JPS6038484A - ウレタン組成物によるコンクリート処理剤の製造方法 - Google Patents

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】 この発明はウレタンＡＦＬ放物によるコンクリート処理
剤に関する。

例えば、鉄道軌道用の弾性寸くらぎけ、打設後間もない
コンクリートまくらぎと路盤との間（て発泡ポリウレタ
ンニジストマーを注入、被彷してまくらぎを弾性的に保
持する構造となっている。そして、上記エラスＩ・マー
注入に際しては、上記まくらぎが１０％前後の水分を含
有しているかめ、事前にプライマー全塗布し、その接着
を強固にしその耐久性を保持する方法かとら１ている。

しかし、従来市販さｎているエボギン系等のプライマー
は、フォードカップ粘度か高く作業性が悪く、指触乾燥
時間が長いうえに、可撓性がないため変形に追従できな
い。また界面に水か浸透すると接着力がなくなりコンク
リ−１・のレイタンスに対する耐久性もよくない等の問
題があった。

この命明は上記の問題に鑑みてなさハたもので、低粘度
で作業性かよく、打設後間もない水分含有率の高いコン
クリートに対する接着力が強く、耐久性のある、ウレタ
ン！酸物によるコンクリ−１・処理剤を提供することを
目的とする。

即ち、この発明のウレタン組成物によるコンク１）　−
１・処理剤は、芳香族ジイソシアネートと分子量６０〜
６０００のポリオールよす成るプレポリマーにして、該
プレポリマー中の残留インシアネー・１・の含有量が０
゜５〜２０重：ｍＬｌ）、好ましくは２〜１２重景チで
あって、重合度及びＮＣｏ含有率が低く、低粘度のプレ
ポリマーとした点に特徴がある。

本発明で使用する芳香族ジイソシアネ−１・化合物とし
ては、４　、４’−ジフェニルメタンジイソ７アネート
（Ｍｌ）Ｉ）、トルエンジイソシアネート（１”　Ｉ）
　Ｉ　）　、　１　、５ナフタレンジイソシアネー　ト
、インホロンジイソシアネート等その融点が１５０℃以
下のジイソシアネートが挙げらハる。

寸に１　ポリオールとして゛け、ポリエチレングリエン
ポリオール等の２〜３官能のポリオール今（子袖５０〜
６０００、好ましくは６０〜４０００の低分子量の２〜
３官能ポリオールの他、芳香族ジイソシアネートとの反
応により重合するエチレンオギサイ＋ｙ、プロピレンオ
キザイド等のアルキル酸化物、■、４−ブタンジオール
、１，３−ブタンジオール、フロピレンゲリコール、ヘ
キザメチレングリコール等のフォール類や、グリセリン
、トリエタノールアミン、トリメチレンプロピレン等金
加えたトリオール類が挙げらｎ、捷にこ几らをスチレン
、アクリル酸、メタクリル酸、酢酸ビニル等と共重合さ
せたものも用いることが出来る。

次に、本発明の低粘度でＮＣｏ含量の低いコンクリート
用接着剤を調製するには、芳香族ジイソシアネートとポ
リオールの重合反応に際し、ポリオールが生成する重合
体中に出来るだけ均一に分散し、ブロック重合を起さぬ
ようにする必要がある。捷た得らｊ、るプレポリマーの
フォードカップ粘ＩＷを下げ、撥水性を高めると共にコ
ンクリートブロック及び弾性支持体との接着強度を高め
るため、使用するポリオール中の０〜９５重量％、好ま
しくは３〜７０重量％がポリブタジェンポリオールとす
るのが望ましい。

芳香族ジイソシアネートとポリオールとの配合は、ジイ
ソシアネート過剰の中で混合や、ウレタン反応合成が進
むのか望寸しく、芳香族ノイソシアネート１００モル当
量部に対し、ポリオールは１００当量部以下の配合比と
なり、合成終了時には、ポリオールの分子量の大きさに
応じ、余剰のイノシアネートは固形分中の１〜３０重量
％の範囲、好ましくは２〜１５重量％である。ポリオー
ルの分子量が比較的大きい場合は、余剰のイソ７アネー
トは低目にとシ、その分子量が更に小さい場合は余剰の
インシアネートは高目の方がよい。

又同−の分子量のポリオールについてみればポリオール
分子中のＩ　ＨＡ　ｏ　ＩＩの数に注目し、ＩｆＪｉｃ
、ＯＨの数が多い程余剰のインシアネートは多い方がよ
い。

余剰のイソシアネート重′量が適正値の１５重量％以」
二では硬化時間が長くなり接着力の耐衝撃性、１附属曲
性、接着力等が悪くなり、捷だＪ％重量％以下ではコン
クリートへの犠布時の塗布均一性やコンクリートへの浸
透性、原料の貯蔵安定性などが極度に悪くなり、コンク
リートへの塗布時の雰囲気の気温、湿度等により接着力
指触乾燥時間、硬化時間が大きく変動し、発泡ウレタン
ニジストマーと接着剤との間の接着力の変動をき介す。

芳香族ジイソシアネートとポリエーテルとの重分に際し
ては、２塩化エチレン、トルエン、ベンゼン等の有機溶
媒に芳香族ジイソシアネート’を加えてよく混和した後
、ポリエーテルを徐々に滴下し、反応槽を外部から冷却
し反応温度が４０〜６０℃、好寸しくけ５０℃を越えぬ
ようにすると共に二種以上のポリエーテルを加えて共重
合させる場合にはこｎ（−、を交互に少量ずつ添加する
ことにより透明なプレポリマーか得らｎ、る。

かく１−で得られるプレポリマー（弓、その固形分濃度
が４０〜４５％の場合、フォーＩＳカップ粘度５〜５０
秒で、塗装後における指触乾燥時間が２分以上で、半硬
化乾燥が２分〜４８時間であり、粘度が低く速乾性であ
るため作業性が良好である。

また、コンクリートブロック打設後２週間程度で、コン
クリ−１・水分含有率が６〜１３％の半乾燥状態にあっ
ても接着強度が’　４　ｋｆ／　５　ｃｍ巾以」二で、
接着剤硬化後における氷結−加熱融解の繰返しテスト４
００回の剥離強度保持率が８０％以上の優、ｆした耐寒
血ｊ熱性を示す。

本発明は以上説明したようになるから、発泡ポリウレタ
ンエラストマーの発泡硬化に際してコンクリ−１・まく
らぎのような、表面にレイタンスといわＩる粗な構造を
もち、しかもその接着面近くの水分含有率が高いもので
もウレタン発泡に先立って接着する構造体の表面処理剤
として使用することにより、その作業性が良好で、接着
強力および耐久性の優ｆ１．たコンクリート甲処理剤を
提供することができる。暮お本を咽晶は昶蓮用コンクシ
ーなお、以下において部は重Ｉ部を表わす。

実施例ト ジクロロメタン４５部の入った反応槽の中に１４９部の
４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＩ）
■）を加えてよ〈混第１」シた後、分子昂、約４００の
ポリプロピレングリコール４５部を滴下する。この時、
発熱のため液温か上昇するので、攪拌と共に外部から冷
却し、液層の７品度が５０℃以上とならないように徐々
に滴下する。

次いで、ポリブタジェンポリオール０７部を滴下し、こ
の反応の終了をみとどけて再びポリプロピレングリコー
ル１部を加えるが、この場合にも液温か５０℃以上にな
らないように注意する。この操作ｆ４回繰返し、ポリブ
タノエンポリオールを合計２８部、ポリプロピレングリ
コールを合計１６部とした後、５部のプロピレングリコ
ールを滴下し最後にポリエーテルトリオール（分子量３
０００）２．６部を滴下して反応を終結する。

かくして得らｎ−だ液は、２塩化エチレン中に５５％の
八１１）■−ポリプロピレンーボリブタジエンボリオー
ルとポリエーテルトリオールのプレポリマー浴液となり
、フォードカップ粘度５秒（ＪＩＳ’Ｉぐ５４０２二　
２０℃）、指触乾燥時間１０分以内、半硬化乾燥３６時
間のものが得ら几た。

とｆｌを打設抜水養生して自然乾燥した新しいコンクＩ
Ｊ　−トｔ　＜ら木であって　表面の水分率１０，０％
のものに塗布し、ウレタンエラストマーを注入発泡して
得らｎたウレタン−コンクリート複合材の接着力は、ウ
レタン剥離強度が１８．５　ｋｇ／　５　ｃｔ＋＋１ｉ
ｌ（Ｊ凡ｓ′　０３２０１−２２８−ｉ３＋＞几０１３
８　、　２　。

１５）と優旧接着剤全塗布しに面は水ｆ疾く。

このまくら木ヲ１）水浸テスト、２）散水テスト、３）
凍結融解テストにかけた結果、何れも３年経過後の接着
剥離強度保持率が９８％と優ハ１、従来のエポキシ系、
７ラン深扱着剤等と比較して極めて良好な結果を得　、
コンクリートの一般的な欠点としての経年変化による表
面の脆化や軟弱層脱落のない強固な接着体を得た。

比較例Ｉ Ｍ　Ｉ）　Ｉに対するポリプロピレングリコール、ポリ
ブタジェンポリオール、ポリエーテルトリオール等の原
料配合竜は実施例１と同じくし、ｍ媒としてノクロロメ
タン１００部ケ用い、またポリプロピレングリコールと
ポリブタジェンポリオールとポリプルビ１７ントリオー
ルとは予め混オロし女ものを使用してプレポリマーの調
製を行った。

イ４すらｎたものはゲル状となり電子顕微鏡でイυｌ察
したところ、ポリブタジエポリオールがブロック状とな
り、均一な分散状態が得らｎず、また溶剤を蒸発乾燥し
た後の接水性能はなく、接着け〈離強さがｌ　ｋ７１５
　ａｎ巾と弱く耐久性も水浸テスト１ケ月ではがれた。

表−１には実施例１と比較例１及び従来品の性能を対比
して足した。

実施例２ トルエン１００部の入った反応槽の中に７３４部のトル
エンジインシアネート（Ｔ　Ｉ）　Ｉ　）　ｆ入几でよ
く混和し大径、１，４−ブタンジオール６７゛　部を反
応による急激な昇温かないように外部より５０℃に冷却
しながら加えて、続いて１，３−ブタンジオール６７部
と１，４−ブタンジオール６７部とを冷却しながら徐々
に滴下し、最後に１．４−ブタンジオール６７部を加え
て反応を終結する。

かくして得られた液は無色透明なプレポリマー液となり
、フォードカップ粘度１６秒、指触乾燥時間１０分以内
、半硬化乾燥時間３６時間のものが得られた。

こｔｔ？ト！Ｊクロロエチレン１００部でうすめた後、
コンクリ−ト打設後２０時間以上経ったコンクリートブ
ロックとブロックの間の面にスプレー塗装し、１０分後
にポリエーテルとＭ　Ｉ）　ｌとを等電又は等量の±２
０％範囲内で混合、反応させて軟質ウレタン−又は半硬
質ウレタン等のウレタン形成をさせ」二記ブロック間の
空隙を埋め、更に２４時間経過後ブロックとブロックと
を接着面に対して直角に引離し、コンクリートウレタン
界面の接着力を測定したところ１００に９／１００ｔｒ
Ａ以」二であった。このものを水浸１年後再びその接着
力全測定した結果、１００ｋｆ／　１００ｔｒ１以上で
あった。

実施例３ 酸化ポリプロピレン５９部とエチレンオキサイド８８部
とを水酸化カリウム触媒の存在下で反応させるに際ｑ、
スチレン３６８部と過硫酸カリ触媒を加えてグラフト架
橋重合反応全同時にさせると、ポリスチレンの分散のき
わめて良好な共重合体が得られた。

この共重合体ｔ　Ｔ　ｌ）　ｌ　６６９　ＮＩＳとキシ
レン１６６０部の入った反応槽の中に１０時間かけて徐
々に導入した結果、遠心分離器で容易に分１〜１トシな
い安定な白濁液を得ることができた。

このものはフォードカップ粘度１０秒であり、表面を清
浄にした鉄板２枚に塗布し、１０分間後に鉄板の間にポ
リエステル−ＴＤｌ系半硬質ウレタンを注入、生成させ
、２０時間後にその接着剥離強さを測定したところ２０
　ｋｒ／　５　ｃｍ幅以上であっ＃Ｏｔだ、注入ウレタ
ンの材料破壊試験による接着力Ｕ　ｉ”　Ｉ　Ｓ’＋（
−６８４９の方法で３　ｋ７　／ｃＪであった。

次いで、実施例２と同様にコンクリートブロックに処理
して２４時間後コンクリートとの接着力全測定したとこ
ろ１１０．３　ｋｆ／　１００　ｏｒ！であり、水浸１
年後の接着力は１１０　ｋｑ／　１００　ｃ！！であっ
た。

比較例べ 実施例５と同じ調合で、１，４ブタンジオール全−気に
加えて攪、拌しｋものは液温か急激に上昇し　色のにご
った液が得らｎる。こ庇を１昼夜静置するとほとんど含
量のプレポリマーが沈降し溶媒と分離し、このものは接
着性がなかった。

実施例４ トリク００工チレン１００部の入った反応槽の中にイソ
ホロンジイソシアネート４７部を入れてよく混和し、１
，４ブタンノオ一ル１５部とポリブタジェンジオール５
部とを適宜交互に滴下してポリブタジェン・ジオールが
分子単位でよく分散するように攪拌９滴下速度を選び必
要に応じて外部より冷却をしながら１０時間以上の時間
をかけて反応させる。

得ら几た液は透明で保存安定性よく液粘度はフォードカ
ップ８秒であり、コンクリート塗装ではコンクリート内
部へ１１浸透し、指触乾燥時間１０分以内、半硬化乾燥
３５時間てあった。こ几をコンクリート表面に塗布して
後３０分後ウつタンエラストマー全注和接着させた剥１
４Ｗ強ｔＷは２０、０　ｋｇ／　５　ａｎ　巾で接着剤
塗布部のコンクリート面は水ヲ撲〈。このまくら木の水
浸テスト、散水テスト凍結融解テストは３年経過後も強
度保持率９８％であり、コンクリート表層にも軟弱層の
発生はみらｆ’Ｌなかった。？ｃｎ、に反し、従来のエ
ポキシ系シラン系、フェノール系接着剤使用の場合保持
率０〜１０％であり、コンクリート表面はもろく部分的
にはコンクリートがかける様に脱落し、コンクリルトウ
レタン界面には水の層があった。

比較例３ キン２フ１００部の入った反応槽の中にインホロンノイ
ソ７アネー１−″５３部を入ｊて混和し、１．４−ブタ
ンジオール１４部を６０℃以上ＶＣならないように外部
から冷却しながら１０時間かけて加えてｂぐと山開ペー
スト状でキシレン溶媒と分離したものが得らｊた。

このプレポリマーは指触乾燥時間１２０分、半硬化乾燥
時間４０時間であった。

次いで、実施例４と同様にコンクリートブロックに処理
して１週間後コンクリートとの接着力を測定したところ
１０ｋｙ／　１００ｃ＃Ｉ　であシ、水浸１年後の接着
力はＯ〜１　ｋ７／　１００　ｃＪであった。

比較例４ 実施例４と同じ調合で、１．４ブタンジオールを一例に
加えて撹拌したものは、液温か急激に上昇し褐色のにご
った液が得らｎる。こｊを１昼夜静陥するとほとんど含
量のプレポリマーが沈降し溶媒と分離し、このものは接
着性がなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）芳香族ジインシアネートと分子量６０〜５０００の
   ポリオールとよシ成るプレポリマーにして、該プレポリ
   マー中の残留イソシアネートの含有量が０．５〜１０重
   量係であること全特徴とするウレタン組成物によるコン
   クリート処理剤。 ２）前記プレポリマーの粘度がポリマー濃度４５チの時
   、フォードカップ１０〜５０秒の低重合展のポリウレタ
   ン−インシアネートＩｆｉｈＸ、物である特許請求の範
   囲第１項記載のウレタン組成物によるコンクリート処理
   剤。 ３）前記芳香族ジイソシアネートが４　、４’−ジフェ
   ニルメタンジイソシアネートである特許請求の範囲第１
   項記載のウレタン組成物によるコンクリート処理剤。 ４）前記芳香族ジイソシアネートがトルエンジイソシア
   ネートである特許請求の範囲第１項記載のウレタン組成
   物によるコンクリート処理剤。 ５）前記芳香族ジイソシアネートがインホロンジイソシ
   アネートである特許請求の範囲第１項記載のウレタン組
   成物によるコンクリート処理剤。 ６）前Ｈ己プレポリマーのポリオールは、そのＯ〜９０
   俸がポリブタジェンポリオールである特許請求の範囲第
   １項乃至第４項のいずれか記載のウレタン組成物による
   コンクリート処理剤。 ７）前記プレポリマーの希釈剤がジクロロメタンである
   特許請求の範囲第１項乃至第４項いずれか記載のウレタ
   ン組成物によるコンクリート処理剤。 ８）前記プレポリマーの希釈剤がトリクロロエチレンで
   ある特許請求の範囲第１項乃至第４項いずれ〃＼記載の
   ウレタン組成物によるコンクリート処理剤。