JPH0749504B2

JPH0749504B2 - セメント混和用共重合体ラテックス

Info

Publication number: JPH0749504B2
Application number: JP12582687A
Authority: JP
Inventors: 稔加藤; 充目野; 忠義中島; 博蓼沼
Original assignee: 日本合成ゴム株式会社
Priority date: 1987-05-25
Filing date: 1987-05-25
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPS63291910A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、セメント混和用共重合体ラテックスに関し、
さらに詳細には基材に対する接着性およびセメント混和
安定性に優れた、セメント組成物の製造に使用されるセ
メント混和用共重合体ラテックスに関する。

〔従来の技術〕

従来、セメント組成物には、天然ゴム、スチレン−ブタ
ジエン系ラテックス、アクリロニトリル−ブタジエン系
ラテックス、クロロプレン系ラテックスなどが混和さ
れ、強度などを改良することが実用化されている。

しかしながら、これらのセメント組成物は、基材に対す
る接着性、セメント混和性、特に白セメント混和安定性
の点で満足できるものではなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、前記従来の技術的課題を背景になされたもの
で、基材に対する接着性、セメント混和安定性、特に白
セメント混和安定性に優れたセメント混和用共重合体ラ
テックスを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明は、（ａ）下記一般式（Ｉ）および／または（II）で表され
るエチレン系不飽和カルボン酸アミド系単量体0.2〜５
重量％、〔一般式（Ｉ）中、R¹は水素原子またはメチル基、R²、
R³は同一または異なり水素原子または炭素数１〜４のア
ルキル基を示す。〕〔一般式（II）中、R¹は前記に同じ、R⁴は炭素数１〜４
のアルキル基、ｎは１〜４の整数を示す。〕（ｂ）共役ジエン系単量体および／またはアルキル基の
炭素数が４〜12のエチレン性不飽和カルボン酸アルキル
エステル単量体25〜99.8重量％、ならびに（ｃ）前記（ａ）〜（ｂ）成分と共重合可能なその他の
単量体０〜75重量％（ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）
＝100重量％）を乳化重合して得られ、かつトルエン不
溶分が40〜98重量％であることを特徴とするセメント混
和用共重合体ラテックスを提供するものである。

本発明の共重合体ラテックスは、前記単量体（ａ）〜
（ｃ）成分を特定割合で乳化重合して得られるものであ
る。

ここで、（ａ）成分を構成する一般式（Ｉ）中のR²、R³
のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、ｎ
−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、sec−
ブチル基、ｔ−ブチル基などを挙げることができる。

一般式（Ｉ）で表される（ａ）エチレン系不飽和カルボ
ン酸アミド系単量体の具体例としては、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、メチルメタクリルアミド、N,N
−ジメチル（メタ）アクリルアミド、N,N−ジエチル
（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリル
アミドなどを挙げることができる。

また、（ａ）成分を構成する他の成分である一般式（I
I）中のR⁴としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピ
ル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、sec−ブチル
基、ｔ−ブチル基などの炭素数１〜４のアルキル基であ
り、またｎは１〜４の整数を表す。

一般式（II）で表される（ａ）エチレン系不飽和カルボ
ン酸アミド系単量体の具体例としては、Ｎ−ブトキシメ
チル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシエチル（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アク
リルアミド、Ｎ−ノルマルプロピオキシメチル（メタ）
アクリルアミドなどを挙げることができる。

これらの一般式（Ｉ）および／または（II）で表される
エチレン系不飽和カルボン酸アミド系単量体のうち、特
にアクリルアミド、メタクリルアミドが好ましい。

これらの（ａ）成分は、１種単独で使用することも、ま
た２種以上を併用することもできる。

（ａ）成分の使用割合は、全単量体（ａ）〜（ｃ）成分
に対して0.2〜５重量％、好ましくは0.5〜３重量％であ
り、0.2重量％未満の場合には最終製品として得られる
セメント組成物の基材に対する接着性、セメント混和安
定性が悪く、一方５重量％を超えると共重合体ラテック
スの粘度が高くなり、作業性が悪化し好ましくない。

（ｂ）共役ジエン系単量体としては、1,3−ブタジエ
ン、イソプレン、２−クロル−1,3−ブタジエンなどが
挙げられるが、好ましくは1,3−ブタジエンである。

また、（ｂ）成分を構成する他の単量体であるアルキル
基の炭素数が４〜12のエチレン性不飽和カルボン酸アル
キルエステル単量体とは、アルキル基の炭素数が４〜12
の（メタ）アクリル酸アルキルエステルであり、その具
体例としては、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソ
ブチル（メタ）アクリレート、アミル（メタ）アクリレ
ート、イソアミル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メ
タ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレー
ト、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソノ
ニル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレ
ートなどを挙げることができる。

これらの（ｂ）成分は、１種単独で使用するこも、また
２種以上を併用することもできる。

（ｂ）成分として共役ジエン系単量体を用いた場合に
は、得られる共重合体ラテックスは、一段と優れた接着
性を有し、またアルキル基の炭素数が４〜12のエチレン
性不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体を用いた場
合には、得られる共重合体ラテックスは、耐候性に優れ
ているので好ましい。

（ｂ）成分の使用割合は、全単量体（ａ）〜（ｃ）成分
に対して25〜99.8重量％、好ましくは25〜80重量％、特
に好ましくは30〜70重量％であり、25重量％未満の場合
では最終製品として得られるセメント組成物の基材に対
する接着性が劣る場合があり、一方99.8重量％を超える
と接着性、耐水性が劣る。

（ｃ）前記（ａ）〜（ｂ）成分と共重合可能な他の単量
体としては、アルキルアクリレート、アルキルメタクリ
レートまたはエチレン系不飽和カルボン酸のヒドロキシ
アルキルエステルなどのアルキル基に炭素数が１〜３の
エチレ系不飽和カルボン酸アルキルエステルを挙げるこ
とができる。

このうち、アルキルアクリレートとしては、メチルアク
リレート、エチルアクリレートなどを、アルキルメタク
リレートとしては、メチルメタクリレート、エチルメタ
クリレートなどを、エチレン系不飽和カルボン酸のヒド
ロキシアルキルエステルとしては、β−ヒドロキシエチ
ルアクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリレート
などを挙げることができる。

前記（ｃ）共重合可能な他の単量体としては、そのほか
アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化
ビニル化合物、酢酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエス
テル、ビニルピリジン、メタクリルアミドプロピルトリ
メチルアンモニウムクロライドなどのアミノ基を含むエ
チレン系不飽和単量体、スチレン、α−メチルスチレ
ン、ｐ−メチルスチレン、スチレンスルホン酸ナトリウ
ム、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル系単量体、グリ
シジル（メタ）アクリレートなどのグリシジル系単量
体、塩化ビニル、塩化ビニリデンなどのハロゲン含有ビ
ニル系単量体、さらにはイタコン酸、アクリル酸、メタ
クリル酸、フマル酸などのエチレン系不飽和カルボン酸
単量体などを挙げることができる。

これらの（ｃ）共重合可能な他の単量体は、１種単独で
も、あるは２種以上を併用することができる。

この（ｃ）共重合可能な他の単量体の割合は、単量体
（ａ）〜（ｃ）成分中にに０〜75重量％、好ましくは15
〜74重量％、特に好ましくは20〜70重量％であり、75重
量％を超えると接着性が悪くなる。

不飽和カルボン酸単量体は、白セメント安定性、耐クラ
ック性、耐水性、中性化の点で１重量％以下が好まし
い。

本発明の共重合体ラテックスは、特定割合の前記単量体
（ａ）〜（ｃ）成分を、公知の乳化剤、重合開始剤、連
鎖移動剤などを使用して乳化重合されたものである。

ここで、乳化剤としては、ドデシ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、ジフェニルエー
テルジスルホン酸ナトリウム、コハク酸ジアルキルエス
テルスルホン酸ナトリウムなどのアニオン系乳化剤、あ
るいはポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキ
シエチレンアルキルアリルエーテルなどのノニオン系乳
化剤の１種または２種以上を挙げることができる。

特に、本発明の効果が著しく発揮できる乳化剤として
は、ジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムであ
る。

乳化剤の使用量は、好ましくは0.5〜10重量％（前記単
量体（ａ）〜（ｃ）成分の総計量に対して、以下同
じ）、特に好ましくは１〜８重量％であり、0.5重量％
未満では凝固物を発生するなど、重合安定性が悪くな
り、共重合体ラテックスの製造に支障があるので好まし
くなく、一方10重量％を超えると最終製品としてのセメ
ント組成物の接着性、透水性が低下するので好ましくな
い。

連鎖移動剤としては、ｔ−ドデシルメルカプタン、オク
チルメルカプタン、ｎ−テトラデシルメルカプタン、オ
クチルメルカプタン、ｔ−ヘキシルメルカプタン、ｎ−
ヘキシルメルカプタンなどのメルカプタン類；四塩化炭
素、臭化エチレンなどのハロゲン系化合物が、通常、０
〜４重量％使用される。

さらに、重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸
ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩系開始
剤、あるいは過酸化水素などの無機系開始剤；クメンハ
イドロパーオキサイド、イソプロピルベンゼンハイドロ
パーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイ
ド、ベンゾイルパーオキサイドなどの有機過酸化物、あ
るいはアゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ系開始剤
で代表される有機系開始剤を挙げることができる。

この重合開始剤の使用量は、好ましくは0.03〜2.0重量
％、特に好ましくは0.05〜1.0重量％である。

なお、乳化重合を促進させるために、例えばピロ重亜硫
酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウ
ム、硫酸第一鉄、グルコース、ホルムアルデヒドナトリ
ウムスルホキシレート、Ｌ−アスコルビン酸およびその
塩、亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤；グリシン、ア
ラニン、エチレンジアミン四酢酸ナトリウムなどのキレ
ート剤を併用することもできる。

乳化重合に際しては、前記乳化剤、連鎖移動剤、重合開
始剤などのほかに、必要に応じて各種電解質、pH調整剤
などを併用し、前記単量体（ａ）〜（ｃ）成分100重量
部に対して水100〜300重量部と前記乳化剤、開始剤、連
鎖移動剤などを前記範囲内の量で使用して、重合温度10
〜90℃、好ましくは40〜80℃、重合時間10〜40時間の重
合条件下で乳化重合される。

前記各単量体（ａ）〜（ｃ）の添加方法は特に制限され
るものではなく、一括添加法、連続添加法あるいは分割
添加法などの任意の方法が採用される。

なお、共重合体ラテックスの最終的な重合転化率は、90
〜100％、特に95〜100％であることが好ましい。

このようにして乳化重合された本発明の共重合体ラテッ
クスのトルエン不溶分は、40〜98重量％、好ましくは50
〜90重量％である。

ここで、トルエン不溶分とは、pH8以上に調整された共
重合体ラテックスをガラス板上で乾燥して厚さ0.3mmの
フィルムとし、その0.3gをトルエン100mlに入れて、24
時間室温で放置したのち、120メッシュの金網でろ過
し、金網上に残ったものを乾燥して秤量した値をラテッ
クス全固形分で除した重量％である。

このトルエン不溶分が40重量％未満では、基材に対する
接着性、耐水性、強度が劣り、また98重量％を超えた場
合にも基材に対する接着性が劣り、さらに可使時間が短
くなり好ましくない。

なお、このトルエン不溶分の調整は、分子量調整材であ
る連鎖移動剤の種類、量を選ぶことによって容易に実施
することができる。例えば、連鎖移動剤としてハロゲン
系化合物である四塩化炭素あるいは臭化メチルを使用す
る場合には、その使用量は０〜3.0重量％、メルカプタ
ン類として例えばｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−ドデ
シルメルカプタンを使用する場合には、その使用量は０
〜1.0重量％である。そのほか、トルエン不溶分を調整
する方法としては、重合時の開始剤量、重合開始温度な
どであり、これらを組み合わせて目的とするラテックス
を得ることができる。

なお、本発明の共重合体ラテックスの平均粒子径は、1,
500〜5,000Åの範囲にあることが好ましく、特に1,800
〜3,000Åの範囲にあることが好ましい。ここで、この
平均粒子径は、ラテックスをオスミウム酸で処理し、電
子顕微鏡写真（倍率30,000倍）を撮り、粒子100個以上
について粒径を測定し、数平均により算出した値であ
る。

共重合体ラテックスの平均粒子径が1,500Å未満では、
セメント混和性、特に白セメント混和安定性が悪く、一
方5,000Åを超えると、最終製品としてのセメント組成
物の基材に対する接着性が低下するので好ましくない。

なお、この共重合体ラテックスの平均粒子径の調整は、
乳化重合時における乳化剤の使用量、重合温度を調整す
ることにより容易に実施できる。

かくて、本発明の共重合体ラテックスは、一般に製造さ
れているポルトランドセメントまたは白セメントなどの
セメント成分および珪砂などの骨材に、さらに必要に応
じて公知の充填剤、分散剤、消泡剤、架橋剤、増粘剤、
発泡剤、着色剤、難燃剤、防腐剤、耐水化剤、老化防止
剤、安定剤、加硫促進剤、帯電防止剤、pH調整剤などを
加え、セメント組成物として使用される。

なお、セメント組成物中の本発明の共重合体ラテックス
の使用量は、通常、セメント成分と骨材100重量部に対
して固形分換算で１〜40重量部である。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げ、本発明をさらに詳細に説明する。

なお、実施例中における部および％は特に断らない限
り、重量基準である。

また、実施例中における各種の試験方法は、下記のとお
りである。

接着性は、下記配合処方Ａの50mm×50mm×2mmのモルタ
ルを作製し、その上に、基材（スレートもしくは陶器タ
イル）を23℃×65RH％の条件下に２週間熟成し、JIS A
6203に準拠して引張試験機を用いて垂直剥離強度を測定
した。

配合処理Ａ（部）ポルトランドセメント 100 砂 300 ＊１）あらかじめ混合した。

＊２）花王（株）製、ノニオン系界面活性剤＊３）花王（株）製、ノニオン系界面活性剤セメント混和安定性は、200ccポリビーカーに白セメン
ト100gを採取し、これにあらかじめ添加剤を配合した共
重合体ラテックスを44.4gを配合して、下記配合処方Ｂ
のモルタルを作製し、このモルタルを約2,000rmpのラボ
スターラーで撹拌し、内容物が固化しはじめる時間
（分）を測定した。

配合処理Ｂ（部）白セメント 100 実施例１〜６および比較例１〜７内容積100のステンレス製オートクレーブに窒素ガス
下で、第１表に示す乳化重合レシピー（単量体組成およ
び分子量調節剤）の５分の１の量、さらに乳化剤として
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.3部、重合開
始剤として過硫酸カリウム0.6部、電解質として硫酸ナ
トリウム0.5部、炭酸カリウム0.5部、キレート剤として
エチレンジアミン四酢酸ナトリウム0.1部および水100部
を仕込み、重合温度45〜80℃で撹拌し、乳化重合した。
このときの重合転化率は、いずれも80％以上であった。

次に、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリ
ウムを１部添加したのち、第１表に示す単量体組成およ
び分子量調節剤の残りを連続的に添加して乳化重合を続
け、合計13種類の共重合体ラテックスを得た。得られた
共重合体ラテックスの重合転化率は、いずれも98％以上
であり、重合安定性は良好であった。

得られた共重合体ラテックスの性状を、併せて第１表に
示す。

また、このようにして得られた共重合体から、前記配合
処方ＡおよびＢのモルタルを作製し、セメント組成物の
接着性、白セメント混和安定性を測定した結果を、併せ
て第１表に示す。

第１表から明らかなように、本発明の共重合体ラテック
ス（実施例１〜６）から得られたセメント組成物は、接
着性、白セメント混和安定性のいずれにおいても良好で
あることが分かる。

これに対して、比較例１〜７は、本発明の範囲外の共重
合体ラテックスであり、これらのラテックスを用いて製
造したセメント組成物は、いずれも接着性、白セメント
混和安定性、作業性を満足させるものではないことが分
かる。

〔発明の効果〕本発明のセメント混和用共重合体ラテックスを用いて製
造したセメント組成物は、接着性、セメント混和安定
性、特に白セメント混和安定性に優れている。従って、
コンクリート、ALC板の下地への施工、およびタイル張
りに好適に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｆ 220/58 ＭＮＧ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）下記一般式（Ｉ）および／または
（II）で表されるエチレン系不飽和カルボン酸アミド系
単量体0.2〜５重量％、〔一般式（Ｉ）中、R¹は水素原子またはメチル基、R²、
R³は同一または異なり、水素原子または炭素数１〜４の
アルキル基を示す。〕〔一般式（II）中、R¹は前記に同じ、R⁴は炭素数１〜４
のアルキル基、ｎは１〜４の整数を示す。〕（ｂ）共役ジエン系単量体および／またはアルキル基の
炭素数が４〜12のエチレン性不飽和カルボン酸アルキル
エステル単量体25〜99.8重量％、ならびに（ｃ）前記（ａ）〜（ｂ）成分と共重合可能なその他の
単量体０〜75重量％（ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）
＝100重量％）を乳化重合して得られ、かつトルエン不
溶分が40〜98重量％であることを特徴とするセメント混
和用共重合体ラテックス。（２）前記（ｃ）成分が、シアン化ビニル単量体、芳香
族ビニル単量体およびアルキル基の炭素数が１〜３の
（メタ）アクリル酸アルキルエステルの群から選ばれる
少なくとも１種の単量体である特許請求の範囲第１項記
載のセメント混和用共重合体ラテックス。