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JP3347763B2 - ポリウレタン系硬化性組成物 - Google Patents

ポリウレタン系硬化性組成物

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JP3347763B2
JP3347763B2 JP12142692A JP12142692A JP3347763B2 JP 3347763 B2 JP3347763 B2 JP 3347763B2 JP 12142692 A JP12142692 A JP 12142692A JP 12142692 A JP12142692 A JP 12142692A JP 3347763 B2 JP3347763 B2 JP 3347763B2
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JP
Japan
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curable composition
polyurethane
diluent
weight
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JP12142692A
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弘光 武安
崇 渡部
孝夫 土居
茂幸 小沢
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は常温にて硬化し、低モジ
ュラス、高伸度の硬化物を与える、シーリング材、防水
材として好適な硬化性組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】末端にイソシアネート基を有するポリウ
レタンプレポリマーは、それ単独で大気中の水分と反応
し硬化する一液型組成物と、活性水素化合物と混合する
ことにより硬化する二液型組成物に用いられている。
【0003】これら一液型又は二液型の硬化性組成物
は、シーリング材、防水材、床材等の建築材料や土木材
料等の分野で幅広く利用されている。近年、建築、土木
様式の多様化に伴い、より柔軟で高伸度のシーリング
材、防水材が求められている。また、これら硬化性組成
物の可塑剤や粘度低化剤として低分子量の化合物が用い
られてきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ポリウレタン系硬化性
組成物において、従来用いられてきた希釈剤のうちで、
最も一般的なものは、DOP(ジオクチルフタレー
ト)、DOA(ジオクチルアジペート)などであるが、
組成物の耐移行性、耐汚染性に問題があった。
【0005】また、希釈剤として分子量400〜300
0の高分子量体を使用する例(特開昭59−10955
3号公報)も報告されているが、低分子量の副生物が多
く含まれる系では、高温になると耐移行性に問題があっ
た。
【0006】すなわち、硬化性組成物のあらゆる使用温
度条件、すなわち、低温、常温、高温のいずれの温度の
条件を考慮した場合にも満足し得る希釈剤は存在しなか
った。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前述の問題
点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の希釈剤を
用いることにより、耐移行性に優れたウレタン弾性硬化
性組成物を得ることができることを見いだした。
【0008】すなわち、本発明は、下記式(1)で表さ
れる化合物(ポリエーテルモノオール(イ)又はその誘
導体)又は式(2)で表される化合物(ポリエーテルジ
オール(ロ)の誘導体であり、水酸基を1つ有する、ま
たは、水酸基を有していない化合物)から選ばれる希釈
剤を、イソシアネート基末端ポリウレタンプレポリマー
100重量部に対し、1〜200重量部含有することを
特徴とするポリウレタン系硬化性組成物。 R(OA)OL ・・・(1) Q(OA)ORO(AO)L ・・・(2) ただし、Rは1価の炭化水素基;Rは2価の炭化水
素基;Lは水素原子、アシル基、アルキル基、アルキル
アミノカルボニル基又はフェニルアミノカルボニル基;
Qはアシル基、アルキル基、アルキルアミノカルボニル
基又はフェニルアミノカルボニル基;Aはエチレン基、
プロピレン基及びブチレン基から選ばれる1種又は2種
以上;m、nは1以上の整数;R(OA)OHは1
≦X≦200、かつ、Y≦0.07であり、X>10の
ときはさらにY≦0.9/(X−10)であるポリエー
テルモノオール(イ);H(OA)ORO(AO)
Hは1≦X≦200、かつ、Y≦0.07であり、X
>10のときはさらにY≦0.9/(X−10)である
ポリエーテルジオール(ロ);Xは水酸基価(単位:m
gKOH/g);Yは総不飽和度(単位:meq/g)
である。
【0009】本発明において、ポリエーテルジオール
(ロ)、希釈剤として使用されるポリエーテルモノオー
(イ)は、ジエチル亜鉛、塩化鉄、金属ポルフィリ
ン、複合金属シアン化物錯体等を触媒に用いることによ
って得ることができる。通常のKOH等のアルカリ触媒
は特に高分子量体において不飽和度が高くなり適切では
ない。好ましくは、複合金属シアン化物錯体触媒が使用
される。
【0010】シアン化コバルト亜鉛−グライム等の複合
金属シアン化物錯体をポリオキシアルキレンポリオール
を製造するための触媒として使用することは公知であ
る。この複合金属シアン化物錯体触媒は、例えばEP2
83148、USP3278457、USP32784
58、USP3278459明細書などに記載されてい
る。
【0011】本発明において、ポリエーテルモノオール
(イ)、ポリエーテルジオール(ロ)は、上記の触媒の
存在下、イニシエーターにアルキレンオキシドを反応さ
せて製造される
【0012】本発明の希釈剤は具体的には下記式(1)
又は式(2)で示される化合物である。 R2(OA)m ・・・(1) Q(OA)nOR4O(AO)m ・・・(2) (R2は1価の炭化水素基。R4は2価の炭化水素基。
は水素原子、アシル基、アルキル基、アルキルアミノカ
ルボニル基又はフェニルアミノカルボニル基。Qはアシ
ル基、アルキル基、アルキルアミノカルボニル基又はフ
ェニルアミノカルボニル基。Aはエチレン基、プロピレ
ン基及びブチレン基から選ばれる1種又は2種以上。
m、nは1以上の整数。)
【0013】1価又は2価のイニシエーターに反応させ
るアルキレンオキシドとしてはエチレンオキシド、プロ
ピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド又は2,3
−ブチレンオキシドである。
【0014】イニシエーターとしては、モノ及びジヒド
ロキシ化合物、並びにこれらに比較的少量のアルキレン
オキシドを反応させて得られる目的物よりも低分子量の
ポリオキシアルキレンポリオールがある。
【0015】好ましくは、モノ及びジアルコール、モノ
及びジフェノール、並びにこれらに比較的少量のアルキ
レンオキシドを反応させて得られる目的物よりも低分子
量のポリオキシアルキレンポリオールである。
【0016】具体的には、メタノール、エタノール、プ
ロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、ブタンジオール、及びこれらにプロ
ピレンオキシドを反応して得られるポリオキシプロピレ
ンポリオールがある。これらイニシエーターは2種以上
用することもできる。
【0017】希釈剤の分子量は1000〜50000、
特に1000〜15000が好ましく、希釈剤の25℃
での粘度は100〜20000cP、特に、500〜5
000cPが好ましい。
【0018】本発明における希釈剤の末端は1つまでは
水酸基のままでもよく、末端水酸基を全部変換してもよ
い。末端水酸基を変換する場合、末端水酸基を、アシル
化したり、アルキルアミノカルボニル化したり、フェニ
ルアミノカルボニル化したり、アルコキシド化したりす
ることが好ましい。
【0019】液型硬化性組成物において通常、水や低
分子量のポリオール、ジアミンなどの活性水素含有基を
有する低分子量化合物を使用する。これら低分子量化合
物は反応性が高く、イソシアネート基末端ポリウレタン
プレポリマーの硬化剤として働く。
【0020】本発明における希釈剤は高分子量であり、
硬化剤として使用されるような低分子量化合物などと比
べて、反応性が極めて低い。したがって、活性水素含有
基を有していても、硬化性組成物の保存安定性は、問題
とはならない。硬化剤による硬化性組成物の硬化反応の
際、硬化剤に比べて、ゆっくり反応が起こると考えられ
る。
【0021】本発明におけるイソシアネート基末端ポリ
ウレタンプレポリマーはポリオキシアルキレンポリオー
ルと種々の有機のポリイソシアネート化合物をポリイソ
シアネート化合物過剰の条件で反応させることによって
得られる。
【0022】ポリオキシアルキレンポリオールは、触媒
の存在下でイニシエーターにアルキレンオキシドを付加
させて得られるポリオキシアルキレンポリオールが主と
して使用されることが好ましい。また、複合金属シアン
化物錯体触媒などを使用して製造される、総不飽和度が
本発明の希釈剤の範囲と同様の低不飽和度のポリオキシ
アルキレンポリオールを使用することもできる。
【0023】ポリウレタンプレポリマーは、n個の水酸
基を有するポリオキシアルキレンポリオール1モルに
0.6n〜nモルのポリイソシアネート化合物を反応さ
せて得られるイソシアネート基含有ポリウレタンプレポ
リマーが好ましい。
【0024】なお、ポリイソシアネート化合物の使用量
は未反応物が残る量であってもよく、またその未反応物
の量が多すぎる場合は反応終了後未反応ポリイソシアネ
ート化合物を除去することもできる。得られるイソシア
ネート基含有ポリウレタンプレポリマーのイソシアネー
ト基含有量は0.1〜5重量%が好ましい。
【0025】有機ポリイソシアネート化合物としてはイ
ソシアネート基を2以上有する芳香族系、脂環族系、脂
肪族系のポリイソシアネート、それら2種類以上の混合
物、及びそれらを変成して得られる変成ポリイソシアネ
ートがある。
【0026】具体的にはたとえばトリレンジイソシアネ
ート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート
(MDI)、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート
(通称クルードMDI)、キシリレンジイソシアネート
(XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPD
I)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)など
のポリイソシアネートやそれらのプレポリマー変性体、
ヌレート変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体
などが挙げられる。
【0027】本発明のポリウレタン系硬化性組成物は、
上記ポリウレタンプレポリマー単独を硬化成分とする水
分硬化性の一液型硬化性組成物と、硬化剤としてポリオ
キシアルキレンポリオール等を用いる二液型硬化性組成
物に分けることができる。
【0028】本発明における希釈剤は、ポリウレタンプ
レポリマー100重量部に対し1〜200重量部含有さ
れることが必要である。
【0029】硬化反応にあたっては、硬化促進触媒を使
用してもしなくてもよい。硬化促進触媒としてはアルキ
ルチタン酸塩、有機珪素チタン酸塩、2−エチルヘキサ
ン酸錫、ジブチル錫ジラウレート等のようなカルボン酸
の金属塩、ジブチルアミン−2−エチルヘキサノエート
等のようなアミン塩並びに他の酸性触媒及び塩基性触媒
を使用し得る。また安定剤や劣化防止剤等を併用すれ
ば、よりすぐれた耐候性や耐熱性を付与し得る。本発明
の組成物には更に必要であれば補強剤、充填剤、可塑
剤、顔料、タレ止め剤などを含ませてもよい。
【0030】補強剤としてはカーボンブラック、微粉末
シリカなどが、充填剤としては炭酸カルシウム、タル
ク、クレイ、シリカなどが、可塑剤としてはジオクチル
フタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルアジペー
ト、塩素化パラフィン、石油系可塑剤などが、顔料には
酸化鉄、酸化クロム、酸化チタンなどの無機顔料、フタ
ロシアニンブルー、フタロシアニングリーンなどの有機
顔料が、タレ止め剤として有機酸処理炭酸カルシウム、
水添ひまし油、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン
酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、微粉末シリカなどが
挙げられる。
【0031】
【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例にのみに限定されるもので
はない。
【0032】下記のポリオキシアルキレンポリオールと
希釈剤を用いて本発明の硬化性組成物を製造した。
【0033】 ポリオールA:グリセリンにプロピレンオキシドを付加
させた分子量10000、総不飽和度0.031のポリ
オキシプロピレントリオール。 ポリオールB:ペンタエリスリトールにプロピレンオキ
シドを付加させた分子量13000、総不飽和度0.0
25のポリオキシプロピレンテトラオール。
【0034】希釈剤C:n−ブタノールにヘキサシアノ
コバルト亜鉛錯体触媒を用いてプロピレンオキシドを付
加して得られた分子量4500、水酸基価12.4、総
不飽和度0.03、粘度2000cPのポリオキシプロ
ピレンモノオールを、酢酸と反応させて得られる化合
物。 希釈剤D:n−ブタノールにヘキサシアノコバルト亜鉛
錯体触媒を用いてプロピレンオキシドを付加して得られ
た分子量6000、水酸基価9.35、総不飽和度0.
035、粘度2800cPのポリオキシプロピレンモノ
オール。 希釈剤E:n−ブタノールに水酸化カリウムを触媒とし
てプロピレンオキシドを付加して得られた分子量200
0、総不飽和度0.14のポリオキシプロピレンモノオ
ール。
【0035】(実施例1) ポリオールAとMDIの混合物を用い、反応容器中で8
0℃で15時間反応を行い、遊離イソシアネート含量
1.6重量%のポリウレタンプレポリマーを得た。この
プレポリマーからなる主剤100重量部に対して希釈剤
Cを40重量部、樹脂酸処理炭酸カルシウム50重量
部、酸化チタン10重量部を加え、ニーダーにて、均一
混合して均質な一液型ポリウレタン系硬化性組成物を得
た。
【0036】上記組成物を2mm厚のシート状に成形
し、20℃、55%RHにて10日間養生し、硬化させ
た後、このシートの引張物性[M50(kg/cm2)、
E(%)]を測定した。また、次の方法により硬化特性
を調べた。すなわち指触による触感法によりタック性を
評価した。屋外暴露試験を3か月間行い、変色や汚れの
付着程度により耐汚染性を評価した。評価結果を表1に
示す。
【0037】(実施例2) ポリオールBとMDIの混合物を用い、反応容器中で8
0℃で15時間反応を行い、遊離イソシアネート含量
2.2重量%のポリウレタンプレポリマーを得た。この
プレポリマーからなる主剤100重量部に対して希釈剤
Dを30重量部、樹脂酸処理炭酸カルシウム50重量
部、酸化チタン10重量部を加え、ニーダーにて、均一
混合して均質な一液型ポリウレタン系硬化性組成物を得
た。
【0038】上記組成物を2mm厚のシート状に成形
し、実施例1と同様に硬化させた後、このシートの物性
を測定した。この物性並びに硬化特性を表1に示す。
【0039】(比較例1) 希釈剤Cを40重量部用いるかわりにDOPを30重量
部用いた以外は実施例1と同様にしてシートを作成し
た。シートの物性並びに硬化特性を表1に示す。
【0040】(比較例2) 希釈剤Dを30重量部用いるかわりに希釈剤Eを30重
量部用いた以外は実施例2と同様にしてシートを作成し
た。シートの物性並びに硬化特性を表2に示す。
【0041】
【表1】
【0042】
【発明の効果】本発明における希釈剤が添加された硬化
性組成物はあらゆる温度条件においても使用でき、また
希釈剤のプレポリマーに対する反応性が低いので、硬化
性組成物の保存安定性がよいという効果を奏する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−72517(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/00 - 18/87 C08L 71/02 C08L 75/04 - 75/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記式(1)で表される化合物(ポリエー
    テルモノオール(イ)又はその誘導体)又は式(2)で
    表される化合物(ポリエーテルジオール(ロ)の誘導体
    であり、水酸基を1つ有する、または、水酸基を有して
    いない化合物)から選ばれる希釈剤を、イソシアネート
    基末端ポリウレタンプレポリマー100重量部に対し、
    1〜200重量部含有することを特徴とするポリウレタ
    ン系硬化性組成物。 R(OA)OL ・・・(1) Q(OA)ORO(AO)L ・・・(2) ただし、Rは1価の炭化水素基;Rは2価の炭化水
    素基;Lは水素原子、アシル基、アルキル基、アルキル
    アミノカルボニル基又はフェニルアミノカルボニル基;
    Qはアシル基、アルキル基、アルキルアミノカルボニル
    基又はフェニルアミノカルボニル基;Aはエチレン基、
    プロピレン基及びブチレン基から選ばれる1種又は2種
    以上;m、nは1以上の整数;R(OA)OHは1
    ≦X≦200、かつ、Y≦0.07であり、X>10の
    ときはさらにY≦0.9/(X−10)であるポリエー
    テルモノオール(イ);H(OA)ORO(AO)
    Hは1≦X≦200、かつ、Y≦0.07であり、X
    >10のときはさらにY≦0.9/(X−10)である
    ポリエーテルジオール(ロ);Xは水酸基価(単位:m
    gKOH/g);Yは総不飽和度(単位:meq/g)
    である。
  2. 【請求項2】上記ポリエーテルモノオール(イ)又は上
    記ポリエーテルジオール(ロ)が複合金属シアン化物錯
    体触媒を使用して製造される化合物である、請求項1記
    載のポリウレタン系硬化性組成物。
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