JP4641136B2 - 水膨張性止水材 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水膨張性止水材に関し、詳しくは、例えば、仮設用鋼矢板などのように、工事後に再使用するために継手部に適用されたものが除去できるような、止水性と除去性を兼ね備えた水膨張性止水材に関する。
【0002】
【従来の技術】
鋼矢板継手部などのように地中に埋められる水膨張性止水材としては、従来、特開昭59−166567号、特開昭59−215310号、特開昭60−76525号等の公報に記載されているような、1液型にて湿気硬化され継手部等に形成されて地中に埋められ、地下水等の水分によって膨張して継手部を止水する止水材があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来の止水材は仮設の鋼矢板への使用としての止水性は問題ないものの、使用後の再使用のために、継手部に適用された止水材を除去することは困難であった。
【0004】
そこで、本発明の目的は、十分な止水性を有するとともに、使用後には除去することが容易な除去性を兼ね備えた水膨張性止水材を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の水膨張性止水材は、ポリエーテルポリオール(A−1−1)と有機ポリイソシアネート(A−1−2)とから得られる末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(A−1)、多官能有機イソシアネート架橋剤(A−2)、可塑剤(A−3)及びチキソ性付与剤(A−4)を必須成分とする主剤(A)と、ポリエーテルポリオール(B−1)及び硬化促進剤(B−2)を必須成分とする硬化剤(B)と、からなることを特徴とするものである。
【0006】
本発明の水膨張性止水材は、好ましくは前記ポリエーテルポリオール(A−1−1)が、ポリオキシアルキレン鎖を含有し、且つ、該ポリオキシアルキレン鎖中のオキシエチレン基含量が50〜100重量%であり、前記ポリエーテルポリオール(A−1−1)の水酸基当量が50〜4000の範囲内である。また、好ましくは、前記多官能有機イソシアネート架橋剤(A−2)の官能基数が2を超え、且つ、その含有量が前記ウレタンプレポリマー(A−1)に対して0.1〜7.0重量%である。さらに、好ましくは、水膨張性止水材中の前記チキソ性付与剤(A−4)の含有量が0.1〜5.0重量%である。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。
本発明に使用するウレタンプレポリマー(A−1)は、ポリエーテルポリオール(A−1−1)と有機ポリイソシアネート(A−1−2)とから得られる末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーである。
【0008】
このポリエーテルポリオール(A−1−1)としては特に限定されないが、好ましくはポリオキシアルキレン鎖を含有するポリエーテルポリオールであり、より好ましくは、ポリオキシアルキレン鎖中のオキシエチレン基の割合が該ポリオキシアルキレン鎖重量の50〜100%となるポリオキシアルキレン鎖を有するポリエーテルポリオールである。
【0009】
かかるポリエーテルポリオール(A−1−1)として、特に好ましいものは、一般式、
R[−(OR1)nOH]p
(式中、Rは多価アルコール残基、(OR1)はオキシエチレン基と炭素原子数3〜4のアルキレン基とからなるポリオキシアルキレン鎖(但し、オキシエチレン基の割合はポリオキシアルキレン鎖重量の50〜100重量%である)、nはオキシアルキレン基の重合度を示す数で水酸基当量が50〜4000となるに相当する数、pは2〜8の数である)で表されるポリエーテルポリオールが挙げられる。
【0010】
上記Rにおける多価アルコールとしては、例えば、二価アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコール等)、三価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン等)、四価アルコール(エリスリトール、ペンタエリスリトール等)、五価アルコール(アラビット、キシリット等)、六価アルコール(ソルビット、マンニット等)等が挙げられる。
【0011】
オキシエチレン基の割合や水酸基当量が上記範囲内であると、形成された止水材自体の水膨張性、ひいては止水性が特に良好となる。
【0012】
上記有機ポリイソシアネート(A−1−2)としては、特に限定されず、脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートのいずれであってもよい。
【0013】
具体的には、例えば、エチレンジイソシアネート、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(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)、水添トリレンジイソシアネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、HDIのウレタン変性物、IPDIの三量化物、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ナフチレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート等を挙げることができる。
【0014】
上記ポリエーテルポリオール(A−1−1)と有機ポリイソシアネート(A−1−2)との反応は、ポリエーテルポリオール(A−1−1)の末端OH基と有機イソシアネート(A−1−2)の末端NCO基が、好ましくは1:1.2〜8、より好ましくは1:1.5〜4の割合であればよく、また、得られる末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(A−1)として、好ましくは末端イソシアネート基含有量が0.5〜10%のウレタンプレポリマーが望ましい。末端イソシアネート基含有量が上記範囲内であると、形成された止水材自体の水膨張性、ひいては止水性がより良好となる。
【0015】
本発明に使用する多官能有機イソシアネート架橋剤(A−2)としては特に限定されるものではなく、官能基数が2を超えるものであればよく、例えば、ポリメリックMDIや、3官能以上のポリオール化合物(A−2−1)の末端OH基に有機ポリイソシアネート(A−2−2)を反応させた分子量1000以下の末端イソシアネート基含有ウレタン化合物を挙げることができる。
【0016】
かかる3官能以上のポリオール化合物(A−2−1)としては、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、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、シュークローズ等が挙げられる。
【0017】
また、有機ポリイソシアネート(A−2−2)としては、上記有機ポリイソシアネート(A−1−2)に使用する有機ポリイソシアネートと同様の化合物が使用できる。
【0018】
上記ポリオール化合物(A−2−1)と有機ポリイソシアネート(A−2−2)の反応は、ポリオール化合物(A−2−1)の末端OH基と有機ポリイソシアネート(A−2−2)の末端NCO基との割合が、好ましくは1:1.2〜8、より好ましくは1:1.5〜4である。
【0019】
本発明において、上記ウレタンプレポリマー(A−1)に対する多官能有機イソシアネート架橋剤(A−2)の使用割合は、好ましくは0.1〜7重量%、より好ましくは1〜5重量%である。
【0020】
本発明に使用する可塑剤(A−3)は、液粘度を低下させて作業性を向上し、固化物を可塑化して止水材の密着性を向上する性質を有するものであれば特に限定されるものではなく、公知の可塑剤を使用することができる。例えば、フタル酸ジ−2−エチルヘキシルエステル(DOP)、フタル酸ジブチルエステル(DBP)、フタル酸ジイソデシルエステル(DIDP)、トリクレシルホスフェート(TCP)、芳香族系炭化水素(好ましくは常温液状で高沸点のものがよい)等を挙げることができ、特には、フタル酸ジ−2−エチルヘキシルエステルが好ましい。
【0021】
本発明において、上記ウレタンプレポリマー(A−1)に対する可塑剤(A−3)の使用割合は、好ましくは20〜80重量%、より好ましくは30〜60重量%である。
【0022】
本発明に使用するチキソ性付与剤(A−4)は特に限定されるものではなく、例えば、粉末シリカ、ガラス繊維、アスベスト、ベントナイト、タルク、クレー、炭酸カルシウム等を挙げることができる。好ましくは粉末シリカである。好ましくは、これらの粒径が0.03〜40μmであることが使用後の除去性の観点から望ましい。
【0023】
本発明において、上記ウレタンプレポリマー(A−1)に対するチキソ性付与剤(A−4)の使用割合は、好ましくは0.1〜5重量%、より好ましくは1〜5重量%である。
【0024】
本発明に使用するポリエーテルポリオール(B−1)は特に限定されるものではなく、上記ポリエーテルポリオール(A−1−1)と同様の化合物を使用することができる。
【0025】
本発明に使用する硬化促進剤(B−2)としては、例えば、ウレタン化触媒として作用する化合物であればよく、例えば、トリエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、N,N,N ,N −テトラメチルヘキサン−1,6−ジアミン、N,N,N ,N −ペンタメチルジプロピレン−トリアミン、1,2−ジメチルイミダゾール、ジメチルアミノエタノール、1,4−ジアザビシクロ−[3.3.3]オクタン、3,5−ジメチルチオ−2,6−トルエンジアミン、3,5−ジメチルチオ−2,4−トルエンジアミン等のアミン触媒や、ジブチルチンジラウレート、オクチル酸鉛、ジブチルチンマーカブチド等の有機金属触媒等を挙げることができる。
【0026】
本発明において、硬化剤(B)を与える上記ポリエーテルポリオール(B−1)及び硬化促進剤(B−2)の重量割合は、特に限定されないが、好ましくは(B−1):(B−2)が100:0.1〜10、より好ましくは100:0.2〜2である。
【0027】
本発明において、好ましくは硬化剤(B)には芳香族ジアミン(B−3)を含有することが止水材の耐水圧性の点で好ましく、例えば、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(MOCA)、1,2−ビス(2−アミノフェニルチオ)エタン、トリメチレングリコール−ジ−パラアミノベンゾエート、ジ(メチルチオ)トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン等を使用することができる。
【0028】
本発明において、芳香族ジアミン(B−3)の割合は、特に限定されないが、好ましくは(B−1):(B−3)が100:2〜50、より好ましくは100:5〜20である。
【0029】
本発明における硬化剤(B)には、本発明の目的を阻害しない範囲で所望により更に公知の可塑剤を含有することができるが、好ましくは上記ポリエーテルポリオール(B−1)及び硬化促進剤(B−2)の重量の合計を超えない量とする。
【0030】
上記主剤(A)及び硬化剤(B)の割合は、特に限定されないが、好ましくは(A):(B)が100:2.5〜100、より好ましくは100:10〜50である。
【0031】
【実施例】
以下に実施例を挙げ本発明をさらに説明するが本発明はこれらに限定されるものではない。
【0032】
〔実施例1〕
(A−1−1)としてのプロピレングリコールのエチレンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物(エチレンオキサイド含量70重量%、水酸基当量2500)1390g及びグリセリンのエチレンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物(エチレンオキサイド含量80重量%、水酸基当量2300)350gに、(A−1−2)としてのトリレンジイソシアネート141gを反応させ、末端NCO基含量2.0%のウレタンプレポリマー(A−1)を得た。
【0033】
このウレタンプレポリマー(A−1)712gに、多官能有機イソシアネート架橋剤(A−2)としてのポリメリックMDI(住化バイエルウレタン社製、商品名:スミジュール、分子量約600)25g、可塑剤(A−3)としてのフタル酸ジ−2−エチルヘキシルエステル305g及びチキソ性付与剤(A−4)としての粉末シリカ(日本アエロジル社製、商品名:アエロジル#300、平均粒子径7μm)20gを混合し、常圧にて10分、減圧下(1.33kPa)にて30分攪拌し、主剤(A)とした。
【0034】
一方、(B−1)としてのプロピレングリコールのエチレンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物(エチレンオキサイド含量70重量%、水酸基当量2500)354gと硬化促進剤(B−2)としてのジブチルチンジラウレート4gとを混合して硬化剤(B)とした。
【0035】
上記主剤(A)と硬化剤(B)を、主剤(A):硬化剤(B)が3:1となる重量比でミキサにて混合して、本発明の水膨張止水材を得た。この水膨張止水材を以下のように試験した。
【0036】
〔硬化性〕
主剤(A)と硬化剤(B)を混合後3時間経過した時点で表面を指触し、タック(べとつき)具合を観察した。結果は良好であった。
【0037】
〔止水性能〕
(耐水圧試験)
密閉された1辺約30cmの略立方体状の箱体(但し、相対する1組の面はジョイント部に3mm厚に供試水膨張止水材を塗布したII型鋼矢板の接合によって構成した)の上面フランジに注水口及び圧力ゲージを設け、水道水を注水し、0MPaから0.5MPaまで徐々に水圧を加え、ジョイント部からの漏水の有無を確認した。注水を14日間継続して行ったところ、漏水は全くみられなかった。
(水膨張率)
供試水膨張止水材の硬化物を、直径40mm、厚さ3mmの円盤状に加工した試験片を水中に7日間浸漬した。浸漬の前後で比較した重量から水膨張率を測定したところ、6.8倍であり、良好であった。
(脆性)
上記水膨張率を測定した試験片を、180°折り曲げ試験し亀裂発生の有無を観察したところ、割れは無く、脆性は良好であった。
【0038】
〔剥離性試験〕
上記耐水圧試験を経た水膨張止水材を鋼矢板から手で剥離させたところ、粘着残りもなく良好に剥離することができた。
【0039】
〔実施例2〕
実施例1と同様にして主剤(A)を得た。
一方、硬化剤(B)としては、(B−1)としてのプロピレングリコールのエチレンオキサイドプロピレンオキサイドランダム付加物(エチレンオキサイド含量70重量%、水酸基当量2500)322g、硬化促進剤(B−2)としてのジブチルチンジラウレート4g及び芳香族ジアミン(トルエンジアミン)32gを混合して、硬化剤(B)とした。
【0040】
上記主剤(A)と硬化剤(B)とを混合(主剤(A):硬化剤(B)=3:1)して、本発明の水膨張止水材を得た。この水膨張止水材を実施例1と同様に試験したところ、以下の結果を得た。
【0041】
〔硬化性〕:良好であった。
【0042】
〔止水性能〕
(耐水圧試験):水圧0.8MPaでも漏水は全くみられなかった。
(水膨張率):6.3倍
(脆性):良好であった。
【0043】
〔剥離性試験〕:粘着残りもなく良好に剥離することができた。
【0044】
〔比較例1〕
チキソ性付与剤として粉末シリカ20gを配合しない他は実施例1と同様にして比較水膨張止水材を得た。この比較水膨張止水材を実施例1と同様に試験したところ、以下の結果を得た。
【0045】
〔硬化性〕:良好であった。
【0046】
〔止水性能〕
(耐水圧試験):水圧0.5MPaでも漏水は全くみられなかった。
(水膨張率):7.0倍
(脆性):良好であった。
【0047】
〔剥離性試験〕:強固に粘着しており、ジグ等を使用しても剥離することが困難であった。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、十分な止水性を有するとともに、使用後には除去することが容易な除去性を兼ね備えた水膨張性止水材を提供することができる。
Claims (4)
- ポリエーテルポリオール(A−1−1)と有機ポリイソシアネート(A−1−2)とから得られる末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(A−1)、多官能有機イソシアネート架橋剤(A−2)、可塑剤(A−3)及びチキソ性付与剤(A−4)を必須成分とする主剤(A)と、ポリエーテルポリオール(B−1)及び硬化促進剤(B−2)を必須成分とする硬化剤(B)と、からなることを特徴とする水膨張性止水材。
- 前記ポリエーテルポリオール(A−1−1)が、ポリオキシアルキレン鎖を含有し、且つ、該ポリオキシアルキレン鎖中のオキシエチレン基含量が50〜100重量%であり、前記ポリエーテルポリオール(A−1−1)の水酸基当量が50〜4000の範囲内である請求項1記載の水膨張性止水材。
- 前記多官能有機イソシアネート架橋剤(A−2)の官能基数が2を超えるものであり、且つ、その含有量が前記ウレタンプレポリマー(A−1)に対して0.1〜7.0重量%である請求項1又は請求項2記載の水膨張性止水材。
- 水膨張性止水材中の前記チキソ性付与剤(A−4)の含有量が0.1〜5.0重量%である請求項1〜3のうちいずれか一項記載の水膨張性止水材。
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