JPH038371B2 - - Google Patents

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JPH038371B2
JPH038371B2 JP57127211A JP12721182A JPH038371B2 JP H038371 B2 JPH038371 B2 JP H038371B2 JP 57127211 A JP57127211 A JP 57127211A JP 12721182 A JP12721182 A JP 12721182A JP H038371 B2 JPH038371 B2 JP H038371B2
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JP
Japan
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water
nco
oxyethylene
urethane resin
ratio
Prior art date
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Application number
JP57127211A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5915424A (en
Inventor
Yutaka Kawahara
Ryozo Umazume
Takeyoshi Komori
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Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Chemical Industries Ltd filed Critical Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority to JP57127211A priority Critical patent/JPS5915424A/en
Publication of JPS5915424A publication Critical patent/JPS5915424A/en
Publication of JPH038371B2 publication Critical patent/JPH038371B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はウレタン樹脂の製法に関するものであ
る。さらに詳しくは、水に接すると水を吸収し自
重の10〜20倍程度に膨潤しうる水膨潤性ウレタン
樹脂の製法に関するものである。 水膨潤性樹脂は土木建築工事における間〓充填
用止水剤、コーキング材、コーテイング材、シー
ラント、乾式シートなどとして使用されている。 このような水膨潤性樹脂として、オキシエチレ
ン/オキシプロピレン共重合系ポリエーテルポリ
オールとポリイソシアネートとをNCO/OH比が
当量近辺で反応させたものがある。しかしこのも
のは水および海水の膨潤性が小さく、間〓が大き
く大きな膨潤性が要求されるところでは使用する
ことが困難である。 本発明者らは上記欠点の解消を目的に鋭意検討
した結果、本発明に到達した。すなわち本発明は
ポリエーテルポリオール(a)と有機ポリイソシアネ
ート(b)との末端にイソシアネート基を有するウレ
タンプレポリマー〔A〕およびポリエーテルポリ
オール〔B〕を、NCO/OH比2.1〜4で触媒の
存在下に反応させ、硬化させることを特徴とする
水膨潤性ウレタン樹脂の製法である。 本発明におけるポリエーテルポリオール(a)とし
てはオキシエチレン/オキシプロピレン共重合系
ポリエーテルポリオール(以下共重合体というこ
とがある)があげられる。このようなポリエーテ
ルポリオールとしては活性水素(OH基、アミノ
基など)含有化合物のエチレンオキサイド(以下
EOという)およびプロピレンオキサイド(以下
POという)付加物があげられる。たとえば多価
アルコール〔二価アルコール(エチレングリコー
ル、プロピレングリコールなど);三価以上通常
三価ないし八価のアルコール(グリセリン、トリ
メチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソ
ルビトール、しよ糖など)など〕;多価フエノー
ル〔ヒドロキノン、レゾルシン、カテコール、ビ
スフエノール(ビスフエノールAなど)など〕;
アミン〔モノアミン(モノ−またはジ−アルキル
アミン、シクロヘキシルアミン、モルホリンな
ど)、アルカノールアミン(モノ−、ジ−または
トリ−エタノールアミン、n−またはイソ−プロ
パノールアミンなど)、(ポリ)アルキレンポリア
ミン(エチレンジアミン、ジエチレントリアミン
など)、芳香族ポリアミン(トリレンジアミンな
ど)など〕などの活性水素含有化合物のEOおよ
びPO付加物(ランダムまたはブロツク付加物、
好ましくはランダム付加物)があげられる。これ
らのうち好ましいのは多価アルコールとくにエチ
レングリコール、プロピレングリコールおよびグ
リセリンのEOおよびPO付加物である。 共重合体中のオキシエチレン含量はオキシエチ
レンとオキシプロピレンの合計重量中、通常50〜
90%、好ましくは60〜85%である。オキシエチレ
ンの含量が50%未満では水膨潤率が不足し、90%
より多くなると水中での水膨潤樹脂の形状保持性
が低下する。 共重合体の水酸基当量は通常1000〜4000、好ま
しくは2000〜3000である。100未満では膨潤率が
不足し、4000を越えると形状保持性が低下する。
また共重合体の分子当りの平均官能基数は通常、
2〜2.5、好ましくは2〜2.2である。平均官能基
数が2.5より大きくなると架橋をおこし水膨潤性
が低下する。 本発明においてポリエーテルポリオールとして
前記オキシエチレン/オキシプロピレン共重合系
ポリエーテルポリオールを用いるのが好ましい
が、これ以外にポリエチレンポリオールとポリプ
ロピレンポリオールを併用したものであつてもよ
い。この場合は、併用物中のオキシエチレン含量
が前記と同じくオキシエチレンとオキシプロピレ
ンの合計重量中、通常、50〜90%とされ、60〜85
%にするのが好ましい。また併用物の水酸基価お
よび分子当りの平均官能基数も通常、上記共重合
物の場合と同様にする。 本発明における有機ポリイソシアネート(b)とし
ては芳香族ポリイソシアネート〔トリレンジイソ
シアネート(以下TDIという)、4,4′−ジフエ
ニルメタンジイソシアネート(以下MDIとい
う)、粗MDI、キシリレンジイソシアネートな
ど〕、変性ポリイソシアネート〔たとえばポリイ
ソシアネート(MDIなど)をカーボジイミド基、
ウレトジオン基、ウレトンイミン基を含有するよ
うに変性したポリイソシアネート(特公昭39−
8968号公報、特公昭55−27098号公報、特公昭54
−33597号公報などに記載したもの)〕たとえばア
イソネート143L(化成アツプジヨン製)、ミリオ
ネートMTL(保土谷化学製)およびスミジユール
PF、CD(住友バイエルウレタン製)、脂環式ポリ
イソシアネート(水添MDI、水添TDI、イソホ
ロンジイソシアネートなど)、脂肪族ポリイソシ
アネート(ヘキサメチレンジイソシアネートな
ど)およびこれらの二種以上の混合物があげられ
る。 また、過剰のポリイソシアネート(TDI、
MDIなど)とポリオール(トリメチロールプロ
パン、1.4−ブタンジオールなど)とを反応させ
て得られる遊離イソシアネート含有プレポリマー
も使用することができる。 (a)と(b)との末端にイソシアネート基を有するウ
レタンプレポリマー〔A〕において、(a)と(b)を反
応させる場合の割合はNCO/OH比で通常2〜
8、好ましくは2.5〜5である。 ウレタンプレポリマー〔A〕を得る場合の反応
温度は通常60〜100℃、好ましくは70〜90℃、反
応時間は通常3〜12時間、好ましくは4〜8時間
である。 プレポリマー化反応は場合により溶媒中で行う
こともできる。この溶媒としては活性水素をもた
ない極性溶媒たとえばケトン系溶媒(メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトンなど)、エス
テル系溶媒(酢酸メチル、酢酸エチルなど)、セ
ロソルブ系溶媒(メチルセロソルブなど)および
これらの二種以上の混合物があげられる。 得られたウレタンプレポリマー(A)のNCO%は
通常2〜7%、好ましくは3〜6%である。 本発明におけるポリエーテルポリオール〔B〕
としては前述したポリエーテルポリオール(a)と同
様のポリエーテルポリオールがあげられ、好まし
いものも同様である。 本発明における触媒としてはNCOと水酸基ま
たは水との反応を促進する触媒たとえば錫系触媒
(ジブチル錫ジラウレート、オクタン酸第1錫な
ど)、鉛系触媒(オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛な
ど)、アミン系触媒(1.4−ジアザ−ビシクロ
〔2,2,2〕オクタン、1.8−ジアザ−ビシクロ
〔5,4,0〕ウンデセン−7、トリエチルアミ
ン、N−エチルモルホリンなど)などがあげられ
る。これらのうち好ましいのは錫系触媒および鉛
系触媒である。 〔A〕と〔B〕を触媒の存在下、反応させ、硬
化させ水膨潤性ウレタン樹脂を製造するに際し、
〔A〕および〔B〕のNCO/OH比は通常2.1〜
4、好ましくは2.1〜3.7、とくに好ましくは2.2〜
3.3である。NCO/OH比が2.1未満の場合は水膨
潤時における物理的強度および形状保持性が悪
い、硬化の際大気中の水分の影響を受け易く水膨
潤能力の再現性に乏しい、硬化が充分に進まない
などの欠点を有する。またNCO/OH比が4より
大きくなると水膨潤度が低くなる(吸水性が低下
する)、硬化の際発泡が生じ易いのでその結果水
膨潤時の物理的強度の低下をもたらすなどの問題
が生じる。 触媒の量は、水膨潤性ウレタン樹脂に対して通
常0.01%〜2%、好ましくは0.05%〜1%であ
る。 反応、硬化は溶剤を存在させることなく行つて
もよいが作業性を向上させるため必要により溶剤
の存在下行つてもよい。この場合の系中の固形分
濃度は通常60〜100重量%である。溶剤を用いる
場合その溶剤としてはウレタンプレポリマー化反
応の個所で記載した溶剤と同様のものがあげられ
る。また溶剤による希釈は〔A〕、〔B〕および/
または触媒にあらかじめ溶剤を加えておいても、
また〔A〕、〔B〕および触媒を混合したものに溶
剤を加えてもよい。反応、硬化条件は通常、常温
で4〜36時間、50℃で2〜6時間である。 また、ウレタン樹脂製造の際にはフイラー(タ
ルク、ベントナイト、炭酸カルシウム、リトポ
ン、シリカ、マイカなど)着色剤〔顔料(チタン
白、ベンガラ、カーボンブラツク、クロムグリー
ンなど)〕、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤
(DOP、DBPなど)、たれ防止剤(超微粉末シリ
カ、アスベストなど)などを加えることもでき
る。添加量はフイラーの場合はウレタン樹脂に対
して0〜60%であり、好ましくは0〜25%であ
る。さらに水不溶性吸水性樹脂(特開昭52−
149190号、特開昭51−125468号、特開昭52−
25886号、特開昭52−59690号に記載されている水
不溶性単量体および/または加水分解により水溶
性となる単量体(A)′とデンプンおよび/またはセ
ルロース(B)′および/または架橋剤(C)′を必須成分
として重合させ、必要により加水分解を行うこと
により得られる重合体など)も加えることもでき
る。 〔A〕、〔B〕を触媒の存在下、反応、硬化させ
ウレタン樹脂を製造する場合は基体に適用して基
体上でウレタン樹脂を製造してもよく、また基体
に適用することなくウレタン樹脂の成型品として
もよい。 基本に適用する場合、その基体としては金属
(鉄、ブリキ、トタン、アルミなど)、コンクリー
ト、モルタル、木材、スレート、ガラスなどがあ
げられる。 適用する基体が金属のときはプライマーが通常
用いられる。このプライマーとしてはビスフエノ
ール類のオキシアルキレンエーテルおよび必要に
より多価アルコール、高分子ポリオールからなる
活性水素成分と、ポリイソシアネート成分とを反
応させて得られるNCO過剰ウレタンプレポリマ
ー(本出願人による昭和57年6月25日付特許願
「プライマー組成物」および特願昭55−187353号
記載のもの)、ならびにポリメチレンポリフエニ
ルポリイソシアネートからなるNCO成分とビス
フエノール類のオキシアルキレンエーテル、必要
により低分子ポリオールおよび高分子ポリオール
からなる活性水素成分とからなる組成物(特願昭
55−120318号、同−168310号および同−168311
号)があげられる。これらのうち好ましいものは
前者である。その他、通常の湿気硬化型のNCO
ウレタンプレポリマー〔高分子ポリオール(ポリ
プロピレングリコールなど)必要により低分子ポ
リオール(エチレングリコール、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、ペンタエリスリトール、ポリプロピレングリ
コール(分子量400以下)など)からなる活性水
素成分と、ポリイソシアネートからなるNCO成
分とをNCO基過剰で反応させて得たプレポリマ
ーでNCO%は通常3〜15%のもの〕も使用でき
る。 〔A〕、〔B〕などの原料を基体に適用する方法
としては、スプレー、ハケ塗り、ローラ塗り、ヘ
ラ付け、コーキングガンによる塗り、コテ塗りな
どがあげられる。この場合の塗布量はとくに限定
されないが通常100g〜5000g/m2である。また
膜厚は通常10μ以上であり、好ましくは100μ〜5
mmである。 本発明にしたがつて、(A)と(B)は大気中で反応さ
せて硬化させる。〔A〕を〔B〕と反応させると
同時に大気中の水分と反応させて湿気硬化させる
のが好ましい。 本発明により製造されたウレタン樹脂は水、海
水、硬水、金属イオン含有水などに浸漬すること
により自重の10〜20倍(1000〜2000%)程度にま
で膨潤する性質を有する。 本発明により製造されるウレタン樹脂は、上述
したように大きな水膨潤性を有する。しかも今ま
で困難とされていた海水中、硬水中またはナトリ
ウム、カルシウム、鉄などの金属イオンを含む水
中でも膨潤度が低下せず純水の場合と同程度であ
る。上記効果に加えて本発明により製造されるウ
レタン樹脂は基体との接着性がよい、水膨潤時に
剥離脱落しない、水膨潤、乾燥の繰り返しによつ
て水膨潤能力が低下するようなことがないという
効果も併せ有する。 本発明により得られるウレタン樹脂は水膨潤性
のコーテイング材、シーラント、コーキング材、
乾式シートなどの用塗に使用できる。とくに本発
明により得られるウレタン樹脂は、海水中、硬水
中、ナトリウム、カルシウム、鉄などの金属のイ
オンを含有する水中においても水膨潤性が低下し
ないため、海洋工事、河川の締切り工事、ビルや
水道管敷設などの根切り工事、貯水池の止水工事
などにおける間〓充填用止水材としても極めて有
用である。 以下、実施例および比較例により本発明をさら
に説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。実施例中の部は重量部を示す。また、実
施例中の膨潤率は 吸水量(g)/浸漬前の水膨潤性ウレタン樹
脂組成物の重量(g)×100 であり、止水試験は下記のように行つた。 止水試験 内径20mmの鋼管内部にプライマー(ビスフエノ
ールAのオキシアルキレンエーテルと粗MDIの
ウレタンプレポリマー;NCO% 4%のもの)
を塗布、室温で30分乾燥後、本発明におけるウレ
タンプレポリマー〔A〕と硬化剤として本発明に
おけるポリエーテルポリオール〔B〕を所定の割
合で混合したものを厚さ2mmになるよう塗布(3
回塗り)し、大気中常温で硬化せしめ、内面部分
コーテイングを行なつた。この鋼管を水槽底部に
取り付け鋼管出口をゴム栓で密閉し水を水槽に満
たし24時間放置後、鋼管出口のゴム栓をとりはず
し漏水の有無を試験した。 実施例1〜4、比較例1〜2 下記のプレポリマーおよび硬化剤を使用し、表
−1に示したようなNCO/OH比の割合で混合
し、ガラス板に流し、大気中常温で24時間硬化せ
しめ、厚さ2mmの水膨潤性ウレタン樹脂成型品を
得た。 この水膨潤性ウレタン樹脂成型品について、水
道水そして3%食塩水浸漬後の膨潤率を測定し、
膨潤後の形状保持性を調べ、さらにこの水膨潤性
ウレタン樹脂について止水試験を行ない、併せて
結果を表−2に示した。 (プレポリマー) 「エチレングリコールにEOとPOのEO/PO重
量比で80/20の混合物を付加させて得た平均分子
量4000のポリエーテルグリコール(以下ポリエー
テルグリコールという)、1000gとグリセリン
にEO/PO重量比70/30のEO/PO混合物を付加
させて得た平均分子量3366のポリエーテルトリオ
ール(以下ポリエーテルトリオールという)50
gにTDI−80(2,4−異性体と2.6−異性体の混
合比80:20のTDIを言う)157.4g(NCO/OH
比:3.32)を加え80℃で5時間反応させてNCO
%が4.4%のウレタンプレポリマー(以下ウレタ
ンプレポリマーという)を得た。 (硬化剤) オクタン酸鉛をポリエーテルグリコールの重
量の0.5%含有したポリエーテルグリコール
(以下硬化剤という)を硬化剤として用いた。
The present invention relates to a method for producing urethane resin. More specifically, the present invention relates to a method for producing a water-swellable urethane resin that absorbs water and swells to about 10 to 20 times its own weight when it comes into contact with water. Water-swellable resins are used as fillers, caulking materials, coating materials, sealants, dry sheets, etc. in civil engineering and construction work. As such a water-swellable resin, there is one in which an oxyethylene/oxypropylene copolymer polyether polyol and a polyisocyanate are reacted at an NCO/OH ratio in the vicinity of equivalents. However, this material has low swelling properties in water and seawater, and is difficult to use in places where large swelling properties are required. The present inventors have made extensive studies aimed at solving the above-mentioned drawbacks, and as a result, have arrived at the present invention. That is, the present invention uses a polyether polyol (a) and an organic polyisocyanate (b) having a urethane prepolymer [A] and a polyether polyol [B] having isocyanate groups at the terminals, and a catalyst at an NCO/OH ratio of 2.1 to 4. This is a method for producing a water-swellable urethane resin, which is characterized by reacting and curing in the presence of a water-swellable urethane resin. Examples of the polyether polyol (a) in the present invention include oxyethylene/oxypropylene copolymer polyether polyols (hereinafter sometimes referred to as copolymers). Such polyether polyols include ethylene oxide (hereinafter referred to as ethylene oxide), a compound containing active hydrogen (OH group, amino group, etc.).
EO) and propylene oxide (hereinafter referred to as
An example of this is an adduct (called PO). For example, polyhydric alcohols [dihydric alcohols (ethylene glycol, propylene glycol, etc.); trihydric or higher, usually trihydric to octahydric alcohols (glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, sucrose, etc.)]; polyhydric alcohols; Phenols [hydroquinone, resorcinol, catechol, bisphenols (bisphenol A, etc.), etc.];
Amines [monoamines (mono- or di-alkylamines, cyclohexylamine, morpholine, etc.), alkanolamines (mono-, di- or tri-ethanolamine, n- or iso-propanolamine, etc.), (poly)alkylene polyamines (ethylene diamine) EO and PO adducts (random or block adducts,
Random adducts) are preferred. Preferred among these are the EO and PO adducts of polyhydric alcohols, especially ethylene glycol, propylene glycol and glycerin. The oxyethylene content in the copolymer is usually 50 to 50% of the total weight of oxyethylene and oxypropylene.
90%, preferably 60-85%. If the oxyethylene content is less than 50%, the water swelling rate will be insufficient, and the water swelling rate will be 90%.
When the amount increases, the shape retention of the water-swellable resin in water decreases. The hydroxyl equivalent of the copolymer is usually 1,000 to 4,000, preferably 2,000 to 3,000. If it is less than 100, the swelling ratio will be insufficient, and if it exceeds 4000, the shape retention will decrease.
In addition, the average number of functional groups per molecule of the copolymer is usually
2 to 2.5, preferably 2 to 2.2. When the average number of functional groups is greater than 2.5, crosslinking occurs and water swelling property decreases. In the present invention, it is preferable to use the oxyethylene/oxypropylene copolymer polyether polyol as the polyether polyol, but a combination of polyethylene polyol and polypropylene polyol may also be used. In this case, the oxyethylene content in the combined product is usually 50 to 90% of the total weight of oxyethylene and oxypropylene, and 60 to 85% of the total weight of oxyethylene and oxypropylene.
% is preferable. Furthermore, the hydroxyl value and average number of functional groups per molecule of the combination product are usually the same as in the case of the above-mentioned copolymer. Examples of the organic polyisocyanate (b) in the present invention include aromatic polyisocyanates [tolylene diisocyanate (hereinafter referred to as TDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI), crude MDI, xylylene diisocyanate, etc.], modified Polyisocyanate [For example, polyisocyanate (MDI, etc.) with carbodiimide group,
Polyisocyanate modified to contain uretdione groups and uretonimine groups (Japanese Patent Publication No. 1986-
Publication No. 8968, Special Publication No. 55-27098, Special Publication No. 1977
-33597, etc.)] For example, Isonate 143L (manufactured by Kasei Upjiyon), Millionate MTL (manufactured by Hodogaya Chemical), and Sumidyur.
Examples include PF, CD (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane), alicyclic polyisocyanates (hydrogenated MDI, hydrogenated TDI, isophorone diisocyanate, etc.), aliphatic polyisocyanates (hexamethylene diisocyanate, etc.), and mixtures of two or more of these. . Also, excess polyisocyanate (TDI,
Free isocyanate-containing prepolymers obtained by reacting polyols (such as trimethylolpropane, 1,4-butanediol, etc.) with polyols (such as MDI) can also be used. In the urethane prepolymer [A] having isocyanate groups at the ends of (a) and (b), the ratio in which (a) and (b) are reacted is usually 2 to 2 in terms of NCO/OH ratio.
8, preferably 2.5 to 5. When obtaining the urethane prepolymer [A], the reaction temperature is usually 60 to 100°C, preferably 70 to 90°C, and the reaction time is usually 3 to 12 hours, preferably 4 to 8 hours. The prepolymerization reaction can also be carried out in a solvent depending on the case. Examples of this solvent include polar solvents that do not have active hydrogen, such as ketone solvents (methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), ester solvents (methyl acetate, ethyl acetate, etc.), cellosolve solvents (methyl cellosolve, etc.), and two types thereof. Examples include mixtures of the above. The NCO% of the obtained urethane prepolymer (A) is usually 2 to 7%, preferably 3 to 6%. Polyether polyol [B] in the present invention
Examples of the polyether polyol include the same polyether polyols as the above-mentioned polyether polyol (a), and preferred ones are also the same. Catalysts used in the present invention include catalysts that promote the reaction between NCO and hydroxyl groups or water, such as tin-based catalysts (dibutyltin dilaurate, stannous octoate, etc.), lead-based catalysts (lead octoate, lead naphthenate, etc.), and amines. Examples include system catalysts (1.4-diaza-bicyclo[2,2,2]octane, 1.8-diaza-bicyclo[5,4,0]undecene-7, triethylamine, N-ethylmorpholine, etc.). Among these, preferred are tin-based catalysts and lead-based catalysts. When producing a water-swellable urethane resin by reacting and curing [A] and [B] in the presence of a catalyst,
The NCO/OH ratio of [A] and [B] is usually 2.1~
4, preferably 2.1 to 3.7, particularly preferably 2.2 to
It is 3.3. If the NCO/OH ratio is less than 2.1, the physical strength and shape retention during water swelling will be poor, the curing will be easily affected by moisture in the atmosphere, the reproducibility of water swelling ability will be poor, and the curing will not progress sufficiently. It has drawbacks such as: Furthermore, if the NCO/OH ratio is greater than 4, problems such as a lower degree of water swelling (lower water absorption) and a tendency to foam during curing result in a decrease in physical strength when swollen with water. . The amount of catalyst is usually 0.01% to 2%, preferably 0.05% to 1%, based on the water-swellable urethane resin. The reaction and curing may be carried out without the presence of a solvent, but may be carried out in the presence of a solvent if necessary in order to improve workability. In this case, the solid content concentration in the system is usually 60 to 100% by weight. When a solvent is used, the same solvents as those described for the urethane prepolymerization reaction can be mentioned. Also, dilution with solvent is [A], [B] and/
Or, even if you add a solvent to the catalyst in advance,
Further, a solvent may be added to the mixture of [A], [B] and the catalyst. The reaction and curing conditions are usually 4 to 36 hours at room temperature and 2 to 6 hours at 50°C. In addition, when manufacturing urethane resin, fillers (talc, bentonite, calcium carbonate, lithopone, silica, mica, etc.), colorants (pigments (titanium white, red iron, carbon black, chrome green, etc.)), ultraviolet absorbers, antioxidants, etc. It is also possible to add agents, plasticizers (DOP, DBP, etc.), anti-sagging agents (ultrafine powdered silica, asbestos, etc.). In the case of a filler, the amount added is 0 to 60%, preferably 0 to 25%, based on the urethane resin. In addition, water-insoluble water-absorbing resin (JP-A-52-
No. 149190, JP-A-51-125468, JP-A-52-
Water-insoluble monomers and/or monomers that become water-soluble upon hydrolysis (A)' and starch and/or cellulose (B)' and/or It is also possible to add a polymer obtained by polymerizing the crosslinking agent (C)' as an essential component and hydrolyzing it if necessary. When producing a urethane resin by reacting and curing [A] and [B] in the presence of a catalyst, the urethane resin may be produced on the substrate by applying it to the substrate, or the urethane resin may be produced on the substrate without being applied to the substrate. It may also be a molded product. When applied to basics, the substrates include metals (iron, tin, galvanized iron, aluminum, etc.), concrete, mortar, wood, slate, glass, etc. A primer is usually used when the applied substrate is metal. This primer is an NCO-excess urethane prepolymer obtained by reacting a polyisocyanate component with an active hydrogen component consisting of an oxyalkylene ether of bisphenols and, if necessary, a polyhydric alcohol and a polymeric polyol. Patent application ``Primer composition'' dated June 25, 2017 and those described in Japanese Patent Application No. 187353/1983), an NCO component consisting of polymethylene polyphenyl polyisocyanate, oxyalkylene ether of bisphenols, and low-molecular polyol if necessary. and an active hydrogen component consisting of a polymeric polyol (patent application)
No. 55-120318, No. 168310 and No. 168311
) can be mentioned. Among these, the former is preferred. Other normal moisture-curing NCO
Urethane prepolymer [active hydrogen consisting of high molecular polyol (polypropylene glycol, etc.) and, if necessary, low molecular polyol (ethylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, polypropylene glycol (molecular weight 400 or less), etc.) A prepolymer obtained by reacting an NCO component consisting of a polyisocyanate with an excess of NCO groups, and the NCO% is usually 3 to 15%] can also be used. Examples of methods for applying raw materials such as [A] and [B] to the substrate include spraying, brushing, roller coating, spatula application, application with a caulking gun, and trowel application. The amount of coating in this case is not particularly limited, but is usually 100 g/m 2 to 5000 g/m 2 . The film thickness is usually 10μ or more, preferably 100μ to 5μ.
mm. According to the invention, (A) and (B) are cured by reacting in the atmosphere. It is preferable to cause [A] to react with [B] and at the same time to react with moisture in the atmosphere to effect moisture curing. The urethane resin produced according to the present invention has the property of swelling to about 10 to 20 times its own weight (1000 to 2000%) when immersed in water, seawater, hard water, water containing metal ions, etc. The urethane resin produced according to the present invention has high water swelling properties as described above. Moreover, the degree of swelling does not decrease even in seawater, hard water, or water containing metal ions such as sodium, calcium, and iron, which has been considered difficult until now, and is comparable to that in pure water. In addition to the above-mentioned effects, the urethane resin produced by the present invention has good adhesion to the substrate, does not peel off or fall off when swollen with water, and does not reduce its water-swelling ability due to repeated water-swelling and drying. It also has effects. The urethane resin obtained by the present invention can be used as a water-swellable coating material, a sealant, a caulking material,
Can be used for coating dry sheets, etc. In particular, the urethane resin obtained by the present invention does not lose its water swelling properties even in seawater, hard water, and water containing metal ions such as sodium, calcium, and iron, so it is suitable for marine construction, river closure construction, buildings, etc. It is also extremely useful as a water stop material for filling gaps in root cutting work such as laying water pipes, water stop work in reservoirs, etc. The present invention will be further explained below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. Parts in the examples indicate parts by weight. In addition, the swelling ratio in the examples is water absorption amount (g)/weight of water-swellable urethane resin composition before immersion (g) x 100, and the water stop test was conducted as follows. Waterstop test Primer (oxyalkylene ether of bisphenol A and urethane prepolymer of crude MDI; NCO% 4%) inside a steel pipe with an inner diameter of 20 mm.
After drying at room temperature for 30 minutes, a mixture of the urethane prepolymer [A] of the present invention and the polyether polyol [B] of the present invention as a curing agent in a predetermined ratio was coated to a thickness of 2 mm (3
The inner surface was coated by applying two coats of paint and curing at room temperature in the atmosphere. This steel pipe was attached to the bottom of the water tank, the steel pipe outlet was sealed with a rubber stopper, the water was filled in the water tank, and the water tank was left for 24 hours.The rubber stopper at the steel pipe outlet was removed and the presence or absence of water leakage was tested. Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 2 The following prepolymers and curing agents were used, mixed at the NCO/OH ratio shown in Table 1, poured onto a glass plate, and heated in the atmosphere at room temperature for 24 hours. After time curing, a water-swellable urethane resin molded product with a thickness of 2 mm was obtained. The swelling rate of this water-swellable urethane resin molded product was measured after immersion in tap water and 3% saline solution.
The shape retention after swelling was investigated, and a water stop test was also conducted on this water-swellable urethane resin, and the results are also shown in Table 2. (Prepolymer) ``Polyether glycol with an average molecular weight of 4000 (hereinafter referred to as polyether glycol) obtained by adding a mixture of EO and PO with an EO/PO weight ratio of 80/20 to ethylene glycol, 1000 g and glycerin with EO/PO Polyether triol (hereinafter referred to as polyether triol) 50 with an average molecular weight of 3366 obtained by adding an EO/PO mixture with a PO weight ratio of 70/30
157.4 g (NCO/OH
Ratio: 3.32) was added and reacted at 80℃ for 5 hours to produce NCO.
A urethane prepolymer having a percentage of 4.4% (hereinafter referred to as urethane prepolymer) was obtained. (Curing agent) Polyether glycol (hereinafter referred to as curing agent) containing lead octoate in an amount of 0.5% based on the weight of polyether glycol was used as a curing agent.

【表】 実施例5、6、比較例3 下記のプレポリマー及び硬化剤を使用し
NCO/OH比2.5の割合で混合し、ガラス板上に
流し、大気中常温で24時間硬化せしめ、厚さ2mm
の水膨潤性ウレタン樹脂成型品を得た。 この水膨潤性ウレタン樹脂成型品について水道
水そして3%食塩水浸漬後の膨潤率を測定し、膨
潤後の形状保持性を調べ、さらにこの水膨潤性ウ
レタン樹脂について止水試験を行ない、併せて結
果を表−2に示した。 (プレポリマー) Γウレタンプレポリマー;実施例1に記載のポ
リエーテルグリコール1000gにTDI−80 145
g(NCO/OH比3.32)加え、80℃で5時間反
応させNCO%が4.3%のウレタンプレポリマー
(以下、ウレタンプレポリマーという)を得
た。 Γウレタンプレポリマー;実施例1に記載のポ
リエーテルグリコール800gと実施例1に記
載のポリエーテルトリオール200gを混合し
TDI−80 167g(NCO/OH比3.32)を加え、
80℃で5時間反応させ、NCO%が4.8%のウレ
タンプレポリマー(以下ウレタンプレポリマー
という)を得た。 Γウレタンプレポリマー;実施例1に記載のポ
リエーテルグリコール500gと実施例1に記
載のポリエーテルトリオール500gを混合し、
TDI−80 200g(NCO/OH比3.32)を加え80
℃で5時間反応させNCO%が5.6%のウレタン
プレポリマー(以下ウレタンプレポリマーと
いう)を得た。 (硬化剤) Γ硬化剤 実施例1に記載の硬化剤と同様の
ものを用いた。 Γ硬化剤 実施例1に記載のポリエーテルグリ
コール800gと実施例1に記載のポリエーテ
ルトリオール200gとオクタン酸鉛5gを混
合したもの(以下硬化剤という)を用いた。 Γ硬化剤 実施例1に記載のポリエーテルグリ
コール500gと実施例1に記載のポリエーテ
ルトリオール500gとオクタン酸亜鉛5gを
混合したもの(以下硬化剤という)を用い
た。
[Table] Examples 5, 6, Comparative Example 3 The following prepolymers and curing agents were used.
Mixed at an NCO/OH ratio of 2.5, poured onto a glass plate, and cured in the air at room temperature for 24 hours to a thickness of 2 mm.
A water-swellable urethane resin molded product was obtained. We measured the swelling rate of this water-swellable urethane resin molded product after immersion in tap water and 3% saline solution, examined the shape retention after swelling, and conducted a water stop test on this water-swellable urethane resin. The results are shown in Table-2. (Prepolymer) Γ urethane prepolymer; TDI-80 145 to 1000g of polyether glycol described in Example 1
g (NCO/OH ratio 3.32) and reacted at 80° C. for 5 hours to obtain a urethane prepolymer with an NCO% of 4.3% (hereinafter referred to as urethane prepolymer). Γ urethane prepolymer: 800 g of the polyether glycol described in Example 1 and 200 g of the polyether triol described in Example 1 were mixed.
Add 167g of TDI-80 (NCO/OH ratio 3.32),
The reaction was carried out at 80° C. for 5 hours to obtain a urethane prepolymer having an NCO% of 4.8% (hereinafter referred to as urethane prepolymer). Γ urethane prepolymer; 500 g of the polyether glycol described in Example 1 and 500 g of the polyether triol described in Example 1 were mixed,
Add 200g of TDI-80 (NCO/OH ratio 3.32) to 80
The reaction was carried out at ℃ for 5 hours to obtain a urethane prepolymer having an NCO% of 5.6% (hereinafter referred to as urethane prepolymer). (Curing agent) Γ curing agent The same curing agent as described in Example 1 was used. Γ Curing Agent A mixture of 800 g of the polyether glycol described in Example 1, 200 g of the polyether triol described in Example 1, and 5 g of lead octoate (hereinafter referred to as a curing agent) was used. Γ Curing Agent A mixture of 500 g of the polyether glycol described in Example 1, 500 g of the polyether triol described in Example 1, and 5 g of zinc octoate (hereinafter referred to as a curing agent) was used.

【表】【table】

【表】 実施例7、8、比較例4、5 下記のプレポリマー100gと下記の硬化剤83g
を(NCO/OH比2.5)混合し、ガラス板上に流
し、大気中常温で24時間硬化せしめ、厚さ2mmの
水膨潤性ウレタン樹脂成型品を得た。 この水膨潤性ウレタン樹脂成型品について水道
水そして3%食塩水浸漬後の膨潤率、膨潤後の形
状保持性を調べ、さらにこの水膨潤性ウレタン樹
脂について止水試験を行ない、併せて結果を表−
3に示した。 (プレポリマー) エチレングリコールにEOとPOの表−3に示し
たEO/PO重量比の混合物を付加させて得た平均
分子量4000のポリエーテルグリコール(以下ポリ
エーテルグリコールという)1000gと実施例1
に記載のポリエーテルトリオール50gにTDI−
80 157.4g(NCO/OH比3.32)を加え80℃で5
時間反応させてNCO%が4.4%のウレタンプレポ
リマーを得た。 (硬化剤) オクタン酸鉛をポリエーテルグリコールの重
量の0.5%含有したポリエーテルグリコールを
硬化剤成分として用いた。
[Table] Examples 7 and 8, Comparative Examples 4 and 5 100g of the following prepolymer and 83g of the following curing agent
(NCO/OH ratio 2.5), poured onto a glass plate, and cured in the atmosphere at room temperature for 24 hours to obtain a water-swellable urethane resin molded product with a thickness of 2 mm. The swelling rate and shape retention after swelling of this water-swellable urethane resin molded product after immersion in tap water and 3% saline were investigated. Furthermore, a water stop test was conducted on this water-swellable urethane resin, and the results are also presented. −
Shown in 3. (Prepolymer) 1000 g of polyether glycol (hereinafter referred to as polyether glycol) with an average molecular weight of 4000 obtained by adding a mixture of EO and PO at the weight ratio of EO and PO shown in Table 3 to ethylene glycol (hereinafter referred to as polyether glycol) and Example 1
TDI-
80 Add 157.4g (NCO/OH ratio 3.32) and heat at 80℃
A urethane prepolymer with an NCO% of 4.4% was obtained by reacting for a period of time. (Curing agent) Polyether glycol containing 0.5% of the weight of polyether glycol of lead octoate was used as a curing agent component.

【表】 比較例 6〜9 下記のプレポリマーおよび硬化剤を使用し、表
−4に示したようなNCO/OH比の割合で混合
し、実施例1〜4、比較例1〜2と同様に行つ
た。結果を表−4に示す。
[Table] Comparative Examples 6 to 9 The following prepolymers and curing agents were used, mixed at the NCO/OH ratio shown in Table 4, and the same as Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2. I went to The results are shown in Table 4.

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ポリエーテルポリオール(a)と有機ポリイソシ
アネート(b)との末端にイソシアネート基を有する
ウレタンプレポリマー[A]およびポリエーテル
ポリオール[B]を、NCO/OH比2.1〜4で触
媒の存在下に[A]と[B]とを反応させると同
時に大気中の水分を反応させて湿気硬化させるこ
とを特徴とする水膨潤性ウレタン樹脂の製法。 2 (a)がオキシエチレン/オキシプロピレン共重
合系ポリエーテルポリオールである特許請求の範
囲第1項記載の製法。 3 [B]がオキシエチレン/オキシプロピレン
共重合系ポリエーテルポリオールである特許請求
の範囲第1項または第2項記載の製法。 4 (a)のオキシエチレン含量がオキシエチレンと
オキシプロピレンの合計重量に基づいて50〜90%
である特許請求の範囲第2項または第3項記載の
製法。 5 [B]のオキシエチレン含量がオキシエチレ
ンとオキシプロピレンの合計重量に基づいて50〜
90%である特許請求の範囲第2項〜第4項のいず
れかに記載の製法。 6 (a)および/または[B]の分子当りの平均官
能基数が2〜2.5である特許請求の範囲第1項〜
第5項のいずれかに記載の製法。
[Scope of Claims] 1 Urethane prepolymer [A] having isocyanate groups at the terminals of polyether polyol (a) and organic polyisocyanate (b) and polyether polyol [B] are prepared at an NCO/OH ratio of 2.1 to 4. A method for producing a water-swellable urethane resin, which comprises reacting [A] and [B] in the presence of a catalyst and simultaneously reacting moisture in the atmosphere to cause moisture curing. 2. The method according to claim 1, wherein (a) is an oxyethylene/oxypropylene copolymer polyether polyol. 3. The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein [B] is an oxyethylene/oxypropylene copolymer polyether polyol. 4 The oxyethylene content of (a) is 50 to 90% based on the total weight of oxyethylene and oxypropylene
The manufacturing method according to claim 2 or 3. 5 The oxyethylene content of [B] is 50 to 50% based on the total weight of oxyethylene and oxypropylene
90% of the manufacturing method according to any one of claims 2 to 4. 6 (a) and/or [B] has an average number of functional groups per molecule of 2 to 2.5.
The manufacturing method according to any of paragraph 5.
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