JPS6242875B2

JPS6242875B2 -

Info

Publication number: JPS6242875B2
Application number: JP17090680A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kimura; Hidetoshi Shimada
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1980-12-05
Publication date: 1987-09-10
Also published as: JPS5795866A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はポリウレタン樹脂と骨材を主成分とす
るレジンコンクリートに関する。従来、もつともよく用いられている無機系のセ
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
ステル樹脂にあつては、樹脂の硬化収縮や発熱に
よるクラツクの発生、耐アルカリ性に劣るなどの
欠点があり、またエポキシ樹脂にあつては、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、骨材あるいは空気中の水分により
発泡が起り、骨材の管理などを慎重に行なう必要
があり、作業性が劣る欠点があつた。さらに、得
られたレジンコンクリートが性能的に均一性に欠
け、しかも経時的に物性、特に耐衝撃性が大きく
低下する欠点を有していた。これらの理由により
すぐれた性質を有するにもかかわらず、その利用
の面では大きな制限があり、実際にはあまり使わ
れていないのが実状である。本発明者等は、ポリウレタン樹脂を含むレジン
コンクリートの強度、とりわけ衝撃強度の改良に
ついて鋭意研究を重ねた結果、特定の有機金属化
合物を配合混練するとき衝撃強度の改良された、
特に衝撃強度の経時変化のないレジンコンクリー
トが得られることを見出し、本発明を完成するに
至つた。すなわち本発明は、(A)ポリイソシアネート化合
物、(B)活性水素基含有化合物、 (C)一般式Ｒ−Si−X₃ （式中、Ｒは有機官能基、Ｘは加水分解性基を
示す。）で表わされる有機シラン系化合物および(D)骨材を
配合してなるレジンコンクリートに関するもので
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、特定
の有機金属化合物を添加混合するものである。こ
こで用いる有機金属化合物は、ガラス繊維をはじ
めとするプラスチツク用補強材、充てん剤の表面
処理剤などとして良く知られているものである。
しかしながら、レジンコンクリートにあつては、
液状樹脂と骨材の配合比が通常１：８〜１：３と
骨材の配合比が大きく、この骨材を有機金属化合
物で表面処理することは、処理コストなどからし
ても実際的に不可能であつた。本発明は、従来充
てん材の表面処理剤として用いられていた有機金
属化合物を、表面処理剤としてでなくレジンコン
クリートの配合剤として用いた時にも、驚くべき
ことには、すぐれた物性の改善が得られるという
本発明者等の実験によつてはじめて明らかになつ
た知見にもとず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。本発明におけ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
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、クロ
ロフエニレンジイソシアネート、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、ポロプロピレングリ
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、さら
にこれら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。またエチレ
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ては、数平均分子量が500
〜25000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−オレフイン性付加重合性モノマーとの共
重合体がある。具体的には、ポリブタジエンホモ
ポリマー、ポリイソプレンホモポリマー、ブタジ
エン−イソプレンコポリマー、ブタジエン−スチ
レンコポリマー、ブタジエン−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、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／活性水素）で0.7〜1.3の範囲がよく、
特に1.0〜1.1が好ましい。本発明にあつ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
塑剤としてはジオクチルフタレート、ジブチルフ
タレート、ジヘキシ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
ラフイン系などの低粘度オイルがあり、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。また必要により粘度低下、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
を単独でまたはこれらの混合物が用いられる。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、キユメンハイ
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つては、前述
の液状樹脂組成物を均一に混合した後、これとは
別に調合された骨材を均一に混合する。本発明の
特徴はこの混合物中に特定の有機シラン系化合物
を添加することにある。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（２〜５mm）な
ど各種の砂があり、これらは単独にあるいは各種
粒子の砂を混合調整したものが用いられる。これ
ら骨材と液状樹脂組成物との混合比は、その用
途、成形性、作業性などにより任意に決定される
が、通常は10：１〜１：１、好ましくは８：１〜
３：１の範囲である。本発明の特徴は、液状樹脂と骨材との配合に際
して特定の有機シラン系化合物を添加することに
あり、ここで用いる有機シラン系化合物は骨材の
シラノールとの反応性を有するものとして一般に
よく知られている化合物である。この有機シラン
系化合物としては、一般式Ｒ−Si−X₃ （式中、Ｒは有機官能基、Ｘは加水分解性基を
示す。）で示されるシラン系化合物が最もよく知られてお
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、γ−メタクリロキシプロピル
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、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−
（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン、γ−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、
γ−メルカプトプロピ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などがあ
る。これら有機シラン系化合物の添加量は、液状樹
脂組成物100重量部に対して通常0.05〜５重量
部、好ましくは0.1〜２重量部の範囲である。添
加量はレジンコンクリートの用途、要求物性、骨
材との配合割合などにより適宜決定される。また
添加方法についても特に制限されるものではな
く、あらかじめ原料化合物に添加しておくことも
できるが、骨材配合時に加えるのが一般的であ
る。本発明のレジンコンクリートにあつては、添加
した有機シラン系化合物がどのような反応により
物性改善に寄与しているかは明らかではない。し
かし、従来のガラス繊維などの補強充てん剤の表
面処理におけるような120℃程度の加熱処理を行
なつていないため、骨材のシラノールとの反応が
十分生じているとは考えられにくい。しかしながら、本発明にあつては常温硬化であ
るにもかかわらず、しかも表面処理でなく添加す
る型式であつても、すぐれた効果を生ずるもので
あり、まつたく予測することのできない特徴を有
している。本発明のレジンコンクリートには反応硬化温度
の低下、反応硬化時間の短縮のために一般のウレ
タン触媒が添加される。これら触媒としては、本
発明者らの研究によると、レジンコンクリートの
発泡を抑制するために、脂肪酸、ナフテン酸、芳
香族カルボン酸などの金属塩のうちウレタン硬化
触媒として最も一般的に用いられている錫塩（た
とえばジ−ｎ−ブチル錫ジラウレート）を除いた
ものの使用が好ましい。これら金属塩としては、
ナフテン酸金属塩、オクチル酸金属塩などがあ
り、具体的にはナフテン酸鉄、クロム、鉛、リチ
ウム、ニツケル、マンガン、カルシウム、マグネ
シウム、ジルコニウム、銅などやオクチル酸鉄、
ニツケル、コバルト、ジルコニウム、鉛、亜鉛、
マンガンなどを例示することができる。これらの
うちで、ナフテン酸鉄、ナフテン酸鉛、オクチル
酸鉄、オクチル酸ジルコニウムが特に好ましく用
いられる。なお、トリエチレンジアミンなどのア
ミン化合物およびこれらの塩を併用してもよい。これら金属塩の添加量は、液状樹脂組成物100
重量部に対して通常0.01〜2.0重量部、好ましく
は0.05〜1.0重量部の範囲である。なお、これら
金属塩は通常20〜50重量％の有機溶剤にて希釈さ
れて用いられているので、前記添加量はこの溶液
としてのものであり、金属含有量によつて変わり
うるものである。これら金属塩は、レジンコンク
リートの用途、作業性などによつて必要量が決定
され、通常ポリイソシアネート化合物を除いた液
状樹脂組成物に添加混合される。本発明のレジンコンクリートにあつては、前述
の骨材の他に通常の充てん剤、たとえば炭酸カル
シウム、タルク、クレー、酸化カルシウム、水酸
化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネ
シウム、硫酸カルシウム、アスベスト、ガラス繊
維、合成繊維、金属繊維状物、パルプなどを単独
あるいは混合物の形で必要により添加配合するこ
ともできる。本発明の骨材配合液状樹脂組成物は、常温で30
〜100分程度の可使時間を有し、触媒の選択、添
加量によつては３〜４時間で硬化が完了し、レジ
ンコンクリートを形成する。得られたレジンコン
クリートは、すぐれた曲げ強度、圧縮強度を有す
ることは勿論であるが、従来のレジンコンクリー
トに比較して初期の衝撃強度のすぐれたものであ
る。しかも、驚くべきことには従来のレジンコン
クリートが経時的に衝撃強度が大巾に低下するの
に対して、本発明のレジンコンクリートではまつ
たく変化しないという大きな特徴を有している。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
ばかりでなく、耐衝撃性、特に耐衝撃性の経時低
下というコンクリートとしての重要課題を解決し
たものである。したがつて、一般的な床材、耐薬
品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、転圧ローラー、型材などをはじめ、
特に防水、防蝕などの要求される屋外、たとえば
道路、橋、屋根などの接合部など広く土木、建築
の分野においてレジンコンクリートの使用分野を
拡大するものである。以下、実施例により詳細に説明する。実施例１〜４第１表の配合によりレジンコンクリート配合組
成物を調整し、40×40×160mmの金型に充てんし
た。硬化終了後脱型し、その物性を測定した。測
定結果を第１表に示す。表より衝撃強度が高く、
しかも経時変化がないことが明らかである。比較例１〜２有機シラン系化合物を添加しなかつたこと以外
は、実施例１に準じて行なつた結果を第１表に示
す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１ (A)ポリイソシアネート化合物、(B)活性水素基
含有化合物、 (C)一般式Ｒ−Si−X₃ （式中、Ｒは有機官能基、Ｘは加水分解性基を
示す。）で表わされる有機シラン系化合物および(D)骨材を
配合してなるレジンコンクリート。２活性水素基含有化合物が、水酸基、アミノ
基、カルボキシル基のうちの１種を含有する液状
ジエン系重合体である特許請求の範囲第１項記載
のレジンコンクリート。