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JP7744221B2 - Urethane-based waterproofing agent - Google Patents
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JP7744221B2 - Urethane-based waterproofing agent - Google Patents

Urethane-based waterproofing agent

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JP7744221B2 JP2021195670A JP2021195670A JP7744221B2 JP 7744221 B2 JP7744221 B2 JP 7744221B2 JP 2021195670 A JP2021195670 A JP 2021195670A JP 2021195670 A JP2021195670 A JP 2021195670A JP 7744221 B2 JP7744221 B2 JP 7744221B2
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Description

本発明は、ウレタン系止水剤に関するものであり、より詳しくは、従来のMDI系ウレタンプレポリマーと同程度に低粘度でかつ水の存在下で高強度の硬化体を形成し、優れた止水性を発揮するウレタン系止水剤に関する。 The present invention relates to a urethane-based waterproofing agent, and more specifically, to a urethane-based waterproofing agent that has a low viscosity comparable to that of conventional MDI-based urethane prepolymers, forms a high-strength cured product in the presence of water, and exhibits excellent waterproofing properties.

ウレタン系止水剤は、トンネル工事における止水や空洞部の充填、ひび割れが発生したコンクリート構造物の防水補修等で広く使用されている。中でも親油性ウレタンプレポリマーを主成分とする止水剤は、少ない薬液量で発泡硬化し、トンネル背面のような比較的大きな空隙等も効率よく充填し、高い止水効果を発揮することができる。 Urethane-based water-stopping agents are widely used in tunnel construction, for sealing off water, filling cavities, and waterproofing repairs for cracked concrete structures. Among these, water-stopping agents whose main component is lipophilic urethane prepolymer foam and harden with a small amount of solution, efficiently filling relatively large voids such as those behind tunnels and providing a high level of water-stopping effectiveness.

近年、ウレタンプレポリマーを構成する有機ポリイソシアネートとして、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート等のMDI系イソシアネートが広く使用されている。しかし、従来のウレタンプレポリマー型止水剤には未反応のジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)モノマーが残存しており、作業者の労働環境を損なうおそれがあった。 In recent years, MDI-based isocyanates such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate have been widely used as the organic polyisocyanate that makes up urethane prepolymers. However, conventional urethane prepolymer-type waterproofing agents contain residual unreacted diphenylmethane diisocyanate (MDI) monomer, which can potentially harm the working environment.

未反応MDIモノマーを低減するため、比較的高分子量のジオールに対し過剰量のMDIを反応させてプレポリマーを製造し、遊離のMDIを減圧留去する方法(特許文献1)や、プレポリマー反応生成物をモノマー状ジイソシアネートの沸点よりも僅かに低い沸点を有する少なくとも1種の不活性溶媒の存在下に蒸留する方法(特許文献2)が提案されている。しかし、これらの方法では高沸点のMDIをプレポリマーの熱分解を避けながら除去するため、薄膜蒸留等の高コストな精製工程が必要である。 To reduce unreacted MDI monomer, several methods have been proposed: one involves reacting an excess amount of MDI with a relatively high molecular weight diol to produce a prepolymer, followed by vacuum distillation of the free MDI (Patent Document 1); the other involves distilling the prepolymer reaction product in the presence of at least one inert solvent with a boiling point slightly lower than that of the monomeric diisocyanate (Patent Document 2). However, these methods require costly purification processes such as thin-film distillation to remove the high-boiling MDI while avoiding thermal decomposition of the prepolymer.

一方、ポリオールとMDIの化学量論的な反応当量比(NCO/OH)を2.0以下にすれば理論上はプレポリマーにMDIは残存しないが、反応中にオリゴマーが生成して増粘したり、得られるプレポリマーの長期安定性が損なわれる。
後処理工程や精製工程を伴わないモノマー性ジイソシアネートの含有量の少ない反応性ポリウレタンの製造方法として、2,4’-MDIを主成分とするモノマー性ジイソシアネートと分子量60~2000のジオールとを、NCO/OHが1.05/1~2.0/1で反応させる方法(特許文献3)が提案されている。
また、低粘度、低モノマー含量の2,4’-MDIプレポリマーの製造方法として、2,4’- MDIと平均官能基数が3~8のポリエーテルポリオールとをNCO/OHが2未満で反応させる方法(特許文献4)が提案されている。
On the other hand, if the stoichiometric reaction equivalent ratio (NCO/OH) of polyol and MDI is set to 2.0 or less, theoretically no MDI will remain in the prepolymer, but oligomers will be produced during the reaction, causing viscosity increase and impairing the long-term stability of the resulting prepolymer.
As a method for producing a reactive polyurethane with a low content of monomeric diisocyanate without requiring a post-treatment step or a purification step, a method has been proposed in which a monomeric diisocyanate containing 2,4'-MDI as a main component is reacted with a diol having a molecular weight of 60 to 2000 at an NCO/OH ratio of 1.05/1 to 2.0/1 (Patent Document 3).
Furthermore, a method for producing a low-viscosity, low-monomer-content 2,4'-MDI prepolymer has been proposed in which 2,4'-MDI is reacted with a polyether polyol having an average functionality of 3 to 8 at an NCO/OH ratio of less than 2 (Patent Document 4).

特開平8-176252号公報Japanese Patent Application Publication No. 8-176252 特表2003-515635号公報Special Publication No. 2003-515635 特表2004-534132号公報Special Publication No. 2004-534132 特開2006-37099号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-37099

特許文献3や特許文献4で使用されている2,4’-MDIの2位のNCO基は立体的に反応しにくい位置にあるため、4’位のNCO基に比べて反応性が低い。そのため、4’位のNCO基が優先的に反応してプレポリマー化し、過剰にMDIを配合しなくても低粘度のウレタンプレポリマーが得られ、残存モノマーも少なくすることができる。しかしながら、そのようなウレタンプレポリマーを止水剤として用いた場合、未反応の2位のNCO基の反応性が低いため、硬化速度が遅くなり、十分な止水効果が得られない。
また、そもそも残存MDIモノマーが少ないウレタンプレポリマーはNCO含有量(単位質量当たりのNCO基の量)が低いため、大量の水の存在下では硬化しにくいという側面もある。
The NCO group at the 2-position of the 2,4'-MDI used in Patent Documents 3 and 4 is sterically located in a position that makes it less reactive, and therefore less reactive than the NCO group at the 4'-position. Therefore, the NCO group at the 4'-position reacts preferentially to form a prepolymer, resulting in a low-viscosity urethane prepolymer without the need for an excess of MDI, and the amount of residual monomer can be reduced. However, when such a urethane prepolymer is used as a waterproofing agent, the low reactivity of the unreacted NCO group at the 2-position slows the curing rate, and a sufficient waterproofing effect cannot be achieved.
Furthermore, urethane prepolymers that contain a small amount of residual MDI monomer have a low NCO content (the amount of NCO groups per unit mass), and therefore are difficult to cure in the presence of a large amount of water.

そのため、MDIモノマーの残存量が低減され、従来のMDI系ウレタンプレポリマーと同程度に低粘度で且つ水の存在下で硬化し、十分な止水性能と強度を持つ硬化体を形成するウレタン系止水剤はこれまでなかった。
本発明は、残存するMDIモノマーが低減され、従来のMDI系ウレタンプレポリマーと同程度に低粘度でかつ水の存在下で高強度の硬化体を形成し、優れた止水性を発揮するウレタン系止水剤を提供することを課題とするものである。
As a result, the amount of residual MDI monomer is reduced, and there has not been a urethane-based waterproofing agent that has a low viscosity comparable to that of conventional MDI-based urethane prepolymers, cures in the presence of water, and forms a cured product with sufficient water-stopping performance and strength.
The present invention addresses the problem of providing a urethane-based waterproofing agent that has reduced residual MDI monomer, has a low viscosity comparable to that of conventional MDI-based urethane prepolymers, forms a high-strength cured product in the presence of water, and exhibits excellent water-stopping properties.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、所定のポリオールの組み合わせと、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含有するMDI系イソシアネートを反応させて得られるウレタンプレポリマーが、低粘度でかつ水の存在下で硬化体を形成し、優れた止水性能を発揮することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research to solve the above problems, the inventors discovered that a urethane prepolymer obtained by reacting a specific combination of polyols with an MDI-based isocyanate containing polymethylene polyphenyl polyisocyanate forms a low-viscosity cured product in the presence of water and exhibits excellent waterproofing properties, leading to the completion of the present invention.

すなわち、本発明は、下記[1]~[10]に関するものである。 That is, the present invention relates to the following [1] to [10].

[1]ポリオールと、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート及びそれらの変性体からなる群より選ばれる少なくとも1種のMDI系イソシアネートを含む有機ポリイソシアネートとを、
前記MDI系イソシアネートに由来するイソシアネート基と、ヒドロキシ基の当量比(NCO/OH)が1.5以上2.0以下となるように反応させて得られる末端イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、
シリコーン系消泡剤を含有するウレタン系止水剤であって、
前記ポリオールは、
多価アルコール又は多価フェノール類にプロピレンオキサイドを単独又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを、プロピレンオキサイドが80質量%以上となる割合で付加重合させた数平均分子量が300以上7,000以下のポリエーテルポリオールAと、
数平均分子量が300未満の2官能の低分子ポリオールとを含有し、
前記有機ポリイソシアネートは、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含有する、
ウレタン系止水剤。
[2]前記有機ポリイソシアネートが、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを20質量%以上70質量%以下の割合で含有する、[1]に記載のウレタン系止水剤。
[3]残存する未反応の4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートが5質量%以下である、[1]又は[2]に記載のウレタン系止水剤。
[4]前記ポリオールが、さらに多価アルコールにエチレンオキサイドを単独又はエチレンオキサイドと炭素数3若しくは4のアルキレンオキサイドとを、エチレンオキサイドが20質量%以上となる割合で付加重合させた、数平均分子量が800以上5,000以下のポリエーテルポリオールBを含有する、[1]~[3]のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。
[5]前記ポリエーテルポリオールAが、グリセリン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、及びビスフェノールAからなる群から選択される少なくとも1種の多価アルコール又は多価フェノール類にプロピレンオキサイドを単独又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを、プロピレンオキサイドが80質量%以上となる割合で付加重合させたものである、[1]~[4]のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。
[6]前記低分子ポリオールが、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、1,3-プロパンジオール、及び1,4-ブタンジオール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、[1]~[5]のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。
[7]さらに希釈剤を含有する、[1]~[6]のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。
[8]前記希釈剤が、プロピレンカーボネート、ガンマーブチルラクトン、植物油系脂肪酸エステル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、2-オキソ-4-メチル-1,3-ジオキソラン、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル及びアジピン酸ジメチル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、[7]に記載のウレタン系止水剤。
[9]さらにキシリレンジイソシアネートを含有する、[1]~[8]のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。
[10]さらに硬化促進剤を含有する[1]~[9]のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。
[1] A method for producing a polyol and an organic polyisocyanate containing at least one MDI-based isocyanate selected from the group consisting of diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, and modified products thereof,
a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group obtained by reacting the isocyanate group derived from the MDI-based isocyanate with a hydroxy group in an equivalent ratio (NCO/OH) of 1.5 or more and 2.0 or less;
A urethane-based waterproofing agent containing a silicone-based antifoaming agent,
The polyol is
a polyether polyol A having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less, obtained by addition polymerization of propylene oxide alone or ethylene oxide and propylene oxide to a polyhydric alcohol or a polyhydric phenol in such a ratio that propylene oxide accounts for 80 mass% or more;
and a bifunctional low-molecular-weight polyol having a number average molecular weight of less than 300,
The organic polyisocyanate contains polymethylene polyphenyl polyisocyanate.
Urethane-based waterproofing agent.
[2] The urethane-based waterproofing agent according to [1], wherein the organic polyisocyanate contains polymethylene polyphenyl polyisocyanate in a proportion of 20% by mass or more and 70% by mass or less.
[3] The urethane-based waterproofing agent according to [1] or [2], wherein the amount of remaining unreacted 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is 5% by mass or less.
[4] The urethane-based waterproofing agent according to any one of [1] to [3], wherein the polyol further contains a polyether polyol B having a number average molecular weight of 800 or more and 5,000 or less, which is obtained by addition polymerization of ethylene oxide alone or ethylene oxide and an alkylene oxide having 3 or 4 carbon atoms to a polyhydric alcohol in a proportion such that ethylene oxide accounts for 20 mass% or more.
[5] The urethane-based waterproofing agent according to any one of [1] to [4], wherein the polyether polyol A is obtained by addition polymerization of propylene oxide alone or ethylene oxide and propylene oxide to at least one polyhydric alcohol or polyhydric phenol selected from the group consisting of glycerin, diglycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, and bisphenol A, in a proportion of propylene oxide of 80 mass% or more.
[6] The urethane-based waterproofing agent according to any one of [1] to [5], characterized in that the low-molecular-weight polyol is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propanediol, and 1,4-butanediol.
[7] The urethane-based waterproofing agent according to any one of [1] to [6], further containing a diluent.
[8] The urethane-based waterproofing agent according to [7], characterized in that the diluent is at least one selected from the group consisting of propylene carbonate, gamma-butyl lactone, vegetable oil-based fatty acid ester, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol butyl methyl ether, 2-oxo-4-methyl-1,3-dioxolane, dimethyl glutarate, dimethyl succinate, and dimethyl adipate.
[9] The urethane-based waterproofing agent according to any one of [1] to [8], further containing xylylene diisocyanate.
[10] The urethane-based waterproofing agent according to any one of [1] to [9], further comprising a curing accelerator.

本発明のウレタン系止水剤は、残存するMDIモノマーが低減され、従来のMDI系ウレタンプレポリマーと同程度に低粘度でかつ水の存在下で高強度の硬化体を形成し、止水効果を長期にわたり持続させることができる。 The urethane-based waterproofing agent of the present invention has reduced residual MDI monomer, has a low viscosity comparable to that of conventional MDI-based urethane prepolymers, forms a high-strength cured product in the presence of water, and maintains its waterproofing effect for a long period of time.

本発明のウレタン系止水剤の主成分として使用する末端イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーは、特定のポリオールの組み合わせと、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート及びそれらの変性体からなる群より選ばれる少なくとも1種のMDI系イソシアネートを含む有機ポリイソシアネートとを反応させて得られるものである。 The urethane prepolymer with terminal isocyanate groups used as the main component of the urethane waterproofing agent of the present invention is obtained by reacting a specific combination of polyols with an organic polyisocyanate containing at least one MDI-based isocyanate selected from the group consisting of diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, and modified products thereof.

<ポリオール>
本発明で使用するポリオールは、多価アルコール又は多価フェノール類にプロピレンオキサイドを単独又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを、プロピレンオキサイドが80質量%以上となる割合で付加重合させた数平均分子量が300以上7,000以下のポリエーテルポリオールAと、数平均分子量が300未満の2官能の低分子ポリオールとを必須として含有する。
<Polyol>
The polyol used in the present invention essentially contains polyether polyol A having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less, which is obtained by addition polymerization of propylene oxide alone or ethylene oxide and propylene oxide to a polyhydric alcohol or a polyhydric phenol in a proportion such that propylene oxide accounts for 80 mass% or more, and a bifunctional low-molecular-weight polyol having a number average molecular weight of less than 300.

<ポリエーテルポリオールA>
ポリエーテルポリオールAは、多価アルコール又は多価フェノールにプロピレンオキサイドを単独又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを、プロピレンオキサイドが80質量%以上となる割合で付加重合させた数平均分子量が300以上7,000以下のポリオールである。
多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-および1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、ペンタエリスリトール、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。
多価フェノールとしては、ピロガロール、ハイドロキノン、レゾルシン、フロログルシンなどの単環多価フェノール;ビスフェノールA、ビスフェノールスルフォンなどのビスフェノール類などが挙げられる。
これらの中でも、樹脂強度を高めて発泡性を安定化させる観点から、グリセリン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、及びビスフェノールAが好ましい。
エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを併用する場合、付加させたアルキレンオキサイドの総質量に基づいて、プロピレンオキサイドの割合が80質量%以上であれば好ましく、90質量%以上であればより好ましい。
ポリエーテルポリオールAの数平均分子量は300以上7,000以下であるが、500以上、6,000以下のものがさらに好ましく使用できる。
<Polyether polyol A>
Polyether polyol A is a polyol having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less, obtained by addition polymerization of propylene oxide alone or ethylene oxide and propylene oxide to a polyhydric alcohol or a polyhydric phenol in a proportion of propylene oxide of 80 mass% or more.
Examples of polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,3- and 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, glycerin, diglycerin, trimethylolpropane, sorbitol, pentaerythritol, and cyclohexanedimethanol.
Examples of polyhydric phenols include monocyclic polyhydric phenols such as pyrogallol, hydroquinone, resorcinol, and phloroglucinol; and bisphenols such as bisphenol A and bisphenol sulfone.
Among these, glycerin, diglycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, and bisphenol A are preferred from the viewpoint of increasing resin strength and stabilizing foamability.
When ethylene oxide and propylene oxide are used in combination, the proportion of propylene oxide is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, based on the total mass of the alkylene oxides added.
The number average molecular weight of the polyether polyol A is 300 or more and 7,000 or less, and more preferably 500 or more and 6,000 or less.

ポリエーテルポリオールAの含有量は、MDI系イソシアネートとの親和性を高め、止水性を高めるために親油性を発揮し、得られるウレタンプレポリマーの増粘を起こりにくくする観点から、ポリオール全量に対して5~90質量%使用することが好ましく、7~70質量%であればより好ましい。 The content of polyether polyol A is preferably 5 to 90% by mass, and more preferably 7 to 70% by mass, of the total amount of polyol, from the viewpoints of increasing affinity with MDI-based isocyanates, exerting lipophilic properties to improve water-stopping properties, and reducing the likelihood of thickening of the resulting urethane prepolymer.

<低分子ポリオール>
ポリオール成分として、さらに数平均分子量が300未満の2官能の低分子ポリオールを用いることで、ウレタンプレポリマーの硬化性を高めることができる。低分子ポリオールとしては、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、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオールが挙げられる。
<Low molecular weight polyol>
The curability of the urethane prepolymer can be improved by further using, as the polyol component, a bifunctional low-molecular-weight polyol having a number-average molecular weight of less than 300. Examples of low-molecular-weight polyols include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-propanediol, and 1,4-butanediol.

低分子ポリオールの含有量は、ウレタンプレポリマーの硬化性と製品安定性の観点から、ポリオール全量に対して10~95質量%使用することが好ましく、30~93質量%であればより好ましい。 From the viewpoint of the curing properties of the urethane prepolymer and product stability, the content of low-molecular-weight polyol is preferably 10 to 95% by mass, and more preferably 30 to 93% by mass, of the total amount of polyol.

<その他のポリオール>
ポリオール成分としては、本発明の目的を損なわない範囲で、前記ポリエーテルポリオールA以外のポリエーテルポリオールを併用することができる。
中でも、水との親和性を高めて樹脂全体に均一に水を取り込み止水性を上げる観点から、多価アルコールにエチレンオキサイドを単独又はエチレンオキサイドと炭素数3若しくは4のアルキレンオキサイドを、エチレンオキサイドが20質量%以上となる割合で付加重合させた、数平均分子量が800以上5,000以下のポリエーテルポリオールBを好ましく用いることができる。
多価アルコールとしては、ポリエーテルポリオールAの出発原料である多価アルコールとして例示したものが挙げられる。
これらの中でも、プレポリマー化時の粘度を大きくしないため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、及びジプロピレングリコールが好ましい。
<Other polyols>
As the polyol component, polyether polyols other than the polyether polyol A can be used in combination within the scope of the present invention.
Among these, from the viewpoint of increasing affinity with water and uniformly absorbing water throughout the resin to improve water-stopping properties, polyether polyol B having a number average molecular weight of 800 or more and 5,000 or less, which is obtained by addition polymerization of ethylene oxide alone or ethylene oxide and an alkylene oxide having 3 or 4 carbon atoms to a polyhydric alcohol in a proportion such that ethylene oxide accounts for 20 mass% or more, can be preferably used.
As the polyhydric alcohol, those exemplified as the polyhydric alcohols that are the starting material for polyether polyol A can be mentioned.
Among these, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, and dipropylene glycol are preferred in order to prevent the viscosity from increasing during prepolymerization.

炭素数3若しくは4のアルキレンオキサイドとしては、プロピレンオキサイド、1,2-、1,3-、1,4-あるいは2,3-ブチレンオキサイド等が挙げられる。これらアルキレンオキサイドは付加せずにエチレンオキサイドのみを付加してもよいし、エチレンオキサイドとこれらのアルキレンオキサイドの2種以上の併用(ブロックまたはランダム付加)としてもよい。これらのなかでも、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを併用することが好ましく、これらをブロック付加の形で用いることがさらに好ましい。エチレンオキサイドと炭素数3若しくは4のアルキレンオキサイドを併用する場合、付加させたアルキレンオキサイドの総質量に基づいて、エチレンオキサイドの割合が20質量%以上であれば好ましく、30質量%以上であればより好ましい。 Examples of alkylene oxides having 3 or 4 carbon atoms include propylene oxide, 1,2-, 1,3-, 1,4-, or 2,3-butylene oxide. Ethylene oxide alone may be added without any of these alkylene oxides, or ethylene oxide may be used in combination with two or more of these alkylene oxides (block or random addition). Among these, a combination of ethylene oxide and propylene oxide is preferred, and using these in the form of block addition is even more preferred. When ethylene oxide and an alkylene oxide having 3 or 4 carbon atoms are used in combination, the proportion of ethylene oxide is preferably 20% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more, based on the total mass of the added alkylene oxides.

ポリエーテルポリオールBの数平均分子量は1,000以上5,000以下であれば好ましく、1,500以上、4,500以下のものであればさらに好ましく使用できる。 The number average molecular weight of polyether polyol B is preferably 1,000 or more and 5,000 or less, and more preferably 1,500 or more and 4,500 or less.

ポリエーテルポリオールBの含有量は、上記の観点から、ポリオール全量に対して1~20質量%使用することが好ましく、3~10質量%であればより好ましい。 From the above perspective, the content of polyether polyol B is preferably 1 to 20 mass% of the total amount of polyol, and more preferably 3 to 10 mass%.

さらに本発明の目的を損なわない範囲で、上記したもの以外のポリオールを使用することができる。そのようなポリオールとしては特に限定されるものではないが、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアセタールポリオールを挙げることができる。これらのポリオールを使用する場合、ポリオール全量に対して0~30質量%の量にて使用することが好ましい。 Furthermore, polyols other than those listed above can be used as long as they do not impair the objectives of the present invention. Such polyols are not particularly limited, but examples include polyester polyols, polycarbonate polyols, and polyacetal polyols. When using these polyols, it is preferable to use them in an amount of 0 to 30% by mass based on the total amount of polyols.

ポリエステルポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン又はトリメチロールプロパン等のポリオールとコハク酸、グルタール酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸等の飽和又は不飽和の多価カルボン酸、若しくはこれらの酸無水物との縮合生成物やポリカプロラクトンポリオール等が挙げられる。これらポリエステルポリオールは必要に応じ二種以上を混合使用することもできる。この中でも特に数平均分子量が100~50,000のものが好ましく、200~20,000のものがさらに好ましく使用できる。 Examples of polyester polyols include condensation products of polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, hexylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, or trimethylolpropane with saturated or unsaturated polycarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid, or phthalic acid, or their acid anhydrides, as well as polycaprolactone polyols. Two or more of these polyester polyols can be used in combination as needed. Among these, those with a number average molecular weight of 100 to 50,000 are particularly preferred, with those with a number average molecular weight of 200 to 20,000 being even more preferred.

ポリカーボネートポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール又はジプロピレングリコール等のポリオールと、ジエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等とを反応して得られるものが挙げられる。これらポリカーボネートポリオールは必要に応じ二種以上を混合使用することもできる。 Examples of polycarbonate polyols include those obtained by reacting polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, hexylene glycol, diethylene glycol, or dipropylene glycol with diethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, etc. Two or more of these polycarbonate polyols can also be used in combination, if necessary.

<MDI系イソシアネート>
本発明で使用する前記有機ポリイソシアネートは、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート及びそれらの変性体からなる群より選ばれる少なくとも1種(以下MDI系イソシアネートともいう)を含み、そのうちポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを必須とする有機ポリイソシアネートである。
ジフェニルメタンジイソシアネートとしては、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタ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のいずれであってもよく、また、これらの任意の混合物であってもよい。
ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートは、ジフェニルメタンジイソシアネートの多核縮合体であり、下記一般式(1)で表されるものである。
(式中、nは1以上の整数を示し、好ましくは1~5整数である。)
ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートは、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート(ポリメリックMDI)と称されることもあり、二核体と称される1分子中にベンゼン環及びイソシアネート基を各2個有するジフェニルメタンジイソシアネート(モノメリックMDI)との混合物であってもよい。
ジフェニルメタンジイソシアネートの変性体としては、イソシアネート基の一部をビウレット、アロファネート、カルボジイミド、オキサゾリドン、アミド、イミド、イソシアヌレート、ウレトジオン等で変性したものが挙げられる。
これらの中でも、親油性を高め、樹脂強度を上げる観点から、前記有機ポリイソシアネートの総質量に対して、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを20質量以上含有するものが好ましく、30質量以上含有するものがより好ましく、40質量以上含有するものがさらに好ましい。
また、得られるウレタンプレポリマーの粘性の観点から、前記有機ポリイソシアネートの総質量に対して、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを70質量%以下含有するものが好ましく、60質量%以下含有するものがより好ましい。
<MDI-based isocyanate>
The organic polyisocyanate used in the present invention contains at least one selected from the group consisting of diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, and modified products thereof (hereinafter also referred to as MDI-based isocyanate), and among these, polymethylene polyphenyl polyisocyanate is an organic polyisocyanate that essentially contains the polymethylene polyphenyl polyisocyanate.
The diphenylmethane diisocyanate may be any of 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, or any mixture thereof.
Polymethylene polyphenyl polyisocyanate is a polynuclear condensation product of diphenylmethane diisocyanate and is represented by the following general formula (1).
(In the formula, n represents an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 5.)
Polymethylene polyphenyl polyisocyanate is also called polymeric diphenylmethane diisocyanate (polymeric MDI), and may be a mixture with diphenylmethane diisocyanate (monomeric MDI) which has two benzene rings and two isocyanate groups in one molecule and is called a binuclear compound.
Examples of modified diphenylmethane diisocyanate include those in which a portion of the isocyanate groups has been modified with biuret, allophanate, carbodiimide, oxazolidone, amide, imide, isocyanurate, uretdione, or the like.
Among these, from the viewpoint of increasing lipophilicity and resin strength, those containing 20 mass or more of polymethylene polyphenyl polyisocyanate relative to the total mass of the organic polyisocyanate are preferred, those containing 30 mass or more are more preferred, and those containing 40 mass or more are even more preferred.
From the viewpoint of the viscosity of the resulting urethane prepolymer, the polymethylene polyphenyl polyisocyanate content is preferably 70% by mass or less, and more preferably 60% by mass or less, of the total mass of the organic polyisocyanate.

<非MDI系イソシアネート>
前記有機ポリイソシアネートとしては、本発明の目的を損なわない範囲で、MDI系イソシアネート以外の非MDI系イソシアネートを併用することができる。
非MDI系イソシアネートとしては、m-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、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン4,4´-ジイソシアネート等の添加が可能であるが、法規制と安全性の観点からm-キシリレンジイソシアネートが好ましい。
非MDI系イソシアネートは、有機ポリイソシアネート全量に対して20質量%以下の量にて使用することが好ましい。
<Non-MDI isocyanate>
As the organic polyisocyanate, a non-MDI isocyanate other than the MDI isocyanate can be used in combination within the scope of the present invention.
Non-MDI isocyanates that can be added include m-xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and dicyclohexylmethane 4,4'-diisocyanate, but m-xylylene diisocyanate is preferred from the viewpoints of legal regulations and safety.
The non-MDI isocyanate is preferably used in an amount of 20% by mass or less based on the total amount of organic polyisocyanate.

<ウレタンプレポリマー>
プレポリマー化は、ポリオールおよび有機ポリイソシアネートを合成反応装置に仕込んで撹拌し、60~160℃で反応させて行なうことが通常である。本発明において、ポリオールとMDI系イソシアネートの反応当量比NCO/OHは、1.5以上2.0以下である。NCO/OHを2.0以下とすることで、MDIモノマーが理論上残らない。
プレポリマー化の際、必要に応じて触媒を用いてもよい。触媒としては、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ステアリルアミン、ジメチルデシルアミン、N-エチルモルホリン、トリエチレンテトラミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン等のアミン系触媒、モノブチルスズオキサイド、ジブチルスズオキサイド、テトラオクチルスズ、ジオクチルスズオキサイド、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート等のスズ系触媒を使用してもよい。
ウレタンプレポリマーのNCO含量は、好ましくは、0.50~4.00質量%、さらに好ましくは1.50~3.50質量%である。
<Urethane prepolymer>
Prepolymerization is usually carried out by charging a polyol and an organic polyisocyanate into a synthesis reactor, stirring them, and reacting them at 60 to 160°C. In the present invention, the reaction equivalent ratio NCO/OH between the polyol and the MDI-based isocyanate is 1.5 or more and 2.0 or less. By keeping the NCO/OH ratio at 2.0 or less, theoretically no MDI monomer remains.
A catalyst may be used in the prepolymerization, if necessary. Examples of the catalyst include amine catalysts such as triethylamine, trimethylamine, dimethylmyristylamine, stearylamine, dimethyldecylamine, N-ethylmorpholine, triethylenetetramine, tolylenediamine, and xylylenediamine, and tin catalysts such as monobutyltin oxide, dibutyltin oxide, tetraoctyltin, dioctyltin oxide, dibutyltin dilaurate, and dioctyltin dilaurate.
The NCO content of the urethane prepolymer is preferably 0.50 to 4.00% by mass, more preferably 1.50 to 3.50% by mass.

<シリコーン系消泡剤>
本発明に使用するシリコーン系消泡剤としては、例えばオイル型シリコーン消泡剤、オイルコンパウンド型シリコーン消泡剤、自己乳化型シリコーン消泡剤、エマルジョン型シリコーン消泡剤、変性シリコーン消泡剤などが挙げられる。変性シリコーン消泡剤としては、例えばアミノ変性シリコーン消泡剤、カルビノール変性シリコーン消泡剤、メタクリル変性シリコーン消泡剤、ポリエーテル変性シリコーン消泡剤、アルキル変性シリコーン消泡剤、高級脂肪酸エステル変性シリコーン消泡剤、アルキレンオキサイド変性シリコーン消泡剤などが挙げられる。中でも、破泡効果に優れる点で、オイルコンパウンド型シリコーン消泡剤が好ましい。
なお、シリコーン系消泡剤の主成分としては、シリコーン樹脂、シリコーン油から適宜選択でき、中でも特にジメチルポリシロキサンが好適である。また、オイルコンパウンド型とは、シリコーンオイルにシリカ粉を配合したもので、エマルジョン型とは、オイルコンパウンドをO/W型エマルジョンとしたものである。
<Silicone-based antifoaming agent>
Examples of silicone-based defoaming agents used in the present invention include oil-type silicone defoaming agents, oil compound-type silicone defoaming agents, self-emulsifying silicone defoaming agents, emulsion-type silicone defoaming agents, and modified silicone defoaming agents. Examples of modified silicone defoaming agents include amino-modified silicone defoaming agents, carbinol-modified silicone defoaming agents, methacrylic-modified silicone defoaming agents, polyether-modified silicone defoaming agents, alkyl-modified silicone defoaming agents, higher fatty acid ester-modified silicone defoaming agents, and alkylene oxide-modified silicone defoaming agents. Among these, oil compound-type silicone defoaming agents are preferred because of their excellent foam-breaking effect.
The main component of the silicone-based defoaming agent can be selected from silicone resin and silicone oil, with dimethylpolysiloxane being particularly suitable. The oil compound type is a silicone oil blended with silica powder, and the emulsion type is an oil compound made into an O/W emulsion.

シリコーン系消泡剤は市販品を使用してもよく、例えば信越化学工業(株)製のシリコーン消泡剤(KM-72、KM-72F、KM-72S、KM-72FS)、ダウ・東レ(株)製のシリコーン消泡剤(シリコンSAG-471、DK-Q1-049、ANTIFOAM A COMPOUND FOOD GRADE、SH 5500 COMPOUND、ANTIFOAM C EMULSION FOOD GRADE、SM5571 EMULSION)などが挙げられる。
シリコーン系消泡剤は、本発明の一液型止水剤の全成分の総質量に対して0.01~1質量%の量にて使用することが好ましい。
As the silicone-based defoaming agent, commercially available products may be used, and examples thereof include silicone defoaming agents (KM-72, KM-72F, KM-72S, KM-72FS) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and silicone defoaming agents (Silicon SAG-471, DK-Q1-049, ANTIFOAM A COMPOUND FOOD GRADE, SH 5500 COMPOUND, ANTIFOAM C EMULSION FOOD GRADE, SM5571 EMULSION) manufactured by Dow-Toray Industries, Inc.
The silicone-based antifoaming agent is preferably used in an amount of 0.01 to 1% by mass based on the total mass of all components of the one-component waterproofing agent of the present invention.

<ウレタン系止水剤>
本発明のウレタンプレポリマーは、従来のMDI系ウレタンプレポリマーと同程度に低粘度でかつ水の存在下で短時間で硬化体を形成するため、地山からの湧水やトンネル等の地中構造物における漏水箇所に注入して止水する止水剤として特に好適に用いることができる。
<Urethane-based waterproofing agent>
The urethane prepolymer of the present invention has a low viscosity comparable to that of conventional MDI-based urethane prepolymers and forms a hardened product in a short time in the presence of water, and is therefore particularly suitable as a water-stopping agent that is injected into areas where water springs from the ground or leaks in underground structures such as tunnels to stop water leakage.

<希釈剤>
本発明のウレタン系止水剤には、プレポリマー化反応中及び反応後の増粘を抑制するため、必要に応じて希釈剤を配合することができる。希釈剤としては、高沸点で臭気が少なく、高引火点で活性水素を有しないものが好ましく、具体的には、プロピレンカーボネート、ガンマーブチロラクトン、植物油系脂肪酸エステル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、2-オキソ-4-メチル-1,3-ジオキソラン、メチルアセチルリシノレート、ブチルアセチルリシノレート、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、またはこれらの混合物が挙げられる。
希釈剤を使用する場合、本発明のウレタン系止水剤の全成分の総質量に対して20~60質量%の量にて使用することが好ましい。
<Diluent>
The urethane waterproofing agent of the present invention can be blended with a diluent as needed to suppress thickening during and after the prepolymerization reaction. The diluent is preferably one that has a high boiling point, little odor, a high flash point, and no active hydrogen, and specific examples include propylene carbonate, gamma-butyrolactone, vegetable oil-based fatty acid ester, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 2-oxo-4-methyl-1,3-dioxolane, methyl acetylricinoleate, butyl acetylricinoleate, dimethyl glutarate, dimethyl succinate, dimethyl adipate, and mixtures thereof.
When a diluent is used, it is preferably used in an amount of 20 to 60% by mass based on the total mass of all the components of the urethane-based waterproofing agent of the present invention.

さらに本発明のウレタン系止水剤には、前記ウレタンプレポリマーの低粘度化や高強度化のため、必要に応じてさらに非MDI系イソシアネートを配合することができる。
非MDI系イソシアネートとしては、m-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、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン4,4´-ジイソシアネート等の添加が可能であるが、法規制と安全性の観点からm-キシリレンジイソシアネートが好ましい。
また、本発明のウレタン系止水剤には、貯蔵安定性を向上するため、モノイソシアネートを配合することができる。モノイソシアネートとしては、オクタデシルイソシアネート、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、及びp-トルエンスルホニルイソシアネート(PTSI)などが挙げられる。なかでも、p-トルエンスルホニルイソシアネートが好ましい。
Furthermore, in order to lower the viscosity and increase the strength of the urethane prepolymer, a non-MDI isocyanate may be further blended into the urethane waterproofing agent of the present invention, if necessary.
Non-MDI isocyanates that can be added include m-xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and dicyclohexylmethane 4,4'-diisocyanate, but m-xylylene diisocyanate is preferred from the viewpoints of legal regulations and safety.
Furthermore, the urethane-based waterproofing agent of the present invention can be blended with a monoisocyanate to improve storage stability. Examples of monoisocyanates include octadecyl isocyanate, 3-isocyanatepropyltriethoxysilane, 3-isocyanatepropyltrimethoxysilane, and p-toluenesulfonyl isocyanate (PTSI). Of these, p-toluenesulfonyl isocyanate is preferred.

また、必要に応じて、整泡剤、消泡剤、架橋剤、着色剤、樹脂改質剤、難燃剤、紫外線吸収剤、耐久性改良剤等の添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加することができる。 Additionally, additives such as foam stabilizers, antifoaming agents, crosslinking agents, colorants, resin modifiers, flame retardants, UV absorbers, and durability improvers can be added as needed, provided they do not impair the objectives of the present invention.

本発明のウレタン系止水剤は、水の存在下で前記ウレタンプレポリマーが水と反応して硬化体を形成するが、硬化反応を促進させるための配合剤として、トリエチルアミン、ジメチルトデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン等の三級アミンを添加することができる。 In the urethane-based waterproofing agent of the present invention, the urethane prepolymer reacts with water in the presence of water to form a cured product. Tertiary amines such as triethylamine, dimethyltodecylamine, dimethyllaurylamine, and dimethylmyristylamine can be added as compounding agents to accelerate the curing reaction.

さらに、施工状況に応じて、本発明のウレタン系止水剤の他にエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂(メチルメタアクリレート等)、スチレン系樹脂などを併用してもよい。これらの樹脂を併用する場合、本発明の止水剤に用いるウレタンプレポリマーの質量に対して1~50質量%配合することができる。 Furthermore, depending on the application conditions, epoxy resins, acrylic resins (methyl methacrylate, etc.), styrene resins, etc. may be used in combination with the urethane waterproofing agent of the present invention. When these resins are used in combination, they can be blended in an amount of 1 to 50% by mass relative to the mass of the urethane prepolymer used in the waterproofing agent of the present invention.

以下、実施例により本発明を説明する。ただし本発明は、これらの実施例及び比較例によって何ら制限されるものではない。なお、本実施例において、数平均分子量はGPCを用いて測定した。
<GPCの測定条件>
装置:東ソー製 HLC-8120GPC
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.6ml/min
温度:40℃
試料濃度:0.1%
試料注入量:20μl
検出器:RI
The present invention will be described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples and comparative examples. In these examples, the number average molecular weight was measured using GPC.
<GPC measurement conditions>
Apparatus: Tosoh HLC-8120GPC
Solvent: tetrahydrofuran Flow rate: 0.6 ml/min
Temperature: 40℃
Sample concentration: 0.1%
Sample injection volume: 20 μl
Detector: RI

実施例1
撹拌機、温度計、温度コントローラーを備えた内容量1Lの合成装置にビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(数平均分子量600)を12.0g、ジエチレングリコールのエチレンオキサイドプロピレンオキサイド付加物を6.0g、低分子ポリオールとしてジプロピレングリコールを82.8g加えた。次いで同装置にイソシアネート成分としてポリメリックMDI(BASF INOAC ポリウレタン(株)製 商品名「ルプラネートM11S」)を350g、希釈剤としてプロピレンカーボネートを243g加え、100℃に昇温し3時間反応させて、NCO含量が12.0%のウレタンプレポリマーを得た。
最後に希釈剤としてヒマシ油脂肪酸エステル(伊藤製油(株)製 商品名「リックサイザーC-101」)139g、キシリレンジイソシアネート(三井化学(株)製 商品名「タケネート500」)を139g、シリコーン整泡剤(ダウ・東レ(株)製 商品名「VORASURF L-5340」)0.2g、シリコーン系消泡剤(SAG-471;ダウ・東レ(株)製)0.1gを加えて、本発明のウレタン系止水剤1のサンプル液を得た。
Example 1
A 1 L synthesis reactor equipped with a stirrer, thermometer, and temperature controller was charged with 12.0 g of a propylene oxide adduct of bisphenol A (number average molecular weight 600), 6.0 g of an ethylene oxide-propylene oxide adduct of diethylene glycol, and 82.8 g of dipropylene glycol as a low molecular weight polyol. Next, 350 g of polymeric MDI (manufactured by BASF INOAC Polyurethanes Co., Ltd., trade name "Lupranate M11S") as an isocyanate component and 243 g of propylene carbonate as a diluent were added to the reactor, and the mixture was heated to 100°C and reacted for 3 hours to obtain a urethane prepolymer with an NCO content of 12.0%.
Finally, 139 g of castor oil fatty acid ester (trade name "Riccizer C-101" manufactured by Ito Oil Mills, Ltd.) as a diluent, 139 g of xylylene diisocyanate (trade name "Takenate 500" manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), 0.2 g of silicone foam stabilizer (trade name "VORASURF L-5340" manufactured by Dow Toray Industries, Inc.), and 0.1 g of silicone antifoaming agent (SAG-471; manufactured by Dow Toray Industries, Inc.) were added to obtain a sample liquid of urethane-based waterproofing agent 1 of the present invention.

実施例2~16、比較例1~7
ポリエーテルポリオールA、ポリエーテルポリオールB、低分子ポリオール、イソシアネート及び希釈剤の種類と配合量を表3、表4に記載の通りに変更した以外は実施例1と同様にして、ウレタン系止水剤のサンプル液を得た。なお、表3、表4中の各原料の略称は以下の通りである。
Examples 2 to 16, Comparative Examples 1 to 7
Sample solutions of urethane-based waterproofing agents were obtained in the same manner as in Example 1, except that the types and amounts of polyether polyol A, polyether polyol B, low-molecular-weight polyol, isocyanate, and diluent were changed as shown in Tables 3 and 4. The abbreviations for the raw materials in Tables 3 and 4 are as follows:

<低分子ポリオール>
・DPG:ジプロピレングリコール
・EG:エチレングリコール
・PG:プロピレングリコール
・1,4’-BG:1,4’-ブタンジオール
<MDI系イソシアネート>
・M11S:ポリメリックMDI:ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(BASF INOAC ポリウレタン(株)製 商品名「ルプラネートM11S」)
・M5S:ポリメリックMDI(同「ルプラネートM5S」)
・MR-200:ポリメリックMDI(東ソー(株)製 商品名「ミリオネートMR-200」)
・NM:混合MDI:4,4’-MDIと、2,4’-MDI(2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート)との混合物(東ソー(株)製 商品名「ミリオーネートNM))
・MT:4,4’-MDI(東ソー(株)製 商品名「ミリオネートMT」)
<希釈剤>
・GBL:ガンマーブチルラクトン
・PC:プロピレンカーボネート
・C-401:ヒマシ油脂肪酸エステル(伊藤製油(株)製 商品名「リックサイザーC-401」)
<非MDI系イソシアネート>
・XDI:キシリレンジイソシアネート(三井化学(株)製 商品名「タケネート500」)
<シリコーン系整泡剤>
・L-5340:シリコーン系整泡剤(ダウ・東レ(株)製 商品名「VORASURF L-5340」)
<シリコーン系消泡剤>
・SAG-471:オイルコンパウンド型シリコーン消泡剤(ダウ・東レ(株)製)
・DK-Q1-049:オイルコンパウンド型シリコーン消泡剤(ダウ・東レ(株)製)
<Low molecular weight polyol>
DPG: Dipropylene glycol EG: Ethylene glycol PG: Propylene glycol 1,4'-BG: 1,4'-butanediol <MDI-based isocyanate>
M11S: Polymeric MDI: Polymethylene polyphenylene polyisocyanate (manufactured by BASF INOAC Polyurethanes Co., Ltd., trade name "Lupranate M11S")
M5S: Polymeric MDI (Lupranate M5S)
MR-200: Polymeric MDI (manufactured by Tosoh Corporation, product name "Millionate MR-200")
NM: Mixed MDI: A mixture of 4,4'-MDI and 2,4'-MDI (2,4'-diphenylmethane diisocyanate) (manufactured by Tosoh Corporation, trade name "Millionate NM")
MT: 4,4'-MDI (manufactured by Tosoh Corporation, trade name "Millionate MT")
<Diluent>
GBL: gamma butyrolactone PC: propylene carbonate
C-401: Castor oil fatty acid ester (manufactured by Ito Oil Mills, product name "Riccizer C-401")
<Non-MDI isocyanate>
XDI: Xylylene diisocyanate (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., product name "Takenate 500")
<Silicone foam stabilizer>
L-5340: Silicone foam stabilizer (manufactured by Dow Toray Industries, Inc., product name "VORASURF L-5340")
<Silicone-based antifoaming agent>
SAG-471: Oil compound type silicone defoamer (manufactured by Dow Toray Industries, Inc.)
DK-Q1-049: Oil compound type silicone defoamer (manufactured by Dow Toray Industries, Inc.)

[性能評価]
上記実施例1~16及び比較例1~7で得たウレタン系止水剤のサンプル液を以下(1)~(11)の性能評価試験に供した。結果を表3、表4に示す。
[Performance evaluation]
The sample solutions of the urethane-based waterproofing agents obtained in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 7 were subjected to the following performance evaluation tests (1) to (11). The results are shown in Tables 3 and 4.

(1)粘度測定
JISK1557-5:2007プラスチック-ポリウレタン原料ポリオール試験方法に基づき、B型粘度計(ブルックフィールド社製)にてNo.2、No.3及びNo.4のローターを30~60rpmで回転させ、各サンプル液の20℃での粘度を測定した。
(2)NCO含量
JISK1603-1:2007のプラスチック-ポリウレタン原料芳香族イソシアネート試験に基づき測定した。
(3)4,4’-MDIモノマー残存量
液体クロマトグラフ装置HPLC-prominence(島津製作所製)及びカラムDevelosil C30-UG 5μm(野村化学製)を用い、THF:水=4:6にて検量線を作成して、各サンプルに含有する4,4’-MDIモノマー残存量を測定した。
(4)サンプル外観
目視にて、サンプル液に濁りや不純物が発生していない透明な状態であることを確認し、透明であれば外観を良好とした。
(5)硬化時間
100mLのポリカップにサンプル液40gとジメチルミリスチルアミンを0.3g添加し、それに20℃に温調した水道水2.0gを加えてスパチュラーで10秒間攪拌する。水を添加して混合液が硬化して糸を引き始めた時間を計測して「硬化時間」とした。また樹脂がポリカップからあふれ出した場合は、500mLのポリカップに変更して同様の試験を行った。
(6)硬化樹脂の外観
上記(5)の試験で得られた硬化樹脂の硬化30分後の樹脂外観を観察した。大きな発泡やボイドがなく、低発泡の硬化樹脂であるならば良好とした。
(7)硬化樹脂の硬度
上記(5)の試験で得られた硬化樹脂の硬化30分後の樹脂硬度を測定した。測定はSHORE D(株式会社上島製作所製)にて実施した。
(8)発泡倍率
上記(5)の試験で得られた硬化樹脂の硬化30分後の発泡倍率を測定した。発泡倍率は、サンプル液の体積と比較して決定する。
(9)圧縮強度
上記(5)の試験で得られた硬化樹脂から円柱状の試験片(40mmφ×20mmH)を切り出し、硬化24時間後の圧縮強度をテンシロン万能試験機((株)オリエンテック製UCT-2.5T)を用いて、JIS K7220-2006 「硬質発泡プラスチック-圧縮特性の求め方」に準拠して測定した。
(10)収縮率
上記(5)の試験で得られた硬化樹脂の硬化24時間後の樹脂の収縮率を、硬化30分後の体積と比較して測定した。
(11)透水係数
上記(5)の試験で得られた硬化樹脂の透水係数を、JIS A-1218「土の透水試験方法」に準拠して測定した。
(1) Viscosity Measurement Based on JIS K1557-5:2007 Plastics - Polyurethane Raw Material Polyol Test Method, the viscosity of each sample liquid at 20°C was measured using a B-type viscometer (manufactured by Brookfield) with No. 2, No. 3, and No. 4 rotors rotated at 30 to 60 rpm.
(2) NCO Content: Measured based on JIS K1603-1:2007 Plastics - Polyurethane Raw Material Aromatic Isocyanate Test.
(3) Amount of 4,4'-MDI Monomer Remaining Amount The amount of 4,4'-MDI monomer remaining in each sample was measured using a liquid chromatograph HPLC-prominence (Shimadzu Corporation) and a column Develosil C30-UG 5 μm (Nomura Chemical Co., Ltd.) by creating a calibration curve with THF:water=4:6.
(4) Appearance of Sample The sample liquid was visually inspected to confirm that it was transparent with no turbidity or impurities, and if it was transparent, the appearance was judged to be good.
(5) Curing time: 40 g of sample liquid and 0.3 g of dimethylmyristylamine were added to a 100 mL plastic cup, and 2.0 g of tap water adjusted to 20°C was added and stirred with a spatula for 10 seconds. The time from the addition of water until the mixed liquid began to harden and form strings was measured and used as the "curing time." If the resin overflowed from the plastic cup, a 500 mL plastic cup was used and the same test was conducted.
(6) Appearance of cured resin The appearance of the cured resin obtained in the test (5) above was observed 30 minutes after curing. If there were no large bubbles or voids and the cured resin had low foaming, it was rated as good.
(7) Hardness of Cured Resin The hardness of the cured resin obtained in the test (5) above was measured 30 minutes after curing. The measurement was carried out using SHORE D (manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd.).
(8) Expansion Ratio The expansion ratio of the cured resin obtained in the test (5) above was measured 30 minutes after curing. The expansion ratio was determined by comparing with the volume of the sample liquid.
(9) Compression Strength Cylindrical test pieces (40 mmφ×20 mmH) were cut out from the cured resin obtained in the test (5) above, and the compressive strength after 24 hours of curing was measured using a Tensilon universal testing machine (UCT-2.5T manufactured by Orientec Co., Ltd.) in accordance with JIS K7220-2006 “Rigid foam plastics—Determination of compression properties.”
(10) Shrinkage Rate The shrinkage rate of the cured resin obtained in the test (5) above after 24 hours of curing was measured by comparing it with the volume after 30 minutes of curing.
(11) Permeability Coefficient The permeability coefficient of the hardened resin obtained in the test (5) above was measured in accordance with JIS A-1218 "Test method for soil permeability".

表3、4の結果に示すとおり、本発明に係るウレタン系止水剤は、残存するMDIモノマーが低減され、従来のMDI系ウレタンプレポリマーと同程度に低粘度でかつ水の存在下で高強度で透水係数が十分に小さい硬化樹脂を形成するという結果が得られた。なお、硬化樹脂の圧縮強度が高く、かつ透水係数が小さいと、止水効果を長期にわたり持続させることが期待できる。
これに対し、比較例1では樹脂の親油性が弱く、脱泡作用が弱いため発泡倍率が下がらず、硬化樹脂の強度が低い、比較例2では、イソシアネート原料が大過剰であるため多量のMDIモノマーが残存する、比較例3では、低分子のポリオールからなる樹脂であるため均質な硬化樹脂が得られず、透水係数が大きい、比較例4では、親油性ポリオールのみからなるプレポリマーのため、粘度が高く脱泡性や水との相溶作用が悪く、透水係数が大きい、比較例5では、イソシアネート基とOH基の比率が低く、反応中に樹脂全体がゲル化した、比較例6では、ポリメリックMDIの含有率が低く、硬化樹脂の強度が低い、比較例7では、消泡剤がないため発泡倍率が下がらず、硬化樹脂の強度が低いといった問題があった。
As shown in Tables 3 and 4, the urethane waterproofing agent of the present invention reduces residual MDI monomer and forms a cured resin that has a low viscosity comparable to that of conventional MDI-based urethane prepolymers, high strength in the presence of water, and a sufficiently low coefficient of water permeability. Furthermore, if the cured resin has high compressive strength and a low coefficient of water permeability, it can be expected that the waterproofing effect will last for a long period of time.
In contrast, in Comparative Example 1, the resin had weak lipophilicity and poor defoaming action, so the expansion ratio did not decrease and the strength of the cured resin was low; in Comparative Example 2, the isocyanate raw material was used in large excess, so a large amount of MDI monomer remained; in Comparative Example 3, the resin was made of a low-molecular-weight polyol, so a homogeneous cured resin could not be obtained and the water permeability coefficient was high; in Comparative Example 4, the prepolymer was made only of a lipophilic polyol, so the viscosity was high and the defoaming properties and compatibility with water were poor, so the water permeability coefficient was high; in Comparative Example 5, the ratio of isocyanate groups to OH groups was low, so the entire resin gelled during the reaction; in Comparative Example 6, the content of polymeric MDI was low and the strength of the cured resin was low; and in Comparative Example 7, the absence of an antifoaming agent prevented the expansion ratio from decreasing and the strength of the cured resin was low.

Claims (10)

ポリオールと、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート及びそれらの変性体からなる群より選ばれる少なくとも1種のMDI系イソシアネートを含む有機ポリイソシアネートとを、
前記MDI系イソシアネートに由来するイソシアネート基と、ヒドロキシ基の当量比(NCO/OH)が1.5以上2.0以下となるように反応させて得られる末端イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、
シリコーン系消泡剤を含有するウレタン系止水剤であって、
前記ポリオールは、
多価アルコール又は多価フェノール類にプロピレンオキサイドを単独又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを、プロピレンオキサイドが80質量%以上となる割合で付加重合させた数平均分子量が300以上7,000以下のポリエーテルポリオールAと、
数平均分子量が300未満の2官能の低分子ポリオールとを含有し、
前記有機ポリイソシアネートは、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含有する、
ウレタン系止水剤。
A polyol and an organic polyisocyanate containing at least one MDI-based isocyanate selected from the group consisting of diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, and modified products thereof,
a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group obtained by reacting the isocyanate group derived from the MDI-based isocyanate with a hydroxy group in an equivalent ratio (NCO/OH) of 1.5 or more and 2.0 or less;
A urethane-based waterproofing agent containing a silicone-based antifoaming agent,
The polyol is
a polyether polyol A having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less, obtained by addition polymerization of propylene oxide alone or ethylene oxide and propylene oxide to a polyhydric alcohol or a polyhydric phenol in such a ratio that propylene oxide accounts for 80 mass% or more;
and a bifunctional low-molecular-weight polyol having a number average molecular weight of less than 300,
The organic polyisocyanate contains polymethylene polyphenyl polyisocyanate.
Urethane-based waterproofing agent.
前記有機ポリイソシアネートが、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを20質量%以上70質量%以下の割合で含有する、請求項1に記載のウレタン系止水剤。 The urethane-based waterproofing agent according to claim 1, wherein the organic polyisocyanate contains polymethylene polyphenyl polyisocyanate in a proportion of 20% by mass or more and 70% by mass or less. 残存する未反応の4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートが5質量%以下である、請求項1又は2に記載のウレタン系止水剤。 The urethane-based waterproofing agent according to claim 1 or 2, in which the amount of remaining unreacted 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is 5% by mass or less. 前記ポリオールが、さらに多価アルコールにエチレンオキサイドを単独又はエチレンオキサイドと炭素数3若しくは4のアルキレンオキサイドとを、エチレンオキサイドが20質量%以上となる割合で付加重合させた、数平均分子量が800以上5,000以下のポリエーテルポリオールBを含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。 The urethane-based waterproofing agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyol further contains polyether polyol B having a number average molecular weight of 800 to 5,000, which is obtained by addition polymerization of ethylene oxide alone or ethylene oxide and an alkylene oxide having 3 or 4 carbon atoms to a polyhydric alcohol in such a proportion that ethylene oxide accounts for 20% by mass or more. 前記ポリエーテルポリオールAが、グリセリン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、及びビスフェノールAからなる群から選択される少なくとも1種の多価アルコール又は多価フェノール類にプロピレンオキサイドを単独又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを、プロピレンオキサイドが80質量%以上となる割合で付加重合させたものである、請求項1~4のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。 The urethane-based waterproofing agent according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyether polyol A is obtained by addition polymerization of propylene oxide alone or ethylene oxide and propylene oxide with at least one polyhydric alcohol or polyhydric phenol selected from the group consisting of glycerin, diglycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, and bisphenol A, in a proportion of 80% by mass or more of propylene oxide. 前記低分子ポリオールが、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、1,3-プロパンジオール、及び1,4-ブタンジオール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1~5のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。 The urethane-based waterproofing agent according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the low-molecular-weight polyol is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,3-propanediol, and 1,4-butanediol. さらに希釈剤を含有する、請求項1~6のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。 The urethane-based waterproofing agent according to any one of claims 1 to 6, further containing a diluent. 前記希釈剤が、プロピレンカーボネート、ガンマーブチルラクトン、植物油系脂肪酸エステル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、2-オキソ-4-メチル-1,3-ジオキソラン、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル及びアジピン酸ジメチル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7に記載のウレタン系止水剤。 The urethane-based waterproofing agent according to claim 7, characterized in that the diluent is at least one selected from the group consisting of propylene carbonate, gamma-butyl lactone, vegetable oil-based fatty acid ester, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol butyl methyl ether, 2-oxo-4-methyl-1,3-dioxolane, dimethyl glutarate, dimethyl succinate, and dimethyl adipate. さらにキシリレンジイソシアネートを含有する、請求項1~8のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。 The urethane-based waterproofing agent according to any one of claims 1 to 8, further containing xylylene diisocyanate. さらに硬化促進剤を含有する請求項1~9のいずれか1項に記載のウレタン系止水剤。 The urethane-based waterproofing agent according to any one of claims 1 to 9, further containing a curing accelerator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002003821A (en) 2000-06-23 2002-01-09 Toho Chem Ind Co Ltd One-part foam-curable urethane water-blocking agent
JP2008179681A (en) 2007-01-23 2008-08-07 Toho Chem Ind Co Ltd One-part water-stop agent
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0772271B2 (en) * 1991-04-17 1995-08-02 第一工業製薬株式会社 Injectable liquid chemical composition for stabilizing soil, etc. and stable strengthening method using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002003821A (en) 2000-06-23 2002-01-09 Toho Chem Ind Co Ltd One-part foam-curable urethane water-blocking agent
JP2008179681A (en) 2007-01-23 2008-08-07 Toho Chem Ind Co Ltd One-part water-stop agent
JP2014001381A (en) 2012-05-24 2014-01-09 Toho Chem Ind Co Ltd One-liquid type water cut-off agent
JP2021501255A (en) 2017-10-31 2021-01-14 ビーエイエスエフ・ソシエタス・エウロパエアBasf Se Polyurethane composition with low exposure to free monomeric MDI isocyanate content during spray application

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