JP4621189B2 - Frp防水層用ラジカル重合性遮熱塗料、それを用いた遮熱層の形成方法及びfrp防水・遮熱構造体 - Google Patents
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Description
即ち、本発明は、(A)イソホロンジイソシアネート系ウレタン(メタ)アクリレート樹脂及びポリエステル(メタ)アクリレート樹脂からなる群から選択される少なくとも1種類の樹脂 100質量部に対して、(B)常圧で140℃以上の沸点を有し且つ80℃以上の引火点を有する非水溶性ラジカル重合性不飽和単量体 50〜150質量部と、(C)金属酸化物系着色顔料 20〜200質量部とを含むFRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料である。
FRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料のCIAQ(Composite index of Air Quality)値は30以下であることが好ましい。
FRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料は、有機過酸化物と有機コバルト塩及び芳香族三級アミンから選択される還元剤との組み合わせを更に含むことが好ましい。
また、本発明は、上記FRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料を、コンクリート、アスファルトコンクリート、モルタル、木材及び金属からなる群から選択される少なくとも1つの下地の上に形成されたFRP防水層上に塗布することを特徴とする遮熱層の形成方法である。
また、本発明は、コンクリート、アスファルトコンクリート、モルタル、木材及び金属からなる群から選択される少なくとも1つの下地の上に、FRP防水層と請求項1〜6の何れか一項に記載のFRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料を硬化させて得られる遮熱層とが順次積層されていることを特徴とするFRP防水・遮熱構造体である。
本発明のFRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料は、必須成分として、(A)不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂及びポリエステル(メタ)アクリレート樹脂からなる群から選択される少なくとも1種類の樹脂と、(B)非水溶性ラジカル重合性不飽和単量体と、(C)着色顔料とを含むことを特徴とする。このFRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料のCIAQ値は30以下であることが好ましく、20以下であることが更に好ましい。
(不飽和ポリエステル樹脂)
本発明における不飽和ポリエステル樹脂としては、多価アルコールと不飽和多塩基酸及び/又はその酸無水物(及び必要に応じて飽和多塩基酸及び/又はその酸無水物)とのエステル化反応により得られる従来公知のものを制限なく用いることができる。ここで、原料として飽和多塩基酸及び/又はその酸無水物を用いる場合には、補強層の耐熱性及び耐水性を向上させる観点から、不飽和多塩基酸及び/又はその酸無水物の総量を、全酸成分の50モル%以上とすることが望ましい。このような公知の不飽和ポリエステル樹脂は、例えば、「ポリエステル樹脂ハンドブック」(日刊工業新聞社、1988年発行)及び「塗料用語辞典」(色材協会編、1993年発行)などに記載されている。
ここで多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物などが挙げられる。不飽和多塩基酸及びその酸無水物としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸などが挙げられる。飽和多塩基酸及びその酸無水物としては、例えば、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、アジピン酸、セバチン酸などが挙げられる。
上記原料から得られる不飽和ポリエステル樹脂の中でも、塗料硬化物の耐水性を考慮すると、イソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂及びテレフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂が好ましい。
本発明におけるビニルエステル樹脂は、エポキシアクリレート樹脂と呼ばれることもあり、エポキシ化合物とアクリル酸又はメタクリル酸とのエステル化反応により得られる従来公知のものを制限なく用いることができる。このような公知のビニルエステル樹脂は、例えば、「ポリエステル樹脂ハンドブック」(日刊工業新聞社、1988年発行)及び「塗料用語辞典」(色材協会編、1993年発行)などに記載されている。
上記原料から得られるビニルエステル樹脂の中でも、塗料硬化物の靭性や伸び率を考慮すると、ビスフェノールA型ビニルエステル樹脂が好ましい。
本発明におけるウレタン(メタ)アクリレート樹脂は、例えばポリイソシアネートとポリヒドロキシ化合物あるいは多価アルコール類とを反応させた後、更に水酸基含有(メタ)アクリル化合物及び必要に応じて水酸基含有アリルエーテル化合物を反応させることによって得ることができるラジカル重合性不飽和基含有オリゴマーである。また、水酸基含有(メタ)アクリル化合物とポリヒドロキシ化合物あるいは多価アルコール類とを反応させた後、更にポリイソシアネートを反応させてもよい。
本発明におけるポリエステル(メタ)アクリレート樹脂とは、(1)飽和多塩基酸及び/または不飽和多塩基酸と多価アルコールから得られる末端カルボキシル基のポリエステルにα,β−不飽和カルボン酸エステル基を含有するエポキシ化合物を反応して得られる(メタ)アクリレート、(2)飽和多塩基酸及び/または不飽和多塩基酸と多価アルコールから得られる末端カルボキシル基のポリエステルに水酸基含有アクリレートを反応させて得られる(メタ)アクリレート、(3)飽和多塩基酸及び/または不飽和多塩基酸と多価アルコールから得られる末端水酸基のポリエステルに(メタ)アクリル酸を反応して得られる(メタ)アクリレートである。
上記原料から得られるポリエステル(メタ)アクリレート樹脂の中でも、耐水性及び耐久性を考慮すると、ビスフェノールA型ポリエステル(メタ)アクリレート樹脂が好ましい。
一般的なCIAQ値の目安は、表1のように示される。
その他、公知の有機過酸化物を使用してもよい。その例としては、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアリルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネートに分類されるものであり、またアゾ化合物も有効である。具体例としては、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5ートリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5ービス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシンー3、3ーイソプロピルヒドロパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジクミルヒドロパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、イソブチルパーオキサイド、3,3,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスカルボンアミド等を挙げることができる。
そして、本発明によるFRP防水・遮熱構造体は、上述した下地と、FRP防水層と、遮熱層とが順次積層されているものである。
[実施例1]
(ラジカル重合性樹脂の合成例)
攪拌器、還流冷却管、気体導入管及び温度計を備えた5Lの4つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート 444質量部、クラレポリオールP−1020(株式会社クラレ製ポリエステルポリオール:重量平均分子量1000) 1000質量部、ジブチル錫ジラウレート 0.15質量部を仕込み、60℃で4時間攪拌して反応させた。次いで、その反応物に、2−ヒドロキシエチルメタクリレート 260質量部を2時間かけて滴下しながら攪拌し、滴下終了後5時間攪拌して反応させることによってウレタンメタクリレート樹脂を得た。次いで、このウレタンメタクリレート樹脂に(B)成分としてのジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート 1704質量部を添加し、ウレタンメタクリレート樹脂組成物((A)+(B)成分)を得た。
(ラジカル重合性遮熱塗料の調製)
上記で得られたウレタンメタクリレート樹脂組成物に、(C)成分としてのJR−1000(テイカ株式会社製 赤外線遮蔽酸化チタン) 20質量部、BLUE AA−200(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 3.0質量部、BLOWN AR−300(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 0.5質量部、YELLOW AY−15(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 0.5質量部及びBLACK AG−235(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 5.0質量部、揺変剤としてのアエロジル200(日本アエロジル株式会社製 親水性シリカ) 2.0質量部、ならびにワックス類としてのパラフィンワックス125°F 0.5質量部を添加し、25℃における粘度が2.0Pa・sのラジカル重合性遮熱塗料(T−1)を得た。
(ラジカル重合性樹脂の合成)
攪拌器、還流冷却管、気体導入管及び温度計を備えた5Lの4つ口フラスコに、イソホロンジイソシアネート 444質量部、アクトコールP−22(三井武田ケミカル株式会社製 ポリエーテルポリオール:重量平均分子量1000) 1000質量部、ジブチル錫ジラウレート 0.15質量部を仕込み、60℃で4時間攪拌して反応させた。次いで、その反応物に、2−ヒドロキシエチルメタクリレート 260質量部を2時間かけて滴下しながら攪拌し、滴下終了後5時間攪拌して反応させることによってウレタンメタクリレート樹脂を得た。次いで、このウレタンメタクリレート樹脂に(B)成分としてのフェノキシエチルメタクリレート 1704質量部を添加し、ウレタンメタクリレート樹脂組成物((A)+(B)成分)を得た。
(ラジカル重合性遮熱塗料の調製)
上記で得られたウレタンメタクリレート樹脂組成物に、(C)成分としてのJR−1000(テイカ株式会社製 赤外線遮蔽酸化チタン) 10質量部、BLUE AA−200(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 6.0質量部、BLOWN AR−300(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 1.0質量部、YELLOW AY−15(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 1.0質量部及びBLACK AG−235(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 4.0質量部、揺変剤としてのアエロジル200(日本アエロジル株式会社製 親水性シリカ) 2.0質量部、ならびにワックス類としてのパラフィンワックス125°F 0.5質量部を添加し、25℃における粘度が1.5Pa・sのラジカル重合性遮熱塗料(T−2)を得た。
(ラジカル重合性樹脂の合成)
攪拌器、還流冷却管、気体導入管及び温度計を備えた3Lの4つ口フラスコに、アクトコールDIOL−400(三井武田ケミカル株式会社製 ポリプロピレングリコール 重量平均分子量400) 805質量部、ジプロピレングリコール 424質量部、イソフタル酸 287質量部を仕込み、窒素雰囲気中で220℃まで昇温し15時間反応させた。酸価が9.0となったところで冷却し、無水マレイン酸 392質量部を添加し、205℃で3時間反応させた。酸価が78になったところで100℃まで冷却し、乾燥空気下でブレンマーG(日本油脂株式会社製 グリシジルメタクリレート) 280質量部、ハイドロキノン 0.3質量部、トリフェニルフォスフィン 3.0質量部を添加し、120℃で3時間反応させた。酸価が15となった段階で冷却し、100℃で(B)成分としてのフェノキシエチルメタクリレート 2188質量部を添加し、ポリエステルメタクリレート樹脂組成物((A)+(B)成分)を得た。
(ラジカル重合性遮熱塗料の調製)
上記で得られたポリエステルメタクリレート樹脂組成物に、(C)成分としてのJR−1000(テイカ株式会社製 赤外線遮蔽酸化チタン) 10質量部、BLUE AA−200(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 4.0質量部、BLOWN AR−300(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 0.3質量部、YELLOW AY−15(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 0.3質量部及びBLACK AG−235(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 4.0質量部、揺変剤としてのアエロジル200(日本アエロジル株式会社製 親水性シリカ) 2.0質量部、ならびにワックス類としてのパラフィンワックス125°F 0.5質量部を添加し、25℃における粘度が2.2Pa・sのラジカル重合性遮熱塗料(T−3)を得た。
(ラジカル重合性樹脂の合成)
ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート 1704質量部の代わりにスチレンモノマー 1704質量部を反応終了後に添加する以外は実施例1と同様の操作を行い、ウレタンメタクリレート樹脂組成物を得た。
(ラジカル重合性遮熱塗料の調製)
上記で得られたウレタンメタクリレート樹脂組成物に、チタンR−820(石原産業株式会社製 酸化チタン) 10質量部、BLUE AA−200(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 4.0質量部、BLOWN AR−300(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 0.3質量部、YELLOW AY−15(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 0.3質量部、BLACK AG−235(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 4.0質量部、アエロジル200(日本アエロジル株式会社製 親水性シリカ) 2.0質量部及びパラフィンワックス125°F 0.5質量部を添加し、25℃における粘度が1.0Pa・sのラジカル重合性遮熱塗料(T−4)を得た。
(ラジカル重合性樹脂の合成)
フェノキシエチルメタクリレート 1704質量部の代わりにメチルメタクリレート 1704質量部を反応終了後に添加する以外は実施例2と同様の操作を行い、ウレタンメタクリレート樹脂組成物を得た。
(ラジカル重合性遮熱塗料の調製)
上記で得られたウレタンメタクリレート樹脂組成物に、R−820(石原産業株式会社製 酸化チタン) 1.0質量部、KR−8A−1102グレー(住化カラー株式会社製 グレートナー) 5.0質量部、アエロジル200(日本アエロジル株式会社製 親水性シリカ) 2.0質量部及びパラフィンワックス125°F 0.5質量部を添加し、25℃における粘度が0.5Pa・sのラジカル重合性遮熱塗料(T−5)を得た。
(ラジカル重合性樹脂の合成)
フェノキシエチルメタクリレート 1704質量部の代わりに2−ヒドロキシエチルメタクリレート 1704質量部を反応終了後に添加する以外は実施例2と同様の操作を行い、ウレタンメタクリレート樹脂組成物を得た。
(ラジカル重合性遮熱塗料の調製)
上記で得られたウレタンメタクリレート樹脂組成物に、R−820(石原産業株式会社製 酸化チタン) 1.0質量部、KR−8A−1102グレー(住化カラー株式会社製 グレートナー) 5.0質量部、アエロジル200(日本アエロジル株式会社製 親水性シリカ) 2.0質量部及びパラフィンワックス125°F 0.5質量部を添加し、25℃における粘度が10Pa・sのラジカル重合性遮熱塗料(T−6)を得た。
エピコート828(油化シェルKK製エポキシ樹脂:エポキシ当量188)に、チタンR−820(石原産業株式会社製 酸化チタン) 10質量部、BLUE AA−200(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 4.0質量部、BLOWN AR−300(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 0.3質量部、YELLOW AY−15(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 0.3質量部及びBLACK AG−235(川村化学株式会社製 赤外線反射顔料) 4.0質量部添加し、25℃における粘度が20Pa・sのエポキシ系遮熱塗料(T−7)を得た。
[臭気確認]
実施例1〜3及び比較例1〜4で得られた塗料それぞれをポリエチレン製の500ccカップに300g入れ、CIAQ値を測定した。測定はGASTECH CO.,LTD製臭いセンサーOT−300を用いた。結果を表2に示した。
実施例1〜3及び比較例1〜3で得られた塗料 100質量部に対して、硬化剤328E 1.0質量部及び8%オクチル酸コバルト 1.0質量部を添加した後、これらを23℃の環境下で、30cm×30cm×4cmのコンクリート板上に施したFRPライニング表面に塗布し、乾燥性を評価した。プライマーにはリポキシNSR−112(昭和高分子株式会社製:低臭気ビニルエステル樹脂)を用い、FRPライニングはリゴラックKRN−880(昭和高分子株式会社製:低臭気FRP防水用不飽和ポリエステル樹脂)で行った。また、比較例4で得られた塗料 100質量部に対して、硬化剤であるジエチレントリアミン 10質量部を添加して、同様に23℃乾燥性試験を行った。
なお、評価は指触で行ない、3時間以内:○、3〜6時間:△、6時間以上:×とした。結果を表2に示した。
実施例1〜3及び比較例1〜3で得られた塗料 100質量部それぞれに対して、硬化剤328E(化薬アクゾ株式会社製) 3.0質量部及び8%オクチル酸コバルト 3.0質量部を添加した後、これらを5℃の環境下で、30cm×30cm×4cmのコンクリート板上に施したFRPライニング表面に塗布し、乾燥性を評価した。プライマーにはリポキシNSR−112(昭和高分子株式会社製:低臭気ビニルエステル樹脂)を用い、FRPライニングはリゴラックKRN−880(昭和高分子株式会社製:低臭気FRP防水用不飽和ポリエステル樹脂)で行った。また、比較例4で得られた塗料 100質量部に対して、硬化剤であるジエチレントリアミン 10質量部を添加して、同様に5℃乾燥性試験を行った。評価法は23℃乾燥性試験と同様とした。結果を表2に示した。
実施例1〜3及び比較例1〜3で得られた塗料 100質量部それぞれに対して、硬化剤328E(化薬アクゾ株式会社製) 1.0質量部及び8%オクチル酸コバルト 1.0質量部を添加し、攪拌後脱泡した。3mmの厚さになるように5mm厚のガラス板の間に注入後、23℃雰囲気中に24時間放置し硬化させた。硬化後120℃で2時間アフターキュアを行ない、JIS K 7206に準じて吸水率測定を行った。比較例4で得られた塗料 100質量部に対して、硬化剤であるジエチレントリアミン 10質量部を添加して、同様に吸水率測定を行った。結果を表2に示した。
23℃乾燥性試験で作製した試験体に、標準黒色板表面温度が70℃となるように調整したハロゲン光を1時間照射した際の表面温度を測定した。ハロゲン光の照射には(株新興製作所製 CHL−500B)を使用した。塗装表面温度はHFT−50(安立計器株式会社製 表面温度計)を用いた。結果を表2に示した。
23℃及び5℃乾燥性試験で作製したそれぞれの試験体の表面に、4cm×4cmの金属製接着冶具を張り付け、建研式接着試験を実施した。結果を表2に示した。
Claims (6)
- (A)イソホロンジイソシアネート系ウレタン(メタ)アクリレート樹脂及びポリエステル(メタ)アクリレート樹脂からなる群から選択される少なくとも1種類の樹脂 100質量部に対して、(B)常圧で140℃以上の沸点を有し且つ80℃以上の引火点を有する非水溶性ラジカル重合性不飽和単量体 50〜150質量部と、(C)金属酸化物系着色顔料 20〜200質量部とを含むことを特徴とするFRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料。
- CIAQ(Composite index of Air Quality)値が30以下であることを特徴とする請求項1に記載のFRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料。
- 前記(B)成分が、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートからなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1または2に記載のFRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料。
- 有機過酸化物と有機コバルト塩及び芳香族三級アミンから選択される還元剤との組み合わせを更に含むことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のFRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載のFRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料を、コンクリート、アスファルトコンクリート、モルタル、木材及び金属からなる群から選択される少なくとも1つの下地の上に形成されたFRP防水層上に塗布することを特徴とする遮熱層の形成方法。
- コンクリート、アスファルトコンクリート、モルタル、木材及び金属からなる群から選択される少なくとも1つの下地の上に、FRP防水層と請求項1〜4の何れか一項に記載のFRP防水層用ラジカル重合性遮熱塗料を硬化させて得られる遮熱層とが順次積層されていることを特徴とするFRP防水・遮熱構造体。
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