JP6092257B2 - 水性分散液 - Google Patents
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Description
前記ポリマーPは、10nm以上で1000nm以下の数平均粒径および−55℃以上で30℃以下の範囲のガラス転移温度を有し、かつ重合された形で、
0.1質量%以上で10質量%以下の、少なくとも1種のヒドロキシアルキルアクリレート、ヒドロキシアルキルメタクリレートおよび/またはα,β−モノエチレン性不飽和のC3〜C6−モノカルボン酸もしくはC4〜C6−ジカルボン酸のアミド(モノマーA)と、
0質量%以上で0.5質量%以下の、少なくとも1種のα,β−モノエチレン性不飽和のC3〜C6−モノカルボン酸もしくはC4〜C6−ジカルボン酸(モノマーB)と、
0質量%以上で10質量%以下の、メチルメタクリレート(モノマーC)と、
90質量%以上で99.9質量%以下の、前記モノマーA〜Cとは異なる少なくとも1種の更なるエチレン性不飽和モノマー(モノマーD)と、
から構成されており、前記モノマーA〜Dの量は、合計して100質量%となり、かつ
前記ケイ酸カルシウム水和物は、0.1nm以上で100nm以下の質量平均粒径を有する前記セメント不含の水性分散液である。
0.1質量%以上で10質量%以下の、少なくとも1種のモノマーAと、
0質量%以上で0.5質量%以下の、少なくとも1種のモノマーBと、
0質量%以上で10質量%以下の、モノマーCと、
90質量%以上で99.9質量%以下の、少なくとも1種のモノマーDと、
から構成されており、特に好ましくは
2.0質量%以上で8.0質量%以下の、少なくとも1種のモノマーAと、
0質量%以上で0.2質量%以下の、少なくとも1種のモノマーBと、
0質量%以上で2.0質量%以下の、モノマーCと、
92質量%以上で98質量%以下の、少なくとも1種のモノマーDと、
から構成されており、その際、前記モノマーA〜Dの量は、それぞれ合計して100質量%(全モノマー量)となる前記ポリマーPを使用することである。
1/Tg=x1/Tg1+x2/Tg2+…xn/Tgn
[式中、x1、x2、…xnは、モノマー1、2、…nのモノマー分率を意味し、かつTg1、Tg2、…Tgnは、それぞれ前記モノマー1、2、…nのうち1つだけから構成されたポリマーのガラス転移温度(ケルビン度)を意味する]に当てはまる。殆どのエチレン性不飽和モノマーのホモポリマーのガラス転移温度は知られており(もしくは簡単に自体公知のように実験的に測定でき)、かつ例えばJ. Brandrup, E.H. Immergut, Polymer Handbook 1st Ed. J. Wiley, New York, 1966、2nd Ed. J. Wiley, New York, 1975および3rd Ed. J. Wiley, New York, 1989ならびにウールマンの工業化学事典、第169頁、Chemie出版、Weinheim、1992年に挙げられている。
Xは、ナトリウムおよび/またはカリウムを表し、
Yは、マグネシウム、ストロンチウムおよび/またはバリウムを表し、かつ
aは、0.1以上で2以下の値を表し、
bは、0以上で0.5以下の値を表し、
cは、0以上で2以下の値を表し、
dは、0以上で1以下の値を表し、かつ
eは、1以上で6以下の値を表す]を有する。
特に好ましくは、
aは、0.6以上で1.8以下の値を表し、
bは、0以上で0.2以下の値を表し、
cは、0以上で0.1以下の値を表し、
dは、0以上で0.1以下の値を表し、かつ
eは、1以上で6以下の値を表す。
A)ケイ酸カルシウム水和物の水性分散液の製造
第一ステップにおいて、3種の水溶液:
溶液1: 10.7gのメタケイ酸ナトリウム(Na2SiO3・5 H2O)および30.0gの脱イオン水
溶液2: 12.0gの硝酸カルシウム四水和物および11.1gの脱イオン水
溶液3: 13.0gのGlenium(登録商標)ACE 30(BASF SE社製のコンクリート流動化剤)および920.3gの脱イオン水
を、20〜25℃(室温)で、相応の塩もしくはポリマーを脱イオン水中に溶解させることによって製造した。
ポリマー分散液D
アンカー型撹拌機、加熱・冷却装置ならびに種々の供給路を有する4Lのガラス容器において、室温で、
400.0gの脱イオン水と、
6.8gのポリスチレンシードラテックス(固体含量33質量%;質量平均粒径28nm)
を装入し、引き続き撹拌(140rpm)しながら内部温度90℃にまで加熱した。この温度に達した後に、10質量%の開始剤溶液を1回で添加し、そして得られた混合物を5分間にわたり撹拌した。それに引き続き、同時に始めて、モノマーエマルジョンの全量を180分にわたり、そして開始剤溶液の残りの量を、195分にわたり、連続的にかつ流量を留めたままで空間的に別々の供給路を介して計量供給した。
8.4gのペルオキソ二硫酸ナトリウム
111.6gの脱イオン水
モノマーエマルジョン:
544.0gの脱イオン水、
61.5gの、脂肪アルコールポリグリコールエーテルスルフェートの32質量%水溶液(BASF SE社のEmulphor(登録商標)FAS 30)、
140.0gの、脂肪アルコールポリエトキシレートの20質量%水溶液(BASF SE社のLutensol(登録商標)AT 18)、
5.0gの、ラウリル硫酸ナトリウムの15質量%水溶液、
90.0gのヒドロキシエチルメタクリレート、
480.0gのスチレン、
15.0gのメチルメタクリレート、
30.0gのn−ブチルアクリレート、および
815.0gの2−エチルヘキシルアクリレート
比較分散液V1の製造は、ポリマー分散液Dの製造と全く同様に行ったが、30.0gのアクリル酸を15.0gのメチルメタクリレートに代えて使用し、かつ800.0gの2−エチルヘキシルアクリレートを815.0gの2−エチルヘキシルアクリレートに代えて使用したという変更を加えた。
比較分散液V2の製造は、ポリマー分散液Dの製造と全く同様に行ったが、480.0gのメチルメタクリレートを480.0gのスチレンおよび15.0gのメチルメタクリレートに代えて使用し、かつ830.0gの2−エチルヘキシルアクリレートを815.0gの2−エチルヘキシルアクリレートに代えて使用したという変更を加えた。
I)貯蔵安定性の測定
脱イオン水での希釈によって、前記ポリマー分散液Dならびに比較分散液V1およびV2を固体含量56.0質量%に調整した。
応用技術的特性の測定のために、水性分散液D、V1、V2、CD、CV1およびCV2を用いてモルタル混合物を製造した。その使用前に、全ての水性分散液D、V1、V2、CD、CV1およびCV2を7日間にわたり閉じた容器に23℃で貯蔵した。
25質量%のポルトランドセメントMilke CEM I 42.5と、
25質量%の珪砂(粒度<0.09mm)と、
25質量%の珪砂(粒度0.08〜0.2mm)と、
25質量%の珪砂(粒度0.2〜0.5mm)と、
からなる均質な乾燥混合物をタンブラーミキサーにおける混合によって製造した。
「オープンタイム」とは、当業者は、モルタル混合物がなおも塑性変形可能であり、従って加工可能に留まっている間の時間と理解する。オープンタイムの測定のために、製造されたばかりのコンクリート混合物AD、AV1、AV2およびACDを、23℃の温度で5分毎に手動で手作業によってへらで撹拌し、粘度変化を観察した。急な粘度上昇がオープンタイムの終わりを示す。得られた結果を第2表にまとめる。30分以上のオープンタイムが好ましい。
完全硬化時間の調査のために、アルミニウム板を自己粘着性テフロンシートで被覆した。このシート上に、引き続き製造したばかりのモルタル混合物AD、AV1、AV2およびACDをへらを用いて約2.5mmの高さで塗布した。塗布されたモルタル混合物の塗布と貯蔵は、標準雰囲気条件下で行った。
標準雰囲気下で28日貯蔵した後の付着引張強度の調査は、DIN EN 14891(2007年11月版)に準拠して行った。
Claims (20)
- ポリマーPの粒子およびケイ酸カルシウム水和物の粒子を分散された形で含有するセメント不含の水性分散液であって、
前記ポリマーPは、10nm以上で1000nm以下の数平均粒径および−55℃以上で30℃以下の範囲のガラス転移温度を有し、かつ重合された形で、
0.1質量%以上で10質量%以下の、少なくとも1種のヒドロキシアルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のヒドロキシアルキルメタクリレート(モノマーA)と、
0質量%以上で0.5質量%以下の、少なくとも1種のα,β−モノエチレン性不飽和のC3〜C6−モノカルボン酸もしくはC4〜C6−ジカルボン酸(モノマーB)と、
0質量%以上で10質量%以下の、メチルメタクリレート(モノマーC)と、
90質量%以上で99.9質量%以下の、前記モノマーA〜Cとは異なる少なくとも1種の更なるエチレン性不飽和モノマー(モノマーD)と、
から構成されており、前記モノマーA〜Dの量は、合計して100質量%となり、かつ
前記ケイ酸カルシウム水和物は、0.1nm以上で100nm以下の質量平均粒径を有する前記セメント不含の水性分散液。 - 請求項1または2に記載の水性分散液であって、
aは、0.6以上で1.8以下の値を表し、
bは、0以上で0.2以下の値を表し、
cは、0以上で0.1以下の値を表し、
dは、0以上で0.1以下の値を表し、かつ
eは、1以上で6以下の値を表す前記水性分散液。 - 請求項1から3までのいずれか1項に記載の水性分散液であって、前記ケイ酸カルシウム水和物は、5nm以上で20nm以下の質量平均粒径を有する前記水性分散液。
- 請求項1から4までのいずれか1項に記載の水性分散液であって、前記ポリマーPは、重合された形で、
2.0質量%以上で8.0質量%以下の少なくとも1種のモノマーAと、
0質量%以上で0.2質量%以下の少なくとも1種のモノマーBと、
0質量%以上で2.0質量%以下のモノマーCと、
92質量%以上で98質量%以下の少なくとも1種のモノマーDと、
から構成されている前記水性分散液。 - 請求項1から5までのいずれか1項に記載の水性分散液であって、前記モノマーAは、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレートおよび3−ヒドロキシプロピルメタクリレートからなる群から選択される少なくとも1種のモノマーである前記水性分散液。
- 請求項1から6までのいずれか1項に記載の水性分散液であって、前記モノマーDは、90質量%以上が、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、エチルアクリレートおよび/または1,4−ブタジエンまたは前記モノマーとスチレンとの混合物からなる前記水性分散液。
- 請求項1から7までのいずれか1項に記載の水性分散液であって、前記ポリマーPは、100nm以上で500nm以下の数平均粒径を有する前記水性分散液。
- 請求項1から8までのいずれか1項に記載の水性分散液であって、前記ポリマーPは、−35℃以上で15℃以下の範囲のガラス転移温度を有する前記水性分散液。
- 請求項1から9までのいずれか1項に記載の水性分散液であって、前記ポリマーPの前記ケイ酸カルシウム水和物に対する質量比(固体として計算して)は、1:1〜90:1である前記水性分散液。
- 請求項1から10までのいずれか1項に記載の水性分散液であって、前記ポリマーPは、水性ポリマー分散液の形で使用される前記水性分散液。
- 請求項1から11までのいずれか1項に記載の水性分散液であって、前記ケイ酸カルシウム水和物は、水性分散液の形で使用される前記水性分散液。
- 請求項11または12に記載の水性分散液の製造方法であって、前記ケイ酸カルシウム水和物の水性分散液を、5℃以上で40℃以下の温度で、前記ポリマーPの水性分散液へと添加し、そして得られた水性分散液を均質に混合することを特徴とする前記製造方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記ケイ酸カルシウム水和物は、メタケイ酸ナトリウム[Na 2 O・n SiO 2 、式中、nは、1〜4である]と硝酸カルシウム、酢酸カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸カルシウムおよび/またはギ酸カルシウムとを水性媒体中で反応させることによって製造されたものである前記方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記ケイ酸カルシウム水和物中のCa/Siモル比は、1:1〜1:1.6である前記方法。
- 請求項14または15に記載の方法であって、前記反応は、水性媒体中に溶解された有機櫛形ポリマーの存在下で実施されている前記方法。
- ポリマー粉体組成物の製造方法であって、請求項1から12までのいずれか1項に記載の水性分散液を乾燥にかけることを特徴とする前記製造方法。
- 請求項17に記載の方法であって、請求項1から12までのいずれか1項に記載の水性分散液を噴霧乾燥にかけることを特徴とする前記方法。
- 請求項1から12までのいずれか1項に記載の水性分散液または請求項17または18に記載の方法により得られるポリマー粉体組成物を、水硬性材料の水性配合物における添加剤として用いる使用。
- 請求項1から12までのいずれか1項に記載の水性分散液を含有する水硬性材料の水性配合物。
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