JPS6053583A - 弾性シ−ラント - 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】 この発明は低モジュラスで耐候性にすぐれた弾性シーラ
ントに関する。

建造物などの目地に充填するシーラントは、目地を構成
する建材などの熱的変化などに応じて伸縮できるように
低モジュラスで高伸びという弾性特性を有していること
が必要で、寸だ水、有機溶剤などの大気中への飛散物質
を含まないものが望まれる。

このようなシーラントとして、ポリオキシアルキレンポ
リオールに有機ジイソシアネートを反応させて得られる
分子末端にインシアネート基をもツフレホリマーを主剤
とし、ポリオキシアルキレンポリオールまたはポリアミ
ン類を硬化剤として、その他必要により充填剤、軟化剤
、安定剤などを配合したウレタンシーラントが用いられ
ている。

しかしながら、このようなウレタンシーラントでは低モ
ジュラスとするために、分子量の大きなポリオキシアル
キレンポリオールを用いる方法が丁般にとられているだ
め、インシアネート基とポリオールとの反応が充分に進
行せず粘着性が出る場合があった。

また、ウレタンシーラントは耐候性が不充分で、長期間
屋外曝露されるとシーラント表面にひび割れが生じると
いう欠点があった。

これに対してポリアクリル系のシーラントは耐候性、前
色性、耐久性などに優れるという利点があるが、その反
語非弾性でかつ粘度が高いためエマルジョン型もしくは
有機溶剤型のものしか得られていない。このだめこの種
のシーラントを目地に充填すると熱的影響などで目地中
が経口的に変動したときその変動に追従できないために
亀裂が生じたり隙間が生じやすく、まだ充填後経口的に
目やせしてシーラントとしての機能を充分に果さないこ
とが多い。

この発明者らは、上記のような欠点をもたず、建造物な
どの目地充填用として充分な弾性特性、特に低モジュラ
スを有するとともに耐候性にもすぐれた弾性シーラント
を得ることを目的として種々検討した結果この発明をな
すに至った。

すなわち、この発明は、平均分子量１，０００以上のポ
リオキシアルキレンポリオ−、ルＡに有機ジイソシアネ
ートを反応させて得られる分子末端にインシアネート基
を有するポリオキシアルキレン系インシアネート成分と
、イソシアネート基と反応しうる官能基を分子末端に平
均約１個および分子内の任意の位置に平均的１佃有する
アクリル系低分子量共重合体Ａとを、前記アクリル系低
分子量共重体の官能基１当量に対して前記ポリオキシ△ アルキレン系インシアネート成分のインシアネート基が
２〜４当量となる割合で反応させて得られるアクリル−
ポリオキシアルキレン共重合体イソ／アネート成分を主
剤とし、ボＬ汁キシアルキレンポリオールＢないしは分
子末端にインシアネート基と反応しうる官能基を平均約
１個および分子内の任意の位置に平均的１佃有するアク
リル系低分子量共重合体Ｂを硬化剤とする弾性シーラン
トに係るものである。

この発明の弾性シーラントは二液型ウレタン系であシ、
かつアクリル系弾性体としての性質を持つため耐候性が
著しく改良されるとともに耐久性、耐熱性にすぐれる。

シカモ、主剤として用いるアクリル−ポリオキシアルキ
レン系共重合体インシアネート成分は、インシアネート
基と反応しうる官能基を分子末端に平均約１個および分
子内の任意の位置に平均的１佃有するアクリル系低分子
量共重合体Ａ、すなわち分子両末端に官能基を有するテ
レケリツク型低分子量体に類似した構造、性能を持つ共
重合体と平均分子量１，０００以上のポリオキシアルキ
レン系インシアネート成分とを前記のよう゛な割合で反
応させて得られるものであるため、長鎖状分子のほぼ両
末端に硬化に関与するイソシアネート基を有する構造と
なる。このためシーラントは硬化時には線状および網状
に高分子量化し、この発明の目的である低モジュラスな
ものとなる。

また、硬化剤として用いるアクリル系低分子量共重合体
Ｂも前記のテレケリツク型低分子量体に類似した構造、
性能を持ち、同様に／−ラントの低モジユラス化に寄与
するものである。

この発明の弾性シーラントにおける主剤として用いるア
クリル−ポリオキシアルキレン共重合体インシアネート
成分は、ポリオキシアルキレン系インシアネート成分と
アクリル系低分子量共重合体Ａとを反応させて得られる
。

前記のポリオキシアルキレン系インシアネート成分は、
多価アルコールとアルキレンオキシドとを重合させて得
られたポリオキシアルキレンポリオールＡに有機ジイソ
シアネートを反応させることによって得られる。このポ
リオキシアルキレンポリオールＡの平均分子量はｔ、ｏ
　ｏ　ｏ以上、好ましくは１，０００〜４，０００であ
る。この平均分子量が１，０００未満ではシーラントの
モジュラスが高くなるため好ましくない。

前記多価アルコールとしては、例えばエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリス
リトール、トリメチロールプロパンなどが挙げられるが
、好ましくはエチレングリコ−ル、プロピレングリコー
ルなどのジオール類、グリセリンなどのトリオール類を
用いる。

また、前記アルキレンオキシドとしては、プロピレンオ
キシド、エチレンオキシド、ブチレンオキシドなどが挙
げられ、これらを単独もしくは２種以上の混合で用いる
。　・ このポリオキシアルキレンポリオールＡの末端にインシ
アネート基を導入するために使用する有機ジイソシアネ
ートとしては特に制限はなく、具体的には２・４−トリ
レンジイソシアネート、２・６−ドリレンジイソシアネ
ート、４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、
キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシ
アネート等が挙げられる。

前記のアクリル系低分子量共重合体Ａは、イソシアネー
ト基と反応しうる官能基をもつ重合開始剤ないしはイン
シアネート基と反応しうる官能基をもつ連鎖移動剤の存
在下に、ａ）インシアネート基と反応しうる官能基を１
個有する不飽和単量体（以下、ａ単量体という）とｂ）
（メタ）アクリル酸アルキルエステル５０〜１００重量
％およびこれと共重合可能な不飽和単量体５０〜０重量
％からなる単量体混合物（以下、ｂ単量体という）とを
共重合させて得られる。

前記のインシアネート基と反応しうる官能基をもつ重合
開始剤としては、カルボキシル基、水酸基をもつ重合開
始剤であわ、具体的にはアゾビスシアノバレリアン酸、
過酸化シュウ酸、アゾビスシア／ペンタノールなどが挙
げられる。

また、インシアネート基と反応しうる官能基をもつ連鎖
移動剤としては、カルボキシル基、水酸基まだはアミ７
基をもつ連鎖移動剤であり、具体的にはチオグリコール
酸、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が挙げられる。

共重合の際には、この重合開始剤とこの連鎖移動剤を併
用してもよいし、いずれか一方を用いてもよい。これら
の使用量は、アクリル系低分子量共重合体の分子末端に
この重合開始剤ないしは連鎖移動剤に由来するインシア
ネート基と反応しうる官能基が平均約１個導入され、こ
の共重合体の平均分子量が低すぎたり高すぎたりしない
ように、ｂ単量体１００重量部に対して０．３〜２０重
量部の範囲とするのがよい。

次に、前記のａ単量体とはカルボキシル基、水酸基をも
つ不飽和単量体であり、具体的１（はアクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、アクリル酸２−ヒドロキシエチ
ル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチルなどが挙げられ
る。

また、前記のｂ単量体とは、アクリル酸もしくはメタク
リル酸の炭素数２〜１４の例えばエチル、ｎ−ブチル、
イソブチル、１−エチルプロピル、２−メチルペンチル
、２−エチルブチル、２−エチルブチルなどアルキルエ
ステルのうちｉ　ｆ４１または２種以上を１００〜５０
重量％およびこれらと共重合ｉｉＪ能な他の単量体、例
えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アクリロニトリ
ル、メチルメタクリレ−１・、スチレン、アクリルアミ
ド等を０〜５０重量％含むものである。この共重合可能
な他の単量体が５０重量％を越えると耐候性が低くなる
ため好ましくない。

ａ単量体とｂ単量体との使用割合は、ａ単量体の使用量
がｂ単量体の使用量のｌ／１０〜１１５００モルとなる
範囲で重合度と重合性比を勘案して、アクリル系低分子
量共重合体の分子内の任意の位置にａ単量体に由来する
インシアネート基と反応しうる官能基が平均約１個導入
されるように決定される。

前記のアクリル系低分子量共重合体は、上述した所定量
の重合開始剤ないしは連鎖移動剤の存在下に所定量のａ
単量体とｂｅ量体とを常法に準じて共重合して得られる
。重合はラジカル重合であシ、例えばベンゾイルパーオ
キサイド、α・α′−アゾビスイソブチロニトリルなど
の通常の重合開始剤を使用するが、上記の特定の重合開
始剤を使用する場合には、これら通常の開始剤は必ずし
も必要ではない。

この共重合は、溶剤を使用せずに塊状重合を行うことが
好ましく、また未反応の単量体が残存するとシーラント
施工時の臭気、施行後の目やせなどを引き起こすので、
未反応の単量体が残存しないように温度、時間などの重
合条件を調節して行う０ このようにして得られたアクリル系低分子量共重合体Ａ
の平均分子量としてはｉ、ｏ　ｏ　ｏ〜４，００．０程
度であることが好ましく、この分子量が低すぎルトンー
ラントのモジュラスが高くなシ好ましくない。丑だ、こ
の分子量が高すぎると主剤の粘度が高くなシすぎ作業性
が低下するため好ましくない。

前記のポリオキシアルキレン系イソシアネート成分とこ
のアクリル系低分子量共重合体Ａとを、この共重合体Ａ
のイソシアネート基と反応しうる官能基１当量に対して
、インシアネート成分のイソシアネート基が、２〜４当
量となるように添加し、加熱もしくは触媒を添加してイ
ソシアネート基と共重合体Ａの官能基を反応させるとと
によりこの発明の主剤であるアクリル−ポリオキシアル
キレン共重合体インシアネート成分が得られる。

この発明の弾性シーラントにおける硬化剤としては、ポ
リオキシアルキレンポリオールＢもしくはアクリル系低
分子量共重合体Ｂをそれぞれ単独で用いてもよいし、あ
るいは両者を任意の割合で混合して用いてもよい。

これによると、目的に応じてシーラント中のポリオキシ
アルキレン系成分と、アクリル系成分との比率を広範囲
で変えることができ、また主剤を得るために用いるポリ
オキシアルキレンポリオールＡおよびアクリル系低分子
量共重合体Ａと硬化剤のポリオキシアルキレンポリオー
ルＢないしはアクリル系低分子量共重合体Ｂとの組み合
わせによりシーラントに種々の性質を持たせることがで
きる。

ここで用いるポリオキシアルキレンポリオールＢとして
は主剤におけるポリオキシアルキレンポリオールＡにお
いて例示したポリオールのうぢ２官能のものが好ましく
使用される。

また、アクリル系低分子量共重合体Ｂとしては、主剤を
得るために用いたインシアネート基と反応しうる官能基
を分子末端に平均約１個および分子内の任意の位置に平
均約１個有するアクリル系低分子量共重合体Ａと同様の
ものが使用できる。このアクリル系低分子量共重合体Ｂ
は液状であればその平均分子量は特に制限されないが、
好ましくは２，０００〜１０，０００のものを使用する
のがよい。

この発明の弾性シーラント中のポリオキンアルキレン系
成分とアクリル系成分との比率は、目的に応じて広範囲
で変えることができるが、通常は主剤と硬化剤の合計量
中アクリル系成分が１５〜９５重量％となるようにする
のが好ましい。シーラント中のアクリル系成分が少なす
ぎるとシーラントのアクリル系弾性体としての特性が低
く耐候性に劣るため好ましくない。寸だ、これが多すぎ
るとシーラントの粘度が高くなり作業性が低下するため
好ましくない。

まだ、この発明における主剤と硬化剤の配合割合は、通
常は主剤中のイソシアネート基１当量に対して硬化剤中
のイソシアネート基と反応しうる官能基が０．７〜１．
１当量となるようにするのがよい。

この発明の弾性シーラントには、一般のシーラントに必
要とされる充填剤や触媒を配合することができる。さら
に必要に応じて顔料、老化防止剤、防カビ剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、オゾン劣化防止剤、チクソトロープ
剤などを配合することができる。

この充填剤はシーラント硬化物の強度を向上させるもの
であって、例えば炭酸カルシウム、シリカ粉、タルク、
ガラス粉、酸化チタンなどが挙げられる。この添加量は
、硬化剤１００：ｆＩ量骨部対して３０〜２００重量部
とするのがよく、添加量が少なすぎると所望の強度を得
に＜＜、また多すぎると硬化物の伸びが悪くなるため好
ましくない。

マタ、触媒としては、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のよ
うな有機金属化合物、トリエチレンジアミン、トリエチ
レンテトラミン、ジアミノジフェニルメタンなどのアミ
ン誘導体などが使用できる。これらの添加量は硬化剤１
００重量部に対して０．０１〜５重量部とする。

以上のように構成されたこの発明の弾性シーラントはア
クリル系弾性体としての特性を有しているため耐候性、
耐久性、耐熱性などにすぐれ、しかも低モジュラスであ
り目地幅の変動にも容易に追従し、経口的にも亀裂を生
じることがない。

次に、この発明の実施例を記載する。以下において部と
あるのは重量部を意味する。寸だ、％とあるのは重量％
を意味する。

実施例Ｌ アクリル酸１１−ブチル１００部、アクリロニトリル１
０部、アクリル酸２−ヒドロキシエチル６部、２−メル
カプトエタノール４部からなる配合組成物を調製した。

との配合組成物のうち３０％を２００ｃｃ四つロフラス
コに入れ、撹拌しつつフラスコ内を窒素置換しながら内
容物を７０℃寸で加熱した。約６０分間窒素置換したの
ち、α・α′−アゾビスイソブチロニｌ−ＩＪル０１部
を加えるとすみやかに発熱が始１つだ。この発熱がやや
緩やかになってから上記配合組成物の残シにα・α′−
アゾビスイソブヂロニトリル０．２部を加えたものを滴
下漏斗により約３時間で徐々にフラスコ内に加えた。そ
の後発熱が認められなくなった時点を重合の終点とした
。

このようにして得られたアクリル系低分子量共重合体Ａ
は重合率１００％、Ｂ型回転粘度計による粘度が１５ボ
イス（３０℃、２ｒｐｍ）、蒸気圧浸透法による分子量
が２，４００，１分子あたりの水酸基数が２．０６であ
った。

一方、分子量１，５００のポリプロピレングリコール１
００部を減圧加熱して充分に脱水したのち、これにジブ
チルチンジラウレート０．００１部を加え、充分に撹拌
した後２・４−トリレンジイランアネート２４３部を加
え１．撹拌しなから６５°Ｃに加温した。約５時間で反
応が終了し、ポリプロピレングリコールの末端にインシ
アネート基が導入されたポリオキシプロピレン系インシ
アネート成分を得た。

このインシアネート成分１００部に、前記のアクリル系
低分子量共重合体Ａ６０部を脱水処理したものを力１ｊ
え、６５°Ｃで５時間反応させてアクリル−ポリオキシ
プロピレン系共重合体インシアネート基分（イソシアネ
ート基含量：１．９％）を得、これをこの発明の弾性ン
ーラントにおける主剤とした。

一方、アクリル酸ｎ−ブチル１００部、アクリロニトリ
ル１０部、アクリル酸２−ヒドロキシエチル２０部、２
−メルカプトエタノール１．３部からなる配合組成物を
調製し、前記のアクリル系低分子４社共重合体Ａｔ−得
るのと同様にして重合し、アクリル系低分子量共重合体
Ｂを得だ。この共重合体Ｂは重合率１００％、Ｂ型回転
粘度計による粘度が１５０ボイズ（３０℃、２　ｒｐｍ
　）、蒸気圧浸透法による分子量が６，８００．１分子
あたりの水酸基数が２．０３であった。この共重合体を
この発明の弾性シーラントにおける硬化剤としだ。

この硬化剤１００部に、炭酸カルシウム１３０部、二酸
化チタン３０部、デイスパロン３６０ＯＮ（楠木化成社
製ポリエーテル・エステル型界面活性斉り）２丁ζトジ
ブチルチンジラウレート０２名じを配合し、ニーダ−に
ょシ予備混合しだのちさらに３本ロールによシ混線し、
との発明の弾性シーラントの硬化剤配合系とした。

前記の主剤１００部に対してこの硬化剤配合系３３０部
を配合してこの発明の弾性シーラントとした。

実施例２ アクリル酸２−エチルヘキシル９５部、スチレン５部、
アクリル酸２−ヒドロキシエチル４．５部、２−メルカ
プトエタノール３部からなる配合組成物を用いて実施例
１と同様にしてアクリル系低分子量共重合体Ａを得た。

このアクリル系低分子量共重合体Ａは重合率ＩＯｏ％、
Ｂ型回転粘度計による粘度が３５ボイス（３０℃、２　
ｒｐｍ　）、蒸気圧浸透法による分子量が２，９５０，
１分子あたりの水酸基数が２．１０であった。

一方、平均分子量１，０００のポリプロピレンゲＩＪ　
コール７０部と平均分子量１，５００のポリ（オキシプ
ロピレン）トリオール３０部とを混合して減圧加熱して
充分に脱水し−た後、これにジブチルチンジラウレート
０．００部部を加えて充分に撹拌シ、次いで２・４−ト
リレンジイソシアネート３６６部を加えて撹拌しなから
６５°Ｃまで加温し゛た。約５時間で反応が終了し、ポ
リオキシプロピレン系イソシアネート成分を得だ。

このイソシアネート成分１００部に前記のアクリル系低
分子量共重合体Ａ１８０部を脱水処理したものを加えて
、６５℃で５時間反応させ、アクリル−ポリオキシプロ
ピレン系共重合体インシアネート成分（イソシアネート
基含量＝１．７％）を得、これをこの発明の弾性シーラ
ントにおける主剤とした。

アクリル酸ｎ−ブチル９５部、スチレン５部、アクリル
酸２−ヒドロキシエチル３部および２−メルカプトエタ
ノール２部からなる配合組成物を用いて、前記の共重合
体Ａと同様にしてアクリル系低分子量共重合体Ｂを得た
。この共重合体Ｂは重合率１００％、Ｂ型回転粘度語に
よる粘度が８０ボイス（３０℃、２ｒｐｍ）、蒸気圧浸
透法による分子量が４，２００．１分子あたりの水酸基
数が２．０８であった。− この共重合体Ｂ１００部に分子量４，０００のポリプロ
ピレングリコール５０部を加えて均一に混合したのち、
炭酸カルシウム１５０部、二酸化チタン２０部、デイス
パ四ン３６０ＯＮ（前出）３部、トリエチレンテトラミ
ン０．２部およびカーボンブラック０．２部を配合し、
ニーダ−１３本ロールにより充分に混練し、この発明に
おける硬化剤配合系としだ。

前記の主剤１００部にこの硬化剤配合系１５０部を配合
してこの発明の弾性シーラン・トとした。

上記実施例１〜２で得られた弾性シーラントについて、
ＪＩＳ−Ａ−５７５８に基づいて特性評価を行ったとこ
ろ、いずれのシーラントもスランプは０部ｍｍであり、
汚染性が無かった。まだ、押出し性、引張接着性は次表
に示す値であった。

また、上記実施例１〜２の弾性シーラントについて硬化
物の屋外曝露試験（６力月間）を行ったところいずれに
も表面の亀裂は生じなかった。

特許出願人　日東電気工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均分子ｔｉ”（１，０００以上のポリオキシア
   ルキレンポリオールＡに有機ジイソシアネートを反応さ
   せて得られる分子末端にイソシアネート基をイ」するポ
   リオキシアルキレン系イソシアネート成分と、イソシア
   ネート基と反応しうる官能基を分子末端に平均約１個お
   よび分子内の任意の位ｆＦｃに平均約１個有するアクリ
   ル系低分子量共−＋■（合体へとを、前記アクリル系低
   分子量共ルキレン糸イソンアネ−１・成分のイソンアネ
   −１・基が２〜４当量となる割合で反応させて得られる
   アクリル−ｔ’ｌＪオキシアルキレン共重合体イソシア
   イ、−ト成分を主剤とし、ポリオキシアルキレンポリオ
   ールＢないしは分子量ψＷにインシアネート基と反応し
   うる官能基を平均約１個および分子内の任意の位置に平
   均約１個有するアクリル系低分子低共重合体Ｂを硬化剤
   とする弾性シーラン１−６