JP2007223204A - ウレタン系被覆構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a−1)、活性水素を有する化合物(a−2)、活性アルミナ粉末(a−3)を必須成分として硬化してなるショアーA硬度が85以上でかつ伸度が200%以上のポリウレタン樹脂を含む下層(A)とポリイソシアネート化合物(b−1)、ビスフェノール変性活性水素化合物(b−2)、天然油もしくはその誘導体(b−3)、活性アルミナ粉末(a−3)を必須成分として硬化してなるショアーD硬度が50以上のポリウレタン樹脂を含む上層(B)の少なくとも二層から構成されてなるウレタン系被覆構造体に関する。
【選択図】 なし
Description
しかし、この被覆材は、大気中の湿気に対する発泡には優れているものの、下地の凹凸を拾いやすいという欠点を持っており、コンクリートの不陸やクラック跡が表面に出やすく、鏡面仕上がりを損なってしまう。また、ポリウレタンはエポキシ樹脂より靭性が高いため、表面の耐衝撃性には優れているものの、下地、特にコンクリートのクラックに対する追従性には乏しいレベルである。
すなわち本発明は、ショアーA硬度が85以上でかつ伸度が200%以上のポリウレタン樹脂を含む下層(A)とショアーD硬度が50以上のポリウレタン樹脂を含む上層(B)の少なくとも二層から構成されてなるウレタン系被覆構造体を提供するものである。
本発明の下層(A)は、ショアーA硬度85以上かつ伸度200%以上で、ポリウレタン樹脂を含むものである。下層(A)がかかる硬度及び伸度であれば、上層の仕上がり性が向上し、かつ、クラックの追従性にも優れた構造体を提供出来る。
本発明におけるショアA硬度(JIS)とは、ゴム硬度計定圧荷重機(例えばCL−150M、高分子計器株式会社製)に硬度計をセットし荷重1250gにて測定した硬度の最高値を意味する。また、ショアーD硬度は、ゴム硬度計定圧荷重機(例えばCL−150M、高分子計器株式会社製)に硬度計をセットし荷重5000gにて測定した硬度の最高値を意味する。また伸度は、四方を枠で囲い離型紙を貼った30×30cmのガラス板上に厚さ2mmの割合で試料を流し、25℃×50%の条件下で14日間放置し硬化させた後、引張試験機を用い引張速度500mm/minの条件で測定した常態の破断伸度(%)を意味する。
かかるウレタンプレポリマー(a−1)は、分子内に1級または2級の水酸基を2個以上有するポリオールと有機ポリイソシアネートとの反応により得られる末端にイソシアネート基を2個以上有するものである。前記ポリオールの水酸基(OH)と有機ポリイソシアネートのイソシアネート基(NCO)との反応割合は、当量比でNCO/OHが、好ましくは1.6以上であり、特に好ましくは1.8〜4.0である。
残存NCOの量は、1〜15重量%であることが好ましい。またウレタンプレポリマー
の有する末端イソシアネート基数は、1分子中に2〜3個有するのが好ましい。
ピレングリコール、ジプロピレングリコール、1.4ブタンジオール、トリメチロールプ
ロパン等の単鎖ポリオール、これら単鎖ポリオールとアルキレンオキサイド(例えばエチ
レンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド等)
を単独または併用で重合させたポリアルキレンエーテルポリオールあるいは二塩基酸と単
鎖グリコールのエステル化反応によって得られるポリエステルポリオール、天然油及びそ
の誘導体、ポリブタジエンポリオール、ポリオール型キシレンホルムアルデヒド樹脂の単
体または混合物のポリオールが挙げられる。これらのうち、ポリエーテルポリオールが好
ましく、特にポリエーテルジオール及び/又はポリエーテルトリオールが好ましい。その
他、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール等のウレタン用ポリオール
も使用できる。またこのポリオールの分子量は、数平均分子量で500〜16,000であ
ることが好ましい。
メタンジイソシアネート、一部をカルボジイミド化されたジフェニルメタンジイソシアネ
ート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフ
タレンジイソシアネート、フェニ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、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソ
シアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート
等の芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートが挙げ
られる。これらの1種又は2種以上の混合物を用いることができる。これらのうち、反応
性の点から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が好ましい。
かかるポリオールとしては、前記のウレタンプレポリマーに用いられるポリオールを用いることができる。またポリアミンとしては、例えば3,3'−ジクロロ−4,4'−ジアミノジフェニルメタン(以下MBOCAという)、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、ジエチルトルエンジアミン、オルソクロロアニリンとホルムアルデヒドとの縮合物等の公知慣用の芳香族ポリアミンが用いられる。これらの単独または2種以上の混合物を用いることができる。
このためには、ポリイソシアネート化合物(b−1)、ビスフェノール変性活性水素化合物(b−2)、天然油もしくはその誘導体(b−3)、活性アルミナ粉末(b−4)を含むものを硬化したものであることが好ましい。
かかるポリイソシアネート化合物(b−1)は、前記のウレタンプレポリマー(a−1)に用いられる有機ポリイソシアネートを用いることができる。
またこれら基板として、既に一般プライマーを介して塗布されたウレタン塗膜材、エポキシ塗膜材、重合性不飽和塗膜材が形成されている基材を用いることもできる。また合成高分子系の敷物、例えばPVC製のタイル、シートまたはゴム製のタイル、シート或いはこれらに類似するタイル、シート状のものが接着剤で基材に貼られているものも基材として用いることができる。
定されるものではない。また本文中「部」とあるのは、重量部を示すものである。
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、及び還流冷却器を備えた2リットルの四つ口フラスコに樹脂設計値のイソシアネート基/水酸基(NCO基/OH基)が2.2になるようにコスモネートT−80(2,4トリレンジイソシアネート/2,6トリレンジイソシアネート=80/20TDI:三井武田ケミカル(株)製)294部、エクセノール2020(ポリプロピレングリコール:旭硝子ポリウレタン(株)製)264部、エクセノール3030(ポリプロピレングリコール:旭硝子ポリウレタン(株)製)264部、1,3ブタンジオール(ダイセル化学(株)製)45部を仕込み、キシレン150部を加え、80℃で4時間反応させ、遊離NCO%:7.60のウレタンプレポリマー(a−1−1)を得た。
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、及び還流冷却器を備えた2リットルの四つ口フラスコに樹脂設計値のイソシアネート基/水酸基(NCO基/OH基)が1.9になるようにコスモネートT−80(2,4トリレンジイソシアネート/2,6トリレンジイソシアネート=80/20TDI:三井武田ケミカル(株)製)266部、エクセノール2020(ポリプロピレングリコール:旭硝子ポリウレタン(株)製)260部、エクセノール3030(ポリプロピレングリコール:旭硝子ポリウレタン(株)製)328部、1,3ブタンジオール(ダイセル化学(株)製)46部を仕込み、キシレン150部を加え、80℃で4時間反応させ、遊離NCO%:6.09のウレタンプレポリマー(a−1−2)を得た。
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、及び還流冷却器を備えた2リットルの四つ口フラスコに樹脂設計値のイソシアネート基/水酸基(NCO基/OH基)が2.0になるようにコスモネートT−80(2,4トリレンジイソシアネート/2,6トリレンジイソシアネート=80/20TDI:三井武田ケミカル(株)製)149部、エクセノール2020(ポリプロピレングリコール:旭硝子ポリウレタン(株)製)597部、エクセノール3030(ポリプロピレングリコール:旭硝子ポリウレタン(株)製)254部を加え、80℃で2時間、100℃で3時間反応させ、遊離NCO%:3.63のウレタンプレポリマー(a−1−3)を得た。
エクセノール3020(ポリプロピレングリコール:旭硝子ポリウレタン(株)製)100部、ジブチルフタレート(三菱ガス化学(株)製)153部に3,3'−ジクロロ−4,4'−ジアミノジフェニルメタン(以下MBOCAという:和歌山精化(株)製)312部を加熱溶解させた上に、NS−200(炭酸カルシウム:日東粉化(株)製)235部、BK−112(活性アルミナ粉末:住化アルケム(株)製)150部、トナー50部の合計1000部をプラネタリーミキサーに仕込み、−600mHg以下で減圧脱法しながら攪拌混合し、活性水素化合物(a−2−1)を得た。
エクセノール2020(ポリプロピレングリコール:旭硝子ポリウレタン(株)製)420部、ジブチルフタレート(三菱ガス化学(株)製)220部にMBOCA(和歌山精化(株)製)110部を加熱溶解させた上に、NS−200(炭酸カルシウム:日東粉化(株)製)50部、BK−112(活性アルミナ粉末:住化アルケム(株)製)150部、トナー50部の合計1000部をプラネタリーミキサーに仕込み、−600mHg以下で減圧脱法しながら攪拌混合し、活性水素化合物(a−2−2)を得た。
パンデックスM−3202(MBOCA溶液:大日本インキ化学工業(株)製)128部、ジオクチルフタレート(大八化学(株)製)168部、NS−200(炭酸カルシウム:日東粉化(株)製)524部、BK−112(活性アルミナ粉末:住化アルケム(株)製)150部、トナー30部の合計1000部をプラネタリーミキサーに仕込み、−600mHg以下で減圧脱法しながら攪拌混合し、活性水素化合物(a−2−3)を得た。
数平均分子量2000のポリブチレンエーテルジオール600g(0.3モル)、数平均分子量3000のポリプロピレンエーテルトリオール400g(0.13モル)に2,4−トリレンジイソシアネート191.4g(1.1モル)、すなわちNCO/OHの当量比2.2にて窒素気流下で80℃にて15時間フラスコ中で撹拌しながら反応させNCO%が4.26%のウレタンプレポリマー(a−1−4)を得た。
数平均分子量4800、オキシエチレン鎖の含有量14%のポリエチレンプロピレンエーテルトリオール500g(0.104モル)と数平均分子量2000のポリプロピレンエーテルジオール500g(0.25モル)を混合してオキシエチレン鎖の平均含有量7.5%、平均官能基数2.29、数平均分子量2820のポリオールを得た。さらにヘキサメチレンジイソシアネート143.3g(0.853モル)、すなわちNCO/OHの当量比2.1にて窒素気流下で80℃にて48時間フラスコ中で撹拌しながら反応させNCO%が3.29%、1分子当たりの末端NCO基数2.29のウレタンプレポリマー(a−1−5)を得た。
ウレタンプレポリマー(a−1−5)140.8gと2ーイソプロピル3(2ヒドロキシエチル)1,3オキサゾリジン15.9g、すなわちNCO/OHの当量比1.1にて窒素気流下で60℃にて48時間フラスコ中で撹拌しながら反応させ、オキサゾリジン含有ウレタンプレポリマー(OXZ−1)を得た。本組成物のゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)を測定した結果、残存している2−イソプロピル3(2ヒドロキシエチル)1,3オキサゾリジンの含有率は1%以下であることを確認した。
密閉型プラネタリーミキサー中に120℃で5時間減圧乾燥し、水分を0・05%以下に調整したNS−200(炭酸カルシウム:日東粉化(株)製)170部、120℃で5時間減圧乾燥し、水分を0・1%以下に調整したハクエンカCCR(脂肪酸処理炭酸カルシウム:白石カルシウム(株)製)30部、キシレン80部、ジオクチルフタレート90部、テレフタル酸とDOPを重量比で1:1でロールミキサーを用いて予め混合したペースト10部、サリチル酸0.6部及びウレタンプレポリマー(a−1−4)290部、オキサゾリジン含有ウレタンプレポリマー(OXZ−1)210部を加え均一に混合した後、60トールの減圧下で脱泡して湿気硬化型ウレタンコンパウンド(AB−1)を得た。
エポキシ当量が188なるビスフェノールA型エポキシ樹脂の40重量部と、ひまし油脂肪酸の60重量部とを、トリフェニルフォスフィンの0.2重量部の存在下に、窒素バブリングしながら110℃で15時間反応させて、酸価0.1、水酸基当量265のビスフェノール変性活性水素化合物(b−2−1)を得た。
ビスフェノール変性活性水素化合物(b−2−1)の48部、水酸基当量350のひまし油(ユーリックH−35:伊藤製油(株)製)の52部、炭酸カルシウム(NN#500:日東粉化(株)製)50部、顔料10部、活性アルミナ粉末(BK−112:住化アルケム(株)製)40部をプラネタリーミキサーを用い真空脱泡しながら均一混合し、ポリオールコンパウンド(B−1)を得た。
<クラック追従性試験>
住宅都市整備公団KMK法に準拠。実施例で得られた構造体について、ゼロスパンからの引張りでスパン幅が何mmに拡大した時に被覆構造体が破断するかを測定した。
30×30cmのスレート板の上にウレタンプレポリマーからなるプライマー層、本発明の下層用材料及び上層用材料を35℃85%条件下にて塗布、養生させ、翌日塗膜表面の発泡レベルを確認した。塗布面積に対する発泡面積の割合を評価した。
30×30cmのスレート板の表面に予めプライマー層としてプライアデックT−117(大日本インキ化学工業(株)製)を200g/m2塗布した後、下層としてウレタンプレポリマー(a−1−1)と活性水素化合物(a−2−1)を重量比1:1で攪拌混合、1.5kg/m2塗布し、養生した。翌日、上層としてミリオネートMR−200(クルードMDI:日本ポリウレタン(株)製)とポリオールコンパウンド(B−1)を重量比1:4で攪拌混合、1.5kg/m2を塗布し、養生することで、上下層からなる構造体が積層された基盤を得た。
このスレート板とプライマー層と上下層からなる積層物を試験体として、クラック追従性試験及び表面性試験を行った。
ウレタンプレポリマー(a−1−1)と活性水素化合物(a−2−1)の代わりに、下層としてウレタンプレポリマー(a−1−2)、活性水素化合物(a−2−2)を重量比1:1で用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、得られた被覆構造物を試験体として、クラック追従性試験及び表面性試験を行った。
ウレタンプレポリマー(a−1−1)と活性水素化合物(a−2−1)の代わりに、下層としてミリオネートMR−200(クルードMDI:日本ポリウレタン(株)製)とポリオールコンパウンド(B−1)を重量比1:4で用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、得られた被覆構造物を試験体として、クラック追従性試験及び表面性試験を行った。
ウレタンプレポリマー(a−1−1)と活性水素化合物(a−2−1)の代わりに、下層として湿気硬化型ウレタンコンパウンド(AB−1)を用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、得られた被覆構造物を試験体として、クラック追従性試験及び表面性試験を行った。
ウレタンプレポリマー(a−1−1)と活性水素化合物(a−2−1)の代わりに、下層としてウレタンプレポリマー(a−1−3)と活性水素化合物(a−2−3)を重量比1:2で用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行い、得られた被覆構造物を試験体として、クラック追従性試験及び表面性試験を行った。
Claims (3)
- ショアーA硬度が85以上でかつ伸度が200%以上のポリウレタン樹脂を含む下層(A)とショアーD硬度が50以上のポリウレタン樹脂を含む上層(B)の少なくとも二層から構成されてなるウレタン系被覆構造体。
- 前記下層(A)が、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a−1)、活性水素を有する化合物(a−2)、活性アルミナ粉末(a−3)を必須成分として硬化してなる請求項1記載のウレタン系被覆構造体。
- 前記上層(B)が、ポリイソシアネート化合物(b−1)、ビスフェノール変性活性水素化合物(b−2)、天然油もしくはその誘導体(b−3)、活性アルミナ粉末(a−3)を必須成分として硬化してなる請求項1又は2記載のウレタン系被覆構造体。
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