JPH0350145A - 弾性ポリマーセメントモルタル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明の弾性ポリマーセメントモルタルは建築物の屋上
部、外壁等の仕上材として有用である。

又、鋼管や鋼製構造物の内外百のライニング材としても
有用である。

〔従来の技術及びその問題点〕

建築物の外装材や防水材としては、ポルトランドセメン
ト、細骨材、顔料にエポキシ樹脂バインダーを配合し九
マスチックコート材やポルトランドセメント、細骨材、
顔料にＳＢＲラテックスやポリ酢酸ビニル系エマルジョ
ンをバインダーとして配合したポリマーセメントモルタ
ルが使用されている。

前者のマスチックコート材は立体感のある仕上りが得ら
れ、また厚塗シできる利点を有するが、付着力が弱く、
弾力性に欠け、躯体建築物へのクラック追従性に乏しい
。後者のポリマーセメントモルタルは、一応の柔軟性を
有し、耐クラツク性を具備しているが、より弾性の高い
、よシ高度の耐クラツク性を有し、耐寒性を有する塗膜
を与えるものの出現が望まれていた。

かかる要望を満すものとして、特公昭６２−２５６４０
号公報に開示されるセメント（Ａ）および細骨材＠を主
成分とする主材、およびフィルム伸び＄１５００４以上
でガラス転移温度が一１０℃以下のアクリル系重合体（
Ｃ）を含有するエマルジョンを主成分とする混和材とか
らなり、重量比で（Ａ）／（６）がＺｏｏ１５０〜３０
０であシ、かつ（Ａ）／（Ｃ）が１００／２５〜１００
であるゴム状高弾性無機系仕上材が実用化された。

このポリマーセメントモルタルは、耐寒性、弾性、耐ク
ラツク性が従来のものよシ格段とすぐれる塗膜を与え、
防水性に優れるものである。

一般にエマルジョン樹脂のガラス転移温度（Ｔｆ）が低
い程、よシ伸びのある、かつ、耐寒性のある塗Ｗｊ！、
ヲ与える傾向があり、微弾性を含む弾性塗膜用のエマル
ジョンとしてＴｆが一４０〜＋１０℃のエマルジョンが
使用される。表面仕上材として用いるには、上述の特公
昭６２−２５６４０号公報に記載されるように樹脂水性
エマルジョンにセメント及び細骨材の無機充填材を配合
している。

しかし、とのようなゴム状弾性ポリマーセメントモルタ
ルは静置しておくと樹脂エマルジョンと無機フィラーが
分離し、樹脂エマルジョンの一部が分離する傾向がある
。従って、仕上材を建築物に塗布した場合、塗膜の表面
側に樹脂エマルジョンが移行し、塗膜は粘着性を帯び、
■こて塗シ作業時に１！１膜がこてにべとつき、こて塗
シ作業が困難になる。■エマルジョンの乾燥皮膜がセメ
ントモルタルの表面を覆い、内部のポリマーセメントモ
ルタルの乾燥（芯乾き）が遅くなる欠点がある。

ポリマーセメントモルタルの分散性あるいは芯乾き性を
向上させるために、カルボキシメチルセルロース（ＣＭ
Ｃ）、カルボキシエチルセルロース（ＣＥＣ）、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性ポリ
マーの増粘剤等を配合することが行なわれるが、増粘剤
等の多量の使用は塗膜の耐水性が低下し、又、ポリマー
セメントモルタルの乾燥性が遅くなシ好ましくない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、分散性、作業性によシ優れ、よシ厚塗シがで
きる弾性ポリマーセメントモルタルを提供することを目
的とする。

〔課題を解決する具体的手段〕

本発明においては樹脂水性エマルジョンの一部を凝集さ
せて塗膜のコテ等への粘着性を低下させると共に、細骨
材やセメント等の無機フィラーの表面に、エマルジョン
樹脂粒子を付着させてポリマーセメントモルタルの分散
性を向上させる。また樹脂水性エマルジョンとして、そ
のＴｆが常温（液温）以下の樹脂水性エマルジョンを用
いることによシ、凝集し、無機フィラーに付着した樹脂
粒子同志が適度に凝集し、ポリマーセメントモルタル混
和液が増粘するので厚塗シ塗装が可能となる。

〔発明の構成〕

セメント囚１に対し、骨材０３）を０．５〜５の重量比
の割合で配合した無機質材料１００重量部に対し、ガラ
ス転移点が１０℃以下の樹脂水性エマルジョン（Ｃ）が
樹脂固形分量で２５〜１００重量部の割合で配合されて
なるポリマーセメントモルタルに、エマルジョン破壊剤
（Ｄ）を配合して、樹脂水性エマルジョンΩ中の一部を
凝集させてなる弾性ポリマーセメントモルタルを提供す
るものである。

（Ａ）成分のセメント ■成分のセメントは塗膜の粘着性を低下させ、ポリマー
セメントモルタルの厚塗り塗装性を良好とし、塗膜の強
度、耐水性を向上させる。

かかるセメントとしては、白色ポルトランドセメント、
普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント
、超早強セメント、中庸熱ポルトランドセメント、白色
ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、アル
ミナセメント、高炉スラグセメント、シリカセメント、
ポゾランセメント、フライアッシュセメント、ローマン
セメント、メーソンリーセメント等を用いることができ
る。

の）成分の骨材 ０３）成分の骨材は、充填材的な効果を期待する、ある
いは顔料として使われるもので、砂、けい砂、寒水砂、
軽量骨材等の細骨材：パーライト、発泡スチロール等の
軽量骨材：はう砂、マイカ、炭酸カルシウム、酸化チタ
ン、酸化鉄、鉛白の顔料等が使用される。

（Ｃ）成分の樹脂水性エマルジョン （Ｃ）成分の樹脂水性エマルジョンは、常温で皮膜を形
成するもので、０成分のエマルジョン破壊剤により凝集
させることのできるものである。

このような樹脂水性エマルジョンは、 （１）　Ｃａ　８０．、Ｃａ（ＯＨ）、、ＭｆＯｌＭＷ
　（ＯＨ）ｘ、ＭｆＣＯｌのエマルジョン破壊剤が水中
で発生させるＣ　ａ　２＋、八び！１等の多価イオンに
よシキレート化合物を作るアニオン性界面活性剤を用い
て、ビニル単量体混合物を乳化重合して得られるＴｆが
１０℃以下の粒子が分散したアニオン性重合体水性エマ
ルジョン、 （１）上記アニオン性重合体水性エマルジョンと、両性
重合体水性エマルジョン及び／又はノニオン性重合体水
性エマルジョンとの混合物、０１０両性重合体水性エマ
ルジョン、 等が使用される。

エマルジョン中の樹脂のガラス転移点（Ｔｆ）　Ｕ、原
則として示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られた樹
脂の二次相点移温度をここでは指すが、（ＭＦＴ）を測
定し、該ＭＦＴをガラス転移点とする。

（Ｃ）成分のアニオン性重合体水性エマルジョンは、石
膏（ＣａＳ０４）や酸化マグネシウム（ＭｆＯ）等の破
壊剤口が水中で発生する金属イオン（Ｃａ　２　＋ＭＷ
”　）等によりアニオン性界面活性剤（乳化剤）のアン
モニアイオンやＫ”、Ｎａ”、Ｌｉ”　停の金属イオン
とイオン交換しキレート化によシ、例えば乳化剤は親水
性の低下した有機スルホン酸カルシウム塩又は有機カル
ボン酸カルシウム塩となシ、その界面活性能力を下げエ
マルジョンが破壊され、重合体粒子は凝集、凝固する。

この重合体粒子の凝集、凝固を利用し、ポリマーセメン
トモルタル中のエマルジョンの遊離をおさえたシ、厚膜
乾燥性を向上させる。

アニオン性界面活性剤としては、ラウリン酸スルホン酸
ソーダー、ステアリン酸ソーダー、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル硫酸エステルソーター、ポリオキシエ
チレンアルキルフェニルエーテルスルホン酸ソーダー、
アルカンスルホン酸ソーダー、アルキルベンゼンスルホ
ン酸ソーター等の有機スルホン酸ソーダー塩；脂肪族石
鹸、脂肪酸サルコシド、ロジン酸石鹸等の脂肪酸金属塩
；これらのＮａ＋の代シにに＋、ＮＨ，”、７にカンー
ルアミンイオンを有する硫酸エステル塁アニオン性界面
活性剤もしくは脂肪酸誘導体が利用できる。

これらアニオン性乳化剤は、得られる水性エマルジョン
の共重合体１００重量部に対し、固型分量で０．６〜２
．５重量部の割合で用いる。これよシ多い場合、乳化剤
の破壊作用が小さく期待される重合体粒子の凝集が部分
的又は全く生じカくなる。

又、少ない場合、アニオン性水性重合体エマルジョンの
重合安定性、貯薦安定性が低く、かつ重合体粒子の凝集
が速くエマルジョン破壊材との混和安定性に問題がある
。

即ち、０．６重量部未満では、重合体粒子の凝集物の発
生や、凝集の速度がはやくポルトランドセメント中に！
合体水性エマルジョンと水を均一に混合させることが困
難である。

２．５重量部を越えるとエマルジョンの共重合体粒子の
凝集、凝固に時間を要するとともに、エマルジョンの重
合体の構成成分によっては、重合体エマルジョンの一部
がセメントモルタル硬化体層（下層）と分離した層（上
層）を形成し、ポルトランドセメントやアニオン性共重
合体水性エマルジョンが有効に利用されない。

アニオン性乳化剤と一諸にポリオキシエチレンアルキル
エーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレン化とマシ油等のノニオン性界面
活性剤を併用しても良い。

このノニオン乳化剤は　Ｃａ”＋等の金属イオンによる
凝集作用を受けず、共重合樹脂粒子をＣａ２　＋よシ守
り安定化させる力を有する。又、樹脂エマルジョンの重
合時に安定で効果的で、かつ、細骨材等の無機混合物分
散剤として有効である。

しかしながら、２繋を超えて用いた場合、樹脂エマルジ
ョンの一部を凝集しえなくなる為、できるかぎシ少ない
ほうが良い。この為（Ｃ）成分の共重合体粒子に対して
Ｏ〜２壬の範囲で重合時又は、重合後にノニオン性乳化
剤を配合する、またはノニオン性樹脂水性エマルジョン
を配合するのが好ましい。

アニオン性共重合体を与えるビニル単量体としては、ア
クリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエス
テル（これらアルキル基の炭素数は１〜８）：２−ヒド
ロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアク
リレートおよびこれらのメタクリレート相当物ニアクリ
ルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリ
デン、エチレン、アクリロニトリル、メタクリル酸メチ
ル等のエステル類、酢酸ビニル、スチレン、アクリル酸
、メタクリル酸、イタコン酸、７マル酸、クロトン酸、
無水マレイン酸等が利用でき、これらビニル単量体の２
種以上を選択し、得られる水性エマルジョンの重合体粒
子のガラス転移点が、好ましくは一４０℃〜＋１０℃と
なるようにする。

なお、ビニルスルホン酸ナトリウム臨のごとく反応性乳
化剤と呼ばれるものは、アニオン性であればアニオン性
乳化剤として取扱う。

乳化重合は通常の方法で行われ、得られる重合体水性エ
マルジョン中の樹脂固型分濃度は２０〜６５重量嗟、重
合体粒子の粒径は０．０３〜３ミクロンが一般である。

０成分のエマルジョン破壊剤 ０成分のエマルジョン破壊剤としては石膏（ＣａＳＯ，
）、や酸化マグネシウム（ＭｆＯ）等の水中で多価金属
イオンを発生する化合物やカチオン性エマルジョンであ
る。このエマルジョン破壊剤の添加方法は、セメン）（
Ａｔ及び骨材（８）よりなる無機質材料中に樹脂水性エ
マルショアＣＣ’）’ｒ：混合する前に配合する、又は
無機質材料と樹脂水性エマルジョンを混合した後、配合
するいずれの方法もあるが、好ましくは無機質材料と樹
脂水性エマルジョンの混合物にエマルジョン破壊剤を添
加する方が分散性の面から採用しやすい。

なお、セメント回申には、石膏が数壬含有されているが
、この量では樹脂水性エマルジョンを１２〜７５重ｉｎ
と凝集させるのに十分な量でない。

（ＭＩ成） 弾性ポリマーセメントモルタル仕上材における無機質材
料中のセメント（Ａ）と骨材の）の混合比は、セメント
囚１重量部に対し、骨材の）が０．５〜５重量部、好ま
しくは１〜３重量部の割合が一般である。また、これら
無機質材料１００重量部に対し、（Ｃ）成分の樹脂水性
エマルジョンは樹脂固形分量で２５〜１５０重量部、好
ましくは２７〜ｉｏｏ重量部の割合であシ、かつ、０成
分のエマルジョン破壊剤の配合によシ弾性ポリマーセメ
ントモルタル中の（Ｃ）成分の樹脂水性エマルジョンの
樹脂粒子の１２〜７５重景憾が重量していることが必要
である。０成分がＣａ５ＯいＮ１りＯ等の無機化合物の
場合、０成分は（Ｃ）成分のエマルジョンの樹脂固凰分
１００重量部に対し、１５〜８０重量部使用される。

無機質材料１００重量部に対し、樹脂水性エマルジョン
（Ｃ）が２５重量部未満では塗膜の弾性に乏しく、耐ク
ラツク性に乏しい。１５０重量部を越えては厚膜性に乏
しく、又、乾燥性が遅い。

なお、樹脂水性エマルジョン（Ｃ）成分中の樹脂粒子の
凝集の割合が１２重１４未満のときは塗装時の塗膜の粘
着性が大で、こて塗り作業が困難となる。又、ポリマー
セメントモルタルの乾きが遅くなる。逆に凝集が７５重
量４を越えると、得られる塗膜の光沢が低下するし、強
度や伸びも低下する。

（任童成分） 本発明のポリマーセメントモルタルにおいて、前記（Ａ
）、■、■および０成分の他に、乾燥調整剤や造膜助剤
としてエチレングリコール、イソプロパツール、メチル
エチルセロソルブ等ヲロ成分の樹脂エマルジョンの固形
分の０．０１〜３０１１１　：消泡剤としては例えばノ
ブコ８０３４（サンノプコ製）、７デカネー）３−７４
８（旭電化製）等ｔ−Ｃｔ成分のエマルジョンの樹脂固
形分の１０重量憾未満：分散剤としては例えばポリアク
リル酸ナトリウム、ポリビニルピロリドｙ等を配合して
も良い。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお
、例中の部および憾は、特に例記しない限シは重量基準
である。

樹脂水性エマルジョンの製造例 例１ 温度調節器、いかシ形攪拌器、還流冷却器、供給容器、
温度計及び窒素導入管を備えた反応容器内に、下記の原
料を装入した。

水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００部エ
チレンオキシド２０モルと反応 させたｐ−ノニルフェノールの硫 成牛エステルのナトリウム塩（ア ニオン性乳化剤Ａ）の３５冬水溶 液　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３．９部
次いで、反応容器内を窒素ガスで置換したのち、次に示
す供給物■の１０壬を加え、混合物ｔ？９０℃に加熱し
た。

供給ウニ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１１０部前
記アニオン性乳化剤の３５優水溶液　　　工９部スチレ
ン　　　　　　　　　　　　１５２部アクリル酸ｎ−ブ
チル　　　　　　２３４部アクリルアミド　　　　　　
　　　　１福部更に、８５部の水に２．５部の過硫酸カ
リウムを溶解したもの（供給物■）の１０４を容器内に
装入後、残りの供給物■全ておよび供給物■の９０４１
３．５時間かけて容器内に供給し、供給終了後、２時間
、同温度に保って供給物■を重合させて−ｃｏｏｎ含量
が０重＃憾、固形分［５０重を壬のアニオン性樹脂水性
エマルジョン（最低造膜温度１℃、Ｔｆ＃ＪＯ℃）を得
た。

例２〜５ ビニル単量体の種類、乳化剤の種類、ｉ−全表１のよう
に変化させて、同表に示す物性の共重合体粒子の水性エ
マルジョンを得た。

なお、ノニオン性乳化剤は、反応容器内に最初に投入し
た。

実施例１ 製造例１で得たアニオン性樹脂水性エマルジョン（固形
分量５０４ＴｆＯ℃）２００部に１消泡材としてノプコ
８０３４（サンノプコ社商品名１．５部、増粘剤として
ＢＡＳＦ社のコラフラールＶＬ（商品名：固形分３０４
）２部を混合して樹脂分散液を調整した。

この樹脂水性分散液２０３．５部に、エマルジョン破壊
剤として酸化マグネシウム３０部、普通ポルトランドセ
メント１００部、けい砂７０部を２５℃で混合してポリ
マーセメントモルタルを調製した。

このポリマーセメントモルタルについて、次の方法で評
価をした。結果を表２に示す。

分散安定性：エマルジョンと無機質粉体を混合した後放
置し、遊離した水相のエ マルジョンの濃さを目視にて観察 する。

○　水相が透明に近い。

×　水相が元の分散液とほとんど変化 ） なし。

とて塗シ性：モルタル作業用こてにてポリマーセメント
モルタルを壁面上に塗工 する。この際、こて面に対するポ リマーセメントモルタルの付着の 有無及びモルタル表面の外観を観 察する。

○　こてに付着するモルタルはほとん どなし。モルタル面の荒れもなし。

×　こてに付着するモルタルが多い。

モルタル面の荒れ激しい。

皮張シの有無：ポリマーセメントモルタルの表面くい無
機フィラーのない樹脂水 性エマルジョンの乾燥皮膜が生じ るかどうか確認する。

Ｏ乾燥皮膜がみとめられず、硬化し たポリマーセメントモルタルの組 成は厚み方向均質。

×　乾燥皮膜が生じ、表面部分と壁材 茎部の硬化したポリマーセメント モルタルの組成が異なる。

塗膜のべたつきの有無：ＪＩＳ　　Ｋ　　５４００によ
る ○　べたつきあり ×　べたつきなし 耐クラック性：ＪＩＳ　　Ａ　　６９１０（温冷くり返
し試験） ○　異常（はがれ、ふくれ、ひびわれ）なし。

×　異常あシ。

耐水性：ＪＩＳ　　Ｋ　　５６６３による○　異常（し
わ、われ、ふくれ、はが れ）あシ。

×　異常なし。

柔軟性（塗膜の伸び率）：ＪＩＳ　　Ｋ　　６３０１に
よる エマルジョンの凝集率： エマルジョン破壊剤を配合した樹 脂水性エマルジョンを２５℃下１ 時間放置後濾過し、濾液のエマル ジョン固形分を測定し次式よう計 算で求める。

厚塗性：ポリマーセメントモルタルを厚み５■でガラス
板上に塗り、２４時間放置後 の乾燥状態を確認する。

○　完全に硬化している。

×　一部分未硬化あシ。

比較例１ エマルジョン破壊剤のＭＰ０３０部の代シに、けい砂を
３０部（従って、けい砂は合計で１００部）使用する他
は実施例１と同様にしてポリマーセメントを開渠し、評
価した。

実施例２〜７、比較例２〜３ ポリマーセメントモルタルの組成を表２のように変更す
る他は実施例１と同様にしてポリマーセメントモルタル
を調整して評価した結果を表２に示す。

（効果】 本発明の弾性ポリマーセメントモルタルにおいて、樹脂
水性エマルジョン粒子の一部が凝集し、セメントや骨材
に付着しているので、粘着性が小さく、とて塗装が容易
である。また、厚塗シが可能であり、乾燥した塗膜はべ
たつきがないので汚れにくいという利点がある。更に、
塗装前のポリマーセメントモルタルの分散安定性が良好
であるので、樹脂水性エマルジョンがセメントや骨材等
の無機質材料から浮き上シにくく、皮張りが防止される
ので、塗装後のポリマーセメントモルタルの乾燥性が速
い利点を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、セメント（Ａ）１に対し、骨材（Ｂ）を０．５〜
   ５の重量比の割合で配合した無機質材料１００重量部に
   対し、ガラス転移点が１０℃以下の樹脂水性エマルジョ
   ン（Ｃ）が樹脂固形分量で２５〜１５０重量部の割合で
   配合されてなるポリマーセメントモルタルに、エマルジ
   ョン破壊剤（Ｄ）を配合して樹脂水性エマルジョン（Ｃ
   ）中の樹脂粒子の一部を凝集させてなる弾性ポリマーセ
   メントモルタル。 ２）、エマルジョン破壊材（Ｄ）が、水中でカルシウム
   イオンまたはマグネシウムイオンを発生する無機化合物
   である特許請求の範囲第１項記載の弾性ポリマーセメン
   トモルタル。