JPH10140134A - 建築補修用シーラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水分散状態で長時間安定であり、常温架橋性
を有し良好な塗膜物性を与える建築補修用シーラーを提
供する。 【解決手段】 イソシアネート水分散体（Ａ）と活性水
素基含有水性樹脂（Ｂ）からなり、（Ｂ）／（Ａ）の配
合比が、固形分重量比で１〜１０００である建築補修用
シーラー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は建築補修用シーラー
に関する。更に詳しくは、必須成分として、イソシアネ
ート水分散体と活性水素基含有水性樹脂とを含んでな
る、建材や建築構造物などの補修に用いられる一液水系
シーラーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建築補修用シーラーは低公害、省資源、
安全衛生等の面から従来の溶剤系から水系に移行しつつ
あるが、耐水性、耐溶剤性等の物性を向上させる目的で
常温架橋が可能となる水系シーラーが研究されている。
その一つにイソシアネートによる架橋が挙げられる。水
系の接着剤、被覆剤等に水性のイソシアネート系架橋剤
を使用しているも例は幾つか挙げられ、例えば疎水性有
機溶媒に溶解したイソシアネート化合物をポリビニルア
ルコール水溶液と混合して使用する水性ビニルウレタン
（特開昭５０−６９１３７号公報、特開昭５８−２３８
６８号公報等）や、ポリイソシアネートの乳化剤として
ポリエチレングリコール変性イソシアネート化合物等を
用いた水分散性イソシアネートを含むもの（特開昭５１
−４２７５１号公報、特開昭６２−９６５７７号公報
等）等が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
水性ビニルウレタン及び水分散性イソシアネートは共に
可使時間が数時間から数日と短く、架橋剤として使用の
度に配合する必要があったため用途が限定されていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するため、有機ポリイソシアネート化合物の遊
離イソシアネート基を水中に安定に分散させ、且つ、活
性水素含有水性樹脂共存下でも長期にわたり安定に存在
させる方法について鋭意検討を重ねた結果、本発明に到
達した。すなわち本発明は、イソシアネート水分散体
（Ａ）と活性水素基含有水性樹脂（Ｂ）からなり、
（Ｂ）／（Ａ）の配合比が、固形分重量比で１〜１００
０である建築補修用シーラーである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明におけるイソシアネ−ト水
分散体（Ａ）を構成するポリイソシアネート（ａ１）と
しては、例えばイソシアネートモノマー〔（芳香族イ
ソシアネート：トリレンジイソシアネート、ジフェニル
メタンジイソシアネートなど）、（芳香族脂肪族イソシ
アネート：ｐ−キシリレンジイソシアネート、α、α、
α’、α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート
など）、（脂環式イソシアネート：イソホロンジイソシ
ネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートな
ど）、（脂肪族イソシアネート：ヘキサメチレンジイソ
シアネート、ドデカメチレンジイソシアネートな
ど）〕；これらイソシアネートモノマーの変性体（イ
ソシアヌレート体、ビュウーレット体、ウレトジオン
体、トリメチロールプロパン付加体など）；イソシア
ネートプレポリマー（たとえば疎水性ポリオールと過剰
のイソシアネート化合物との反応物）；イソシアネー
ト重合体（ジフェニルメタンジイソシアネート重合体な
ど）およびこれらの変性体があげられ、２種類以上併用
してもよい。これらのうち好ましいものはＳＰ値の小さ
いイソシアネートであり、脂環式イソシアネート、脂肪
族イソシアネート、芳香脂肪族イソシアネート及びこれ
らの変性体である。特に好ましいものは脂環式イソシア
ネートのイソシアヌレート変性体である。

【０００６】該イソシアネート水分散体（Ａ）を構成す
る疎水性化合物（ａ２）としては、高分子化合物、低分
子化合物のいずれのものであってもよく、また併用して
も良い。疎水性高分子化合物としては、例えばオレフ
ィン系（エチレン、プロピレン、ブタジエン重合体
等）；パラフィン系（イソプレン、ブテン重合体
等）；（メタ）アクリル系（炭素数４〜２０の長鎖ア
ルキル（メタ）アクリレート重合体等）；芳香族ビニ
ル系（スチレン、α−メチルスチレン重合体等）及びこ
れらの共重合体もしくは混合物が挙げられる。また、疎
水性低分子化合物としては、脂肪族炭化水素（ｎ−ヘ
プタン、ミネラルスピリット等）；脂環式炭化水素
（シクロヘキサン、デカリン等）；芳香族炭化水素
（キシレン、ジエチルベンゼン等）；塩素化炭化水素
（テトラクロルエチレン、クロルベンゼン等）；フタ
ル酸エステル類（ジオクチルフタレート、ジイソデシル
フタレート等）；脂肪族二塩基酸エステル類（アジピン
酸エステル、セバチンエステル等）；高級脂肪酸エステ
ル類（ヒマシ油等）；及びこれらの２種類以上の混合物
が挙げられる。これら疎水性化合物は、ＳＰ値が大きい
ものが好ましく、具体的には、疎水性高分子化合物とし
ては、及びこれらの共重合系、疎水性低分子化合物
としては、およびこれらの混合物が好ましい。

【０００７】該イソシアネート水分散体（Ａ）を構成す
る乳化剤（ａ３）としては、その親水基（イオン性基）
についてはアニオン性、カチオン性、非イオン性いずれ
のものであってもよい。疎水基については、本発明の効
果を出すために使用できるものとして炭素数１０〜２
０のアルキル基；炭素数８〜１２のアルキル基を有す
るアルキルフェニ−ル基；スチレン１〜４モル付加ス
チリル化フェニール基；炭素数４〜２０のアルキル基
を有する（メタ）アクリレート（共）重合体構造；芳
香族ビニル（共）重合体構造；前記との共重合体
構造等が挙げられる。これらの疎水基のうち好ましいも
のは、ＳＰ値の大きい、及びである。

【０００８】該活性水素基含有水性樹脂（Ｂ）として
は、水酸基、カルボキシル基及びアミノ基の少なくとも
１種を含有する水溶性または水分散性の水性樹脂が含ま
れる。このような水性樹脂としては、例えば（メタ）
アクリル系重合体（ヒドロキシエチルアクリレート共重
合体、ヒドロキシプロピルアクリレート共重合体等）；
ビニル系重合体（酢酸ビニル共重合体の部分鹸化物
等）；オレフィン系重合体（エチレン−酢酸ビニル共
重合体、プロピレン重合体のヒドロキシエチルアクリレ
ートグラフト体等）；エステル系重合体（植物油脂−
二塩基酸−グリコール縮重合体、芳香族二塩基酸−脂肪
族二塩基酸−グリコール縮重合体等）；エポキシ系重
合体（ビスフェノール−エピクロルヒドリン縮重合体
等）；ウレタン系重合体（ジイソシアネート−グリコ
ール−多価アルコール付加体、分子内にカルボキシル基
またはそのアミン塩を含むポリウレタン樹脂、イソシア
ネート基末端ウレタンプレポリマーのアルカノールアミ
ンプロック化物等）；セルロース系重合体（澱粉、Ｃ
ＭＣ等）；及びこれらの２種以上の混合物が挙げられ
る。該活性水素基含有水性樹脂（Ｂ）の粘度は、通常２
５℃において１〜１０⁵Ｐａ・ｓであり、好ましくは５
〜１０²Ｐａ・ｓである。（Ｂ）の粘度が１Ｐａ・ｓよ
り小さいと、硬化塗膜が軟らかくなり、充分な物性が期
待できない。また、１０⁵Ｐａ・ｓを超えると、基材へ
の浸透による密着性が低下し、シーラーとしての機能が
充分発揮されなくなる。

【０００９】本発明における該イソシアネート水分散体
（Ａ）を構成する疎水性化合物（ａ２）及び乳化剤（ａ
３）の疎水基の平均ＳＰ値は、ポリイソシアネート（ａ
１）のイソシアネート残基の平均ＳＰ値と等しいか大で
あり、且つ、その差が通常０〜２、好ましくは０．１〜
１．２である。ＳＰ値の差が０未満では分散体粒子内に
水が浸透しやすくなり、（Ａ）の安定性が保持できな
い。また、ＳＰ値の差が２を越えるとイソシアネートと
の相溶性が低下するため安定性が悪くなる。ＳＰ値はＦ
ｅｄｏｒｓ法［Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．１４
（２）１５２，（１９７４）］によって計算できる。

【００１０】該イソシアネート水分散体（Ａ）中の疎水
性化合物（ａ２）の量は、ポリイソシアネート（ａ１）
の重量に対して通常１０〜５０重量％、好ましくは２０
〜４０重量％である。１０重量％未満では（Ａ）の安定
性が不十分となり、５０重量％を越えても安定性のさら
なる向上効果はない。また、乳化剤（ａ４）の量は、
（ａ１）の重量に対して通常１〜３０重量％、好ましく
は５〜２０重量％である。１重量％未満では乳化性が不
十分であり、３０重量％を越えると硬化塗膜の耐水性が
低下することがある。

【００１１】該イソシアネート水分散体（Ａ）の製造方
法については特に限定はされないが、例えば（ａ
１）、（ａ２）及び（ａ３）を予め混合し、その中へ水
を滴下分散させる方法、（ａ１）及び（ａ２）を予め
混合しその中へ（ａ３）の入った水を滴下分散させる方
法、（ａ１）、（ａ２）を予め混合し（ａ３）の入っ
た水の中へ滴下分散させる方法、（ａ１）、（ａ
２）、（ａ３）及び水を一括混合分散させる方法等が挙
げられる。これらの方法のうち、水とイソシアネートと
の直接接触をさせるためには〜の方法が好ましい。

【００１２】該イソシアネート水分散体（Ａ）の製造に
あたりその分散装置については特に限定はされないが、
例えば錨型撹拌方式、羽車式撹拌方式、固定子、
回転子方式、高圧衝撃方式、超音波衝撃方式等が挙
げられる。これら分散装置のうちまたはは予備混合
装置として、、またはは微分散装置として使用す
るのが好ましい。

【００１３】例えば、予備混合を前記の錨型撹拌方式
で行い、分散をの固定子、回転子方式で行う場合の好
ましい分散条件としては、分散温度は通常１０〜６０
℃、回転数は通常５０００〜２００００ＲＰＭ、分散時
間は通常１〜１０分である。

【００１４】該イソシアネート水分散体（Ａ）は、コロ
イダルまたはエマルション状の水性分散体であって、且
つイソシアネート基は長期にわたって安定に保持され
る。すなわち、水に分散した状態では疎水性のイソシア
ネート基はミセル内にあり、水と遮断されて安定に保持
されるが、塗膜にすると水が揮発してミセルが破壊さ
れ、イソシアネート基と混合されている水性樹脂（Ｂ）
中の活性水素または水との反応が起こり架橋する。

【００１５】本発明のシーラーにおいて、イソシアネー
ト水分散体（Ａ）と活性水素基含有水性樹脂（Ｂ）の配
合比（Ｂ）／（Ａ）は、固形分重量比で通常１〜１００
０、好ましくは２〜５０である。（Ｂ）／（Ａ）が１未
満では硬化塗膜が脆くなり耐衝撃性が低下する。また、
１０００を越えると十分な架橋が得られず、硬化塗膜の
物性向上効果が期待できない。

【００１６】本発明のシーラーにおいて、イソシアネー
ト水分散体（Ａ）と活性水素含有水性樹脂（Ｂ）との混
合方法は特に限定されず、例えば、（Ｂ）の溶液または
水性分散体と（Ａ）とを、通常の攪拌混合装置（錨型、
プロペラ型など）を用いて混合する方法等が挙げられ
る。

【００１７】本発明のシーラーには、必要により（Ｂ）
として挙げた水性樹脂以外にも活性水素基を含有してい
ない水性樹脂を配合してもよい。また、シーラーに通常
用いられている添加剤を任意に配合することができる。
添加剤としては、例えば他の架橋剤（エポキシ系、アジ
リジン系、カルボジイミド系、オキサゾリン系、シリコ
ーン系、ヒドラジッド系、カルボニル系、アミド系
等）、酸化防止剤、耐熱性向上剤、レベリング剤、贈膜
補助剤、たれ防止剤、硬化促進剤等が挙げられる。

【００１８】本発明のシーラーを使用する場合、その塗
布方法としては、例えば刷毛塗り、ロール塗り、スプレ
ー塗り等の方法が挙げられ、塗布後は常温で乾燥すれば
架橋が進行し、塗膜は硬化する。また、必要により加熱
して架橋を促進させることもできる。

【００１９】

【実施例】以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、以
下において「部」、「％」、「比」は重量基準である。

【００２０】製造例、実施例及び比較例における使用原
料の略号の意味及びＳＰ値（Ｆｅｄｏｒｓ法）は下記の
通りである。 ［ポリイソシアネート（ａ１）成分］ ＩＰＤＩ−Ｎ：イソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体（ＮＣＯ 残基ＳＰ値 ８．７） ＩＰＤＩ ：イソホロンジイソシアネート（ＮＣＯ残基ＳＰ値 ８．７） ＴＭＸＤＩ ：α、α、α’、α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート （ＮＣＯ残基ＳＰ値 ９．８） Ｈ₁₂ＭＤＩ ：水添ＭＤＩ（ＮＣＯ残基ＳＰ値 ９．９） ＨＤＩ−Ｎ ：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（Ｎ ＣＯ残基ＳＰ値 ８．５） ［疎水性化合物（ａ２）成分］ ＰＳ ：ポリスチレン（ＳＰ値 １０．６） ＳＢ ：スチレン／ブチルメタアクリレート（４／６）コポリマー（ＳＰ 値 ９．９） ＢＡ ：ブチルメタアクリレートホモポリマー（ＳＰ値 ９．４） ＤＥＢ ：ジエチルベンゼン（ＳＰ値 ９．０） ＴＬ ：テトラリン（ＳＰ値 ９．５） ＮＰ ：ナフタレン（ＳＰ値 １０．５） ［乳化剤（ａ３）成分］ 乳化剤Ａ ：ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル硫酸アンモニウム （三洋化成工業製、疎水基ＳＰ値 １０．１） 乳化剤Ｂ ：ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウム（三 洋化成工業製、疎水基ＳＰ値 ９．２） 乳化剤Ｃ ：ラウリル硫酸ナトリウム（三洋化成工業製、疎水基ＳＰ値 ８．２） ［活性水素基含有水性樹脂（Ｂ）］ ＥＶＡ ：エチレン−酢酸ビニル樹脂水分散体（住化フレックスＳ−４３０ 住友化学工業製、固形分濃度４５％） ＥＡＡ ：エチレン−アクリル酸 共重合体樹脂水分散体（ザイクセンＡ、 製鉄化学工業製、固形分濃度２８％） ＰＥＳ ：ポリエステル樹脂水分散体（バイロナールＭＤ−１２００、東洋 紡績製、固形分濃度３３％） ＥＰ ：エポキシ樹脂水分散体（エポキシＥＭ−０１４０Ａ、三洋化成工 業製、固形分濃度４７％） ＰＵ ：ポリウレタン樹脂水分散体（サンプレンＵＸＡ−３００５、三洋 化成工業製、固形分濃度４０％）

【００２１】製造例１〜５（イソシアネート水分散体の
製造） 表１に示すポリイソシアネート化合物、疎水性化合物、
乳化剤及び水を用いて下記の操作でイソシアネート水分
散体Ａ１〜Ａ５を作成した。使用した各成分の配合量、
ＳＰ値の差（疎水性化合物及び乳化剤の疎水基の平均Ｓ
Ｐ値とポリイソシアネートのイソシアネート残基のＳＰ
値の差）及び得られた水分散体中のイソシアネート（Ｎ
ＣＯ）含有量を表１に示す。ポリイソシアネート及び疎
水性化合物の表１に示す量を３００ｍｌのビーカーに入
れ錨型攪拌装置を用いて６０℃で３０分間混合し均一溶
液とした。次いでこの溶液を３０℃まで冷却し、表１に
示す乳化剤水溶液を投入し、回転子固定子型分散機（ウ
ルトラデイスパーザーＬＫ−２２型（株）ＹＡＭＡＴＯ
製）を使用し、３０℃にて１３５００ＲＰＭで５分間分
散した。

【００２２】

【表１】

【００２３】実施例１〜５ 窒素ガス吹き込み管、滴下ロート、温度計、冷却管及び
撹拌機を備えた２Ｌ反応装置に、メチルエチルケトン３
６８部を仕込み、窒素ガス雰囲気下で８０℃まで昇温
し、下記単量体混合液を３時間かけて滴下重合し、更に
同温度で１時間熟成反応を行った。 （単量体混合液組成） アクリル酸 ３５部 メチルメタクリレート ３５部 ブチルアクリレート ２００部 ２−ヒドロキシエチルアクリレート ２０部 スチレン ６０部 アゾイソブチロニトリル １８部 得られたアクリル樹脂溶液を６０℃まで冷却し、２８％
アンモニア水３０部及び水７３３部を加えて混合した
後、減圧下６０℃でメチルエチルケトンを溜去し、樹脂
分水酸基価２８、固形分３５％のアクリル樹脂水溶液を
得た。この樹脂水溶液と製造例１〜５で得たイソシアネ
ート水分散体Ａ１〜Ａ５とを表２に示す配合割合で混合
し、本発明の組成物Ｐ１〜Ｐ５を得た。該Ｐ１〜Ｐ５を
密閉下３０℃で１ヶ月保存し、１日後、１０日後および
３０日後のＮＣＯ含量を行った。その結果を表２に示
す。

【００２４】

【表２】

【００２５】実施例６〜１０ 製造例１で得たイソシアネート水分散体Ａ１と水性樹脂
とを表３に示す配合割合で混合し本発明の組成物Ｐ６〜
Ｐ１０を得た。該Ｐ６〜Ｐ１０を密閉下３０℃で１ヶ月
間保存し、１日後、１０日後及び３０日後のＮＣＯ含量
の測定を行った。その結果を表３に示す。

【００２６】

【表３】

【００２７】比較例１ 特開昭５８−２３８６８号公報に記載の実施例２にした
がって比較の水性樹脂分散体（水性ビニルウレタン）を
作成し、３０℃で保存したところ１日後には固化しＮＣ
Ｏ含量の測定は不可能であった。

【００２８】比較例２ 特開昭６２−９６５７７号公報に記載の実施例１にした
がって水分散性イソシアネートを作成した。該水分散性
イソシアネート７部と実施例１で用いたアクリル樹脂水
溶液１００部とを混合し、比較の水性樹脂組成物を得
た。このものを密閉下３０℃で保存したところ１日後に
は固化し、ＮＣＯ含量の測定は不可能であった。

【００２９】性能試験例 実施例１〜１０で得た本発明の組成物Ｐ１〜Ｐ１０及び
比較例２の水性樹脂組成物を白色塗装鋼板の上にアプリ
ケーターでコーテイングし（乾燥膜厚は２０〜３０
μ）、表４に示す条件（室温：７日放置）で硬化させ、
下記の試験方法により塗膜の性能を評価した。その結果
を表４に示す。 （塗膜試験方法） 硬 度：鉛筆硬度（三菱ユニ鉛筆を使用） 耐溶剤性：キシレンラビング ２０回 ○：異常なし、 △：若干異常あり、 ×：溶解 耐水性 ：８０℃の温水に５時間浸漬後の皮膜の状態 ○：変化なし、 △：僅かにかすみ ×：白化 密着性 ：碁盤目法（２ｍｍ角、２５個でセロテープ剥
離） ○：２５／２５、 △：１０〜２０／２５、 ×：０〜
５／２５

【００３０】

【表４】

【００３１】

【発明の効果】本発明の建築補修用シーラーは従来技術
では達し得なかった下記の効果を有する。 （１）遊離イソシアネート基を含有していながら、一液
水分散状態での保存安定性が極めて良好である。 （２）水の蒸発により、ポリイソシアネート本来の機能
を発現し、常温で水性樹脂の架橋が進行し、塗膜が硬化
する。また、低温度での加熱による硬化促進も可能であ
る。 （３）水系であるので取り扱いが容易であり、安全性が
高い。 （４）活性水素基含有樹脂との配合物が硬化した皮膜
は、優れた耐溶剤性、耐水性、耐酸性、各種基材に対す
る密着性等の物性を示す。 上記効果を奏することから、本発明の建築補修用シーラ
ーは、広範囲な建築材（ガラス、スレート、窯業系等の
無機材、アルミ等の金属材、木材、プラスチック材等）
の補修に適用できる。具体的には、例えばスレート屋根
等の屋根補修、スレート外壁等の外装補修、雨どいの補
修等の外装補修、及び、耐水性、耐薬品性を必要とする
場所での床、天井、内壁等の水まわり内装補修に極めて
有用である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イソシアネート水分散体（Ａ）と活性水
   素基含有水性樹脂（Ｂ）からなり、（Ｂ）／（Ａ）の配
   合比が、固形分重量比で１〜１０００である建築補修用
   シーラー。
2. 【請求項２】 （Ｂ）の粘度が、２５℃において１〜１
   ０⁵Ｐａ・ｓである請求項１記載のシーラー。
3. 【請求項３】 （Ａ）が、ポリイソシアネート（ａ１）
   と疎水性化合物（ａ２）及び乳化剤（ａ３）とからな
   り、（ａ２）及び（ａ３）の疎水基の平均ＳＰ値が（ａ
   １）のイソシアネート残基の平均ＳＰ値と等しいか大で
   あり、その差が０〜２である請求項１または２記載のシ
   ーラー。
4. 【請求項４】 建築補修用が屋根補修用、外壁補修用、
   雨どい補修用又は水まわり内装補修用である請求項１〜
   ３のいずれか記載のシーラー。