JPS63285181A - コンクリ−トの強化防水法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、末端にインシアネート基を有する湿気硬化型
ポリインシアネート［株］）と該イソシアネート基と反
応する活性水素を有さないある種のα、β−エチレン性
不飽和単量体混合物よシ得るビニル系重合体（Ｂ）とを
含んでなる処理液を、コンクリート等例えばコンクリー
ト、モルタル、軽量発泡コンクリートなどに含浸硬化さ
せるコンクリートの強化防水法に関し、更に詳しくは、
分子量の異なる樹脂を併用する事でコンクリート等のフ
ィルター効果を利用し、分子量の小さな湿気硬化型ポリ
イソシアネートをコンクリート等に浸み込ませて空気中
の水分あるいはコンクリート等に吸着している水分によ
シ硬化させ、表層あるいは表面には分子量の高いα、β
−エチレン性不飽和単量体混合物より得るビニル系重合
体を残す、コンクリート等の強化防水法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

コンクリート等における伸縮運動、例えば乾燥収縮、重
量物による圧縮、地盤沈下、地震による亀裂、風化、摩
耗などの劣化現象に対して充分な抵抗力をコンクリート
等に付与し、さらにコンク、リート等に浸入し九本が凍
結し亀裂を生じるのを防ぐ為に、防水性をコンクリート
等に付与するいわゆるコンクリートの強化防水工法とし
ては種々の方法が知られている。古くは弗化物系の化合
物の水溶液を使用したり、合成樹脂ラテックス、または
エマルゾ、ンを使用したシ、浸透性のセメント混合物を
使用する事が知られている。しかしながら、これらの強
化防水工法はコンクリート等の強化の点においても、防
水という点においても不充分である。また、特許によれ
ばウレタン変性の不飽和ポリエステルを含む２液タイプ
による方法（％公昭５２−２５８７７号）がある。この
方法は、不飽和ポリエステルを使用している為可使時間
が限定されて作業性に問題があり、又浸透性が低く強化
の天で不充分である。更にまた２液タイプのエポキシ樹
脂による強化防水工法も知られているが、フィルター効
果のあるコンクリート等に用いた場合、Ａ液とＢ液の浸
透度の差よ、９Ａ液とＢ液が分けられてしまい性能が安
定して得られ難い。

そこで、本発明者らは、先に１液タイプの末端にインシ
アネート基を有するプレポリマーの希釈液を使用してコ
ンクリート等を強化すると共に防水性も付与出来る方法
（特開昭５７−１１８８３号）を開示した。しかしこの
方法も、コンクリート等への含浸性を高める為に分子量
の低い湿気硬化型プレポリマーを用いている為に、塗布
後、１週間以上時間がたってから上塗り塗装を行なうよ
うな場合に付着しない場合があることが判った。又分子
量が低い為に塗膜の乾燥が遅いという問題点もあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは前記した事情に鑑み、コンクリート等に強
化防水用の処理液を含浸塗布した後、１週間以上経過し
ても上塗シ塗料が充分付着し、かつよシ速乾な湿気硬化
型の処理液を得るべく鋭意研究の結果、本発明を完成さ
せるに至った。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明を概説すると、本発明は「ポリインシアネートと
ポリオールをウレタン化反応させて得る数平均分子量が
２０００以下で末端にインシアネート基を有する湿気硬
化型ポリインシアネート囚と少なくとも２０重量−のメ
チルメタアクリレートを含む該インシアネート基と反応
する活性水素を有さないα、β−エチレン性不飽和単量
体混合物を重合金せて得る数平均分子量が３０００以上
のビニル系重合体（Ｂ）とを含んでなる処理液を、コン
クリート等に含浸硬化させることを特徴とするコンクリ
ートの強化防水法。」にある。

以下本発明の構成について詳しく説明する。まず、数平
均分子量が２０００以下で末端（イソシアネート基を有
する湿気硬化型ポリインシアネート（４）の必須成分と
して用いられるポリイソシアネートとしては、トリレン
ジイソシアネート、粗製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、ポリメチレンポリフ
ェニルイソシアネート、カーパジイミド化ジフェニルメ
タンジイノシ７４−）、フェニレンジインシアネート、
１．５−ナフタレンジイソシアネート、キ、シリレンジ
インシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が
用いられ、好ましくは、ポリメチレンポリフェニルイソ
シアネートが用いられる。

又ポリオールとしては（１）エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、フロピレンゲリコール、ジプロピレ
ングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、ト
リメチロールグロノ母／、とマシ油、ジグリセリン、ン
ルピトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリ
トール等の活性水素含有化合物及び（２）上述の活性水
素含有化合物とエチレンオキシド、プロピレンオキシド
、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、テトラハイド
ロフラン等のアルキレンオキシド類の単独もしくは混合
物を付加重合して得られる末端水酸基２個以上を有する
数平均分子量３０００以下、好ましくは数平均分子量２
００−１０００、平均官能基数２〜２．５の活性水素含
有ポリマー、（３）数平均分子量４００〜３０００、平
均官能基数１〜４好ましくは数平均分子量１ｓｏｏ以下
、平均官能基数１．５〜２．５のポリブタジェンポリオ
ールの如き活性水素含有ポリマー、更には（４）ポリエ
ステルＩす、オール、油変性ポリエステルポリオール、
ポリＣ−カグロラクトンボリオール、アクリルポリオー
ル、ポリアミン、ポリアミド、尿素系樹脂及びメラミン
樹脂等の数平均分子量３０００以下、平均官能基数２〜
２．５の活性水素含有ポリマー等が適宜使用出来る。

これらポリオールのうち、ポリブタジェンポリオールは
、耐水性の向上、更には油汚染面への処理液の付着も可
能と表る等、その使用は利点が多い。

本発明の湿気硬化型ポリイソシアネート体）は、上記ポ
リイノシアネートと、上記ポリオールをインシアネート
過剰の条件下で、４０℃〜９０℃好ましくは、５５℃〜
７５℃の温度で湿気を遮断した系で、ウレタン化反応を
行い、有効ＮＣＯ含有率を１〜１５チ、好ましくは８〜
１３チとする事によシ合成される。

上述のウレタン化反応は、通常有機溶剤中で行われ、か
かる溶剤としては、メチルエチルケトン等のケトン系溶
剤、酢酸エチル等のエステル系溶剤、トルエン、キシレ
ン等の芳香族系溶剤、その他一般に塗料用溶剤として用
いられるものが使用される。またその量は湿気硬化型ポ
リインシアネートに対して０〜１００重量％、好ましく
は４０〜７０チの範囲で使用される。ウレタン化反応は
、触媒を用いる事も出来、そのような触媒としては例え
ばトリエチルアミン、ゾメテルアニリ／などの三級アミ
ン系触媒又は、スズ、亜鉛などの金属系触媒が用いられ
る。これは塗膜形成時空気中の水分あるいはコンクリー
トに吸着している水分と反応する際の触媒にもなる。

一方、本発明において前記した湿気硬化型ポリイノシア
ネート［株］）と共に用いるビニル系重合体（Ｂ）は、
当該ポリイソシアネート回申のイソシアネート基と反応
する活性水素を有さないα、β−エチレン性不飽和単量
体を重合することにより得る。

このよりなα、β−エチレン性不飽和単量体としては、
例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）
アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル
（メタ）アクリレート、２−エチルへキシ／Ｉ／（メタ
）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ドデ
シル（メタ）アクリレート、ステアリ／Ｉ／（メタ）ア
クリレート等のアルキル（メタ）アクリレート類；メト
キシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メ
タ、）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）
アクリレート等のエーテルエステル類；ジメチルイタコ
ネート、ジエチルイタコネート、ジブチルイタコネート
、シー２−エチルヘキシルイタコネート等のジアルキル
イタコネート類；その他スチレ／、ビニルトルエン、ビ
ニルアセテート、ビニルプロピオネート、アクリロニト
リル、メタアクリロニトリル、塩化ビニル、エチレン、
ビニルピロリドン、シクロヘキシル（メタ）アクリレー
ト等が挙げられる。

これらのα、β−エチレン性不飽和単量体のうち、本発
明においてはメチルメタアクリレートを２０重量％以上
含むことが、湿気硬化型ポリイソシアネート（４）との
相溶性の観点から必要である。更に、湿気硬化型ポリイ
ンシアネート（Ａ）の原料のポリイソシアネートとして
、脂肪族あるいは脂環族のポリイソシアネートが選ばれ
た場合は、これらα、β−エチレン性不飽和単量体混合
物中にメテルメタア　′クリレートを６０％以上、好ま
しくは８０チ以上含むことが必要である。

これらのα、β−エチレン性不飽和単量体混合物よジビ
ニル系重合体（Ｂ）を得るには、芳香族、ケトン、エス
テル系溶剤中、通常のラジカル重合触媒を使用する公知
の重合反応によって行なわれる。

重合に使用されるラジカル触媒は、過酸化ベンゾイル、
メチルエチルケトンツク−オキサイド、１−ブチルパー
ベンゾエート、キュメンハイドロ／り一オキサイド、ジ
−ｔ−ブチＮパーオキサイド等で例示される有機過酸化
物及びアゾビスイソブチロニトリル等の公知の重合触媒
が使用される。また、ジウリルメルカブタン、チオグリ
コール酸エステル等の連鎖移動剤も必要に応じて使用さ
れる。

重合条件は一般には常圧下、５０−１５０℃で、エチレ
ンや塩化ビニル等を共重合成分とする場合は加圧下で重
合することになる。

本発明の湿気硬化型ポリイソシアネート（４）に対して
、ビニル系重合体の）は５重量％〜８０重量％、（固形
分）で混合される事が好ましい。５重量％未満に々ると
塗装後の上塗シ付着性の低下が顕著になシ、８０重量％
を越えると含浸強化性能の低下が著しい。

以上の湿気硬化型ポリインシアネート（４）とビニル系
重合体の）を含んでなる本発明の処理液は、重合溶液の
１１の混合ではまだ粘度が高いので、コンクリート等を
より深部まで強化するためには混合液を稀釈して粘度を
下げ、処理液の含浸をよシ容易にする事が必要である。

稀釈剤としては、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤
、酢酸エチル等のエステル系溶剤、トルエン、キシレン
等の芳香族系溶剤、その他一般に塗料用溶剤として用す
られるもの、更に低揮発性で稀釈効果を示すもの例えば
、シブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジオク
チルアゾベート等が使用され、その量は、（４）（Ｂ）
の、ｊｅ　リマー合計量に対して４０〜２０００％、好
ましくは含浸方法によシ異なるが、１５０〜１０００％
である。混合液を稀釈した後の処理液の粘度は３ポイズ
以下、好ましくは０．５ポイズ以下にすべきである。

こうして得られた処理液に必要に応じて、セメント類、
体質顔料、着°色剤等の各種添加剤を配合して含浸用溶
液を作り、これを本発明方法に供する。

含浸させる方法としては浸漬、スプレーあるいはへケ塗
シなどによる塗装が通常行われる。これによシ含浸用溶
液がコンクリート等に含浸され空気中の水分あるいはコ
ンクリート等に吸着している水分で増粘、硬化し、コン
クリート等を強化しこれに防水性を付与すると共に分子
量が高く含浸し難い成分が熱可塑性樹脂としてコンクリ
ート表面あるいは表層に残り、タックフリーになる時間
を早めると共に塗装後１週間以上経過しても上塗り塗料
が充分に付着するような状態を保つ。

〔実施例等〕

次に本発Ｆ！Ａを例によシ更に具体的に説明するが、本
発明は特にこれによって限定されるものではない。なお
以下において部およびチは特に断わシの表い限シ、全て
重量基準である。

合成例１ ポリメチレンポリフェニルインシアネー）３３．６部、
及びキシレン３０．０部を攪拌機が付い九反応容器に仕
込み、７０℃で約３０分を要して、平均分子量約１００
０、平均官能基数１．８のポリブタノエンポリオール３
６．４部を滴下し、さらに７０℃で４時間ウレタン化反
応を行なって不揮発分７０チ、粘度２．５ポイズ、有効
ＮＣＯ含有率Ｓ、Ｏ＊の湿気硬化型ポリイソシアネート
を得た。

合成例２ ポリメチレンポリフェニルイソシアネー）３６．６部、
及びトルエン３０．０部を攪拌機が付いた反応容器に仕
込み、７０℃で約１時間を要して、１．３−ブタンジオ
ール２．０部、平均分子量約１０００．平均官能基数２
．０のポリプロピレングリコール１７．２部及び平均分
子量約１０００、平均官能基数１．８のポリブタジェン
ポリオール１７．２部を滴下し、さらに４時間ウレタン
化反応を行なって、不揮発分７０％、粘度１７．６ポイ
ズ、有効ＮＣＯ含有率８．１俤の湿気硬化型ポリインシ
アネートを得た。

合成例３ トリレンジインシアネート３７部、酢酸エチル２０部及
びトルエン２０部を攪拌機が付りた反応容器に仕込み、
７０℃で約１時間を要して、トリメチロールプロ／４’
ン９部及び平均分子量約１０００、平均官能基数１．８
のポリブタジェンポリオール１４部を滴下し、さらに７
時間ウレタン化反応を行なって、不揮発分６０％、粘度
１０．７ポイズ、有効ＮＣＯ含有率７．３％の湿気硬化
型ポリイソシアネートを得た。

合成例４ 一すメチレンＩリフェニルイソシアネー）３６．６部及
びトルエン３０．０部を、攪拌機が付いた反応容器に仕
込み７０℃で約１時間を要して平均分子量約１０００．
平均官能基数２．０のポリゾロピレングリコール３１．
６部、１，３−ブタンジオール２．０部を滴下し、さら
に４時間ウレタン化反応を行って、不揮発分７０ｔｓ、
粘度！、４ポイズ、有効ＮＣＯ含有率８．０チの湿気硬
化型ポリインシアネートを得たＯ 合成例５ ネオペンチルグリコール１６８０部、トリメチロールプ
ロ７９７２８６部、アジピン酸９６９部、イソフタル酸
１５９７部を攪拌機が付い九反応容器に仕込み、酸価５
以下になるまで常法によジエステル化反応を行なう。こ
のようにして得られたポリエステル樹脂１７７部に対し
てキシレン１６０ｍ、酢酸エチＡ／１６０部、インホロ
ンジイソシアネート６３部を仕込み、常法によジウレタ
ン化反応を行って、不揮発分６０％粘度４．６ポイズ、
有効ＮＧＯ含有率３．５−の湿気硬化型ポリイソシアネ
ートを得た。

合成例６ トルエン５０部、メチルメタアクリレート１．８部、ブ
チルメタアクリレ−）０．２部を、攪拌機及び２系統の
滴下装置が付いた反応容器に仕込み、８０℃に昇温する
。第１の滴下装置にメチルメタアクリレート４３．２部
、ブチルメタアクリレート４．８部を、第２の滴下装置
にシーｔ−グチルパーオキサイド４部、トルエン４部を
仕込み、発熱に注意しながら８０℃で５時間かけて平行
滴下する。

滴下終了後８０℃で３時間反応を継続し、不揮発分が４
９８５％以上金確認して反応を終了させ、不揮発分５０
％、粘度！’０　／イズのビニル系重合体溶液を得た。

比較合成例１ 亜麻仁油２５．０部、ペンタエリスリトーｐｖ　７．０
部及び水酸化カリウムｏ、ｏｉ部を攪拌機が付いた反応
容器に仕込み、２４０℃で約１時間エステル交換反応を
行ない、その後、ｔ４ｏ’ｃｔで降温し、無水フタル酸
’ｉ１２．９部仕込み３時間を要して２１０’Ｃまで昇
温する。この温度で約８時間エステル化反応を行ない、
酸価が５以下になった事を確認した後、キシレン５０．
０部で稀釈した。上記の稀釈液にジブチルチンジラウレ
ー）０．０１部を仕込み、その後トリレンジイソシアネ
ー）５．１ｇ全７０℃にて約１時間を要して滴下し、さ
らに８時間ウレタン化反応を行なって不揮発分５０チ、
粘度６．３メイズ（２０℃）の油変性ウレタン樹脂溶液
を得た。

比較合成例２ トルエン５０部、メチルメタアクリレート０．８部、ブ
チルメタアクリレート０．２部、スチレン１、０部を攪
拌機及び２系統の滴下装置が付いた反応容器に仕込み、
８０℃に昇温する。第１の滴下装置にメチルメタアクリ
レート１９．２部、ブチルメタアクリレート４．８部、
スチレン４９．０部を、第２の滴下装置にジ−ｔ−ブチ
ルパーオキサイド４部、トルエン４部を仕込み、発熱に
注意しながら８０℃で５時間かけて平行滴下する０滴下
終了後８０℃で３時間反応を継続し、不揮発分が４９．
５−以上を確認して反応を終了させ、不揮発分５０チ、
粘度１１．５ポイズのビニル系重合体溶液を得た。

実施例１〜５及び比較例１〜４ 合成例及び比較合成例で調製した樹脂溶液を使用し、こ
れに酢酸エチルを不揮発分が１０％になるように加えて
含浸用溶液を得た。評価した物性は以下の通ｐである。

（１）含浸補強性 直径１０ｃＷ１、高さ４譚の円柱形をした比重０．５の
軽量発−コンクリートヲ含浸用溶液に５分間浸漬し、取
り出し後７０℃で３時間強制乾燥しその後２０℃で８時
間放置した。これをＪＩＳ−Ｚ　２２４６−６９にて強
度を評価し、その結果を第１表に示す。

（２）上塗り塗膜の経時付着性 それぞれの素材に対して６５．！ｉ’／ｍ２の含浸用溶
液をハケ塗膜し、室温で１ケ月乾燥後、上塗シアクリル
エマルゾ、／塗料を１１０１７ｍ２塗布する。上塗り塗
料を温度２０℃、湿度７２±５チ、時間１週間乾燥後、
２−角デパン目セロファンテープ剥離試験を行なう。結
果は第１表に示す。

（３）防水性 含浸用溶液で処理した軽量発泡コンクリート及び未処理
のものを水面下４〜８αに沈め吸水率を測定することで
防水性を評価する。その結果を第１図に示す。第１図で
は横軸に時間を対数目盛で表示し、縦軸に自重に対して
吸水した水の量をパ〔効果〕 本発明方法によシ、コンクリート等にすぐれた強化防水
性が付与できると共に、よシ速乾で、また１週間以上も
経過した後も上塗シ塗装が可能となる効果が発揮される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、軽量発泡コンクリートの吸水量を示すグラフ
である。 １（記号・・・○）は実施例１．２（記号・・・Δ）は
実施例２．３（記号・・・口）は実施例３．４（記号・
・・Ｃ）は実施例４．５（記号・・・Δ）は実施例５．
６（記号・・・ｌ）は比較例１．７（記号・・・ム）は
比較例２．８（記号・・・・）は比較例３の各含浸用溶
液を使用したものをそれぞれ表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポリイソシアネートとポリオールをウレタン化反応
   させて得る数平均分子量が２０００以下で末端にイソシ
   アネート基を有する湿気硬化型ポリイソシアネート（Ａ
   ）と少なくとも２０重量％のメチルメタアクリレートを
   含む該イソシアネート基と反応する活性水素を有さない
   α，β−エチレン性単量体混合物を重合させて得る数平
   均分子量が３０００以上のビニル系重合体（Ｂ）とを含
   んでなる処理液を、コンクリート等に含浸硬化させるこ
   とを特徴とするコンクリートの強化防水法。