JPS5832050A - セメント混和用水性分散体 - 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】 本発明はセメント混和用水性分散体に関する。

更に詳しくは次の一般式（Ａ）で示される重合性第４級
アンモニウム塩を少なくとも一重合成分として含むカチ
オン性重合体を含有するカチオン性エマルジョンを主剤
とするセメント混和用水性分散体に関する。

８ ２− （ただし、Ｒ１およびＲ２は炭素原子を１〜２０ケ有す
るアルキル基を表わし、Ｒｓは炭素原子を１〜２０ケ有
するアルキル基または炭素原子を６〜１５ケ有する含芳
香族ないし含脂環族基を表わし、Ｒは炭素原子を２〜６
ケ有しかつエチレン結合を１ケ有する脂肪族炭化水素基
を表わし、Ｘは塩素または臭素原子を表わす。） セメントモルタルに各鴇合成樹脂エマルジョンを添加し
たポリマーセメントモルタルはセメントモルタルに比べ
てコンクリートへの接着性、曲げ強度や圧縮強度の強度
特性、透水性の改質および流動性が向上するため土木、
建築関係の材料として近年需要が著しく増加している。

セメントモルタルに添加される各種合成樹脂エマルジョ
ンの中でもとりわけ酢酸ビニル系重合体エマルジョン、
アクリル酸系重合体エマルジョン、スチレン−ブタジェ
ン共重合体ラテックスなどがよく使われて来ており、セ
メントに混和され、旧いコンクリートと新しいコンクリ
ートとの接着、コンクリートに対するタイルの接着、コ
ンクリートに対する外３− 壁塗料の接着等に使用されている。近年、工事の短縮等
でコンクリート下地が不備のまま接着する場合が増加し
て来ている。これらの下地は粗く弱い層を形成していた
り、湿気を含んでいる事が多い。これらの粗悪な下地ま
たは水分の多い下地に対して強固な接着力を付与するセ
、８メントモルタルを鋭意検討した結果、次の一般式（
〜 ３ （但し、Ｒ，Ｉ七１、Ｒ２、Ｒ８及びＸは前述に同じ）
で示される重合性第４級アンモニウム塩を少なくとも一
重合成分として含むカチオン性重合体を含有するカチオ
ン性エマルジョンをセメントに添加することにより目的
を達し得ることを見出し、本発明を完成するに到ったも
のである。すなわち、上記の特定のカチオン性エマルジ
ョンはセメントと程々に混和し、比較的硬化の早い樹脂
モルタルを形成し、硬化が早い割にはコンクリート下地
、特に従来、接着性が悪かった粗悪な下地または吸４− 湿性の下地によく接着し、なおかつタイルや外壁塗料に
も良好な接着力を示す。カチオン性乳化剤を使用して得
られる樹脂モルタルと異なる点は接着力または透水性に
おいてすぐれた点である。またカチオン性乳化剤は一般
には毒性が強く、環境汚染につながる恐れもあり、カチ
オン性乳化剤を用いたエマルジョンを使用することは好
ましくない０ 本発明のセメント混和用水性分散体に用いられるカチオ
ン性エマルジョ／は大別して２通りの製造法により製造
可能である。すなわち第１の方法は上記の一般式で示さ
れる重合性第４級アンモニウム塩を、好ましくは水性媒
体中で、単独重合ないしは他のラジカル重合性のビニル
系モノマーと共重合することによって水溶性および／あ
るいは極めて親水性の強い（共）重合体を合成し、次に
ビニル系モノマーをエマルジョン重合する方法である。

第２の方法はエマルジョン重合されるビニル系モノマー
の重合中に該重合性第４級アンモニラ　。

ム塩を連続的に添加し、共重合せしめる方法であ５− る。第１の方法において、まず該重合性第４級アンモニ
ウム塩と共重合されてもよいラジカル重合性のビニル系
モノマーとしてはアクリルアミド、Ｎ−メチロールアク
リルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ヒドロ
キシエチルアクリルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ−
メチロールメタアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルメタ
アクリルアンド、ヒドロキシエチルメタアクリルアミド
等のアクリルアミド系単量体、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル
、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタ
アクリル酸プロピル、メタアクリル酸ブチル、メタアク
リル酸ヒドロキシエチル等の（メタ）アクリル酸エステ
ル系単量体、スチレン、アクリロニトリル、塩化ビニル
、酢酸ビニルなどを挙げることが出来る。これらは単独
ないしは２種類以上組み合せて使用することが出来る０
本発明で使用される前記一般式で示される重合性第４級
アンモニウム塩の具体例としては２−ヒドロキシ−３−
メタクリルオキシプロビルトリメ６− チルアンモニウムクロライド、２−ヒドロキシ−３−ア
クリルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシグロビルト
リエチルアンモニウムプロマイド、２−ヒドロキシ−３
−メタクリルオキシプロピルトリブチルアンモニウムク
ロライド、２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロ
ビルメチルエチルブチルアンモニウムクロライド、２−
ヒドロキシ−３−メタクリルオキシジメチルフェニルア
ンモニウムクロライド、２−ヒドロキシ−３−メタクリ
ルオキシプロビルジメチルシクロヘキシルアンモニウム
クロライドなどが挙げられる。

これらは単独もしくは２種以上併せ用いることができ、
なかでも２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプｐピ
ルトリメチルアンモ＝ウムクロライドが好ましく用いら
れる。

前記のエマルジョンの製造の第１および第２の方法にお
いて、エマルジョン重合されるビニル系モノマーの具体
例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸メチル、アクリル７− タアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアク
リル酸プロピル、メタアクリル酸ブチル、メタアクリル
酸２−エチルヘキシルなどの（メタ）アクリル酸エステ
ル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、置換パーサテ
ィック酸ビニルなどのカルボン酸ビニル類、スチレン、
置換スチレン、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビ
ニリデン、エチレン、イノブテンなどが挙げられる。こ
れらは単独もしくは２種以上が組み合せて用いられる。

エマルジョン製造法において、従来公知のポリビニルア
ルコールなどの水溶性ポリマーやノニオン性乳化剤が併
用されるが、セメントモルタル添加時の発泡を少なくす
るために、ポリビニルアルコールが好んで使用される。

もちろん少量のノニオン性乳化剤が併用されるのはかま
わない。

エマルジョン製造の際、開始剤としては従来公知のもの
が使用可能であるが、エマルジョンのカチオン性を保持
するためには、分解の結果生成する開始剤ラジカルは中
性もしくはカチオン性のも８− のが好ましい。それらの例を挙げると、２．２’−アゾ
ビス（２−アミジノプロパン）塩酸塩、過酸化水素ある
いはこれと還元剤との組み合せ、キコーメンハイドロパ
ーオキシドやｔ−プテルノ・イドロバ−オキサイドある
いはこれらと還元剤との組み合せがある。

重合性第４級アンモニウム塩は、エマルジョン重合され
るビニル系モノマー１００重量部あた９０．０１〜１０
重量部、好ましくは０．０１〜２重量部の範囲で使用さ
れる。

エマルジョン製造の第２の方法では、前記一般式を有す
る重合性第４級アンモニウムはエマルショア　重合され
るビニル系モノマーの重合中に連続的に添加され、共重
合されるが、この方法について若干の補足説明を以下に
しておく。該重合性４級アンモニウム塩は重合性が太き
いために、エマルジョン重合されるビニル系モノマーと
混合して重合に供すると、しばしば該重合性４級アンモ
ニウム塩が優先的に重合し、重合途中ではもはや実質的
に該重合性４級アンモニウム塩が存在しない９− 状態ニなる。エマルジョン重合されるビニル系モノマー
が酢酸ビニル、エチレン、塩化ビニルなどのようにいわ
ゆるＱ−θ概念でいうＱ値の小さい場合にこの現象が起
りやすいので、この場合には該重合性第４級アンモニウ
ム塩Ｆｉ重合中に連続的に添加される必要が生じる。な
お本発明で連続的というのは必ずしも真の意味で連続で
ある必要はなく、分割添加あるいは脈流添加などをも包
括するものである。Ｑ値の大きい（メタ）アクリルエス
テルがエマルジョン重合されるビニル系モノマーの主体
である場合には、該重合性４級アンモニウム塩との共重
合性は良好であるので、必ずしも該重合性４級アンモニ
ウム塩の連続的添加は不要であるが、重合系の安定性の
観点から連続的添加が好ましい。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに杆細に説明する。

なお実施例中の部は重量部を表す。

実施例（比較例を含む） （１）各種エマルジョ／の製造 エマルジョンの製造例１ １０− 攪拌機、窒素導入管を備えたセパラブルフラスコを窒素
置換したのち、２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシ
プロピルトリメチルアンモニウムクロライドモノマー（
以下、モノマー（Ｉ］と略記する。）２部と、あらかじ
め窒素置換したイオン交換水７０部を加え、常温で溶解
した。７０℃に昇温したのち、２．２’−アゾビス（２
−アミジノプロパン）塩酸塩０．５部とイオン交換水１
０部の開始剤水溶液を添加し、１時間重合して〔η〕が
０１８の〔Ｉ〕の重合体水溶液を得た。つづいて６０℃
に温度調節し、５部の酢酸ビニルモノマーを加え、３０
分間重合したのち、９０部の酢酸ビニルモノマーを１０
０分間にわたって連続的に添加し、重合した。途中酢酸
ビニルモノマーの添加開始後３０分してから、１０％（
重量）のポリビニルアルコール（部分けん化物、重合度
５００）水溶液２０部の連続添加をはじめ、酢酸ビニル
モノマーの添加と同時に終了するようにした。連続添加
が終了したのち７０℃に昇温し、１時間反応熟成を行な
い、重合を完結せしめた。得られたエマルジョン（以下
エマルジョンＡと略記する）は良好な安定性を示し、固
形分濃度５ｏ２％ｓ粒子径０．２〜０４μのものであっ
た。

エマルジョンの製造例２ 実施例１と同様の反応器を窒素置換したのち、モノマー
ＩＪ）　、０．５部およびアクリルアミド０．７５部に
あらかじめ窒素置換したイオン交換水７０部を加え、常
温で溶解した。７０℃に昇温したのち、２．２′−アゾ
ビス（２−アミジノプロパン）塩酸塩０．２５部とイオ
ン交換水５部の開始剤水溶液を添加し、１時間重合して
〔Ｉ〕とアクリルアミドとの共重合体を得た。つづいて
６０℃に温度調節して３部の酢酸ビニルモノマーを加え
、３０分間重合したのち、９２部の酢酸ビニルモノマー
ヲｌ　ＯＯ：６間にわたって連続的に添加し、重合した
。途中酢酸ビニルモノマーの添加開始後１０分してから
、１０％（重量）のポリビニルアルコール（部分けん化
物、重合度５００）水溶液２０部を一括添加した。酢酸
ビニルモノマーの連続添加が終了したのぢ７０℃に昇温
し、１時間熟成を行ない、重合を完結せしめた。得られ
たエマルシミ／（以下エマルジョンＢと略記する）は安
定であり、固形分濃度４９．８％、粒子径０．５〜１．
０μのものであった。

エマルジョンの製造例３ 製造例１と全く同様の条件で連続添加するモノマーを酢
酸ビニルモノマー６１．５部、Ｖｅｏ　Ｖａ　１０モノ
マー２８．５部の混合上ツマ−ｉｔ　９０　部とし重合
した。得られたエマルジョン（以下エマルジョンＣと略
記）は良好な安定性を示し、固形分濃度５０．０チ、粒
子径０．２〜０，４μであった。

エマルジョンの製造例４ 製造例１と全く同様の条件で、連続添加するモノマーを
酢酸ビニルモノマー７５．７５部、アクリル酸ｎ−ブチ
ル１４．２５部の混合モノマー計９０部とし重合した。

得られたエマルジョン（以下エマルジョンＤと略記）は
良好な安定性を示し、固形分濃度５０．４％、粒子径０
．２〜０．５μであった。

エマルジョンの製造例５ 攪拌機、窒素導入管を備えたセバラブルフラス　□−１
３＝ コに部分けん化ＰＶＡ（けん化度８８モルチ、重合度５
００）８部をはかシとり窒素置換したのち、あらかじめ
窒素置換したイオン交換水１００部を加え、９０℃で溶
解した。溶解後室温まで冷却し、Ｏ，ＯＳ部のモノマー
山、アクリルアミドモノマー０．０８５部および酢酸ビ
ニル七ツマー１０部を加えた。７０℃に昇温したのち、
２．２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸塩０
．５部とイオン交換水１０部とからなる開始剤水溶液を
添加した。重合開始後３０分経過したところで、窒素置
換した酢酸とニルモノマー９０部とイオン交換水２０部
にモノマー０）　０．１５部およびアクリルアミドモノ
マー０．２５部を溶解したモノマー水溶液を３時間にわ
たって連続的に添加した。添加終了後２詩画重合を行な
い、重合を完結せしめた。得られたエマルジョン（以下
エマルジョンＥと略記する）は良好な安定性ケ示し、固
形分謎度は４７．２　ｔ１６であった。

エマルジョンの製造例６ 加熱装置および冷却装置ならびに数個の計量装１４− 置を備えているオートクレーブを窒素置換したのち、化
ツマ−〔１９２部とあらかじめ窒素置換したイオン交換
水７０部を加え、常温で溶解した。７０℃に昇温したの
ち、２．２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸
塩０．５部とイオン交換水１０部の開始剤水溶液を添加
し、１時間重合して単量体田の重合体水溶液を得た。つ
づいて６０℃に温度調節し、５部の酢酸ビニル単量体を
加え、エチレンを４５　聯／ｃｒＡになるまで圧入し１
時間重合したのち、７７部の酢酸ビニル単量体を１時間
にわたって連続的に添加し、重合した。途中酢酸ビニル
単量体の添加開始後３０分してから、１０重ｉ％のポリ
ビニルアルコール（部分ケン化物、重合度５００）水溶
液２０部の連続添加をはじめ、酢酸ビニル単量体の添加
と同時に終了するようにした。

連続添加が終了したのち７０℃に昇温し、残存単量体が
０．５重量裂になるまで反応熟成を行なった。

残圧を利用して取り出した水性分散液は良好な安定性を
示し、固形分濃度５１．３％、粒子径０．３〜０．５μ
、エチレン含量１８．０重量ヂのものであつた。（本製
造例で得られたエマルジョンは以下エマルジョンＦと略
記することとする。）エマルジョンの製造例７ 攪拌機、窒素導入管を備えた七バラプルフラスコに部分
けん化ＰＶＡ（けん化度８８モルチ、重合度５００）８
部をはかりとり窒素置換したのち、あらかじめ窒素置換
したイオン交換水１００部を加え、９０℃で溶解した。

溶解後室温まで冷却し、酢酸ビニルモノマー１０部を加
えた。７０℃に昇温したのち、過硫酸カリウム０．２部
とイオン交換水１０部とからなる開始剤水溶液を添加し
た。重合開始後３０分経過したところから、窒素置換し
た酢酸ビニルモノマー９０部を２時間にわたって連続的
に添加した。添加終了後２時間重合を行ない、重合を完
結せしめた。得られたエマルジョン（以下、エマルジョ
ンＧと略記する）は良好な安定性を示し、固形分濃度は
４８．９％であった。

エマルジョンの製造例８ 製造例７と同様の反応器にノニルフェニルエーテル（ポ
リエチレンオキサイド４０モル付加物）（ノニボール４
００、三洋化成）４部をはかりとり窒素置換したのち、
あらかじめ窒素置換したイオン交換水１００部を加え溶
解し、酢酸とニルモノマー５部を加えた。７０°Ｃに昇
温したのち、過硫酸カリウム０．２部とイオン交換水１
０部とからなる開始剤水溶液を添加した。重合開始後３
０分経過したところから、窒素置換した酢酸ビニルモノ
マー９５部を２時間にわたって連続的に添加した。添加
終了後２時間重合を行ない重合を完結せしめた。得られ
たエマルジョン（以下エマルジョンＨという）は良好な
安定性を示し、固形分濃度は４８．４チであった。

エマルジョンの製造例９ 製造例７と同様の反応器にドデシル硫酸ナトリウム（化
工アトラス製、エマール０）０．５部をはかりとり窒素
置換したのち、あらかじめ窒素置換したイオン交換水１
００部を加えて溶解し、酢酸ビニルモノマー５部を加え
た。７０℃に昇温したのち、過硫酸カリウム０．２部と
イオン交換水１０部とからなる開始剤水溶液を添加した
。重合開始１７− 後３０分経過したところから、窒素置換した酢酸ビニル
七ツマー９５部を２時間にわたって連続的に添加した。

途中ドデシル硫酸ナトリウム２部を窒素置換したイオン
交換水１０部に溶解した水溶液を４回に分けて添加した
。酢酸ビニルモノマー添加終了後２時間重合を行ない重
合を完結せしめた。得うれたエマルジョン（以下エマル
ジョンＪと略記する）は良好な安定性を示し、固形分濃
度は４５．９俤であった。

（２）　　セメント混和剤としての性能評価（１）にお
いて示した各種のエマルジョンの製造例により得られた
各々のエマルジョンをモルタル中に二定量混合せしめて
モルタル樹脂を作成し該モルタルの糧々の基体に対する
接着性能を次の如き方法で測定した。即ち、ポルトラン
ドセメント−砂沈１　；　１のモルタル中に前記セメン
ト１００部に対して固形分換算で１５部となるように前
述した各々の樹脂エマルジョンを混合してモルタル樹脂
を作成しておく。

一方、表面が粗く、平滑でない４０Ｘ４０Ｘ１０１８− 胸の４週材令（セメント−砂沈１：３）モルタル板を１
日水につけ、これを６５％ＲＨ（ＲＨ：相対湿度）２０
℃で８時間乾燥後、これに前記モルタル樹脂を３閣厚に
塗シ、塗布５分後にモルタル板（セメント−砂沈１：２
４週材令　４０Ｘ４０Ｘ１０期板）、スレート板、セラ
ミッククイル、鋼板をそれぞれ接着し、７日間養生後、
オートグラフで１ｍｍ／分の速度で接着性能を測定し、
表１に示される如き結果を得た。

以下余白 表　　　　　　１ 米　セメント１００部に対する混線水量（但し、エマル
ジョン中の水分量を含む） １９− 表１に示された結果よシ明らかな如く、本発明のカチオ
ン性エマルジョンのセメント混和剤としての接着性能は
カチオン性でないエマルジョンに比べて著しく高いこと
がわかる。

特許出願人　株式会社　り　ラ　し 代理人弁理士本多　堅 ２１− ２０−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）次の一般式（Ａ）で示される重合性第４級アンモ
   ニウム塩を少なくとも一重合成分として含むカチオン性
   重合体を含有するカチオン性エマルジョンを主剤とする
   セメント混和用水性分散体。 ８ （ただし、Ｒ１およびＲ２は炭素原子を１〜２０ケ有す
   るアルキル基を表わし、Ｒｓは炭素原子を１〜２０ケ有
   するアルキル基または炭素原子を６〜１５ケ有する含芳
   香族ないし含脂環族基を表わし、Ｒは炭素原子を２〜６
   ケ有しかつエチレン結合を１ケ有する脂肪族炭化水素基
   を表わし、Ｘは塩素または臭素原子を表わす６）（２）
   　　カチオン性重合体を含有するカチオン性エマルジョ
   ンが、一般式（５）で表わされる重合性第１− ４級アンモニウム塩を少なくとも一重合成分として含む
   カチオン性重合体の存在下でビニル系モノマーを乳化重
   合せしめたものである特許請求の範囲（１）に記載のセ
   メント混和用水性分散体。 （８）　　カチオン性重合体を含有するカチオン性エマ
   ルジョンが一般式（勾で表わされる重合性第４級アンモ
   ニウム塩を乳化重合されるビニル系モノマーの重合中に
   連続的に添加し、共重合せしめたものである特許請求の
   範囲（１）に記載のセメント混和用水散分散体。