JP6995475B2 - Non-yellowing cement-based polyurethane foam composite and its manufacturing method - Google Patents

Non-yellowing cement-based polyurethane foam composite and its manufacturing method Download PDF

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本発明は、無黄変セメント系ポリウレタン発泡複合体に関する。更に詳しくは、紫外線や窒素酸化物に起因する黄変が抑制されかつ構造材料としての圧縮・曲げ強度に優れたセメント系ポリウレタン発泡複合体、その製造方法及びその用途に関する。 The present invention relates to a non-yellowing cement-based polyurethane foamed complex. More specifically, the present invention relates to a cement-based polyurethane foamed composite that suppresses yellowing caused by ultraviolet rays and nitrogen oxides and has excellent compression / bending strength as a structural material, a method for producing the same, and its use.

セメント、モルタル及びコンクリート(以下、「セメント系無機材料」と云うことがある)は建築、土木分野における基礎的構造材料として比較的安価で且つ汎用性のある素材である。一方、セメント系無機材料の軽量化と強度発現の観点から、発泡ポリウレタンとの複合材料が幾つか提案されてきた。発泡ポリウレタンは軽量で且つ高圧縮強度を示すからである。他方、発泡ポリウレタンの側から見れば、その高価格故に、セメント系無機材料への混合割合は軽量化とコストアップとのバランスを勘案し、用途に応じた適切な値が選択されるべきである。 Cement, mortar and concrete (hereinafter sometimes referred to as "cement-based inorganic materials") are relatively inexpensive and versatile materials as basic structural materials in the fields of construction and civil engineering. On the other hand, some composite materials with polyurethane foam have been proposed from the viewpoint of weight reduction and strength development of cement-based inorganic materials. This is because polyurethane foam is lightweight and exhibits high compressive strength. On the other hand, from the viewpoint of polyurethane foam, due to its high price, the mixing ratio with cement-based inorganic materials should be selected as an appropriate value according to the application in consideration of the balance between weight reduction and cost increase. ..

特許文献1では、セメント、変性ポリメリックMDI(ポリメチレンポリフェニレンイソシアネート)、ポリオール、砂、砂利、水からなる原料混合物を成型型に入れて硬化させ、5分後に脱型し、更に1週間間養生して、圧縮強度1.2~1.7MPaの複合コンクリート材料を得ている。しかしながら、この変性ポリメチレンポリフェニレンイソシアネートは芳香環系イソシアネートであり、これを用いて得られたセメント系ポリウレタン発泡複合体は、日光等の紫外線の影響を受け、時間の経過とともにこの複合体が黄色に変色するという問題があった。また、特許文献1では、使用できるポリイソシアネートとして、脂肪族系や脂環族系のイソシネートも記載されてはいるが、その具体的な使用法は示されていない。 In Patent Document 1, a raw material mixture consisting of cement, modified polypeptide MDI (polymethylene polyphenylene isocyanate), polyol, sand, gravel, and water is placed in a molding mold, cured, demolded after 5 minutes, and cured for another week. Therefore, a composite concrete material having a compressive strength of 1.2 to 1.7 MPa is obtained. However, this modified polymethylene polyphenylene isocyanate is an aromatic ring-based isocyanate, and the cement-based polyurethane foamed composite obtained by using this is affected by ultraviolet rays such as sunlight, and the composite turns yellow over time. There was a problem of discoloration. Further, in Patent Document 1, an aliphatic or alicyclic isocyanate is also described as a polyisocyanate that can be used, but a specific usage thereof is not shown.

このような黄変を防止する手段として、軟質ポリウレタン発泡体では、芳香族系イソシアネートに代えて脂肪族系イソシアネート又は脂環族系イソシアネートを使用した色調変化を受け難い軟質ポリウレタン発泡体が提案されている(例えば特許文献2及び特許文献3を参照)。
しかし、この軟質ポリウレタン発泡体原料にセメントや砂利を混ぜて、セメント系ポリウレタン発泡複合体を得ることは意図されていない。
As a means for preventing such yellowing, a flexible polyurethane foam having an aliphatic isocyanate or an alicyclic isocyanate using an aliphatic isocyanate instead of an aromatic isocyanate, which is less susceptible to color change, has been proposed. (See, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).
However, it is not intended to mix cement or gravel with this flexible polyurethane foam raw material to obtain a cement-based polyurethane foam composite.

特開2016-056077号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-056077 特開2009-149827号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-149827 特開2006-257187号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-257187

本発明の目的は、屋外に長期間置いても黄変が抑制されかつ機械的物性に優れたセメント系ポリウレタン発泡複合体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cement-based polyurethane foamed composite having excellent mechanical properties and suppressing yellowing even when left outdoors for a long period of time.

本発明者らは、上記課題を解決するために種々検討を重ねた結果、特定のイソシアネート成分の組合せを原料成分として用いると、屋外に長期間おいても黄変が抑制されかつ機械的物性やフォーム性状に優れたセメント系ポリウレタン発泡複合体が得られることを見出し本発明を完成するに至った。 As a result of various studies to solve the above problems, the present inventors, when a specific combination of isocyanate components is used as a raw material component, suppresses yellowing even outdoors for a long period of time and has mechanical properties and mechanical properties. We have found that a cement-based polyurethane foam composite having excellent foam properties can be obtained, and have completed the present invention.

すなわち、本発明によれば、以下の発明が提供される。
(1)セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなるセメント系無機充填剤、イソシアネート(A)、及びポリオール(B)を原料成分として含有するセメント系ポリウレタン発泡複合体であって、
イソシアネート(A)が、脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)と脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)とを含有する、セメント系ポリウレタン発泡複合体。
(2)脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)と脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)との質量比が、20:80~80:20である、(1)に記載の発泡複合体。
(3)脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)が、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体である、(1)又は(2)に記載の発泡複合体。
(4)脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)が、イソホロンジイソシアネートである、(1)~(3)のいずれか一項に記載の発泡複合体。
(5)イソシアネート(A)の25℃での粘度が、40~650mPa・sであり、且つイソシアネート基含有率が22~35%である、(1)~(4)のいずれかに記載の発泡複合体。
(6)前記ポリオール(B)が、水酸基価5~300mgKOH/gであり且つ平均官能基数2~6であるポリエーテルポリオールを含有する、(1)~(5)のいずれかに記載の発泡複合体。
(7)前記発泡複合体におけるセメント系無機充填剤とポリウレタン樹脂との質量比が、50:50~90:10である、(1)~(6)のいずれかに記載の発泡複合体。
(8)整泡剤、触媒及び水を原料成分としてさらに含有する、(1)~(7)のいずれかに記載の発泡複合体。
(9)前記発泡複合体の密度が400~800kg/mである、(1)~(8)のいずれかに記載の発泡複合体。
(10)前記発泡複合体の圧縮強度が1.3~3.2MPaである、(1)~(9)のいずれかに記載の発泡複合体。
(11)前記発泡複合体の曲げ強度が1.5~2.7MPaである、(1)~(10)のいずれかに記載の発泡複合体。
(12)(1)~(11)のいずれかに記載の発泡複合体を含有する、建築材。
(13)セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなるセメント系無機充填剤、イソシアネート(A)、ポリオール(B)、整泡剤、触媒及び水を含有し、混合物を発泡させる工程を含んでなる、セメント系ポリウレタン発泡複合体の製造方法であって、
イソシアネート(A)が、脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)と脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)とを含有する、方法。
(14)前記混合物を型に注入し、脱型するまでの時間が型温40~50℃で30分以内である、(13)に記載の製造方法。
That is, according to the present invention, the following invention is provided.
(1) A cement-based polyurethane foam composite containing a cement-based inorganic filler consisting of cement, cement and sand, or cement and sand and gravel, isocyanate (A), and polyol (B) as raw material components. There,
A cement-based polyurethane foamed composite in which the isocyanate (A) contains an aliphatic isocyanate or a modified product thereof (A1) and an alicyclic isocyanate or a modified product thereof (A2).
(2) The foaming according to (1), wherein the mass ratio of the aliphatic isocyanate or its modified product (A1) to the alicyclic isocyanate or its modified product (A2) is 20:80 to 80:20. Complex.
(3) The foamed complex according to (1) or (2), wherein the aliphatic isocyanate or a modified product thereof (A1) is an isocyanurate modified product of hexamethylene diisocyanate.
(4) The foamed complex according to any one of (1) to (3), wherein the alicyclic isocyanate or the modified product (A2) thereof is isophorone diisocyanate.
(5) The foam according to any one of (1) to (4), wherein the isocyanate (A) has a viscosity at 25 ° C. of 40 to 650 mPa · s and an isocyanate group content of 22 to 35%. Complex.
(6) The foamed complex according to any one of (1) to (5), wherein the polyol (B) contains a polyether polyol having a hydroxyl value of 5 to 300 mgKOH / g and an average number of functional groups of 2 to 6. body.
(7) The foamed composite according to any one of (1) to (6), wherein the mass ratio of the cement-based inorganic filler to the polyurethane resin in the foamed composite is 50:50 to 90:10.
(8) The foaming complex according to any one of (1) to (7), further containing a foam stabilizer, a catalyst and water as raw material components.
(9) The foamed complex according to any one of (1) to (8), wherein the foamed complex has a density of 400 to 800 kg / m 3 .
(10) The foamed complex according to any one of (1) to (9), wherein the compressed strength of the foamed complex is 1.3 to 3.2 MPa.
(11) The foamed complex according to any one of (1) to (10), wherein the foamed complex has a bending strength of 1.5 to 2.7 MPa.
(12) A building material containing the foamed complex according to any one of (1) to (11).
(13) A mixture containing a cement-based inorganic filler consisting of cement, cement and sand, or cement and sand and gravel, isocyanate (A), polyol (B), defoaming agent, catalyst and water. A method for producing a cement-based polyurethane foam composite, which comprises a step of foaming.
A method in which the isocyanate (A) contains an aliphatic isocyanate or a modified product thereof (A1) and an alicyclic isocyanate or a modified product thereof (A2).
(14) The production method according to (13), wherein the time required for injecting the mixture into a mold and removing the mold is within 30 minutes at a mold temperature of 40 to 50 ° C.

本発明によれば、屋外で長期間使用しても黄変等の色調変化を受け難いセメント系ポリウレタン発泡複合体を提供することができる。また、本発明によれば、セメント材料として好適な密度、圧縮強度、曲げ強度等の機械的物性を備えたセメント系ポリウレタン発泡複合体を提供することができる。かかる本発明のセメント系ポリウレタン発泡複合体は、建築、土木分野における基礎的構造材料、屋外インテリア装飾壁・ブロック等の製造において有利に使用することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cement-based polyurethane foamed composite that is less susceptible to color change such as yellowing even when used outdoors for a long period of time. Further, according to the present invention, it is possible to provide a cement-based polyurethane foam composite having mechanical properties such as density, compressive strength, and bending strength suitable as a cement material. The cement-based polyurethane foam composite of the present invention can be advantageously used in the manufacture of basic structural materials in the fields of construction and civil engineering, outdoor interior decorative walls and blocks, and the like.

本発明のセメント系ポリウレタン発泡複合体は、セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなるセメント系無機充填剤、イソシアネート(A)、及びポリオール(B)を原料成分として含有しており、
イソシアネート(A)は、脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)と脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)とを含有している。
The cement-based polyurethane foam composite of the present invention contains a cement-based inorganic filler composed of cement, cement and sand, or cement and sand and gravel, isocyanate (A), and polyol (B) as raw material components. And
The isocyanate (A) contains an aliphatic isocyanate or a modified product thereof (A1) and an alicyclic isocyanate or a modified product thereof (A2).

以下、前記混合物の原料成分について説明する。
本発明で用いるセメント系無機充填剤は、セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなる。セメントは、特に限定されるものではないが、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色セメント等の最も一般的に用いられるポルトランドセメントの他、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等の混合セメント、アルミナセメント、超速硬セメント、コロイドセメント、油井セメント等の特殊セメント、水硬性石灰、ローマンセメント、天然セメントなどが挙げられる。この中でも、例えば、ポルトランドセメント類が好ましい。
Hereinafter, the raw material components of the mixture will be described.
The cement-based inorganic filler used in the present invention comprises either cement, cement and sand, or cement and sand and gravel. The cement is not particularly limited, but is the most commonly used Portland cement such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, and white cement. Other examples include mixed cement such as blast furnace cement, silica cement and fly ash cement, special cement such as alumina cement, ultrafast hard cement, colloid cement and oil well cement, water-hard lime, Roman cement and natural cement. Among these, for example, Portland cements are preferable.

本発明で用いる骨材としての砂は、特に限定されるものではないが、通常細骨材として分類される10mmふるいをすべて通過し、粒径6mm以下のものが重量で85%以上含まれる砂を指す。中でも、粒径0.3~6mmのモルタル用砂が好ましい。上記セメントと砂に水を加えた混合物が所謂モルタルの主要構成成分である。本発明のセメント系ポリウレタン発泡複合体に於いては、セメントの水和反応の生起の有無に拘らず、本発明所定の良好な物性値を持った発泡複合体が得られる。 The sand as an aggregate used in the present invention is not particularly limited, but sand that has passed through all 10 mm sieves normally classified as fine aggregate and contains 85% or more by weight of sand having a particle size of 6 mm or less. Point to. Of these, sand for mortar having a particle size of 0.3 to 6 mm is preferable. The mixture of cement and sand with water is the main constituent of so-called mortar. In the cement-based polyurethane foamed composite of the present invention, a foamed composite having good physical property values specified in the present invention can be obtained regardless of whether or not a hydration reaction of cement has occurred.

セメントと砂の量比、即ちモルタル成分中の両者の重量比率は、用いる用途に応じて変化し得るが、通常モルタル製品で用いられる範囲にあってよく、例えばセメント:砂=1:1.5~1:5の範囲、好ましくは、1:2~1:4、例えば、1:2重量比であってよい。 The amount ratio of cement and sand, that is, the weight ratio of both in the mortar component, may vary depending on the intended use, but may be within the range normally used in mortar products, for example cement: sand = 1: 1.5. It may be in the range of ~ 1: 5, preferably 1: 2 to 1: 4, for example, a 1: 2 weight ratio.

上記の他、通常モルタル成分に添加される混和材(フライアッシュ、スラグ粉末、シリカヒュームなどの粉末)を用途に応じて適宜添加することができる。 In addition to the above, an admixture (powder such as fly ash, slag powder, silica fume, etc.) usually added to the mortar component can be appropriately added depending on the intended use.

本発明で用いるイソシアネート(A)は、脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)と脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)の組合せとされる。 The isocyanate (A) used in the present invention is a combination of an aliphatic isocyanate or a modified product thereof (A1) and an alicyclic isocyanate or a modified product thereof (A2).

脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)は、イソシアネート基を2以上有する脂肪族系イソシアネート、それらを変性して得られる変性イソシアネート、それらの2種類以上の混合物であってもよい。脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)の具体例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、ペンタメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等のイソシアネートやそれらの変性体(例えば、イソシアヌレート変性体、ウレタン変性体、ウレア変性体、アダクト変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体、カルボジイミド変性体等)が挙げられ、特に好ましくはヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)のイソシアヌレート変性体である。 The aliphatic isocyanate or a modified product thereof (A1) may be an aliphatic isocyanate having two or more isocyanate groups, a modified isocyanate obtained by modifying them, or a mixture of two or more thereof. Specific examples of the aliphatic isocyanate or a modified product thereof (A1) include isocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HMDI), pentamethylene diisocyanate, and lysine diisocyanate and modified products thereof (for example, isocyanurate modified product and urethane modified product). (Urea modified product, Adduct modified product, Biuret modified product, Allophanate modified product, Carbodiimide modified product, etc.) are mentioned, and a hexamethylene diisocyanate (HMDI) isocyanurate modified product is particularly preferable.

脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)は、イソシアネート基を2以上有する脂環族系イソシアネート、それらを変性して得られる変性イソシアネート、それらの2種類以上の混合物であってもよい。脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)の具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添MDI、水添XDI、ノルボルナンジイソシアネート等のイソシアネートやそれらの変性体(例えば、イソシアヌレート変性体、ウレタン変性体、ウレア変性体、アダクト変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体、カルボジイミド変性体等)が挙げられ、特に好ましくはイソホロンジイソシアネート(IPDI)である。 The alicyclic isocyanate or a modified product thereof (A2) may be an alicyclic isocyanate having two or more isocyanate groups, a modified isocyanate obtained by modifying them, or a mixture of two or more thereof. Specific examples of the alicyclic isocyanate or its modified product (A2) include isophorone diisocyanate (IPDI), hydrogenated MDI, hydrogenated XDI, norbornan diisocyanate and other isocyanates and modified products thereof (for example, isocyanurate modified product). (Urethane modified product, urea modified product, adduct modified product, biuret modified product, allophanate modified product, carbodiimide modified product, etc.) are mentioned, and isophorone diisocyanate (IPDI) is particularly preferable.

脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)と脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)を混合して得られるイソシアネート(A)の25℃での粘度は、好ましくは30~700mPa・sであり、より好ましくは40~650mPa・sである。二つのイソシアネートを組み合わせたイソシアネート(A)の粘度を30mPa・s以上とすることは、ウレタンが発泡硬化するまでに比重が大きい砂やセメントが型の底に沈降したり、分離してしまうことを回避する上で好ましい。また、イソシアネート(A)の粘度を700mPa・s以下することは、セメントや砂との効率的な攪拌を可能とし、局所的なウレタンの反応の進行に伴う複合体の表面状態の悪化を回避する上で有利である。 The viscosity of isocyanate (A) obtained by mixing an aliphatic isocyanate or a modified product thereof (A1) and an alicyclic isocyanate or a modified product thereof (A2) at 25 ° C. is preferably 30 to 700 mPa · s. Yes, more preferably 40 to 650 mPa · s. Setting the viscosity of isocyanate (A), which is a combination of two isocyanates, to 30 mPa · s or more means that sand and cement with a large specific density will settle to the bottom of the mold or separate before the urethane foams and hardens. It is preferable to avoid it. Further, setting the viscosity of the isocyanate (A) to 700 mPa · s or less enables efficient stirring with cement and sand, and avoids deterioration of the surface condition of the complex due to the progress of the local urethane reaction. It is advantageous on.

また、イソシアネート(A)のイソシアネート基含有率は、好ましくは
22~35%であり、より好ましくは25~35%である。ここで、イソシアネート基含有率は、イソシアネート(A)の全質量に対する、イソシアネート(A)中に含まれるイソシアネート基の全質量の理論値の割合として算出することができる。
The isocyanate group content of the isocyanate (A) is preferably 22 to 35%, more preferably 25 to 35%. Here, the isocyanate group content can be calculated as the ratio of the theoretical value of the total mass of the isocyanate groups contained in the isocyanate (A) to the total mass of the isocyanate (A).

脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)と脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)との質量(A1:A2)は、好ましくは10:90~90:10のであり、より好ましくは20:80~80:20でありさらに好ましくは25:75~75:25である。 The mass (A1: A2) of the aliphatic isocyanate or its modified product (A1) and the alicyclic isocyanate or its modified product (A2) is preferably 10:90 to 90:10, more preferably 20. : 80 to 80:20, more preferably 25:75 to 75:25.

本発明で用いるポリオールとしては、本発明の効果を妨げない限り特に限定されないが、水酸基価が5~300mgKOH/gであり、且つ平均官能基数が2~6であるポリエーテルポリオールが好ましい。かかるポリオールを使用することは、セメント系ポリウレタン発泡複合体としての強度を確保する上で特に有利である。ここで、平均官能基数とは、一分子当たりの官能基の数をいい、開始剤の官能基数で制御することができる。また、上記水酸基価とは、試料(固形分)1g中に含まれる水酸基をアセチル化するために要する水酸化カリウムのmg数である。そして、無水酢酸を用いて試料中の水酸基をアセチル化し、使われなかった酢酸を水酸化カリウム溶液で滴定した後、下記の式により求められる。水酸基価〔mgKOH/g〕=[((A-B)×f×28.05)/S]+酸価
A:空試験に用いた0.5mol/l水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
B:滴定に用いた0.5mol/l水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
f:ファクター
S:試料採取量(g)
The polyol used in the present invention is not particularly limited as long as it does not interfere with the effects of the present invention, but a polyether polyol having a hydroxyl value of 5 to 300 mgKOH / g and an average number of functional groups of 2 to 6 is preferable. The use of such a polyol is particularly advantageous in ensuring the strength of the cement-based polyurethane foamed complex. Here, the average number of functional groups means the number of functional groups per molecule, and can be controlled by the number of functional groups of the initiator. The hydroxyl value is the number of mg of potassium hydroxide required to acetylate the hydroxyl group contained in 1 g of the sample (solid content). Then, the hydroxyl group in the sample is acetylated with acetic anhydride, and the unused acetic acid is titrated with a potassium hydroxide solution, and then it is obtained by the following formula. Hydroxy group value [mgKOH / g] = [((AB) × f × 28.05) / S] + acid value A: Amount (ml) of 0.5 mol / l potassium hydroxide ethanol solution used in the blank test
B: Amount (ml) of 0.5 mol / l potassium hydroxide ethanol solution used for titration
f: Factor S: Sampling amount (g)

ポリエーテルポリオールの具体的な例としては、グリセリンを出発物質とし、アルキレンオキシドを開環付加重合させて得られる、官能基数3、水酸基価約28mgKOH/gのポリエーテルポリオール、プロピレングリコールを出発物質とし、それにアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られる、官能基数2、水酸基価約110mgKOH/gのポリエーテルポリオール(例えば、住化コベストロウレタン(株)社の「スミフェン1600U」)、及び官能基数約2.7、水酸基価約160mgKOH/gのポリエステル系ポリオールであるひまし油等が挙げられる。 As a specific example of the polyether polyol, glycerin is used as a starting material, and a polyether polyol having a functional group number of 3 and a hydroxyl value of about 28 mgKOH / g, which is obtained by ring-opening addition polymerization of alkylene oxide, and propylene glycol are used as starting materials. , A polyether polyol having a hydroxyl value of about 110 mgKOH / g (for example, "Sumiphen 1600U" manufactured by Sumika Cobestlorethane Co., Ltd.), and the number of functional groups, which are obtained by ring-opening addition polymerization of an alkylene oxide. Examples thereof include castor oil, which is a polyester-based polyol having a hydroxyl value of about 160 mgKOH / g and about 2.7.

本発明におけるセメント系無機充填剤(セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなる)とポリウレタン樹脂(即ち、イソシアネート及びポリオールの合計)との質量比(セメント系無機充填剤:ポリウレタン樹脂)は、軽量性、強度及びコスト等を勘案して適宜決定してよく、好適な範囲としては、例えば、50:50~95:5、55:45~85:15、60:40~95:5、50:50~90:~10等が挙げられる。 The mass ratio (cement-based inorganic filler) of the cement-based inorganic filler (consisting of cement, cement and sand, or cement and sand and gravel) and the polyurethane resin (that is, the total of isocyanate and polyol) in the present invention. : Polyurethane resin) may be appropriately determined in consideration of lightness, strength, cost, etc., and suitable ranges include, for example, 50:50 to 95: 5, 55:45 to 85:15, 60:40. ~ 95: 5, 50:50 ~ 90: ~ 10, and the like can be mentioned.

本発明で用いる整泡剤は良好な気泡を形成するための助剤である。気泡は連通孔となって、得られるセメント系ポリウレタン発泡複合体の縮小を防ぎ、軽量化と強度発現に寄与する。整泡剤としては、特に限定されるものではないが、例えばシリコーン系整泡剤(例として、東レ・ダウコーニング社のSH-193、L-5420A、SZ1325、SF2937F、モメンティブ社のL-580、エボニックデグサ社のB8462)や含フッ素化合物系整泡剤等が挙げられる。 The defoaming agent used in the present invention is an auxiliary agent for forming good bubbles. The bubbles serve as communication holes to prevent the resulting cement-based polyurethane foam complex from shrinking, which contributes to weight reduction and strength development. The defoaming agent is not particularly limited, but for example, a silicone-based defoaming agent (for example, SH-193, L-5420A, SZ1325, SF2937F of Toray Dow Corning, L-580 of Momentive), etc. Examples thereof include B8462) manufactured by Evonik Degusa and a fluorine-containing compound-based defoaming agent.

本発明のセメント系ポリウレタン発泡複合体は、当該複合体の効率的製造の観点から、整泡剤、触媒及び水を原料成分としてさらに含有しているが好ましい。 From the viewpoint of efficient production of the composite, the cement-based polyurethane foam composite of the present invention preferably further contains a defoaming agent, a catalyst and water as raw material components.

整泡剤の量は、例えば、ポリエーテルポリオール100質量部に対して1~20質量部、好ましくは1~10質量部、より好ましくは0.5~10質量部である。 The amount of the foam stabilizer is, for example, 1 to 20 parts by mass, preferably 1 to 10 parts by mass, and more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyether polyol.

本発明で用いる触媒は、イソシアネートとポリオールとのウレタン形成反応を促進するものである。触媒としては、ウレタン形成反応を促進するものであれば特に限定されるものではなく、好ましくはアミン触媒(ヘキサヒドロ-S-トリアジン、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エ-テル、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン(Polycat 8)、イミダゾール化合物、N,N,N-トリス(ジメチルアミノプロピル)等)、感温性触媒(1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)とその有機酸塩)、金属触媒(ジ-n-ブチル錫ジラウレート(DBTDL))又はそれらの組合せである。 The catalyst used in the present invention promotes the urethane forming reaction between isocyanate and polyol. The catalyst is not particularly limited as long as it promotes the urethane formation reaction, and is preferably an amine catalyst (hexahydro-S-triazine, triethylenediamine, triethylamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, etc. N, N-dimethylcyclohexylamine (Polycat 8), imidazole compound, N, N, N-tris (dimethylaminopropyl), etc.), temperature-sensitive catalyst (1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 (DBU) and its organic acid salt), a metal catalyst (di-n-butyltin dilaurate (DBTDL)) or a combination thereof.

触媒の量はイソシアネート100質量部に対して、例えば、0.1~5質量部、好ましくは1~3質量部とすることができる。 The amount of the catalyst can be, for example, 0.1 to 5 parts by mass, preferably 1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of isocyanate.

本発明で用いる水は、原料を分散してスラリーを形成する媒体として用いられると同時に、一部はイソシアネート基と反応して炭酸ガスを発生させて発泡を形成するために有利に利用することができる。 The water used in the present invention can be used as a medium for dispersing raw materials to form a slurry, and at the same time, a part of the water can be advantageously used for reacting with an isocyanate group to generate carbon dioxide gas to form foam. can.

水の量は、水とセメント系無機充填剤を撹拌混合して分散し、スラリー状態とするために十分な量があれば特に制限されるものではない。水の量は、セメントの水和反応及び使用するイソシアネートを全て反応するために必要な量を勘案して当業者が適宜設定してよいが、通常は、良好なスラリー状態とするために必要な水の量は、前記反応に必要な水の量に較べれば大過剰である。セメント系無機充填剤と、水との具体的な混合時の質量比は、例えば、セメント系無機充填剤100質量部に対して、例えば、水5~45質量部、好ましくは10~30質量部とすることができる。 The amount of water is not particularly limited as long as the amount of water is sufficient to stir and mix the water and the cement-based inorganic filler to obtain a slurry state. The amount of water may be appropriately set by those skilled in the art in consideration of the amount required for the hydration reaction of the cement and the reaction of all the isocyanates used, but it is usually necessary to obtain a good slurry state. The amount of water is much larger than the amount of water required for the reaction. The mass ratio of the cement-based inorganic filler and water at the time of specific mixing is, for example, 5 to 45 parts by mass, preferably 10 to 30 parts by mass of water with respect to 100 parts by mass of the cement-based inorganic filler. Can be.

本発明のセメント系ポリウレタン発泡複合体では、原料成分の量、割合を適宜調節することにより、発泡複合体の用途に応じた密度、強度(圧縮強度、曲げ強度等)を付与することができる。本発明の発泡複合体の密度、圧縮強度、曲げ強度はそれぞれ、JIS K 7222(2005)、K 7220(2006)、K 7221-2(2006)に準拠して測定することができる。 In the cement-based polyurethane foam composite of the present invention, the density and strength (compressive strength, bending strength, etc.) according to the use of the foam composite can be imparted by appropriately adjusting the amount and ratio of the raw material components. The density, compressive strength, and bending strength of the foamed composite of the present invention can be measured according to JIS K 7222 (2005), K 7220 (2006), and K 7221-2 (2006), respectively.

本発明の発泡複合体の密度は、例えば、300~900Kg/mであり、好ましくは400~800Kg/mであり、より好ましくは400~700Kg/mである。セメント系ポリウレタン発泡複合体の密度を上記範囲に調整することは、軽量化の上で特に好ましい。 The density of the foamed complex of the present invention is, for example, 300 to 900 kg / m 3 , preferably 400 to 800 kg / m 3 , and more preferably 400 to 700 kg / m 3 . Adjusting the density of the cement-based polyurethane foam complex within the above range is particularly preferable in terms of weight reduction.

また、本発明の発泡複合体の圧縮強度は、例えば、1.3~3.2MPaであり、より好ましくは1.6~3.0MPaである。 The compressive strength of the foamed complex of the present invention is, for example, 1.3 to 3.2 MPa, more preferably 1.6 to 3.0 MPa.

また、本発明の発泡複合体の曲げ強度は、例えば、1.5~2.7MPaであり、より好ましくは1.6~2.5MPaである。 The bending strength of the foamed complex of the present invention is, for example, 1.5 to 2.7 MPa, more preferably 1.6 to 2.5 MPa.

また、本発明の発泡複合体は、上述の通り、優れた耐候安定性を有している。したがって、例えば、12ヶ月間屋外暴露した後であっても、本発明の発泡複合体においては、表面の亀裂、黄変による色調の変化を効果的に防止することができる。本発明における耐候安定性の有無は、後述する試験例3の手法により判定することができる。 Further, as described above, the foamed complex of the present invention has excellent weather resistance stability. Therefore, for example, even after outdoor exposure for 12 months, the foamed complex of the present invention can effectively prevent the change in color tone due to surface cracking and yellowing. The presence or absence of weather resistance in the present invention can be determined by the method of Test Example 3 described later.

次に、本発明の製造方法について説明する。本発明のセメント系ポリウレタン発泡複合体は、上述の通り、上記原料成分の混合物を発泡させることにより簡便に製造することができる。したがって、本発明の製造方法は、セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなるセメント系無機充填剤、イソシアネート(A)、ポリオール(B)、整泡剤、触媒及び水を含有し、混合物を発泡させる工程を含んでなり、イソシアネート(A)は、脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)と脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)とを含有するものとされる。 Next, the manufacturing method of the present invention will be described. As described above, the cement-based polyurethane foamed composite of the present invention can be easily produced by foaming a mixture of the above raw material components. Therefore, the production method of the present invention is a cement-based inorganic filler composed of either cement, cement and sand, or cement and sand and gravel, isocyanate (A), polyol (B), foam stabilizer, catalyst and water. The isocyanate (A) contains an aliphatic isocyanate or a modified product thereof (A1) and an alicyclic isocyanate or a modified product thereof (A2). Will be done.

本発明の製造方法における原料成分の混合物は、セメント系無機充填剤(セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなる)、イソシアネート(A)、ポリオール、整泡剤、触媒及び水を、任意の順序で添加して撹拌・混合して調製してもよい。但し、触媒の存在下、イソシアネートとポリオール及び/又は水とを接触すると直ちに反応が開始することから、製造工程上、好ましくは、イソシアネートを最後に添加して混合物とすることが好ましい。より具体的には、イソシアネート(A)と、その他の原料成分を含む組成物とを準備し(所謂、「二液反応型組成物」)、次いで当該組成物とイソシアネート(A)との混合を行うことが好ましい。また、反応開始を回避する観点からは、触媒を除く他の原料成分を混合撹拌後、最後に触媒を添加してもよい。 The mixture of raw material components in the production method of the present invention comprises a cement-based inorganic filler (consisting of cement, cement and sand, or cement and sand and gravel), isocyanate (A), polyol, defoaming agent, and catalyst. And water may be added in any order, stirred and mixed to prepare. However, since the reaction starts immediately when the isocyanate comes into contact with the polyol and / or water in the presence of a catalyst, it is preferable in the manufacturing process that isocyanate is added last to form a mixture. More specifically, an isocyanate (A) and a composition containing other raw material components are prepared (so-called "two-component reaction type composition"), and then the composition and the isocyanate (A) are mixed. It is preferable to do so. Further, from the viewpoint of avoiding the start of the reaction, the catalyst may be added at the end after mixing and stirring other raw material components other than the catalyst.

原料成分の混合撹拌は、後続する成形工程で用いられるモールド(型枠)中で直接行なってもよいが、型枠は通常直方体をしていることが多いことから、混合効率を勘案すれば円形のカップ(例えば、小規模実験にあってはポリカップ、大規模製造においてはポリマーライナー円形撹拌槽など)中に原料成分を添加してミキサー(例えば、小規模実験にあってはハンドミキサー、大規模製造においては電動撹拌装置など)で撹拌・混合した後に、直ちに型枠に移入することが好ましい。上述の通り、イソシアネート又は触媒の添加と共に直ちにウレタン化反応が開始することから、それらの添加以前に、他の原料成分を予め添加し十分に撹拌混合してスラリー化しておくことが好ましい。イソシアネート又は触媒の添加撹拌開始後には直ちに反応がスタートすることから、円形カップ中での撹拌は短時間(例えば、数秒間)に止めて、直ちに注型することが好ましい。この際、短時間の撹拌で十分な混合効率を得る観点から、高速撹拌することが好ましい。 Mixing and stirring of the raw material components may be performed directly in the mold (mold) used in the subsequent molding process, but since the mold is usually a square shape, it is circular in consideration of mixing efficiency. Add raw material components to a cup (eg, polycup for small experiments, polymer liner circular stirrer for large scale production, etc.) and mixer (eg, hand mixer for small scale experiments, large scale). In the production, it is preferable to immediately transfer the mixture to the mold after stirring and mixing with an electric stirrer or the like). As described above, since the urethanization reaction starts immediately with the addition of isocyanate or catalyst, it is preferable to add other raw material components in advance and sufficiently stir and mix to form a slurry before adding them. Since the reaction starts immediately after the start of stirring for adding the isocyanate or the catalyst, it is preferable to stop the stirring in the circular cup for a short time (for example, for several seconds) and immediately cast the mixture. At this time, high-speed stirring is preferable from the viewpoint of obtaining sufficient mixing efficiency by stirring for a short time.

なお、このカップ内の状態で表面状態を視観察及び指蝕観察して、硬化(重合及び架橋)反応の進捗状況の目安とすることができる。より具体的には、原料成分の混合物が硬化するまでの期間(ゲルタイム)を指標とすることができる。 The surface condition in the cup can be visually observed and finger eroded to be used as a guideline for the progress of the curing (polymerization and cross-linking) reaction. More specifically, the period until the mixture of the raw material components is cured (gel time) can be used as an index.

また、本発明の製造方法では、原料成分の混合物をモールドに注入することにより、本発明のセメント系ポリウレタン発泡複合体を所望の形状に調製してもよい。モールドの初期温度設定は、本発明の発泡複合体の製造を妨げない限り特に限定されないが、常温程度(40℃~50℃程度)としてもよい。ここで、発泡複合体の形成は、発泡と共にポリウレタン生成の重合熱発生を伴うことから、モールド内の温度も上昇する場合がある。したがってモールド内の温度は、反応中、例えば、30~40℃程度上昇してもよい。また、発泡に伴いモールド内圧力も若干上昇する場合があり、このような圧力の上昇は、例えば、0.5MPa程度であってもよい。 Further, in the production method of the present invention, the cement-based polyurethane foamed composite of the present invention may be prepared into a desired shape by injecting a mixture of raw material components into a mold. The initial temperature setting of the mold is not particularly limited as long as it does not interfere with the production of the foamed composite of the present invention, but may be about room temperature (about 40 ° C. to 50 ° C.). Here, since the formation of the foamed complex is accompanied by the generation of heat of polymerization for polyurethane formation along with the foaming, the temperature inside the mold may also rise. Therefore, the temperature inside the mold may rise, for example, by about 30 to 40 ° C. during the reaction. In addition, the pressure inside the mold may increase slightly with foaming, and such an increase in pressure may be, for example, about 0.5 MPa.

また、本発明の発泡複合体は、上述の通り、屋外で長期間使用しても黄変等の色調変化を効果的に回避することができることから、屋外インテリア装飾壁・ブロックなどの建築材として好適に用いることができる。したがって、好ましい態様によれば、本発明の発泡複合体を含有する、建築材が提供される。また、別の態様によれば、建築材の製造における、本発明の発泡複合体の使用が提供される。また、上記いずれかの態様において、上記建築材は、装飾壁材又はブロックである。 Further, as described above, the foam complex of the present invention can effectively avoid color change such as yellowing even when used outdoors for a long period of time, and thus can be used as a building material for outdoor interior decorative walls and blocks. It can be suitably used. Therefore, according to a preferred embodiment, a building material containing the foamed complex of the present invention is provided. Further, according to another aspect, the use of the foamed composite of the present invention in the production of building materials is provided. Further, in any of the above embodiments, the building material is a decorative wall material or a block.

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail, but the scope of the present invention is not limited to these examples.

試験例1
<セメント・ポリウレタン発泡複合体の製造1>
[実施例1]
容量500mlのポリカップ(直径8cm)中に、ポルトランドセメントを50g、砂を100g、水を30g、ポリオールB(住化コベストロウレタン社製品のスミフェン1600U;官能基数2、水酸基価110mgKOH/g)を8.8g、整泡剤(東レ・ダウコーニング社のシリコーンSH-193)を0.42g、アミン触媒C1(エアプロダクツ社のPolycat8)を0.5g、アミン触媒C2(エアプロダクツ社のDABCO33LV)を1.0g、感温性触媒C3DBU(サンアプロ社)を0.3g、金属触媒C4(DBTDL)1.0gを添加し、ハンドミキサーにて4,500rpmで7秒間撹拌して、均一なスラリーとした。次いで、イソシアネートA1(住化コベストロ社製品のSumidurN3300)を75g及びイソシアネートA2(コベストロ社製品のDesmodurI)を25g添加し、ハンドミキサーにて4,500rpmで7秒間撹拌し、発泡させ、硬化するまで室温で静置し、セメント系ポリウレタン発泡複合体を得た。
Test Example 1
<Manufacturing of cement-polyurethane foam composite 1>
[Example 1]
In a polycup (diameter 8 cm) with a capacity of 500 ml, 50 g of Portoland cement, 100 g of sand, 30 g of water, and 8 of polyol B (Sumiphen 1600U manufactured by Sumika Cobestrourethane; number of functional groups 2, hydroxyl value 110 mgKOH / g). .8 g, foam stabilizer (Toray Dow Corning Silicone SH-193) 0.42 g, amine catalyst C1 (Air Products Polycat 8) 0.5 g, amine catalyst C2 (Air Products DABCO 33LV) 1 0.0 g, 0.3 g of the temperature-sensitive catalyst C3DBU (San Apro) and 1.0 g of the metal catalyst C4 (DBTDL) were added, and the mixture was stirred with a hand mixer at 4,500 rpm for 7 seconds to obtain a uniform slurry. Next, 75 g of isocyanate A1 (Sumidur N3300 manufactured by Sumika Covestro) and 25 g of isocyanate A2 (Desmodur I manufactured by Covestro) were added, and the mixture was stirred with a hand mixer at 4,500 rpm for 7 seconds, foamed, and at room temperature until cured. A cement-based polyurethane foamed composite was obtained.

[実施例2、3及び比較例1、2]
ポリオール添加量、イソシアネートA1及びイソシアネートA2の種類を表1に記載のように変更した以外、実施例1と同様の手法により、実施例2、3及び比較例1、2を製造した。
[Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2]
Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 were produced by the same method as in Example 1 except that the amount of the polyol added and the types of isocyanate A1 and isocyanate A2 were changed as shown in Table 1.

<セメント系ポリウレタン発泡複合体の物性評価1>
以下に記載の通り、実施例1~3及び比較例1、2のセメント系ポリウレタン発泡複合体の評価を実施した。
<Physical characteristics evaluation of cement-based polyurethane foam complex 1>
As described below, the cement-based polyurethane foam composites of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated.

[ゲルタイム]
イソシアネートA1及びイソシアネートA2を添加して混合を開始する時点をゼロ秒とし、混合液が硬化するまでの期間(発泡体の表面を割り箸で突き刺しそうとしても、内部が硬化して突き刺せない状態になるまでの時間)を測定した(単位:秒)。
[Gel time]
The time point at which isocyanate A1 and isocyanate A2 are added and mixing is started is set to zero seconds, and the period until the mixed solution is cured (even if the surface of the foam is pierced with disposable chopsticks, the inside is cured and cannot be pierced). Time to become) was measured (unit: seconds).

[発泡性]
実施例1のセメント系ポリウレタン発泡複合体の密度、圧縮強度を後述する方法により測定したところ、密度600kg/m程度、圧縮強度2MPa程度の理想的な数値を示していた。そこで、このような理想的な物性を備えた発泡複合体を製造するのに前提となる物性を確認するため、ゲルタイムにおけるポリカップに収容された実施例1のセメント・ポリウレタン発泡複合体の高さを基準(A)とし、これよりも高いものを(B)、これよりも低いものを(C)とした。
[Effervescent]
When the density and compressive strength of the cement-based polyurethane foam composite of Example 1 were measured by the method described later, they showed ideal values of a density of about 600 kg / m 3 and a compressive strength of about 2 MPa. Therefore, in order to confirm the physical characteristics that are the prerequisites for producing a foamed complex having such ideal physical properties, the height of the cement-polyurethane foamed composite of Example 1 contained in the polycup at the gel time was set. Criteria (A) were used, those higher than this were used as (B), and those lower than this were used as (C).

[脆さ]
ゲルタイムにおけるセメント系ポリウレタン発泡複合体の脆さについて、以下の判定基準に従い訓練されたパネラー(健常な成人男性)が人力にて評価を行った。
A:割り箸を用いても突き刺せない(実施例1と同様の脆さ)
B:割り箸で刺そうとするとセメント系ポリウレタン発泡複合体が割れる
[Brigidity]
The brittleness of the cement-based polyurethane foam complex in gel time was manually evaluated by a panelist (healthy adult male) trained according to the following criteria.
A: Cannot be pierced even with disposable chopsticks (similar brittleness as in Example 1)
B: The cement-based polyurethane foam composite breaks when you try to stab it with disposable chopsticks.

結果は、表1に示される通りであった。なお、総合評価は、発泡性及び脆さの両者がAの場合を「○」、それ以外を「×」とした。

Figure 0006995475000001
The results were as shown in Table 1. In the comprehensive evaluation, "○" was given when both foamability and brittleness were A, and "x" was given in other cases.
Figure 0006995475000001

試験例2
<セメント・ポリウレタン発泡複合体の製造2>
[実施例4]
容量1000mlのポリカップ中に、ポルトランドセメントを150g、砂を300g、水を75g、ポリオールB(住化コベストロウレタン(株)社製品のスミフェン1600U;官能基数2、水酸基価110mgKOH/g)を30g、整泡剤(東レ・ダウコーニング社のシリコーンSH-193)を1.26g、アミン触媒C1(エアプロダクツ社のPolycat8)を1.5g、アミン触媒C2(エアプロダクツ社のDABCO33LV)を3.0g、感温性触媒C3DBU(サンアプロ社)を0.9g、金属触媒C4(DBTDL)3.0gを添加し、ハンドミキサーにて4,500rpmで7秒間撹拌して、均一なスラリーとした。次いで、イソシアネートA1(住化コベストロ社製品のSumidurN3300)を156g及びイソシアネートA2(コベストロ社製品のDesmodurI)を144g添加し、ハンドミキサーにて4,000rpmで7秒間撹拌した後、40℃の型(縦:210mm×横:210mm×高さ:25mm)に注型し、撹拌開始から30分後に脱型し、セメント系ポリウレタン発泡複合体を得た。
Test Example 2
<Manufacturing of cement-polyurethane foam composite 2>
[Example 4]
150 g of Portoland cement, 300 g of sand, 75 g of water, and 30 g of polyol B (Sumiphen 1600U manufactured by Sumika Cobestrourethane Co., Ltd .; number of functional groups 2, hydroxyl value 110 mgKOH / g) in a polycup having a capacity of 1000 ml. 1.26 g of foam stabilizer (Toray Dow Corning's silicone SH-193), 1.5 g of amine catalyst C1 (Polycat8 of Air Products), 3.0 g of amine catalyst C2 (DABCO33LV of Air Products), 0.9 g of the temperature-sensitive catalyst C3DBU (San-Apro) and 3.0 g of the metal catalyst C4 (DBTDL) were added, and the mixture was stirred with a hand mixer at 4,500 rpm for 7 seconds to obtain a uniform slurry. Next, 156 g of isocyanate A1 (Sumidur N3300 manufactured by Sumika Covestro) and 144 g of isocyanate A2 (Desmodur I manufactured by Covestro) were added, and the mixture was stirred with a hand mixer at 4,000 rpm for 7 seconds, and then a mold at 40 ° C. (vertical). : 210 mm × width: 210 mm × height: 25 mm), and the mold was removed 30 minutes after the start of stirring to obtain a cement-based polyurethane foam composite.

[実施例5~7]
イソシアネートA1及びイソシアネートA2の量を表1に記載のように変更した以外、実施例4と同様の手法により、実施例5~7を製造した。
[Examples 5 to 7]
Examples 5 to 7 were produced by the same method as in Example 4 except that the amounts of isocyanate A1 and isocyanate A2 were changed as shown in Table 1.

<セメント系ポリウレタン発泡複合体の物性評価2>
セメント系ポリウレタン発泡複合体を得た1週間後、以下の手法に従い、密度、圧縮強度、及び曲げ強度の評価を実施した。
<Physical property evaluation 2 of cement-based polyurethane foam composite>
One week after obtaining the cement-based polyurethane foam composite, the density, compressive strength, and bending strength were evaluated according to the following methods.

[密度、圧縮強度及び曲げ強度]
密度、圧縮強度及び曲げ強度はそれぞれ、JIS K 7222(2005)、K 7220(2006)、K 7221-2(2006)に準拠して測定した。
[Density, compressive strength and bending strength]
Density, compressive strength and bending strength were measured according to JIS K 7222 (2005), K 7220 (2006) and K 7221-2 (2006), respectively.

結果は、表1に示される通りであった。

Figure 0006995475000002
The results were as shown in Table 1.
Figure 0006995475000002

試験例1において、脂肪族系イソシアネートA1又は、脂環族系イソシアネートA2のどちらか一つだけを使用した場合には、セメント系ポリウレタン発泡複合体の発泡性・脆さを共に満足させることはできなかった。
一方で、脂肪族系イソシアネートA1と脂環族系イソシアネートA2の両者を用いた場合には、セメント系ポリウレタン発泡複合体の発泡性・脆さは共に良好であった。
また、試験例2において、脂肪族系イソシアネートA1と脂環族系イソシアネートA2の両者を用いて実施例5~7のセメント系ポリウレタン発泡複合体を製造した結果、それらの密度は約600kg/m、圧縮強度は1.6~3.0MPa、曲げ強度は1.6~2.5MPであり、セメント材料として適切な数値を示していた。
When only one of the aliphatic isocyanate A1 and the alicyclic isocyanate A2 is used in Test Example 1, both the foamability and brittleness of the cement-based polyurethane foam composite can be satisfied. There wasn't.
On the other hand, when both the aliphatic isocyanate A1 and the alicyclic isocyanate A2 were used, the foamability and brittleness of the cement-based polyurethane foamed composite were both good.
Further, in Test Example 2, as a result of producing the cement-based polyurethane foam composites of Examples 5 to 7 using both the aliphatic isocyanate A1 and the alicyclic isocyanate A2, their densities were about 600 kg / m 3 . The compressive strength was 1.6 to 3.0 MPa and the bending strength was 1.6 to 2.5 MP, showing appropriate values as a cement material.

試験例3
<セメント系ポリウレタン発泡複合体の耐候安定性評価>
実施例5のセメント系ポリウレタン発泡複合体を屋外にて、日光が直接当たる場所に静置し、12ヶ月経過した後の外観の変化を訓練されたパネラー(10名)により以下の判定基準にて評価した。なおここで、過半数の専門パネラーがAと評価する場合には、総合の評価結果もAと判定するものとした。
A:表面の亀裂が無く、色調の変化(黄変)も生じていない
B:表面の亀裂又は色調の変化(黄変)が生じている
Test Example 3
<Evaluation of weathering stability of cement-based polyurethane foam composite>
The cement-based polyurethane foam composite of Example 5 was allowed to stand outdoors in a place exposed to direct sunlight, and the change in appearance after 12 months was trained by panelists (10 persons) according to the following criteria. evaluated. Here, when the majority of specialized panelists evaluate A, the overall evaluation result is also determined to be A.
A: There are no cracks on the surface and no change in color tone (yellowing) has occurred. B: There are cracks on the surface or change in color tone (yellowing).

試験の結果、全ての専門パネラーの評価結果はAであった。本発明のセメント系ポリウレタン発泡複合体が良好な耐候安定性を有することが確認された。 As a result of the test, the evaluation result of all the specialized panelists was A. It was confirmed that the cement-based polyurethane foam composite of the present invention has good weather resistance stability.

本発明のセメント系ポリウレタン発泡複合体には、セメント材料と好適な物性を付与することができる。また、本発明のセメント系ポリウレタン発泡複合体によれば、屋外で長期間使用しても色調変化を効果的に回避することが可能である。かかる本発明のセメント系ポリウレタン発泡複合体は、装飾壁材、ブロックをはじめとする建築材として有利に使用することができる。 The cement-based polyurethane foam composite of the present invention can be imparted with a cement material and suitable physical properties. Further, according to the cement-based polyurethane foamed composite of the present invention, it is possible to effectively avoid the change in color tone even when used outdoors for a long period of time. The cement-based polyurethane foam composite of the present invention can be advantageously used as a building material such as a decorative wall material and a block.

Claims (13)

セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなるセメント系無機充填剤、イソシアネート基を2以上有するイソシアネート(A)、及びポリオール(B)を原料成分として含有するセメント系ポリウレタン発泡複合体であって、
イソシアネート(A)が、イソシアネート基を2以上有する脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)とイソシアネート基を2以上有する脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)とを含有し、且つ
脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)と脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)との質量比が、20:80~80:20である、セメント系ポリウレタン発泡複合体。
Cement-based polyurethane foam containing cement, cement-based inorganic filler consisting of cement and cement and sand, or cement and sand and gravel, isocyanate (A) having two or more isocyanate groups , and polyol (B) as raw material components. It ’s a complex,
The isocyanate (A) contains an aliphatic isocyanate having two or more isocyanate groups or a modified product thereof (A1) and an alicyclic isocyanate having two or more isocyanate groups or a modified product thereof (A2), and is an aliphatic product. A cement-based polyurethane foamed composite in which the mass ratio of the isocyanate or a modified product thereof (A1) to the alicyclic isocyanate or a modified product thereof (A2) is 20:80 to 80:20.
脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)が、ヘキサメチレンジイソシアネートまたはその変性体である、請求項1に記載の発泡複合体。 The foamed complex according to claim 1, wherein the aliphatic isocyanate or a modified product thereof (A1) is hexamethylene diisocyanate or a modified product thereof. 脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)が、イソホロンジイソシアネート又はその変性体である、請求項1又は2に記載の発泡複合体。 The foamed complex according to claim 1 or 2, wherein the alicyclic isocyanate or a modified product thereof (A2) is isophorone diisocyanate or a modified product thereof. イソシアネート(A)の25℃での粘度が、40~650mPa・sであり、且つイソシアネート基含有率が22~35%である、請求項1~3のいずれか一項又はに記載の発泡複合体。 The foamed complex according to any one of claims 1 to 3, wherein the isocyanate (A) has a viscosity at 25 ° C. of 40 to 650 mPa · s and an isocyanate group content of 22 to 35%. .. 前記ポリオール(B)が、水酸基価5~300mgKOH/gであり且つ平均官能基数2~6であるポリエーテルポリオールを含有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の発泡複合体。 The foamed composite according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyol (B) contains a polyether polyol having a hydroxyl value of 5 to 300 mgKOH / g and an average number of functional groups of 2 to 6. 前記発泡複合体におけるセメント系無機充填剤とポリウレタン樹脂との質量比が、50:50~90:10である、請求項1~5のいずれか一項に記載の発泡複合体。 The foamed composite according to any one of claims 1 to 5, wherein the mass ratio of the cement-based inorganic filler to the polyurethane resin in the foamed composite is 50:50 to 90:10. 整泡剤、触媒及び水を原料成分としてさらに含有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の発泡複合体。 The foaming complex according to any one of claims 1 to 6, further containing a foam stabilizer, a catalyst and water as raw material components. 前記発泡複合体の密度が400~800kg/mである、請求項1~7のいずれか一項に記載の発泡複合体。 The foamed complex according to any one of claims 1 to 7, wherein the density of the foamed complex is 400 to 800 kg / m 3 . 前記発泡複合体の圧縮強度が1.3~3.2MPaである、請求項1~8のいずれか一項に記載の発泡複合体。 The foamed complex according to any one of claims 1 to 8, wherein the compressed strength of the foamed complex is 1.3 to 3.2 MPa. 前記発泡複合体の曲げ強度が1.5~2.7MPaである、請求項1~9のいずれか一項に記載の発泡複合体。 The foamed complex according to any one of claims 1 to 9, wherein the foamed complex has a bending strength of 1.5 to 2.7 MPa. 請求項1~10のいずれか一項に記載の発泡複合体を含有する、建築材。 A building material containing the foamed complex according to any one of claims 1 to 10. セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなるセメント系無機充填剤、イソシアネート基を2以上有するイソシアネート(A)、ポリオール(B)、整泡剤、触媒及び水を含有し、混合物を発泡させる工程を含んでなる、セメント系ポリウレタン発泡複合体の製造方法であって、
イソシアネート(A)が、イソシアネート基を2以上有する脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)とイソシアネート基を2以上有する脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)とを含有し、且つ
脂肪族系イソシアネート又はその変性体(A1)と脂環族系イソシアネート又はその変性体(A2)との質量比が、20:80~80:20である、方法。
Contains cement-based inorganic filler consisting of cement, cement and sand, or cement and sand and gravel, isocyanate (A) having two or more isocyanate groups , polyol (B), defoaming agent, catalyst and water. A method for producing a cement-based polyurethane foam composite, which comprises a step of foaming the mixture.
The isocyanate (A) contains an aliphatic isocyanate having two or more isocyanate groups or a modified product thereof (A1) and an alicyclic isocyanate having two or more isocyanate groups or a modified product thereof (A2), and is an aliphatic product. A method in which the mass ratio of the isocyanate or a modified product thereof (A1) to the alicyclic isocyanate or a modified product thereof (A2) is 20:80 to 80:20.
前記混合物を型に注入し、脱型するまでの時間が型温40~50℃で30分以内である、請求項12に記載の製造方法。 The production method according to claim 12, wherein the time required for injecting the mixture into a mold and removing the mold is within 30 minutes at a mold temperature of 40 to 50 ° C.
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