アルキレンジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、ドデカジオン酸等が挙げられる。脂肪酸としては、例えば、酪酸、イソ酪酸、オクチル酸、シクロヘキサンカルボン酸、プロピオン酸等が挙げられる。

主剤におけるポリイソシアネート（以下「（Ｃ）成分」という）としては、公知の化合物を使用することができる。（Ｃ）成分としては、例えば、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（以下「ＭＤＩ」と略す）、トリレンジイソシアネート（以下「ＴＤＩ」と略す）、ジアニシジンジイソシアネ−ト、トリデンジイソシアネ−ト、フェニレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添ＭＤＩ等のイソシアネート化合物をアロハネート化、ビウレット化、２量化（ウレチジオン）、３量化（イソシアヌレート）、アダクト化、カルボジイミド反応等によって誘導体化したもの、あるいは上記イソシアネート化合物をポリオールと反応させて得られるイソシアネート末端プレポリマー等を使用することができる。ただし、ＴＤＩは労働安全衛生法の特定化学物質第二類物質であることから、その使用は避けたほうがよい。

主剤と硬化剤の混合比率については、主剤に含まれる（Ｃ）成分のイソシアネート基と、硬化剤に含まれる水酸基の比率が、ＮＣＯ／ＯＨ比率で通常０．５〜２．０、好ましくは１．０〜１．５となる範囲内で設定すればよい。ＮＣＯ／ＯＨ比率が０．５より小さい場合は、塗膜の架橋率が低くなり、硬化性、耐久等において十分な物性を確保することができない。ＮＣＯ／ＯＨ比率が２．０よりも大きい場合は、未反応のイソシアネートが残存し、硬化性に悪影響を与えるおそれがある。

本発明では、（Ｄ）成分として顔料を含むことが望ましい。（Ｄ）成分としては、例えば、重質炭酸カルシウム、沈降性炭酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、陶土、チャイナクレー、硫酸バリウム、炭酸バリウム、珪砂、珪石、珪藻土等の体質顔料が挙げられる。この他、無機系着色顔料、有機系着色顔料等を使用することもできる。
（Ｄ）成分の混合比率については、形成塗膜における顔料容積濃度が１０〜６０％程度（好ましくは２０〜４０％程度）となる範囲内で設定すればよい。このような顔料容積濃度であれば、強度と伸び性のバランスに優れた塗膜を形成することができる。

本発明では、（Ｅ）成分として脱水剤を含むこともできる。（Ｅ）成分の含むことにより、水分が介在する条件下での施工（すなわち、高湿度雰囲気下での施工、下地が水分を含む場合の施工等）においても、より安定した硬化性能を発揮することができ、また、密着性を向上させることもできる。

（Ｅ）成分としては、例えば、オルト蟻酸トリアルキル、オルト酢酸トリアルキル、オルト硼酸トリアルキル、モノイソシアネート化合物等が挙げられる。このうち、オルト蟻酸トリアルキルとしては、オルト蟻酸トリメチル、オルト蟻酸トリエチル、オルト蟻酸トリブチル等が挙げられる。オルト酢酸トリアルキルとしては、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル、オルト酢酸トリブチル等が挙げられる。オルト硼酸トリアルキルとしては、オルト硼酸トリメチル、オルト硼酸トリエチル、オルト硼酸トリブチル等が挙げられる。モノイソシアネート化合物としてはフェニルイソシアネート、ｐ−クロロフェニルイソシアネート、ベンゼンスルホニルイソシアネート、ｐ−トルエンスルホニルイソシアネート、イソシアネートエチルメタクリレート等が挙げられる。

本発明組成物における（Ｅ）成分としては、特に、オルト蟻酸トリメチル、オルト蟻酸トリエチル、オルト蟻酸トリブチル、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル、オルト酢酸トリブチルから選ばれる１種以上が好適である。このような化合物は、下地に残存した水分との化学反応により、エステルとアルコールを生じる。例えば、オルト酢酸トリメチルの場合は、酢酸メチルとメタノールを生じる。
（Ｅ）成分として上述の化合物を使用した場合は、化合物自体が揮発性を有し、さらには残存する水との反応生成物（エステル及びアルコール）も揮発性を有し、大気中に容易に揮発するため、形成塗膜の物性に悪影響を与えない点で好ましい。

（Ｅ）成分の混合比率は、樹脂固形分（（Ａ）成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計固形分）１００重量部に対し、通常０．５〜５０重量部、好ましくは５〜４０重量部、さらに好ましくは１０〜３０重量部である。このような含有量であれば、水分が介在する条件下での施工において、より安定した硬化性能を発揮することができ、また、密着性を向上させることもできる。

本発明では、（Ｆ）成分として触媒を含むこともできる。（Ｆ）成分としては、有機錫系化合物、有機鉛系化合物等が挙げられる。

本発明では、上述の成分以外に、本発明の効果を阻害しない範囲内で各種添加剤を配合することも可能である。このような添加剤としては、例えば、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、消泡剤、レベリング剤、顔料分散剤、沈降防止剤、たれ防止剤、硬化促進剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、光安定剤等が挙げられる。

本発明の塗膜防水材は、流通時は２パックで、これらを使用時に混合する２液型の材料である。通常は、（Ｃ）成分を含む主剤と、（Ａ）成分、（Ｂ）成分を含む硬化剤の２パックにすればよい。（Ｄ）成分を使用する場合は、硬化剤側に混合すればよい。（Ｅ）成分も硬化剤側に混合すればよい。

本発明の塗膜防水材は、例えば、建築物の屋上、ベランダ、バルコニー、開放廊下等に対して適用することができる。施工の対象となる下地については、前処理として下地調整、プライマー塗り、クロス貼り等を行うこともできる。
本発明の塗膜防水材を施工する際には、主剤と硬化剤を混合した後、ローラー、こて、へら等の塗装器具を使用して塗付すればよい。塗付量は通常１〜５ｋｇ／ｍ^２程度である。塗り回数は通常１〜２回である。
塗膜防水材の硬化後、上塗材を塗付することができる。上塗材の塗付によって形成塗膜の耐候性等を高めることができる。上塗材の塗付量は通常０．１〜０．３ｋｇ／ｍ^２程度である。

以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。

（塗膜防水材の製造）
表１に示す原料を使用し、表２の配合に従って各原料を常法により混合し、硬化剤１〜６をそれぞれ製造した。次いで、各硬化剤を、下記の主剤と混合することにより塗膜防水材を得た。主剤と硬化剤の組合せは表３に示すとおりである。なお、主剤と硬化剤の混合比率は、いずれもＮＣＯ／ＯＨ比率が１．２／１となるように設定した。
・主剤１：ＭＤＩ系ウレタンプレポリマー（固形分１００ｗｔ％、ＮＣＯ含有率４ｗｔ％）
・主剤２：ＴＤＩ系ウレタンプレポリマー（固形分１００ｗｔ％、ＮＣＯ含有率４ｗｔ％）

（試験方法）
各塗膜防水材について以下の試験を行った。
（１）ポットライフ
容量２５０ｃｃの容器に、合計量が２００ｇとなるように主剤と硬化剤を混合した後、標準状態（温度２３℃・相対湿度５０％）で放置し、粘度が５０Ｐａ・ｓを超える時間を測定した。評価は、○：６０分以上、×：６０分未満とした。
（２）引張性能
得られた塗膜防水材について、ＪＩＳＡ６０２１：２０００６．３「引張性能」の方法によって試験を行い、引張強さ、破断時の伸び率、及び抗張積を求めた。このとき、引張強さについては、２．３Ｎ／ｍｍ^２以上のものを○、２．３Ｎ／ｍｍ^２未満のものを×とした。破断時の伸び率については、４５０％以上のものを○、４５０％未満のものを×とした。抗張積については、２８０Ｎ／ｍｍ以上のものを○、２８０Ｎ／ｍｍ未満のものを×とした。
（３）硬化性１
得られた塗膜防水材を、標準状態でスレート板（３００×３００×６ｍｍ）に塗付量３ｋｇ／ｍ^２で塗付し、ＪＩＳＫ５４００−１９９０６．５「乾燥時間」における「（ｃ）硬化乾燥」の方法によって硬化時間を測定した。評価は、○：２４時間未満、×：２４時間以上とした。
（４）硬化性２
得られた塗膜防水材を、スレート板（３００×３００×６ｍｍ）に塗付量３ｋｇ／ｍ^２で塗付した後、２４時間養生した。塗付及び養生は、温度３０℃・相対湿度９５％下で行った。養生後の塗膜の表面状態を目視にて観察し、膨れ発生の程度を４段階［◎（異常なし）＞○＞△＞×（著しく膨れ発生）］で評価した。

（試験結果）
試験結果を表３に示す。実施例１〜３の塗膜防水材については、いずれの試験においても良好な結果を得ることができた。
比較例１では、ポリオールにおける第２級水酸基の比率が低く、ポットライフや引張性能に劣る結果となった。
比較例２では、ポリオールの水酸基価が低く、引張性能や硬化性に劣る結果となった。
比較例３は、アミン化合物としてＭＯＣＡを含む従来品である。

Claims

ポリイソシアネートを含む主剤と、アミン化合物、及びポリオールを含む硬化剤からなる塗膜防水材であって、前記ポリオールとして、
水酸基価が２００〜５００ＫＯＨｍｇ／ｇであり、全水酸基中に第２級水酸基が８０重量％以上含まれるひまし油系ポリオールを含み、
前記アミン化合物として、ダイマー酸骨格を有するアミン化合物を含むことを特徴とする塗膜防水材。
ポリイソシアネートを含む主剤と、アミン化合物、ポリオール及び、脱水剤を含む硬化剤からなる塗膜防水材であって、前記ポリオールとして、
水酸基価が２００〜５００ＫＯＨｍｇ／ｇであり、全水酸基中に第２級水酸基が８０重量％以上含まれるひまし油系ポリオールを含むことを特徴とする塗膜防水材。