JP4804409B2 - ポリマーセメント組成物 - Google Patents

Description

本発明は、優れた曲げ強度や圧縮強度を有するポリマーセメント組成物に関するものである。

ポリマーセメントは、ポリマーの添加によって機械的物性、耐薬品性、硬化収縮等を改質したセメントであり、補修材、防食材、防水材、化粧仕上げ材等、建築・土木の各分野に利用されている。前記ポリマーとしては、樹脂エマルジョン、水溶性樹脂、再乳化樹脂粉末等が用いられている。さらに、前記樹脂エマルジョンとしては、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン、アクリル樹脂エマルジョン、スチレン−ブタジエン共重合樹脂エマルジョン等が使用されているが、性能にはそれぞれ一長一短があるため、用途に応じて使い分けされている。

ポリマーセメントの性能は、ポリマーとして何を選択するかというだけではなく、セメントとポリマーの比率をどのようにするかということにも影響を受ける。例えば、曲げ強度を向上させたい場合、ポリマーの比率を高くすれば曲げ強度が向上するが、ポリマーが過剰になるとセメントの水和反応を阻害してしまい、逆に強度が低下することとなる。従って、単にポリマーの比率を高くしても強度の向上には限界があり、コンクリートパイルや高層建築用柱等のように高い強度が求められる用途においては、少ない添加量でも十分な強度を発現できるポリマーが求められている。特許文献１には耐薬品性等に優れ、施工性にもすぐれるポリマーセメントモルタル組成物が開示されているが、曲げ強度や圧縮強度については従来のポリマーセメントと別段変わりないものであった。
特許第３４７０２４０号公報

本発明の課題は、従来知られたポリマーでは成し得なかった優れた曲げ強度や圧縮強度を有するポリマーセメント組成物を提供するものである。

前記課題を解決するため、本発明者らは酢酸ビニル樹脂エマルジョンに着目した。酢酸ビニル樹脂エマルジョンは耐アルカリ性に劣るため、アルカリ条件下で使用されるポリマーセメント用途には不向きと考えられたが、本発明者らが鋭意検討を行ったところ、特定の酢酸ビニル樹脂エマルジョンを用いた場合に従来知られたポリマーセメントよりも曲げ強度や圧縮強度が優れることを見出し、さらに検討を重ねて本発明を完成させた。

本発明は、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン及びアクリル樹脂エマルジョンの存在下において、酢酸ビニルを含有する単量体を重合して得られる酢酸ビニル系樹脂エマルジョンを含有することを特徴とするポリマーセメント組成物である。

本発明のポリマーセメント組成物は、優れた曲げ強度や圧縮強度を有するため、補修材、防食材、防水材、化粧仕上げ材等の他、コンクリートパイルや高層建築用柱等のように高い強度が求められる用途に好適である。

本発明のポリマーセメント組成物は、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン及びアクリル樹脂エマルジョンの存在下において、酢酸ビニルを含有する単量体を重合して得られる酢酸ビニル系樹脂エマルジョンを含有することを特徴とする。エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンは、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）や必要に応じて界面活性剤等の存在下、エチレン及び酢酸ビニルを含む単量体を重合することにより得られる樹脂エマルジョンである。アクリル樹脂エマルジョンは、界面活性剤の存在下でアクリル酸エステル類やメタクリル酸エステル類、これらの共重合可能な単量体等を重合することにより得られる樹脂エマルジョンである。これらの存在下において酢酸ビニル等を重合する際、さらにＰＶＡを添加することが好ましく、必要により界面活性剤等を併用しても良い。

酢酸ビニル系樹脂エマルジョンの全固形分に対して、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンやアクリル樹脂エマルジョンの固形分をそれぞれ３〜４０重量％とすることが好ましく、５〜２０重量％とすることがより好ましい。この範囲内であれば、酢酸ビニル系樹脂エマルジョン重合時の安定性及び得られるポリマーセメント組成物の強度を両立できる。

本発明のポリマーセメント組成物は、前記酢酸ビニル系樹脂エマルジョンの他、通常のポリマーセメントに用いられる各種配合材料を用いることができる。セメントは用途に応じて各種セメントを使用でき、硅砂、石膏等の各種骨材や、消泡剤、ケイ酸ソーダ等の硬化促進剤、メチルセルロース等の増粘剤等を配合することができる。

以下、実施例、比較例に基づき本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。

酢酸ビニル系樹脂エマルジョンの合成
攪拌装置、温度計、還流管、温度調整装置を備えた反応容器に水４２重量部を加え、ＰＶＡとしてＢ−０５（電気化学工業株式会社製、重合度５００、ケン化度８６〜８８モル％、商品名）４重量部を分散させて８０℃に加熱し、１時間攪拌することによりＰＶＡを溶解させた。ＰＶＡ溶液にエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョンとして＃９０（電気化学工業株式会社製、固形分５５％、商品名）１０重量部、アクリル樹脂エマルジョンとしてＣ−７０（ガンツ化成株式会社製、固形分５５％、Ｔｇ−３０℃、商品名）８重量部を加え、８０℃に保ちながら水５重量部に溶解させた酒石酸０．１重量部及び過酸化水素水（３５重量％）０．０５重量部を添加し、その後３時間かけて酢酸ビニル３０重量部及び過酸化水素水（３５重量％）０．２重量部を滴下し、滴下終了後にさらに８０℃で１時間攪拌し、冷却した後にＳＮ−デフォーマー３９８（サンノプコ株式会社製、商品名）１重量部を添加することにより、酢酸ビニル系樹脂エマルジョンＡ（固形分４５％）を得た。

前記酢酸ビニル系樹脂エマルジョンＡの合成において、＃９０を使用せず、Ｃ−７０を１８重量部とした他は前記合成方法従い、酢酸ビニル系樹脂エマルジョンＢ（固形分４５％）を得た。

前記酢酸ビニル系樹脂エマルジョンＡの合成において、Ｃ−７０を使用せず、＃９０を１８重量部とした他は前記合成方法従い、酢酸ビニル系樹脂エマルジョンＣ（固形分４５％）を得た。

実施例１
普通ポルトランドセメント４５０重量部、ＪＩＳ Ｒ５２６１の１０．２に規定する標準砂１３５０重量部、酢酸ビニル樹脂エマルジョンＡ １００重量部を混合し、さらにＪＩＳ Ａ１１７１の６．１に規定するフロー値が１７０±５となるように水を添加して、実施例１のポリマーセメント組成物を得た。

比較例１
実施例１において、酢酸ビニル系樹脂エマルジョンＡ１００重量部をエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン（固形分４５％、市販品）１００重量部とした他は実施例１と同様に行い、比較例１のポリマーセメント組成物を得た。

実施例１において、酢酸ビニル系樹脂エマルジョンＡ１００重量部を酢酸ビニル系樹脂エマルジョンＢ１００重量部とした他は実施例１と同様に行い、比較例２のポリマーセメント組成物を得た。

実施例１において、酢酸ビニル系樹脂エマルジョンＡ１００重量部を酢酸ビニル系樹脂エマルジョンＣ１００重量部とした他は実施例１と同様に行い、比較例３のポリマーセメント組成物を得た。

各ポリマーセメント組成物について、ＪＩＳ Ａ１１７１の７．２に準拠して曲げ強さ及び圧縮強さ試験を行った。また、ＪＩＳ Ａ１１７１の７．３に準拠して接着強さを試験を行い、表１にまとめた。

実施例１のポリマーセメント組成物は、比較例の各ポリマーセメント組成物よりも曲げ強さ、圧縮強さともに優れていた。一方、比較例２、３の各ポリマー組成物は、従来知られた比較例１のポリマーセメント組成物と比較して、曲げ強さ、圧縮強さともにほとんど差が見られず、接着強度は大幅に劣っていた。

Claims (1)

1. エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂エマルジョン及びアクリル樹脂エマルジョンの存在下において、酢酸ビニルを含有する単量体を重合して得られる酢酸ビニル系樹脂エマルジョンを含有することを特徴とするポリマーセメント組成物。