JP6243913B2 - 改善された特性を有するドライミックス配合物における使用のための再分散性ポリマー粉末混合物 - Google Patents
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Description
本発明は、セメントのドライミックス配合物、特にアルミナに富むセメントおよび再分散性ポリマー粉末を含有するドライミックス配合物における使用に好適な再分散性ポリマー粉末の混合物に関する。本発明は、ドライミックス配合物を形成するために他の成分と組み合わせた再分散性ポリマー粉末の混合物をさらに含む。
100グラムのドライミックスをプラスチック容器に入れ、既知量の水を添加してモルタルを形成する(約20グラム)。木製スティック(舌圧子)を用いて30秒間モルタルを均一にかき混ぜる。スティックを水平位置で保持しながら全モルタル組成物を木製スティックの上に置き、モルタルの一貫性を評価する。次の特性化スケールに従って、モルタルがスティック上を動くか、または垂れ下がる様子を特性化することによって一貫性を評価する:100%=動きなし;97.5%=ほぼ凝縮してわずかな動きを有する;95%=わずかな連続する動き;92.5%=速く連続する動き。
混合しながら既知量の水をドライミックスに添加することによって、均一なモルタルを調製する。モルタルをアクリルタイルの長さに沿って均一にこてで塗る。モルタルを10分間静置させる。モルタルの上にガラスプレートを置き、2.2キログラムの錘をそのガラスプレートの上に直接適用して、30秒間静置させる。錘を取り除き、プラスチックシートをガラスプレースの上に置く。このプラスチックシートは、その上に400個の等しいサイズの正方形に分割された10.16センチメートル×10.16センチメートル(4インチ×4インチ)の格子がマークされている。モルタルによって湿潤したガラスの割合を決定する。ガラスの90%超の湿潤が最適である。
混合しながら既知量の水をドライミックスに添加することによって、均一なモルタルを調製する。ブルックフィールドシンクロ−レクトリック粘度計(モデルRVT)をブルックフィールドヘリパススタンドと併せて用い、摂氏25度(℃)でスピンドルT−Fを使用してモルタルの粘度を測定する。粘度を測定するために、モルタルを比重カップに入れ、それをスピンドルがモルタルの表面にちょうど触れるように位置付ける。スピンドルを2分間、毎分5回転(rpm)で回転させる。スピンドルが回転するにつれて、回転するスピンドルが試料を通じてらせん状の経路を確立するように、粘度計を上下に動かす。スピンドルを沈めて完全回転が完了した後に最初の粘度測定を行う。粘度計が各方向に動くにつれて4回の粘度測定値を記録し、測定値の平均を記録する。モルタルを形成した直後に粘度測定を行う。400,000〜600,000センチポイズ(cps)の範囲の粘度が最適である。
外部アルカリ可溶性コポリマーシェルおよび低Tgコポリマーコアを含むアクリルコアシェルRDPを以下のように調製する。
(a)総コモノマー重量に基づいて、62重量部のスチレン、35重量部のブタジエン、および3重量部のイタコン酸(3重量%のカルボキシル化)のコモノマー含有量を有し、1500オングストロームの平均粒径および8℃のTgを有する水不溶性フィルム形成カルボキシレートスチレンブタジエン(SB)ラテックスと、(b)10重量%のポリビニルアルコール(例えば、MOWIOL(商標)4−88、MOWIOLはKuraray Europe GMBHの商標である)とを混合することによって、SB RDPを調製する。MOWIOL4−88は、4±0.8mPa*sの粘度DIN 53015(20℃で4重量%の水溶液)、87.7±1.0モル−%の加水分解の程度、1グラム当たり140±10ミリグラム水酸化カリウムのエステル値DIN 53401、10.8±0.8w/w%の残留アセチル含有量、および0.5%の最大灰含有量(Na2Oとして計算される))を有する。混合物は、混合物重量に基づいて、35重量%の固体含有量を有する。Mobile Minor噴霧乾燥器上に備えられた2つの流体ノズル噴霧器に混合物を圧送する。ノズルへの空気圧は、毎時6キログラムの気流に等しい50%フローで1バールに固定した。噴霧乾燥は、140℃に固定された入口温度を有する窒素環境下で行い、出口温度は、混合物の供給速度を調節することによって50℃±1℃を目標とした。同時に、カオリン粉末(KaMin HG90)を、得られる乾燥粉末重量に基づいて、10重量%であるように制御される量で、噴霧乾燥するためにケーキング防止剤としてチャンバに添加した。
実施例および比較例の混合物は、重量部の値に続いて、指定の水負荷におけるドライミックスおよび得られたモルタルの特性とともに表1に記載される。実施例の場合、アクリルコアシェルRDPと、VAEおよび/またはVeoVA RDPのみの組み合わせは、本発明のRDP混合物の例であり、完全混合組成物は、ドライミックス配合物の形態の本発明の混合物の例である。成分の全ての混合物の濃度は、ドライミックス配合物(「ドライミックス」)の総重量と比較して重量%で提供される。セメント、砂、炭酸リチウム、酒石酸、硫酸カルシウム、およびRDP成分を一緒に合わせることによって、ならびに2分間手で混合し、続いて混合物を23℃、相対湿度50%で24時間静置させることによって調整することにより調製する。
1.VAEおよびVAE/VeoVAコポリマーから選択されるRDPのみを使用するよりも、VAEコポリマーのRDPと併せてアクリルRDPを含有するドライミックスの場合、水負荷は減少し、固化時間は短縮され、水浸せん断強度は増加する。比較例Aは、VAE RDPのみを含有する。実施例1および2は、アクリルRDPおよびVAE RDPのブレンドを含有する。実施例1および2はそれぞれ、比較例Aよりも低い水負荷、短い固化時間、および優れた水浸せん断強度を同時に有する。
2.固化時間の短縮および水浸せん断強度の同時増加の傾向は、アクリルRDPをSB RDPとブレンドするときは観察されない。比較例Cは、SB RDPのみを含有するが、比較例DおよびEは、SB RDPとアクリルRDPとのブレンドを含有する。アクリルRDPをVAEコポリマーRDPとブレンドすることで観察される傾向とは対照的に、アクリルRDPとSB RDPとのブレンドは、水浸せん断強度の同時増加および固化時間の減少をもたらさない。実際に、固化時間の増加および水浸せん断強度の減少を伴う反対方向の可能な傾向があるように思われる。これは、アクリルRDPを別のRDPとブレンドする効果が予測可能でないことを明らかにする。
3.比較例Bは、アクリルRDP単独で、最短の固化時間および最高の推進せん断強度を提供することを示す。しかしながら、VAE RDPおよびSB RDPに関する上記の2つの観察は、別の種類のRDPとブレンドしたとき、アクリルRDPがどのように動作するかを予測できないことを明らかにする。本発明は、アクリルRDPをSB RDPのような別の種類のRDPとブレンドするときに生じる利益(および考えられる不利益)の欠如にかかわらず、アクリルRDPをVAE RDPおよびVAE/VeoVA RDPとブレンドすることからの利益があるという発見に起因する。
実施例3および4ならびに比較例Gは、重量部の値に続いて、指定の水負荷におけるドライミックスおよび得られるモルタルの特性とともに表2に記載される。比較例Gは、比較例Gの作製から数ヶ月後に作製された比較例Fの繰り返しである。実施例3および4の場合、アクリルコアシェルRDPおよびVAE/VeoVA RDPのみの組み合わせは、本発明のRDP混合物の例であり、完全混合組成物は、ドライミックス配合物の形態の本発明の混合物の例である。成分の全ての混合物の濃度は、ドライミックス配合物(「ドライミックス」)の総重量と比較して重量%で提供される。セメント、砂、炭酸リチウム、酒石酸、硫酸カルシウム、およびRDP成分を一緒に合わせることによって、ならびに2分間手で混合し、続いて混合物を23℃、相対湿度50%で24時間静置させることによって調整することにより調製する。
実施例5〜10および比較例Hは、VAEコポリマーRDPと、様々なコアTg値およびシェル厚のアクリルRDPとの混合物を探究し、表3に記載される。実施例5〜10および比較例Hの混合物は、重量部の値に続いて、指定の水負荷におけるドライミックスおよび得られるモルタルの特性とともに表3に記載される。
実施例11および比較例Jは、RDPの量が6重量部から3重量部に低減されることを除いて、実施例1および2ならびに比較例Aと同様である。より低い総重量部のRDPにおいても、VAE RDPがアクリルRDPと混合されるとき、水負荷の減少および水浸せん断強度の増加は明らかである。表4は、実施例11および比較例Jの特性を提供し、この観察を説明する。実施例および比較例の混合物は、重量部の値に続いて、指定の水負荷におけるドライミックスおよび得られるモルタルの特性とともに記載される。
Claims (13)
- a.内部コアポリマーと関連付けられた外部シェルポリマーを含む、アクリルコアシェル再分散性ポリマー粉末であって、前記コアポリマーが、摂氏−40度以上および摂氏50度以下の範囲のガラス転移温度を有するアクリルポリマーであり、前記シェルポリマーが、前記コアポリマーよりも多くのカルボキシル基官能基を含有するアルカリ可溶性ポリマーであり、前記アクリルコアシェル再分散性粉末が、摂氏150度以上および摂氏500度以下の範囲の沸点および3.5重量%以下の水溶解度を有する核形成剤をさらに含む、アクリルコアシェル再分散性粉末と、
b.酢酸ビニルエチレンコポリマー再分散性ポリマー粉末、および酢酸ビニルエチレンコポリマーとバーサチック酸(versatic acid)のビニルエステルコポリマーとのブレンドのポリマー粉末から選択される第2の再分散性ポリマー粉末と、を含む混合物であって、
前記アクリル再分散性ポリマー粉末(a)の濃度が、再分散性粉末(a)および(b)の総合重量の20重量%超〜100重量%未満である、混合物。 - コロイド安定剤をさらに含む前記アクリルコアシェル再分散性ポリマー粉末をさらに特徴とする、請求項1に記載の混合物。
- 総シェルコポリマー重量の5重量%以上および40重量%以下の範囲の濃度で前記シェルコポリマーに共重合される、酸モノマーおよび無水モノマーから選択されるモノマーを含む前記シェルコポリマーをさらに特徴とする、請求項1または2に記載の混合物。
- アルカリ不溶性である前記コアコポリマーをさらに特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の混合物。
- シェルコポリマーおよびコアコポリマーの総合重量に対して、5重量%以上の濃度で存在する前記シェルコポリマーをさらに特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の混合物。
- 前記アクリルコアシェル再分散性ポリマー粉末の総重量に対して、5重量%未満の濃度で存在する前記核形成剤をさらに特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の混合物。
- コアシェル再分散性ポリマー粉末および第2の再分散性ポリマー粉末の総重量に基づいて、40重量%以上〜100重量%未満の濃度で存在する前記アクリルコアシェル再分散性ポリマー粉末をさらに特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の混合物。
- コアシェル再分散性ポリマー粉末および第2の再分散性ポリマー粉末の総重量に基づいて、50重量%未満の濃度で存在する前記コアシェル再分散性ポリマー粉末をさらに特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の混合物。
- 摂氏15度以上および摂氏20度以下の範囲のガラス転移温度を有する前記コアコポリマーをさらに特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の混合物。
- ポルトランドセメント、アルミナに富むセメントの重量に基づいて、30重量%を超えるアルミナ含有量を有するアルミナに富むセメント、および硫酸カルシウムをさらに含む、請求項1〜9のいずれかに記載の混合物。
- 前記混合物中の唯一の再分散性ポリマー粉末(RDP)が、請求項1〜9のいずれかに記載のRDP混合物である、請求項10に記載の混合物。
- 総ドライミックス配合物重量に基づく重量%セメントで、0.5重量%以上および10重量%以下の範囲内のアルミナに富むセメントの濃度、および25重量%以上および40重量%以下の範囲内のポルトランドセメントの濃度をさらに特徴とする、請求項10に記載の混合物。
- 前記混合物中の唯一のRDPが、請求項1〜9のいずれかに記載のRDP混合物である、請求項12に記載の混合物。
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