JP2019131805A - 塗料組成物とこれを用いたコンクリート構造物の表面保護方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(合成樹脂エマルション(a))
合成樹脂エマルション(a)は、水性塗料組成物の主成分(ベース成分)であって、乳化重合により得られるカルボキシル基含有ビニル系共重合体のエマルションであり、水系溶媒中にカルボキシル基含有ビニル系単量体と、カルボキシル基含有ビニル系単量体以外のビニル系単量体の共重合体を分散させたものである。
水性エポキシ化合物(b)は、成分(a)の架橋成分として使用されるものであり、高反応性と塗膜に高強度を与える点に特徴を有するものである。水性エポキシ化合物(b)としては、1分子中に2つ以上のエポキシ基を有しているものであれば使用することができる。例えば、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレンジグリシジルエーテルなどのポリエポキシ化合物の他、ビスフェノールA型エポキシ樹脂エマルション、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂エマルションなどが挙げられる。これら(b)成分は、単独または二種類以上を併用して使用することができる。好ましくは、水溶性の(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレンジグリシジルエーテルであり、さらに好ましくは(ジ)エチレングリコールジグリシジルエーテルである。
本発明で使用する硬化触媒(c)としては、アミン安定化シリカゾルが挙げられる。アミン安定化シリカゾルとしては市販品を使用することができ、例えば、QAS−25(日産化学工業(株)製 固形分25%)、QAS−40(日産化学工業(株)製 固形分40%)などを挙げることができる。アミン安定化シリカゾルを硬化触媒として使用することにより、5℃程度の低温でも硬化反応が進行し、強靭な塗膜を得ることができる。換言すれば、アミン安定化シリカゾル以外を硬化触媒として用いても、本発明において求められる塗膜物性は得られない。
また、本発明の水性塗料組成物に強化繊維(d)を配合すると、得られる塗膜の強度が向上する。強化繊維(d)としては、例えば、セルロース繊維、ポリビニルアルコール繊維、ナイロン(登録商標)繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維及びフッ素樹脂繊維から選ばれる一種または二種以上が挙げられる。中でも、ナイロン繊維が好ましい。具体的には、繊維長3.0〜7.0mm、繊度約7dtexのナイロン繊維である。
本発明の構造物の表面保護方法は、橋梁、トンネル、高架道路、建築物などの各種構造物の表面に上記水性塗料組成物を塗布し、乾燥途膜を形成する。特に、本発明の水性塗料組成物は、5℃程度の低温でも成膜性が良好である。これにより、構造物の表面を効果的に保護することができる。また、コンクリート製の構造物であれば、コンクリート片の剥落を防止することもできる。さらに、形成される塗膜は透明なので、保護塗膜を形成した状態でも構造物の劣化状況を目視で確認でき、補修が必要な箇所を容易に発見することができる。
各実施例及び各比較例に使用した合成樹脂エマルションのモノマー組成を表1に示す。表1に示す組成量は質量部である。
MMA:メチルメタクリレート
BA:ブチルアクリレート
BMA:ブチルメタクリレート
CHMA:シクロヘキシルメタクリレート
<水性エポキシ化合物(b)>
エチレングリコールジグリシジルエーテル(EGDGE):共栄社化学株式会社製「エポライト40E」 エポキシ当量125〜140(g/eq)
ジエチレングリコールジグリシジルエーテル(DEGDGE):共栄社化学株式会社製「エポライト100E」 エポキシ当量150〜163(g/eq)
<硬化触媒(c)>
アミン安定化シリカゾル:日産化学工業株式会社製「スノーテックスQAS25」(固形分25%)
アミン安定化シリカゾル:日産化学工業株式会社製「スノーテックスQAS40」(固形分40%)
シリカゾル:日産化学工業株式会社製「PC−500」
テトラブチルアンモニウムブロマイド(TBAB、一般試薬)
<強化繊維(d)>
ナイロンカットファイバー:「ナイロン6」繊維の繊度7、繊維長5mm
<添加剤>
pH調整剤:アンガスケミカル製「AMP−90」
消泡剤:ADEKA社製「アデカネートB−940」
増粘剤:ADEKA社製「アデカノールUH−756VF」
造膜助剤:イーストマンケミカル製「CS#12」
該当する合成樹脂エマルションa−1(実施例1)、a−2(実施例2)、a−3(実施例3)を86部、硬化触媒としてQAS25を2.5部、水を8.4部、AMP−90を0.1部、アデカネートB−940を0.6部、アデカノールUH−756VFを0.4部を混合撹拌してA液を調整し、A液中へB液(エチレングリコールジグリシジルエーテルが1.5部とCS#12が0.5部の混合物)を投入し、卓上撹拌機にて1000rpmで1分間、混合撹拌して塗料組成物を調整した。
合成樹脂エマルションa−1を86部、硬化触媒としてQAS25を2.5部、水を8.4部、AMP−90を0.1部、アデカネートB−940を0.6部、アデカノールUH−756VFを0.4部を混合撹拌してA液を調整し、A液中へB液(ジエチレングリコールジグリシジルエーテルが1.5部とCS#12が0.5部の混合物)を投入し、卓上撹拌機にて1000rpmで1分間、混合撹拌して塗料組成物を調整した。
合成樹脂エマルションa−3を86.7部、硬化触媒としてQAS40を1.6部、水を8.6部、AMP−90を0.1部、アデカネートB−940を0.6部、アデカノールUH−756VFを0.4部を混合撹拌してA液を調整し、A液中へB液(エチレングリコールジグリシジルエーテルが1.5部とCS#12が0.5部の混合物)を投入し、卓上撹拌機にて1000rpmで1分間、混合撹拌して塗料組成物を調整した。
該当する合成樹脂エマルションa−1(実施例6)、a−2(実施例7)、a−3(実施例9)を84.7部、硬化触媒としてQAS25を2.5部、ナイロンカットファイバーを1.5部、水を8.2部、AMP−90を0.1部、アデカネートB−940を0.6部、アデカノールUH−756VFを0.4部を混合撹拌してA液を調整し、A液中へB液(エチレングリコールジグリシジルエーテルが1.5部とCS#12が0.5部の混合物)を投入し、卓上撹拌機にて1000rpmで1分間、混合撹拌して塗料組成物を調整した。
該当する合成樹脂エマルションa−3を実施例8は85.5部、実施例10は83.3部、硬化触媒としてQAS25を2.5部、ナイロンカットファイバーを実施例8は0.5部、実施例10は3.0部、水を実施例8は8.4部、実施例10は8.1部、AMP−90を0.1部、アデカネートB−940を0.6部、アデカノールUH−756VFを0.4部を混合撹拌してA液を調整し、A液中へB液(エチレングリコールジグリシジルエーテルが1.5部とCS#12が0.5部の混合物)を投入し、卓上撹拌機にて1000rpmで1分間、混合撹拌して塗料組成物を調整した。
合成樹脂エマルションa−1を86部、硬化触媒としてQAS25を2.5部、ナイロンカットファイバーを1.5部、水を8.4部、AMP−90を0.1部、アデカネートB−940を0.6部、アデカノールUH−756VFを0.4部を混合撹拌してA液を調整し、A液中へB液(エチレングリコールジグリシジルエーテルが未添加とCS#12が0.5部の混合物)を投入し、卓上撹拌機にて1000rpmで1分間、混合撹拌して塗料組成物を調整した。
合成樹脂エマルションa−1を86.0部、硬化触媒としてPC−500(日産化学工業(株)製 固形分20%)を2.5部、水を8.4部、AMP−90を0.1部、アデカネートB−940を0.6部、アデカノールUH−756VFを0.4部を混合撹拌してA液を調整し、A液中へB液(エチレングリコールジグリシジルエーテルが1.5部とCS#12が0.5部の混合物)を投入し、卓上撹拌機にて1000rpmで1分間、混合撹拌して塗料組成物を調整した。
合成樹脂エマルションa−1を86.0部、硬化触媒としてテトラブチルアンモニウムブロマイド(TBAB:一般試薬 有効成分100%)を2.5部、水を8.6部、AMP−90を0.1部、アデカネートB−940を0.6部、アデカノールUH−756VFを0.4部を混合撹拌してA液を調整し、A液中へB液(エチレングリコールジグリシジルエーテルが1.5部とCS#12が0.5部の混合物)を投入し、卓上撹拌機にて1000rpmで1分間、混合撹拌して塗料組成物を調整した。
各実施例、比較例にて調整した塗料組成物を調整後、4時間以内にポリプロピレン板上に乾燥膜厚が約1mmとなる様にヘラで気泡が入らない様に平らに塗布し、23℃、湿度55%環境下で7日間乾燥した。乾燥後に成膜性を下記基準で評価すると共に、得られた乾燥塗膜をJIS K 6251に準じ2号ダンベル形状に切断して試験片とした。引張試験機を使用し、23℃、湿度55%の条件下で、引張速度約200mm/minにて、抗張力(N/mm2)及び伸び率(%)を測定する。これらの結果を表2〜表4に示す。
養生時間後に得られた塗膜の外観を目視により以下の様に評価した。
◎:しわ、亀裂、濁りなど外観異常なし
○:しわ、亀裂なく、僅かに濁りがある程度
その他:記載通りで実用範囲外
各実施例、比較例にて調整した塗料組成物を調整後4時間以内に図1のアクリル樹脂製クラックスケールに乾燥膜厚が約1mmとなる様にヘラで気泡が入らない様に平らに塗布し、23℃、湿度55%環境下で7日間乾燥した。
A:クラックスケール0.05mmの線が試験体との距離50cmで目視により認識できる状態(図2)
B:クラックスケール0.5mmの線が試験体との距離50cmで目視により認識できる状態(図3)
C:クラックスケールの線が試験体との距離50cmで目視しにくい状態(図4)
フレキシブル板(JIS A 5430に規定するもの。厚さ4mm)にスズカファイン株式会社製 水系特殊ウレタン変性シーラーを0.1kg/m2塗布し、23℃、湿度55%環境下で4時間乾燥して基材とした。得られた基材上に各実施例、比較例にて調整した塗料組成物を調整後4時間以内に乾燥膜厚が約1mmとなる様に、又、ヘラで気泡が入らない様に平らに塗布し、23℃、湿度55%環境下で18時間(低温の場合:5℃環境下で72時間)乾燥して試験片とした。
◎:外観変化なし
○:僅かに白濁するが下地のフレキシブル板が目視できる状態
その他:記載通りで実用範囲外
JIS A 5372に規定するU字溝ふたに下塗り材としてスズカファイン株式会社製「水性カチオン型エポキシ樹脂系下塗り材」を0.15kg/m2塗布し、23℃湿度55%環境下で1時間乾燥した後に実施例3の塗料組成物を金ゴテで0.5kg/m2塗布し、直ちにガラスメッシュを貼付し、更に実施例3の塗料組成物を0.5kg/m2塗布した。23℃湿度55%環境下で7日間乾燥した後にNEXCO試験方法734−2011(トンネル関係試験方法)に準じた試験により押し抜き最大荷重を測定した結果、1.71kNであった。
JIS A 5372に規定するU字溝ふたに下塗り材としてスズカファイン株式会社製「水性2液形エポキシ樹脂系下塗り材」を0.2kg/m2塗布し、23℃湿度55%環境下で4時間乾燥した後に実施例9の塗料組成物を金ゴテで1.0kg/m2×2回(塗装間隔2時間)塗布した。23℃湿度55%環境下で7日間乾燥した後に建研式接着力試験器により40×40mm部分の付着力を測定した結果、2.3N/m2であった。
実施例11の工程で塗装した積層塗膜上に水性アクリルシリコン系の上塗り材としてスズカファイン株式会社製「水系有機無機ハイブリッドクリヤー」を0.1kg/m2塗布し、23℃湿度55%環境下で7日間乾燥した。乾燥後50℃98%RH条件下で28日間耐湿度性試験を行った結果、上塗り材を塗布してない実施例11(図5)と比べて、塗膜の白化が図6の状態まで軽減された。
Claims (6)
- コンクリート構造物の表面に透明な塗膜を形成する水性塗料組成物であって、
カルボキシル基含有ビニル系共重合体の合成樹脂エマルション(a)と、架橋成分である水性エポキシ化合物(b)と、硬化触媒としてアミン安定化シリカゾル(c)とを含む、水性塗料組成物。 - 請求項1に記載の塗料組成物をコンクリート構造物の表面に塗布し塗膜を形成する、コンクリート構造物の表面保護方法。
- 前記塗料組成物に強化繊維(d)を配合した、請求項2に記載のコンクリート構造物の表面保護方法。
- コンクリート構造物の表面に繊維メッシュを配し、前記塗料組成物を前記繊維メッシュの上から塗布する、請求項2または請求項3に記載のコンクリート構造物の表面保護方法。
- 前記塗料組成物を塗布する前に、下塗り材として水性二液型エポキシ樹脂系組成物を塗布する、請求項2ないし請求項4のいずれかに記載のコンクリート構造物の表面保護方法。
- 前記塗料組成物からなる塗膜を形成した後に、上塗り材として水性アクリルシリコン系組成物を塗布する、請求項2ないし請求項5のいずれかに記載のコンクリート構造物の表面保護方法。
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