JP2004083845A - 樹脂モルタル組成物及びその硬化物 - Google Patents

樹脂モルタル組成物及びその硬化物 Download PDF

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Tomohiro Mizutani
水谷 智裕
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Abstract

【課題】速硬化性に優れ、一度に厚塗りが可能であり、施工性が良好で、ゴム弾性や高伸張性、高復元性等が十分な軟質な樹脂モルタル組成物及び該樹脂モルタル組成物の硬化物を提供する。
【解決手段】ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)と充填材(B)とチクソトロピー性付与剤(C)とを必須とする樹脂モルタル組成物であって、(a)と(b)との重量割合が(a)/(b)=5/95〜80/20重量部であり、かつ、(a)と(b)の重量和100重量部に対して、充填材(B)40〜235重量部、チクソトロピー性付与剤(C)0.1〜10重量部である樹脂モルタル組成物。
【選択図】 なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に土木、建設、建築分野で用いられる高強度かつゴム弾性に優れ、高伸張性、高復元性を求められる軟質な樹脂モルタル組成物及び該樹脂モルタル組成物の硬化物に関する。より詳しくは、主に土木、建設、建築分野で用いられる補修材、改修材、埋め戻し材、舗装材、封止材、封入材、防水材、止水材、シール材等に好適に用いられる高強度かつゴム弾性、高伸張性、高復元性を求められる軟質な樹脂モルタル組成物及び該樹脂モルタル組成物の硬化物に関する。
【0002】
【従来の技術】
主に土木、建設、建築分野で用いられる軟質な樹脂材料としては、従来、ウレタン樹脂やシリコーン樹脂等が用いられていた。しかし、これらは通常、硬化に長時間を要すること、低温での硬化性が不充分であること等の問題点があり、実際の施工現場では短時間で施工を終えなければならない場合が多いために、施工時間が長いと長時間の道路封鎖を必要とする等、施工コストが高くなるおそれがあった。
【0003】
また一方で、合成樹脂を揮発性の溶剤や水に溶解又は分散した塗膜系の樹脂があるが、これらは樹脂の硬化時に含有する溶剤や水を揮発させる必要から、一度に厚塗りができない等の問題点があった。
【0004】
このような点に鑑みて、硬化速度が速く、−10℃程度の低温でも硬化するアクリル系樹脂モルタル組成物を使用する提案がなされているが、この場合においても、要求物性に対し、充分な性能が得られていなかった。特に、低コスト化や硬化発熱の緩和、低収縮等の目的で充填材を併用する場合、充填材が樹脂を吸収する性質を有するため、調合された樹脂モルタル組成物はパサパサになったり、また、充填材の充填量が少ない場合に充填材が沈降してしまうために、樹脂モルタル組成物として、樹脂そのものが持っている性能、特に軟質な樹脂においては顕著にその伸張性を発揮することができなかった。また、傾斜部での施工時に樹脂が流れ(ダレ)る等の問題もあり、安定した性能、施工性が得られない欠点もあった。従って、これらの問題点を改善し、軟質な樹脂モルタル組成物及び該樹脂モルタル組成物の硬化物の性能をより向上するための工夫の余地があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、速硬化性に優れ、一度に厚塗りが可能であり、施工性が良好で、ゴム弾性や高伸張性、高復元性等が充分な軟質な樹脂モルタル組成物及び該樹脂モルタル組成物の硬化物を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、アクリル系樹脂モルタル組成物について種々検討した結果、ウレタン(メタ)アクリレート(a)を用いると高伸張性が得られることに着目し、更に、ウレタン(メタ)アクリレート(a)に重合性単量体(b)を(a)/(b)=5/95〜80/20重量部の割合で併用すると、ゴム弾性や高伸張性、高復元性等と強度とのバランスがより優れたものとなることを見いだし、そして、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)の重量和100重量部に対して、特定の充填材(B)40〜235重量部と、チクソトロピー性付与剤(C)0.1〜10重量部とを用いることにより、一度に厚塗りが可能で、速硬化性、施工性に優れ、充填材の沈降や樹脂の流れ(ダレ)等のない優れた樹脂モルタル組成物及び該樹脂モルタル組成物の硬化物となることを見いだし、本発明に到達したものである。
【0007】
すなわち本発明は、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)と充填材(B)とチクソトロピー性付与剤(C)とを必須とする樹脂モルタル組成物であって、(a)と(b)との重量割合が(a)/(b)=5/95〜80/20重量部であり、かつ、(a)と(b)の重量和100重量部に対して、充填材(B)40〜235重量部、チクソトロピー性付与剤(C)0.1〜10重量部である樹脂モルタル組成物である。
以下に本発明を詳述する。
【0008】
本発明のウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)とが(a)/(b)=5/95〜80/20重量部で含んでなる樹脂(ただし、充填材(B)とチクソトロピー性付与剤(C)は含まない。以後、樹脂(A)ともいう。)は、ラジカル硬化型樹脂である。
【0009】
本発明におけるウレタン(メタ)アクリレート(a)は、ウレタン基を含有するラジカル重合性オリゴマーであり、一般に重合性不飽和結合を有する重合性単量体(b)と併用してラジカル重合することにより硬化するものである。ウレタン(メタ)アクリレート(a)は、イソシアネート化合物と水酸基含有(メタ)アクリレートとの反応で得られるラジカル重合性オリゴマーであることが好ましい。これらの中でも、高伸張性の観点から、1分子中に少なくとも2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネートと1分子中に少なくとも2個以上の水酸基を有するポリオールと水酸基含有(メタ)アクリレートとを反応せしめて得られるウレタン(メタ)アクリレートが好適である。これらのウレタン(メタ)アクリレート(a)は、1種又は2種以上を用いることができる。
上記ウレタン(メタ)アクリレート(a)の分子量としては、施工時の作業性の観点から、重量平均分子量で1000〜200000が好ましい。より好ましくは、6000〜100000であり、更に好ましくは、10000〜60000である。
【0010】
上記ウレタン(メタ)アクリレート(a)の製造原料であるポリイソシアネートとしては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、ジシクロへキシルメタン−4,4′−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等やこれら化合物と水やトリメチロールプロパン等とのアダクト化合物、三量体環化化合物等が好適であり、1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、価格、性能のバランスの点から、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネートが好ましい。
【0011】
上記ウレタン(メタ)アクリレート(a)の製造原料であるポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール等のポリアルキレングリコール類;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等の2価フェノールとエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドの付可反応生成物類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ブチレングリコール、メチルペンタンジオール等の多価アルコールとフタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸等の多塩基酸及び無水物との反応で得られるポリエステルポリオール類;ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ヘプタンジオール、シクロヘキサンジメタノール等のジオールとホスゲン、ジメチルカーボネート等のカーボネート化剤との反応で得られるポリカーボネートジオール類;ポリラクトンジオール類等が好適であり、1種又は2種以上を用いることができる。
【0012】
これらの中でも、硬化性や強度の点から、ポリアルキレングリコール類やポリカーボネートジオール類が好ましく、また、例えば、テトラヒドロフランの開環重合で得られるポリテトラメチレングリコールや、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールとカーボネート化剤との反応で得られるポリカーボネートジオールがより好ましい。
【0013】
上記ウレタン(メタ)アクリレート(a)の製造原料である水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2―ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ε−カプロラクトン−β−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート付加物等が好適であり、これらは1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが好適である。
【0014】
本発明における重合性単量体(b)は、ラジカル重合性二重結合を有する単量化合物であり、その分子量としては、1000以下が好ましい。より好ましくは、500以下であり、更に好ましくは、300以下である。具体例としては、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、アクリルアミド、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、N−ビニルアセトアミド、アジピン酸ジビニル等が挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリレートが好適であり、(メタ)アクリレートとしては、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、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、2−ジシクロペンテノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、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、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、アルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、アルキルフェノキシポリアルキレングリコール(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、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルフォリン、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート等のアセトアセトキシ基含有(メタ)アクリレート等の1官能性(メタ)アクリレートが好適である。
【0015】
これらの中でも、硬化性が良好であり、かつ、低粘度であるメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリレート、フェノキシポリアルキレングリコール(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、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート等のアセトアセトキシ基含有(メタ)アクリレートが好ましい。より好ましくは、メチル(メタ)アクリレートである。更に好ましくは、メチルメタクリレートである。
【0016】
また相溶性、強度等の点から、当該重合性単量体を重合してホモポリマーとしたときのガラス転移温度(Tg)が0℃以下である重合性単量体をメチルメタクリレートと併用することが特に好ましい。上記当該重合性単量体を重合してホモポリマーとしたときのガラス転移温度(Tg)が0℃以下である重合性単量体とメチルメタクリレートの重量割合としては、20/80〜80/20が好ましい。より好ましくは、30/70〜70/30であり、更に好ましくは、40/60〜60/40である。
上記当該重合性単量体を重合してホモポリマーとしたときのガラス転移温度(Tg)が0℃以下である重合性単量体としては、エチルアクリレート(Tg:−22℃)、ブチルアクリレート(Tg:−56℃)、2−エチルヘキシルアクリレート(Tg:−68℃)、2−エチルヘキシルメタクリレート(Tg:−10℃)、ラウリルメタクリレート(Tg:−65℃)等が好適である。
【0017】
上記当該重合性単量体を重合してホモポリマーとしたときのガラス転移温度(Tg)が0℃以下である重合性単量体の含有量としては、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)の総和中15質量%以上が好ましく、また、65質量%以下が好ましい。15質量%未満であると、硬化物を充分な可撓性を備えたものとすることができないおそれがある。65質量%を超えると、硬化性が悪くなり、得られる硬化物中に未反応の重合性単量体(b)が残りやすくなる。より好ましくは、17質量%以上であり、また、50質量%以下である。
【0018】
また重合性系単量体(b)としては、2官能以上の(メタ)アクリレート系単量体を併用するのが好ましく、その含有量は、重合性系単量体(b)中0.01質量%以上が好ましく、また、5質量%以下が好ましい。より好ましくは、0.05質量%以上であり、更に好ましくは、0.1質量%以上であり、また、より好ましくは、3質量%以下であり、更に好ましくは、2質量%以下である。
【0019】
上記2官能以上の(メタ)アクリレート系単量体としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(メタ)アクリル酸付加物、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートの2官能性以上の(メタ)アクリレート等が好適である。
【0020】
これらの中でも、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリン(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレートが好ましい。
【0021】
上記ウレタン(メタ)アクリレート(a)と、重合性単量体(b)との配合比としては、(a)と(b)との合計重量を100重量部とすると、5/95〜80/20が好ましい。より好ましくは、10/90〜60/40であり、更に好ましくは、10/90〜40/60である。最も好ましくは、10/90〜25/75である。
【0022】
本発明における充填材(B)は、無機質材料の粉体であり、上記樹脂(A)100重量部に対して、当該充填材(B)10重量部をホモミキサーにより10000rpmの回転数で5分間、分散させたときのB型粘度計における25℃の6rpm時の粘度と、60rpm時の粘度との比(高粘度のため、粘度の測定が60rpmで行えない場合は行える回転数まで低減し、その回転数とその回転数の1/10の回転数から同様に求める。)が1.5以下のものである。
【0023】
上記充填材(B)は粘度調整、流動性の調整、コテ均しの作業性等の施工性、硬化時の発熱の抑制、収縮量の低減、低コスト化等の点から当該樹脂モルタル組成物中に配合される。例を挙げれば、炭酸カルシウム、アルミナ粉末、珪石粉、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、セメント、高炉スラグ、石膏等が好適である。より好ましくは、珪石粉である。
【0024】
上記充填材(B)の配合量としては、当該ウレタン(メタ)アクリレート(a)と、重合性単量体(b)との重量和100重量部に対して、40重量部以上が好ましく、また、235重量部以下が好ましい。40重量部未満であると、保存中や施工途中に分離したり、施工現場に傾斜があった場合、樹脂組成物が流れてしまうおそれがあり、235重量部を超えると、極端に物性が低下し、目的の性能を発揮できなくなったり、粘度が高くなり、充填しづらく、施工ができなくなるおそれがある。より好ましくは、65重量部以上であり、更に好ましくは、80重量部以上であり、また、より好ましくは、150重量部以下であり、更に好ましくは、120重量部以下である。
【0025】
また上記充填材(B)の粒径としては、99質量%以上が0.15mm以下であることが好ましい。これ以上の粒径の割合が増えると極端に物性が低下し、目的の性能を発揮できなくなったり、保存中や施工途中に分離したりするおそれがある。また、上記充填材(B)の平均粒径については、5μm以上が好ましい。これ以下の平均粒径では、当該樹脂モルタル組成物の調整時に分散不良(ダマ)が起こり、分散不良は樹脂モルタル組成物の硬化物の脆弱点となり、期待されている物性を満足に発揮できない原因となる。上記充填材(B)の平均粒径は、より好ましくは、10μm以上であり、更に好ましくは、20μm以上である。また、90μm以下が好ましく、60μm以下がより好ましく、40μm以下が更に好ましい。上記充填材(B)の平均粒径が大きすぎると、充填材と樹脂の界面が樹脂モルタル組成物の硬化物の脆弱点となり、期待されている物性を満足できない原因となる。
【0026】
また上記充填材(B)は、該充填材100gが吸収するジオクチルフタレート(以下、DOPと称す。)の容量(以下、吸油量という。)が50ml以下であることが好ましい。ここで、吸油量は、ガラス板上に展開した充填材にDOPを滴下し、充填材が団子状にまとまるまでのDOP容量とする。当該吸油量が50mlを超えると、極端に物性が低下し、目的の性能を発揮できなくなったり、粘度が極端に上昇して、施工性が極端に悪くなったりする。より好ましくは、40ml以下である。
【0027】
本発明におけるチクソトロピー性付与剤(C)は、上記樹脂(A)100重量部に対して、当該チクソトロピー性付与剤(C)10重量部をホモミキサーにより10000rpmの回転数で5分間、分散させた時のB型粘度計における25℃の6rpm時の粘度と、60rpm時の粘度との比(高粘度のため、粘度の測定が60rpmで行えない場合は行える回転数まで低減し、その回転数とその回転数の1/10の回転数から同様に求める。)が1.5以上のものであり、好適な充填材(B)を配合した当該樹脂モルタル組成物にチクソトロピー性(チキソトロピー性)を付与し、充填材(B)が沈降するのを防止したり、傾斜部での施工時に樹脂が流れ(ダレ)るのを防止したりする。上記チクソトロピー付与剤(C)としては、コロイダルシリカ、フィームドシリカ、シリカアエロゲル、有機改質粘土、クレー、シリカパウダー、酢酸セルロース、アエロジル(日本アエロジル社製)、チクソゲル(横浜化成社製)、ディスパロン(楠本化成社製)、レオロシール(トクヤマ社製)、ユリヤウレタン樹脂等が好適である。より好ましくは、少量で効果のあるものが好ましく、具体的にはシリカアエロゲル、有機改質粘土、アエロジル、チクソゲル、ディスパロン、レオロシール、ユリヤウレタン樹脂等である。更に好ましくは、アエロジルである。チクソトロピー付与剤(C)の添加量としては、当該ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)との重量和100重量部に対して0.1重量部以上が好ましく、また、5重量部以下が好ましい。より好ましくは、0.5重量部以上であり、更に好ましくは、1重量部以上であり、また、より好ましくは、3重量部以下であり、更に好ましくは、2重量部以下である。
【0028】
本発明の樹脂モルタル組成物のチクソトロピー性としては、樹脂モルタル組成物のB型粘度計における25℃の6rpm時の粘度と、60rpm時の粘度との比(高粘度のため、粘度の測定が60rpmで行えない場合は行える回転数まで低減し、その回転数とその回転数の1/10の回転数から同様に求める。)が1.8以上であることが好ましく、また、12以下であることが好ましい。1.8未満であると、傾斜があった場合、樹脂組成物が流れてしまうおそれや充填材が好適な配合であっても沈降してしまうおそれがあり、12を超えると、充填しづらく、施工ができなくなるおそれがある。より好ましくは、2以上であり、更に好ましくは、3以上であり、また、より好ましくは、10以下であり、更に好ましくは8以下である。
【0029】
本発明の樹脂モルタル組成物は、必要により以下に述べるような添加剤等を配合することができる。ただし、添加剤は、当該ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)と充填材(B)とチクソトロピー性付与剤(C)とを除く。添加剤の配合量としては、当該ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)と充填材(B)とチクソトロピー性付与剤(C)との合計100重量部に対して、50重量部が好ましい。40重量部以下がより好ましく、30重量部以下が更に好ましく、20重量部以下が特に好ましく、10重量部以下が最も好ましい。
【0030】
本発明の樹脂モルタル組成物の配合順序としては、固体状又は高粘度のウレタン(メタ)アクリレート(a)の取り扱いを容易にすることができることから、まず、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)とを混合することが好ましい。より好ましくは、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)とを混合したのち、チクソトロピー性付与剤(C)を分散し、その後に充填材(B)を混合することである。常温で液状の添加剤や、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)との混合物に対して溶解性の高い、又は、分散安定性の高い添加剤は、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)との混合時に混合することが好ましい。添加剤の中でも、硬化剤は、添加後、速やかに硬化が進行するおそれがあることから、最後に添加することが好ましい。
【0031】
上記添加剤としては、硬化剤、硬化促進剤、紫外線吸収剤、パラフィン、熱重合抑制剤等の重合禁止剤、レベリング剤、増粘剤、減粘剤、艶消し剤、顔料、顔料分散剤、染料、希釈剤、耐候剤、帯電防止剤、潤滑剤、消泡剤、低収縮化剤、強化材(補強材)、内部離型剤、可塑剤、酸化防止剤、沈降防止剤、変色防止剤、老化防止剤、濡れ性改良剤、低収縮剤、防錆剤、溶剤、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、キレート化剤、難燃剤、界面活性剤、熱可塑性樹脂、エラストマー等の各種添加剤が挙げられる。これらはそれぞれ1種又は2種以上を用いることができる。本発明においては、様々な施工条件、温度環境において施工を行わなければならない現場では、施工性、硬化性の観点から、硬化促進剤と硬化剤とを用いることが好ましい。
【0032】
上記硬化剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシオクトエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、クメンヒドロパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等の有機過酸化物;2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル等のアゾ化合物等が好適である。これらの中でも、ベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物が好ましい。また、上記有機過酸化物は、取り扱い時の安全性を確保するために、不活性な液体で50%程度の濃度に希釈したペースト状のもの、粉末状のものが好適である。
【0033】
上記硬化剤の使用量としては、当該樹脂モルタル組成物の組成、硬化促進剤との組み合わせ、施工時の気温等に応じて適宜設定すればよいが、当該ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)との重量和100重量部に対して0.1重量部以上が好ましく、10重量部以下が好ましい。より好ましくは、0.2重量部以上であり、また、5重量部以下である。
【0034】
上記硬化促進剤としては、上述した硬化剤との組み合わせで、レドックス系硬化剤を構成する化合物が好適であり、チオ尿素誘導体;ジメチルトルイジン、ジエチルトルイジン、ジイソプロピルトルイジン、ジヒドロキシエチルトルイジン;ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、ジイソプロピルアニリン、ジヒドロキシエチルアニリン等のアミン類;ナフテン酸コバルト、オクチル酸コバルト等の有機酸の金属塩;有機金属キレート化合物類;アルデヒドとアミンとの縮合反応物等が好適である。これらの中でも、硬化性の面から、アミン類、有機酸の金属塩が好ましい。
【0035】
上記硬化促進剤の使用量としては、当該樹脂モルタル組成物の組成、硬化剤との組み合わせ、施工時の気温等に応じて適宜設定すればよいが、当該ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)との重量和100重量部に対して0.01重量部以上が好ましく、10重量部以下が好ましい。より好ましくは、0.1重量部以上であり、また、4重量部以下である。
【0036】
上記パラフィンとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス等のパラフィン類やワックス類;ステアリン酸、1,2−ヒドロキシステアリン酸等の高級脂肪酸等が好適である。これらの中でも、パラフィンワックスが好ましい。パラフィンの融点は、30℃〜130℃の範囲内であることが好ましく、50℃〜80℃の範囲内であることがより好ましく、50℃〜65℃の範囲内であることが更に好ましい。パラフィンを添加することにより、樹脂モルタル組成物の硬化時にパラフィンが表面に析出して、樹脂モルタル組成物と空気との接触を遮断するので、樹脂モルタル組成物の表面硬化性や表面硬度、強度、耐熱性、光沢性、耐汚れ性を向上させることができる。パラフィンの使用量としては、当該ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)との重量和100重量部に対して0.01重量部以上が好ましく、また、5重量部以下が好ましい。より好ましくは、0.05重量部以上であり、更に好ましくは、0.1重量部以上であり、また、より好ましくは、2重量部以下であり、更に好ましくは、1重量部以下である。
【0037】
上記重合禁止剤としては、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、モノ−t−ブチルハイドロキノン、2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン、カテコール、t−ブチルカテコール、p−ベンゾキノン、2,5−ジフェニル−p−ベンゾキノン、2,5−ジ−t−ブチル−p−ベンゾキノン、ピクリン酸、フェノチアジン、2−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール等が好適である。重合禁止剤を添加することにより、樹脂モルタル組成物の貯蔵安定性がより向上し、樹脂モルタル組成物を安定な状態で保存(貯蔵)することができる。重合禁止剤の使用量としては、当該ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)との重量和100重量部に対して0.001重量部以上が好ましく、また3重量部以下が好ましくい。より好ましくは、0.01重量部以上であり、また、2重量部以下である。
上記顔料としては、酸化チタン、硫酸バリウム、カーボンブラック、ベンガラ、群青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、鉄黒、黄鉛等が好適である。
【0038】
上記樹脂モルタル組成物には、上述した添加剤以外に、必要に応じて飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の他の樹脂等が添加されていてもよい。他の樹脂の使用量としては、当該ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)との重量和100重量部に対して50重量部以下が好ましく、40重量部以下がより好ましく、30重量部以下が更に好ましく、20重量部以下が特に好ましく、10重量部以下が最も好ましい。
【0039】
上記樹脂モルタル組成物の粘度としては、0.08Pa・s以上が好ましく、また50Pa・s以下が好ましい。0.08Pa・s未満であると、施工現場に傾斜があった場合、樹脂モルタル組成物が流れてしまうおそれがあったり、上記チクソトロピー性付与剤(C)を配合しても充填材(B)の沈降が防止できなかったりする。50Pa・sを超えると、充填しづらく、施工ができなくなるおそれがある。より好ましくは、0.5Pa・s以上であり、更に好ましくは、2Pa・s以上であり、また、より好ましくは、25Pa・s以下であり、更に好ましくは、10Pa・s以下である。
【0040】
上記樹脂モルタル組成物を施工現場に打設する際には、予め、打設部分にメタクリル酸メチル(MMA)樹脂、ウレタン樹脂、上記樹脂組成物と同種の樹脂等のプライマーを塗布してもよい。
上記樹脂モルタル組成物の打設方法としては、打設現場上に樹脂モルタル組成物を施工し、施工現場が15℃以上ある場合はその温度で6時間、それ以外の場合は24時間の硬化時間により、充分に硬化させる方法が好ましい。また、−20℃以下では施工を行わないことが望ましい。また、25℃で30分以内の硬化しうる硬化促進剤と硬化剤を加えた樹脂組成物を、工場内において、型枠へ打設し、例えば、25℃で15時間硬化させ、更に、90℃で1時間、次いで110℃で2時間、後硬化を行う等の管理された硬化条件で、充分に硬化させた後、現場に設置する方法もある。
【0041】
本発明はまた、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)と充填材(B)とチクソトロピー性付与剤(C)とを必須とする樹脂モルタル組成物であって、(a)と(b)との重量割合が(a)/(b)=5/95〜80/20重量部であり、かつ、(a)と(b)の重量和100重量部に対して、充填材(B)40〜235重量部、チクソトロピー性付与剤(C)0.1〜10重量部である樹脂モルタル組成物を硬化させて得られる硬化物でもある。このような硬化物は、当該樹脂モルタル組成物を硬化させて形成されるものであり、ゴム弾性や高伸張性、高復元性等が十分な軟質な樹脂モルタルとして好適に用いることができるものである。
【0042】
【実施例】
以下に実施例を揚げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は、「重量部」を意味するものとする。
【0043】
合成例1 ウレタンアクリレートを含む樹脂(1)の合成
温度計、冷却管、ガス導入管、及び攪拌機を備えた反応器に、トリレンジイソシアネート34.3部、ジブチル錫ジラウリレート0.025部、2,6−ジt−ブチル−4−ヒドロヒシトルエン0.05部、メチルメタクリレート20.0部とを仕込み、反応器内を空気で置換しつつ、攪拌しながら60℃に昇温した。次に2−ヒドロキシアクリレート45.7部を30分かけて滴下した。滴下終了後60℃で2時間攪拌し、70℃に昇温し、全てのイソシアネート基がほぼ消失するのを化学分析により確認し、反応を終了し、目的のラジカル重合性オリゴマーを得た。ウレタン(メタ)アクリレート(a)が79.9質量%、重合性単量体(b)が20.0質量%、その他の添加剤が0.1質量%であった。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる固形分のポリスチレン換算の重量平均分子量が600であった。得られたラジカル重合性オリゴマーをウレタンアクリレートを含む樹脂(1)とする。
【0044】
合成例2 ウレタンアクリレートを含む樹脂(2)の合成
温度計、冷却管、ガス導入管、及び攪拌機を備えた反応器に、トリレンジイソシアネート4.0部、ジブチル錫ジラウリレート0.025部、2,6−ジt−ブチル−4−ヒドロヒシトルエン0.05部、メチルメタクリレート60.0部とを仕込み、反応器内を空気で置換しつつ、攪拌しながら60℃に昇温した。次に平均分子量2000のポリテトラメチレングリコールを34.6部を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間反応させた後、2−ヒドロキシアクリレート1.4部を30分かけて滴下した。滴下終了後、70℃に昇温し、全てのイソシアネート基がほぼ消失するのを化学分析により確認し、反応を終了し、目的のラジカル重合性オリゴマーを得た。ウレタン(メタ)アクリレート(a)が39.9質量%、重合性単量体(b)が60.0質量%、その他の添加剤が0.1質量%であった。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる固形分のポリスチレン換算の重量平均分子量が34000であった。得られたラジカル重合性オリゴマーをウレタンアクリレートを含む樹脂(2)とする。
【0045】
合成例3 ウレタンアクリレートを含む樹脂(3)の合成
温度計、冷却管、ガス導入管、及び攪拌機を備えた反応器に、トリレンジイソシアネート14.9部、ジブチル錫ジラウリレート0.026部、2,6−ジt−ブチル−4−ヒドロヒシトルエン0.05部、メチルメタクリレート30.0部とを仕込み、反応器内を空気で置換しつつ、攪拌しながら60℃に昇温した。次に平均分子量1000のポリテトラメチレングリコール44.4部を2時間かけて滴下した。滴下終了後、1時間反応させた後、2−ヒドロキシアクリレート10.7部を30分かけて滴下した。滴下終了後、70℃に昇温し、全てのイソシアネート基がほぼ消失するのを化学分析により確認し、反応を終了し、目的のラジカル重合性オリゴマーを得た。ウレタン(メタ)アクリレート(a)が69.9質量%、重合性単量体(b)が30.0質量%、その他の添加剤が0.1質量%であった。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる固形分のポリスチレン換算の重量平均分子量が8000であった。得られたラジカル重合性オリゴマーをウレタンアクリレートを含む樹脂(3)とする。
【0046】
比較合成例1 エポキシアクリレート(1)の合成
温度計、冷却管、ガス導入管、及び攪拌機を備えた反応器に、エポキシ当量184のビスフェノールA型エポキシ樹脂YD−127(東都化成社製)17.1部、酸価195のダイマー酸EMPOL1061(ヘンケル日本社製)54.8部、p−メトキシフェノール0.02部、エチレンジアミン四酢酸0.02部、ブチルアクリレート15.0部とを仕込み、反応器内を空気で置換した。次に上記の混合物を攪拌しながら115℃に昇温し、グリシジルメタクリレート13.2部と、テトラエチルアミン0.25部とを添加して6時間、反応し、目的のラジカル重合性オリゴマーを得た。固形分濃度が85質量%、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる固形分のポリスチレン換算の重量平均分子量が13000であった。得られたラジカル重合性オリゴマーをエポキシアクリレート(1)とする。
【0047】
比較合成例2 メタアクリルシラップ(1)の合成
温度計、冷却管、ガス導入管、及び攪拌機を備えた反応器に、メチルメタクリレート28.5部、2−エチルヘキシルアクリレート30.0部、トリエチレングリコールジメタクリレート1.5部、平均分子量60000のメチルメタクリレート/ブチルアクリレート=7/3の共重合体25.0部、塩素化パラフィン15.0部、p−メトキシフェノール0.02部とを仕込み、反応器内を空気で置換した。次に上記の混合物を攪拌しながら80℃に昇温し、完全に溶解し、目的のメタアクリルシラップを得た。固形分濃度が40質量%であった。得られたメタアクリルシラップをメタアクリルシラップ(1)とする。
【0048】
実施例1〜10及び比較例1〜9
樹脂モルタル組成物の試験体は以下の要領で準備された。
表1、2に示された成分にて樹脂モルタル組成物を配合し(但し、表中の数字は重量部である)、長辺の端部に予め40×40mmの測定機取り付け用治具を設置した40×40×160mmの金型に対して、樹脂組成物を充填し、硬化させ、樹脂モルタル組成物の試験体を得た。出来上がった試験体は長辺の両端に測定機取り付け用治具が接着した状態となっている。この試験体について各種試験を行い、その結果を表1、2に示した。実施例1〜10のいずれも良好な物性が得られ、良好に使用できることがわかった。
【0049】
実施例11〜13
表3に示された成分で樹脂モルタル組成物を配合し、以下に試験方法を記載した[高伸張性]の試験を追加した以外は実施例2と同様に行った。いずれも良好な物性が得られた。
なお、実施例、比較例における各種試験方法については以下の通りである。
【0050】
[ふるい透過率]
充填材の0.15mmのふるいの透過率を測定した。
【0051】
[平均粒径]
充填材の平均粒径を粒度分布測定装置LA−910(堀場製作所社製)にて測定した。
【0052】
[吸油量]
充填材5gをガラス板上に展開し、DOPを滴下し、充填材が団子状にまとまるまでのDOP容量を測定した。これを充填材100g当たりのDOP容量で表した。単位はml/100gとする。
【0053】
[粘度]
樹脂モルタル組成物の粘度を測定した。表1、2に示した樹脂モルタル組成物のうち、硬化剤を除いた組成物の25℃の粘度をB型粘度計において、60rpmで3分間測定した。高粘度のため、粘度の測定が60rpmで行えない場合は行える回転数まで低減して測定した。
【0054】
[樹脂モルタル組成物のインデックス]
樹脂モルタル組成物のチクソトロピー性の評価としてインデックスを測定した。表1、2に示した樹脂モルタル組成物のうち、硬化剤を除いた組成物の25℃の粘度をB型粘度計において、60rpmで3分間測定したのち、25℃で3分間静置し、更に6rpmで3分間測定した。その比、つまり6rpm時の粘度/60rpm時の粘度を求めた。高粘度のため、粘度の測定が60rpmで行えない場合は行える回転数まで低減し、測定した。その回転数とその回転数の1/10の回転数から同様に求めた。
【0055】
[施工性]
25℃での樹脂モルタル組成物の施工性、混練性、金型への充填作業性を評価した。
○:問題なく施工できた。
△:やや充填しにくい。やや樹脂モルタル組成物が流れる。やや充填材が沈降する。
×:充填しにくい。樹脂モルタル組成物が流れる。充填材が沈降する。硬化発熱が大きい。充填材のダマができる。
【0056】
[硬化性]
25℃での30分後の硬化性を評価した。
○:硬化する。
×:硬化しない。
【0057】
[耐候性]
試験体を長期間、屋外に暴露した後の外観を比較した。
○:変化は見られない。
△:やや変色、割れ、硬質化が見られる。
×:変色、割れ、硬質化が見られる。
【0058】
[伸張性]
この試験体を試験機取り付け用治具で試験機に固定し、試験間距離160mm、試験速度1mm/分で試験体の長辺方向へ240mm(150%)伸張した。このときの試験体の様子を評価した。
○:変化は見られない。
△:試験体そのもの、試験機取り付け用治具との界面に割れが見られる。
×:試験体そのもの、試験機取り付け用治具との界面において破断した。
【0059】
[疲労性]
この試験体を試験機取り付け用治具で試験機に固定し、±1.6mmの割合で試験体の長辺方向に10Hz×5000回、振動させた後の試験体の状態を評価した。
○:変化は見られない。
△:試験体そのもの、試験機取り付け用治具との界面に割れが見られる。
×:試験体そのもの、試験機取り付け用治具との界面に割れが見られる。
【0060】
[高伸張性]
実施例11〜13において供せられた試験体を試験機取り付け用治具で試験機に固定し、試験間距離160mm、試験速度1mm/分で試験体の長辺方向へ288mm(180%)伸張した。このときの試験体の様子を評価した。
○:変化は見られない。
△:試験体そのもの、試験機取り付け用治具との界面に割れが見られる。
×:試験体そのもの、試験機取り付け用治具との界面において破断した。
【0061】
【表1】
Figure 2004083845
【0062】
表1において、「アエロジル#200」とは、揺変化剤(日本アエロジル社製)であり、「炭酸カルシウムSS30」、「炭酸カルシウムNS100」とは、充填材(日東粉化工業社製)である。
またウレタン(メタ)アクリレート(a)/重合性単量体(b)は、当該成分の質量%の比であり、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)/充填材(B)は、当該成分の質量%の比であり、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)/チクソトロピー性付与剤(C)は、当該成分の質量%の比である。
【0063】
【表2】
Figure 2004083845
【0064】
表2において、「エピコート1001」とは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(油化シェル社製)である。
またウレタン(メタ)アクリレート(a)/重合性単量体(b)は、当該成分の質量%の比であり、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)/充填材(B)は、当該成分の質量%の比であり、ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)/チクソトロピー性付与剤(C)は、当該成分の質量%の比である。
【0065】
【表3】
Figure 2004083845
【0066】
表3において珪砂8号、珪砂粉末A3、珪砂粉末丸特とは、充填材(竹折鉱業所製)である。
【0067】
【発明の効果】
本発明の樹脂モルタル組成物は、上述のような構成であるので、速硬化性に優れ、一度に厚塗りが可能で、充填材の沈降や傾斜部での施工時に樹脂が流れ(ダレ)る等の問題がないため施工性に優れ、硬化物においては樹脂そのものが持つゴム弾性や高伸張性、高復元性等の性質を損なうことなく発揮することが可能なものであり、主に土木、建設、建築分野において十分に軟質な樹脂モルタル組成物として好適に用いられるものである。

Claims (3)

  1. ウレタン(メタ)アクリレート(a)と重合性単量体(b)と充填材(B)とチクソトロピー性付与剤(C)とを必須とする樹脂モルタル組成物であって、(a)と(b)との重量割合が(a)/(b)=5/95〜80/20重量部であり、かつ、(a)と(b)の重量和100重量部に対して、充填材(B)40〜235重量部、チクソトロピー性付与剤(C)0.1〜10重量部であることを特徴とする樹脂モルタル組成物。
  2. 前記充填材(B)の粒径の99質量%以上が0.15mm以下であり、かつ、該充填材100g当たりのジオクチルフタレートの吸油量が50ml以下であることを特徴とする請求項1記載の樹脂モルタル組成物。
  3. 請求項1又は2記載の樹脂モルタル組成物を硬化させて得られる硬化物。
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