JPS63370A - セメント系成形体の保護・被覆剤 - 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］ 本発明はモルタル、コンクリート、アスベスト等のアル
カリ性成形体の表面を被覆もしくは内部添加等して処理
し、これらの物体が水と接触した場合等にアルカリ物質
が内部より浸出するのを封鎖し、さらには長期の屋外曝
露にも充分な耐水性、耐候性をもたらすアルカリ成形体
処理用共重合体エマルジョンよりなるセメント系成形体
の保護組成物に関する。

［従来の技術及びその問題点］ アルカリ性成形体、特に建築用セメント製品に被覆剤あ
るいは混合体を使用する目的は、美装も考慮されてはい
るが、その主たる目的は基材の耐薬品性、耐水性、耐候
性を向上させるためにある。被覆剤としては有機系、無
機系の各種被覆剤が使用されているが、外的条件の厳し
さに充分に耐え得るものは極めて少なく、特に被覆処理
が簡便な水性の有機ポリマーベースの被Ｙａ剤は比較的
寿命が短かく、短期間に再塗装、補修を行う必要がある
。

この種のポリマーペースとしてアクリル系共重合体、又
はアクリル−スチレン系共重合体が一応の水卆にあり、
現在使用されているが、アルカリ性成形体を建築材料と
して使用する場合に要求される１０年から半永久的な寿
命を持つ有機ポリマーベースの被覆剤は得られていない
。

例えば、アクリル系共重合体、特に官能基を導入して架
橋型にしたものの塗膜は耐薬品性、耐水性、耐熱性等の
個々のテストでは優れた性能を示すが、アルカリ基材の
被覆剤として長期の屋外曝露には耐えられず、しかも官
能基が一般に親水性であるためポリマーが分解して基材
より消失してしまう。

又、アクリル−スチレン系共重合体はスチレンが疎水性
で耐水、耐アルカリ性に優れることより、アルカリ性基
材においては屋外曝露によるポリマーの分解は少ないが
、感熱性が大で湿熱時の塗膜の状態変化が著しく、耐熱
ブロッキング性、耐温性、寒熱くり返し性に劣るという
欠点を有する０本発明はかかる欠点を改良し、耐アルカ
リ性、耐水性、＃熱性、耐候性に優れる水性被覆エマル
ジョンを提供せんとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は■芳香族不飽和単量体ｌＯ〜７０重量％、■炭
素ａ４〜１２の脂肪族アルコールの（メタ）アクリル酸
エステル２０〜９０重量％、◎不飽和カルボン酸１〜５
重量％、■カルボキシル基以外の親水性を有する不飽和
単量体０．３〜５重量％、■分子内に重合性二重結合ア
ルコキシシラン基を含有する単量体０．０５〜３重量％
及び■多価ビニル化合物又は多価アリル化合物０．０５
〜３重量％で合計１００重量％よりなる単量体混和物を
乳化重合せしめて得られるガラス転移温度が２０〜６０
℃の範囲にある乳化重合体を主成分とするセメント系成
形体の保護組成物を提供する。

本発明で使用されるの芳香族不飽和単量体としてはスチ
レン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げら
れる。

■（メタ）アクリル酸系不飽和単量体としては例えばア
クリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸１
ｓａ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリ
ル酸１ｓｏ−ノニル、アクリル酸ラウリル、メタアクリ
ル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリルｅＩ
ｊｎ−ブチル、メタアクリル酸１ｓｏ−ブチル、メタア
クリル酸１ｓｏ−ブチル、メタアクリルｇｔ−ブチル、
メタアクリル酸ラウリル等の（メタ）アクリル酸の炭素
数２〜１２個のアルキルエステル等が挙げられる。

◎不飽和カルボン酸又はその塩としては、例えばアクリ
ル酸、メタアクリル酸、クロトン酸等の不飽和−に１４
基酸及びこれらの塩類、イタコン酸、マレイン酸、フマ
ル酸等の不飽和二塩基酸及びこれらの半エステル、塩類
等が挙げられる。

◎カルボキシル基以外の親水性を有する共重合可能な不
飽和単量体としては次のようなものがある。すなわち不
飽和カルボン酸のアミド又はその誘導体としてアクリル
アミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、メタアクリル
アミド等が挙げられる。不飽和酸のグリシジルエステル
として、グリシジルアクリレート、グリシジルメタアク
リレート等が挙げられる。不飽和カルボン酸のヒドロキ
シエステルとしてβ−ヒドロキシエチルアクリレート、
２−ヒドロキシエチルメタアクリレート等が挙げられる
。不飽和のスルホン酸又はその塩として例えばビニルス
ルホン酸、メタクリルスルホン酩、２−スルホエチルメ
タアクリレート、スチレンスルホン酸、アリルスルホン
酸、アルキルアリルスルホコハク酸またはその塩が挙げ
られる。エチレンオキサイド付加物型モノマーとして例
えばエチレンオキサイド（ｎ＝１〜３０）アクリレート
又はメタクリレート等が挙げられる。

■分子内に重合性二重結合とフルコキシシラン基を含有
する単量体としては例えば、ビニルトリメトキシシラン
、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−メタアクリルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン等が挙げられる。

■多価ビニル化合物としてジビニル化合物、ジメタクリ
レート化合物、トリメタクリレート化合物、多価アリル
化合物としてはジアリル化合物、トリアリル化合物が挙
げられる。より具体的には、例えば、ジビニルベンゼン
、エチレンクリコールジメタクリレート、１．３−プチ
レンジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタ
アクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレ
ート、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート等
が挙げられる。

本発明で用いられる共重合体は上記の各成分の他に酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルパーサテート等の
ビニルエステル、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリ
ドン等の含窒素ビニル化合物等の不飽和単量体も含むこ
とができる。かかる単量体は前記の（メタ）アクリル酸
エステル系不飽和単量体の一部として使用することもで
きる。

本発明で用いられる共重合体において、■の芳香族不飽
和単量体を必須成分とする理由は前記■の幹ポリマーを
構成する共重合成分との兼ね合いでポリマーの各エステ
ル単位間に芳香核を配置することにより幹ポリマーの光
エネルギーによる分解を阻止するためであり、前記の範
囲よりも少ないとその効果が少なく、前記の範囲を越え
ると造膜性、耐熱性等の物性上の問題を生じるので不適
出である。

■の成分は■成分との兼ね合いでポリマー品質設計上の
主体をなすもので皮膜のブロッキング性、又は造膜性を
考慮し皮膜を過剰に柔軟化せしめず、且つ、耐アルカリ
性を低下せしめないよう前記範囲内に止めるべきである
。

■の成分は生成エマルジョンの安定性の向上、共重合体
の被塗布物への接着性の向上等を目的として使用される
。この◎成分の量はあまり多量に用いると耐アルカリ性
が低下する恐れがあるため前記範囲内に止めるべきであ
る。

■成分は乳化重合に際して乳化剤を添加した場合、分散
媒である水が偏在してその結果皮膜の耐水性が低下する
ことがあるため水の偏在を防止することを目的として使
用される。この■成分の量は◎成分との組合せ量により
、あまり多量に用いると皮膜の耐アルカリ性、耐水性等
が低下する恐れがあるため前記範囲内に止めるべきであ
る。

■の成分を使用する目的は、■成分を使用して、内部架
橋により分子量をアップすると被塗布物への接着性が低
下するのでこれを防止するためである。すなわち、共重
合体成分中にアルコキシシラン基を導入することにより
、アルコキシ基、シラノール基が無機材質との反応によ
り結合し、接着力の向上をはかることができる。

■の成分を使用する目的は芳香族不飽和単量体を共重合
体の主成分として乳化重合した際１重合度が上がりにく
い事、又、構造上熱に弱い事等のマイナス面があり、こ
れを補って内部架橋効果により分子量を上げて、これら
の欠点をカバーすることにある。その使用量は前記範囲
よりも少ないと効果がなく、又、範囲を越えると造膜性
が劣り、重合上のトラブルも増加する。

本発明における共重合体はガラス転移温度が２０〜８０
℃の範囲にあるものである。ガラス転移温度が２０℃よ
りも低い場合には耐ブロッキング性および耐水性が低下
し、一方、６０℃をこえると造膜性が悪くなるため耐久
性が低下するので好ましくない。

本発明に於ける共重合体は公知の乳化重合法により容易
に製造される。即ち、市販の非イオン乳化剤又はアニオ
ン乳化剤もしくはこの両者を使用し、これらの水溶液中
に重合触媒として水溶性過酸化物又は過硫酸塩類を存在
せしめ、前記組成の単量体を４０〜１００℃の温度で重
合せしめることによって得られる。

本発明で共重合体エマルジョンをアルカリ性成形体の表
面に塗布するに出って、共重合体エマルジョンは単独で
使用されるが、セメント、砂、無機顔料等を混合して使
用することもできる。その際、セメント又は無機顔料の
共重合体エマルジョンに対する使用割合は重量比でセメ
ント：共重合体固型分＝　＋００　：　５０〜５、無機
顔料：エマルジョン＝　１００　：　１００〜ｌＯの範
囲で用いるのが好ましい、又、少量の着色顔料、増粘剤
、造膜助剤、可塑剤、消泡剤、防腐剤等も所望により添
加することが出来る。無機顔料としてはクレー、炭酸カ
ルシウム、酸化チタン、マイカ、タルク等の一般にエマ
ルジョン塗料に使用されるものはすべて使用可能である
。塗布量は共重合体エマルジョン単独で使用する場合は
固型分で５０３／ｍ２以上塗布するのが好ましく、又、
被塗布物内へのエマルジョンの浸透が著しい場合は二度
塗りが行われる。又、セメント或ハ、セメント及び砂を
エマルジョンに混合して用いる場合は厚さ２ｍｍ以上に
塗布することによって良好な結果がもたらされる。更に
、顔料とともに塗布する場合に於いては固型分で１００
ｇ／＋２以上となるよう被覆するのが好ましい。

塗布方法はハケ塗り、スプレー、コテ塗り、ロールコー
ト、フローコート等の適宜の方法で行われる。乾燥は通
常常温にて行われるが場合によっては加熱乾燥すること
も可能である。又、共重合体エマルジョンの皮膜形成温
度が常温よりも高く、常温で皮膜形成不可能な場合は皮
膜形成助剤として下記の如き溶剤を使用することにより
常温で皮膜形成せしめることが出来る。この場合溶剤と
してはエチレングリコール又はジエチレング１ノコール
のアルキルエーテル或は酢酸エステル等が好ましく、こ
れ等は必要に応じて添加される。

［発明の効果］ 本発明の保護組成物が施されたコンクリート、モルタル
、アスベスト等のセメント系成形体はアルカリの滲出が
防止されるのみならず＃酸性が付与され、しかも表面の
汚染性も減少し長期の屋外曝露に耐え得る。

以下、実施例をあげて本発明を説明する。

実施例１ スチレン２０重量％、メタアクリル酸メチル４５．５重
量％、アクリル酸２−エチルヘキシル３０重量％、アク
リル酸２重量％、アクリルアミド１重量％、γ−メタア
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン０．５重量％
、ジどニルベンゼン１．０重量％よりなるガラス転移温
度（以下Ｔｇと略す）が３５℃の共重合体の固形分４５
重量％のエマルジョンを造膜助剤としてブチルセロソル
ブを添加して成ｊ漠温度を下げて３　Ｘ　７０Ｘ　１０
０ｍｍのスレート板の全面に塗布量（固形分換算）　１
２０ｇ／ｍ２　となるよう刷毛塗りし常温にて４８時間
乾燥した。

実施例２ スチレン６１重量％、アクリル酸２−エチルヘキシル３
０重量％、アクリル酸３重量％、２−スルホエチルメタ
アクリレート３重量％、γ−メタアクリルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン１．０重量％、トリメチロールプ
ロパントリメタクリレート２．０重量％よりなるＴｇが
３５℃の共重合体の固形分４００重量のエマルジョンを
得た。実施例１と同様にして試料を作成した。

実施例３ スチレン２０重量％、メタアクリル酸メチル３７重量％
、アクリル酸ブチル３５重量％、イタコン酸３重量％、
グリシジルメタアクリレート２重量％、γ−メタアクリ
ルオキシプロピルトリメトキシシラン２　、０　重量％
、トリエチレングリコールジメタアクリレート１．０重
量％よりなるＴｇが３２℃の共重合体の固形分４５％の
エマルジョンを得た。実施例１と同様にして試料を作成
した。

実施例４ スチレン４９．５ｉ量％、メタアクリル酸メチル２０重
量％、アクリル酸２−エチルヘキシル２０重量％、メタ
アクリルＭ？３．０重量％、２−ヒドロキシエチルメタ
アクリレート５重量％、ビニルトリス（β−メトキシエ
トキシ）シラン０．５重量％、ジビニルベンゼン２重量
％よりなるＴｇが５０℃の共重合体の固形分４５重量％
のエマルジョンを得た。

実施例１と同様にして試料を作成した。

比較例１ スチレン２０重量％、メタアクリル酸メチル４８．５重
量％、アクリル酸２−エチルヘキシル３０ｉ　ｉ％、ア
クリル酸２重量％、γ−メタアクリルオキシプロピルト
リメトキシシラン０．５重量％、ジビニルベンゼン１．
０重量％よりなるＴｇが３５℃の共重合体の固形分４５
重量％のエマルジョンを得た。実施例１と同様にして試
料を作成した。

比較例２ スチレン２０重ｅ％、メタアクリル酸メチル４６．５重
量％、アクリル酸２−エチルヘキシル３０重量％、アク
リルアミド１重量％、ジビニルベンゼン１．０重量％よ
りなるＴｇが３５℃の共重合体の固形分４５重量％のエ
マルジョンを得た。実施例１と同様にして試料を作成し
た８ 比較例３ スチレン２０重量％、メタアクリル酸メチル４５．５重
量％、アクリル酸２−エチルヘキシル３０重量％、アク
リル酸２重量％、アクリルアミド１重量％、γ−メタア
クリルオキシプロピルトリメトキシシラン１．５重量％
よりなるＴｇが３５℃の共重合体の固形分４５重量％の
エマルジョンを得た。実施例１と同様にして試料を作成
した。

比較例４ スチレン６２重量％、アクリル酸２−エチルヘキシル３
０重量％、アクリル酸３重量％、２−スルホエチルメタ
アクリレート３重量％、γ−メタアクリルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン２．０重量％よりなるＴｇが３２
℃の共重合体の固形分４０重量％のエマルジョンを得た
。実施例１と同様にして試料を作成した。

比較例５ スチレン５８重量％、アクリル酸２−エチルヘキシル３
０重量％、アクリル酸６重量％、２−スルホエチルメタ
アクリレート３重量％、γ−メタアクリルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン１．０重量％、トリメチロールプ
ロパントリメタアクリレート２．０ｆｆｉ量％よりなる
丁ｇが３２℃の共重合体の固形分４０重量％のエマルジ
ョンを得た。実施例１と同様にして試料を作成した。

比較例６ スチレン６２重量％、アクリル酸２−エチルヘキシル３
０重量％、アクリル酸３重量％、２−スルホエチルメタ
アクリレート３重量％、γ−メタアクリルオキシプロピ
ルトリメトキシシラン２重量％よりなるＴｇが３２℃の
共重合体の固形分４０重量％のエマルジョンを得た。実
施例１と同様にして試料を作成した。

比較例７ スチレン６２重量％、アクリル酸ブチル３５重量％、ア
クリル酸３重量％よりなるＴｇが３２℃の共重合体の固
形分４０重量％のエマルジョンを得た。実施例１と同様
にして試料を作成した。

比較例８ スチレン２０重量％、メタアクリル酸メチル３８重量％
、アクリル酸ブチル３５重量％、イタコン酸３重量％、
グリシジルメタアクリレート２重量％、トリエチレング
リコールジメタアクリレート２．０重量％よりなるＴｇ
が３２℃の共重合体の固形分４５重量％のエマルジョン
を得た。実施例１と同様にして試料を作成した。

比較例９ スチレン２０重量％、メタアクリル酸メチル３８重量％
、アクリル酸ブチル３５重量％、イタコン酸３重量％、
グリシジルメタアクリレート２重量％、γ−メタアクリ
ルオキシプロピルトリメトキシシラン２重量％よりなる
Ｔｇが３２℃の共重合体の固形分４５重量％のエマルジ
ョンを得た。実施例１と同様にして試料を作成した。

比較例１Ｏ スチレン４４．５重量％、メタアクリル酸メチル１０重
量％、アクリル酸２−エチルヘキシル３０重量％、メタ
アクリル酸３重量％、２−ヒドロキシエチルメタアクリ
レート１０重量％、ビニルトリス（β−メトキシエトキ
シ）シラン０．５　ｍｍ％、ジビニルベンゼン２重量％
よりなるＴｇが３２℃の共重合体の固形分４５重量％の
エマルジョンを得た。実施例１と同様にして試料を作成
した。

比較例１１ メタアクリル酸メチル６３重量％、アクリル酸ブチル３
５重量％、メタアクリル酸２重量％よりなるＴｇが３５
℃の共重合体の固形分４５重量％のエマルジョンを得た
。実施例１と同様にして試料を作成した。

比較例１２ メタアクリル酸メチル６４重量％、アクリル酸２−エチ
ルヘキシル３０重量％、Ｎ−メチロールアクリルアミド
２重量％、メタアクリル酸２重量％、γ−メタアクリル
オキシプロピルトリメトキシシラン２重量％よりなるＴ
ｇが３５°Ｃの共重合体の固形分４５重社％のエマルジ
ョンを得た。実施例１と同様にして試料を作成した。

比較例１３ スチレン２０重量％、メタアクリル酸メチル３０重量％
、アクリル酸２−エチルヘキシル４５重量％、アクリル
酸２重量％、アクリル酸アミド１重量％、γ−メタアク
リルオキシプロピルトリメトキシシラン０．５重量％、
ジビニルベンゼン１．５重量タロよりなるＴｇが１０℃
の共重合体の固形分４５重量％のエマルジョンを得た。

実施例１と同様にして試料を作成した。

比較例１４ スチレン２０重量％、メタアクリル酸メチル６５重量％
、アクリル酸２−エチルヘキシル１０重量％、アクリル
酸２重量％、アクリル酸アミド１重量％、γ−メタアク
リルオキシプロピルトリメトキシシラン０．５重量％、
ジビニルベンゼン１．５重量％よりなるＴｇが７７℃の
共重合体の固形分４５重量％・のエマルジョンを得た。

実施例１と同様にして試料を作成した。

得られた各試料について、水中浸漬のｐＨ変化、耐アル
カリ性、耐湿熱性、耐沸水性、促進耐候性、屋外曝露試
験を行った結果は第１表に示す如くであった。

第１表 （試験方法及び判定方法） 耐アルカリ性：５％ＮａＯＨ水溶液に２１日間浸潰して
試験した後の塗膜の状態変化を観察し密着性を調べる。

＃　湿　熱性：５０℃、３８％ＲＨの条件下で２１日間
試験した後の状態変化を観察し密着性を調べる。

酎　浦　水　性；試料を佛腸水に２時間浸漬して状態変
化を観察し密着性を調べる。

促進耐候性；デユーサイクルウェザ−メーターにて１２
０時間試験した後の塗膜の有無、光沢保持性及び密着性
を試験する。

屋　外　曝　露：１年間テスト後の塗膜の外観（汚染性
、光沢保持性等）を観察する。

閂定 ■　極めて良好：状態変化が全くなく密着性も試験前後
変りなし。

Ｏ良　　好：状態が良く密着性も低下していない。

Δ　やや不良：状態変化が認められ密着性低下がある。

×　不　　町：状態変化が著しく密着性低下が大である
。

実施例及び比較例の共重合体エマルジョンの固形分を４
０％として２６重量部、セメント１００重量部と川砂２
００重量部とを混合し、水を加えてフロー値約１８０ｍ
ｍに調整した。これを内径９Ｅｉｍｍ、厚さ２７ｍｍ、
長さ３００ｍｍのコンクリートヒユーム管の内部に厚さ
４ｍｍとなるように遠心法にて塗装し８０℃で１２時間
の蒸気養生を行い、更に常温にて１週間放置後、各試料
の片側を密閉し、中に水をみたしてそのｐＨ変化を測定
した。また水の代りに１％ＮＣＲ水溶液をみたして１ケ
月後の状態を観察した。その結果は第２表に示す如くで
あった。

（以下余白） ：ｆＩＪ２表 実施例及び比較例の共重合体エマルジョンをベースに後
述の塗料配合例の混合割合で調整した塗料を３　Ｘ　７
０Ｘ　１００ｍ＋＊のスレート板全面に塗１ｔ＋量が固
形分で１．５　ｇとなるよう刷毛で塗布し、常温で４８
時間乾燥した０次にこれを５００ｃｃの水中に浸漬して
ｐＨの変化を測定した。これらの結果を屋外曝露試験結
果とともに第３表に示す。

（以下余白） 第３表 屋外曝露判定方法：第１表の方法に準する。

〈塗料配合例〉 あらかじめ下記ＡＪ＆分をコロイドミルにて混合しペー
スト状となし、次いでＢ成分を順次加えて良く混合した
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）芳香族不飽和単量体１０〜７０重量％、炭素数４
   〜１２の脂肪族アルコールの（メタ）アクリル酸エステ
   ル２０〜９０重量％、不飽和カルボン酸１〜５重量％、
   カルボキシル基以外の親水性を有する不飽和単量体０．
   ３〜５重量％、分子内に重合性二重結合とアルコキシシ
   ラン基を含有する単量体０．０５〜３重量％、及び多価
   ビニル化合物又は多価アリル化合物０．０５〜３重量％
   で合計１００重量％よりなる単量体混和物を乳化重合せ
   しめて得られるガラス転移温度が２０〜６０℃の範囲に
   ある乳化重合体を主成分とするセメント系成形体の保護
   組成物。