JP2005068283A

JP2005068283A - Coating material composition

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Publication number: JP2005068283A
Application number: JP2003299448A
Authority: JP
Inventors: Joji Matsuwaka; 譲二松若; Naoyuki Kato; 直行加藤
Original assignee: JOHO NETWORK YUUYU KK
Current assignee: JOHO NETWORK YUUYU KK
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2005-03-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating material composition having an adequate thixotropy and fluidity kept constant by dispersing a silica-based foam in an aqueous resin emulsion so as to be always kept in homogeneous condition, and facilitating not only spray coating but also roller coating, brush coating and trowel coating. <P>SOLUTION: The coating material composition is constituted of the silica-based foam, water dispersion of silica having a silanol group, and an aqueous resin emulsion. Preferably, the silica-based foam is Shirasu balloon (a kind of volcanic ash) and/or a glass balloon. Further preferably, the silica component in the aqueous dispersion of the silica having the silanol group is a lamellar silica, and the content of the silica component expressed in terms of solid is 3-30 wt.% based on the silica-based foam. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は塗材組成物に関し、さらに詳細には、建築物の屋根、外壁、あるいは内壁等に塗装して保護せしめる、シリカ系発泡体含有の調合型塗材組成物に関する。 The present invention relates to a coating material composition, and more particularly, to a blended coating material composition containing a silica-based foam, which is coated and protected on a roof, an outer wall, or an inner wall of a building.

従来より、シリカ系発泡体、例えば、シラスバル−ンとしては、特開平７−２４２９９号公報に記載されているように、シラスを急速加熱処理せしめて２０μｍ以下の中空球状に生成せしめたものが知られている。なお、上記シラスバル−ンを生成せしめるシラスは
、天然のガラス質よりなり、一般にアルミノシリケ−トと俗称され、鹿児島県の白洲台地など南九州に広く分布する白色粗鬆な火山噴出物、及びそれに由来する二次堆積物を総称するものである。 Conventionally, silica-based foams such as shirasu baluns are known in which shirasu is rapidly heated to form hollow spheres of 20 μm or less as described in JP-A-7-24299. It has been. The shirasu that produces the shirasu balun is made of natural vitreous, commonly known as aluminosilicate, and is widely distributed in southern Kyushu, such as the Shirasu Plateau in Kagoshima Prefecture, and its origin. It is a general term for secondary deposits.

ところで、上記シラスバル−ンを含有せしめた塗材組成物としては、特開平６−１００７９６号公報に記載されているように、特定の合成エマルジョン樹脂液にシラスバル−ンを白セメント及び珪砂と共に混合せしめたものが知られている。 By the way, as described in JP-A-6-1000079, the coating composition containing the above shirasu balun is prepared by mixing shirasu balun together with white cement and silica sand in a specific synthetic emulsion resin liquid. Is known.

しかしながら、上記シラスバル−ンは、軽量性、断熱性、耐熱性、吸遮音性、安全性、安価性等の点において優れた特性を有する反面、比重が０．４以下と非常に小さいため、合成エマルジョン樹脂液に配合せしめたさいには、液面近くに浮上分離しやすく、また、シラスバル−ン中に含まれる欠損バル−ン（通常約２０％）は逆に沈降分離し、シラスバル−ン自体の非親和性とも相まって均一状態に分散保持せしめることが出来ないものである。また、部分欠損バル−ン内部への水の浸入による分散系の外観変化（粘度アップや固化）、あるいは、チキソ性による塗装作業の困難性を惹起せしめるものである。このため
、塗装時には常時撹拌してシラスバル−ンを合成エマルジョン樹脂液中に均一に分散せしめる必要があるが、かかる撹拌により新たにシラスバル−ンの破壊の進行を生起せしめるものとなり、安価な天然物たるシラスバル−ンにも拘らず使用上の制約の多さと天然物特有の色相の安定性の面においても問題があり、実用性に乏しいものである。
特開平７−２４２９９号公報特開平６−１００７９６号公報 However, the above Shirasu balloon has excellent properties in terms of lightness, heat insulation, heat resistance, sound absorption / insulation, safety, low cost, etc., but the specific gravity is very small at 0.4 or less, so it is synthesized. When blended in the emulsion resin liquid, it is easy to float and separate near the liquid surface, and the defective balun (usually about 20%) contained in the shirasu balun is reversely settled and separated. In combination with the non-affinity, it cannot be dispersed and held in a uniform state. Moreover, the appearance change (viscosity or solidification) of the dispersion system due to the intrusion of water into the partially deficient balloon, or the difficulty of the painting work due to thixotropy is caused. For this reason, it is necessary to always stir the shirasu balun in the synthetic emulsion resin liquid during the coating process, but this agitation newly causes the progress of the destruction of the shirasu balun. Regardless of the shirasu balun, there are problems in terms of the many restrictions on use and the stability of the hue unique to natural products, which is not practical.
JP 7-24299 A Japanese Patent Laid-Open No. 6-100706

上記従来例は、上述の如く特定の合成樹脂エマルジョン樹脂液にシラスバル−ンを水硬性の白セメントなどと共に混合せしめるものであるから、シラスバル−ンを常に均一状態に保持せしめる調合型塗工材ではなく、現場にて混合せしめつつ数時間で使用に供する樹脂モルタル塗工材にすぎないものである。しかも、シラスバル−ン自体の欠損などに起因する問題解決を図るべく系の粘度を高くしたり、あるいは添加改質材を多量に使用した場合においても、吹付け塗装はともかく、ロ−ラ−塗り、ハケ塗り、コテのばし等には到底適用せしめることが出来ないものである。また、適用可能な吹付け塗装においても、飛散の問題や場所により制約を受けることが多く、ひいては、施工不能の場合や養生設備の問題があるものである。 In the above conventional example, as described above, shirasu balun is mixed with a specific synthetic resin emulsion resin liquid together with hydraulic white cement or the like. Therefore, in the preparation type coating material that keeps shirasu balun in a uniform state at all times. It is only a resin mortar coating material that is used in a few hours while being mixed on site. Moreover, even when the viscosity of the system is increased or a large amount of additive modifier is used in order to solve the problem caused by the defect of the Shirasu balloon itself, the roller coating is applied in spite of the spray coating. It cannot be applied to brushing, ironing, etc. In addition, applicable spray coating is often restricted by the problem of scattering and the location, and as a result, there are cases where the construction is impossible and there is a problem of curing equipment.

本発明は従来からのシラスバル−ン含有の塗工材の問題点を解決しようとするもので、シリカ系発泡体と、シラノ−ル基を有するシリカ水分散体と、水性樹脂エマルジョンとからなることを特徴とする、塗材組成物を要旨とするものである。 The present invention is intended to solve the problems of conventional coating materials containing shirasu balun, and consists of a silica-based foam, a silica aqueous dispersion having a silanol group, and an aqueous resin emulsion. The gist of the present invention is a coating material composition.

そして、請求項１記載の塗材組成物において、シリカ系発泡体はシラスバル−ンまたは／およびガラスバル−ンである。また、シラノ−ル基を有するシリカ水分散体中のシリカ成分は平板状シリカであり、かかるシリカ成分はシリカ系発泡体に対して固形分で３重量％〜３０重量％である。 In the coating composition according to claim 1, the silica-based foam is a shirasu balloon or / and a glass balloon. The silica component in the silica aqueous dispersion having a silanol group is flat silica, and the silica component is 3 to 30% by weight in solid content with respect to the silica-based foam.

本発明の塗材組成物は上述のように構成されているから、水分散シリカのシラノ−ル基による水素結合の強い相互作用によりシリカ系発泡体を水分散体中に分散捕捉せしめると共に、シリカどうしの親和力とも相まって水性樹脂エマルジョン中に常に均一状態に分散せしめて適度のチクソ性や流動性を常に一定に保持せしめることが出来るものである。このため、従来例のように均一分散のための攪拌をすることなく吹付け塗装を行うことが出来るのみならず、チクソ性によりロ−ラ−塗り、ハケ塗り、あるいはコテのばしを常に容易に行うことが出来るものである。 Since the coating material composition of the present invention is configured as described above, the silica-based foam is dispersed and trapped in the water dispersion by the strong interaction of hydrogen bonds due to the silanol groups of the water-dispersed silica, and the silica Combined with the affinity between them, the aqueous resin emulsion can always be dispersed in a uniform state so that appropriate thixotropy and fluidity can always be kept constant. For this reason, it is possible not only to perform spray coating without stirring for uniform dispersion as in the conventional example, but also to perform roller coating, brush coating or trowel spreading easily by thixotropy. It can be done.

本発明におけるシリカ系発泡体としては、シラスバル−ン、ガラスバル−ンを用い、これらの１種を単独で、または２種配合して用いる。上記シラスバル−ンは、シラス等の火山性ガラス質堆積物を熱処理することによって得られる球形中空状ガラス質微粒であり、平均粒子径が１０〜２００μｍであれば特に限定されず、公知の各種シラスバル−ンを用いることが出来るが、５０〜１２０μｍであるのが好ましい。具体的には、鹿児島県産シラスを原料とする有限会社ライブ製ＳＢ−５０１１，ＳＢ−５０２１を好適に用いることが出来る。また、ガラスバル−ンは平均粒子径１０〜２００μｍのガラス中空体であれば特に限定されず、公知の各種ガラスバル−ンを用いることが出来るが、５〜１２０μｍであるのが好ましい。具体的には東海工業株式会社製のセルスタ−（登録商標）Ｚ−２０を好適に用いることが出来る。 As the silica-based foam in the present invention, a glass balloon or a glass balloon is used, and one of these is used alone or in combination of two. The above-mentioned shirasu balun is a spherical hollow glassy fine particle obtained by heat-treating volcanic glassy deposits such as shirasu, and is not particularly limited as long as the average particle diameter is 10 to 200 μm. Can be used, but it is preferably 50 to 120 μm. Specifically, SB-5011 and SB-5021 manufactured by Live Co., Ltd., which uses Shirasu produced in Kagoshima as a raw material, can be suitably used. The glass balloon is not particularly limited as long as it is a hollow glass body having an average particle size of 10 to 200 μm, and various known glass balloons can be used, but it is preferably 5 to 120 μm. Specifically, Cellstar (registered trademark) Z-20 manufactured by Tokai Kogyo Co., Ltd. can be suitably used.

シラノ−ル基を有するシリカ水分散体中のシリカとしては、平板状シリカを用いることが出来るが、好ましくは自己造膜性、配向性、隠蔽性などの特性に優れ、しかも、表面に化学修飾が可能な反応性の高いシラノ−ル基を有する低結晶性の鱗片状シリカを好適に使用する。そして、上記鱗片状シリカは、粉末Ｘ線回析分析法により測定した結晶型遊離珪酸の測定値が１０％未満、好ましくは５％未満と極めて僅かな低結晶性の鱗片板状を呈し
、その厚さが０．００５〜０．５μｍ、好ましくは０．０２〜０．３μｍであり、厚さに対する鱗片板状の最長長さの比（アスペクト比）が少くとも１０、好ましくは３０以上、厚さに対する鱗片状板の最小長さの比が３以上、好ましくは１０以上であり、また、ＩＲスペクトルの３６００〜３７００、３４００〜３５００ｃｍ−^１にはそれぞれ一つの吸収帯をもつ反応性の高いシラノ−ル基を有している。なお、かかる鱗片状シリカは、特開平１１−２９３１７号公報や特開２００１−１６３６１３号公報に記載されているように、珪酸アルカリ水溶液を脱アルカリして得られるシリカゾルを出発物質とし、これをオ−トクレ−ブなどの加熱圧力容器中で加熱して水熱処理を行なうことにより生成せしめるとよい。また、シリカの分散媒としては、水；メタノ−ル、エタノ−ル、イソプロパノ−ル、ｎ−ブタノ−ル、２−メチルプロパノ−ル、エチレングリコ−ルなどの低級アルコ−ル類
；メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類；ジメチルアセトアミド、トルエン、キシレンアセトンなどを用いるとよい。そして、かかるシラノ−ル基を有する水分散体中のシリカ成分は、上記シリカ系発泡体に対して３〜３０重量％、好ましくは１．５〜１５重量％である、かかるシリカの量が３重量％以下の場合には所望の効果が期待出来ないものである。また、３０重量％を越える場合には一定の効果を得ることが出来るが、高価格となるのみならず、逆にシラス効果の低下を招来せしめるものである。 As silica in the silica aqueous dispersion having a silanol group, tabular silica can be used, but preferably it has excellent self-forming properties, orientation properties, hiding properties, etc., and the surface is chemically modified. It is preferable to use low-crystalline scaly silica having a highly reactive silanol group. And the said scaly silica exhibits a very small low crystalline scaly plate shape with a measured value of crystalline free silicic acid measured by powder X-ray diffraction analysis of less than 10%, preferably less than 5%. The thickness is 0.005 to 0.5 μm, preferably 0.02 to 0.3 μm, and the ratio (aspect ratio) of the longest length of the scale plate shape to the thickness is at least 10, preferably 30 or more. The ratio of the minimum length of the scaly plate to the thickness is 3 or more, preferably 10 or more, and each of the IR spectra of 3600 to 3700 and 3400 to 3500 cm- ¹ has a highly reactive silano having one absorption band. -It has a ru group. In addition, as described in JP-A-11-29317 and JP-A-2001-163613, the scaly silica is obtained by using silica sol obtained by dealkalizing an alkali silicate aqueous solution as a starting material. -It is good to produce | generate by heating in heating pressure containers, such as a tolave, and performing a hydrothermal treatment. Examples of the silica dispersion medium include water; lower alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, 2-methylpropanol, and ethylene glycol; methyl cellosolve; Cellosolves such as ethyl cellosolve; dimethylacetamide, toluene, xyleneacetone, etc. may be used. And the silica component in the water dispersion which has this silanol group is 3 to 30 weight% with respect to the said silica type foam, Preferably it is 1.5 to 15 weight%, The quantity of this silica is 3 When the amount is less than or equal to weight%, the desired effect cannot be expected. On the other hand, if it exceeds 30% by weight, a certain effect can be obtained, but not only the price is high, but conversely, the shirasu effect is lowered.

なお、シラノ−ル基を有するシリカ水分散体は、シリカ系発泡体を後記する水性樹脂エマルジョン中に均一状態に分散保持せしめる。かかる分散保持のメカニズムについては必ずしも明らかではないが、シリカのシラノ−ル基は水素結合の非常に強い相互作用を有するため、中空微粒状のシリカ系発泡体を捕捉せしめると共に、シリカどうしの親和力によってシラスバル−ンの表面に絡まり、水性樹脂エマルジョン中に均一に分散せしめて流動性を常に一定に保持せしめることが出来るものと推測される。 In addition, the silica water dispersion which has a silanol group makes a silica-type foam disperse-hold in a uniform state in the aqueous resin emulsion mentioned later. Although the mechanism of such dispersion retention is not necessarily clear, the silanol group of silica has a very strong interaction of hydrogen bonds, so that it captures hollow fine-grained silica-based foams and also has an affinity between silicas. It is presumed that the fluidity can always be kept constant by being entangled with the surface of the glass balloon and uniformly dispersed in the aqueous resin emulsion.

水性樹脂エマルジョンとしては、例えばアクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ｎ
・ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸２エチルヘキシル
、アクリル酸ｎ・プロピル、メタクリル酸ｎ・ブチル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸ｎ・プロピル、スチレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸、アクリル酸アミド、メタクリル酸エチル、エチレン、ブタジエンなどより選ばれた不飽和単量体の１種又は２種以上を乳化重合させて得られるホモ重合体又は共重合体のエマルジョン、さらにはこれらの重合体エマルジョンの２種以上の混合物が用いられる。また、水性エポキシエマルジョンのような硬化性樹脂の水性エマルジョンも使用することができる。更に、ウレタンエマルジョン、ウレタン水溶液、シリコンエマルジョンも使用することができる。これらの水性樹脂エマルジョンは、住友化学工業株式会社製のスミカフレックス（登録商標）Ｓ−４０１・Ｓ−４２０、旭化成工業株式会社製のポリトロン（登録商標）Ｚ−２２０Ｇ、Ｚ−３３０等の商品名で市販されている。 Examples of the aqueous resin emulsion include 2-ethylhexyl acrylate and n-acrylic acid.
・ Butyl, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-butyl methacrylate, vinyl acetate, acrylic acid, n-propyl methacrylate, styrene, methyl methacrylate, methacrylic acid, anhydrous Homopolymer or copolymer emulsion obtained by emulsion polymerization of one or more unsaturated monomers selected from maleic acid, itaconic acid, acrylic acid amide, ethyl methacrylate, ethylene, butadiene, etc. Furthermore, a mixture of two or more of these polymer emulsions is used. An aqueous emulsion of a curable resin such as an aqueous epoxy emulsion can also be used. Furthermore, urethane emulsion, urethane aqueous solution, and silicon emulsion can also be used. These aqueous resin emulsions are trade names such as Sumikaflex (registered trademark) S-401 and S-420 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Polytron (registered trademark) Z-220G, Z-330 manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. Is commercially available.

なお、上記のスミカフレックス（登録商標）Ｓ−４００、ポリトロン（登録商標）Ｚ−２２０Ｇはアクリル酸エステル−スチレン共重合体樹脂の水性エマルジョンである。そして、かかる水性樹脂エマルジョンのＴｇは５℃以下が好ましく、好適には０〜−３０℃である。また、これらの水性樹脂エマルジョンは、シリカ系発泡体に対して固形分で好ましくは１２０〜６００重量％の割合で配合するとよい。かかる配合割合が多すぎると軽量性
、断熱性等が不十分となるのみならず、水性樹脂エマルジョンの性能が中心となり、他のフィラ−の配合等が必要となる。また、配合割合が少なすぎると塗膜の耐久性が悪くなる
。 The above Sumikaflex (registered trademark) S-400 and Polytron (registered trademark) Z-220G are aqueous emulsions of an acrylate-styrene copolymer resin. And Tg of this aqueous resin emulsion has preferable 5 degrees C or less, and is 0-30 degreeC suitably. These aqueous resin emulsions are preferably blended in a proportion of 120 to 600% by weight as a solid content with respect to the silica-based foam. If the blending ratio is too large, not only the light weight and heat insulation properties become insufficient, but the performance of the aqueous resin emulsion is the center, and blending of other fillers is required. Moreover, when there are too few compounding ratios, durability of a coating film will worsen.

なお、シラスバル−ンに対して水性樹脂エマルジョンの比率が比較的少ない場合には、粒子の大きいシラスバル−ンを多用するとよい。 When the ratio of the aqueous resin emulsion to the shirasu balun is relatively small, a shirasu balun having a large particle size is preferably used.

その他、本発明の塗材組成物には必要に応じてポリマ−中空粒子、各種無機フィラ−
、粘性調整材、可塑剤、造膜助剤、着色材、防腐剤、界面活性剤、分散剤、湿潤剤等を配合せしめるとよい。 In addition, if necessary, the coating material composition of the present invention includes polymer hollow particles and various inorganic fillers.
Viscosity modifiers, plasticizers, film-forming aids, colorants, preservatives, surfactants, dispersants, wetting agents, and the like may be added.

以下に、本発明の一実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。 Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited thereto.

実施例１〜４、比較例１〜３
表１に示す配合割合に基づいて配合し、塗材組成物を調製した。これについて、粘度を測定すると共に、２日後及び３０日後におけるシラスバル−ン・ガラスバル−ンの分散状態を外観より目視し、下記の基準により評価し、その結果を表１に併せて示す。 Examples 1-4, Comparative Examples 1-3
Based on the blending ratio shown in Table 1, blending was performed to prepare a coating material composition. About this, while measuring a viscosity, the dispersion | distribution state of Shirasu balun and glass balun after 2 days and 30 days was visually observed from the external appearance, it evaluated by the following reference | standard, and the result is combined with Table 1 and shown.

○：均一分散
△：上下層に分離
×：固化
また、調製した塗材組成物につき、吹付け塗装およびロ−ラ−塗りを行い、そのスプレ−性、ロ−ラ−性について調べ、下記の基準により評価し、その結果を表１に併せて示す
。 ○: Uniform dispersion Δ: Separated into upper and lower layers ×: Solidification Further, spray coating and roller coating were performed on the prepared coating material composition, and its sprayability and roller property were examined. Evaluation is performed based on the criteria, and the results are also shown in Table 1.

○：良好
×：不良
表１から明らかな通り、シラノ−ル基含有のシリカ水分散液を併用せしめているから、長時間放置した場合においても外観変化がないのみならず、スプレ−適性やロ−ラ適性に優れていることが理解できる。 ○: Good ×: Bad As is clear from Table 1, since a silanol-containing silica aqueous dispersion is used in combination, not only does the appearance change when left for a long time, but also the spray suitability and -It can be understood that it is excellent in la suitability.

Claims

A coating composition comprising a silica-based foam, a silica aqueous dispersion having a silanol group, and an aqueous resin emulsion.

2. The coating material composition according to claim 1, wherein the silica-based foam is shirasu balloon or / and glass balloon.

3. The coating material composition according to claim 1, wherein the silica component in the silica aqueous dispersion having a silanol group is tabular silica.

4. The coating material composition according to claim 1, wherein the silica component in the silica aqueous dispersion having a silanol group is 3 to 30% by weight in solid content with respect to the silica-based foam. Stuff.