JP2925664B2

JP2925664B2 - 増粘剤およびそれを含有してなるポリマーセメント組成物

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Publication number: JP2925664B2
Application number: JP16571790A
Authority: JP
Inventors: 克秋遠藤; 直行加藤
Original assignee: Mitsubishi Chemical BASF Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical BASF Co Ltd
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1999-07-28
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JPH0459645A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はガラス転移点の低い水溶性のアクリル系共重
合体よりなる増粘材およびそれを含有してなるポリマー
セメント組成物に関する。本発明の増粘剤は、塗料、モ
ルタル、水系潤滑材の増粘剤として有用である。また、
ポリマーセメント組成物は建造物の防水材、表面仕上材
用塗材として有用である。

（従来の技術）建造物の外装や内装の表面仕上材として、水硬性セメ
ント、粗骨材、樹脂水性エマルジョンよりなるポリマー
セメント組成物が使用されている（特公昭62−25639
号、同62−25640号、同50−29731号、特開昭54−66938
号および同55−104955号）。

これらポリマーセメント組成物においては、一般にメ
チルエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、
ポリビニルアルコール、キサンタンガムなどのニュート
ン流れ性を示す増粘剤が配合されている。これら公知の
増粘剤は、ポリマーセメント組成物を建築物に塗布した
ときの塗材の垂れ落ちを防止する目的で加えられるもの
であるが、通常の使用量であると塗装を厚塗りしたとき
の塗材の垂れ落ちを防止するには十分でないので、塗装
を複数回繰り返して所望の膜圧の塗膜を得ている。

塗材の厚塗り向上性のために、上記のニュートン流れ
性を示す増粘材の配合量を多くし、塗材の粘度を上げる
と、得られる塗膜の耐水性が低下する。

塗材の垂れ防止の面からは、チキソトロピック性を示
すポリアクリル酸のナトリウム塩またはアンモニウム
塩、スチレン・無水マレイン酸共重合体のナトリウム塩
またはアンモニウム塩などの水溶性増粘剤の使用が考え
られる。しかし、これらチキソトロピック性を示す増粘
剤は、そのガラス転移点が約30〜100℃と高く、得られ
る塗膜が硬くて柔軟性に欠け、基材のクラック発生に対
する塗膜の追従性が不足し、塗膜にもクラックが発生し
易い傾向にある。

（発明が解決しようとする課題）本発明は塗装時の塗材の垂れ落ちが防止でき、クラッ
ク追従可能な柔軟性に富む塗膜を与えることができる増
粘材およびそれを用いたポリマーセメント組成物を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、下記（ａ），（ｂ）および（ｃ）成分を乳化重合して
得られた共重合体の酸基を、部分的にまたは完全に中和
して得た水溶性共重合体塩よりなる、ガラス転移点が３
℃以下の増粘剤：（ａ）炭素数が３〜８の脂肪族アルコールとアクリル酸
とを反応させて得られるアクリル酸アルキルエステル 40〜80重量％（ｂ）アクリル酸および／またはメタクリル酸 60〜20重量％（ｃ）その他のビニル単量体０〜35重量％を提供するものである。

更に、本発明は、下記A,B,CおよびＤ成分よりなり、固型分量で、Ａ成
分がＢ成分100重量部に対し0.1〜15重量部の割合で、Ｄ
成分がＣ成分100重量部に対し０〜500重量部の割合で、
Ｃ成分とＤ成分との和がＡ成分とＢ成分との和100重量
部に対し25〜500重量部の割合で配合されていることを
特徴とするポリマーセメント組成物：Ａ成分：下記（ａ），（ｂ）および（ｃ）成分を乳化重合して
得られた共重合体の酸基を、部分的にまたは完全に中和
して得た水溶性共重合体塩よりなる、ガラス転移点が３
℃以下の増粘剤：（ａ）炭素数が３〜８の脂肪族アルコールとアクリル酸
とを反応させて得られるアクリル酸アルキルエステル 40〜80重量％（ｂ）アクリル酸および／またはメタクリル酸 60〜20重量％（ｃ）その他のビニル単量体０〜35重量％Ｂ成分：ガラス転移点が０℃以下のアクリル系樹脂水性エマル
ジョンＣ成分：水硬性セメントＤ成分：骨材をも提供するものである。

（発明の具体的説明）本発明の増粘剤を構成する（ａ）成分のアクリル酸ア
ルキルエステルとしては、アクリル酸ｎ−プロピル、ア
クリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリ
ル酸ｔ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシルなどが
使用でき、これらは一般にソフト単量体と呼ばれるもの
であり、共重合体のガラス転移点を下げるために用いら
れる。アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の炭素
数を３以上とすることにより、増粘剤の耐アルカリ性が
向上し、加水分解しにくくなる。

（ｂ）成分のアクリル酸および／またはメタクリル酸
は共重合体をアルカリ可溶性とするために用いるもの
で、少なくとも全ビニル単量体混合物の20重量％以上用
いることが必要である。また、その使用量が60重量％を
越えると、塗膜の柔軟性が損なわれ、耐アルカリ性が低
下したり、作業性が悪くなる欠点がある。

（ｃ）成分のビニル単量体としては、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸２−エチ
ルヘキシル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビ
ニル、スチレン、メタクリル酸メチル、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、ヒドロキシエチルアクリレー
ト、塩化ビニリデン、エチレン、アクリルアミド、メタ
クリルアミド、イタコン酸、マレイン酸などの２塩基酸
などが用いられる。これら単量体は、得られる共重合体
のガラス転位点を調整するために、あるいは共重合体に
官能基を導入する目的で使用される。これらは、増粘剤
の柔軟性を損なわないようにするためには、35重量％以
下で用いられる。

上記（ａ）〜（ｃ）三成分は乳化重合により共重合体
とされる。乳化重合は、通常の方法で行われる。即ち、
界面活性剤を含む水中にビニル単量体混合物を加え、過
硫酸カリなどの重合開始剤の存在下に60〜95℃に加熱す
ることにより共重合体が得られる。重合後、塩基を加え
共重合体の酸基の一部、好ましくは少なくとも80モル％
を中和させて共重合体の塩とする。

中和に使用される塩基としては、アンモニア、苛性カ
リ、苛性ソーダ、トリエタノールアミン、モルフォリ
ン、トリエチレンテトラミンなどが利用できる。

得らた水溶性の共重合体塩のガラス転移点は３℃以
下、好ましくは０℃以下である。

３℃を越えると塗膜の柔軟性が損なわれ易い。

共重合体塩の分子量は、一般には重量平均分子量とし
て10,000〜1,000,000、好ましくは50,000〜600,000であ
る。

本発明の増粘剤は、アクリル系樹脂水性エマルジョ
ン、スチレン系樹脂エマルジョン、ポリ酢酸ビニルエマ
ルジョン、アクリル酸アルキルエステル・スチレン共重
合体水性エマルジョン、SBRラテックス、ポリ塩化ビニ
ルエマルジョン、セメントモルタル、水系潤滑剤の増粘
剤として有用である。

増粘剤は、通常エマルジョン中の樹脂粒子、セメント
などに対し、固型分量で0.1〜15重量％、好ましくは0.2
〜５重量％の割合で加えられる。本発明の増粘剤は、ガ
ラス転移点が０℃以下の樹脂水性エマルジョンと水硬性
セメントと骨材よりなるポリマーセメント組成物（特公
昭62−25639号、同62−25640号、特公平２−7904号、同
２−8985、同２−8986号参照）の増粘剤として特に有用
であり、これにより該組成物の厚塗り性および塗膜の柔
軟性を低下させることなく、塗装時の組成物の垂れを防
止することができる。

本発明のポリマーセメント組成物を構成するＡ成分
は、上述した増粘剤が用いられる。Ｂ成分のガラス転移
点が０℃以下、好ましくは−５℃以下のアクリル系樹脂
水性エマルジョンとしては、例えばアクリル酸エチル、
アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、ア
クリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル
酸２−エチルヘキシル、アクリル酸、メタクリル酸、ス
チレン、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリ
ルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、エチレン、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−（メチル）
フェニルマレイミド、Ｎ−（ヒドロキシ）フェニルマレ
イミド、Ｎ−（メトキシ）フェニルマレイミド、Ｎ−安
息香酸マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチル
マレイミド、Ｎ−ｎ−プロピルマレイミド、Ｎ−イソプ
ロピルマレイミド、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−イ
ソブチルマレイミド、Ｎ−ｔ−ブチルマレイミド、ヒド
ロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリ
レートなどの単量体の一種または二種以上を乳化重合し
て得られるものが使用される。

これらの重合性単量体の種類、量は、得られる樹脂水
性エマルジョンの共重合体の最低造膜温度が０℃以下と
なるように選択する。この最低造膜温度は得られる塗膜
の柔軟性、粘着性および伸展性などの物性と大きな相関
がある。最低造膜温度が低いほど塗膜の柔軟性、伸展性
は良好である。逆に最低造膜温度が高いほど塗膜の剛性
は高く、塗膜は非粘着性を示す傾向にある。一般に、最
低造膜温度が０℃以下である樹脂水性エマルジョンは、
常温（20℃）で塗膜を形勢できる利点を有するので、構
築物現場で使用しやすい。勿論、加熱手段を用い強制加
熱乾燥することも可能である。

共重合体のガラス転移温度は、DSC（走査示差熱測
定）により求めた。

Ｂ成分の樹脂水性エマルジョンは、上記重合性単量体
を乳化剤または保護コロイド剤を用いて乳化重合させる
ことにより40〜60重量％の樹脂濃度のものとして製造さ
れるが、これを更に水で希釈して使用してもよい。樹脂
水性エマルジョンの樹脂粒径は0.1〜１ミクロンが一般
的である。

乳化剤としては、ジアルキルスルホンこはく酸ナトリ
ウム、アルキルスルホン酸のアルカリ塩、オキシアルキ
ル化されたアルコールまたはアルキルフェノールのアル
カリ金属塩、脂肪酸のアルカリ塩などアニオン性、ノニ
オン性の各種のものが使用できる。その使用量は、通常
樹脂分に対し0.2〜５重量％の割合である。

Ｃ成分の水硬性セメントとしては、ポルトランドセメ
ント、白色セメント、早強セメント、超早強セメント、
アルミナセメント、混合セメント（高炉セメント、シリ
カセメント、フライアッシュセメント）などが挙げられ
る。

Ｄ成分の骨剤としては、けい砂、タルク、マイカ、ケ
イ藻土、カオリン、石英、鉄粉、フライアッシュ、ウル
トラホワイト、酸化チタン、炭酸カルシウム、石綿粉、
ホワイトカーボン、ジルコニア、カーボンブラック、パ
ーライト、酸化亜鉛、雲母、発泡ポリスチレン粒子、パ
ーライト粒子、ガラス球粒子などが使用しうる。これら
骨剤は、Ｃ成分の水硬性セメントの一部に置き変えて用
いることもできる。該骨材は、Ｂ成分およびＣ成分がバ
インダー機能を有するので、塗膜から脱落することが防
止される。

Ａ〜Ｄの各成分の使用量は次ぎのとおりである（いず
れも固型分量の割合で示す）。

Ａ成分はＢ成分100重量部に対し0.1〜15重量部、好ま
しくは0.2〜５重量部であり、0.1重量部未満では増粘効
果に乏しく、15重量部を越えると得られる皮膜の耐水性
が低下する。

Ｄ成分は、Ｃ成分100重量部に対し０〜500重量部、好
ましくは０〜300重量部であり、Ａ成分とＢ成分の和100
重量部に対してＣ成分とＤ成分の和が25〜500重量部、
好ましくは80〜300重量部の割合で配合される。25重量
部未満では、セメントの骨材的機能しか期待できず、塗
膜の機械的強度が向上しないし、塗膜の非粘着性が十分
でないことがある。500重量部を越えると、塗膜は脆い
ものとなり、柔軟性に乏しくなる。

本発明のポリマーセメント組成物は基本的には上記A,
B,CおよびＤの四成分よりなるが、更に分散剤、消泡
剤、溶剤、可塑剤、凍結防止剤などを配合することもで
きる。

本発明のポリマーセメント組成物は、コンクリート、
モルタル、スレート、鉄、アルミ、ファイバー、ガラ
ス、木、および塩化ビニル、ポリエチレンなどのプラス
チック類にハケ塗り、スプレーガン吹き付けなどの方法
で、１回でミクロンオーダーから数mmの膜厚の塗膜を形
成せしめることができる。

次に本発明を実施例、比較例および参考例を挙げて詳
細に説明する。例中の部および％は特に例記しない限り
重量部および重量％である。

増粘剤の製造例例１〜８滴下装置および攪拌機を備えた耐圧重合容器に、水20
0部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.0部、エ
チレンジアミン四酢酸ナトリウム0.02部を仕込み、85℃
に加熱した。容器内を充分に窒素置換後、表１に示す単
量体混合物100部と、水100部、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム0.8部、水酸化ナトリウム0.2部、過硫酸
ナトリウム0.8部よりなる水溶液とを同時に滴下し、温
度を85℃に保ちながら３時間で滴下を終了し、さらに１
時間重合を継続させた。このようにして重合率98.6％、 pH4.4、固型分25％、粘度6.5cpsのアルカリ可溶性重
合体エマルジョンを得た。次に該エマルジョンを水で希
釈し、ついで25％アンモニア水を滴下し、固型分濃度が
７％、pH9の樹脂水溶液を得た。

水性エマルジョン（Ｂ成分）の製造例例１〜６表２に示ビニル単量体混合物100部、ドデシルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム1.5部、ポリオキシエチレンノ
ニルフェノールエーテル1.5部、過硫酸カリウム1.0部お
よびイオン交換水100部の混合物を90℃で4.5時間乳化重
合させて、固型分濃度が50％、樹脂粒径0.5ミクロンの
エマルジョンを得た。なお、ガラス転移点は、DSC（装
置名：デユポン910）より求めた。

ポリマーセメント組成物の製造例上記の例で製造した造粘剤（Ａ成分）および水性エマ
ルジョン（Ｂ成分）を用い、表３に示す組成のポリマー
セメント組成物を製造し、その物性を評価した。結果を
同表に示す。

なお、物性評価の試験方法および使用装置は次のとお
り。

粘度:B型粘度計 6rpm（20℃）塗膜のタレ：ポリマーセメント組成物を200×150mmスレート板にロ
ーラーで0.5mm厚で塗り、直ちにスレート板を垂直に立
てて放置し、塗膜のタレの状態を観察する。評価は○
（タレなし）△（少しタレる）×（タレる）を基準にし
て行う。

引張り強度:JIS A6910伸び試験時の最大応力より次式
で求める。

伸び :JIS A6910による塗料の製造例（参考例）前記例で製造した水性エマルジョン200部に、前記の
増粘剤または市販の増粘剤（ポリビニルアルコール、ポ
リアクリル酸ソーダ、ヒドロキシメチルセルローズ）、
造膜助剤としてテキサノール（イーストマンケミカル社
商品名）５部、凍結防止剤としてエチレングリコール５
部および体質顔料として炭酸カルシウム粉末100部を配
合して塗料を調製した。

評価結果を表４に示す。

なお、耐水性の評価法は次のとおり。

塗料組成物を150×70mmスレート板にローラーで0.5mm
厚に塗り、１週間室温で乾燥後、常温水中に１週間浸漬
して塗膜に発生する異常の有無を観察する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C04B 28/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記（ａ），（ｂ）および（ｃ）成分を乳
化重合して得られた共重合体の酸基を、部分的にまたは
完全に中和して得た水溶性共重合体塩よりなる、ガラス
転移点が３℃以下の増粘剤：（ａ）炭素数が３〜８の脂肪族アルコールとアクリル酸
とを反応させて得られるアクリル酸アルキルエステル 40〜80重量％（ｂ）アクリル酸および／またはメタクリル酸 60〜20重量％（ｃ）その他のビニル単量体０〜35重量％；
【請求項２】下記A,B,CおよびＤ成分よりなり、固型分
量で、Ａ成分がＢ成分100重量部に対し0.1〜15重量部の
割合で、Ｄ成分がＣ成分100重量部に対し０〜500重量部
の割合で、Ｃ成分とＤ成分との和がＡ成分とＢ成分との
和100重量部に対し25〜500重量部の割合で配合されてい
ることを特徴とするポリマーセメント組成物：Ａ成分：下記（ａ），（ｂ）および（ｃ）成分を乳化重合して得
られた共重合体の酸基を、部分的にまたは完全に中和し
て得た水溶性共重合体塩よりなる、ガラス転移点が３℃
以下の増粘剤：（ａ）炭素数が３〜８の脂肪族アルコールとアクリル酸
とを反応させて得られるアクリル酸アルキルエステル 40〜80重量％（ｂ）アクリル酸および／またはメタクリル酸 60〜20重量％（ｃ）その他のビニル単量体０〜35重量％Ｂ成分：ガラス転移点が０℃以下のアクリル系樹脂水性エマルジ
ョンＣ成分：水硬性セメントＤ成分：骨材