JPH05194681A - 再分散性の芯−殻重合体粉末の製造方法 - Google Patents

再分散性の芯−殻重合体粉末の製造方法

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JPH05194681A
JPH05194681A JP4184088A JP18408892A JPH05194681A JP H05194681 A JPH05194681 A JP H05194681A JP 4184088 A JP4184088 A JP 4184088A JP 18408892 A JP18408892 A JP 18408892A JP H05194681 A JPH05194681 A JP H05194681A
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shell
core
polymer
methacrylate
acid
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JP4184088A
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Min-Chi Tsai
− チ ツァイ ミン
Jr George A Papsin
アーサー パプシン,ジュニア ジョージ
Shang-Jaw Chiou
− ジャウ チオウ シャング
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Rohm and Haas Co
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Rohm and Haas Co
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    • C08F6/00Post-polymerisation treatments
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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    • C08F265/06Polymerisation of acrylate or methacrylate esters on to polymers thereof
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S525/902Core-shell

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モルタル改質剤として有効な再分散性の新規
な重合体粉末の開発。 【構成】 アルカリ可溶性の乳化重合体の殻と、水不溶
性の乳化重合体の芯を有し、多官能性化合物の使用によ
ってその芯重合体と殻重合体が化学的にグラフト結合さ
れているところの芯−殻重合体から製造された再分散性
の重合体粉末。この芯−殻重合体は、アルカリで可溶化
された乳化重合体の存在下で、アルカリ不溶性の乳化重
合体の芯を重合する、2段逐次乳化重合法によって製造
される。本発明のこの芯−殻重合体粉末がセメント改質
剤として使用された場合に、粉末の物理的性質およびセ
メントモルタルの性質に改良が認められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】発明の分野 本発明は、2段の水性エマルジョン逐次法 (two-stage
aqueous emulsionsequential process) によって製造さ
れ、そして特にセメント用アクリル系改質剤として有効
である、芯−殻重合体(core-shell polymer)粉末の製造
方法に関する。本発明の芯−殻重合体粉末は優れた物理
的性質たとえば再分散性を有しており、そしてセメント
改質剤として使用された場合に、薄断面適用(thin sect
ionapplication)において優れた性質を付与し、多様な
基体に対する接着性を付与し、そして引張、曲げおよび
圧縮強さを付与する。
【0002】発明の背景 再分散性の重合体粉末はセメント改質剤としての用途が
知られている。しかしながら、重合体粉末が有効である
ためには、次のような必須要件を満足しなければならな
い: それは自由に流動することが可能であるべきであ
り、それは長い貯蔵寿命を有するべきであり、しかも、
それは水中に再分散可能であるべきである。従って、重
合体粉末はせん断結合接着適用(shearbond adhesion ap
plication)に適しているべきであり、かつ粉体をセメン
トの薄断面を改質するために使用したときに、優れた諸
性質を有するべきである。これら性質は従来のブレン
ド、混合および芯−殻重合体加工を使用して製造された
粉末では一部しか満足されない。
【0003】可溶性樹脂と不溶性乳化重合体との混合物
およびブレンド物は従来知られており、そして一般に、
両者単独で、および様々な配合で、セメント適用のため
の被覆剤および含浸剤として使用されている。可溶性樹
脂は一般に、米国特許第3,037, 942号に記載さ
れているような溶液重合によって製造される。
【0004】芯−殻乳化重合体は米国特許第4, 91
6, 171号に記載されているような従来の混合物やブ
レンド物よりも有意な改良をもたらしたことも知られて
いる。一方の成分を他方の成分の存在下で重合させて芯
−殻乳化重合体を製造することによって、安定性、レオ
ロジーおよび耐水性における改良が認められた。さら
に、乳化アクリル重合体を粉末分散物としてセメント混
合物の中に添加することはセメントマトリックスの接着
性や強度のような諸性質を改良するということも知られ
ている。たとえば、ラテックス変性ポルトランドセメン
トはプレミックス材料であり、そこでは、新鮮なコンク
リート混合物に重合体が液相、粉末相または分散相で添
加され、そして硬化される。しかしながら、芯−殻乳化
重合体の添加はプレミックスセメントの幾つかの性質を
改良したが、たとえば、アクリルエマルジョンの安定性
や再分散性のような他の欠陥が残されている。
【0005】要求されていることは、容易に再分散可能
であり、安定であり、かつモルタル硬化を有意に遅延さ
せない、それでいて、その他の性質、たとえば、せん断
結合接着性、強度およびコテ塗り適性を維持する、新規
な芯−殻重合体粉末の製造である。
【0006】先行技術 ブランク(Blank) 他に対して発行された米国特許第4,
151, 143号は界面活性剤を含有していない乳化重
合体からなる被覆性組成物およびその製造方法を請求し
ている。ブランク他は界面活性剤の存在は乳化重合体を
被覆剤として使用したときの有意な問題であるというこ
とを開示している。界面活性剤は乳化重合体を安定化さ
せるために必要である; しかしながら、界面活性剤の存
在は、得られる皮膜の耐水性および耐食性並びに金属基
体への塗膜の接着性に悪影響を与える。
【0007】ブランク他の乳化重合体は2段法で製造さ
れる。この方法は(1) 第一段において、カルボキシル基
を含有する重合体を通常の溶液また塊状重合法によって
製造し、それから有機アミンまたは塩基による部分的ま
たは完全な中和と高せん断攪拌とによって水中に分散ま
たは可溶化させ、そして(2) 第二段において、重合性単
量体と重合触媒の混合物を、高温で、第一段のエマルジ
ョンに添加して、この段の2つの単量体の重合を行わせ
て、エマルジョンの被覆性組成物の生成をもたらすこと
を包含している。この被覆性組成物は界面活性剤を含有
しないと主張されている。
【0008】2段乳化重合体は、第一段重合体と第二段
重合体との相対的な親水性、混和性および分子量をも含
めて、多数の因子によって決まる多数の形態学的態様で
存在することが知られている。いわゆる、「芯−殻」重
合体は第一段重合体の離散ドメインすなわち「芯」のま
わりに第二段重合体が「殻」すなわち被覆を形成すると
きに生成される。かかる芯−殻重合体の例は米国特許第
4, 916, 171号に開示されている。また、米国特
許第4, 876, 313号は、得られる皮膜の性質たと
えば安定性、耐水性、およびアルコールのような配合添
加剤の添加後のレオロジーを改良するために、殻を芯に
化学的にグラフト化または結合させるための多官能性化
合物の使用を開示している。
【0009】米国特許第4, 876, 313号に開示さ
れているような「逆転型(inverse)芯−殻」乳化重合体
も知られている。逆転型芯−殻重合体は、第二段重合体
が芯になり、そして殻 (この逆転法においては第一段重
合体である) によって囲われたところのものである。こ
れら逆転組成物は第一段重合体が第二段重合体より親水
性であるときに生成できる。リー(Lee) とイシカワの論
文,逆転した芯−殻ラテックスの形成 (The Formation
of Inverted Core-Shell Latexes), ジャーナル オブ
ポリマー サイエンス(J. Poly. Sci.) 第21巻第1
47〜154頁(1983年)参照。
【0010】芯−殻重合体はかかる重合体の性質、たと
えば、薬品および水に対する抵抗性、安定性およびレオ
ロジーを有意に改良したが、その他の改良も必要とされ
ている。従って、芯−殻重合体が特にセメント配合物の
中で有効であるためには、それは必要な形態を有してい
なければならず; それは安定でなければならず; それは
セメントと混和性でなければならず; それは硬化プロセ
スを有意に遅延させることなく塊状モルタル硬化能力を
有していなければならず; そして、それは、特に薄断面
で適用されたときに、優れた強靱性と接着性を示さなけ
ればならない。
【0011】従って、本発明の目的は保存安定性であ
り、セメントと混和性であり、塊状モルタルの硬化を可
能にし、かつ優れた強靱性および接着性を有する新規な
芯−殻乳化重合体を製造することである。
【0012】本発明の目的はさらに、多官能性組成物を
使用する2段法によってグラフト芯−殻重合体を製造す
ることである。
【0013】また、本発明の目的はセメント配合物の中
に使用したときに接着性および強靱性のような優れた適
用特性を促進する新規な芯−殻重合体を製造することで
ある。
【0014】さらに、本発明の目的は噴霧乾燥中に安定
である芯−殻重合体を製造することである。
【0015】本発明のさらに別の目的は適用段階で性能
を発揮する、再分散性で貯蔵安定性の芯−殻重合体粉末
を製造することである。本発明の最後の目的は噴霧乾燥
加工中に独特の経済的有利性をもった芯−殻重合体を製
造することである。
【0016】発明の概要 本発明はラテックス重合体を噴霧乾燥することから製造
される安定で容易に再分散可能である芯−殻重合体粉末
の製造方法を提供する。ラテックス重合体は2段逐次法
によって、アルカリ可溶性の殻を有する水不溶性重合体
の芯を生成することによって製造される; ここでは、酸
官能基を有する単量体の混合物からアルカリ可溶性の殻
を重合し、それから、この殻重合体を塩基またはアミン
で中和し、そして後の重合工程で、単量体の混合物を、
既に中和されている殻重合体の存在下で、重合させて水
不溶性芯重合体を生成する。芯成分と殻成分は、殻用単
量体の中に存在する少なくとも一つの多官能性化合物の
存在下で、芯の乳化重合を行うことによって、互いに化
学的にグラフト結合されている。
【0017】発明の詳細 本発明は2段の水性エマルジョンの逐次法によって製造
された芯−殻重合体、およびそれをセメント材料の固体
改質剤として使用することに関する。本発明の方法を利
用することによって、芯−殻重合体が水不溶性重合体の
芯とアルカリ可溶性重合体の殻を有しており、芯と殻が
永久的に結合しているように芯と殻が有意なまたは実質
な度合に相互に化学的にグラフト結合されているところ
の、芯−殻乳化重合体製品が製造される。本発明の組成
物は、殻をアルカリで溶解したときに殻のかなりの部分
が芯に永久的に結合したままであるようなグラフト化さ
れた芯−殻重合体を含んでいる。化学的グラフト結合に
よる殻と芯のこの永久結合が芯−殻重合体に安定性を付
与し、そしてセメント混合物に対して、従来の芯−殻加
工並びに重合体ブレンド物や重合体混合物を包含する加
工によっては従来認められなかった物理的性質を付与す
ると思われる。
【0018】グラフト化された芯−殻重合体を製造する
には2つの方法がある。手法(1) は、カルボン酸または
酸無水物およびアルキルアクリレートまたはアルキルメ
タクリレートまたはスチレンまたは置換スチレン、アク
リルアミドまたはメタクリレートまたはカルボン酸のヒ
ドロキシアルキルエステルを含んでいる単量体の混合物
を、多官能性単量体の存在下で、乳化重合して殻重合体
を生成し、この先に生成された殻をアミンまたは塩基で
中和し、そして第二段において、アルキルアクリレート
またはメタクリレート、スチレンまたは置換スチレン、
およびカルボン酸のヒドロキシアルキルエステルまたは
アクリルアミドまたはメタクリルアミド、メチロール化
アクリルアミドまたはメタクリルアミドを含んでいる単
量体の混合物を生成し、そしてこの第二段単量体を第一
段と合わせ、そしてこの混合物を重合させて本発明の芯
−殻重合体を生成する; また、手法(2) は米国特許第
4,916, 171号による方法であり、アルキルアク
リレートまたはメタクリレートおよびカルボン酸のヒド
ロキシアルキルエステルまたはアクリルアミドまたはメ
タクリルアミドを含んでいる単量体の混合物を、多官能
性単量体の存在下で、乳化重合させて芯重合体を生成
し、そして第二段において、カルボン酸または酸無水物
およびアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレ
ートを含んでいる単量体の混合物を生成し、この第二段
単量体を第一段と合わせ、そしてこの混合物を重合させ
て芯−殻重合体を生成する。
【0019】芯および殻の重合体の製造に適するモノ官
能性単量体は、メチルアクリレート、エチルアクリレー
ト、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレ
ート、デシルアクリレート、メチルメタクリレート、エ
チルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロ
ピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、アクリロ
ニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マ
レイン酸、フマル酸、無水アクリル酸、無水メタクリル
酸、メチロール化アクリルアミドおよびメチルメタクリ
レート、メタクリルアミド、アクリルアミド、ジビニル
ベンゼン、無水マレイン酸/フマル酸/イタコン酸の半
エステル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水フマ
ル酸、スチレン、置換スチレン、酢酸ビニル、およびそ
の他のC1 〜C12アルキルアクリレートおよびメタクリ
レートからなる群から選択される。
【0020】芯重合体:殻重合体の重量比は好ましく
は、約95:05〜約60:40、より好ましくは、約
90:10〜約70:30、最も好ましくは、約85:
15〜約75:25である。好ましくは、芯重合体は約
100, 000より大きい重量平均分子量を有してお
り、そして殻重合体は加水分解されたサンプルについ
て、水性ゲル パーミエーション クロマトグラフィー
によって測定したときに、約2, 500〜約12, 00
0の重量平均分子量を有している。好ましくは、芯重合
体の、「フォックス式」によって計算したときの、ガラ
ス転移温度(Tg)は約−65℃〜約35℃であり、そ
して殻のTgは60℃より大きい。
【0021】芯と殻を化学的にグラフト化させるのに有
効な多官能性化合物は、(a) 2個またはそれ以上の不飽
和部位を有する多官能性化合物、(b) 2個またはそれ以
上の引抜き可能原子を有する反応性電荷移動剤、および
(c)1個またはそれ以上の不飽和部位と1個またはそれ
以上の引抜き可能原子を有する混成多官能性化合物、か
らなる群から選択されるなる。米国特許第4, 565,
839号に記載されている、グリシジル含有ビニル単量
体やビニルイソシアネートなどは、本発明の多官能性化
合物として適さない。何故ならば、それらは水性乳化重
合において芯を殻にグラフト化させる作用を果たさない
からである。
【0022】本発明の2段法に有効な多官能性化合物
は、アリル−、メタリル−、ビニル−、ジシクロペンテ
ニル−、およちクロチル−の、アクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステル、マレイン酸エステル(モノ−およ
びジ−エステル)、フマル酸エステル(モノ−およびジ
−エステル)およびイタコン酸エステル(モノ−および
ジ−エステル); アリル−、メタリル−、およびクロチ
ル−の、ビニルエーテルおよびチオエーテル; アクリル
酸およびメタクリル酸の、N−およびN,N−ジ−アリ
ル−、メタリル−、クロチル−、およびビニル−アミ
ド; N−アリル−、メタリル−、およびクロチル−マレ
イミド; 3−ブテン酸および4−ペンテン酸のビニルエ
ステル; ジアリルフタレート; トリアリルシアヌレー
ト; O−アリル−、メタリル−クロチル−、O−アルキ
ル−、アリール−、P−ビニル−O−アリル−、P−ク
ロチル、およびP−メタリル−ホスホネート; トリアリ
ル−、トリメタリル−、およびトリクロチル−ホスフェ
ート; O−ビニル−、O,O−ジアリル−、ジメタリル
−、およびジクロチル−ホスフェート; アルケニル−お
よびシクロアルケニル−の、アクリル酸エステル、メタ
クリル酸エステル、マレイン酸エステル(モノ−および
ジ−エステル)、フマル酸エステル(モノ−およびジ−
エステル)、およびイタコン酸エステル(モノ−および
ジ−エステル); シクロアルケノールおよびシクロアル
ケンチオールの、ビニルエーテルおよびビニルチオエー
テル; シクロアルケンカルボン酸のビニルエステル;
1,3−ブタジエン、イソプレンおよびその他の共役ジ
エン; パラメチルスチレン; クロロメチルスチレン; ア
リル−、メタリル−、およびクロチル−メルカプタン;
ブロモトリクロロメタン; ブロモホルム; 四塩化炭素;
および四臭化炭素からなる群から選択される。
【0023】さらに、多官能性化合物は、エチレングリ
コール ジメタクリレート、ジエチレングリコール ジ
メタクリレート、トリエチレングリコール ジメタクリ
レート、ポリエチレングリコール ジメタクリレート、
ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ネオペン
チルグリコール ジメタクリレート、1,3−ブチレン
グリコール ジアクリレート、ネオペンチルグリコール
ジアクリレート、トリメチロールエタン トリメタク
リレート、ジペンタエリトリトール トリアクリレー
ト、ジペンタエリトリトール テトラアクリレート、ジ
ペンタエリトリトール ペンタアクリレート、1,3−
ブチレングリコール ジメタクリレート、トリメチロー
ルプロパン トリメタクリレート、トリメチロールプロ
パン トリアクリレート、トリプロピレングリコール
ジアクリレート、ジビニルベンゼンなどからなる群から
選択することもできる。
【0024】本発明に使用するのに適する好ましい多官
能性化合物は、アリル−、メタリル−、ジシクロペンテ
ニル−、クロチル−、およびビニル−の、アクリル酸エ
ステル、メタクリル酸エステル、マレイン酸エステル
(モノ−およびジ−エステル)、フマル酸エステル(モ
ノ−およびジ−エステル)、およびイタコン酸エステル
(モノ−およびジ−エステル); アクリル酸およびメタ
クリル酸の、N−またはN,N−ジ−、メタリル−、ク
ロチル−、およびビニル−アミド; N−メタリル−およ
びクロチル−マレイミド; アルケニル−またはシクロア
ルケニル−の、アクリル酸エステル、メタクリル酸エス
テル、マレイン酸エステル(モノ−およびジ−エステ
ル)、フマル酸エステル(モノ−およびジ−エステ
ル)、イタコン酸エステル(モノ−およびジ−エステ
ル); 1,3−ブタジエン; イソプレン; ジビニルベン
ゼン; メタリル−、クロチル−、およびアリル−メルカ
プタンからなる群から選択されてもよい。
【0025】好ましくは、多官能性化合物(単数または
複数)は殻の約5重量%未満の量で、より好ましくは、
殻の約0.5〜約3.0%の量で存在すべきである。最も好
ましい多官能性化合物はアリルメタクリレートである。
【0026】本発明の殻単量体の調製に使用するのに適
する単量体は、上記に芯用に列挙されたものを包含す
る。しかしながら、本発明の芯−殻重合体の製造にとっ
ては、アルカリ可溶性を導入するために殻の中には、芯
の中よりも高レベルで酸含有単量体を使用することが必
須である。以後「第一段」とも称する殻重合体は約5〜
約40重量%のカルボン酸または酸無水物と、約30〜
約95%のアルキルアクリレートまたはアルキルメタク
リレートまたはスチレンと、約0〜約30%のカルボン
酸のヒドロキシアルキルエステルまたはアクリルアミド
またはメタクリルアミドを含んでいる単量体の混合物か
ら生成される。殻のための酸含有単量体の好ましいレベ
ルは殻重合体の約15〜約35重量%の範囲にある。殻
重合体の製造に使用するための最も好ましい酸含有単量
体はメタクリル酸である。酸無水物たとえば無水メタク
リル酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸などが、殻重
合体中の酸含有単量体の代わりに使用されてもよい。好
ましくは、殻重合体は約95〜約60重量%のメチルメ
タクリレートからなる。殻重合体は、ゲル パーミエー
ション クロマトグラフィーで測定したときに、好まし
くは、約2, 500〜約12, 000の重量平均分子量
を有している。分子量を制御するためには、アルキルメ
ルカプタンのような既知の通常の連鎖移動剤またはその
混合物、好ましくは、C1 〜C6 アルキルおよびアルコ
キシメルカプタンなどが使用される。
【0027】殻重合体中の酸の当量を基準にして、0.8
〜1.5当量の塩基を殻に添加し、そしてより好ましくは
約 .95〜約1.10当量の塩基を殻重合体組成物に添加
して殻重合体を中和し、そして実質的に、しかし必ずし
も完全ではなく、溶解して、中和された殻重合体および
中和された殻重合体の水溶液を生成する。中和された殻
の存在下での、芯の重合は殻重合体のいくらかが芯に永
久的に結合した状態をもたらす。本発明に使用するのに
適する塩基はあらゆる種類の塩基が可能であるが、好ま
しくは、アンモニア、トリエチルアミン、モノエタノー
ルアミン、ジメチルアミノエタノール、水酸化ナトリウ
ム、および水酸化カルシウムおよびその他の全ての第I
A族および第IIA族の水酸化物などからなる群から選択
される。
【0028】本発明の芯−殻重合体は特に、セメントモ
ルタル用の乾式改質剤として有効である。この重合体
は、セメント組成物と混合したときに優れた物理的性質
および性能特性を付与する自由流動性の乾燥粉末になる
ように、噴霧乾燥のような通常の方法によって容易に単
離することができる。
【0029】実施例 下記実施例は本発明をさらに例証すること意図したもの
であって、本発明の範囲をどのようにも制限するように
解されるべきでない。
【0030】実施例1: 2段逐次式芯−殻重合体方式
(殻レベル) 実施例1(a): 10%殻 機械攪拌機、冷却器、および反応混合物の上に窒素ブラ
ンケットを生じさせるための適切な取付部品を装着した
5リットルの四口丸底フラスコに、800gの脱イオン
水(「DI水」)を装填した。それから、この反応釜に
単量体マルジョン(ME#1)を装填し、次いで開始剤
を装填した。温度が横這いになってから数分後に、NH
3 中和剤を添加し、それは重合体を可溶化させた。それ
から、この反応釜の内容物をマントル加熱によって85
℃に加熱し、それから、その可溶化された重合体を含有
している反応釜に、第二段単量体エマルジョン(ME#
2)を、反応温度が80℃〜85℃付近にとどまるよう
な速度で、徐々に添加した。それから、反応釜の内容物
を55℃に冷却し、そして残留単量体を低レベルにする
ために追加の開始剤を添加した。
【0031】材料 ME#1 ME#2 DI水 49.4 536 プルロニック(Pluronic)L31(L31) −− −− 58%アリパル(Alipal)CO−436 6.8 −− 28%ラウリル硫酸ナトリウム(SLS) −− −− 70%トリトン(Triton)X−165 −− 50.6 ブチルアクリレート(BA) −− 885.7 メチルメタクリレート(MMA) 154.4 859 メタクリル酸(MAA) 39.4 26.6 アリルメタクリレート(ALMA) 3 −− メチル−3−メルカプトプロピオネート(MMP) 6.9 −− すすぎ用DI水 55 90 315 2448
【0032】ME#1開始剤 4.5gの0.1%溶液FeSO4 7H2O (硫酸で酸性に維
持されている) 2.8gの70%t−ブチルヒドロペルオキシド(t−B
HP)(脱イオン水15g中) 2.9gのホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム
(SSF)(脱イオン水35g中)
【0033】中和剤 28gのNH3 (脱イオン水28g中)
【0034】ME#2開始剤 反応釜装填用に3.3gの過硫酸アンモニウム(APS)
(脱イオン水200g中)および同時供給用に3.0gの
APS(脱イオン水114g中)
【0035】最終重合体の特性 固形分%: 48.5 粒子サイズ [ブルックハーバン(Brookhaven)BI−9
0): 221nm pH: 6.8 粘度: 25cps ゲル: 微量
【0036】実施例1(b): 20%殻 反応釜中の1300gの脱イオン水、および下記材料の
外は、実施例1(a) と同じ手順および配合を使用した:
【0037】材料 ME#1 ME#2 DI水 100 395 プルロニックL31(L31) 37.4 11.8 58%アリパルCO−436 1.4 −− 28%ラウリル硫酸ナトリウム(SLS) −− 11.2 70%トリトンX−165 −− −− ブチルアクリレート(BA) −− 787.3 メチルメタクリレート(MMA) 309 763.6 メタクリル酸(MAA) 78.7 23.6 アリルメタクリレート(ALMA) 5.9 −− メチル−3−メルカプトプロピオネート(MMP) 13.8 −− すすぎ用DI水 100 90 646 2082.5
【0038】ME#1開始剤 10gの0.1%溶液FeSO4 7H2O (硫酸で酸性に維
持されている) 5.6gの70%t−ブチルヒドロペルオキシド(t−B
HP)(脱イオン水25g中) 5.8gのホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム
(SSF)(脱イオン水55g中)
【0039】中和剤 55gのNH3 (脱イオン水55g中)
【0040】ME#2開始剤 反応釜装填用に2.6gの過硫酸アンモニウム(APS)
(脱イオン水200g中)および同時供給用に2.6gの
APS(脱イオン水115g中)
【0041】最終重合体の特性 固形分%: 43.4 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 110nm pH: 7.0 粘度: 25cps ゲル: 4.5g
【0042】実施例1(c): 30%殻 機械攪拌機、冷却器、および反応混合物の上に窒素ブラ
ンケットを生じさせるための適切な取付部品を装着した
5リットルの四口丸底フラスコに、1304gの脱イオ
ン水中の9.8gのボラックス(Borax) を装填した。それ
から、この反応釜に単量体マルジョン(ME#1)を装
填し、次いで開始剤を装填したところ、発熱を生じた。
それから、反応釜の内容物を加熱マントルによって85
℃に加熱し、第二段単量体エマルジョン(ME#2)
を、反応温度が80℃〜85℃付近にとどまるような速
度で、徐々に添加した。それから、反応釜の内容物を5
5℃に冷却し、そして残留単量体を低レベルにするため
に追加の開始剤を添加した。
【0043】材料 ME#1 ME#2 DI水 150 306 34%アエロゾル(Aerosol) A−103(A103)52.1 −− 28%ラウリル硫酸ナトリウム(SLS) −− 38.1 ブチルアクリレート(BA) −− 688.8 メチルメタクリレート(MMA) 374.5 668.2 ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA) 59 −− メタクリル酸(MAA) 118.1 20.7 アリルメタクリレート(ALMA) 8.9 −− メチル−3−メルカプトプロピオネート(MMP) 20.7 −− すすぎ用DI水 100 75 913.2 1797
【0044】ME#1開始剤 24gの0.1%溶液FeSO4 7H2O (硫酸で酸性に維
持されている) 8.4gの70%t−ブチルヒドロペルオキシド(t−B
HP)(脱イオン水35g中) 8.8gのホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム
(SSF)(脱イオン水65g中)
【0045】ME#2開始剤 反応釜装填用に3.3gの過硫酸アンモニウム(APS)
(脱イオン水50g中)および同時供給用に2.3gのA
PS(脱イオン水115g中)
【0046】最終重合体の特性 固形分%: 46.5 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 242nm pH: 5.7 粘度: 15cps ゲル: 微量
【0047】実施例1(d): 30%殻 反応釜中の1300gの脱イオン水、および下記材料の
外は、実施例1(a) と同じ手順および配合を使用した:
【0048】材料 ME#1 ME#2 DI水 150 346 プルロニックL31(L31) 38.9 10.3 58%アリパルCO−436 2.0 −− 28%ラウリル硫酸ナトリウム(SLS) −− 9.8 ブチルアクリレート(BA) −− 688.8 メチルメタクリレート(MMA) 442.7 668.2 メタクリル酸(MAA) 118.1 20.7 アリルメタクリレート(ALMA) 8.7 −− メチル−3−メルカプトプロピオネート(MMP) 20.7 −− すすぎ用DI水 100 90 881 1834
【0049】ME#1開始剤 10gの0.1%溶液FeSO4 7H2O (硫酸で酸性に維
持されている) 8.4gの70%t−ブチルヒドロペルオキシド(t−B
HP)(脱イオン水35g中) 8.8gのホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム
(SSF)(脱イオン水65g中)
【0050】中和剤 82.1gのNH3 (脱イオン水82.1g中)
【0051】ME#2開始剤 反応釜装填用に2.6gの過硫酸アンモニウム(APS)
(脱イオン水200g中)および同時供給用に2.3gの
APS(脱イオン水115g中)
【0052】最終重合体の特性 固形分%: 42.8 粒子サイズ (ブルックハーバンBI−90): 120nm pH: 7.3 粘度: 35cps ゲル: 3.1g
【0053】実施例2: 2段逐次式芯−殻重合体方式
(グラフト化) 実施例2(a): 0% ALMA 反応釜中の1000gの脱イオン水、および下記材料の
外は、実施例1(a) と同じ手順および配合を使用した:
【0054】材料 ME#1 ME#2 DI水 98.8 477 プルロニックL31(L31) −− −− 58%アリパルCO−436 6.8 −− 28%ラウリル硫酸ナトリウム(SLS) −− −− トリトンX−165 −− 45.0 ブチルアクリレート(BA) −− 787.3 メチルメタクリレート(MMA) 314.9 763.6 メタクリル酸(MAA) 78.7 23.6 アリルメタクリレート(ALMA) −− −− メチル−3−メルカプトプロピオネート(MMP) 13.8 −− すすぎ用DI水 55 90 568 2187
【0055】ME#1開始剤 4.5gの0.1%溶液FeSO4 7H2O (硫酸で酸性に維
持されている) 5.6gの70%t−ブチルヒドロペルオキシド(t−B
HP)(脱イオン水30g中) 5.8gのホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム
(SSF)(脱イオン水70g中)
【0056】中和剤 56gのNH3 (脱イオン水56g中)
【0057】ME#2開始剤 反応釜装填用に3.3gの過硫酸アンモニウム(APS)
(脱イオン水200g中)および同時供給用に2.6gの
APS(脱イオン水98.5g中)
【0058】最終重合体の特性 固形分%: 50.5 粒子サイズ (ブルックハーバンBI−90): 140nm pH: 7.1 粘度: 145cps ゲル: 1g
【0059】実施例2(b): 1% ALMA 機械攪拌機、冷却器、および反応混合物の上に窒素ブラ
ンケットを生じさせるための適切な取付部品を装着した
5リットルの四口丸底フラスコに、885gの脱イオン
水を装填した。それから、この反応釜の内容物を75℃
に加熱した。それから、この反応釜に単量体マルジョン
(ME#1)を装填し、次いで開始剤を装填した。温度
が横這いになってから数分後に、中和剤を添加し、それ
は重合体を可溶化させた。それから、この反応釜に約1
20gのME#2を添加し、次いでAPS開始剤を装填
した。それから、残りのME#2を、この可溶化された
重合体を含有している反応釜に、反応温度が80℃〜8
5℃付近にとどまるような速度で、徐々に添加した。そ
れから、反応釜の内容物を55℃に冷却し、そして残留
単量体を低レベルにするために追加の開始剤を添加し
た。
【0060】材料 ME#1 ME#2 DI水 100 395 プルロニックL31(L31) 37.4 11.8 58%アリパルCO−436 1.4 −− 28%ラウリル硫酸ナトリウム(SLS) −− 11.2 ブチルアクリレート(BA) −− 799.4 メチルメタクリレート(MMA) 311 775.2 メタクリル酸(MAA) 78.7 −− アリルメタクリレート(ALMA) 3.9 −− メチル−3−メルカプトプロピオネート(MMP) 13.8 −− すすぎ用DI水 55 68 601.2 2061
【0061】ME#1開始剤 1.0gの1.0%溶液FeSO4 7H2O (硫酸で酸性に維
持されている)(脱イオン水4g中) 5.8gの70%t−ブチルヒドロペルオキシド(t−B
HP)(脱イオン水20g中) 3.6gのホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム
(SSF)(脱イオン水40g中)
【0062】中和剤 16.9gのCa(OH)2と36.6gの50%NaOH(脱
イオン水123g中)
【0063】ME#2開始剤 反応釜装填用に6.3gの過硫酸アンモニウム(APS)
(脱イオン水50g中)および同時供給用に3.1gのA
PS(脱イオン水115g中)
【0064】最終重合体の特性 固形分%: 51.0 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 135nm pH: 7.4 粘度: 142cps ゲル: 2.3g
【0065】実施例2(c): 2% ALMA ME#1中の7.9gのALMAおよび307gのMMA
の外は、実施例2(b)と同じ手順および配合を使用し
た。
【0066】最終重合体の特性 固形分%: 50.2 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 228nm pH: 7.4 粘度: 640cps ゲル: 22g
【0067】実施例2(d): 1.5% CMA 5.9gのクロチルメタクリレート(CMA)と309g
のMMAをME#1の中に、掲載されている314.9g
のMMAの代わりに、使用したこと以外は実施例2(a)
と同じ手順および配合を使用した。
【0068】最終重合体の特性 固形分%: 48.2 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 145nm pH: 6.9 粘度: 75cps ゲル: 2g
【0069】実施例3: 2段逐次式芯−殻重合体方式
(中和) 実施例3(a): NH3 ME#1中の5.9gのALMAおよび309gのMM
A、中和剤中の55gのNH3 (脱イオン水123g
中)、およびME#1発熱後の1.6gのAPS(脱イオ
ン水25g中)チェーサーの添加の外は、実施例2(b)
と同じ手順および配合を使用した。
【0070】最終重合体の特性 固形分%: 49.7 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 129nm pH: 7.5 粘度: 160cps ゲル: 微量
【0071】実施例3(b): Ca/Na ME#1中の5.9gのALMAおよび309gのMM
A、中和剤用の11.8gのCa(OH)2と47.5gの50
%NaOH(脱イオン水118g中)、出発時の反応釜
の中の1295g、およびME#1開始剤装填後にチェ
ーサーとして使用するための0.4gSSF/4g脱イオ
ン水と合わせた0.6gのt−BHP/2g脱イオン水の
外は、実施例2(b) と同じ手順および配合を使用した。
【0072】最終重合体の特性 固形分%: 45.8 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 145nm pH: 7.5 粘度: 45cps ゲル: 0.4g
【0073】実施例3(c): K/Ca ME#1中の5.9gのALMAおよび309gのMM
A、中和剤用の16.9gのCa(OH)2と25.6gのKO
H(水酸化カリウム)(脱イオン水170g中) 、および
出発時の反応釜の中の900gの脱イオン水の外は、実
施例2(b) と同じ手順および配合を使用した。
【0074】最終重合体の特性 固形分%: 49.8 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 203nm pH: 7.2 粘度: 45cps ゲル: 2.2g
【0075】実施例3(d): Na/Mg ME#1中の5.9gのALMAおよび309gのMM
A、中和剤用の13.3gのMg(OH)2 (水酸化マグネシ
ウム) と36.6gの50%NaOH(脱イオン水108
g中)、および出発時の反応釜の中の900gの脱イオ
ン水の外は、実施例2(b) と同じ手順および配合を使用
した。
【0076】最終重合体の特性 固形分%: 50.4 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 118nm pH: 7.2 粘度: 170cps ゲル: 0.4g
【0077】実施例4: 2段逐次重合方式(他の組成) 実施例4(a) 機械攪拌機、冷却器、および反応混合物の上に窒素ブラ
ンケットを生じさせるための適切な取付部品を装着した
5リットルの四口丸底フラスコに、1295gの脱イオ
ン水を装填した。それから、この反応釜の内容物を75
℃に加熱した。それから、この反応釜に単量体マルジョ
ン(ME#1)を装填し、次いで開始剤を装填した。温
度が横這いになってから数分後に、チェーサーを添加
し、その後、中和剤を添加し、それは重合体を可溶化さ
せた。この反応釜に約120gのME#2を添加し、次
いでAPS開始剤を装填した。それから、残りのME#
2を、この可溶化された重合体を含有している反応釜
に、反応温度が80℃〜85℃付近にとどまるような速
度で、徐々に添加した。それから、反応釜の内容物を5
5℃に冷却し、そして残留単量体を低レベルにするため
に追加の開始剤を添加した。
【0078】材料 ME#1 ME#2 DI水 100 395 プルロニックL31(L31) 37.4 11.8 58%アリパルCO−436 1.4 −− 28%ラウリル硫酸ナトリウム(SLS) −− 11.2 ブチルアクリレート(BA) −− 799.4 メチルメタクリレート(MMA) 311 スチレン(STY) 775.2 メタクリル酸(MAA) 78.7 −− アリルメタクリレート(ALMA) 3.9 −− メチル−3−メルカプトプロピオネート(MMP) 13.8 −− すすぎ用DI水 55 68 601.2 2061
【0079】ME#1開始剤 1.0gの1.0%溶液FeSO4 7H2O (硫酸で酸性に維
持されている)(脱イオン水4g中) 5.8gの70%t−ブチルヒドロペルオキシド(t−B
HP)(脱イオン水20g中) 3.6gのホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム
(SSF)(脱イオン水40g中)
【0080】中和剤 16.9gのCa(OH)2と36.6gの50%NaOH(脱
イオン水123g中)
【0081】ME#2開始剤 反応釜装填用に6.3gの過硫酸アンモニウム(APS)
(脱イオン水50g中)および同時供給用に3.1gのA
PS(脱イオン水115g中)
【0082】最終重合体の特性 固形分%: 45.4 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 159nm pH: 7.4 粘度: 40cps ゲル: 0.5g
【0083】実施例4(b) ME#2中のSTY全部の代わりに992gのMMAで
の置き換え、および583gのBAの使用の外は、実施
例4(a) と同じ配合および手順を使用した。
【0084】最終重合体の特性 固形分%: 46.3 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 168nm pH: 7.1 粘度: 45cps ゲル: 0.1g
【0085】実施例4(c) 機械攪拌機、冷却器、および反応混合物の上に窒素ブラ
ンケットを生じさせるための適切な取付部品を装着した
5リットルの四口丸底フラスコに、924gの脱イオン
水を装填した。それから、この反応釜の内容物を75℃
に加熱した。それから、この反応釜に単量体マルジョン
(ME#1)を装填し、次いで開始剤を装填した。温度
が横這いになってから数分後に、チェーサーを添加し、
その後、中和剤を添加し、それは重合体を可溶化させ
た。この反応釜に約103gのME#2を添加し、次い
でAPS開始剤を装填した。それから、残りのME#2
を、この可溶化された重合体を含有している反応釜に、
反応温度が80℃〜85℃付近にとどまるような速度
で、徐々に添加した。それから、反応釜の内容物を55
℃に冷却し、そして残留単量体を低レベルにするために
追加の開始剤を添加した。
【0086】材料 ME#1 ME#2 DI水 84.6 335 プルロニックL31(L31) 31.8 10 58%アリパルCO−436 1.2 −− 28%ラウリル硫酸ナトリウム(SLS) −− 9.6 ブチルアクリレート(BA) −− 669 メチルメタクリレート(MMA) 258 649 メタクリル酸(MAA) 66.9 −− アリルメタクリレート(ALMA) 5.02 −− 50%アクリルアミド溶液(AM) 10 40.1 メチル−3−メルカプトプロピオネート(MMP) 13.8 −− すすぎ用DI水 −− 56 457.1 1768
【0087】ME#1開始剤 9.3gの0.10%溶液FeSO4 7H2O (硫酸で酸性に
維持されている) 4.8gの70%t−ブチルヒドロペルオキシド(t−B
HP)(脱イオン水19g中) 3.1gのホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム
(SSF)(脱イオン水35g中)
【0088】中和剤 14.4gのCa(OH)2と31.1gの50%NaOH(脱
イオン水104g中)
【0089】ME#2開始剤 反応釜装填用に5.35gの過硫酸アンモニウム(AP
S)(脱イオン水114g中)および同時供給用に2.7g
のAPS(脱イオン水104g中)
【0090】最終重合体の特性 固形分%: 45.1 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 154nm pH: 7.4 粘度: 34cps ゲル: 1.2g
【0091】実施例4(d) ME#1中のMMA全部の代わりにSTYでの置き換
え、およびME#2中のSTYの代わりにMMAでの置
き換えの外は、実施例4(a) と同じ配合および手順を使
用した。
【0092】最終重合体の特性 固形分%: 45.1 粒子サイズ(ブルックハーバンBI−90): 199nm pH: 8.5 粘度: 20cps ゲル: 0.5g
【0093】実施例5−ブレンド重合体方式(比較) 実施例3(b) におけるME#1の重合(殻)に似せてア
ルカリ可溶性重合体を製造し、そして中和した。別個
に、同実施例におけるME#2の重合体(芯)を製造し
た。この2つの重合体を、1部のME#1重合体固形
分:4部のME#2重合体固形分の比で、ブレンドし
た。これは同実施例の方法によって製造された重合体の
殻:芯の比率と同じになった。
【0094】機械攪拌機、冷却器、および反応混合物の
上に窒素ブランケットを生じさせるための適切な取付部
品を装着した5リットルの四口丸底フラスコに、134
7gの脱イオン水を装填した。それから、この反応釜の
内容物を85℃に加熱した。それから、この反応釜に単
量体エマルジョン プレフォーム(93g)を装填し、
次いで開始剤を装填した。温度が横這いになってから数
分後に、この反応釜に、残りの単量体エマルジョンを、
反応温度が80℃〜85℃付近にとどまるような速度
で、徐々に添加した。それから、反応釜の内容物を55
℃に冷却し、そして残留単量体を低レベルにするために
追加の開始剤を添加した。
【0095】
【0096】開始剤 6.8gのAPS(脱イオン水30g中)
【0097】実施例6: ブランク特許の方法を使用した
2段法: 殻製造(比較) 機械攪拌機、冷却器、および窒素ガス入口/出口部を装
備した3リットルの四口丸底フラスコに、90gのプロ
ピレングリコールおよび60gの2−エトキシエタノー
ルを装填した。反応釜の空気を窒素で置き換え、そして
反応釜を還流するように、すなわち、130〜135℃
に加熱した。単量体成分を混ぜ合わせ、それから40g
の過酸化ジクミルをそれに混ぜた。それから、このミッ
クスを、全てのミックスが2時間で添加されるような速
度で、供給した。反応釜の内容物は急速に粘度を上げ、
反応は単量体ミックスの全てが添加される以前に停止し
た。何故ならば、もはや攪拌できなくなったからであ
る。
【0098】単量体ミックス MMA 1570g MAA 400 ALMA 30 MMP 70
【0099】殻(可溶性重合体成分)はブランク特許の
方法では製造できなかった。
【0100】実施例7: 重合体の固体としての単離とポ
ルトランドセメント改質用での使用 石灰と脱イオン水からなるスラリをエマルジョンに、最
終pHが8〜9であり、そして供給物固形分が35%〜
40%であるように、混入させた。それから、この中和
されたエマルジョンをボウイン(Bowen) モデルBLSA
実験室噴霧乾燥機で噴霧乾燥した。入口空気温度は12
5℃に調節され、そして出口空気温度は供給速度によっ
て調整されて55℃〜60℃であった。同時に、米国特
許第3,985, 704に開示されているタイプの固体
のケーキング防止剤をチャンバーの上面に、最終生成物
中に5%を生じさせる速度で、導入した。得られた粉末
は約2.0%の残留水分を有しており、そして平均粒子サ
イズ50〜75μの自由流動性の白色粉末であった。
【0101】試験手順 (1) 湿潤時間 上記のように製造された噴霧乾燥粉末の各80gを、8
00gのタイプIのポルトランドセメントと2000g
の60メッシュの砂と8gの固体泡消剤(コロイド77
5DD)からなる乾燥ポルトランドセメント混合物と合
わせた。ホウバート(Hobart)ミキサーを使用して、約3
70gのDI水をこのドライミックスの中に混入し、非
常に作業性のよいドウ(dough) 状稠度が達成されるまで
混合した。この点に到達するのに必要な時間を「湿潤時
間」として記録した。
【0102】(2) コテ塗り適性 これはモルタルの稠度を表わす主観的試験である。
【0103】(3) 薄断面特性 16分の1〜32分の1インチの厚さのモルタルをコン
クリート基体の上に置き、そして24時間硬化させた。
この薄いモルタルの断面をナイフの先を使って試験し、
そして品質を等級付けした。
【0104】(4) せん断結合接着力 2″×2″×0.5″インチパッチのモルタルをコンクリ
ートブロックの上にキャストし、そして室温で7日間硬
化させた。せん断結合接着強さはこのパッチをコンクリ
ートから分離するのに必要としたせん断負荷を面積で割
ることによって算出した。
【0105】(5) モルタル硬化 2インチ立方の型にモルタルを充填した。室温で24時
間後に、このモルタル立方体を破壊し、および中心をナ
イフで引っ掻くことによって硬度を品質的に等級付けし
た。
【0106】上記に提供された実施例1〜5の適用結果
を下記にまとめた:
【表1】 第1表 実施例1からの粉末による改質モルタル特性 粉末 実施例 No. 1a 1b 1c 1d 湿潤時間 30秒 30秒 30秒 30秒 コテ塗り適性 優れている 優れている 優れている 優れている 薄断面強靱性及び接着性 優れている 優れている 優れている 優れている 2″モルタル硬化 岩の如く 岩の如く 岩の如く 軟い (24時間後の硬度) 硬い 硬い 硬い せん断結合接着力 210psi 340psi 370psi 320psi
【表2】 第2表 実施例2からの粉末による改質モルタル特性 粉体 実施例 No. 2a 2b 2c 2d 湿潤時間 90秒 30秒 26秒 50秒 コテ塗り適性 優れている 優れている 優れている 良い 薄断面強靱性及び接着性 良い 優れている 優れている 良い 2″モルタル硬化 軟い 岩の如く 岩の如く 岩の如く (24時間後の硬度) 硬い 硬い 硬い せん断結合接着力 150psi 285psi 390psi 200psi
【表3】 第3表 実施例3からの粉末による改質モルタル特性 粉体 実施例 No. 3a 3b 3c 3d 湿潤時間 33秒 15秒 32秒 69秒 コテ塗り適性 優れている 優れている 優れている 良い 薄断面強靱性及び接着性 優れている 優れている 優れている 良い 2″モルタル硬化 岩の如く 岩の如く 岩の如く 岩の如く (24時間後の硬度) 硬い 硬い 硬い 硬い せん断結合接着力 390psi 470psi 230psi 100psi
【0107】実施例4(a) 、4(b) 、4(c) および4
(d) から得た粉末を上記手順に従って試験した。全ての
粉末は再分散可能であり、そしてモルタルは優れたコテ
塗り適性、薄断面および塊状硬化の特性を有していた。
【0108】本発明の方法に従って製造した粉末、実施
例1(a) 〜1(d) 、2(b) 、2(c)、3(a) 〜3(c) お
よび4(a) 〜4(d) はいずれも、特に有効なセメント改
質剤であった。このことはさらに、実施例1(b)(代表と
して)からの粉末を、実施例5、従来の方法(米国特許
第4, 916, 171号参照) によって製造したアクリ
ル粉末DP−1、商業的に入手可能なエチレン/酢酸ビ
ニル(EVA)粉末、および未改質モルタルと比較する
ことによって実証された。
【表4】 第4表 改質モルタルの性質 粉末 なし 表示 実施例1b 実施例5 DP−1 EVA 未改質 湿潤時間 25秒 64秒 150秒 15秒 −− コテ塗り適性 優れている 良い 優れている 良い 悪い 薄断面 優れている 良い 優れている 普通 悪い 強靱性及び接着性 2″モルタル硬化 岩の如く 軟い 軟い 岩の如く 岩の如く (24時間後の硬度) 硬い 硬い 硬い せん断結合接着力340psi 170psi 220psi 200psi 50psi
【0109】上記表に例証されているように、本発明の
2段逐次重合法によって製造された重合体からの粉末
は、市販製品(EVA)と比べたときには、匹敵し得る
湿潤時間、すなわち、市販の14秒に対して25秒を示
し、そして、従来の方法によって製造した芯−殻重合体
の150秒や、従来の重合体ブレンド物の64秒よりも
明らかに優れていた。
【0110】本発明の重合体粉末によって改質されたモ
ルタルのコテ塗り適性は従来の芯−殻重合体のそれに匹
敵し、そして、従来のブレンド物や、市販製品や、未改
質モルタルよりも優れていた。
【0111】モルタルの薄断面特性は従来の芯−殻重合
体のそれに匹敵し、そして、従来のブレンド物や、市販
製品や、未改質モルタルよりも明らかに優れていた。
【0112】本発明の重合体粉末によって改質されたモ
ルタルについてのせん断結合接着力340psi は従来の
芯−殻重合体での220psi 、重合体ブンレド物での1
70psi 、市販の重合体粉末での200psi 、および未
改質モルタルでの50psi よりも有意な改良を表わして
いた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョージ アーサー パプシン,ジュニア アメリカ合衆国ペンシルバニア州ノース ウェールズ,トロッター レーン 106 (72)発明者 シャング − ジャウ チオウ アメリカ合衆国ペンシルバニア州ロウアー グイネッド,ストーンブリッジ ロード 1010

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) 第一段において、約5〜約40%の
    カルボン酸または酸無水物と、約30〜約95%のアル
    キルアクリレートまたはアルキルメタクリレートまたは
    スチレンと、約0〜約30%のカルボン酸のヒドロキシ
    アルキルエステルまたはアクリルアミドまたはメタクリ
    ルアミドを含んでいる単量体の混合物を生成し、 (b) この混合物を重合して殻重合体を生成し、 (c) この殻をアミンまたは塩基によって中和し; そして
    第二段において、 (b) 約70〜約100%のアルキルアクリレートまたは
    メタクリレートまたはスチレンと、約0〜約30%のカ
    ルボン酸のヒドロキシアルキルエステルまたはアクリル
    アミドまたはメタクリルアミドを、約−65℃〜+35
    ℃の計算Tgを生じさせるように、含んでいる単量体の
    混合物を生成し; (d) この第二段の単量体混合物を、第一段の中和された
    重合体と合わせ; (e) この合わされた第二段の単量体を重合させて水性エ
    マルジョンの芯−殻重合体を生成し; そして (g) この水性エマルジョンの芯−殻重合体を噴霧乾燥に
    よって再分散性重合体粉末に転換する、ことを特徴とす
    る2段の水性乳化逐次重合法による芯−殻重合体の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 芯:殻の重量比が約95:05〜約6
    0:40であり、ゲル パーミエーション クロマトグ
    ラフィーによって測定したときに、芯が約100, 00
    0より大きい平均分子量を有し、そして殻が加水分解さ
    れた殻に関して約2, 500〜約12, 000の平均分
    子量を有する、請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 殻のTg約60℃より大きく、好ましく
    は、約80℃より大きく、そして芯のTgが約−65〜
    約+35℃、好ましくは約−40〜約+25℃である、
    請求項2の方法。
  4. 【請求項4】 殻並びに芯を構成する単量体の混合物
    が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチル
    アクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、デシ
    ルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタク
    リレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキ
    シプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリ
    レート、ブチルメタクリレート、アクリロニトリル、ア
    クリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フ
    マル酸、無水アクリル酸、無水メタクリル酸、無水マレ
    イン酸、無水イタコン酸、無水フマル酸、スチレン、置
    換スチレン、酢酸ビニル、およびその他のC1 〜C12
    ルキルアクリレートおよびメタクリレート、アクリルア
    ミド、メタクリルアミド、N−メチロールメタクリルア
    ミド、およびN−メチロールアクリルアミドからなる群
    から選択される、請求項1の方法。
  5. 【請求項5】 殻を構成する単量体の混合物が、殻の全
    重量を基準にして、約5〜約40%のカルボン酸または
    酸無水物と約60〜約95%のアルキルアクリレートま
    たはアルキルメタクリレートまたはスチレンである、請
    求項4の方法。
  6. 【請求項6】 殻を構成する好ましい単量体の混合物が
    メチルメタクリレートとメタクリル酸である、請求項5
    の方法。
  7. 【請求項7】 殻を構成する単量体の混合物が、アンモ
    ニア、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジメ
    チルアミノエタノール、水酸化ナトリウム、および水酸
    化カルシウムおよびその他の全ての第IA族および第II
    A族の水酸化物および類似物からなる群から選択された
    塩基によって中和された、請求項6の方法。
  8. 【請求項8】 塩基が、中和された酸の全当量を基準に
    して、約30〜60%の水酸化カルシウムと約40〜7
    0%の水酸化ナトリウムのブレンド、好ましくは約35
    〜50%の水酸化カルシウムと約50〜65%の水酸化
    ナトリウムのブレンドである、請求項7の方法。
  9. 【請求項9】 塩が100%アンモニアである、請求項
    7の方法。
  10. 【請求項10】 芯を構成する単量体の混合物が、芯の
    全重量を基準にして、約0〜約5%のカルボン酸または
    酸無水物またはアクリルアミドと約95〜約100%の
    アルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレートま
    たはスチレンである、請求項4の方法。
  11. 【請求項11】 芯を構成する好ましい単量体の混合物
    がブチルアクリレートとメチルメタクリレートである、
    請求項10の方法。
  12. 【請求項12】 芯を構成する好ましい単量体の混合物
    はブチルアクリレートとスチレンである、請求項10の方
    法。
  13. 【請求項13】 第一段単量体混合物が多官能性化合物
    の存在下で重合させられて殻重合体になる、請求項1の
    方法。
  14. 【請求項14】 多官能性化合物が、2個またはそれ以
    上の不飽和部位を有する多官能性化合物、2個またはそ
    れ以上の引抜き可能原子を有する反応性電荷移動剤、お
    よび1個またはそれ以上の不飽和部位と1個またはそれ
    以上の引抜き可能原子を有する混成多官能性化合物から
    なる群から選択される、請求項13の方法。
  15. 【請求項15】 多官能性化合物がアリルメタクリレー
    トである、請求項14の方法。
  16. 【請求項16】 多官能性化合物が、殻の全重量を基準
    にして、約5%未満を、好ましくは約0.5〜約3.0%を
    構成する、請求項13の方法。
  17. 【請求項17】 アルカリ可溶性の乳化重合体の殻と、
    水不溶性の乳化重合体の芯を有しており、その芯重合体
    と殻重合体が多官能性化合物の使用によって化学的にグ
    ラフト結合されているところの、芯−殻重合体粉体を含
    んでいる、請求項1の方法によって製造された生成物。
  18. 【請求項18】 有効量のポルトランドセメントを有効
    量の請求項1の芯−殻重合体粉末と混合することを特徴
    とする、セメント組成物の改質方法。
JP4184088A 1991-07-11 1992-07-10 再分散性の芯−殻重合体粉末の製造方法 Pending JPH05194681A (ja)

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