JP3166170B2 - セメント性基材の保護方法および表面保護されたセメント性基材 - Google Patents

セメント性基材の保護方法および表面保護されたセメント性基材

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はセメント性基材の保護方法および表面保護さ
れたセメント性基材に関し,さらに詳しくは耐水性,耐
薬品性,耐久性に優れたセメント性基材の保護方法およ
び表面保護されたセメント性基材に関する。
(従来の技術) ポルトランドセメントコンクリートやセメントモルタ
ルは,耐久性に優れた建設資材として土木,建築の各分
野で広く用いられている。しかし,これらを使用した構
造物はその表面が風雨にさらされる場合が非常に多いた
め,その曝露表面を被覆剤や樹脂組成物で保護すること
が望ましい場合が多い。
例えば,鋼補強されているコンクリートは,橋床,ビ
ルデイング,道路等に使用されているが,その表面が雨
水,特に酸性雨に長期間さらされると,これがコンクリ
ートの内部へ浸透して補強鋼に錆を発生させるため,該
錆の膨張によりコンクリートにクラツクが発生し,構造
体の損傷が拡大し,致命的な劣化となることがある。
また化学工場やプラントにおけるコンクリートの床
は,各種薬品の影響を受け,被害が著しく,またヒユー
ム管などのコンクリート管は下水道管として多く使用さ
れているが,近年の生活様式の変化により下水が硫化水
素を発生し易くなつているため,コンクリート管の損傷
が激しくなつてきている。
前記雨水(酸性雨),下水,化学薬品などからコンク
リートなどのセメント性基材を保護する方法が種々検討
されており,セメントペーストやセメントモルタルに合
成高分子エマルジヨンを混入して接着性,透気性,透水
性等を改善する方法などが知られている。
例えば,セメントモルタルの接着性を改善する方法に
は,特公昭44−18757号公報に示されるように合成高分
子エマルジヨンを予め下地に塗布してモルタルの接着性
を増強する方法がある。しかしながら,このような方法
では,セメントペーストやセメントモルタルの透気性や
透水性を低下させることはできても,本質的な多孔性構
造を無孔性に改良することは困難である。
一方,各種合成樹脂によるセメント性基材の被覆が検
討されているが,セメント性基材に対する接着力が劣る
問題がある。例えば,ウレタン系塗料による保護は,該
樹脂が溶剤型であるため作業環境の汚染を招き,また樹
脂自体が高分子であるため,コンクリート基材への含浸
が不十分となり接着力に劣る問題がある。さらに不飽和
ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂などの比較的低
粘度のラジカル重合系樹脂による被覆が考えられるが,
これらの樹脂は低粘度であるためコンクリートに含浸し
易いが,コンクリート面のアルカリによるラジカル重合
の硬化阻害および空気との接触面が拡がることによるラ
ジカル重合の硬化阻害が生じ,接着力が不十分となる問
題がある。
(発明が解決しようとする課題) 本発明の目的は,前記従来技術の問題を解決し,保護
膜とコンクリート本体との接着力を向上させ,かつ雨水
や下水などの浸透を防ぐことができるセメント性基材の
保護方法および表面保護されたセメント性基材を提供す
ることにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は,多価イソシアネート化合物と水酸基を有す
るエチレン性不飽和単量体を反応させて得られる不飽和
プレポリマーを含む組成物をセメント性基材に塗布硬化
した後,その硬化物上に,熱硬化性樹脂組成物を塗布及
び/又は補強材とともに積層し,硬化させるセメント性
基材の保護方法および上記の組成物をセメント性基材に
塗布,硬化した後,その硬化物上の熱硬化性樹脂組成物
を塗布および/または補強材とともに積層し,硬化させ
た表面保護されたセメント性基材に関する。
本発明における不飽和プレポリマーに用いられる多価
イソシアネート化合物としては,ジフエニルメタンジイ
ソシアネート,ヘキサメチレンジイソシアネート,トリ
レンジイソシアネート,キシレンジイソシアネート,イ
ソホロンジイソシアネート,リジンジイソシアネート,
2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート,
シクロヘキシルメタンジイソシアネート,メチルシクロ
ヘキサンジイソシアネート,イソプロピリデンビス(4
−シクロヘキシルイソシアネート),ヘキサメチレンジ
イソシアネートのビユレツト体,イソシアヌレート環を
含むイソホロンジイソシアネートの三量体,ポリメチレ
ンポリフエニルポリイソシアネート等の2個以上のイソ
シアネート基を有する化合物などがあり,これらのうち
ポリメチレンポリフエニルポリイソシアネートが好まし
い。これらは2種以上を併用してもよい。
前記の多価イソシアネート化合物と反応させる水酸基
を有するエチレン性不飽和単量体としては,2−ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリレート(メタアクリレートまた
はアクリレートを意味する。以下同じ),2−ヒドロキシ
プロピル(メタ)アクリレート等の2−ヒドロキシアル
キル(メタ)アクリレートなどがあり,これらのうち2
−ヒドロキシエチルメタクリレートが好ましい。これら
は2種以上を併用してもよい。
本発明における不飽和プレポリマーは,前記多価イソ
シアネート化合物と水酸基を有するエチレン性不飽和単
量体とを反応させ,ウレタン結合を生成させて得ること
ができる。
配合割合は,前者のイソシアネート基/後者の水酸基
が当量比で1.0/1.0〜1.0〜5.0になるように配合して反
応させるのが好ましい。反応温度は通常0〜120℃,好
ましくは20〜80℃であり,反応に際してジブチルチンジ
ラウレートなどのウレタン反応触媒ならびにヒドロキノ
ン,メチルヒドロキノン,N−ニトロソフエニルヒドロキ
シルアミンアルミニウム塩などの重合禁止剤を存在させ
てもよい。
本発明の不飽和プレポリマーを含む組成物は,前記不
飽和プレポリマーの他に,該不飽和プレポリマーと共重
合可能なエチレン性不飽和単量体を含んでもよい。
この共重合可能なエチレン性不飽和単量体としては,
メチル(メタ)アクリレート,エチル(メタ)アクリレ
ート,ブチル(メタ)アクリレート,イソプロピル(メ
タ)アクリレート,2−エチルヘキシル(メタ)アクリレ
ート等のアルキル(メタ)アクリレート,スチレン又は
ビニルトルエン,α−メチルスチレン,クロロスチレン
等の置換スチレン,アクリロニトリル,メタクリロニト
リル,塩化ビニル,酢酸ビニル,マレイン酸ジアルキル
エステル,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)アクリレート等のヒドロキシアルキ
ル(メタ)アクリレート,グリセリン,トリメチロール
プロパン等の多価アルコールのモノ(メタ)アクリレー
ト,N−メチロールアクリルアミド,N−メチロールメタク
リルアミド又はそのアルキルエーテル化物などの水酸基
を有する重合性単量体などが挙げられる。また,アクリ
ルアミド,メタクリルアミド等の不飽和アミド,グリシ
ジルメタクリレート,グリシジルアクリレート等のオキ
シラン基を有する重合性単量体,アクリル酸,メタクリ
ル酸,マレイン酸モノアルキルエステル等のα,β−不
飽和カルボン酸,ジビニルベンゼン,ジアリルフタレー
トなどの架橋性モノマーを用いることもできる。
これらは,2種以上組合せて用いてもよい。
共重合可能なエチレン性不飽和単量体が,本発明の不
飽和プレポリマーの材料と反応しないもの,例えばメチ
ルメタクリレート,スチレン,ビニルトルエンなどであ
れば,その存在下で不飽和プレポリマーを合成すること
もできる。前記共重合可能なエチレン性不飽和単量体の
割合は,本発明になる組成物のセメント性基材との接着
性の点から不飽和プレポリマー100重量部に対して5〜2
00重量部の範囲が好ましい。
更に,本発明の不飽和プレポリマーを含む組成物に
は,不飽和ポリエステル,ビニルエステルなどの熱硬化
性樹脂,ポリスチレン,ポリメチルメタクリレート,ポ
リ酢酸ビニルなどの熱可塑性樹脂,着色剤,充填剤,低
収縮剤,揺変剤,消泡剤,シランカツプリング剤などを
用いることができる。
これらは2種以上を組合せて用いてもよい。
このようにして得られる不飽和プレポリマーを含む組
成物を硬化する際には,反応触媒として,例えが過酸化
ベンゾイル,メチルエチルケトンパーオキサイド,ジタ
ーシヤリブチルパーオキサイド,クメンハイドロパーオ
キサイド等の有機過酸化物が使用される。また重合促進
剤として,ナフテン酸コバルト,オクテン酸コバルト等
の多価金属塩,ジメチルアニリン等の芳香族アミン等を
用いることができる。
硬化温度は常温又は加熱して行なわれ,夏冬の温度差
により反応促進剤や重合禁止剤の使用量によつてポツト
ライフを調整するのが好ましい。
本発明においては,前記多価イソシアネート化合物と
水酸基を有するエチレン性不飽和単量体を反応させて得
られる不飽和プレポリマーを含む組成物をセメント性基
材に塗布硬化した後,その硬化物上に熱硬化性樹脂組成
物が塗布および/または補強材とともに積層されて硬化
される。
本発明におけるセメント性基材とは,セメントコンク
リート,セメントモルタル,スレート等である。
前記塗布または積層される熱硬化性樹脂組成物として
は,エポキシ樹脂組成物,不飽和ポリエステル樹脂組成
物,無溶剤型ウレタン塗料などが用いられる。これらの
うちラジカル重合性熱硬化性樹脂組成物が好ましく,不
飽和ポリエステル樹脂組成物が,低粘度で作業性に優
れ,また他の特性とのバランスがとれている点でより好
ましい。
また前記補強材としては,ガラスマツト,ガラスクロ
ス,ビニロン繊維,ポリエステル繊維,これらの繊維布
などが用いられる。
本発明における組成物および熱硬化性樹脂組成物の塗
布は,スプレー,刷け塗りなどの通常の塗料を塗布する
方法で行なうことができ,補強材とともに熱硬化性樹脂
を積層する方法も通常の方法で行なわれる。
(実施例) 以下,本発明を実施例により詳しく説明する。なお,
例中,部および%とあるのは重量部および重量%を意味
する。
合成例1 組成物(A)の合成 2−ヒドロキシエチルメタクリレート75部,ジブチル
チンジラウレート0.05部,ヒドロキノン0.1部をフラス
コに仕込み,攪拌しながら60℃に加温した。次いで,上
記フラスコ内に下記の式で示されるポリメチレンポリフ
エニルポリイソシアネート(日本ポリウレタン社製,ミ
リオネートMR−100) 25部を3時間かけて均一に滴下し,そのまま5時間反応
させて組成物(A)を得た。
合成例2 組成物(B)の合成 合成例1で使用したポリメチレンポリフエニルポリイ
ソシアネート30部,スチレン40部,ジブチルチンジラウ
レート0.05部,ヒドロキノン0.08部をフラスコに仕込
み,攪拌しながら60℃に加温した。次いで上記フラスコ
内に2−ヒドロキシエチルメタクリレート30部を合成例
1と同様に滴下し,反応させて組成物(B)を得た。
実施例1 合成例1で合成した組成物(A)100部にジメチルア
ニリン0.3部および50%ベンゾイルパーオキサイド2部
を溶解して,JIS A5304に定めるコンクリート歩道板上に
400g/m2の厚みになるように塗布した。
該組成物を室温で硬化した後,この表面に,ポリセツ
ト5595APT(日立化成工業株式会社製,商品名不飽和ポ
リエステル樹脂)100部に55%メチルエチルケトンパー
オキサイド1部を溶解した樹脂組成物とガラスマツト
(FEM−450,富士フアイバーグラス株式会社製商品名)
2枚を用いて厚み2mmのFRPを積層した。該FRPを室温で
硬化させた後,FRP表面に一辺40mmの正方形の鉄片をエポ
キシ樹脂接着剤(コニシ社製,ボンドクイツクセツト)
で接着し,その後,カツターで鉄片の周囲に歩道板に達
する切り込みを入れ,建研式接着力試験器を用いて接着
力を測定した。コンクリート歩道板から保護膜が凝集破
壊した時の強度は29kgf/cm2であつた。
実施例2 合成例1で合成した組成物(A)80部,スチレン20部
を混合した組成物にジメチルアニリン0.3部,50%ベンゾ
イルパーオキサイド2部を溶解して,実施例1と同様に
して塗布およびFRPを積層後硬化させ,接着力を測定し
た。コンクリート歩道板から保護膜が凝集破壊した時の
強度は26kgf/cm2であつた。
実施例3 合成例2で合成した組成物(B)100部にジメチルア
ニリン0.3部,50%ベンゾイルパーオキサイド2部を溶解
して実施例1と同様にしてFRPを積層後硬化させて接着
力を測定した。コンクリート歩道板から保護膜が凝集破
壊した時の強度は27kgf/cm2であつた。
比較例 実施例1において,組成物(A)を使用しなかつた以
外は,実施例1と同様にしてFRPを積層して硬化させ,
接着力を測定した。保護膜はFRPおよびコンクリート歩
道板の界面で剥離が生じ,その時の強度は4kgf/cm2であ
つた。
(発明の効果) 本発明によれば,保護膜とセメント性基材との接着力
を向上させ,かつ雨水や下水などの浸透を防止すること
ができるため,セメント性基材の耐水性,耐薬品性を向
上させることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09D 175/00 C09D 175/00 C09K 3/10 C09K 3/10 E (56)参考文献 特開 昭50−33261(JP,A) 特開 平1−290575(JP,A) 特開 昭63−210084(JP,A) 特開 昭61−141684(JP,A) 特公 昭44−18757(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 41/71

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多価イソシアネート化合物と水酸基を有す
    るエチレン性不飽和単量体を反応して得られる不飽和プ
    レポリマーを含む組成物をセメント性基材に塗布硬化し
    た後,その硬化物上に熱硬化性樹脂組成物を塗布および
    /または補強材とともに積層し,硬化させることを特徴
    とするセメント性基材の保護方法。
  2. 【請求項2】組成物がエチレン性不飽和単量体を含む組
    成物である請求項第1項記載のセメント性基材の保護方
    法。
  3. 【請求項3】請求項1記載の組成物を,セメント性基材
    に塗布硬化した後,その硬化物上に熱硬化性樹脂組成物
    を塗布および/または補強材とともに積層し,硬化させ
    た表面保護されたセメント性基材。
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