JP7163012B2

JP7163012B2 - パテ用樹脂組成物

Info

Publication number: JP7163012B2
Application number: JP2017187901A
Authority: JP
Inventors: 亮太元木
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2022-10-31
Anticipated expiration: 2037-09-28
Also published as: JP2019059901A

Description

本発明は固形分が高く充填性に優れ、作業性もよいパテ用樹脂組成物に関する。

建築現場においてはパネルの目地を埋めるなどの目的でパテが使用されている。パテは主にバインダーとなる樹脂成分と無機充填材から構成されるが、乾燥硬化時に目減りしてしまうと目的を果たせないため、固形分を高くすることが求められている。
固形分を高くするためには無機充填材を多く配合すればよいが、混和時の安定性や、塗布性が低下するという問題が生じていた。この問題を解決するためには界面活性剤などの混和剤を添加する方法が考えられるが、耐水性が低下してしまうため実際に用いることは難しかった。

特許文献１には、内装用コーキング材として適した樹脂組成物が開示されているが、固形分の向上には限界があり、改善の余地があった。
特開平2-187487号公報

本発明の課題は、固形分が高く充填性に優れ、作業性もよいセメントの改質性に優れるパテ用樹脂組成物を提供することである。

本発明はアクリル樹脂エマルジョンおよび無機充填材を含有する樹脂組成物であって、アクリル樹脂エマルジョンを構成する単量体におけるイタコン酸の割合が０．１～５重量％であり、アクリル系単量体としてメタクリル酸２－ヒドロキシエチル、２－ヒドロキシプロピルアクリレートからなる群から少なくとも一つ選択される水酸基含有単量体の割合が０．５～４重量％、メタクリル酸メチルの割合が２５．５～３６．５重量％、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、２-エチルヘキシルアクリレート、メチルアクリレート、ｎ－オクチルアクリレート、イソノニルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチルメタアクリレート、ｎ－ブチルメタクリレート、２－エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレートからなる群から少なくとも一つ選択されるアルキルエステル系単量体（但しメタクリル酸メチルを除く）の割合が６０～７０重量％であり、アクリル樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して無機充填材を６００～２０００重量部含有することを特徴とするパテ用樹脂組成物である。

本発明のパテ用樹脂組成物は、固形分が高いため充填性に優れる。また、固形分が高くても製造時の安定性および作業性がよい。セメントの改質性に優れ、セメントとの混和の際にゲル化や急激な増粘が生じにくい。

本発明のパテ用樹脂組成物はアクリル樹脂エマルジョンを含有する。アクリル樹脂エマルジョンはパテ用樹脂組成物硬化後の無機充填材を保持するバインダー成分となる。アクリル樹脂エマルジョンの製造方法としては、界面活性剤の存在下、アクリル系単量体に重合開始剤を添加して加熱する方法等が挙げられる。

アクリル系単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ－ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、２－エチルヘキシルアクリレート、ｎ－オクチルアクリレート、イソノニルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレートなどのアクリル酸アルキルエステル系単量体、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ－ブチルメタクリレート、２－エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレートなどのメタクリル酸アルキルエステル単量体、スチレン、α－メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン等の芳香族ビニル系単量体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等の飽和脂肪酸ビニル系単量体、アクロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体、エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのオレフィン系単量体、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－ヒドロキシメタクリレートなどの水酸基含有単量体、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、シトラコン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボキシル基含有単量体、無水マレイン酸等のエチレン系カルボン酸無水物、モノブチルマレイン酸などのエチレン系ジカルボン酸のモノアルキルエステル、およびこれらのアンモニウム塩もしくはアルカリ金属塩などのエチレン系カルボン酸塩類、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどのエチレン系カルボン酸の酸アミド類、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレートなどのエチレン系カルボン酸とアミノ基を有するアルコールとのエステル類などを単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、必要に応じてさらにジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフタレートなどの多官能単量体を用いることができる。

中でも無機充填材の配合割合を高めるため、単量体としてイタコン酸を０．１～５重量％用いる必要がある。イタコン酸に加えて他のカルボキシル基含有単量体を併用することは可能であるが、イタコン酸に代えて他のカルボキシル基含有単量のみを用いると、無機充填材の配合割合を高くした際の安定性に欠けるため好ましくない。

また、水酸基含有単量体を用いることにより、無機充填材の配合割合を高めることができる。その他の単量体との組み合わせによってアクリル樹脂エマルジョンのガラス転移温度（Ｔｇ）が決まり、用途に応じて適宜選択される。

界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシアルキレンアルキルフェノールエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックポリマー等の非イオン性界面活性剤、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、アルキルスルホコハク酸エステル塩類及びその誘導体類、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルアリルエーテル硫酸エステル類等の陰イオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、ポリオキシエチルアルキルアミン等の陽イオン性界面活性剤、アルキルベタイン等の両性界面活性剤が挙げられる。また、反応性不飽和基を有する界面活性剤も使用することができる。
界面活性剤は単量体の全量に対して通常０．１～１０重量％用いられ、乳化重合の反応適性や、得られるアクリル系樹脂エマルジョンの各種安定性及び耐水性等の観点から約０．５～７重量％用いるのが好ましい。

乳化重合を行う際、重合開始剤として過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩、過酸化水素水、ｔ－ブチルハイドロパーオキサイドなどの水性ラジカル重合開始剤またはこれらの混合物を用いることができる。重合開始剤の使用量は、重合性単量体全量に対して通常は０．１～５重量部、好ましくは０．１～２重量部である。
また、還元剤の存在下で重合開始剤を用いることにより、レドックス系を形成することができる。そのような還元剤としては亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、ピロ亜硫酸塩などのアルカリ金属塩やアンモニウム塩、Ｌ－アスコルビン酸、酒石酸などのカルボン酸類が挙げられる。還元剤の使用量は重合性単量体全量に対して０．１～５重量部、好ましくは０．１～２重量部である。

乳化重合は、例えば、還流冷却管、温度計、攪拌機、モノマー滴下孔などを備えた反応容器に水と一部の乳化剤を添加して６０℃以上に昇温し、残りの乳化剤、水および単量体を配合・攪拌して予め乳化した乳化液と、重合開始剤の水溶液とを攪拌しつつ滴下して進行させることができる。

無機充填材は本発明のパテ用樹脂組成物の充填性に寄与する成分となる。例えば、炭酸カルシウム、雲母、マイカ、タルク、けい酸カルシウム、クレー、シリカ、二酸化チタン、カーボンブラックなどが挙げられる。本発明において、アクリル樹脂エマルジョンが前記特性を有することにより、より多くの充填材を配合できる。配合量はアクリル樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して充填材６００～２０００重量部が好ましく、６００～１０００重量部がより好ましい。配合物の不揮発分としては８５～９５％が好ましく、８５～９０％がより好ましい。

本発明のパテ用樹脂組成物にはさらに、必要により可塑剤、消泡剤、防腐剤などを配合してもよい。

以下、本発明について実施例、比較例を挙げてより詳細に説明するが、具体例を示すものであって、特にこれらに限定するものではない。

実施例１
冷却管、温度計、窒素ライン、ステンレス製撹拌羽根をそなえた反応容器にイオン交換水６２重量部を仕込み、１５０ｒｐｍにて撹拌・窒素置換した。次いでアクリル酸エチル（ＥＡ）２０重量部、アクリル酸ブチル（ＢＡ）４０重量部、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）３４．５重量部、メタクリル酸２－ヒドロキシエチル（２－ＨＥＭＡ）４重量部、イタコン酸（ＩＡ）０．５重量部、アクリル酸（ＡＡ）１重量部からなる単量体混合液に対して、イオン交換水３０重量部、反応性不飽和基を有するアニオン性界面活性剤であるアクアロンＢＣ－１０２５（第一工業製薬社製、商品名）２．５重量部からなる界面活性剤水溶液を加えて撹拌し、乳化モノマー液を調製した。
内温６５℃に維持した反応容器に乳化モノマー液のうち５％を反応容器に投入し、ついで過硫酸アンモニウム１０％水溶液、重亜硫酸ソーダ１０％水溶液をそれぞれ各１重量部を添加してシード重合を開始した。３０分後に内温を７０℃に維持し、乳化モノマー液の残り全量を３．５時間かけて滴下した。その後内温を７０℃に維持し、６０分後にt-ブチルヒドロキシパーオキシド０．２重量部、エリソルビン酸０．２重量部を加えて未反応モノマーを除去した。その後３０分間内温を７０℃に維持することにより、不揮発分４５％の実施例１のアクリル樹脂エマルジョンを得た。

実施例１で用いた原材料の他、単量体として２－エチルヘキシルアクリレート（２－ＥＨＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）、シランカップリング剤（ＫＢＭ－５０３／信越化学工業社製、商品名）、非反応性アニオン性界面活性剤であるテイカパワーＢＮ２０６０Ａ（テイカ社製、商品名）、ハイテノールNF-17（第一工業製薬社製、商品名）、非反応性ノニオン性界面活性剤であるＤＫＳＮＬ－４５０（第一工業製薬社製、商品名）、エマルゲンＡ－５００（花王社製、商品名）を用い、単量体および界面活性剤の配合割合を表１記載のように変更した他は実施例１と同様に行い、実施例２～５、比較例１～４の各アクリル樹脂エマルジョンを得た。

フィラー混和性
各アクリル樹脂エマルジョンの樹脂分１００重量部に対して炭酸カルシウムを９００重量部混合した際に急激な増粘がない場合は○、ゲル化または急激な増粘が発生した場合は×とした。

耐クラック性
エマルジョン（樹脂分）１００重量部に対して炭酸カルシウムを９００重量部混合してコテで塗り広げた。初期と３０分経過後の塗膜外観がクラック発生ない場合は○、クラック発生が多数ある場合は×とした。

作業性
エマルジョン（樹脂分）１００重量部に対して炭酸カルシウムを９００重量部混合した際に３０分経過した後に塗り広げ可能な場合は○、塗り広げ不可な場合は×とした。

イタコン酸を使用した実施例１～５は良好なフィラー混和性、耐クラック性、作業性となる結果が得られた。一方、イタコン酸を使用しない比較例１～４ではフィラー混和性、耐クラック性、作業性いずれの項目でも使用時と比較して悪化する結果となった。

Claims

アクリル樹脂エマルジョンおよび無機充填材を含有する樹脂組成物であって、アクリル樹脂エマルジョンを構成する単量体におけるイタコン酸の割合が０．１～５重量％であり、アクリル系単量体としてメタクリル酸２－ヒドロキシエチル、２－ヒドロキシプロピルアクリレートからなる群から少なくとも一つ選択される水酸基含有単量体の割合が０．５～４重量％、メタクリル酸メチルの割合が２５．５～３６．５重量％、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、２-エチルヘキシルアクリレート、メチルアクリレート、ｎ－オクチルアクリレート、イソノニルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチルメタアクリレート、ｎ－ブチルメタクリレート、２－エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレートからなる群から少なくとも一つ選択されるアルキルエステル系単量体（但しメタクリル酸メチルを除く）の割合が６０～７０重量％であり、アクリル樹脂エマルジョンの固形分１００重量部に対して無機充填材を６００～２０００重量部含有することを特徴とするパテ用樹脂組成物。
前記アルキルエステル系単量体が、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、２-エチルヘキシルアクリレートからなる群から選択される単量体であることを特徴とする請求項１記載のパテ用樹脂組成物。