JP4852856B2 - ウレタン系塗膜防水材組成物 - Google Patents
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Description
ウレタン系塗膜防水材は、建築物の外壁(例えば、屋上の床面、屋外の壁面、ベランダ)の面全体にウレタン系の組成物を塗装し硬化させ塗膜とすることによって、建築物への水の浸入、浸透を防ぐ防水材である。
ウレタン系止水材は、ウレタン系の組成物を、コンクリート等の内壁面や外壁面に生じた亀裂や割れ目(以下、「亀裂等」という。)に注入し、これを水で発泡、硬化させて亀裂等を塞ぐものである。止水剤は、外壁面に生じた亀裂等からの水の浸入、浸透や、トンネルのような構造物の内壁面に生じた亀裂等からの漏水、湧水を防ぐために使用される。
このように、従来の減粘剤を含むウレタン系組成物には、臭気性、混合性、硬化性に問題があった。
しかしながら、エチルシクロヘキサンは、法律等では使用が制限されてはいないものの、やはり臭気を有するため衛生面の観点から使用に適さないことを本発明者は見出した。また、本発明者は、エチルシクロヘキサンを含有するウレタン系組成物の塗膜は、表面に色ムラができ、仕上がり性が悪いことを見出した。
従って、本発明は、法律等により規制されず無臭の2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートを用いて、臭気がなく、混合性、硬化性、仕上がり性に優れ、発泡しにくく、低粘度のウレタン系塗膜防水材組成物の提供を目的とする。
(1)ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートとを含有するウレタン系塗膜防水材組成物であって、
前記2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート以外の成分100質量部に対して、前記2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートを1〜15質量部含有するウレタン系塗膜防水材組成物。
(2)ウレタンプレポリマーと、硬化剤とを含有するウレタン系塗膜防水材組成物に、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートを添加して混合物を得る混合工程と、
前記混合物を施工する施工工程とを具備する、ウレタン系塗膜防水材組成物の施工方法。
本発明のウレタン系塗膜防水材組成物は、ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートとを含有するウレタン系塗膜防水材組成物であって、
前記2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート以外の成分100質量部に対して、前記2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートを1〜15質量部含有するウレタン系塗膜防水材組成物である。
ウレタンプレポリマーは、ポリオール化合物と適量のポリイソシアネート化合物とを反応させて得られる反応生成物であって、イソシアネート基を分子末端に含有するポリマーである。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、1,1,1−トリメチロールプロパン、1,2,5−ヘキサントリオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、4,4′−ジヒドロキシフェニルメタン、4,4′−ジヒドロキシフェニルプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールから選ばれる少なくとも1種に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等から選ばれる少なくとも1種を付加させて得られるポリオール;ポリオキシテトラメチレンオキサイドが挙げられる。多価アルコールから選ばれる少なくとも1種に、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等から選ばれる少なくとも1種を付加させて得られるポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリセリン、ポリトリメチロールプロパン、ポリヘキサントリオール、ポリブタンジオール、ポリジヒドロキシフェニルメタン、ポリジヒドロキシフェニルプロパンが挙げられる。
これらのポリオール化合物は、それぞれ単独でまたは2種以上組み合わせて使用することができる。
ウレタンプレポリマーのイソシアネート基のブロック化率は特に限定されない。用途、硬化後の物性等に応じて、イソシアネート基の全部、または、イソシアネート基の一部をブロック剤で保護することができる。
本発明のウレタン系塗膜防水材組成物に使用される硬化剤は、イソシアネート基と反応可能な官能基を有する化合物であれば特に制限されず、例えば、分子内にアミノ基を2つ以上有するポリアミン化合物、分子内にヒドロキシ基を2つ以上有するポリオール化合物が挙げられる。
脂肪族ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,3−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,7−ヘプタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、1,14−テトラデカンジアミン、1,16−ヘキサデカンジアミン、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、ヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、イミノビスプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン(デュポン・ジャパン社製「MPMD」)、イソホロンジアミン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン(三菱ガス化学社製「1,3BAC」)、1−シクロヘキシルアミノ−3−アミノプロパン、3−アミノメチル−3,3,5−トリメチル−シクロヘキシルアミン、ノルボルナン骨格のジメチレンアミン(三井化学社製「NBDA」)、メタキシリレンジアミン(MXDA)が挙げられる。
硬化剤の量は、ウレタンプレポリマーに含まれるNCO基に対して、硬化剤に含まれる、イソシアネート基と反応可能な官能基が、モル比で、0.8〜1.2であるのが好ましく、0.9〜1.1であるのがより好ましい。硬化剤の量がこのような範囲の場合、可使時間が十分確保でき、硬化時間の調節がしやすい。
本発明のウレタン系塗膜防水材組成物において、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートは減粘剤として使用される。2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートは、下記の式(1)で表わされる化合物である。
有機金属系触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズラウレート、オクチル酸亜鉛、ネオデカン酸鉛、オクチル酸鉛、オクチル酸コバルト、有機ビスマス化合物が挙げられる。
第三級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリンが挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、ブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ブチルヒドロキシアニソール(BHA)が挙げられる。
難燃剤としては、例えば、クロロアルキルホスフェート、アンモニウムポリホスフェート、ネオペンチルブロマイドーポリエーテル、臭素化ポリエーテルが挙げられる。
本発明のウレタン系塗膜防水材組成物を1成分形とする場合は、本発明のウレタン系塗膜防水材組成物に用いられるウレタンプレポリマー、硬化剤、および、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートと、必要に応じて使用される添加剤とをよく乾燥し、湿気除去された条件下で調製すればよく、湿気が入らない容器に保存しておけばよい。
本発明のウレタン系塗膜防水材組成物を2成分形とする場合は、例えば、ウレタンプレポリマーを含有する主剤と、硬化剤とその他の添加剤を混合したもの(以下、「硬化剤を含有する混合物」ということがある。)とをそれぞれ調製し、使用時に混合して用いることができる。なお、添加剤は、主剤に添加することもできる。2成分形ウレタン系塗膜防水材の場合、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートは、ウレタンプレポリマーを含有する主剤、および、硬化剤を含有する混合物の一方、または、両方に添加することができる。中でも、貯蔵安定性の観点から2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートは、硬化剤を含有する混合物に添加することが好ましい。
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートは、本発明のウレタン系塗膜防水材組成物が硬化した後、塗膜防水材から徐々に揮散する。2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートが揮散する際、塗膜表面に色むらや亀甲模様などが生じることはなく、本発明のウレタン系塗膜防水材組成物は仕上がり性に優れる。
また、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートは塗膜防水材には殆ど残留しないので、塗膜防水材の表面はベタつきがほとんどなく硬化性に優れ、かつ、硬化塗膜の物性を低下させることはない。
本発明のウレタン系塗膜防水材組成物の施工方法は、ウレタンプレポリマーと、硬化剤とを含有するウレタン系塗膜防水材組成物に、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートを添加して混合物を得る混合工程と、
前記混合物を施工する施工工程とを具備する、ウレタン系塗膜防水材組成物の施工方法である。
使用されるウレタン系塗膜防水材組成物としては、例えば、上記の本発明のウレタン系塗膜防水材組成物、従来公知のウレタン系塗膜防水材組成物が挙げられる。また、使用されるウレタン系塗膜防水材組成物は、例えば、本発明のウレタン系塗膜防水材組成物に含有される成分と同様の成分を含有することができる。また、使用されるウレタン系塗膜防水材組成物は、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートを含んでも含まなくてもよい。使用されるウレタン系塗膜防水材組成物が減粘剤や溶剤を含有する場合、含有される減粘剤や溶剤は、環境面、衛生面の観点から、臭気性の低いもの、または、無臭のものであるのが好ましい態様の1つである。
混合工程では、ウレタンプレポリマーと、硬化剤とを含有するウレタン系塗膜防水材組成物に、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートを添加して混合物が得られる。
混合物の施工方法は、特に限定されない。例えば、ゴムベラ、左官ごて、刷毛、ローラー、施工用機械装置を用いて行う方法が挙げられる。
混合物は、例えば、コンクリート、モルタル、防水層のような下地の上に施工することができる。また、例えば、すでに建築物上に施されている防水層を改修するために、防水層の上に混合物を施工することができる。
下地に混合物を施工する回数は、特に制限されない。例えば、2回以上であるのが好ましい態様の1つである。
第1表に示す各実施例、比較例のウレタン系塗膜防水材組成物(単位は質量部)について、下記の各評価方法に従って混合性、硬化性、表面状態、作業性を評価した。結果を第1表に示す。
また、使用された各減粘剤の臭気を評価した。結果を第1表に示す。
使用された各減粘剤について臭気の有無を嗅覚により評価した。
第1表に示された各ウレタン組成物と各減粘剤とを、2リットルのフラスコに入れ、5℃、湿度50%RHで、4枚羽付きのかくはん棒(羽全体を含め直径5cm)を用いて100rpmで混合した。混合開始から1分以内にウレタン系塗膜防水材組成物が均一となった場合を○とし、そうでない場合を×とした。
各ウレタン系塗膜防水材組成物を均一に混合した後、モルタル片に塗布(塗布量:湿質量で2kg/m2相当)して試験片を作製した。この試験片を実験室雰囲気(5℃、湿度50%RH)で15時間養生させた後、表面のベタつき度合いを指触により評価した。ベタつきがなかった場合を○とし、ベタつきがあった場合を×とした。
上記の硬化性評価と同様に、各ウレタン系塗膜防水材組成物を均一に混合した後、モルタル片に塗布(塗布量:湿質量で2kg/m2相当)して試験片を作製した。この試験片を実験室雰囲気(5℃、湿度50%RH)で15時間養生させた後、表面の外観を目視により評価した。減粘剤を使用しない場合(比較例6)と比べて、表面の色が均一で、平坦で、発泡およびピンホールがない場合は○、表面が平坦でない場合は△、表面に色ムラがあり表面が平坦でなく発泡またはピンホールが認められる場合は×とした。
第1表の各ウレタン系塗膜防水材組成物を、5℃、湿度50%RHの条件下で均一に混合し、混合後から5分間経過したときに、左官ごて、ゴムベラの2種類を用いて各ウレタン系塗膜防水材組成物を塗布し、塗布のしやすさを評価した。ウレタン系塗膜防水材組成物の粘度が適度で塗布しやすい場合を○、ウレタン系塗膜防水材組成物が硬く塗布しにくい場合を×とした。
・2成分形ウレタン組成物:2成分形ウレタン組成物は、A剤にウレタンプレポリマー100質量部を含み、B剤にポリプロピレングリコール15質量部、MOCA5質量部、炭酸カルシウム64.8質量部、フタル酸系可塑剤10質量部、熱安定剤2質量部、光安定剤3質量部、顔料0.2質量部を含む。
・1成分形ウレタン組成物:1成分形ウレタン組成物は、ウレタンプレポリマー100質量部、炭酸カルシウム100質量部、フタル酸系可塑剤30質量部、潜在性硬化剤7質量部、熱安定剤1質量部、光安定剤2質量部、顔料0.1質量部を含む。
・キョーワノールD:協和発酵社製、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート、沸点280℃
・エチルシクロヘキサン:丸善石油化学社製、沸点132℃
・ひまし油系脂肪酸エステル:伊藤製油社製、リックサイザー「A−182」
・灯軽油留分の蒸留、水添化物:三共油化工業社製、ナフテニック・ライトNV−260
また、第1表に示された結果から明らかなように、実施例1、2、参考例1、2のウレタン系塗膜防水材組成物はいずれも、混合性、硬化性、仕上がり性および低温での作業性に優れていた。
また、実施例1、2、参考例1、2のウレタン系塗膜防水材組成物から得られた塗膜防水材には発泡による気泡がほとんどなかった。
さらに、実施例1、2、参考例1、2のウレタン系塗膜防水材組成物から得られた塗膜防水材の表面は、亀甲模様がなく色が均一で、かつ、平坦であった。このことから、実施例1、2、参考例1、2のウレタン系塗膜防水材組成物は仕上がり性に優れていると言える。
これに対して、比較例1のウレタン系塗膜防水材組成物からなる硬化物は、硬化物の表面に亀甲模様(ベナード)の色ムラが生じたことから、表面状態の均一性に劣ることが分かった。これは、減粘剤として低沸点のエチルシクロヘキサンを使用することによって、塗膜内で次のような対流が起こるためと本発明者は推察した。
比較例1のようにエチルシクロヘキサンを含有するウレタン系塗膜防水材組成物を塗布して塗膜を施工すると、塗膜からエチルシクロヘキサンが蒸発する。このエチルシクロヘキサンの蒸発に伴って、塗膜層の内部に対流が生じる。対流は、塗膜の底面から塗膜の表面に向かい、次に塗膜の表面から塗膜の底面に戻るような流れである。このときの塗膜表面付近の対流によって、塗膜表面に亀甲模様(ベナード)が生じると考えられる。
比較例2のウレタン系塗膜防水材組成物は、ひまし油系脂肪酸エステルを含有するため臭気があり、硬化後ベタつきが確認され硬化性に劣った。
比較例3のウレタン系塗膜防水材組成物は、灯軽油留分の蒸留、水素化物を含有するため臭気があり、均一に混合しにくく、上記の混合性の評価方法では均一に混合するまでに5分以上時間がかかった。また、硬化後の塗膜に曇りが生じ、仕上がり性に劣った。
比較例4のウレタン系塗膜防水材組成物は、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートを、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート以外の成分100質量部に対して15質量部より多く含有するため、硬化後表面にベタつきが生じ、硬化性に劣った。
比較例5のウレタン系塗膜防水材組成物は、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートの量が、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート以外の成分100質量部に対して1質量部より少なく、低温で高粘度であったため、表面状態および作業性に劣った。
比較例6のウレタン系塗膜防水材組成物は、溶剤を含有しないため、臭気はないが、低温で高粘度であったため、表面状態および作業性に劣った。
Claims (12)
- ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートとを含有する、建築物用の、ウレタン系塗膜形成用防水材組成物であって、
前記硬化剤が、3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン及び/又はポリプロピレングリコールを含み、
前記2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート以外の成分100質量部に対して、前記2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートを1〜5質量部含有する、建築物用の、ウレタン系塗膜形成用防水材組成物。 - 更に、フタル酸系可塑剤、アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル、ジエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル、オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、トリメリット酸エステル、アジピン酸プロピレングリコールポリエステル及びアジピン酸ブチレングリコールポリエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種の可塑剤を含有する請求項1に記載のウレタン系塗膜形成用防水材組成物。
- 前記可塑剤の量が前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して5〜100質量部である請求項2に記載のウレタン系塗膜形成用防水材組成物。
- ウレタンプレポリマーと、硬化剤とを含有し、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートを含有せず、前記硬化剤が、3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン及び/又はポリプロピレングリコールを含む、ウレタン系塗膜形成用防水材組成物100質量部に対して、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート1〜5質量部を添加して混合物を得る混合工程と、
前記混合物を建築物に施工する施工工程とを具備する、建築物用の、ウレタン系塗膜形成用防水材組成物の施工方法。 - 前記混合工程において使用される前記ウレタン系塗膜形成用防水材組成物は、更に、フタル酸系可塑剤、アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル、ジエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル、オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、トリメリット酸エステル、アジピン酸プロピレングリコールポリエステル及びアジピン酸ブチレングリコールポリエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種の可塑剤を含有する請求項4に記載のウレタン系塗膜形成用防水材組成物の施工方法。
- 前記可塑剤の量が前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して5〜100質量部である請求項5に記載のウレタン系塗膜形成用防水材組成物の施工方法。
- ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートとを含有し、前記2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートの量が前記2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート以外の成分100質量部に対して1〜5質量部であり、前記硬化剤が、3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン及び/又はポリプロピレングリコールを含む、建築物用の、ウレタン系塗膜形成用防水材組成物を建築物に用いて得られる、ウレタン系の、防水塗膜。
- 前記ウレタン系塗膜形成用防水材組成物が、更に、フタル酸系可塑剤、アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル、ジエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル、オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、トリメリット酸エステル、アジピン酸プロピレングリコールポリエステル及びアジピン酸ブチレングリコールポリエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種の可塑剤を含有する請求項7に記載の防水塗膜。
- 前記可塑剤の量が前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して5〜100質量部である請求項8に記載の防水塗膜。
- ウレタンプレポリマーと、硬化剤とを含有し、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレートを含有せず、前記硬化剤が、3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン及び/又はポリプロピレングリコールを含む、ウレタン系塗膜形成用防水材組成物100質量部に対して、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート1〜5質量部を添加することによって得られる、建築物用の、ウレタン系塗膜形成用防水材組成物の製造方法。
- 請求項10に記載のウレタン系塗膜形成用防水材組成物の製造方法において使用される前記ウレタン系塗膜形成用防水材組成物は、更に、フタル酸系可塑剤、アジピン酸ジオクチル、コハク酸イソデシル、ジエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエステル、オレイン酸ブチル、アセチルリシノール酸メチル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、トリメリット酸エステル、アジピン酸プロピレングリコールポリエステル及びアジピン酸ブチレングリコールポリエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種の可塑剤を含有する請求項10に記載のウレタン系塗膜形成用防水材組成物の製造方法。
- 前記可塑剤の量が前記ウレタンプレポリマー100質量部に対して5〜100質量部である請求項11に記載のウレタン系塗膜形成用防水材組成物の製造方法。
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