JPH02255784A

JPH02255784A - 弾性シーラント剤

Info

Publication number: JPH02255784A
Application number: JP1079478A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Oda; 愼一小田; Teruhiko Akimoto; 秋元　輝彦
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1990-10-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、アクリルウレタン系弾性シーラント剤に関
するものである。

〔従来の技術〕

建造物などの目地に充填するシーラントは、目地を構成
する建材などに対して接着性を有しているとともに、こ
れらの建材の熱、振動などの影響による変動に追従しう
る特性を備え、しかも目やせの原因となるような水、有
機溶剤のような飛散物質を含まないものが望まれている
。従来多用されているポリアクリル系のシーラントは、
耐候性１着色性、耐久性等には優れているもののエマル
ジョン型もしくは有機溶剤型のものが主流であるため、
充填後経口的に目やせしてシーラントとしての機能が損
なわれるという難点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような難点を解消する目的で、この発明者らは低分
子量アクリル共重合体を硬化剤とし、主剤としてウレタ
ンプレポリマーを使用するアクリルウレタン系弾性シー
ラント剤を開発し、すでに特許出願している（特開昭５
３−９２８６８号。

特開昭５５−４８４５６号）。この弾性シーラント剤は
、使用に先立ち、主剤と硬化剤とを混合して充分攪拌し
たのち、目地に充填するものであり、目地中において低
分子量アクリル共重合体とウレタンプレポリマーとが反
応して、線状ないしは網状に高分子量化し、ゴム弾性体
となるものである。しかしながら、その後、このタイプ
の弾性シーラント剤を建築物の目地材として実際に使用
した場合、シーリング特性の点では問題はないが、表面
の粘着力が強く（表面タックが強く）はこり等のよごれ
が付着し、目地部分の外観が悪くなるという問題が発生
しこれの解決が求められている。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、目
地構成材に対する接着性に優れ、かつ充填後に目やせす
ることなく、しかも充填後はこり等が付着して外観悪化
をまねくことのない弾性シーラント剤の提供をその目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の弾性シーラント
剤は、主剤と硬化剤とからなる弾性シーラント剤であっ
て、主剤がウレタンプレポリマーを主成分とし、硬化剤
が下記の（Ａ）成分、　　（Ｂ）成分および（Ｃ）成分
を共重合させた低分子量アクリル共重合体であってイソ
シアネートと反応しうる官能基を一分子当たり平均１．
７〜１０個有するものを主成分とするという構成をとる
。

（Ａ）イソシアネートと反応しうる官能基をもつ不飽和
単量体。

（Ｂ）下記の一般式（Ｉ）で表される不飽和単量体。

Ｒ＋ＣＨｚ＝ＣＣＯＯＲ２・・・・・・（１）（Ｃ）下記の
一般式（ＩＩ）で表されるフッ素含有不飽和単量体。

ＣＨｔ＝ＣＨＣｏｏ　　（ＣＨｚ）ｎ＋　（ＣＦｚ）ｎ
ｚ　Ｙ・・・（ＩＩ）〔作用〕すなわち、この発明者らはアクリルウレタン系弾性シー
ラント剤自体の有する優れた特性を損なうことなく、目
地充填後のほこり等の問題を解消するため、一連の研究
を重ねた。その結果、硬化剤の主成分となる低分子アク
リル共重合体の構成成分として、特殊なフッ素含有不飽
和単量体を使用するとその目的を達成しうるようになる
ことを見出し、この発明に到達した。

この発明の弾性シーラント剤は、前記の（Ａ）成分、（
Ｂ）成分、（Ｃ）成分を共重合させたもので、イソシア
ネートと反応しうる官能基を一分子あたり平均１．７〜
１０個有する低分子量アクリル共重合体とウレタンプレ
ポリマーとを必須成分とし、触媒および充填剤等その他
の成分を任意成分として用いて得られる。

上記低分子量アクリル共重合体は、上記（Ａ）成分、（
Ｂ）成分、（Ｃ）成分を共重合させて得られるものであ
り、上記（Ａ）成分のイソシアネートと反応しうる官能
基を持つ不飽和単量体は、官能基としてカルボキシル基
、水酸基、アミノ基、エポキシ基等を有するものであり
、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイ
ン酸。

フマル酸、イタコン酸、ケイ皮酸ビニルエステル２−ヒ
ドロキシエチルアクレート、２−ヒドロキシエチルメタ
クリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２
−ヒドロキシプロピルメタクリレート　ポリエチレング
リコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタク
リレート、ポリプロピレングリコールアクリレートポリ
プロピレングリコールメタクリレート、Ｎ−メチロール
アクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ
−メチルアミノエチルアクリレート　グリシジルアクリ
レート　グリシジルメタクリレートなどがあげられる。

これらの化合物は単独で、もしくはイソシアネート基に
対する反応性が同程度のものを２種以上併せて用いられ
る。このように、２種以上の化合物を併用する場合にお
ける使用割合は、重合度とそれら化合物自体の重合性比
等を勘案し、生成低分子量アクリル共重合体の分子内の
任意の位置に平均１．７〜１０個（官能基を有する重合
開始剤および官能基を有する連鎖移動剤の少なくとも一
方を使用する場合は平均０．７〜９個）の官能基が導入
されるように決定することが行われる。

ここで、−分子あたり平均１．７〜１０個の官能基を有
するとは、得られる低分子量アクリル共重合体中の官能
基の数が０．１．２．・・・・・・９，１０１１・・・
・・・Ｎ個となる場合があるが、平均分子量に対し１．
７〜１０個の官能基が含まれるものであることを意味す
る。

この官能基の数が１．７個より少ない場合には、強度の
高いものが得られず、逆に１０個を超えると主剤と硬化
剤とを混合して使用するに際し、混合物の伸びが極端に
小さくなるとともに、得られる硬化物ももろくなり、目
地幅の変動に追従できな（なるからである。したがって
、官能基の数は上記のように一分子当たり平均１．７〜
１０個に規制される。

上記（Ａ）成分と共重合させる（Ｂ）成分は、下記の一
般式（１）％式％（１）で表されるアクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキル
エステルである。これらの化合物は単独でもしくは併せ
て用いられる。そして上記一般式（丁）の中のアルキル
基（Ｒ２）は分岐状であっても非分岐状であっても差し
支えはない。このアルキル基（Ｒ２）の具体例としては
、エチル、　　ｎ　−ブチル、イソブチル、１−エチル
プロピル、■−メチルペンチル、２−メチルペンチル、
３−メチルペンチル、１−エチルブチル、２−エチルブ
チル、イソオクチル、２−エチルヘキシル、デシルドデ
シル基等をあげることができる。このアルキル基（Ｒ２
）の炭素数が１４を超えるものを用いた場合には、弾性
シーラントの建材の目地部に対する接着性にやや難点が
生じる傾向が見られる。したがって、炭素数が１４以下
のものを使用することが好適である。

なお、この発明では上記（Ｂ）成分の単量体のうち重量
基準で、その約半分までを他の共重合可能な不飽和単量
体に置換することができる。上記共重合可能な他の不飽
和単量体の具体例としては、酢酸ビニル、ビニルピリジ
ン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メチルメ
タクリレート、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレ
ート。

スチレン、ブタジェンなどがあげられる。このような共
重合可能な他の不飽和単量体が（Ｂ）成分単量体総量の
半分以上になると、この発明のアクリルウレタン系シー
ラント特有の耐候性、耐久性などが損なわれる傾向があ
るからである。

上記ＣＡ）成分（Ｂ）成分と共重合させる（Ｃ）成分の
単量体は、下記の一般式（ＩＩ）ＣＨ２，＝ＣＨＣｏｏ
　　（ＣＨｚ）ｎ＋　（ＣＦｚ）ｎｚ　Ｙ・・・（ＩＩ
）で表されるフルオロアルキルアクリレートであり、こ
のような化合物を単独でもしくは２種以上を併用するこ
とが行われる。このように、この発明は、低分子量アク
リル共重合体の構成成分として上記（ｃ）成分のフルオ
ロアルキルアクリレートを使用するものであり、これが
最大の特徴である、そしてこのようなフルオロアルキル
アクリレートの具体例としては、ＣＨｚ＝ＣＨＣＯＯＣＨｚＣＦ３ＣＨｚ＝　ＣＨＣＯｚＣＨｚ（ＣＦ　ｚ）ｚＨＣＨ，＝
ＣＨＣ０□ＣＨ，（ＣＦｚ）ａＨＣＨ，＝ＣＨＣ００Ｃ
Ｈ２ＣＨ，（ＣＦり？ＣＦ、ｉなどがあげられる。

また、（Ｃ）成分は上記（Ｂ）成分１００重量部（以下
「部」と略す）に対して３〜２０部の割合で使用される
。すなわち、上記（Ｃ）成分が３部を下まわると、得ら
れるシーラントの表面粘着性（表面タック）解消効果が
不充分な傾向が見られ、逆に２０部を上まわると、シー
ラントの建材目地部に対する接着性が低下する傾向が見
られるからである。

上記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）成分を共重合させる場合に
使用する重合開始剤としては、一般に用いられている重
合開始剤が使用される。例えば、ベンゾイルパーオキシ
ド、ラウロイルパーオキシド、メチルエチルケトンパー
オキシド、クメンハイドロパーオキシド、アゾビスイソ
ブチロニトリル、アゾビスバレロニトリルなどがあげら
れ、また、イソシアネート基と反応しうる官能基をもつ
アゾビスシアノバレリアン酸、過酸化蓚酸、アゾビスシ
アノペンタノールなど従来公知の重合開始剤が使用でき
る。通常はこれらの重合開始剤は、全不飽和単量体１０
０部に対して０．０５〜３部の割合で配合使用される。

また、上記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分を共重
合させる場合には、通常、上記重合開始剤とともに、連
鎖移動剤が用いられる。このような連鎖移動剤は、重合
の途中で重合連鎖を移動しうる能力の大きな化合物であ
ればよく、具体的には四塩化炭素、四臭化炭素、ｎ−ブ
チルメルカプタン、ラウリルメルカプタンや、イソシア
ネート基と反応しうる官能基をもつ２−メルカプト酢酸
２−メルカプトエタノール、２−アミノエタンチオール
などの従来公知の連鎖移動剤があげられる。通常、これ
らの連鎖移動剤は、全不飽和単量体１００部に対して０
．１５〜８部の割合で用いられる。

なお、上記重合開始剤および連鎖移動剤とじて、上記（
Ａ）成分の不飽和単量体の有する官能基と同種の官能基
ないしは、イソシアネート基に対する反応性が上記（Ａ
）成分単量体の官能基と同等かもしくはそれ以上の異種
の官能基を有するものを上記重合開始剤および連鎖移動
剤の少なくとも一部に変えて使用してもよい。この場合
には、生、成低分子量アクリル共重合体は、その分子末
端に、官能基付きの重合開始剤および官能基付きの連鎖
移動剤の片方もしくは双方から導かれた平均約１個の官
能基を有し、かつ分子内の任意の位置に上記（Ａ）成分
の不飽和単量体から導かれた平均０．７〜９個の官能基
を有する構造となる。

上記のような（Ａ）成分（Ｂ）成分（Ｃ）成分を上記重
合開始剤および連鎖移動剤の存在下に共重合させる方法
は、常法に準じて行えばよい。すなわち、上記（Ａ）成
分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分と連鎖移動剤等を所定割合
で配合してこれを反応容器内に仕込み、ついで容器内を
窒素置換した後、重合開始剤を仕込んで温度を５０〜９
０℃に昇温させ、この範囲内で温度コントロールを行い
、発熱が生じなくなった時点を終点として反応を完了さ
せる。なお、上記各成分原料の仕込みについては、重合
当初から全量を一括して仕込んでもよいが、重合発熱量
の制御の問題が生ずる場合には始めに成分原料の一部を
仕込み、残りを重合反応の進行とともに滴下法等により
徐々に仕込むようにしてもよい。

このようにして、イソシアネートと反応しうる官能基を
一分子あたり平均１．７〜１０個有する低分子量アクリ
ル共重合体が得られる。このようにして得られた低分子
量アクリル共重合体は、重合開始剤および連鎖移動剤と
して上記Ａ成分の不飽和単量体の有する官能基と同種の
官能基を有するものを用いて得られた場合には、先に述
べたように、上記イソシアネートと反応しうる官能基が
分子末端に平均１個存在し、残りが分子内の任意の位置
に存在するという構造になる。また、上記のような官能
基を持たない重合開始剤および連鎖移動剤を用いた場合
には、イソシアネートと反応しうる官能基は、その結合
位置が限定されず、分子内の任意の位置に上記個数導入
される。

この発明の弾性シーラント剤は、上記のようにして得ら
れた低分子量アクリル共重合体を主剤の主成分とするも
のであり、この硬化剤中に、任意成分として触媒、充填
剤等が配合され、また、顔料、可塑剤等も必要に応じて
配合される。上記触媒としては、例えばジブチルチンジ
ラウレート。

モノブチルチンオキシド、ジオクチルチンジラウレート
、スタナスオクトエイトのような金属化合物、もしくは
、トリエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、ジ
メチルベンジルアミンなどのアミン誘導体などが使用さ
れる。その使用量は、上記低分子量アクリル共重合体１
００部に対し、通常０．０１〜５部の割合に設定される
。また、上記充填剤は、この発明の弾性シーラントの強
度の向上と同時に、主剤および硬化剤を混合した段階の
シーラントの粘度を適度なものとするため使用されるも
のであり、例えば炭酸カルシウム、シリカ粉末、タルク
、ガラス粉末、マグネシア、粘土粉末、酸化チタンなど
があげられる。その使用割合は、上記低分子量アクリル
共重合体１００部に対して３０〜２００部に設定される
。

この発明で用いる主剤は、ウレタンプレポリマーを主成
分とする。このようなウレタンプレポリマーとしては、
特に限定するものではな（、市販品である、ポリエチレ
ングリコールあるいはポリプロピレングリコールのトリ
レンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ポリメチレンポリフ
ェニルイソシアネート（ＭＤＩ）、キシリレンジイソシ
アネート（ＸＤＩ）、水添化ＸＤＩ　（Ｈ６ＸＤＩ）の
ような変性物をあげることができる。なお、この主剤に
、場合によって、上記触媒を除く（触媒を加えると主剤
が徐々に硬化してしまう）充填剤、可塑剤等の添加剤を
場合によって配合しても差し支えはない。

この発明の弾性シーラント剤は、上記のような低分子量
アクリル共重合体を主成分とする硬化剤と、ウレタンプ
レポリマーを主成分とする主剤とからなっているこれら
主剤および硬化剤は、通常、いずれもパテ状をしており
、使用に際して、両者を混合してミキサー等の攪拌器で
充分攪拌混合し、ついでノズルを備えた打込管に詰め、
建造物の目地部等に充填することが行われる。このよう
に目地部に充填された後、上記主剤および硬化剤が反応
してゴム弾性を有するシーラントとなり、上記目地を塞
ぐ。

〔発明の効果〕

この発明の弾性シーラント剤は、硬化剤として、フッ素
含有不飽和単量体を共重合成分に用いた低分子量アクリ
ル共重合体であって、官能基数が特定されているものを
主成分とするものを用いててる。そのため使用に際して
、ウレタンプレポリマーを主成分とする主剤と上記硬化
剤とを混合し、建造物等の目地に充填した場合に、目地
構成材によく接着すると同時に、水、有機溶剤などを含
まないことから充填後の目やせを生じない。しかも上記
目地に充填された弾性シーラントは、アクリルウレタン
シーラント剤の有するタック性（付着性）がない。した
がって、充填後はこり等が付着して外観悪化を招くこと
がない。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１〕アクリル酸ｎ−ブチル１００部、２−ヒドロキシエチル
アクリレート５部、示性式がＣＨ，＝ＣＨＣ００ＣＨ２
（ＣＦり、Ｈであるビスコート８Ｆ（大阪有機化学工業
社製）を１４部および２−メルカプトエタノール２．５
部を混合し、この混合物の３０％を３００ｃｃの四つロ
フラスコに入れ、フラスコ内を撹拌しながら窒素置換し
て内温を７０°Ｃに加温した。約６０分間窒素置換した
あと、２２′−アゾビスイソブチロニトリル０．１部を
加えた。約１５分後に重合が始まり発熱した。この発熱
がやや穏やかになってから、上記混合物の残り７０％に
、２．２′−アゾビスイソブチロニトリル０．２部を加
えたものを滴下漏斗により徐々にフラスコに加えた。滴
下時間は、３時間とし、その後、発熱が認められなくな
った時点で重合を終わった。このようにして得られた低
分子量アクリル共重合体は、その固形分含ｆｆ１（１３
０°Ｃで加熱乾燥後）が９９．７％、粘度（Ｂ型粘度計
による）が５５ボイズ（３０°Ｃ）２分子量（蒸気圧浸
透法による）が４５００．１分子当たりの水酸基数（ア
セチル価と分子量により算出）が、２．３３であった。

上記アクリル系低分子量アクリル共重合体１００部に対
して、炭酸カルシウム１５０部、チタン白１０部、カー
ボン０．２部およびジブチルチンジラウレート０．１部
を加え、３本ロールにより混練して硬化剤にした後、こ
れに、主剤であるウレタンプレポリマー（タケネートＬ
−１０３２，アミン当量的１４００．武田薬品工業社製
）を７５部配合して、セパレーター上に厚み３ＩＩＩＩ
１１に塗布した。これを２０°Ｃで７日間、さらに５０
°Ｃで７日間養生した後、ＪＩＳ−Ｚ−０２３７に準拠
するボールタックテストを行った。その結果、ボールタ
ック値は５となり、市販ウレタン系シーリング剤（ポー
ルタック値６）と同程度の表面タックレベルであること
がわかった。また、ＪＩＳ−Ａ−５７５８に基づき特性
試験を行った結果は、スランプ：Ｏｍ／ｍ、、加熱減量
０．１２％、押出し性１５秒、引張接着性：最大強度＝
６．３　ｋｇ／ｒｒｒ、伸び＝５９０％であり１弾性シ
ーリング材として良好な特性を備えている二七がわかっ
た。

なお、上記ボールタックテストは、幅１０〜１５ｍｍ、
長さ４００ｆｆｌＩ１１の試験片を複数枚用いる。その
試験片を一回の試験ごとに角度３０°の傾斜板にセット
し、その上を、１００ｍｍ助走させたのちのボールを各
種通し、ボールが上記試験片内で完全停止する場合にお
ける最大の大きさのボールを見いだし、そのボールナン
バー（３枚の試験片の平均値）で表すことにより行った
（以下のテストも同じ）。

〔実施例２〕２−エチルへキシルアクリレート１００部、アクリロニ
トリル１８部、アクリル酸３部、２−メルカプト酢酸３
．５部、示性式がＣＨｔ＝ＣＨＣＯＯＣＨ，ＣＨ２（Ｃ
Ｆｚ）７　ＣＦ：ｌであるビスコート１７Ｆ（大阪有機
化学工業社製）７部を混合し、この混合物の３０％を３
００ｃｃ四つロフラスコに入れ、フラスコ内を攪拌しな
がら窒素置換して内容を７０°Ｃに加温した。約６０分
後、２，２′アゾビスイソブチロニトリル０．１部を加
えた。約１０分後に重合が始まり発熱した。発熱が穏や
かになった後、上記混合物の残り７０％に、２，２−ア
ゾビスイソブチロニトリル０．２部を加えたものを滴下
漏斗により徐々にフラスコに加えた。

滴下時間は、３時間とし、その後、発熱が認められなく
なった時点で重合を終わった。このようにして得られた
低分子量アクリル共重合体は、固形分含量が９９．３％
、粘度が２１０ポイズ（３０°Ｃ）分子量（蒸気圧浸透
法により算出）が、２．０５であった。

上記低分子量アクリル共重合体１００部に対して炭酸カ
ルシウム１５０部、チタン白１０部、カーボン０．２部
、ジオクチルフタレイト（ＤＯＰ）１０部およびジブチ
ルチンジラウレート０．１部を３本ロールにより混練し
た後、タケネートＬ−１０３２を４０部配合してセパレ
ーター上に３０厚さに塗布し、２０゛Ｃで７日間さらに
５０°Ｃで７日間養生した後、ボールタックテストを行
った。その結果、ポールタック値７となり、市販ウレタ
ン系シーリング材と同程度の表面タックレベルであるこ
とがわかった。

また、ＪＩＳ−Ａ−５７５８に基づき特性試験を行った
結果は、スランプＯｍ／ｍ、加熱減量０゜５３％、押出
し性１７秒、引張接着性：最大強度＝５．４　ｋｇ／ｒ
ｒｆ、伸び＝６３％であり、弾性シーリング材として良
好な特性を備えていることがねがった。

〔実施例３〜５および比較例〕第１表に示す原料を同表に示す割合で配合し５、実施例
１，２と同様にして同表に示す低分子量アクリル共重合
体をつくり、これとタケネートＬ−１０３２とを混合し
特性試験を行った。その結果は第２表のとおりであった
。

（以下余白）ついで上記アクリル系低分子量アクリル共重合体を実施
例１，２と同様の方法で配合し、硬化物を得た。結果を
第２表に示した。

（以下余白）実施例１，２および第２表の結果から明らかなように、
フッ素含有アクリルモノマーを共重合させることにより
、弾性シーリング剤の緒特性を損なうことなく、シーリ
ング材の表面タックの問題を解消できることが分かる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）主剤と硬化剤とからなる弾性シーラント剤であつ
て、主剤がウレタンプレポリマーを主成分とし、硬化剤
が下記の（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分を共
重合させた低分子量アクリル共重合体であつてイソシア
ネートと反応しうる官能基を一分子当たり平均１．７〜
１０個有するものを主成分とするものである弾性シーラ
ント剤。（Ａ）イソシアネートと反応しうる官能基をもつ不飽和
単量体。（Ｂ）下記の一般式（ I ）で表される不飽和単量体。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・（ I
）上記式において、Ｒ＿１は水素またはメチル基、Ｒ＿２は炭素数２〜１４個のアルキル基である。（Ｃ）下記の一般式（II）で表されるフッ素含有不飽和
単量体。ＣＨ＿２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ＿２）＿ｎ＿１−（Ｃ
Ｆ＿２）＿ｎ＿２−Ｙ・・・（II）上記式において、ｎ
＿１は１〜２の整数、ｎ＿２は１〜８の整数、Ｙは水素
またはフッ素原子である。
（２）硬化剤に、低分子量アクリル共重合体とともに、
触媒および充填剤が含有されている請求項（１）記載の
弾性シーラント剤。