JPH11322471A - 鉱物成形品のコ―ティング法及び組成物 - Google Patents

鉱物成形品のコ―ティング法及び組成物

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JPH11322471A
JPH11322471A JP11062157A JP6215799A JPH11322471A JP H11322471 A JPH11322471 A JP H11322471A JP 11062157 A JP11062157 A JP 11062157A JP 6215799 A JP6215799 A JP 6215799A JP H11322471 A JPH11322471 A JP H11322471A
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JP11062157A
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Manfred Schwartz
シュヴァルツ マンフレート
Bertold Bechert
ベヒェルト ベルトルト
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/48Macromolecular compounds
    • C04B41/483Polyacrylates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉱物成形品のコーティング法及びコーティン
グ組成物。 【解決手段】 連続して、第一調製物鉱物成形品に塗布
し、次に、第二調製物を塗布する。 【効果】 本発明のコーティング組成物を用いるコーテ
ィングにより、鉱物成形品に風化条件下で高い安定性で
あり、かつ鉱物成形品に極めて良好な表面特性を付与す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜形成水性調製
物を用いる鉱物成形品のコーティング法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】鉱物成形品とは、この場合及び以下にお
いては、鉱物凝集体、例えば砂、白亜、粉砕された石等
及び鉱物結合剤を含んでいるが、通常の添加剤を含むか
又は含まない成形製品である。鉱物結合剤は、通常知ら
れているものであり、例えば石灰、石膏、白土及び/又
はセメントを含む微分割された鉱物質であり、これは、
湿った状態で成形することができ、放置しておいた場合
には、高められた温度にさらすかまたはさらさずに、空
気中並びに水中で一定時間の後に凝固してしまう。
【0003】前記凝集体は、一般に、粒状又は繊維状、
天然又は合成の石(砂礫、砂、鉱物繊維)であるが、こ
の場合、特殊な場合には、意図された特殊な使用のため
に通常の方法で適合されている粒度又は繊維長さを有す
る金属並びに有機凝集体又は前記凝集体の混合物が含ま
れる。多くの場合、着色顔料は、着色の目的のための凝
集体としても使用される。
【0004】本発明によりコーティングされる鉱物成形
品の例は、廃水を運搬するのに使用されるようなコンク
リートパイプ、コンクリート屋根瓦又は鉱物結合剤をベ
ースとする縁石、階段、基礎スラブ及び柱脚スラブ並び
に繊維補強セメントスラブ、例えば無機又は有機繊維、
例えばポリエステル繊維又はナイロン繊維で充填された
平板鉱物成形品である。
【0005】鉱物成形品の欠点は、風化作用(殊に水へ
の暴露)下に、陽イオン成分、例えばCa2+が時間の経
過とともに浸出し、製品の強度を低下させることであ
る。これはしばしば風解の事例を伴っている。こうした
ことは、おそらく多価陽イオン、例えばCa2+が大気中
の二酸化炭素と反応して、鉱物成形品の表面上に石灰の
見苦しい白色斑点を形成するという事実に起因するもの
と思われる。風解の現象は、新たに製造された鉱物成形
品の硬化の間と同じくらい早く又は既に硬化した鉱物成
形品の風化への暴露の際に発生することもある。
【0006】上記の不利な品質を回避するために、鉱物
成形品は、しばしばコーティングが施されている。前記
の使用目的のためには、一般に、薄膜形成成分(結合
剤)が水性ポリマー分散液からなる水性コーティングシ
ステム中で製造されている。通常の結合剤には、スチレ
ン−アクリレートコポリマー、酢酸ビニルホモ−又はコ
ポリマー、純粋なアクリレート等が含まれる(例えばド
イツ連邦共和国特許第2164256号を見よ)。しか
しながら、前記の結合剤を用いて得られるコーティング
は、陽イオン成分の発生(風解)を十分に防止すること
はできない。その上更に、かかるコーティングは容易に
汚れてしまう。
【0007】また、上記の風解現象からの鉱物成形品の
保護は、欧州特許出願公開第469295号及びドイツ
連邦共和国特許出願公開第19514266号により、
スチレン−アクリレート又はアクリレートだけからなる
分散液をベースとするコーティング組成物を用いて改善
されている。前記の改善を提供するために、欧州特許出
願公開第469295号は、特殊な陰イオン性乳化剤の
使用を推奨しており、ドイツ連邦共和国特許出願公開第
19514266号は、スルホネート基を有する特定の
モノマーを含むモノマーを共重合したポリマーの使用を
推奨している。
【0008】上記の調製物は、通常、少なくとも2種の
コーティングで鉱物成形品に施与されている。従って、
メチルメタクリレート−アルキルアクリレートポリマー
(例えばアクリレートだけからなるポリマー)を用いる
2相コーティングによって、少ない顔料含量であり、か
つ望ましい表面特性、例えば強い光沢度を有するが、風
解に対しては制限された保護を有するコーティングが得
られる。第一の着色調製物を用いるコーティングは、風
解から保護し、スチレン−アクリレートコポリマーをベ
ースとするものであり、次に、アクリレートだけをベー
スとする調製物を用いるコーティングは、風解からの良
好な保護につながり、強い光沢を保証するが;しかしな
がら、前記のコーティングは、ブリスター及び乏しい粘
着性が明らかにされる風化条件下での長期間の安定性に
より問題がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、風化
条件下で高い安定性であり、かつ鉱物成形品に極めて良
好な表面特性を付与するコーティングにつながる鉱物成
形品のコーティング法及びコーティング組成物を提供す
ることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】出願人等は、前記課題が
達成されること、少なくとも2種の水性の薄膜形成調製
物が、連続して鉱物成形品に施与される場合に、風解に
対する望ましい耐性、風化安定性及び表面特性を有する
コーティングされた成形品が得られることを見出した
が、この場合、最初に施与された第一調製物は1種のコ
ポリマーP1からなるものであり、次に施与された第二
調製物は、結合剤としての1種のコポリマーP2からな
るものであり、コポリマーP1及びP2は、それぞれ、
共重合したモノマーA、B及び望ましい場合にはCから
なり、A及びBからの同じモノマー及び望ましい場合に
は、モノマーCは、P1及びP2についてそれぞれ選択
されており、第一調製物は、引き続き施与される第二調
製物よりも少なくとも10大きな顔料体積濃度を有して
いる。
【0011】従って、本発明により、薄膜形成水性調製
物を用いる鉱物成形品のコーティング法及び該コーティ
ングのための組成物が得られるが、この場合、順次、結
合剤としての少なくとも1つのコポリマーP1及び少な
くとも1種の無機顔料からなる少なくとも1つの第一調
製物が鉱物成形品に施与され、望ましい場合には、乾燥
させられ、次に結合剤として少なくとも1つのコポリマ
ーP2からなる少なくとも1つの第二調製物及び望まし
い場合には無機顔料が施与され、この場合、コポリマー
P1及びP2は、それぞれ共重合したモノマーA、B及
び望ましい場合にはCからなるものであり、 − モノマーAは、ビニル芳香族化合物(A1)及びC
1〜C4−アルカノールのメタクリル酸エステル(A
2)、 − モノマーBは、C1〜C12−アルカノールを有する
α,β−エチレン系譜飽和カルボン酸のA2以外のエス
テル及び脂肪族カルボン酸のビニルエステル(B2)及
び − モノマーCは、種々のα,β−エチレン系不飽和モ
ノマーであり、この場合、同じモノマーA及びBは、そ
れぞれの場合にコポリマーP1及びP2について選択さ
れており、最初に施与される調製物は、引き続き施与さ
れる調製物の顔料体積濃度よりも少なくとも10大きな
顔料体積濃度を有している。
【0012】顔料体積濃度(pvc)は、(顔料体積+
充填剤体積)÷(結合剤体積+顔料体積+充填剤体積)
×100である(Ullmann's Encyclopedia of Industri
al Chemistry、第4版、第15巻、第667頁を参
照)。
【0013】コポリマーp1及びP2は、それぞれ、通
常、コポリマー1つにつき少なくとも2種のエチレン系
不飽和モノマーA、B及び望ましい場合には、他のモノ
マーCフリーラジカル付加重合によって調製される。モ
ノマーAは、2種のモノマーA1及びA2からなり、モ
ノマーBは、2種のモノマーB1及びB2からなる。2
つのP1及びP2のために、A及びBからの同じモノマ
ーがそれぞれの場合に選択されていることが本発明にと
って重要である。従って、本発明のコポリマーP1及び
P2は、モノマーA1又はモノマーA2又はそれぞれの
場合に共重合したモノマーAとしてのモノマーA1及び
A2及びモノマーB1又はモノマーB2又はそれぞれの
場合に共重合したモノマーBとしてのモノマーB1及び
B2を含んでいる。
【0014】適当なモノマーA1は、ビニル芳香族モノ
マー、例えばスチレン、α−メチルスチレン、o−クロ
ロスチレン又はビニルトルエンであり、他方、適当なモ
ノマーA2は、C1〜C4−アルカノールのメタクリル酸
エステルである。有利なメタクリル酸エステルは、メチ
ルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピ
ルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート及びn
−ブチルメタクリレートである。特に有利に、モノマー
A2としてはメチルメタクリレートがあげられる。この
方法及び組成物の有利な実施態様の場合、モノマーA
は、スチレン又はメチルメタクリレートである。適当な
モノマーB1は、C1〜C12−アルカノールを有する
α,β−エチレン系不飽和カルボン酸のA2以外のエス
テルからなる。適当な例は、C3〜C8−モノカルボン酸
のエステル、例えばアクリル酸、クロトン酸及びビニル
酢酸である。アクリル酸のエステルが有利である。適当
なC1〜C12−アルカノールには、メタノール、エタノ
ール、n−プロパノール、イソプロパノール、1−ブタ
ノール、2−ブタノール、イソブタノール、第三ブタノ
ール、n−ヘキサノール、2−エチルヘキサノール及び
5〜C8−シクロアルカノール、例えばシクロペンタノ
ール又はシクロヘキサノールである。有利には、特にC
2〜C8−アルカノールを有するアクリル酸のエステルが
あげられ;エチルアクリレート、n−ブチルアクリレー
ト及びエチルヘキシルアクリレートが特に有利である。
同様に、C5〜C12−アルカノールのメタクリル酸エス
テルも適している。適当なモノマーB2には、脂肪族C
1〜C18−モノカルボン酸のビニルエステル、例えば酢
酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビ
ニル、ヘキサン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニ
ル、デカン酸ビニル、ピバル酸ビニル、ラウリン酸ビニ
ル及びステアリン酸ビニル及び市販により入手可能なモ
ノマーVEOVA登録5−11(VEOVA(登録商標)Xは、Sh
ell社の商品名であり、炭素原子X個を有するα−分枝
の脂肪族カルボン酸のビニルエステルのことであり、ま
た、前記の酸は、Versatic(登録商標)X酸と呼称され
ている)。
【0015】モノマー全体量に対して、モノマーA及び
Bは、通常、少なくとも65重量%、有利に少なくとも
90重量%及び特に少なくとも95重量%になる。モノ
マーCは、通常、モノマーA、B及びCの全体量に対し
て、<35重量%、有利に<10重量%及び特に<5重
量%の量で使用される。
【0016】コポリマーP1及びP2には、それぞれ通
常、少なくとも1種の別の共重合したモノマーCが含ま
れる。適当なモノマーCは、モノマーA及びB以外の
α,β−エチレン系不飽和モノマーからなる。これらに
は、α,β−エチレン系不飽和C3〜C8−モノ−又はジ
カルボン酸(モノマーC1)、例えばアクリル酸、メタ
クリル酸、クロトン酸、ビニル酢酸、マレイン酸、フマ
ル酸、イタコン酸、アクリルアミドグリコール酸及びメ
タクリルアミドグリコール酸、C3〜C8−モノカルボン
酸のアミド(モノマーC2)、殊にアクリルアミド及び
メタクリルアミド、エチレン系不飽和スルホン酸(モノ
マーC3)、例えばビニル−2−アクリルアミド−2−
メチルプロパン−、2−アクリロイルオキシエタン−、
2−メタクリロイルオキシエタン−、3−アクリロイル
オキシプロパン−、3−メタクリロイルオキシプロパン
−及びビニルベンゼンスルホン酸及びこれらの塩、有利
にアルカリ金属塩又はアンモニウム塩及び特にこれらの
ナトリウム塩が含まれる。モノマーC1は、通常、モノ
マーA+B+Cの全体量に対して、0.1〜10重量
%、有利に0.2〜5重量%及び特に0.5〜2.5重
量%の量で使用される。モノマーC2は、通常、再度モ
ノマーA+B+Cの全体量に対して、0.1〜10重量
%、有利に0.2〜5重量%及び特に0.5〜2.5重
量%の量で使用される。モノマーC3は、通常、モノマ
ーA+B+Cの全体量に対して、0.05〜5重量%、
有利に0.1〜3重量%量で使用される。モノマーC1
〜C3のなかでは、有利に、モノマーC1については、
殊にアクリル酸、メタクリル酸及びイタコン酸及びモノ
マーC2については、殊にアクリルアミド及びメタクリ
ルアミドがあげられる。なかでも特に有利に、コポリマ
ーP1及びP2は、共重合した形での少なくとも1つの
モノマーC1及び/又はC3及び少なくとも1つのモノ
マーC2からなる。モノマーC1〜C3の全体量は、有
利に、モノマーA+B+Cの全体量に対して、0.1〜
10重量%、特に0.2〜5重量%の範囲内である。ま
た、モノマーCには、モノマーC4が含まれることもあ
る。適当なモノマーC4の例は、シロキサン官能性モノ
マー、例えばビニルトリアルコキシシラン、例えばビニ
ルトリメトキシシラン、アルキルビニルジアルコキシシ
ラン又は(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリアル
コキシシラン、例えば(メタ)アクリロイルオキシエチ
ルトリメトキシシラン及び(メタ)アクリロイルオキシ
プロピルトリメトキシシランである。望ましい場合に
は、モノマーC4は、モノマーA+B+Cの全体量に対
して0.05〜5重量%、特に0.1〜2重量%の量で
使用される。
【0017】一定の実施態様の場合、モノマーCは、架
橋モノマーにも及んでいることがある;しかし、有利
に、コポリマーP1及びP2は、架橋モノマーを含んで
いない。
【0018】本発明の方法の1つの有利な実施態様の場
合、P1及びP2は同一である。また、P1及びP2は
異なっていてもよい。この場合、A対Bの比は、モノマ
ーA対B自体と同様に異なっていてもよい。後者の場
合、P1及びP2中のモノマーAは、多くとも炭素原子
2個分異なっていなければならない;同じことはモノマ
ーBについても当てはまる。
【0019】前記方法の有利な実施態様は、A:Bのそ
れぞれの割合が、互いに30%未満、特に20%未満異
なっているコポリマーP1及びP2に関するものであ
る。1つの有利な実施態様の場合、P1及びP2につい
てのA:Bの比が同一である。
【0020】コポリマーP1及びP2の場合、それぞ
れ、共重合したモノマーA:Bの比は、通常80:20
〜20:80重量%である。
【0021】代表的なモノマーの組合せ物A/Bは、 − 35:65〜80:20の重量比でのスチレン:n
−ブチルアクリレート、 − 35:65〜80:20の重量比でのスチレン:2
−エチルヘキシルアクリレート、 − 40:60〜80:20の重量比でのメチルメタク
リレート:n−ブチルアクリレート、 − 35:65〜80:20の重量比でのメチルメタク
リレート:2−エチルヘキシルアクリレート、 − 及びまた、スチレンのいくつかがメチルメタクリレ
ート及び/又はn−ブチルメタクリレートによって置換
されているか又はn−ブチルアクリレートのいくつかが
2−エチルヘキシルアクリレートによって置換されてい
る三元及び四元のモノマー混合物A/B、例えば次のも
の: − 20:20:60の重量比でのメチルメタクリレー
ト:スチレン:2−エチルヘキシルアクリレート、 − 35:10:55の重量比でのn−ブチルメタクリ
レート:スチレン:2−エチルヘキシルアクリレート、 − 30:35:35の重量比でのメチルメタクリレー
ト:n−ブチルメタクリレート:n−ブチルアクリレー
ト、 − 50:25:25の重量比でのスチレン:n−ブチ
ルアクリレート:2−エチルヘキシルアクリレート及び − 20:20:30:30の重量比でのスチレン:メ
チルメタクリレート:n−ブチルアクリレート:2−エ
チルヘキシルアクリレートである。
【0022】その上更に、コポリマーについて、−25
℃から+80℃までのガラス転移温度を有していること
は本発明にとって重要である。この場合、高品質のコー
ティングは、薄膜形成コポリマーP1及びP2の水性調
製物が、それぞれ、使用時の温度以下である最低の薄膜
形成温度を有している場合にのみ得られるのであるとい
うことを念頭におかなければならない。更に、最低の薄
膜形成温度は、それぞれのポリマーP1及びP2のガラ
ス転移温度Tgに左右される(Ullmann's Encyclopedia
of Industrial Chemistry、第5版、第A21巻、19
92年、第169頁を見よ)。従って、それぞれのコポ
リマーP1及びP2の低いガラス転移温度は、改善され
た薄膜化につながる。一方で、低いガラス転移温度は、
必然的にコーティングの粘着力の増大させ、ひいてはコ
ーティングが汚れる可能性を増大させる。その上更に、
低いガラス転移温度は、通常、不粘着性の悪化の原因で
ある。原理的に、最低の薄膜形成温度には、フタル酸の
エステルのような低い揮発性の外部可塑剤として公知で
あるもの及び/又は高い揮発性で、低沸点の有機溶剤を
薄膜形成助剤として水性調製物に添加することによって
影響を及ぼすことができる。
【0023】本発明により使用される調製物を、コポリ
マーP1及びP2のための適当なガラス転移温度の選択
によってその特定の最終適用に適合させることは有利で
あることが判明した。即ち、−10℃を上回り、特に+
10℃を上回るコポリマーPのガラス転移温度Tgは、
プレキャストコンクリート製品のコーティングにとって
有利であることが見出された。本発明の前記実施態様の
場合、有利に、+50℃のTgを上回ることはない。他
方で、高められた温度でコーティングすることができ、
かつ高い不粘着性を有することが意図されている繊維補
強プレキャストコンクリート製品の場合、+20℃を上
回り、特に+30℃を上回るガラス転移温度が有利であ
ることが見出された。本明細書中でのガラス転移温度T
gとは、示差熱分析(DSC)によってASTM D
3418−82により測定された中間点の温度である
(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry、
第5版、第A21巻、VCE Weinheim 1992年、第1
69頁並びに Zosel、Farbe und Lack 82(1976
年)、第125〜134頁参照;並びにDIN5376
5を見よ)。また、ガラス転移温度は、クリープ試験に
おける弾性率の測定から温度の関数として定めることも
できる。
【0024】このような関係において、それぞれコポリ
マーP1及びP2のガラス転移温度Tgを推定すること
は有用である。Fox(T. G. Fox、Bull. Am. Phys. Soc.
(シリーズII)1、123[1956]及びUllmanns
Enzyklopaedie der technischen Chemie、Weinheim
(1980)、第17、18頁)によれば、高分子量
で、低い架橋度を有するコポリマーのガラス転移温度
は、
【0025】
【数1】
【0026】〔式中、X1、X2.....Xnは、質量分率
1、2.....nであり、Tg 1、Tg 2.....Tg nは、モノマ
ーのホモポリマー1、2.....nのケルビンでのガラス
転移温度である〕によって十分な近似値で示される。後
者は、例えばUllmann's Encyclopedia of Industrial C
hemistry、VCH、Weinheim、第A21巻(1992)、
169頁又はJ. Brandrup、E. H. Immergut、Polymer H
andbook 第3版、J. Wiley、New York、1989中に記
載されている。
【0027】水性調製物1及び2中に存在し、かつ本発
明の方法で採用されているコポリマーP1及びP2は、
原理的には、エチレン系不飽和モノマーのフリーラジカ
ル共重合のための任意の考えられる方法、例えば溶液重
合、沈殿重合、塊状重合、乳化重合又は懸濁重合によっ
て調製することができる。少なくとも1種のフリーラジ
カル重合開始剤及び望ましい場合には1種以上の界面活
性物質の存在下での上記モノマーのフリーラジカル水性
懸濁重合は、この場合、コポリマーP1及びP2が水性
分散液の形で得られるので有利である。しかしながら勿
論、他の重合法によって作業することも可能である。そ
して適当である場合には、コポリマーP1及びP2を水
性分散液(第二分散液)にするための変換を順次実施す
ることも必要なことがある。コポリマーP1及びP2
は、水/溶剤混合物中の溶液の形で使用することもでき
る。
【0028】本発明の調製物は、有利に、コポリマーP
1及びP2を水性分散液の形で含有している。前記分散
液の場合、コポリマーの粒子は、平均サイズは、50か
ら1000nmの範囲内である。ポリマー粒度の調整法
は、例えば欧州特許出願公開第567819号中に開示
されている。
【0029】適当なフリーラジカル重合開始剤は、フリ
ーラジカル水性乳化重合を引き起こすことができるもの
全てである。また、前記の目的のためには、重合媒体中
に可溶性であり、金属成分が例えば硫酸第二鉄のような
多価の状態で存在することができる少量の金属化合物を
含有するレドックス開始剤系を使用することも可能であ
る。同様に有利である開始剤は、ペルオキソ二硫酸アル
カリ金属、例えばペルオキソ二硫酸ナトリウム又はペル
オキソ二硫酸アンモニウムである。使用したフリーラジ
カル開始剤系の量は、重合すべきモノマーの全体量に対
して、有利に0.05〜2重量%、更に有利に0.1〜
1重量%である。
【0030】乳化重合を行うのに適する界面活性物質
は、通常、前記の目的に使用されている乳化剤及び保護
コロイドである。界面活性物質は、通常、重合すべきモ
ノマーに対して10重量%まで、有利に0.5〜5重量
%及び特に1〜4重量%の量で使用される。
【0031】適当な保護コロイドの例は、ポリビニルア
ルコール、澱粉誘導体及びセルロース誘導体又はビニル
ピロリドンコポリマーである。乳化剤および/または保
護コロイドの混合物を使用することもできる。界面活性
物質としては、専ら、保護コロイドと対照区別して相対
的な分子量が通常2000以下である乳化剤だけを使用
するのが有利である。これらは、陰イオン性、陽イオン
性又は非イオン性で天然に存在していることがある。陰
イオン性乳化剤には、アルキルスルフェート(アルキ
ル:C8〜C12)、エトキシレート化アルカノール(E
O単位:2〜50個、アルキル:C12〜C18)及びエト
キシレート化アルキルフェノール(EO単位:3〜50
個、アルキルC4〜C9)、アルキルスルホン酸(アルキ
ル:C12〜C18)及びアルキルアリールスルホン酸(ア
ルキル:C9〜C18)の硫化モノエステルのアルカリ金
属塩及びアンモニウム塩が含まれる。
【0032】また、陰イオン性界面活性物質には、式
I:
【0033】
【化1】
【0034】〔式中、R1及びR2は、水素又はC4〜C
24−アルキルであるが、しかし、2個とも水素というの
ではなく、X及びYは、アルカリ金属および/またはア
ンモニウムイオンであってもよい〕で示される化合物も
含まれる。化合物Iは、例えば欧州特許出願公開第46
9295号から一般に公知である。特に有利な化合物I
は、X及びYがナトリウムであり、R1は、炭素原子1
2個の分枝鎖状のアルキルであり、かつR2は水素であ
るか又はR1と同じであるものである。モノアルキレー
ト化した製品を50〜90重量%含有する工業的混合
物、例えばDowfax(登録商標)2A1(Dow Chemical C
ompanyの登録商標)からなるものを使用することがおお
い。
【0035】適当な非イオン性乳化剤は、脂肪芳香族又
は脂肪族の非イオン性乳化剤であり、この場合例えばエ
トキシレート化したモノ−、ジ−及びトリアルキルフェ
ノール(EO単位:3〜50個、アルキル:C4
9)、長鎖状アルコールのエトキシレート(EO単
位:3〜50個、アルキル:C8〜C36)及び酸化ポリ
エチレン/酸化ポリプロピレンブロックコポリマーであ
る。有利に、陰イオン性乳化剤、殊に式Iの乳化剤又は
少なくとも1種の陰イオン乳化剤と1種の非イオン性乳
化剤との組合せ物があげられる。
【0036】ポリマーの分子量は、少量の、通常、重合
すべきモノマーに対して2重量%までの1種以上の分子
量調整剤、例えば有機チオ化合物、シラン、アリルアル
コール及びアルデヒドの添加によって調整することがで
きる。
【0037】乳化重合は、連続的又はバッチ法、有利に
半連続的方法によって行うことができる。この場合、重
合すべきモノマーは、段階的にかまたは傾斜的方法を含
んだ連続的に重合バッチに供給することができる。
【0038】モノマーは、モノマー混合物としてか又は
水性モノマーエマルジョンとして重合に供給することが
できる。
【0039】重合の温度及び圧力は、あまり重要ではな
い。通常、室温と120℃との間の温度、有利に40〜
110℃、特に有利に50〜100℃の温度で行われ
る。
【0040】実際の重合反応に続いて、発香性の物質、
例えば残留モノマー及び他の揮発性の有機成分から本発
明の水性ポリマー分散液を実質的に遊離することが必要
なことがある。
【0041】こうして、分散液の全重量に対して80重
量%までのポリマー顔料を有するポリマー分散液を取得
することが可能である。本発明により使用された調製物
を調製するためには、30〜70重量%、特に40〜6
5重量%の範囲内のポリマー顔料を有する分散液を使用
することが実際的な理由から有利である。
【0042】ポリマー分散液は、塩基、殊にアルカリ金
属水酸化物溶液、例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カ
リウムの溶液で有利に中和されているが、この場合、特
に有利に7〜8の範囲内のpHにされる。
【0043】本発明により使用された第一及び第二の調
製物は、原理的に、全ての望ましい形、例えばそれぞれ
コポリマーP1及びP2の溶液又は分散液の形を取るこ
とができる。溶液又は分散液の媒体は、有利に、水性溶
剤、例えば水、水と水溶性の有機溶剤、例えばC1〜C4
−アルカノール、例えばメタノール、エタノール、性プ
ロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソ
ブタノール、2−ブタノール又は第三ブタノール、グリ
コール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、
グリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレング
リコール、テトラヒドロフラン等との混合物を含む。
【0044】本発明のコポリマーP1及びP2は、有利
に、調製物の全重量に対して50重量%以下、特に20
重量%以下、殊に10重量%以下の水性溶剤を含有する
水性調製物の形で使用される。なかでも特に有利に本発
明の調製物は、水以外には、通常の不凍剤及び薄膜形成
助剤以外の有機溶剤を含有していない。前記調製物で
は、コポリマーP1及びP2が、通常、水性分散液の形
である。
【0045】本発明によれば、コポリマーP1及びP2
の溶液及び分散液を、それだけで使用することができ
る。しかしながら、該調製物は、通常、0.1〜30重
量%の通常の助剤を含有している。更に、該水性調製物
は、コポリマーP1及びP2が、それぞれ、フリーラジ
カル水性乳化重合によって調製されている限り、前記の
目的のために使用された界面活性物質、例えば乳化剤及
び/又は保護コロイドも含有している。
【0046】通常の助剤の例は、湿潤剤、殺菌剤、脱泡
剤、増粘剤、不凍液、流動促進剤、可塑剤及び薄膜形成
助剤である。
【0047】また、少なくとも第一調製物が充填剤及び
/又は無機顔料を含むことも本発明にとっては重要であ
る。第二調製物も同様に、充填剤及び/又は無機顔料を
含有していてもよいが、しかし、前記の充填された及び
/又は着色された第一調製物が、場合により充填された
及び/又は着色された第二調製物の顔料体積濃度よりも
少なくとも10大きな顔料体積濃度を有していることが
本発明にとっては重要である。原則として、第一調製物
は、11〜70の範囲内、有利に15〜55の範囲内及
び特に20〜50の範囲内の顔料体積濃度を有する。原
則として、第二調製物は、60以下、有利に45以下及
び特に40以下の顔料体積濃度を有する。第二調製物が
充填されている及び/又は着色されている場合には、通
常、少なくとも0.1、有利に少なくとも0.5及び殊
に少なくとも10のpvcを有する。
【0048】代表的な充填剤には、アルミノ珪酸塩、例
えば長石、珪酸塩、例えばカオリン、タルク、雲母、マ
グネサイト、アルカリ土類金属カーボネート、例えば方
解石又は白亜の形での炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、ドロマイト、アルカリ土類金属スルフェート、例え
ば硫酸カルシウム並びにシリカ等が含まれる。代表的な
顔料の例は、有利にルチル形での二酸化チタン、硫酸バ
リウム、酸化亜鉛又はリトポン(硫化亜鉛+硫酸バリウ
ム)である。装飾目的のためには、調製物は、着色顔
料、例えば酸化鉄、カーボンブラック、グラファイト、
亜鉛黄、亜鉛緑、ウルトラマリン、二酸化マンガン、三
硫化アンチモン、マンガンバイオレット、パリスブルー
又はシュヴァインフルトグリーンを含有していてもよ
い。
【0049】水性の充填された及び/又は着色された第
一及び第二の調製物の場合、それぞれ、コポリマーP1
及びP2の全含量は、10〜60重量%、有利に20〜
40重量%の範囲内であり、助剤の含量は、0.1〜3
0重量%、有利に0.5〜10重量%の範囲内であり、
充填剤及び/又は顔料の顔料は、10〜60重量%、特
に15〜40重量%の範囲内である。顔料及び/又は充
填剤の量は、通常、それぞれ水性調製物中で、コポリマ
ーP1及びP2の100重量部当たり、50〜450重
量部である。また、着色された調製物は、薄膜形成助剤
及び脱泡剤以外に、有利に分散剤及び/又は湿潤剤を含
有していることもある。
【0050】本発明の方法には、連続的に、上記のよう
に結合剤としての少なくとも1種のコポリマーP1及び
少なくとも1種の無機顔料を含む少なくとも1種の第一
調製物を鉱物成形品に塗布し、望ましい場合には、これ
を乾燥させ、次に、上記のように結合剤としての少なく
とも1種のコポリマーP2及び望ましい場合には無機顔
料を含む少なくとも1種の第二調製物を鉱物成形品の既
にコーティングされた表面に塗布し、かつこれを乾燥さ
せることによる、上記の薄膜形成水性調製物を用いる鉱
物成形品のコーティングが含まれる。通常、塗布すべき
水性調製物の量の合計は、50〜400g/m2及び特
に100〜300g/m2の乾燥含浸量に相応する10
0〜700g/m2(算出された湿分)の範囲内であ
り、この場合、第一調製物を用いる第一塗布量は、塗布
すべき量の合計の50〜90重量%、有利に60〜80
重量%に相応する。第一及び第二の調製物は、常法で、
噴霧塗布、こて塗り、ナイフ塗布、ロール塗布又は鋳込
みによって塗布することができる。望ましい場合に第一
調製物の塗布に続いて行ってもよい乾燥は、室温又は例
えば40〜100℃範囲内の高められた温度で行うこと
ができる。第二分散液の塗布に続く乾燥工程は、通常、
有利に40〜120℃の範囲内の高められた温度で行わ
れる。
【0051】本発明の方法は、原理的に、鉱物結合剤か
らなる全ての成形品に適用することができる。これは、
結合剤としてのセメントからなる鉱物成形品(プレキャ
ストコンクリート製品及び繊維補強セメントスラブ)に
適用される場合に、有利な効果が発揮される。プレキャ
ストコンクリート製品とは、コンクリート及び/又は気
泡コンクリートの成形構造体、例えばスラブ、パイプ及
び/又は屋根瓦のことである。プレキャストコンクリー
ト製品は、通常、レディーミクストコンクリートから押
出し法によって製造される。この場合、本発明の水性調
製物には、殊に第一調製物の場合、既に凝固したプレキ
ャストコンクリート製品にだけでなく、新たに製造さ
れ、かつまだ凝固していない「生」の製品にも塗布する
ことができるという利点がある。新たに製造された鉱物
成形品への第一調製物の塗布は、本発明の方法の1つの
有利な実施態様である。本発明によりコーティングされ
た生のプレキャストコンクリート製品の乾燥は、通常、
室温又は高められた温度で行うことができる。コーティ
ングされた生のプレキャストコンクリート製品は、有利
に、チャンバーとして知られているものの中に導入さ
れ、そこで40〜70℃で6〜24時間継続する1つの
処理で凝固させられ、その間に、第一調製物のコポリマ
ーP1が薄膜を形成する。前記の方法に続き、該製品
は、本発明の水性第二調製物を少なくとも1秒間噴霧塗
布される。更に、乾燥は、トンネル炉中で80〜120
℃の循環空気の温度で行われる。
【0052】既に凝固した鉱物成形品は、通常の周囲温
度、例えば室温で、本発明の調製物でコーティングして
もよい。
【0053】また、本発明の水性調製物の有利な性質
は、セメントスラリーでコーティングされた鉱物成形品
の場合にも当てはまる。本発明の水性調製物は、上記の
方法で塗布することができる。
【0054】その上更に、本発明の調製物は、繊維補強
コンクリートスラブ:凝集体としての、結合剤としての
セメント並びに無機繊維又は有機繊維、例えばポリエス
テル及び/又はポリアミド繊維からなる平坦な鉱物成形
品に塗布した場合にも同様に有利であることが判明し
た。通常、本発明の水性調製物の塗布は、前記のよう
に、生のプレキャストコンクリート製品のために行われ
る。
【0055】本発明の方法によりコーティングされた鉱
物成形品は、第一に、風解からの良好な保護及び風化条
件下、例えば少ない吸水量での安定性、例えば高い滑り
耐性及びブリスター又は亀裂のような老化の徴候が少な
いことを含めた良好な安定性により顕著である。第二
に、強い光沢、高い不粘着性及び良好な付着性質から明
らかな極めて良好な表面性質を有している。これらの性
質は、コンクリート屋根瓦にとって特に重要であり、従
って、本発明の1つの有利な実施態様である。更に、本
発明の方法は、コーティングの簡略化された構造及び結
合剤コポリマーの相対的に低い濃度により経済的に有利
である。従って、本発明の方法は、鉱物成形品の改善さ
れた保存性及び改善された性質につながっている。
【0056】こうしてコーティングされた鉱物成形品
は、新規であり、その上、本発明によって提供される。
【0057】以下に記載の実施例は、本発明を説明する
ことを意図するものである。
【0058】
【実施例】例 I.水性分散液(分散液D1及びD2)の形での薄膜形
成コポリマーP1及びP2の調製 調製法 a)分散液 D1 重合容器を、脱イオン水400g、イタコン酸1.4g
及び乳化剤溶液6.22gで充填し、かつこの開始充填
物を85℃にまで加熱した。
【0059】供給容器1中で、エマルジョンを、 脱イオン水 200.0g 乳化剤溶液1 9.3g 乳化剤溶液2 37.3g メチルメタクリレート 413.0g n−ブチルアクリレート 287.0g 2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸の ナトリウム塩の50重量%濃度の水溶液 28.0g アクリルアミドの50重量%濃度の水溶液 7.0g から調製した。
【0060】第二の供給容器中で、水75g中のペルオ
キシ二硫酸ナトリウム1.4gの溶液を調製した。
【0061】この後引き続き、85℃で、供給流1 4
9g及び供給流2 7.6gを、開始充填物に1回分を
添加し、かつ反応を30分間行わせた。
【0062】この後、重合容器へ添加したが、この場
合、85℃を保持しつつ、同時にかつ空間的に別個の供
給口を介して開始し、供給流1の残量を3時間で添加
し、供給流2の残量を3.5時間で添加した。供給流2
の終了に続いて、後重合を1時間行わせ、次に、バッチ
量を、25℃にまで冷却させ、かつNaOH溶液で中和
した(pH≒8)。
【0063】生じた分散液の固体含量は、約49重量%
であった。生じたコポリマーのガラス転移温度Tgは、
DIN53765によるDSCによって測定して37.
8である。
【0064】乳化剤溶液1:Dowfax(登録商標)2Al
(Dow Chemical)として市販により入手可能な作用物質
(ナトリウム塩としての式Iのモノ−C1〜C12−アル
キル化合物とジ−C1〜C12−アルキル化合物との混合
物)の45重量%濃度の水溶液 乳化剤溶液2:C12−アルキルスルフェートのナトリウ
ム塩の15重量%の水溶液 b)分散液 D2 重合容器中で、 脱イオン水 105.0g スチレン 54.0g n−ブチルアクリレート 44.0g アクリル酸 2.0g γ−メタクリロイルプロピルトリメトキシシラン 0.5g 硫酸ラウリルナトリウム 0.5g ペルオキソ二硫酸ナトリウム 0.5g の水性エマルジョンを、エマルジョン供給法を用いてフ
リーラジカル水性乳化重合の方法によって90℃で重合
させた。生じた分散液の固体含量は、約50重量%であ
った。生じたコポリマーのガラス転移温度Tgは、DI
N53765によるDSCによって測定して+30℃で
ある。
【0065】II.性能特性の測定 1. 27のpvcを有する着色分散液の調製:脱泡剤
(Th. Goldschmidt AGのTego Foamex(登録商標)82
5)0.5g及びコハク酸、グルタル酸及びアジピン酸
のジ−n−ブチルエステルの工業的品質の混合物0.5
gを、分散液D1及びD2それぞれ100gに添加す
る。こうして処理した分散液D1を、エマルジョン塗料
を配合するのに使用した。この配合を、水112.0g
中に市販の充填剤(炭酸カルシウム/珪酸カルシウム)
253.0g及びバイエル社の赤色酸化鉄顔料28.8
gを懸濁させることによって行った。処理した分散液D
1 598.0gを、前記懸濁液に撹拌しつつ添加し
た。生じた塗料を、性能試験の前に、室温で48時間熟
成させた。
【0066】2. 上記のように、処理した分散液D1
及びD2を、35、42及び45のpvcを有する他の
塗料の調製のために使用した。
【0067】
【表1】
【0068】3. 無機物成形品のコーティング:II
1.で記載した塗料のそれぞれを、スプレーガンを用い
て、生のプレキャストコンクリート製品*)に塗布した
(湿式含浸量約210g/m2)。次に、この生成物を
40℃及び75%の相対大気湿度で2時間乾燥させ、次
に40℃及び95%の相対大気湿度で4時間乾燥させ
た。次に、第二の塗料を同様にして塗布し(含浸量約1
05g/m2)、かつ40℃及び50%の相対大気湿度
で8時間乾燥させた(乾燥塗布と呼称する)。
【0069】*) 使用した生のプレキャストコンクリー
トを、フラットスラブ寸法30×20×1.8cmであ
り、砂(粒度0.3mmまで)及びセメント(砂:セメ
ントの重量比4:1)のモルタルを水と一緒に(水/セ
メントの重量比1:2.5)押し出すことによって製造
した。このフラットスラブは、頂点がベースの平面上で
約4cmである中心曲率を有していた。
【0070】III.性能試験 1. 風解に対する保護の測定 乾燥後に、スラブを7日間、下に向けて60℃の水浴中
においた。風解の程度を、以下の評点をもとにして視覚
により評価した。
【0071】 0 = 風解なし 1 = ほとんど風解なし 2 = わずかな風解 3 = 中程度の風解 4 = 著しい風解 5 = 極めて著しい風解 2. 光沢の測定 風解保護を評価するために1.で既に使用した試験スラ
ブを、光沢の評価のためにも使用する。この評価の場
合、光沢を、露出点、例えば蒸気が直接コーティングに
接触した部位につき視覚により評価する。結果は、以下
の評点をもとにして第2表中にまとめてある: 0 = 極めて強い光沢 1 = 強い光沢 2 = かなりの光沢 3 = 弱い光沢 4 = わずかな光沢 5 = 艶消し、無光沢 3. ブリスター傾向の測定 1.及び2.で既に評価した試験スラブをブリスター傾
向を測定するためにも使用する。このため、ブリスター
の形成を、露出領域(上記を見よ)につき視覚により評
価する。結果は、以下の評点をもとにして第2表中にま
とめてある: 0 = ブリスターは存在しない 1 = かろうじて見分けがつく 2 = 容易に見分けがつく 3 = 明白 4 = 極めて明白 5 = 極度に明白 4. 粘着性の測定 1.〜3.で既に評価した試験スラブを、粘着性の測定
のためにも使用する。粘着性は、露出点(上記を見よ)
につきTESA ストリップを用いて測定する。この測定
を、長さ約10cm及び幅約3cmのTESAテープのスト
リップをスラブの表面に、ゴムローラを用いる若干の加
圧下に貼付することによって行う。数分後に、粘着性の
ストリップを、強く引っ張ることによって引き剥がす。
粘着テープに粘着している全ての成分及び該成分の量
を、評価のために使用する。結果は、以下の評点をもと
にして第2表中にまとめてある: 0 = 成分が存在しない 1 = かろうじて見分けがつく 2 = 容易に見分けがつく 3 = 明白 4 = 極めて明白 5 = 極度に明白 5. 試験の実施 3つの比較例(CE1〜CE3)及び2つの本発明によ
る実施例(IE1、IE2)を含む以下の5つの実施例
(第1表を見よ)を評価する(第2表を見よ)。比較例
CE1及びCE2は、結合剤としての本発明のコポリマ
ーの配合物の第一及び第二の塗布を表しているが、しか
し、本発明とは異なり、2つの配合物で同一の顔料体積
濃度を有している。
【0072】
【表2】
【0073】
【表3】

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続して、結合剤としての少なくとも1
    種のコポリマーP1及び少なくとも1種の無機顔料を含
    む少なくとも1つの第一調製物を鉱物成形品に塗布し、
    望ましい場合には、乾燥させ、次に、結合剤としての少
    なくとも1種のコポリマーP2及び望ましい場合には無
    機顔料を含む少なくとも1つの第二調製物を塗布し、こ
    の場合、コポリマーP1及びP2は、それぞれ、モノマ
    ーA、B及び望ましい場合にはCからなる、薄膜形成水
    性調製物を用いる鉱物成形品のコーティング法におい
    て、モノマーAは、ビニル芳香族化合物(A1)及び/
    又はC1〜C4−アルカノールメタクリルエステル(A
    2)であり、モノマーBは、C1〜C12−アルカノール
    を有するα,β−エチレン系不飽和カルボン酸のA2と
    は異なるエステル(B1)及び/又は脂肪族カルボン酸
    のビニルエステル(B2)であり、及びモノマーCは、
    α,β−エチレン系不飽和モノマーとは異なっており、
    この場合、同一のモノマーA及びBは、それぞれの場合
    にコポリマーP1及びP2のために選択されており、第
    1の調製物は、第2の調製物の顔料体積濃度よりも少な
    くとも10大きな顔料体積濃度を有していることを特徴
    とする、薄膜形成水性調製物を用いる鉱物成形品のコー
    ティング法。
  2. 【請求項2】 P1中のモノマーBが、P2中のモノマ
    ーBとその炭素数が多くとも炭素原子2個分異なってい
    るか又はP1及びP2のモノマーA及びモノマーBが同
    一である、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 コポリマーP1及びP2中のA対Bの割
    合が30%未満である、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 コポリマーP1及びP2が、それぞれ、
    共重合したモノマーA及びBを少なくとも80重量%含
    有している、請求項1から3までのいずれか1項に記載
    の方法。
  5. 【請求項5】 コポリマーP1及びP2が、−25℃な
    いし+80℃の範囲内のガラス転移温度Tg(P1)及
    びTg(P2)を有する、請求項1から4までのいずれ
    か1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 第一調製物が、15〜55の顔料体積濃
    度を有し、第二調製物が0〜45の範囲内の顔料体積濃
    度を有し、第一調製物中の顔料体積濃度が第二調製物の
    顔料体積濃度よりも少なくとも10大きい、請求項1か
    ら5までのいずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 第一及び第二の調製物の全乾燥含浸量が
    50〜400g/m 2の範囲内である、請求項1から6
    までのいずれか1項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 請求項1から7までのいずれか1項に記
    載のコーティングされた鉱物成形品。
  9. 【請求項9】 鉱物成形品のコーティングのための組成
    物において、別個の調製物1及び2からなり、それぞれ
    の調製物が、それぞれ結合剤としての少なくとも1種の
    コポリマーP1及びP2及び少なくとも1種の無機顔料
    を含有しており、調製物2については顔料不含であって
    もよく、この場合、コポリマーP1及びP2は、それぞ
    れ、モノマーA、B及び望ましい場合にはCからなり、
    モノマーAは、ビニル芳香族化合物(A1)及び/又は
    1〜C4−アルカノールメタクリルエステル(A2)で
    あり、モノマーBは、C1〜C12−アルカノールを有す
    るα,β−エチレン系不飽和カルボン酸のA2とは異な
    るエステル(B1)及び/又は脂肪族カルボン酸のビニ
    ルエステル(B2)であり、及びモノマーCは、α,β
    −エチレン系不飽和モノマーとは異なっており、この場
    合、同一のモノマーA及びBは、それぞれの場合にコポ
    リマーP1及びP2のために選択されており、第1の調
    製物は、第2の調製物のものよりも少なくとも10大き
    な顔料体積濃度を有していることを特徴とする、鉱物成
    形品のコーティングのための組成物。
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