JPH0830180B2

JPH0830180B2 - 水膨張性止水材料

Info

Publication number: JPH0830180B2
Application number: JP61098159A
Authority: JP
Inventors: 道義寺内; 広治笹山; 一裕高崎
Original assignee: シ−アイ化成株式会社
Priority date: 1986-04-30
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPS62256884A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は水膨張性止水材料に関するものである。さら
に詳しくいえば、本発明は、吸水して膨張した際に、ゲ
ルが脱落したり溶出したりすることがなく、かつ電解質
を含む水溶液に対しても良好な吸水能を有するなど、水
質による膨張性の差が小さな水膨張性止水材料に関する
ものである。

従来の技術止水材は土木工事や建築工事において、モルタル、コ
ンクリート施工の個所や送水管接続の個所のひび割れ、
亀裂、間隙などの水漏れの生じる間隙に充てんして漏水
を止めるために広く用いられている。

このような止水材として、従来ゴム、プラスチツク、
ビチユーメンなどの変形しやすい耐水性物質を素材とし
たものが用いられてきたが、これらの素材は、長期間使
用すると、反発弾性の低下あるいはクリープ現象を生じ
て間隙の変化に対応できなくなり、止水効果が不十分と
なる欠点がある。

したがつて、このような欠点を改善するものとして、
水膨張性組成物、例えば高吸水性樹脂、ジエン系ゴム、
加硫剤、加硫促進剤、充てん剤、老化防止剤などの混合
物の加硫化物から成る、水と接触して膨張する樹脂組成
物が開発され、あるいはこのような水膨張性組成物と、
非膨張性組成物、例えばジエン系ゴム、加硫剤、加硫促
進剤、充てん剤、老化防止剤などの混合物の加硫化物と
を組み合わせて止水することが提案されている（特開昭
57−108143号公報、特開昭57−135160号公報）。

また、エチレン−酢酸ビニル共重合体などの可とう性
のあるプラスチツクに高吸水性樹脂を含有させた水膨張
性組成物も知られている（特開昭55−3424号公報）。

さらに、ゴム類に水膨潤性ウレタン樹脂を配合して硬
化させた水膨潤性物質（特開昭57−23654号公報）、軟
質樹脂又はゴムに高吸水性樹脂と水膨潤性ウレタンプレ
ポリマーを配合させた吸水性、保水性材料（特開昭59−
120653号公報）、エラストマー、吸水性樹脂及びポリエ
チレンオキシドなどの水溶性樹脂を混合して成る水膨潤
性エラストマー組成物（特開昭60−55041号公報）など
も提案されている。

このような水膨張性組成物から成る止水材は、水に触
れて急速に膨張し、その高い膨張圧で漏水している間隙
を閉塞し、効果的な止水が行われるので、非常に望まし
いものである。

しかしながら、従来の水膨張性組成物から成る止水材
においては、吸水して膨張した際、その中に含まれてい
る高吸水性樹脂のゲルが脱落したり、水可溶分が溶出し
たりして肉やせが生じるという問題があり、その上、一
般に電解質を含む水溶液に対する吸水能が通常の水に対
する吸水能に比べて著しく小さく、したがつて海水など
に対する止水性能に劣るという欠点を有している。

発明が解決しようとする問題点本発明は、このような従来の水膨張性組成物から成る
止水材が有する欠点を改良し、吸水して膨張した際に、
ゲルが脱落したり溶出したりすることがなく、かつ電解
質を含む水溶液に対しても良好な吸水能を有するなど、
水質による膨張性の差が小さな水膨張性止水材料の提供
を目的とするものである。

問題点を解決するための手段本発明者らは、種々研究を重ねた結果、エラストマー
に、親水性ウレタンプレポリマーとある種の液状ゴムや
ポリエチレンオキシドと共吸水性樹脂とをそれぞれ所定
割合で組み合わせることにより、その目的を達成しうる
ことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに
至つた。

すなわち、本発明は、（Ａ）エラストマー100重量部
に対し、（Ｂ）親水性ウレタンプレポリマーを50〜150
重量部、（Ｃ）水酸基を含有する液状ゴム又はポリエチ
レンオキシドあるいはその両方を５〜100重量部及び
（Ｄ）蒸留水に対する吸水能が自重の20倍以上である高
吸水性樹脂を５〜100重量部含有する組成物を成形して
成る水膨張性止水材料を提供するものである。

本発明において、（Ａ）成分として用いるエラストマ
ーは、天然ゴム、合成ゴム、可とう性を有する合成樹脂
などであり、合成ゴムとしては、例えばポリイソプレン
ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ジエンランダム
共重合ゴム、アクリロニトリル−ジエン高重合ゴム、ク
ロロプレンゴム、イソブチレン−イソプレン共重合ゴ
ム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴムなどのジ
エン系ゴムが挙げられる。また、可とう性を有する合成
樹脂としては、例えば塩素化ポリエチレン、クロロスル
ホン化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
軟質ポリ塩化ビニル、ポリウレタンなどが挙げられる。
これらのエラストマーはそれぞれ単独で用いてもよい
し、２種以上組み合わせて用いてもよい。

本発明において、（Ｂ）成分として用いる親水性ウレ
タンプレポリマーは、末端イソシアネート基含有水膨潤
性ウレタンプレポリマーであつて、このようなものとし
ては、例えば水酸基当量が400〜6000のエチレンオキシ
ド−プレピレンオキシドランダム又はブロツク重合体の
ポリオキシアルキレングリコールと、ポリイソシアネー
ト化合物とを常法により反応させて得られる、プロピレ
ンオキシド成分／エチレンオキシド成分重量比が7/3〜0
/10で、かつ遊離イソシアネート基の含量が１〜12重量
％、好ましくは２〜８重量％の範囲のものが、好適に用
いられるが、もちろんこれに限定されるものではない。

このウレタンプレポリマーは、そのまま用いてもよい
し、所望に応じ、水又はアミン系、ポリオール系などの
硬化剤によつて、常法により部分的に硬化し、ペースト
状にして用いてもよい。この際用いる硬化剤としては、
例えば4,4′−メチレンビス（２−クロロアニリン）、
1,4−ブタンジオール、ヒドロキノン−ビス（β−ヒド
ロキシエチル）エーテル、レゾルシノール−ビス（β−
ヒドロキシエチル）エーテル、1,2−ビス（２−アミノ
フエノールチオ）エタン、トリメチレングリコール−ジ
−ｐ−アミノベンゾエートなどが挙げられ、これらは単
独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよ
い。

本発明においては、（Ｃ）成分として、水酸基を含有
する液状ゴム又はポリエチレンオキシドあるいはその両
方が用いられる。

水酸基含有液状ゴムとしては、例えば末端官能基とし
て水酸基を含有する、液状ポリブタジエンゴム、液状ス
チレン−ブタジエンゴム、液状ブタジエン−アクリロニ
トリルゴム、液状クロロプレンゴムなどが挙げられる。

一方、ポリエチレンオキシドは、一般式 HOCH₂CH₂O_nCH₂CH₂OH で表わされる両末端に水酸基を有する水溶性樹脂であ
り、通常分子量10万〜500万のものが用いられる。

本発明において、（Ｄ）成分として用いる高吸水性樹
脂は、蒸留水に対する吸水能が自重の20倍以上、好まし
くは50〜800倍であることが必要であり、水膨張性をよ
り良くするために配合される。

このような高吸水性樹脂としては、例えば市販のデン
プン−ポリアクリル酸塩系高吸水性樹脂、有機溶剤中で
逆相重合して得られるポリアクリル酸塩の架橋化物、ビ
ニルアルコールとアクリル酸との共重合体やイソブチレ
ンと無水マレイン酸との共重合体の塩基性物質との反応
生成物を架橋化して得られる高吸水性樹脂などが挙げら
れる。これらの中で、特に、得られる止水材の耐久性な
どの点から、カルボキシル基又はそれに変換しうる基を
分子中に１個又は２個有するα，β−不飽和化合物を単
量体成分として含有する重合体を架橋剤を用いて架橋化
して得られる高吸水性樹脂が好適である。

本発明においては、これらの成分の配合割合につい
て、（Ａ）成分のエラストマー100重量部に対し、
（Ｂ）成分の親水性ウレタンプレポリマーを50〜150重
量部、（Ｃ）成分の液状ゴム又はポリエチレンオキシド
あるいはその両方を５〜100重量部、（Ｄ）成分の高吸
水性樹脂を５〜100重量部の範囲とすることが必要であ
る。

本発明の水膨張性止水材料の好適な製造方法の１例に
ついて説明すると、エラストマーに、親水性ウレタンプ
レポリマー、液状ゴムやポリエチレンオキシド、及び高
吸水性樹脂をそれぞれ所定量配合し、必要ならば硬化
剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、補強剤、無機充てん
剤、軟化剤、可塑剤、着色剤などの添加成分を配合して
十分混練したのち、得られた組成物を押出成形やプレス
成形することによつて、該止水材料が得られる。

この際、親水性ウレタンプレポリマーは、あらかじめ
硬化剤を用いて部分硬化し、ペースト状で用いてもよ
く、また、エラストマーとして、例えばジエン系ゴムを
用いる場合には、前記組成物にさらに、ジエン系ゴムに
通常用いられている他の添加成分及びジエン系ゴム用加
硫剤、加硫促進剤、加硫助剤などを添加し、加硫成形す
ることが好ましい。

この成形操作によつて、液状ゴム中の水酸基やカルボ
キシル基、あるいはポリエチレンオキシド中の水酸基と
ウレタンプレポリマー中のイソシアネート基とが反応し
て、エラストマー中に均一に水膨潤性物質が分散する。

発明の効果本発明の水膨張性止水材料は、水膨張性が良好である
上に、吸水して膨張した際に、ゲルが脱落したり溶出し
たりすることがなく、かつ電解質を含む水溶液に対して
も良好な吸水能を有し、水質による膨張性の差がないな
ど、優れた特徴を有している。

実施例次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によつてなんら限定されるものでは
ない。

なお、膨張倍率及び保持率は次のようにして求めた。

すなわち、得られた成形体から厚さ3mm、20×20mm角
の試料を切り出し、各水中に30日間浸せきして、次式に
より膨張倍率及び保持率を求めた。

実施例１、比較例１、２各成分を別表に示す割合で用い、室温で15分間ロール
混練後、170℃で10分間プレス成形し、厚さ3mmの成形体
を得た。

この成形体について、引張り強さ、伸び、硬度などの
物性、重量膨張倍率、保持率を求めた。その結果を該表
に示す。

実施例２、３、比較例３、４クロロプレン、天然ゴム、加硫剤などの添加成分、ポ
リエチレンオキシドを別表に示す割合で80℃にて15分間
ロール混練後、室温で該表に示す残りの成分をさらにロ
ール混練した。次いで実施例１と同様にして厚さ3mmの
成形体を作成し、各物性、重量膨張倍率、保持率を求め
た。その結果を該表に示す。

実施例４あらかじめ、各ウレタンプレポリマー成分、及びLCR
FH−050を別表に示す割合で混合し、１時間かきまぜて
ペースト状の硬化物を調製した。

前記成分以外の残りの成分を別表に示す割合で80℃に
て15分間ロール混練後、室温で前記のペースト状硬化物
をさらにロール混練した。次いで実施例１と同様にして
厚さ3mmの成形体を作成し、各物性、重量膨張倍率、保
持率を求めた。その結果を該表に示す。

なお、テストに用いた合成海水の組成は次のとおりで
ある。

合成海水 NaCl 27.213g/ MgCl₂ 3.807 MgSO₄ 1.658 CaSO₄ 1.260 K₂SO₄ 0.863 CaCO₃ 0.123 MgBr₂ 0.076 この表から分かるように、実施例１〜４はいずれも、
3.5重量％NaCl水溶液及び2.5重量％Ca（OH）_２水溶液に
対する保持率が40％以上であるが、比較例はNo.5を除い
ていずれも保持率が低い。比較例５は保持率は高いが、
吸水能そのものが低く実用的でない。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）エラストマー100重量部に対し、
（Ｂ）親水性ウレタンプレポリマーを50〜150重量部、
（Ｃ）水酸基を含有する液状ゴム又はポリエチレンオキ
シドあるいはその両方を５〜100重量部及び（Ｄ）蒸留
水に対する吸水能が自重の20倍以上である高吸水性樹脂
を５〜100重量部含有する組成物を成形して成る水膨張
性止水材料。
【請求項２】高吸水性樹脂が、蒸留水に対する吸水能が
自重の50〜800倍のものである特許請求の範囲第１項記
載の止水材。