JPS6121566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な瀝青物乳剤組成物に関し、詳し
くは瀝青物乳剤に特定のポリイソシアネートを混
合することにより、適度な硬化性を有し作業性、
施工性にすぐれ、しかも耐水性、強度、弾性が良
好で感温性の小さい硬化物が得られる瀝青物乳剤
組成物に関する。 瀝青物質は他の材料に対してすぐれた接着性を
有すると共に耐水性が良好なために舗装材、防水
材、被覆材、シーリング材など土木、建築の分野
で広く使用されている。しかし、瀝青物そのもの
は弾性が小さいこと、感温性が大きい（温度が高
くなると軟化流動し、温度が低下すると硬く脆く
なる）こと、耐候性が十分でないことなどの欠点
を有している。このため、瀝青物にゴム類を混合
して弾性を改善することが行なわれているが、感
温性が大きいという欠点の改善は期待されない。
そこで、この目的の為には活性水素基含有液状ゴ
ムとイソシアネート基を有する硬化剤を加え架橋
反応を行なう二液反応型のゴム変性瀝青物あるい
はゴムとしてイソシアネート基含有液状ゴムプレ
ポリマーを用いる一般型ゴム変性瀝青物が提案さ
れている。しかし、二液反応型では硬化反応速度
が早いため作業性が悪く、また一液反応型では逆
に硬化反応が非常に遅い欠点がある。 しかも、これらのゴム変性瀝青物は粘度が高
く、通常は100℃以上の加熱下に混合され、施工
されるため、煙や臭気による環境汚染や毒性、や
けどなど安全性の点から問題点が多いばかりか、
加熱するための設備やエネルギー使用の点からも
望ましいものではない。 したがつて、近時常温施行性を特徴とする瀝青
物乳剤が用いられ、この場合にゴムを混合するこ
とも行なわれている。しかし、瀝青物の感温性が
大きいという本質的欠点を改良するまでには至つ
ていない。この欠点の改良方法として、瀝青物乳
剤に２個以上のヒドロキシル基を有する水溶性化
合物とポリイソシアネート化合物との反応で得ら
れる水溶性プレポリマーを混合することを特徴と
する瀝青物質含有弾性体の製造方法が種々提案さ
れている（特公昭50−7617号公報、特公昭53−
45340号公報、特開昭50−76125号公報）。 しかしながら、これらの硬化性組成物は瀝青物
質、水、水溶性プレポリマーからなるものであ
り、水溶性プレポリマーを瀝青物乳剤に混合する
と水溶性プレポリマーが水と化学反応し炭酸ガス
を発生し、得られた弾性体中には多量の気泡が含
まれ、防水性、耐久性、強度などの点で十分な弾
性体を得ることはできない欠点を有している。し
かも、該組成物は水溶性プレポリマーの混合後、
常温で10分以内、夏季にあつては３分以内で硬化
する為、一液反応型でありながら実質的には二液
反応型と何ら変わるところはなく、作業性が著し
く劣るものである。したがつて、使用にあたつて
は瀝青物乳剤と水溶性プレポリマーをあらかじめ
混合することなく、別々に吹付けるか、使用直前
に混合するなど特別の設備や手段を必要とし、そ
の適用分野は大きく制限されるものである。 本発明者は、これらの欠点を解消し、常温施工
可能で、適度な硬化時間を有し作業性にすぐれ、
しかもすぐれた物性を備えた瀝青物乳剤組成物を
開発すべく鋭意研究を行なつた。その結果、瀝青
物乳剤に特定のポリイソシアネートを混合すると
き、このポリイソシアネートが水溶性でないにも
かかわらず、驚くべきことに瀝青物乳剤中に均一
に混合でき、水が存在するにもかかわらずその硬
化反応は比較的遅く、したがつて発泡もほとんど
生せず、すぐれた物性を有する硬化物が得られる
ことを見いだした。本発明はかかる知見に基づい
て完成されたものである。 すなわち本発明は、瀝青物乳剤にポリジエン鎖
含有ポリイソシアネートを混合してなる瀝青物乳
剤組成物を提供するものである。 次に、本発明の瀝青物乳剤組成物について詳し
く説明する。 本発明に使用される瀝青物乳剤とは、ストレー
トアスフアルト、ブローンアスフアルト、セミブ
ローンアスフアルト、カツトバツクアスフアル
ト、プロパン脱瀝アスフアルト、重油、天然アス
フアルト、タール類、ピツチ類などの瀝青物１種
もしくは２種以上をノニオン系、アニオン系、カ
チオン系、両性系などの界面活性剤やクレーなど
の乳化剤、必要により乳化助剤、乳化安定剤など
を加えて水に乳化させたものである。瀝青物乳剤
中の瀝青物濃度は通常45〜90重量％であり、用途
や施工条件などを考慮して適宜選択して用いられ
る。 瀝青物乳剤としては、基本成分としての瀝青物
の他に、物性、作業性、耐久性などの改良のため
に種々の添加物を配合したものが含まれる。例え
ば、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチ
レン−イソプレンゴム、イソプレンゴム、ポリブ
タジエンゴム、クロロプレンゴムなどのエラスト
マーのラテツクスあるいはエマルジヨンがある。
これらエラストマーは瀝青物乳剤中の瀝青物に対
して２〜40重量％、好ましくは３〜30重量％混合
される。また、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体などの高分子重合体、石油樹脂など
の粘着付与樹脂、プロセスオイル、可塑剤、老化
防止剤、溶剤などを必要により添加することもで
きる。 さらに、有機合成繊維、天然繊維、木粉、パル
プ、ガラス繊維、タルク、炭酸カルシウム、石こ
う、シリカ、砂などの無機充てん剤や粉末加硫ゴ
ムなどの各種充てん材が配合されたものであつて
もよい。 また、本発明にあつては発泡現象はあまりみら
れないが、必要に応じて消泡剤、特にシリコーン
系、アルコール系、脂肪酸系、脂肪酸エステル系
などのエマルジヨンタイプの消泡剤を１％以下の
割合で添加することによりよりすぐれた硬化物を
得ることができる。 次に、本発明の組成物の他の成分であるポリジ
エン鎖含有ポリイソシアネートとは、分子鎖中に
ポリジエン鎖を含むイソシアネート基含有ウレタ
ンプレポリマーである。 ここで上記のポリジエン鎖含有ポリイソシアネ
ートは、分子末端に水酸基、アミノ基、イミノ
基、カルボキシル基、メルカプト基などの活性水
素基を有する液状ジエン系重合体と有機ポリイソ
シアネート化合物を反応させることによつて得ら
れるウレタンプレポリマーである。 これら液状ジエン系重合体としては、数平均分
子量が500〜25000の炭素数４〜12のジエン重合
体、その共重合体、さらにはこれらジエンモノマ
ーと炭素数２〜22のα−オレフイン性付加重合性
モノマーとの共重合体がある。また、これら液状
ジエン系重合体に対して、無水マレイン酸などの
不飽和カルボン酸あるいはその誘導体を付加する
ことによつて変性された液状ジエン系重合体を包
含することは勿論である。具体的には、ポリブタ
ジエンホモポリマー、ポリイソプレンホモポリマ
ー、ブタジエン−スチレンコポリマー、ブタジエ
ン−イソプレンコポリマー、プタジエン−アクリ
ロニトリルコポリマー、ブタジエン−２−エチル
ヘキシルアクリレートコポリマー、ブタジエン−
ｎ−オクタデシルアクリレートコポリマーなどを
例示することができる。なかでも粘度が2000ポイ
ズ以下、より好ましくは500ポイズ以下で化学構
造的に１・４結合が50％以上の重合体の使用が特
に好ましい。 本発明においては、基本的にはこの活性水素基
含有液状ジエン系重合体と有機ポリイソシアネー
ト化合物、通常ジイソシアネート化合物との反応
によりプレポリマーを得るものであるが、他の活
性水素基含有化合物を併用することを制限するも
のではない。しかし、その併用はプレポリマーが
良好な水溶性を示さない程度におさえる必要があ
る。 次に、併用することができる活性水素基含有化
合物としては、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、１・４−ブタンジオール、グリセリ
ン、トリメチロールプロパン、１・２・６−ヘキ
サントリオール、ペンタエリスリトールなどの低
分子ポリオール、エチレンジアミン、４・4′−メ
チレン−ビス−２−クロロアニリン、４・4′−メ
チレン−ビス−２−エチルアニリンなどのアミン
化合物または低分子ポリオールもしくはアミン化
合物にエチレンオキシド、プロピレンオキシドな
どのアルキレンオキシドを付加重合させて得られ
るたとえばビスフエノールＡのプロピレンオキシ
ド付加物あるいはポリオキシプロピレングリコー
ル、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレング
リコールなどやこれらのポリオールのエチレンオ
キシド付加物などのポリエーテルポリオールがあ
る。さらにエチレングリコール、プロピレングリ
コール、１・４−ブタンジオールなどの多価アル
コールとフタル酸、マレイン酸、マロン酸、コハ
ク酸、アジピン酸、テレフタル酸などの多塩基酸
との縮合重合物であつて末端に水酸基を有するポ
リエステルポリオール、アクリルポリオール、ヒ
マシ油、トール油などを例示することができる。 次に、前記活性水素基含有化合物と反応してプ
レポリマーを得るところの有機ポリイソシアネー
ト化合物としては、たとえばトリレンジイソシア
ネート、ジフエニルメタンジイソシアネート、ヘ
キサメチレンジイソシアネート、ポリメチレンポ
リフエニルポリイソシアネート、液状変性ジフエ
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、シクロヘキサンフエニレンジイソシ
アネート、シクロヘキシルジイソシアネート、ナ
フタリン−１・５−ジイソシアネート、キシリレ
ン−２・2′−ジイソシアネート、イソプロピルベ
ンゼン−２・４−ジイソシアネート、ポリプロピ
レングリコールとトリレンジイソシアネート付加
反応物、トリメチロールプロパン１モルとトリレ
ンジイソシアネート３モルとの付加反応物などを
あげることができる。 このイソシアネート基含有ウレタンプレポリマ
ーを得る反応は通常乾燥窒素などの不活性気流下
で反応温度30〜100℃、反応時間10分〜10時間の
条件下で行なわれる。なお、このプレポリマーの
イソシアネート基含量としては通常２〜20重量
％、好ましくは３〜15重量％の範囲のものが用い
られる。 本発明の組成物に用いる他の成分は基本的に
は、上記ポリジエン鎖含有ポリイソシアネートで
あるが、貯蔵時の安定性を高めるために該ポリイ
ソシアネートのイソシアネート基をマスクするブ
ロツク剤が結合したブロツク化ポリイソシアネー
トを用いることを含む。ここでプロツク化剤とし
てはフエノールが最も一般的であり、ブロツク化
ジエン鎖含有ポリイソシアネートを用いる場合に
は、アニリン、トリエタノールアミン、エチレン
ジアミンなどの常温解離触媒が併用される。 本発明に使用されるポリジエン鎖含有ポリイソ
シアネートの混合量は瀝青物乳剤100重量部に対
して１〜100重量部、好ましくは２〜50重量部、
より好ましくは３〜30重量部の割合で使用する。
１重量部未満では組成物の硬化性が悪く均質な硬
化物が得られず、また100重量部を越えると硬化
が早すぎると共に安価な瀝青物を用いるという特
徴がなくなるので望ましくない。したがつて、ポ
リジエン鎖含有ポリイソシアネートの混合量は、
使用目的、施工方法などによつて適宜決定すれば
よい。 なお、本発明で使用するポリジエン鎖含有ポリ
イソシアネートの一部を従来用いられている水溶
性のポリウレタンプレポリマーに置きかえて使用
することは、本発明の目的、効果を損わない範囲
で可能である。 以上詳述したように本発明の瀝青物乳剤組成物
は、従来提案されているところの水溶性ポリウレ
タンプレポリマーを用いてなる硬化性組成物とは
全く異なり、水溶性を有しないポリジエン鎖含有
ポリイソシアネート、すなわちポリジエン鎖含有
ウレタンプレポリマーを用いるところに大きな特
徴がある。したがつて、本発明は従来技術とは異
なる発明思想から生まれたものであり、本発明者
の実験によつてはじめて明らかになつたものであ
る。 本発明の瀝青物乳剤組成物においては、水溶性
を有しないポリジエン鎖含有ポリイソシアネート
を瀝青物乳剤に混合したとき、驚ろくべきことに
均一に分散混合でき、しかも多量の水が存在しな
がら急激な硬化が生じない。このような現象がど
のような機構で起るのかは明らかではないが、添
加したポリジエン鎖含有ポリイソシアネートが水
不溶親油性であるために、その親油性により瀝青
物粒子の表面に選択的に分散するためではないか
と考えられる。このため、水との反応が抑制され
て急激な硬化が生じない結果となつて表われてい
るものと考えられる。したがつて、瀝青物乳剤に
対するポリジエン鎖含有ポリイソシアネートの添
加量が30重量％を越えると硬化速度が比較的早く
なるようである。 このように考えると、従来の水溶性プレポリマ
ーが水相において硬化するのに対して、本発明に
あつては瀝青物粒子と一体になつて硬化し、瀝青
物そのものをゴムで変性することになり、結果的
にすぐれた物性を有する硬化物につながるのかも
しれない。 本発明の瀝青物乳剤組成物は、室温下で低粘度
を有し、しかも急激な反応が生じないために作業
性、施工性よく各種用途に適用され、時間の経過
により弾力性を有する硬化物を生じ、得られた硬
化物は、さらに耐水性、耐熱性、耐寒性、耐薬品
性、接着性、硬度、強度、耐候性などにすぐれる
と共に表面ベタツキのないものとなる。特に水溶
性のプレポリマーを用いていないのでその耐水性
は従来のものと比べて著しく改善されたものとな
る。 本発明の瀝青物乳剤組成物の使用においては、
目的、用途、性能などに応じて瀝青物乳剤を選択
し、必要により他の添加物を混合すると共に、所
定量のポリジエン鎖含有ポリイソシアネートを混
合すればよい。この混合においては、30％以下の
混合にあつては、あらかじめ混合したものを用い
ても硬化がはじまるまで十分な混合、使用時間が
得られるので作業性、施工性よく使用することが
できる。したがつて、ポンプ輸送、吹付け、刷け
塗り、レーキ塗り、注入などが可能である。しか
し、ポリジエン鎖含有ポリイソシアネートの混合
量が30％以上になると比較的早く硬化がはじまる
ので、使用直前に混合するか、あるいは二つのノ
ズルから吹きだした後で混合する方法を採用する
ことが望ましい。 以上詳述したように本発明の瀝青物乳剤組成物
は常温で低粘度であるため、室温下で作業性よ
く、しかも安全に各種の用途に利用することがで
きる。たとえば、本発明の組成物を単独であるい
は不織布などの多孔性材料と併用して防水シート
を工場生産するのに利用されたり、コンクリート
構造物の防水、防蝕、構造物の目地のシール材、
各種配管の防蝕被覆、接手部の防水シールなどに
効果的に利用できる。 また、水路、貯水池、廃棄物処理場などの防水
ライニング、法面の保護のために塗布、吹付け工
法などを採用して施工するのに利用できる。この
場合に、施工面にあらかじめモルタル吹付けを行
なつた後に施工したり、あるいは不織布、織布、
網状メツシユ、さらには長短繊維を併用して用い
ることも可能である。同様に地下構造物などの止
水、軟弱地盤の改良などいわゆる地盤注入工法に
も利用できる。その他道路の舗装材、テニスコー
トなどの各種運動場の弾性舗装用としても有効に
利用することもできる。この場合には、骨材、無
機フイラー、加硫ゴム粉末、繊維類などと組合せ
て用いることにより、より弾力性、硬度、耐久性
にすぐれた舗装体を得ることができる。 以上、本発明の瀝青物乳剤組成物の用途の一部
についてのべたが、これらに限定されず、瀝青物
乳剤が用いられていた分野はもちろんのこと、そ
の作業性、硬化物の物性改良から新規な利用分野
に巾広く利用を拡大するものである。 以下、実施例により本発明を詳細に説明する。 実施例１〜５および比較例１〜３ 第１表に示す配合物を室温下混合撹拌後、混合
物を２mm厚さのシートに成形した。室温で48時間
次いで40℃で24時間養生後、シート物性をJIS Ｋ
−6301に準拠して測定した結果を第１表に示す。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 瀝青物乳剤にポリジエン鎖含有ポリイソシア
   ネートを混合してなる瀝青物乳剤組成物。