JPS5874560A - レジンコンクリ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリウレタン樹脂と骨材からなるレジンコンク
リートに関する。

従来の無機系のセメントを使用したモルタルまたはコン
クリートは機械的強度、耐酸性、防水性などが十分でな
い欠点を有している。これらの欠点を解消するために合
成樹脂、例えば不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂
などと骨材からなるレジンコンクリートが機械的強度、
化学的性質にすぐれたものとして各方面で使用されてい
る。しかしながら・、ポリエステル樹脂にあっては、樹
脂の硬化収縮や発熱によるクラックの発生、耐アルカリ
性に劣るなどの欠点がある。またエポキシ樹脂にあり【
は、機械的強度、耐薬品性にすぐれているが、耐衝撃性
、低温硬化性に劣るのみならず高価であるという大きな
欠点を有している。

一方、ポリウレタン樹脂を用いるレジンコンクリートは
、機械的強度および耐衝撃性にすぐれたものであるが、
水と活性なイソシアネート基を含有するため、大気中の
水分、骨材あるいは活性水素基含有化合物などに含まれ
る水分との反応により炭酸ガスを発生し、これが発泡の
原因となり、すぐれた物性を有しているにもかかわらず
ほとんど利用されていないのが実状である。したがって
、この発泡するという間−のために、骨材の水分管理な
ど作業性が劣るばかりか得られたレジンコンクリートの
性能が十分でなく、均一性に欠ける欠点がある。このた
め特に厚物成形体やレジン含量の多いレジンコンクリー
トとしては利用できず、しかも防水性にも劣るため、そ
の適用分野には大＃：：ｌ：：：ニ″”ｇ９ｆｙｖｐｙ
＊ｆｌｉｔｔ＆Ｍｂ。７ジンコンクリートの発泡するど
い５本質的な欠点を解消するために鋭意研究を重ねた結
果、ある種の添加剤、すなわち加水分解性基含有有機金
属化合物や第１級または第２級アルカノールアミンをそ
れぞれ単独で、または併用することについて、すでに提
案を行なった（４Ｉ願昭５５−１７０９０６号、４Ｉ願
昭５６−３８７９６号１％Ｈ昭５６−１２１３７３号）
。

本発明者等は、ポリウレタン樹脂を用いたレジンコンク
リートについて、発泡抑制２作業性などについて引続き
鋭意研究を重ねた結果、有機ポリアミンを被覆した骨材
を用いるとき、発泡の生じないレジンコンクリートが得
られること、さらに先に提案した加水分解性基含有有機
金属化合物を併用するときには、曲げ強度、タワミ性な
どにすぐれたレジンコンクリートが得られることを見い
だした。本発明はこれらの知見をもとに完成されたもの
である。

すなわち本発明は、囚ポリイソシアネート化合物、＠活
性水素基含有化合物および０有機ポリアミンｂａｔ骨材
を配合してなるレジンコンクリートである第１の発明お
よび囚ポリイソシアネート化合物、（ハ）活性水素基含
有化合物、（Ｑ有機ポリアミン被覆骨材および０加水分
解性基含有有機金属化合物を配合してなるレジンコンク
リートである第２の発明に関するものである。

本発明に係るレジンコンクリートは、ポリイソシアネー
ト化合物、活性水素基含有化合物からなる液状樹脂に対
して骨材を配合するに際し、骨材として有機ポリアミン
で被覆された特定の骨材を用いるものであ・る。

また第２の発明は、骨材として有機ポリアミンと加水分
解性基□含有有機金属化１物を併用して被覆した骨材を
用いるか、あるいはこの加水分解性基含有有機金属化合
物を液状樹脂に添加するとともに有機ポリアミンで被覆
された骨材を用いるものである。

本発明は、多くの化合物とその用い方について種々検討
した結果、有機ポリアミンを選択し、しかも骨材に被覆
して用いることにより、驚くべきことに、大気中の水分
や液状樹脂や骨材に含まれる水分に起因する炭酸ガスの
発生による発泡現象を防止したものであり、本発明者等
の実験によりはじめて明らかになった知見にもとづいて
なされたものである。

以下本発明を具体的に説明する。

本、発明に＄５する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、ジフェニルメ
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ェールイソシアネート、キシ
リレンジイソシアネート、シフ四ヘキサンフェニレンジ
イソシアネート、クロ・ロフエニレンジイソシアネート
、ナフタレ／−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
ルまたはトリオ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があげられる。

次に、活性水素基含有化合物としては、エチレンクリコ
ール、フロピレツク９　：ｆｆ−に、　ｌ　、　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）１７４−ルウペンタエリスリ
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【得られるたとえばビスフェ
ノール人のプルピレンオキイド付加物などのポリエーテ
ルポリオールなどがある。さらにエチレングリコール、
プロピレングリコール、１．４−”ｊｆｉンジオールな
どの多価アルコールと７タル酸、マレイン酸、マレン酸
、コハクｗＩ、アジピン酸、テレフタル讃などの多塩基
酸との縮合重金物であっ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、トール油などもあげる
ことができる。また、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ゴムがある。

これら液状ゴムとし文は、数平均分子量５００〜２５０
００の炭素数４〜１２のジエン重合体、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
フィン性付加重合性七ツマ−との共重合体がある。具体
的には、ポリブタジエンホモポリマー。ポリインプレン
ホモポリｆｆ　−。

ブタジェン−イソプレンコポリマー、ブタジェン−スチ
レンコポリマー、ブタジエンーアクリロニトリルコホリ
マー、プルジエン−２−ニチルヘキシルアクリレートコ
ポリマー、ブタジェン−ｎ−オクタデシルアクリレート
コボ寿トマーなどがある。

これら種々のポリイソシアネート化合物、活性水素基含
有化合物は、レジンコンクリートの性能や使用目的１作
業性などを考慮してそれぞれ単独化合物を組合せて使用
するばかりでなく、複数の化合物の混合物として使用す
ることもできる。

ポリイソシアネート化合物と活性水素基含有化合物の配
合比は、ＮＣＯ基と活性水素の当量比（ＮＣＯ基／基柱
活性水素０．８〜３．０の範囲がよく、好ましくは１．
０〜２．５、特に好ましくは１．３〜１．８の範囲で決
定される。

本発明にあっては液状樹脂に対し組成物の粘度を低下さ
せるために可塑剤、プロセスオイル、有機溶剤などを用
いることができる。その場合の可履剤としてはジオクチ
ル７タレート、ジブチルフタレート、ジブチルフタレー
トなどがあり、プロセスオイルとしては芳香族系、ナフ
テン系、パラフィン系などの低粘度オイルかあ１す、有
機溶剤としては工業用ガソリン、灯油、トルエン、ベン
ゼンなどがある。　、ｌ：ｌｌ［ また必要により１度低下、さらには得られるレジンコン
クリートの性能改善を目的として不飽和基含有重合性単
量体を重合反応開始剤とともに添加することもできる。

重合性単量体としてはスチレン、酢酸ビニル、塩化ビニ
ル、アクリル酸などを単独またはこれらの混合物が用い
られる３、また重合開始剤としてはベンゾイルパーオキ
シド、メチルエチルケトンパーオキシド、キュメンハイ
ドロパーオキシドなどの過酸化物が重合性単量体の反応
性、硬化条件などを考慮して決定される。

本発明のレジンコンクリートにあっては、前述の液状樹
脂組成物を均一に混合するに際し骨材を混合する。ここ
で用いる骨材としては、けい砂（たとえば３号、４号、
７号）、川砂、砕石（２〜５鴎）など各種の砂があり、
これらは単独であるいは各種粒子の砂を混合調整したも
のが用いられる。これら骨材は含水率の低いもの、たと
えば１重量％、好ましくは０．５重量襲以下のものの使
用が望ましい。これら骨材と液状樹脂組成物との混合比
は、その用途、成形性０作業性などにより任意に決定さ
れるが、通常は１０：１〜ｌ：１、好ましくは８：１〜
３：１の範囲である。

本発明のレジンコンクリートの特徴は、液状樹脂組成物
を均一に混合した後、これとは別に調製された特定の骨
材、すなわち有機ポリアミンで被覆された骨材を混合す
るところにある。ここで有機ポリアミンを液状樹脂組成
物に配合したのでは発泡抑制効果がないばかりか、液状
樹脂組成物の可使時間を短かくする欠点がある。また、
エチレングリコールのよ５な活性の高いポリオールを用
いても発泡抑制の効果はまったくない。したがって、有
機ポリアミンは骨材にあらかじめ添加混合され、骨材を
被覆することが必要となる。ここで２−メルカプトエタ
ノールなどのチオール類を用いても発泡抑制効果はみら
れるが、臭気がつよく実用的でない。

本発明のレジンコンクリートにおいて、骨材の被覆に用
いる有機ポリアミンとしては、エチレンシアオン。トリ
メチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ポリオキ
シブ冒ピレンシア々ン、〇−フェニレンジアミン、ピペ
ラジンなどのジアミン類、あるいはジエチレントリアオ
ン。トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミ
ｙなどのポリアルキレンポリアミ°ン、ポリオキシブｐ
ピレントリアミン、１．２．３−）リアミノプロパンな
どの多価アミンなどがある。

これら有機ポリアミンとしては特に制限されるものでは
ないが、室温で液体で、かつ揮発性の高くないものの使
用が好ましい。

ここで有機ポリアミンＫかえてモノアミンやアルコール
、ジオールなどを用いたのでは本発明の目的である無発
泡のレジンコンクリートを得ることができない。

これら有機ポリアミンの骨材への被覆量は特に制限はな
く、たとえば骨材に対して０．０１〜５重量外、好まし
くは０．０５〜２重量襲の範囲で決定すればよい。しか
しながら、この被覆量は骨材の含水率、液状樹脂組成物
の含水率、骨材と液状樹脂組成物の配合割合、温度、湿
度、施工状態などを考慮して発泡が生じない範囲で適宜
決定されなければならない。　　　゛。

本発明のレジンコンクリートは、この有機ポリアミンに
より被覆された骨材を用いることによって十分発泡を抑
制することが可能であるが、曲げ強度、タワミ性などの
物性面や施工作業性の面で必ずしも満足できるものでは
ない。

本発明者等は、さらに検討した結果、先に提案した添加
剤である加水分解性基含有有機金属化合物を有機ポリア
ミンと併用するときに、これらの問題点を解消でき、物
性９作業性にすぐれたレジンコンクリートが得られるこ
とを見いだした。

ここで併用して用いられる加水分解性基含有有機金属化
合物としては、メトキシ、エトキシ、イソプロピル、ク
ロルなどの加水分解性基を有するシラン、チタン、クロ
ム、スズなどの有機金属化合物がある。

これら有機金属化合物としては、加水分解性基を有する
化合物であれば特に制限はないが、さらに有機官能基を
有する化合物、すなわちプラスチック補強剤、・充【ん
剤の表面処理剤としてよく知られている化合物を用いる
ことができる。

加水分解性基含有有機金属化合物としてはシラン系化合
物、チタン系化合物、クロム系化合物。

スズ系化合物などがあり、例えばビニルトリクロロシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル−トリス（β−
メ、トキシエトキシ）シラン、ｒ−メタクリ−キシプロ
ピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシク
ロヘキシル）−メチルトリメトキシシラン、ｒ−グリシ
ドキシプルピルトリメトキシシラン、ｒ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−１
−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｔ−ウレイドプ
ロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメ
トキシシラン、ｒ−メルカプトプロビルトリメトキシシ
ラン、β−メルカプトエチルトリエトキシシラン、Ｎ−
／−（アミノエチル）−ｒ−アミノプｐビルメチルジメ
トキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−アミノメチ
ルトリメトキシシラン、Ｎ−（／−アミノエチル）−４
１−アミノ−β−メチルプロピルトリメトキシシランな
どのシラン系化合物がある。

次にチタン系化合物としては、イソプロピルトリ（ジオ
クチルフォスファイト）チタネート、イソプロピルイソ
ステアロイルジー４−アミノベンゾイルチタネート、イ
ソプロピルトリ（ジオクチルビーフオスファイト）チタ
ネート、イソプロピルトリアクロイルチタネート、イソ
プロピルトリ（ジイソオクチルフォスファイト）チタネ
ート。

イソプロビルジ（ドデシルベンゼンサル７オニル）４−
アミノベンゼンサルフオニルチタネート、イソプロピル
トリメタクリルチタネート、イソプロビルトリイソスチ
アロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジ
メタクリルチタネートなどを例示することができる。

またメタクリレートクロミッククーリドなどのりｐム系
化合物、ジブチルスズアルコキサイドマレートなどのス
ズ系化合物などがある。

これら有機金属化合物のうちでアミノシラン系化合物、
とりわけアミノ基とイミノ基を有するもの、たとえばＮ
−／−（アミノエチル）−ｒ−アミノプロピルトリメ、
トキシシランやＮ−β−（アミノエチル）−ｒ−アミノ
プロピルメチルジメトキシシランが本発明のレジンコン
クリートの発泡防止と物性、作業性の向上に効果的であ
る。

これら加水分解性基含有有機金属化合物の使用量は、有
機ポリアミンと同じく骨材に対して０．０１〜５ｊ１量
囁、好ましくは０゜０５〜２重量％の範囲で適宜決定す
ればよい。□ここで、加水分解性基含有有機金属化合物
の使用形態は特に制限されるものではない。しかし、通
常は液状樹脂組成物中に添加混合するよりも、骨材の被
覆剤として用いた方がより効果的である。

なお、ここで用いる加水分解性基含有有機金＾化合物は
、従来ガラス繊維などの補強光てん剤の表面処理剤とし
て用いられているものであるが、１１０℃程度の加熱処
理を行なっていないため、通常のカップリング剤として
の働きとはまった（異なったものと考えられる。このこ
とは、被覆した骨材を１１０℃で加熱処理することによ
って発泡を防止できなくなるという本発明者等の行なっ
た実験事実によって明らかモある。

本発明のレジンコンクリートには、反応硬化温度の低下
９反応硬化時間の短縮のために一般に用いられているウ
レタン触媒が添加される。これら触媒としては、塩化第
−スズ、ジ−ｎ−ブチルスズジラウレート、ジブチルス
ズジアセテート、ジブチルスズスルフィド、塩化第二鉄
、鉄ア竜チルアセトナート、ナフテン酸コバルトＩＩＨ
Ｉビスマス、オレイン酸鉛、三塩化アンチモンなどの金
属化合物やトリエチ、ルア、ミン、テトラメチルブタン
ジアミンなどが例示できる。

これら触媒の添加量は、液状樹脂組成物１００重量部に
対して通常０．００１〜２．０重量部、好ましくは０．
１−１．０重量部の範囲である。この触媒添加量は、レ
ジンコンクリートの用途１作業性などによって必要量が
決定され、通常ポリイソシアネート化合物を除いた液状
樹脂組成物中に添加混合される。

本発明のレジンコンクリートにあっては、老化防止剤１
着色剤な：どの添加剤、さらには前述の骨材の他に通常
の充１でん剤、たとえば炭酸カルシウム、タルク、クレ
ー、シリカ、石粉や補強剤、たとえばアスベスト、合成
繊維、金属繊維、パルプなどを単独′あるいは混合物の
形で必要により配合することもできる。

本発明で用いる有機ポリアミンと加水分解性基含有化合
物はそれぞれ単独で用いる場合においてもポリウレタン
反応における発泡抑制効果力１ある。

従って、従来公知の非発泡性ポリウレタンも製造に用い
られている方法と併用することにより、よりすぐれた効
果を望むことができる。これら方法としては、活性炭、
骨炭、！！！化鉄なとのＣＯ，吸着剤を添加混合する方
法、周期表第■、■、■量、■族金属の酸化物、水酸化
物、塩基性塩類、錯塩。

棲塩としての消石灰、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化バリウム、水醗化船、生石灰。

酸化バリウム、酸化鉛、酸化マグネシウムなどやポルト
ランドセメントなどのセメント類、硫酸カルシウム、ケ
イ酸カルシウム、ケイ酸バリクム。

ケイ酸マグネシウム、ゼオライト、イオン交換ゼオライ
トなどを用いる方法がある。また、必要によりこれらに
水を併用する方法もよく知られている。

本発明のレジンコンクリートは、常温で１０〜１００分
程度の可使時間を有し、触媒の選択、添加量によっては
３〜４時間で硬化が完了する。得られたレジンコンクリ
ート、特に加水分解性基含有有機金属化合物を併用した
ものは、すぐれた曲げ強度５曲げたわみ、圧縮強度、衝
撃強度を有している。しかも、従来は骨材の含水率を低
くおさえても、骨材と液状樹脂の配合において液状樹脂
の配合比率を高めることは非常に困難であったが、本発
明の技術を用いることにより、ｌ：１のような配合にお
いても発泡の生じないレジンコンクリートが得られる。

以上詳述したように、本発明のレジンコンクリートは機
械的強度、耐薬品性、防水性にすぐれるばかりか、任意
の配合組成で７クレのない製品を作ることができるとい
′う、ポリウレタン系レジンコンクリートの重要課題を
解決したものである。

しかも、安価な添加剤を選択したことにより、経済的に
有利なレジンコンクリートを得ることができるばかりか
、過酷な作業環境条件下でも十分満足する製品を得るこ
とを可能にしたものである。

したがって、一般的な床材のほか耐薬品性、防食性の要
求される床材、化学工場のポンプなどの機械の基礎、転
圧ｐ−ラー、型材などに用いられる。特に常温、速硬化
性の長所を生かして道路、道路や橋などの接合部、さら
には防水、防食性を生かして土木、建築の分野における
レジンコンクリートの使用範囲を著しく拡大するもので
ある。

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

実施例および比較例 下記配合条件により成分Ａ、ＢおよびＣ（ｍ１表に示す
添加剤の所定量により混合処理された骨材）からなる配
合物を調製し、５　Ｑ　ｍ　Ｘ　２５　Ｍ　Ｘ５０１の
金１１に充てんした（温度２３℃、湿度４０％）。

このレジンコンクリートの硬化終了時の金型開放面の発
泡によるフクレの゛□程度を測定した。結果を第１表に
示す。　　　、、、（Ｆ　１（□また。配合組成物を４
０ｇＸ４０ａＸ１６０Ｍの金型に充てんし、硬化終了後
説型して７日後の物性測定結果を第１表に示す。

組　　成　　　　　　　重量部 Ｃ骨材：珪砂（７号：４号＝１１）含水率０．０３重量
％００

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）囚ポリイソシアネート化合物、＠活性水素基含有化
   合物および０有機ポリアミン被覆骨材を配合シてなるレ
   ジンコンクリート。 ２）（６）ポリイソシアネート化合物、（ハ）活性水素
   基含有化合物、０有機ポリアミン被覆骨材および０加水
   分解性基含有有機金属化合物を配合してなるレジンコン
   クリート。