JP2826129B2

JP2826129B2 - 弾性ポリマーセメントモルタル

Info

Publication number: JP2826129B2
Application number: JP18665089A
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: 1989-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1998-11-18
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: JPH0350145A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明の弾性ポリマーセメントモルタルは建築物の屋
上部、外壁等の仕上材として有用である。又、鋼管や鋼
製構造物の内外面のライニング材としても有用である。

〔従来の技術及びその問題点〕

建築物の外装材や防水材としては、ポルトランドセメ
ント、細骨材、顔料にエポキシ樹脂バインダーを配合し
たマスチツクコート材やポルトランドセメント、細骨
材、顔料にSBRラテツクスやポリ酢酸ビニル系エマルジ
ヨンをバインダーとして配合したポリマーセメントモル
タルが使用されている。

前者のマスチツクコート材は立体感のある仕上りが得
られ、また厚塗りできる利点を有するが、付着力が弱
く、弾力性に欠け、躯体建築物へのクラツク追従性に乏
しい。後者のポリマーセメントモルタルは、一応の柔軟
性を有し、耐クラツク性を具備しているが、より弾性の
高い、より高度の耐クラツク性を有し、耐寒性を有する
塗膜を与えるものの出現が望まれていた。

かかる要望を満すものとして、特公昭62-25640号公報
に開示されるセメント（Ａ）および細骨材（Ｂ）を主成
分とする主材、およびフイルム伸び率1500％以上でガラ
ス転移温度が−10℃以下のアクリル系重合体（Ｃ）を含
有するエマルジヨンを主成分とする混和材とからなり、
重量比で（Ａ）／（Ｂ）が100/50〜300であり、かつ
（Ａ）／（Ｃ）が100/25〜100であるゴム状高弾性無機
系仕上材が実用化された。

このポリマーセメントモルタルは、耐寒性、弾性、耐
クラツク性が従来のものより格段とすぐれる塗膜を与
え、防水性に優れるものである。

一般にエマルジヨン樹脂のガラス転移温度（Tg）が低
い程、より伸びのある、かつ、耐寒性のある塗膜を与え
る傾向があり、微弾性を含む弾性塗膜用のエマルジヨン
としてTgが−40〜＋10℃のエマルジヨンが使用される。
表面仕上材として用いるには、上述の特公昭62-25640号
公報に記載されるように樹脂水性エマルジヨンにセメン
ト及び細骨材の無機充填材を配合している。

しかし、このようなゴム状弾性ポリマーセメントモル
タルは静置しておくと樹脂エマルジヨンと無機フイラー
が分離し、樹脂エマルジヨンの一部が分離する傾向があ
る。従つて、仕上材を建築物に塗布した場合、塗膜の表
面側に樹脂エマルジヨンが移行し、塗膜は粘着性を帯
び、こて塗り作業時に塗膜がこてにべとつき、こて塗
り作業が困難になる。エマルジヨンの乾燥皮膜がセメ
ントモルタルの表面を覆い、内部のポリマーセメントモ
ルタルの乾燥（芯乾き）が遅くなる欠点がある。

ポリマーセメントモルタルの分散性あるいは芯乾き性
を向上させるために、カルボキシメチルセルロース（CM
C）、カルボキシエチルセルロース（CEC）、ポリビニル
アルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性ポリマー
の増粘剤等を配合することが行なわれるが、増粘剤等の
多量の使用は塗膜の耐水性が低下し、又、ポリマーセメ
ントモルタルの乾燥性が遅くなり好ましくない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、分散性、作業性により優れ、より厚塗りが
できる弾性ポリマーセメントモルタルを提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては樹脂水性エマルジヨンの一部を凝集
させて塗膜のコテ等への粘着性を低下させると共に、細
骨材やセメント等の無機フイラーの表面に、エマルジヨ
ン樹脂粒子を付着させてポリマーセメントモルタルの分
散性を向上させ、また樹脂水性エマルジヨンとして、そ
のTgが常温（液温）以下の樹脂水性エマルジヨンを用い
ることにより、凝集し、無機フイラーに付着した樹脂粒
子同志が適度に凝集し、ポリマーセメントモルタル混和
液が増粘した厚塗り塗装が可能な弾性ポリマーセメント
モルタルを提供するものである。

すなわち、本発明は、セメント（Ａ）１に対し、骨材
（Ｂ）を0.5〜５の重量比の割合で配合した無機質材料1
00重量部に対し、ガラス転移点が10℃以下で、アニオン
性乳化剤を用いた樹脂水性エマルジョン（Ｃ）が樹脂固
形分量で25〜150重量部の割合で配合されてなるポリマ
ーセメントモルタルに、水中でカルシウムイオンまたは
マグネシウムイオンを発生する無機のエマルジョン破壊
剤（Ｄ）を樹脂水性エマルジョン（Ｃ）の樹脂固形分10
0重量部に対し15〜80重量部配合して樹脂水性エマルジ
ョン（Ｃ）中の樹脂粒子の12〜75重量％を凝集させてな
る弾性ポリマーセメントモルタルを提供するものであ
る。

（Ａ）成分のセメント（Ａ）成分のセメントは塗膜の粘着性を低下させ、ポ
リマーセメントモルタルの厚塗りの塗装性を良好とし、
塗膜の強度、耐水性を向上させる。

かかるセメントとしては、白色ポルトランドセメン
ト、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメ
ント、超早強セメント、中庸熱ポルトランドセメント、
白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、
アルミナセメント、高炉スラグセメント、シリカセメン
ト、ポゾランセメント、フライアツシユセメント、ロー
マンセメント、メーソンリーセメント等を用いることが
できる。

（Ｂ）成分の骨材（Ｂ）成分の骨材は、充填材的な結果を期待する、あ
るいは顔料として使われるもので、砂、けい砂、寒水
砂、軽量骨材等の細骨材；パーライト、発泡スチロール
等の軽量骨材；ほう砂、マイカ、炭酸カルシウム、酸化
チタン、酸化鉄、鉛白の顔料等が使用される。

（Ｃ）成分の樹脂水性エマルジヨン（Ｃ）成分の樹脂水性エマルジヨンは、常温で皮膜を
形成するもので、（Ｄ）成分のエマルジヨン破壊剤によ
り凝集させることのできるものである。

このような樹脂水性エマルジヨンは、（ｉ）CaSO₄、Ca(OH)₂、MgO、Mg(OH)₂、MgCO₃のエマ
ルジヨン破壊剤が水中で発生させるCa²⁺、Mg²⁺からなる
多価イオンによりキレート化合物を作るアニオン性界面
活性剤を用いて、ビニル単量体混合物を乳化重合して得
られるTgが10℃以下の粒子が分散したアニオン性重合体
水性エマルジヨン、（ii）上記アニオン性重合体水性エマルジヨンと、両
性重合体水性エマルジヨン及び／又はノニオン性重合体
水性エマルジヨンとの混合物、等が使用される。

エマルジヨン中の樹脂のガラス転移点（Tg）は、原則
として示差走査熱量測定（DSC）により得られた樹脂の
二次相転移温度をここでは指すが、樹脂エマルジヨンが
混合物で、DSCによる解析が困難であるときは混合エマ
ルジヨンの最低造膜温度（MFT）を測定し、該MFTをガラ
ス転移点とする。

（Ｃ）成分のアニオン性重合体水性エマルジヨンは、
石膏（CaSO₄）や酸化マグネシウム（MgO）等の破壊剤
（Ｄ）が水中で発生する金属イオン（Ca²⁺、Mg²⁺）等に
よりアニオン性界面活性剤（乳化剤）のアンモニアイオ
ンやK⁺、Na⁺、Li⁺等の金属イオンとイオン交換しキレー
ト化により、例えば乳化剤は親水性の低下した有機スル
ホン酸カルシウム塩又は有機カルボン酸カルシウム塩と
なり、その界面活性能力を下げエマルジヨンが破壊さ
れ、重合体粒子は凝集、凝固する。この重合体粒子の凝
集、凝固を利用し、ポリマーセメントモルタル中のエマ
ルジヨンの遊離をおさえたり、厚膜乾燥性を向上させ
る。

アニオン性界面活性剤としては、ラウリン酸スルホン
酸ソーダー、ステアリン酸ソーダー、ポリオキシエチレ
ンアルキルエーテル硫酸エステルソーダー、ポリオキシ
エチレンアルキルフエニルエーテルスルホン酸ソーダ
ー、アルカンスルホン酸ソーダー、アルキルベンゼンス
ルホン酸ソーダー等の有機スルホン酸ソーダー塩；脂肪
族石鹸、脂肪酸サルコシド、ロジン酸石鹸等の脂肪酸金
属塩；これらのNa⁺の代りにK⁺、NH₄ ⁺、アルカノールア
ミンイオンを有する硫酸エステル型アニオン性界面活性
剤もしくは脂肪酸誘導体が利用できる。

これらアニオン性乳化剤は、得られる水性エマルジヨ
ンの共重合体100重量部に対し、固型分量で0.6〜2.5重
量部の割合で用いる。これより多い場合、乳化剤の破壊
作用が小さく期待される重合体粒子の凝集が部分的又は
全く生じなくなる。又、少ない場合、アニオン性水性重
合体エマルジヨンの重合安定性、貯蔵安定性が低く、か
つ重合体粒子の凝集が速くエマルジヨン破壊材との混和
安定性に問題がある。

即ち、0.6重量部未満では、重合体粒子の凝集物の発
生や、凝集の速度がはやくポルトランドセメント中に重
合体水性エマルジヨンと水を均一に混合させることが困
難である。

2.5重量部を越えるとエマルジヨンの共重合体粒子の
凝集、凝固に時間を要するとともに、エマルジヨンの重
合体の構成成分によつては、重合体エマルジヨンの一部
がセメントモルタル硬化体層（下層）と分離した層（上
層）を形成し、ポルトランドセメントやアニオン性共重
合体水性エマルジヨンが有効に利用されない。

アニオン性乳化剤と一諸にポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフエニルエー
テル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油等のノニオン性界
面活性剤を併用しても良い。このノニオン乳化剤は、Ca
²⁺等の金属イオンによる凝集作用を受けず、共重合樹脂
粒子をCa²⁺より守り安定化させる力を有する。又、樹脂
エマルジヨンの重合時に安定で効果的で、かつ、細骨材
等の無機混合物分散剤として有効である。

しかしながら、２％を超えて用いた場合、樹脂エマル
ジヨンの一部を凝集しえなくなる為、できるかぎり少な
いほうが良い。この為（Ｃ）成分の共重合体粒子に対し
て０〜２％の範囲で重合時又は、重合後にノニオン性乳
化剤を配合する、またはノニオン性樹脂水性エマルジヨ
ンを配合するのが好ましい。

アニオン性共重合体を与えるビニル単量体としては、
アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエ
ステル（これらアルキル基の炭素数は１〜８）;2−ヒド
ロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルア
クリレートおよびこれらのメタクリレート相当物；アク
リルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニ
リデン、エチレン、アクリロニトリル、メタクリル酸メ
チル等のエステル類、酢酸ビニル、スチレン、アクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン
酸、無水マレイン酸等が利用でき、これらビニル単量体
の２種以上を選択し、得られる水性エマルジヨンの重合
体粒子のガラス転移点が、好ましくは−40℃〜＋10℃と
なるようにする。なお、ビニルスルホン酸ナトリウム等
のごとく反応性乳化剤と呼ばれるものは、アニオン性で
あればアニオン性乳化剤として取扱う。

乳化重合は通常の方法で行われ、得られる重合体水性
エマルジヨン中の樹脂固型分濃度は20〜65重量％、重合
体粒子の粒径は0.03〜３ミクロンが一般である。

（Ｄ）成分のエマルジヨン破壊剤（Ｄ）成分のエマルジヨン破壊剤としては石膏（CaSO
₄）、や酸化マグネシウム（MgO）等の水中でカルシウム
イオンあるいはマグネシウムイオンを発生する無機化合
物である。このエマルジヨン破壊剤の添加方法は、セメ
ント（Ａ）及び骨材（Ｂ）よりなる無機質材料中に樹脂
水性エマルジヨン（Ｃ）を混合する前に配合する、又は
無機質材料と樹脂水性エマルジヨンを混合した後、配合
するいずれの方法もあるが、好ましくは無機質材料と樹
脂水性エマルジヨンの混合物にエマルジヨン破壊剤を添
加する方が分散性の面から採用しやすい。

（組成）弾性ポリマーセメントモルタル仕上材における無機質
材料中のセメント（Ａ）と骨材（Ｂ）の混合比は、セメ
ント（Ａ）１重量部に対し、骨材（Ｂ）が0.5〜５重量
部、好ましくは１〜３重量部の割合が一般である。ま
た、これら無機質材料100重量部に対し、（Ｃ）成分の
樹脂水性エマルジヨンは樹脂固形分量で25〜150重量
部、好ましくは27〜100重量部の割合であり、かつ、
（Ｄ）成分のエマルジヨン破壊剤の配合により弾性ポリ
マーセメントモルタル中の（Ｃ）成分の樹脂水性エマル
ジヨンの樹脂粒子の12〜75重量％が凝集していることが
必要である。（Ｄ）成分がCaSO₄、MgO等の無機化合物の
場合、（Ｄ）成分は（Ｃ）成分のエマルジヨンの樹脂固
型分100重量部に対し、15〜80重量部使用される。

無機質材料100重量部に対し、樹脂水性エマルジヨン
（Ｃ）が25重量部未満では塗膜の弾性に乏しく、耐クラ
ツク性に乏しい。150重量部を越えては厚膜性に乏し
く、又、乾燥性が遅い。

なお、樹脂水性エマルジヨン（Ｃ）成分中の樹脂粒子
の凝集の割合が12重量％未満のときは塗装時の塗膜の粘
着性が大で、こて塗り作業が困難となる。又、ポリマー
セメントモルタルの乾きが遅くなる。逆に凝集が75重量
％を越えると、得られる塗膜の光沢が低下するし、強度
や伸びも低下する。

（任意成分）本発明のポリマーセメントモルタルにおいて、前記
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）成分の他に、乾燥
調整剤や造膜助剤としてエチレングリコール、イソプロ
パノール、メチルエチルセロソルブ等を（Ｃ）成分の樹
脂エマルジヨンの固形分の0.01〜30重量％；消泡剤とし
ては例えばノプコ8034（サンノプコ製）、アデカネート
B-748（旭電化製）等を（Ｃ）成分のエマルジヨンの樹
脂固形分の10重量％未満；分散剤としては例えばポリア
クリル酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン等を配合し
ても良い。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。な
お、例中の部および％は、特に例記しない限りは重量基
準である。

樹脂水性エマルジヨンの製造例例１温度調節器、いかり形攪拌器、還流冷却器、供給容
器、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器内に、下記
の原料を装入した。

水 200部エチレンオキシド20モルと反応させたｐ−ノニルフエノ
ールの硫酸半エステルのナトリウム塩（アニオン性乳化
剤Ａ）の35％水溶液 3.9部次いで、反応容器内を窒素ガスで置換したのち、次に
示す供給物Ｉの10％を加え、混合物を90℃に加熱した。

供給物Ｉ水 110部前記アニオン性乳化剤の35％水溶液 19部スチレン 152部アクリル酸ｎ−ブチル 234部アクリルアミド 14部。

更に、85部の水に2.5部の過硫酸カリウムを溶解した
もの（供給物II）の10％を容器内に装入後、残りの供給
物Ｉ全ておよび供給物IIの90％を3.5時間かけて容器内
に供給し、供給終了後、２時間、同温度に保つて供給物
Ｉを重合させて−COOH含量が０重量％、固形分量50重量
％のアニオン性樹脂水性エマルジヨン（最低造膜温度１
℃、Tg約０℃）を得た。

例２〜５ビニル単量体の種類、乳化剤の種類、量を表１のよう
に変化させて、同表に示す物性の共重合体粒子の水性エ
マルジヨンを得た。

なお、ノニオン性乳化剤は、反応容器内に最初に投入
した。

実施例１製造例１で得たアニオン性樹脂水性エマルジヨン（固
形分量50％ Tg 0℃）200部に、消泡材としてノプコ8034
（サンノプコ社商品名）1.5部、増粘剤としてBASF社の
コラクラールVL（商品名；固形分30％）２部を混合して
樹脂分散液を調整した。

この樹脂水性分散液203.5部に、エマルジヨン破壊剤
として酸化マグネシウム30部、普通ポルトランドセメン
ト100部、けい砂70部を25℃で混合してポリマーセメン
トモルタルを調製した。

このポリマーセメントモルタルについて、次の方法で
評価をした。結果を表２に示す。

分散安定性：エマルジヨンと無機質粉体を混合した後放
置し、遊離した水相のエマルジヨンの濃さを目視にて観
察する。

○ 水相が透明に近い。

× 水相が元の分散液とほとんど変化なし。

こて塗り性：モルタル作業用こてにてポリマーセメント
モルタルを壁面上に塗工する。この際、こて面に対する
ポリマーセメントモルタルの付着の有無及びモルタル表
面の外観を観察する。

○ こてに付着するモルタルはほとんどなし。モルタル
面の荒れもなし。

× こてに付着するモルタルが多い。モルタル面の荒れ
激しい。

皮張りの有無：ポリマーセメントモルタルの表面に、無
機フイラーのない樹脂水性エマルジヨンの乾燥皮膜が生
じるかどうか確認する。

○ 乾燥皮膜がみとめられず、硬化したポリマーセメン
トモルタルの組成は厚み方向均質。

× 乾燥皮膜が生じ、表面部分と壁材茎部の硬化したポ
リマーセメントモルタルの組成が異なる。

塗膜のべたつきの有無:JIS K 5400による ○ べたつきなし × べたつきあり耐クラツク性:JIS A 6910（温冷くり返し試験） ○ 異常（はがれ、ふくれ、ひびわれ）なし。

× 異常あり。

耐水性:JIS K 5663による ○ 異常（しわ、われ、ふくれ、はがれ）なし × 異常あり柔軟性（塗膜の伸び率）:JIS K 6301によるエマルジヨンの凝集率：エマルジヨン破壊剤を配合した
樹脂水性エマルジヨンを25℃下１時間放置後濾過し、濾
液のエマルジヨン固形分を測定し次式より計算で求め
る。

厚塗性：ポリマーセメントモルタルを厚み5mmでガラス
板上に塗り、24時間放置後の乾燥状態を確認する。

○ 完全に硬化している。

× 一部分未硬化あり。

比較例１エマルジヨン破壊剤のMgO 30部の代りに、けい砂を30
部（従つて、けい砂は合計で100部）使用する他は実施
例１と同様にしてポリマーセメントを調製し、評価し
た。

実施例２〜７、比較例２〜３ポリマーセメントモルタルの組成を表２のように変更
する他は実施例１と同様にしてポリマーセメントモルタ
ルを調整して評価した結果を表２に示す。

（効果）本発明の弾性ポリマーセメントモルタルにおいて、樹
脂水性エマルジヨン粒子の一部が凝集し、セメントや骨
材に付着しているので、粘着性が小さく、こて塗りが容
易である。また、厚塗りが可能であり、乾燥した塗膜は
べたつきがないので汚れにくいという利点がある。更
に、塗装前のポリマーセメントモルタルの分散安定性が
良好であるので、樹脂水性エマルジヨンがセメントや骨
材等の無機質材料から浮き上りにくく、皮張りが防止さ
れるので、塗装後のポリマーセメントモルタルの乾燥性
が速い利点を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C04B 28/02,24/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント（Ａ）１に対し、骨材（Ｂ）を0.
5〜５の重量比の割合で配合した無機質材料100重量部に
対し、ガラス転移点が10℃以下で、アニオン性乳化剤を
用いた樹脂水性エマルジョン（Ｃ）が樹脂固形分量で25
〜150重量部の割合で配合されてなるポリマーセメント
モルタルに、水中でカルシウムイオンまたはマグネシウ
ムイオンを発生する無機のエマルジョン破壊剤（Ｄ）を
樹脂水性エマルジョン（Ｃ）の樹脂固形分100重量部に
対し15〜80重量部配合して樹脂水性エマルジョン（Ｃ）
中の樹脂粒子の12〜75重量％を凝集させてなる弾性ポリ
マーセメントモルタル。