説明

ウレアウレタン樹脂組成物

【解決手段】少なくとも末端イソシアネートプレポリマーと芳香族アミンと疎水性シリカからなるウレアウレタン樹脂組成物、前記疎水性シリカが、トリメチルシリル基或いはポリジメチルシロキサンで疎水性処理をされているウレアウレタン樹脂組成物とすること。
【効果】可使時間の短縮もなく、作業性の悪化、仕上がり性も劣ることなく、大きな揺変性が得られる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、揺変性を有するウレアウレタン樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ウレア樹脂は強度が大きいため、天井・壁面に吹き付け剥落防止等に応用されていた。このウレア樹脂は低分子アミンと低分子のイソシアネート成分の反応で得られ、短時間で硬化し、垂れ等を防止するため、揺変性を付与することは大きな課題ではなかった。しかし、反応性の速さより、機械混合塗布する以外に方法はなく、この欠点として、機械の入れない部位への対応、塗布膜厚が均一でなく、外観も悪いため、適応できる範囲も限られていた。
【0003】
一方、手作業で塗布が可能なウレアウレタン樹脂は、特殊芳香族アミンに低分子のアミンを添加し、増粘させることで揺変性を付与していた。この方法では作業性が悪く、可使時間が短い、厚みにムラができやすいなどの問題があった。
【0004】
活性水素成分としてアミンポリオールとジエチルトルエンジアミンの混合物を使用し、イソシアネート成分としてポリイソシアネートまたはそのプレポリマーを使用すること、速硬化性を望む場合はイソシアネート成分にMDI系イソシアネートモノマーまたはその高NCO含有率プレポリマーを使用することで、ポリウレタンポリウレアエラストマー系被覆組成物において、硬化時間が比較的温度に左右されず、すぐれた物性を与える被覆組成物ことが開示されている。(特許文献1)
【0005】
構造物の表層に、第三級アミンまたはその誘導体を含有する無溶剤エポキシ樹脂プライマーの層と、ポリウレタンまたはポリウレアの層が積層されて形成されている表面構造体及びその構築方法で、無溶剤エポキシ樹脂プライマーが、エポキシ樹脂を主成分とする樹脂液と、硬化剤が100重量部に対して0.1〜10重量部第三級アミンまたはその誘導体を含有する硬化剤を主成分とする硬化剤液とからなることが好ましいことが開示されている。(特許文献2)
【0006】
ポリウレタン樹脂、疎水性コロイド状シリカ、及び(c)脂肪族、或は脂環族ポリイソシアネートとモノアミン及び/又はジアミンとの付加物を含有してなる揺変性ポリウレタン樹脂組成物が揺変性付与に極めて有効であることが開示されている。(特許文献3)
【0007】
ポリウレタン樹脂、疎水性コロイド状シリカ及ぴ、ビスアルコキシシリル化合物を含有してなる揺変性ポリウレクン樹脂組成物.が揺変性付与に極めて有効であることが開示されている。(特許文献4)
【特許文献1】特開平10−292149号公報
【特許文献2】特開2006−348707号公報
【特許文献3】特開昭64−24851号公報
【特許文献4】特開平2−167365号公報
【特許文献5】特開昭63−202612号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の解決しようとする課題は揺変性を有し、手作業で塗布が可能なウレアウレタン樹脂組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1の発明は少なくとも末端イソシアネートプレポリマーと芳香族アミンと疎水性シリカからなることを特徴とするウレアウレタン樹脂組成物で、良好な作業性と大きな揺変性を付与する。
【0010】
請求項2の発明は上記疎水性シリカが、トリメチルシリル基又はポリジメチルシロキサンで疎水性処理をされていることを特徴とする請求項1に記載のウレアウレタン樹脂組成物で少量でも大きな揺変性を付与する。
【発明の効果】
【0011】
本発明のウレアウレタン樹脂組成物は、可使時間の短縮がなく、手作業で塗布ができ、垂れることがない十分な揺変性を付与され、天井面、壁面に、均一で、外観が良好な塗布層を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
末端イソシアネートプレポリマー
本発明の末端イソシアネートプレポリマーは、ポリオールと汎用の手法により任意のポリイソシアネートとの反応によって得られる。
ポリオールとしてポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール、ひまし油変性ポリオール等が挙げられる。
残存末端イソシアネートはNCO重量%で8〜16重量%であり、得られる物性可使時間等で適宜選択する。
【0013】
前記ポリイソシアネートは2以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物で、汎用のポリウレタンエラストマー製造に使用されている任意のポリイソシアネートでよい。例としてヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2−イソシアネートエチル−2,6−ジイソシアネートヘキサノエート、トリス(6−イソシアネートヘキシル)イソシアヌレート、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートの付加体、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)及びこれら2,4−TDIと2,6−TDIの混合物、2,4−トリレンジイソシアネートの二量体、キシレンジイソシアネート(XDI)、メタキシリレンジイソシアネート(MXDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、4,4′−ビフェニルジイソシアネート、ジフェニルエーテル−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジトルエン−4,4′−ジイソシアネート(TODI)、ジアニシジンジイソシアネート(DADI)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、3,3′−ジメチル−4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネート(TTI)(以上()内は略号)が挙げられる。
【0014】
芳香族アミン
本発明の効果が有用な組成物として、芳香族アミンがあり、手作業による塗布が可能であり、可使時間があるため、垂直面、天井等で垂れが生じる。この芳香族アミンは分子内に芳香環を有し、特に芳香環とアミノ基が直接結合しているようなアミンにおいて可使時間が長くなる。特許文献5に記載されたアミンで、下記の化1のものが代表とされる。
【0015】
【化1】

Rの構造はポリエーテル、ポリエステル等があげられる。m=1〜2、n=2〜3、Rがポリエーテル
市販製品として上記芳香族アミンのm=1、n=2で、Rがポリエーテルであるエラストマー1000P(イハラケミカル(株)、商品名、アミン価80〜90)、VERSALINKP−1000(エアプロダクツジャパン(株)、商品名、アミン価80〜90)がある。
【0016】
疎水性シリカ
本発明で使用する疎水性シリカは比表面積が50m/g以上のヒュームドシリカで疎水性処理を施したシリカである。疎水性基が嵩高いもの、例えば、ポリジメチルシロキサン、トリメチルシリル基で修飾された疎水性シリカが、少量の添加で揺変性向上効果が得られる。この疎水性シリカの市販品としてアエロジルRX200(トリメチルシラン化学修飾)、アエロジルRY200(ポリジメチルシロキサン化学修飾)、R812(トリメチルシリル化学修飾)、アエロジルR202(以上、日本アエロジル(株)、商品名)、WACKER HDK H18(旭化成、商品名)が上げられる。
【0017】
ウレアウレタン樹脂組成物
本発明は少なくとも上記末端イソシアネートプレポリマー、芳香族アミン、疎水性シリカから構成される。
末端イソシアネートプレポリマーと芳香族アミンは、末端イソシアネートプレポリマーのイソシアネート基官能基と芳香族アミンのアミノ基の比をNCO基:アミノ基=1.0:0.5〜0.99の範囲で配合する。さらに好ましくは1.0:0.6〜0.8が好ましい。この範囲で、強度・伸び率が良好なものとなるが、目的に応じて適宜変更することができる。
【0018】
上記以外で以下の配合物を使うことができる。
希釈剤は作業性等の粘度適性調整のために、非反応性希釈剤を使用することができる。フタル酸エステル類、脂肪族2塩基酸エステル類、リン酸エステル類など汎用のものが使用できる。ジイソノニルアジペート(DINA)、ジイソノニルフタレート(DINP)、ビス(2−エチルヘキシル)フタレート(DOP)、ビス(2−エチルヘキシル)アジペート(DOA)、トリフェニルホスフェート(TPP)、ジメチルセバケート(DMS)、ビス(ブチルジグリコール)アジペート(BXA)(以上()内は略号)などが好ましい。
【0019】
また、硬化物の物性や作業性調整、粘度調整のために充填剤を使用することができる。重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、酸化チタン、珪酸アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、カーボンブラック、微粉末チタン、硅砂、クレー、タルクなどがあげられる。この充填剤は揺変性も付与するので、疎水性シリカの添加部数とその揺変性付与効果と合わせて、適宜配合する。その他、一般に用いられている消泡剤、接着助剤、老化防止剤、安定剤などの添加剤を必要に応じて使用することができる。
【0020】
本発明は揺変性効果としてTI値で使用した。高剪断時の粘度と低剪断時の粘度比で、数値が大きい程、垂れ難く性質となる。本方法の測定方法でTI値が2.5以上ある場合壁面施工時に垂れ落ちがおきにくく、3.5以上だとより良好な評価が得られる。
分散系では回転速度に応じ粘度が下がる。低速回転時には高い粘度が得られ、高速回転時には低い粘度が得られる。このとき、回転速度における粘度の比を取ったものがいわゆるTI値である。この比が1に近いほど水のようなニュートン粘性を示し、1より大きくなるほど揺変性が高く、垂れにくいものとなる。
【0021】
次に、実施例、比較例の結果を表1に示し、詳細を示す。
【0022】
末端イソシアネートプレポリマー
実施例・比較例に使用する末端イソシアネートプレホリマー例としてエクセノール2020(旭硝子(株)、商品名、分子量2000、2官能)を55重量部、アデカポリエーテルG700((株)ADEKA、商品名、分子量700、3官能)を5重量部混合し、ミリオネートMT(日本ポリウレタン(株)、商品名、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、NCO33.6重量%)を40部加え80℃で3時間混合攪拌した。(NCO%は10.23重量%)
【実施例1】
【0023】
エラストマー1000Pを50重量部、DINA(大八化学工業(株)、商品名、ジイソノニルアジペート)10重量部を配合して5分間撹拌し、アエロジルRX200を10重量部、ユニオンクレーRC-1
(竹原化学工業(株)製、カオリンクレー)30重量部を配合し、さらに10分間撹拌し、この組成物を70重量部と上記末端イソシアネートプレホリマーを30重量部を混合し、実施例1とした。
【実施例2】
【0024】
実施例1のアエロジルRX200をアエロジルRY200に変えた以外は実施例1と同じく行い実施例2とした。
【実施例3】
【0025】
実施例1のアエロジルRX200をアエロジルR812に変えた以外は実施例1と同じく行い実施例3とした。
【0026】
比較例1
実施例1のアエロジルRX200をアエロジル200(日本アエロジル(株)、商品名、親水性未処理シリカ)に変えた以外は実施例1と同じく行い比較例1とした。
【0027】
比較例2
実施例1のアエロジルRX200をWACKER HDK H15(旭化成、商品名、メチルクロロシラン処理)に変えた以外は実施例1と同じく行い比較例2とした。
【0028】
比較例3
実施例1のアエロジルRX200をアエロジルR972(日本アエロジル(株)、商品名、メチル基化学修飾)に変えた以外は実施例1と同じく行い比較例3とした。
【0029】
比較例4
実施例1のアエロジルRX200をAEROXIDE Alu C(日本アエロジル(株)、商品名、酸化アルミニウム)に変えた以外は実施例1と同じく行い比較例4とした。
【0030】
【表1】

【0031】
TI値:実施例・比較例の配合後、5分静置し、23℃で、ブルックフィールドアナログ粘度計のBH型粘度計ローターNo.7を用い2rpm時粘度と20rpm時粘度を測定した。低速時と高速時の比(2rpm粘度(Pa・s)/20rpm(Pa・s)粘度)をTI値とした。
【0032】
垂れ性:実施例・比較例の配合後、5分静置し、23℃条件下で壁面に3mm厚(横100mm、縦300mm)で実施例、比較例の樹脂を塗布し、硬化するまでに樹脂垂れが起きるかどうかを評価した。2mm以上の樹脂垂れがおきたものは×、そうでないものは○とした。
【0033】
可使時間:23℃条件下で、ブルックフィールドアナログ粘度計のBH型粘度計ローターNo.7を用い、20rpm時の初期粘度の倍になるまでの時間を可使時間とした。この時間が15分以上であれば○、15分未満を×とした。
【0034】
硬化性:
硬化時間測定:本発明における硬化時間の測定はドライングレコーダー(太裕機器(株)、商品名、塗料乾燥時間測定器)を使用し測定した。
ドライングレコーダーは、ガラスステージに塗布した塗料の上を、測定時間をかけて、針が移動し、塗料が乾燥すると、針によるキズがつかなくなることを利用して、キズの長さから塗料の乾燥時間を測定する装置である。実施例・比較例の樹脂組成物を低温5℃条件下において、ガラス板に膜厚1mmで塗布し、指蝕硬化時間が5時間以内のものを○それ以上のものを×とし、硬化性の評価とした。
【0035】
仕上がり:23℃条件下で垂直の下地に実施例・比較例の樹脂組成物を2kg/m2で鏝にて塗布し、発泡やコテムラがないものを○、発泡などの不具合が見られたものは×とした。
【0036】
評価:TI特性、垂れ性、可使時間、硬化性、仕上がりのすべての項目に○のものを○、それ以外を×とした。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも末端イソシアネートプレポリマーと芳香族アミンと疎水性シリカからなることを特徴とするウレアウレタン樹脂組成物。
【請求項2】
上記疎水性シリカが、トリメチルシリル基又はポリジメチルシロキサンで疎水性処理をされていることを特徴とする請求項1に記載のウレアウレタン樹脂組成物。

【公開番号】特開2009−242599(P2009−242599A)
【公開日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−91059(P2008−91059)
【出願日】平成20年3月31日(2008.3.31)
【出願人】(000100698)アイカ工業株式会社 (566)
【Fターム(参考)】