JPS6028482A - 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、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
分子末端にイソ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一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て、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、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。このためこの種
のシーラントを目地妬充填すると熱的影響などで目地ｌ
］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、また充填後経口的
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、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約１個有す
るアクリル系低分子量共重合体イソシアネート成分とポ
リオキシアルキレンポリオールＡとを、このポリオール
Ａの水酸基１当量に対して前記の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系共重合体イ
ンシアネート成分を主剤とし、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
意の位置に平均約１個有するアクリル系低分子量共重合
体（以下、アクリル系低分′子量共重合体Ｂという）な
いしはポリオキシアルキレンポリオール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り、
かつアクリル系弾性体としての性質を持つだめ耐候性が
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、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
基を分子末端に平均約４個および分子内の任意の位置に
平均約１個有するアクＩＪ　）し系低分子量共重合体イ
ンシアネート成分（以下、アクリル系インシアネート成
分という）、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
合体とポリオキシアルキレンポリオールＡ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ンシアネート基を
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。

まだ、硬化剤として用いるアクリル系低分子量共重合体
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
シアルキレン系共重合体インシアネート成分は、アクリ
ル系インシアネート成分とポリオキシアルキレンポリオ
ールＡとを反応させて得られる。

ここで用いるアクリル系イン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個もつアクリル系低分子量共重
合体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。

前記の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、具体的にはアゾビスシアノバレリアン酸、
過酸化シュウ酸、アソヒスシアノペンタノールなどが挙
けられる、。

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、水酸基またはアミン
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Ａの分子末端
にこの重合開始剤ないしけ連鎖移動剤に由来するインシ
アネート基と反応し・）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きたりし
ないように、ｂ単量体１００重量部に対して０３〜２０
重量部の範囲とするのがよい。

次に、ｎ’Ｉ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、具体的にはアクリル酸、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−ヒドロキシ左チルなどが挙げら
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−エチルヘキシルなどのアルキ
ルエステルのうち１種または２種以上を１００〜５０重
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％を超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単量体の使用量のし１０〜毬００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Ａ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Ａば、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ｂ単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り、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。

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
に有機ジイソシアネートを反応させることによってアク
リル系イソシアネート成分が得られる。この有機ジイソ
シアネートとしては特に制限はなく、具体的にば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
イソシアネート等が挙けられる。

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が、好ましくは１，５０
０〜６，０００のものを使用するのがよい。

このアクリル系イソシアネート成分と反応させるポリオ
キシアルキレンポリオールＡは、多価アルコール−とア
ルキレンオキシドとを重合させることにより得られる。

このポリオールＡの平均分子量は３００〜６．０００種
度がよい。

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パンなどが挙けられるが
、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、ク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種以りの混合で用いる
。

前記アクリル系イソシアネート成分にポリオキシアルキ
レンポリオールＡを、このポリオールＡの水酸基１当量
に対して前記イソシアネート成分のインシアネート基が
２〜４当量となるように添加し、加熱もしくは触媒を添
加して水酸基とインシアネート基とを反応さぜることに
よりこの発明における主剤のアクリル−ポリオキシアル
キレン系共重合体イソ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、ア
クリル系低分子量共重合体Ｂもしくはポリオキシアルキ
レンポリオール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、また主剤のアクリル−ポリオキシア
ルキレン系共重合体インシアネート成分と硬化剤として
用いるアクリル系低分子量共重合体Ｂおよびポリオキシ
アルキレンポリオールＢとの組み合わせによりシーラン
トに種々の性質を持だぜることができる。

前記のアクリル系低分子共重合体Ｂけ、主剤を得る際に
用いるアクリル系イソシアネート成分を得るだめに使用
するアクリル系低分子量共重合体Ａと同様にして得るこ
とができる。

まだ、ポリオキシアルキレンポリオールＢは、主剤を得
る際に用いるポリオキシアルキレンポリオールＡと同様
にして得ることができる。ただし、このポリオールＢと
しては２官能のものが好ましく用いられる。

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
きるとシーラントのアクリル系弾性体としての特性が低
く耐候性に劣るだめ好ましくない。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、この発明に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うる官能基が０７〜１１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」ニさせるも
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けられる。この添加量
は、硬化剤１００重量部に対して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。

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だめ耐候性、
ｍｌ久性、耐熱性などにすくれ、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。まだ、％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、アクリロニトリル１０
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。

こ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°Ｃまで加熱した。約６０分間窒素置換した
のち、α・α′−アゾビスイソブチロニトリル０１部を
加えるとすみやかに発熱が始まった。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りにα・α′−ア
ゾビスイソブチロニトリル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だ。

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ポ
イズ（３０°Ｃ，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２０６であ
った。

このアクリル系低分子量共重合体Ａ１００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０００１部を加え、充分に撹拌しだ後２・４−トリ
レンジイソシアネート１５７部を加え、撹拌しなから６
５°Ｃに加温した。約５時間で反応が終了し、前記共重
合体Ａにインシアネート基が導入されたアクリル系イソ
シアネート成分（インシアネート基含量、３１％）を得
た。

このインシアネート成分１００部に、分子量」。

０００のポリプロピレングリコールを脱水処理しだもの
１４３部を加え、６５°Ｃて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成分
（インシアネート基含量：１８％）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。

一方、アクリル酸ｎ−ブチル】００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１３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量共重合体Ａを得るのと
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ポイズ（３０°Ｃ，２ｒｐｍ）、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。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た。

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（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０２部を配合し、ニーダ−により予
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だ。

前記の主剤１００部に対してこの硬化剤配合系３２０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５ｂβ
、アクリル酸２−ヒドロキシエチル４．５　ｍ、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１００％、
Ｂ型回転粘度計による粘度が３５ポイズ（３０°Ｃ，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。

この共重合体Ａ１００部を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０００１部を加え
て充分に撹拌し、次いて２・４−トリレンジイソシアネ
ート１３２部を加えて撹拌しながら６５℃まで加温した
。約５時間で反応か終了し、アクリル系インシアネート
成分（インシアネート基含量：２．７％）を得た。この
インシアネート成分］、　Ｏ０部に分子量１，０００の
ポリプロピレングリコール６部とポリ（オキシプロピレ
ン）系トリオール４部とを加えて、６５℃で５時間反応
させ、アクリル−ポリオキンプロピレン系共重合体イン
シアネート成分（インシアネート基含量：１６％）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型回転粘度計に
よる粘度が８０ポイズ（３０℃、２　ｒｐｍ）、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２０８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０２部を配合し、ニ
ーグー、３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１４０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Ｏｍｍであり、汚
染性が無かった。また、押出し性、引張接着性は次表に
示す値であった。

まだ、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）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約１個有するアクリル系低分
   子量共重合体インシアネート成分とポリオキシアルキレ
   ンポリオールＡとを、このポリオールＡの水酸基１当量
   に対して前記の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系共重合体インシアネート成分
   を主剤とし、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ないしはポリオ
   キシアルキレンポリオールＢを硬化剤とする弾性シーラ
   ント。