JPH0585793A

JPH0585793A - ポリマーコンクリート用合成樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0585793A
Application number: JP27185091A
Authority: JP
Inventors: Keiji Hirao; 佳二平尾; Koji Ishizaki; 孝治石崎; Shizuo Hashino; 静夫橋野; Hiroyuki Enomoto; 裕之榎本
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【構成】エポキシ基を有する不飽和単量体を含む重合物
０．１〜５０重量部と不飽和単量体５０〜９９．９重量
部とからなるポリマーコンクリート用合成樹脂組成物。【効果】骨材との密着性が良く、強度に優れ、寸法安定
性が良好で、かつ混練性や成形性に優れたポリマーコン
クリート用合成樹脂組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリマーコンクリート用
合成樹脂組成物に関し、さらに詳しくは骨材との密着性
が良く、強度に優れ、寸法安定性が良好で、かつ混練性
や成形作業性に優れたポリマーコンクリート用合成樹脂
組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリマーコンクリート（レジンコンクリ
ート、レジンモルタルなどと同義語）組成物は、従来よ
り不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂またはアクリ
ル樹脂と骨材とを混練したものなどが知られている。こ
のポリマーコンクリートはセメントコンクリートに比べ
て強度、耐食性、耐摩耗性、耐凍害性などに優れてお
り、高速道路、橋、ダム護岸などの表面補修補強材、耐
酸槽、側溝桝蓋、テラゾー、ケーブル埋設用構造物など
として使用されている。

【０００３】しかし従来のポリマーコンクリートには次
のような欠点がある。すなわち、不飽和ポリエステル樹
脂は硬化の際に収縮、発熱などにより硬化物にクラック
を発生しやすく、また粘性が大きいために混練性と作業
性が悪いので骨材との接触が不十分になり、硬化成形物
の寸法安定性が悪く、強度の低下がある。特開平２−２
１４７６８号公報には、クラックを防止する目的で、不
飽和ポリエステル樹脂に熱可塑性樹脂を添加して硬化発
熱時における熱可塑性樹脂の熱膨張を利用して収縮を少
なくする方法が開示されているが、この方法は樹脂の粘
性をさらに上昇させ、成形作業性を悪くし、かつ硬化物
の強度を低下させる。

【０００４】特開昭６１−２３１０２４号公報には、エ
ポキシ樹脂系のポリマーコンクリート用合成樹脂組成物
が開示されているが、高価であるばかりでなく、粘性が
大きいため、混練性と成形作業性が悪いので、骨材との
接触が不十分になり、混入空気の脱泡も容易ではない。

【０００５】特開平１−３２０４７号公報には、アクリ
ル樹脂系のポリマーコンクリート用合成樹脂組成物が開
示されているが、エチレン性不飽和単量体組成物の鎖状
の重合によって硬化を行なうために、骨材との接着が不
十分であり、硬化成形品の強度に限界がある。

【０００６】特公平１−３０７７７号公報には、骨材と
の接着を高めるのを目的として多価アルコールと（メ
タ）アクリル酸との部分エステルを含むアクリル系樹脂
が開示されている。特開昭６０−７６５０２号公報に
は、低収縮性のアクリル樹脂を用いたポリマーコンクリ
ート用合成樹脂組成物が開示されている。しかし、いず
れも硬化成形品の強度がまだ不十分である。

【０００７】これらの樹脂と骨材との接着性を高める方
法として、一般にシランカップリング剤などのカップリ
ング剤が使用されるが、非常に高価なため経済的に不利
である。また樹脂の粘性を下げれば骨材との接着性は高
くなるので、樹脂に反応性または非反応性の希釈剤を併
用することも考えられるが、この場合は硬化成形品の物
性が低下する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のポリ
マーコンクリート用合成樹脂組成物には一長一短があ
り、実用的にはさらに改良すべき点を持っている。本発
明は、これらの従来技術の欠点を改良し、ポリマーコン
クリートの有する特性を損なうことなく、骨材と樹脂と
の密着性を高めて、高い強度を有する寸法安定性の優れ
たポリマーコンクリート用合成樹脂組成物を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は（ａ）エポキシ
基を有する不飽和単量体５〜１００％とその他の共重合
可能な不飽和単量体０〜９５％とより得られる重量平均
分子量１０００〜３０００００の重合物０．１〜５０重
量部と（ｂ）不飽和単量体５０〜９９．９重量部とから
なるポリマーコンクリート用合成樹脂組成物である。

【００１０】本発明で用いる（ａ）成分を構成するエポ
キシ基を有する不飽和単量体としては、グリシジルメタ
クリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルイタ
コネートなどの不飽和グリシジルエステル類；アリルグ
リシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテルなどの
不飽和グリシジルエーテル類などが挙げられ、これらの
一種または二種以上を混合して使用することができる。

【００１１】（ａ）成分を構成するその他の不飽和単量
体としては、スチレン、ビニルトルエンなどのスチレン
系単量体；メチルアルコールなどの一価アルコールとア
クリル酸またはメタアクリル酸［以下、両者をあわせて
（メタ）アクリル酸という］とのエステル；グリセリン
などの多価アルコールと（メタ）アクリル酸とからなる
部分エステルまたは完全エステル；イソブチレン、ジイ
ソブチレンなどのオレフィン類；（メタ）アクリル酸、
アクリルアミド、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどが
あげられ、これらの一種または二種以上を混合して使用
することができる。その中でとくにスチレン、メチルメ
タクリレート、アクリロニトリルが好ましい。

【００１２】エポキシ基を有する不飽和単量体は５〜１
００重量％であるが、５重量％未満では骨材との接着性
が不十分になり、ポリマーコンクリートの強度が低下す
る。（ａ）成分の重合物の重量平均分子量は１０００〜
３０００００であり、好ましくは５０００〜２００００
０である。

【００１３】（ｂ）成分としては、イソブチレン、１−
ペンテン、１−ヘキセン、シクロペンテン、シクロヘキ
セン、２−メチル−１−ペンテン、２−エチル−１−ブ
テン、ジイソブチレンなどのオレフィン類；スチレン、
クロルスチレン、α−メチルスチレン、クロルメチルス
チレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンなどのスチ
レン系単量体；（メタ）アクリル酸とメチルアルコー
ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチ
ルアルコール、シクロヘキシルアルコール、ｎ−オクチ
ルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、ｎ−デ
シルアルコール、ラウリルアルコール、セチルアルコー
ル、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ベン
ジルアルコールなどの一価アルコールとのエステル；エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、ポリエチレングリコール、1,2-プロパン
ジオール、ポリプロピレングリコール、1,3-プロパンジ
オール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1.
6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセ
リン、ジグリセリン、ポリグリセリン、グリセリン−α
−モノクロルヒドリン、グリセリン−β−モノクロルヒ
ドリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、
ソルビトール、ヒドロキノン、レゾルシン、ビスフェノ
ールＡ，ビスフェノールＡジエチレングリコール、ビス
フェノールＡポリエチレングリコール、1,6-ヘキサンジ
ウレタンポリエチレングリコール、キシリレングリコー
ル、シクロヘキサンジメタノールなどの多価アルコール
と（メタ）アクリル酸とから形成する部分エステルまた
は完全エステル；（メタ）アクリル酸、アクリルアミ
ド、アクリロニトリル、ジビニルベンゼン、酢酸ビニル
などがあげられ、これらの一種または２種以上を混合し
て使用することもができる。

【００１４】（ａ）成分の含有量は０．１〜５０重量
部、（ｂ）成分の含有量は５０〜９９．９重量部である
が、（ａ）成分が５０重量部を超えると粘度が高くな
り、骨材との混合性が悪くなって気泡を多く含むので、
強度の低いポリマーコンクリートとなる。０．１重量％
未満の場合は、骨材との接着性を十分に発揮することが
できず、強度の低い寸法安定性の悪いポリマーコンクリ
ートとなる。

【００１５】本発明のポリマーコンクリート用合成樹脂
組成物を用いてポリマーコンクリートを作る場合につい
て述べる。本発明のポリマーコンクリート用合成樹脂組
成物と骨材、および必要に応じて熱可塑性樹脂、不飽和
ポリエステルを使用してポリマーコンクリート組成物を
調整する。

【００１６】骨材としてはケイ砂、砂利、砕石などの粗
骨材や細骨材のほか、クレー、タルク、マイカ、アスベ
スト、ウオラスナイト、ケイ酸カルシウム、セリサイト
（Ｅガラス）、ガラス粉（Ａガラス）、スレート粉、シ
ラス、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化カルシ
ウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、アル
ミナ、酸化アンチモン、マグネシア、酸化チタン、亜鉛
華、ホワイトカーボン、合成ケイ酸塩、無定形シリカ、
ケイソウ土、グラファイト、木粉、チタン酸カリウム、
ポルトランドセメント、アルミナセメントなどの微粒充
填剤を組み合わせて使用する。

【００１７】骨材の組成は粗骨材２０〜８０重量部、細
骨材１０〜７０重量部および微粒充填剤５〜５０重量部
からなり、粒径比が各々１０倍以上となる粒度構成が強
度を高めるのに好ましい。ポリマーコンクリート中での
骨材の配合割合は一般的に３３〜９５重量％である。さ
らに必要に応じてガラス繊維、ポリアミド繊維、ボロン
繊維、金属繊維などの繊維類、これらのアルキルカルボ
ン酸塩、シランカップリング剤、チタンカップリング剤
などによる表面処理物などの繊維物質を加えた骨材を用
いると、より高強度のポリマーコンクリートが得られ
る。

【００１８】熱可塑性樹脂としてはとくに限定されない
が、スチレン、ビニルトルエンなどのスチレン系単量
体、メチルアルコールなどの一価アルコールと（メタ）
アクリル酸とのエステル、グリセリンなどの多価アルコ
ールと（メタ）アクリル酸とからなる部分エステルまた
は完全エステル、イソブチレン、ジイソブチレンなどの
オレフィン類、アクリルアミド、アクリロニトリル、酢
酸ビニルなどの単独重合体またはこれらのランダム共重
合体、グラフト共重合体などがあげられ重量平均分子量
で５０００〜１０００００であることが好ましい。

【００１９】不飽和ポリエステルとしては、汎用的に用
いられるオルソフタル酸系のほか耐候性、耐薬品性、強
度の優れたイソフタル酸系、ビスフェノール系などがあ
げられる。通常はスチレンなどのモノマー中に希釈し、
不飽和ポリエステル樹脂として市販されているものを使
用できる。

【００２０】本発明のポリマーコンクリート用合成樹脂
組成物１００重量部に対し、熱可塑性樹脂の添加量は０
〜１５０重量部であることが好ましく、不飽和ポリエス
テルの添加量は０〜２５０重量部であることが好まし
い。これを超える量では、粘度が高くなり、骨材との混
合性が悪化して気泡を多く含むので、強度の低いポリマ
ーコンクリートとなる。

【００２１】本発明のポリマーコンクリート用合成樹脂
組成物と骨材との配合物、すなわちポリマーコンクリー
ト組成物の硬化方法についてはとくに限定はなく、各種
の方法が適用できる。すなわち、光、熱、高エネルギー
放射線照射；ベンゾインやアセトフェノン系化合物など
の光増感剤；水素酸、ルイス酸またはアルカリ金属など
のイオン重合開始剤などによる方法が適用できるが、有
機過酸化物などのラジカル重合開始剤を用いて硬化させ
ることが好ましい。

【００２２】有機過酸化物としてはメチルエチルケトン
ペルオキシドなどのケトンペルオキシド類、ベンゾイル
ペルオキシドなどのジアシルペルオキシド類、ジイソプ
ロピルペルオキシジカーボネートなどのペルオキシジカ
ーボネート類、t-ブチルヒドロペルオキシドなどのヒド
ロペルオキシド類、t-ブチルペルオキシピバレートなど
のペルオキシエステル類およびペルオキシケタール類な
どがあげられ、これらの一種または二種以上を混合して
使用することができる。

【００２３】さらにラジカル重合開始剤使用に際して、
重合反応を促進させたり、また低温で硬化をさせるため
に硬化促進剤を併用することができる。硬化促進剤とし
ては、N,N-ジメチル-p-トルイジン、N,N-ジメチルアニ
リンなどのアミン類；2,2,-(フェニルイミノ)ジエタノ
ールなどのアルコール類；ベンゼンスルフィン酸、p-ク
ロロベンゼンスルフィン酸などのスルフィン酸およびス
ルフィン酸塩；重亜硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄などの
無機化合物；ニッケル、コバルト、マンガンなどの金属
の錯体類または有機酸との塩類；アルギン酸ナトリウム
などを単独または適宜混合して用いることができる。

【００２４】ラジカル重合開始剤および硬化促進剤の硬
化に際しての配合割合は、本発明のポリマーコンクリー
ト用合成樹脂組成物１００重量部に対してそれぞれ通常
０．００１〜２０重量部であり、好ましくは０．０５〜
１５重量部である。

【００２５】本発明のポリマーコンクリート用合成樹脂
組成物を用いてポリマーコンクリート、すなわち硬化物
をうる方法の代表的な例を示す。

【００２６】（ａ）成分のエポキシ基を有する重合物と
（ｂ）成分の不飽和単量体とを所定の比になるように混
合し、必要に応じて熱可塑性樹脂および不飽和ポリエス
テルを所要量加えて混合する。次にその混合物に硬化促
進剤を所要量加えて溶解し、さらにラジカル重合開始剤
を所要量加え溶解させる。

【００２７】次に所定の組成に調製された所要量の骨材
をすばやく混合し、例えばミキサーを用いて数分間混練
したのち、成形型枠に流し込み、必要に応じてバイブレ
ーターを用いて充てんする。数分ないし数十分で発熱反
応が起こり硬化してポリマーコンクリートが形成され
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明のポリマーコンクリート用合成樹
脂組成物はポリマーコンクリートの有する諸特性を損な
うことなく、セメントコンクリート組成物と同様の混練
性や作業性を持ち、そして高強度で、しかも寸法安定性
に優れたポリマーコンクリートが得られる。

【００２９】

【実施例】本発明を実施例により具体的に説明する。な
お、部は重量基準である。

【００３０】実施例１次に示す本発明のポリマーコンクリート用合成樹脂組成
物を準備した。（ａ）成分；グリシジルメタクリレート：スチレン＝２：３（重量比）からなる共重合物（重量平均分子量１００００）２５部（ｂ）成分；スチレン４５部メチルメタクリレート５部プロピレングリコールモノメタクリレート９部トリメチロールプロパンジメタクリレート２部トリメチロールプロパントリメタクリレート３部このポリマーコンクリート用合成樹脂組成物に熱可塑性樹脂；ポリスチレン（重量平均分子量４８０００）３部不飽和ポリエステル；ポリライトＴＰ−１３３（大日本インキ化学工業(株)製）８部重合開始剤；メチルエチルケトンペルオキシド２．５部硬化促進剤；Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン０．５部ナフテン酸コバルト０．５部を順次添加溶解したのち、あらかじめミキサーで混合し
ておいた骨材をすばやく加えた。

【００３１】骨材はつぎの組成のものを使用した。実施
例、比較例ともに全て同じ組成の骨材を使用した。平均粒径５ｍｍ砂利３００部１６メッシュ以上２８メッシュ未満のケイ砂２１０部２００メッシュ通過のケイ砂９０部平均粒径４μｍの重質炭酸カルシウム２０部

【００３２】ポリマーコンクリート組成物を２〜３分間
混練して骨材表面が一様にぬれたところで４０mm×４０
mm×１６０mmの成形型枠につめ、テーブル型バイブレー
ター上で数分間振動させたのち、静置して室温で硬化さ
せた。１時間のちに硬化物を８５℃で６時間加熱し、室
温で徐冷したのち、硬化収縮率の測定、曲げ強度および
圧縮強度を測定した。硬化収縮率はＡＳＴＭＤ2566-69
に準じて測定した。

【００３３】表１、表２にポリマーコンクリート用合成
樹脂組成物を、表３、表４に熱可塑性樹脂、不飽和ポリ
エステル、重合開始剤および硬化促進剤の配合と、試験
結果を示した。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】

【表４】

【００３８】表３、表４において、寸法安定性の評価は
測定した硬化収縮率よりつぎの基準で評価した。

【００３９】実施例２〜１０、比較例１〜４原料組成を変えて表１、表２、表３、表４に示した原料
を使用して実施例１と同様に試験を行なった。表３、表
４の試験結果より本発明のポリマーコンクリート用合成
樹脂組成物を用いた場合のポリマーコンクリート硬化物
は比較例の組成物を用いた場合の硬化物と比べて硬化収
縮率が非常に小さく、寸法安定性が優れていることは明
らかであり、また強度についても本発明の硬化物の方が
優れていることは明かである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）エポキシ基を有する不飽和単量体５
〜１００％とその他の共重合可能な不飽和単量体０〜９
５％とより得られる重量平均分子量１０００〜３０００
００の重合物０．１〜５０重量部と（ｂ）不飽和単量体
５０〜９９．９重量部とからなるポリマーコンクリート
用合成樹脂組成物。