JPS59176380A - 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（こすぐれた弾性シー
ラント（こ関する。

建造物などの目地に充填するシーラントは、目地を構成
する部材なとの熱的変化なと（こ応して伸縮できるよう
に低モジュラスで高伸ひといつ弾性特性を有しているこ
とが必要で、また水、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つプレポリマーを主剤
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
、安定剤なと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（こ、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一般にとられている
ため、インシアネート基とポリオールとの反応が充分（
こ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向（こひひ割れが生じる
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、着
色性、耐久性などに優れるという利点があるが、その反
面非弾性でかつ粘度が筒いためエマルション型もしくは
有機溶剤型のものしか得られていない。このためこの種
のシーラントを目地に充填すると熱的影響などで目地巾
が経口的に変動したときその変動に追従てきないために
亀裂が生じたり隙間が生じやすく、また充填後経口的Ｉ
こ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９こ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、ポリオキシアルキレンポリオー
ル（こ有機ジイソシアネートを反応させて得られる分子
末端（こイソ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Ａないしはインシアネート基を
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涸有するアクリル系低分子量具眼合体インシアネー
ト成分（Ｉ２１゜下、アクリル系イソシアネート成分と
いう）を主剤とし、平均分子！１，０００以上のポリオ
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（こ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Ｂｉこ、
インシアネート基と反応しうるＢ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涸有するア
クリル系低分子量共重合体を前記ポリオキシアルキレン
系インシアネート成分Ｂのインシアネート基１当量に対
してこのアクリル系低分子腋共市合体の前記官能基が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系共重合体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テアリ、
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。

しかも、硬化剤として用いるアクリル−ポリオキシアル
キレン糸共屯合体は、インシアネート基と反応しうる自
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涸有するアクリル系低分子量共重合体、すな
わち分子両末端船こ自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、性能を持っ共東合体と平均分子
量ｉ、ｏｏ。

以上のポリオキシアルキレン系インシアネート成分Ｂ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官能基を
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
モジユラスなものとなる。

また、主剤として用いるアクリル系インシアネート成分
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（こシー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は、ポリ
オキシアルキレン系インシアネート成分Ａもしくはアク
リル系インシアネート成分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］こよると、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、アクリル糸成分との比率を広範
囲で変えることができ、また主剤のポリオキシアルキレ
ン系インシアネート成分Ａないしはアクリル系インシア
ネート成分と硬化剤を得るため番こ用いるポリオキシア
ルキレン系インシアネート成分Ｂおよびアクリル系低分
子量共重合体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。

主剤として用いるポリオキシアルキレン系インシアネー
ト５分Ａは、多価アルコールとアルキレンオキシドとを
４１合させて得られた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ること］こよって得
られる。このポリオキシアルキレンポリオールの平均分
子量は３００〜６．０００才呈度かよい。

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ハフなどか挙げられるが
、好ましくはエチレングリコール、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の末端にイソシア
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−ト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ンア
ネート等か挙げられる。

また、主剤として用いるアクリル系イノシアネート成分
としては、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
と反応しうる白′能基を１個有する不飽和単量体（す、
下、３単量体という）とｂ）　（メタ）アクリル酸アル
キルエステル５０〜１００ｆｉｉｔ％およびこれと共重
合可能な不飽和単量体５０〜０徂量％からなる単量体混
合物（以下、ｂｌ量体という）とを共重合させて得られ
るイソシアネート基と反応しうる官能基を分子末端薯こ
平均約１個および分子内の任意の位置（こ平均約１個も
つアクリル系低分子端共屯合体に有機ジイソシアネート
を反応させること（こよって得られる。

前記のインシアネート基と反応しつ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
始剤であり、具体的１こはアゾビスシアノバレリアン酸
、過酸化シュウ酸、アゾヒスシアノペンタノールなどが
挙げられる。

また、イソ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、水酸基またはアミ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（こ由来するイソシ
アネート基と反応しうる官能基が平向約１個導入され、
この共重合体の平均分子量が低すきたり高すぎたりしな
いように、１）単量体１００＠量部に対して０，３〜２
０市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（こはアクリル酸、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−エチルブチノペ２−エチルヘキシルなどアルキル
エステルのうち１種または２種以上を１００〜５０ｆｆ
ｉ量％およびこれらと共重合可能な他の単量体、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、
メチルメタクリレート、スチレン、アクリルアミド等を
Ｏ〜５０市量％含むものである。この共重合用能な他の
単量体が５０眼量％を越えると耐映性が低くなるため好
ましくない。

Ｊ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＠を体の使用量の１／１ｏ〜１７５００モルとなる
範囲で重合度と頃合性比を勘案して、アクリル系低分子
量共重合体の分子内の任１区の位置にａ＠ｍ体に由来す
るイソシアネート基と反応しうる酊能基が平均約１個導
入されるように決定される。

前記のアクリル糸部分子量共歌合体は、上述した所定量
の取合開始剤ないしは連鎖移動剤の存在下に所定量のａ
唯量体とｂｌ量体とを常法１こ準じて共重合して得られ
る。取合はランカル鍾合であり、例えばベンゾイルパー
オキサイド、α・α′−アソビスイソブチロニ１−リル
などの通常の取合開始剤を使用するが、上記の特定の取
合開始剤を使用する場合（こは、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Ｉこ塊状置台を行うこと
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ｌｉ量体が残存しないように温度、時間など
の頃合条件を調節して行う。

このようにして得られたアクリル系低分子量共重合体に
有機ジイソシアネートを反応させること番こよってアク
リル系インシアネート５分か得られる。この有機ジイソ
シアネートとしては、ポリオキシアルキレン系イソシア
ネート成分番こおいて例示したものが同様（こ用いられ
る。このアクリル系インシアネート成分は液状であれは
その平均分子量は特に制限されないか、好ましくは１，
５００〜６．０００のものを使用するのがよい。

この発明における硬化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は、ポリオキシアルキレン系
イソシアネート成分Ｂとアクリル系低分子量共重合体と
を反応させて得られる。

ここで用いるポリオキシアルキレン系イソシアネート成
分Ｂは、主剤（こおけるポリオキシアルキレン系インシ
アネート成分Ａにおいて例示したポリオキシアルキレン
ポリオールのうち平均分子量が１，０００以上、好まし
くは２．０００以上のものにイソシアネート成分へにお
いて例示したと同様の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。

ここで用いるポリオールの分子量が１，０００より低い
と、弾性シーラントのモンユラスが高くなるため好まし
くない。また、このポリオールは２占能のものが好まし
く用いられ、３官能以上のものを使用する場合は、平均
分子量が３．ｏｏｏｌａ上のものを使用するのが好まし
い。

また、アクリル系低分子量共重合体としては、主剤のア
クリル系インシアネート成分（こおいて示したイソシア
ネート基と反応しうる占能基を分子末端（こ平均約１個
および分子内の任意の位置に平均綿１涸有するアクリル
系低分子量共重合体と同様のものが使用できる。

前記インシアネート成分Ｂ（ここのアクリル系低分子量
共重合体を、インシアネート成分Ｂのインシアネート基
１当量に対してこの共重合体の醒能基が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ンシア
ネート基と共重合体の官能基を反応させることによりこ
の発明の硬化剤が得られる。

この発明の弾性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は、目的に応じて広範囲
で変えることかできるが、通常は主剤と硬化剤の合計量
中アクリル系成分が１５〜９５取量％となるようにする
のか好ましい。シーラント中のアクリル系成分が少なす
きるとシーラントノアクリル系弾性体としての特性か低
く耐候性１こ劣るため好ましくない。また、これが多す
き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。

また、この発明１こおける主剤と硬化剤の配合割合は、
通常は主剤中の・インシアネート基１当量に対して硬化
剤中のインシアネート基と反応しつる官能基が０．７〜
１．１当量となるよう（こするのかよい゛。

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重量部（こ対して３０〜２００市１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
くく、また多すきると硬化物の伸びか悪くなるため好ま
しくない。

また、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１萬化合物、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
１ｏＯ咀ｆｉｔ部に対して０．０１〜５暇量部とする。

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
クリル糸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（こすぐれ、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、経口的番こも亀裂
を生じることかない。

次（こ、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＠置部を意味する。また、％とあるのは重量
％を意味する。

実施例１ アクリル酸ｎ−ブチル１００部、アクＩＪ　Ｏ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
製した。

この配合組成物のうち３０％を２００　ＣＣ四つロフラ
スコに入れ、攪拌しっつ７ラスコ内を窒素置換しながら
内容物を７０°Ｃまて加熱した。約６０分間窒素置換し
たのち゛、α・α′−アゾビスイソブチロニトリル０．
１部を加えるとすみゃか（こ発熱が始まった。この発熱
がやや緩やか（こなってから上記配合組成物の残り番こ
α・α′−アゾビスイソブチロニｌ−ＩＪ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組
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は
重合率１００％、Ｂ型回転粘度計（こよる粘度が１５０
ポイズ（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２０３
であった。

分子！３．ｏｏｏのポリプロピレングリコール２゜部を
減圧加熱して充分に脱水したのち、これ１こジブチルチ
ンジラウレートｏ、ｏｏｉ部を加え、充分（こ攪拌した
後２・４−トリレンジイソシアネート２．４部を加え、
攪拌しなから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分子末端にイソシア
ネート基が導入されたポリプロピレングリコール糸イソ
シアネート成分を得た。

このインシアネート成分２０部に、上記のアクリル系低
分子量共重合体を脱水処理したもの１００部を加え、６
５°Ｃで５時間反応させてアクリル−ポリプロピレング
リコール系共重合体を碍、これをこの発明の弾性シーラ
ントにおける硬化剤とした。

この硬化剤１２０部（こ、炭酸カルシウム１３０部、二
酸化チタン３０部、ディスパロン３６０ＯＮ（捕水化成
社製ポリエーテル・エステル型界面活性剤）２部、ジブ
チルチンジラウレート０．２部を配合し、ニーダ−によ
り夛備混合したのちさらに３本ロールにより混練し、こ
の発明の弾性シーラントの硬化剤配合系とした。

主剤として、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ｔｌられたポリオキシアル
キレン糸イソシアネート成分（成田薬品社製タケネート
Ｌ−１０３２、インシアネート基含量２．８５％）を用
い、この主剤１００部に対して前記の硬化剤が約２８０
部となるように、この主剤１５部に硬化剤配合１ｉｏｏ
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３部、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実施例１と
同様にしてアクリル系低分子量共重合体を得た。

このアクリル系低分子量共重合体は重合率１００％、Ｂ
型回転粘度計「こよる粘度か８ｏポイズ（３０°Ｃ１２
ｒｐｍ）、蒸気圧浸透法１こよる分子量が４，２００゜
１分子あたりの水酸基数が２．０８であった。

分子ｉｔ４，０００のポリプロピレンクリコール４０部
、４・４′−ジフェニルメタンジイソシアネート５．５
部を用いて実施例１と同様（こしてポリプロピレングリ
コール系インシアネート成分を得た。

このインシアネート成分４０部に、上記のアクリル系低
分子量共重合体９２部を加えて、実施例１と同様にして
アクリル−ポリプロピレングリコール糸共重合体を得、
これをこの発明の弾性シーラントの硬化剤とした。

この硬化剤１５０部に、炭酸カルシウム１５０部、二酸
化チタン２０部、デイスパロン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た。

主剤として、上記のアクリル系低分量共重合体１００部
を脱水した後、２・４−トリレンジイソシアネート８．
５部、ジブチルチンジラウレート０．００２部を加え、
７０°Ｃで５時間反応させて得られたアクリル系低分子
量共は合体インシアネート成分（インシアネート基含量
２．０５ｉ量％）を用いた。

この主剤１００部に対して前記の硬化剤が約１１８部と
なるよう（こ、この主剤４０部にＮ’Ｊ　ＭＷの硬化剤
配合系１００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（こついて
、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Ｏｍｍであり、
汚染性か無かった。また、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１こついて硬
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）　　ポリオキシアルキレンポリオール（こ有機ジ
   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
   アネート基を有するポリオキシアルキレン系イソシアネ
   ート成分Ａないしはイソシアネート基を分子末端（こ平
   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屯合体イソシアネート１分を主剤
   とし、平均分子量１．０ＯＣ１ｔ上のポリオキシアルキ
   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有するポリ
   オキシアルキレン系インシアネート成分Ｂに、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
   部分子針共重合体を前記ポリオキシアルキレン系イソシ
   アネート成分Ｂのイソシアネート基１当量に対してこの
   アクリル系低分子量共重合体の前記官能基が２〜４当量
   となる割合で反応させてｉ尋られるアクリル−ポリオキ
   シアル千レン系共重合体を硬化剤とする弾性シーラント
   。