JPS5839870B2 - 防水塗料組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水性塗料組成物に関するもので、とくにコンク
リート、モルタルなどの無機質材用防水塗料組成物とし
て好適なものである。

現在上として用いられている溶剤型塗料を使用する際に
は、揮発する有機溶剤の人体に対する毒性、引火性がさ
らにホルムアルデヒド系樹脂が使用されているときには
塗布面からホルムアルデヒドが放出されて、眼上で大き
な問題となっている。

公害に対する眼上の関心が高まっている現在、これらの
問題に対する管理、規制がますます強化されつつある。

したがって、塗料の無溶剤化ないしは水で希釈した、い
わゆる無公害型塗料に対する期待、要求が急速に高まっ
ている。

従来、水性塗料として、たとえば酢酸ビニルエマルジョ
ン、酢ビ−エチレン共重合エマルジョン、酢ビ−アクリ
ル酸エステル共重合エマルジョン、アクリル酸エステル
共重合エマルジョンなどを顔料や骨材などの結合剤とし
て使用した塗料組成物はよく知られている。

一方、コンクリート建造物、モルタル仕上壁およびコン
クリート、モルタル類似物などは日時の経過するにつれ
て大小さまざまの亀裂を生じたり、また毛細管現象など
によって雨水が浸透しやすいことは周知のとおりである
。

このために塗料組成物に防水性を付与した防水塗料組成
物を防水剤として使用する試みがなされてきた。

上記した水性塗料を防水塗料として使用すると塗膜にク
ラッキングを生じたり、塗布面内部での白亜化（エフロ
レッセンス）がおこったり、あるいは塗布面上の白亜化
（チョーキング）がおこったり、また汚染がおこるなど
の欠点が発生し、十分な防水性を発揮し得ない。

したがって、水性エマルジョン塗料を防水塗料として使
用するためには根本的な改質が必要であり、最近は自己
架橋性官能基や反応性官能基を付加した自己架橋型、反
応型アクリルエマルジョンが使用されるようになったが
、これとても防水塗料として根本的改質になりにくいの
が実情である。

また水ガラスあるいはポリビニルアルコール（以下ＰＶ
Ａと称す）水溶液と水ガラスを併用して防水塗料とする
などの試みも見られるが、現在防水塗料に要求されてい
る性能を満足するにはほど遠いものである。

本発明は、これら従来からある水性塗料組成物のもつ欠
点を排除したもので、ＰＶＡを含む水溶液またはＰＶＡ
を含む特定の水性エマルジョン、すなわち、ＰＶＡを含
む、酢酸ビニル系重合体水性エマルジョン、アクリル酸
エステル系重合体エマルジョン、ゴム系水性ラテックス
、塩化ビニル系重合体水性エマルジョンもしくは塩化ビ
ニリデン系重合体水性エマルジョン（以下単に「水性エ
マルジョン」と記す）に、分子中に２個以上のインシア
ネート基を有する化合物を配合してなる防水塗料組成物
である。

本発明においては分子中に２個以上のインシアネート基
を有する化合物をＰＶＡ水溶液またはＰＶＡを含む水性
エマルジョンに配合させることによって始めて目的とす
る防水塗料組成物が得られる。

本発明の水性塗料組成物は単にＰＶＡ、水性エマルジョ
ンと分子中に２個以上のイソシアネート基を有する化合
物との反応のみによるのではなく、分子中に２個以上の
イソシアネート基を有する化合物がＰＶＡ、水性エマル
ジョン、水および顔料または骨材、さらには必要に応じ
て併用される分散剤、界面活性剤、可塑剤、増粘剤など
と複合的に特異な反応をするために優れた効果を発揮す
るものである。

特に本発明において水の存在は大きな意味をもつもので
あり、水以外の溶剤を使用しても本発明の目的とする優
れた防水性、耐水性、耐候性を有する塗料は得られない
。

本発明においてＰＶＡとは、通常の部分または完全ケン
化ＰＶＡあるいはＰＶＡ誘導体である。

これらの重合度、ケン化度はとくに限定されるものでは
ないが、重合度３００〜２５００．ケン化度８０〜１０
０モル％のものが望ましい。

ＰＶＡ水溶液中のＰＶＡ濃度は５〜２０重量％が適当で
ある。

また水性エマルジョンとしては、（１）酢酸ビニル系重
合体水性エマルジョン、（２）アクリル酸エステル系重
合体水性エマルジョン、（３）ゴム系水性ラテックス、
（４）塩化ビニル系重合体水性エマルジョンおよび（５
）塩化ビニリデン系重合体水性エマルジョンが挙げられ
る。

前記（１）の酢酸ビニル系重合体水性エマルジョンとし
ては、（１）市販されている保護コロイドとしてＰＶＡ
を使用した酢酸ビニル重合体水性エマルジョンあるいは
ＰＶＡを保護コロイドとして使用していない酢酸ビニル
重合体エマルジョン、（＋ｔ）酢酸ビニル単独重合体の
エマルジョンのみならず、酢酸ビニルとアクリル酸、マ
レイン酸、フマル酸、クロトン酸などの不飽和酸および
これらのエステルとの共重合体水性エマルジョンや酢酸
ビニルとエチレンとの共重合体水性エマルジョンのよう
に酢酸ビニルとこれと共重合し得る他のモノマーとの共
重合体水性エマルジョンが挙げられる。

前記（２）のアクリル酸エステル系重合体水性エマルジ
ョンとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシルな
どとメタアクリル酸メチル、スチレンなどとのアクリル
酸エステル共重合体水性エマルジョンあるいは自己架橋
型や反応型アクリル酸エステル共重合体水性エマルジョ
ンが挙げられる。

前記自己架橋型や反応型アクリル酸エステル共重合体水
性エマルジョンにおける自己架橋性官能基としてはメチ
ロール基、エポキシ基など、反応性官能基としてはカル
ボキシル基、アミド基、ヒドロキシル基などがあげられ
る。

メチロール基を含むモノマーとしてはメチロールアクリ
ルアミド、メチロールメタアクリルアミドなと、エポキ
シ基を含むモノマーとしてはグリシジルアクリレート、
グリシジルメタアクリレートなどが、またカルボキシル
基を含むモノマーとしてはアクリル酸、メタクリル酸、
イタコン酸など、アミド基を含むモノマーとしてはアク
リルアミド、メタクリルアミドなど、ヒドロキシル基を
含むモノマーとしてはヒドロキシエチル、アクリレート
、ヒドロキシエチルメタクリレートなどがあげられる。

これらの官能基を含むモノマーと共重合せしめるアクリ
ル酸エステル系モノマーとしては、たとえばアクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−２−エチルヘ
キシル、メタクリル酸メチルなどが用いられる。

前記（３）のゴム系水性ラテックスとしてはスチレン−
ブタジェン共重合体水性ラテックス （ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジェン共重合体水
性ラテックス（ＮＢＲ）、メチルメタアクリレート−ブ
タジェン共重合体水性ラテックス（ＭＢＲ）あるいはこ
れらラテックスを変性したカルボキシル化ゴム水性ラテ
ックスや自己架橋型ゴム水性ラテックス、またクロロプ
レンゴム水性ラテックス、ブチルゴム水性ラテックス、
ポリブタジェンゴム水性ラテックスが挙げられる。

前記のカルボキシル化ゴム水性ラテックスとはアクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸のごとき不飽和カルボン
酸を共重合せしめたカルボキシル変性ＳＢＲ，ＮＢＲ，
ＭＢＲのラテックスである。

またこれらラテックスは重合性のカルボン酸の１種また
は２種を含むターポリマーまたはマルチポリマーである
。

さらに本発明に用いられる自己架橋型５ＢＲ１ＮＢＲ，
ＭＢＲの自己架橋性官能基としてはメチロール基、エポ
キシ基などがあげられる。

メチロール基を含むモノマーとしてはメチロールアクリ
ルアミド、メチロールメタクリルアミドなど、エポキシ
基としてはグリシジルアクリレート、グリシジルメタク
リレートなどが用いられる。

これら（１）〜（５）の水性エマルジョンは、前に付し
た（１）〜（５）の順で好ましく用いられる。

特に（１）〜（３）は好ましく用いられる。

本発明において、ＰＶＡを含む水性エマルジョンとして
は、前記水性エマルジョンにＰＶＡまたはその水溶液を
配合したもの、もしくは、例えば前述（１）の（１）で
述べたような、ＰＶＡを保護コロイドとしてすでに含有
している酢酸ビニル系水性エマルジョンの如きものを意
味する。

水性エマルジョンとＰＶＡとの配合割合は任意であるが
、好ましくはＰＶＡ（固形分）は水性エマルジョンの固
形分に対して２〜２００％である。

上記した水性エマルジョン、すなわち（１）酢酸ビニル
系重合体水性エマルジョン、（２）アクリル酸エステル
系重合体水性エマルジョン、（３）ゴム系水性ラテック
ス、（４）塩化ビニル系重合体水性エマルジョンおよび
（５）塩化ビニリデン系水性エマルジョンなどはＣＭＣ
、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ア
ルギン酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダなどの増粘剤で
希望の粘度に増粘して使用しても差支えない。

本発明において分子中に２個以上のイソシアネート基を
有する化合物とは、例えばトリレンジイソシアネート（
ＴＤＩ、例えばバイエル社Ｄｅｓｍｏｄｕｒ Ｔ ）
、水素化ＴＤＩ）リメチロールプロパン（ＴＭＰ）−Ｔ
ＤＩアダクト （Ｄｅｓｍｏｄｕｒ Ｌ ）、 トリノ二二ルメタン
トリイソシアネート（ＴＴＩ、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ Ｒ
）、４４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ。

Ｄｅｓｍｏｄｕｒ ４４ ）、水素化ＭＤＩ、Ｈ２Ｏ
−へキサメチレンジイソシアネート付加縮合物（Ｄｅｓ
ｍｏｄｕｒ Ｎ ）、キシレンジイソシアネート、４・
４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどの
ポリイソシアネートである。

ポリイソシアネートの配合割合は特に制限するものでは
ないが、ＰＶＡを含む水溶液中の固形分またはＰＶＡを
含む水性エマルジョン中の固型分に対して１〜２００重
量％が好ましい。

また本発明の水性塗料組成物には顔料（体質顔料を含む
）を配合することができる。

この顔料は一般的に塗料に使用されて、塗料の安定性、
流動性、作業性や塗膜の平滑性およびいんぺい力の向上
ならびに増量剤としての効果などを付与するもの、たと
えば酸化チタン、酸化亜鉛、ベンガラ、フタロシアニン
ブルー、フタロシアニンクリーン、硫酸バリウム、硫酸
カルシウム、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、タル
ク、ベントナイトなど、その他すべてのものが使用でき
、その１種または２種以上の混用も可能である。

さらに通称骨材といわれる自然石、川砂、色砂、陶磁器
粉、ガラス粒などを使用することも可能である。

顔料および／または骨材の配合割合は塗料の使用目的に
よって異なるが、ＰＶＡを含む水溶液またはＰＶＡを含
む水性エマルジョンあるいはこれらの混合物に対して１
０〜２００重量％が適当である。

さらにまた塗料の安定性、流動性、粘着性、密着性、タ
ッチアップ性（補修塗り性）、作業性ならびに塗膜の平
滑性の向上などを付与するために、必要に応じて塗料に
一般的に使用される、たとえばトリポリリン酸ソーダ、
ポリ□オキシエチレンノニルフェノールエーテル、メチ
ルセルロース、トリフチルホスフェート、エチレングリ
コール、シブチルフタレート、フェニル酢酸水銀など公
知の分散剤、湿潤剤、増粘剤、消泡剤、凍結防止剤、可
塑剤、防腐剤、防カビ剤および界面活性剤等の各種添加
剤を適当に加えることができる。

これら顔料、骨材および各種添加剤は単にそれぞれがも
つ効果を付与するばかりでな（、他の塗料成分とくにイ
ソシアネート基と反応し、塗料さらに防水性、耐水性お
よび耐候性を付与する作用をもする。

また本発明においては尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メ
ラミン−ホルムアルデヒド樹脂、フェノール−ホルムア
ルデヒド樹脂などのホルマリン系樹脂を併用することが
できる。

さらにカゼイン、大豆蛋白質、デン粉類を併用すること
もできる。

さらにまた本発明の塗料組成物は使用時に塩酸、苛性ソ
ーダ等の酸、アルカリによりｐＨを調節して使用するこ
とも可能である。

なお硼酸、硫酸アルミニウム、明パン、硼酸クロム、塩
化第２鉄などの反応促進剤および水ガラスなども加える
ことができる。

以上のようにして得られた本発明の塗料組成物の固形分
は１０〜８０重量％、好ましくは２０〜７０重量％であ
る。

本発明の塗料組成物は塗装後、常温乾燥のみでも十分そ
の目的を達するが、さらに性能を向上させるためには加
温加工する方がよい。

本発明の塗料組成物をコンクリート建造物、モルタル仕
上壁およびコンクリートブロック、耐火、ｌ−’ −）
、 石綿スレート板、パルプ−セメント板などのコンク
リート、モルタル類似物表面に塗装するには刷毛塗り、
ローラー塗装、スプレーガンによる吹けげなと通常の塗
装方法がいずれも採用でき、場合によっては２０スプレ
ーガンを使用して、一方のガンでビヒクル・顔料系を、
他方のガンでイソシアネート系をスプレーして塗装面上
で均一に混合せしめることもできる。

さらにあらかじめ塗装されているか否かを問わず、また
多孔質であるか否かを問わない。

本発明の組成物は、塗料、とくにコンクリート、モルタ
ルまたはコンクリート、モルタル類似物用防水塗料とし
て好適であるが、紙、繊維、レンガ石、アスベスト、ロ
ックウール、金属などの被覆組成物としても適用できる
。

次に本発明をさらに実施列により説明するが、本発明は
これに限定されるものではない。

実施例 １ ＰＶＡ１１７（クラレ製ＰＶＡ、重合度１７５０゜ケン
化度９８．５モル％）の１０％水溶液１００重量部に対
して、クレー２５部、チタン白（ルチル型）１０部を加
え、よくかく拌、混合上た。

これにニッサンラピゾールＢ−８０（日本油脂製アニオ
ン界面活性剤）０．２部を添加後、さらにインシアネー
） （Ｍ Ｄ Ｉ 、 Ｄｅｓｍｏｄｕｒ ４４．７０
％のフタル酸ジオクチル溶液）１７部を加え、よく混合
した。

このようにして調製した塗料を用いてコンクリートブロ
ック表面に塗布量４０Ｉ？／３０Ｘ３０ｃｒｆＬの割合
でローラー塗布し、５日間室温乾燥した。

得られた試料について透水試験、４時間煮沸試験を行な
った。

その結果、透水率０１４時間煮沸後の塗面に異状はなく
優れた防水性を示した。

注 透水率はコンクリートブロック表面に内径５傭、高
さ２０ｃｍのガラス製円筒を垂直におき、この円筒の下
端とコンクリートブロック表面との接触部はゴムバッキ
ングでシールし、この円筒に水を満たして２４時間後の
減量を測定し、これをｋｇ／ ｍ″／ｒＩｕ！Ｌ／ｒＩ
ｕ！Ｌ単位例 ２ ＰＶＡ１１７のｉｏ％水溶液１００重量部に対して、ト
リブチルホスフェ−） ０．１ 部、ノーガタラックラ
テックス５Ｎ−３０４（住友化学製カルボキシル変性５
ＢＲ）２０部を加え、さらに炭酸カルシウム２５部、チ
タン白１０部を添加して、よくかく拌、混合した。

次いでイノ／アネート（日本ポリウレタン製ＭＤＩ系重
合物ミリオネートＭＲの７０％酢酸エチル溶液）１５部
を加え、よく混合した。

このようにして調製した塗料を用いて実施例１と同一条
件で試料を作製し、同一の試験を行なった。

この結果、透水率０１４時間煮沸後の塗面に異状はなか
った。

実施例 ３ 実施例２においてＰＶＡ１１７の代りにＰＶＡｒｃｓＴ
Ｊ（クラレ製ＰＶＡ、重合度１７５０、ケン化度９６モ
ル％）を使用し、またノーガタラックラテックス５Ｎ−
３０４の代りに次のエマルジョンを使用したほかは実施
例２と同一条件で試料を作製し、同一の試験を行なった
。

使用したエマルジョンは次のとおりである。

（１）ダウラテックスＤＬ３０５（旭ダウ製５ＢＲ）（
２）ノーガテツクス２０００（住友ノーガタック製５Ｂ
Ｒ） （３）ダウラテックスＤＬ６７０（カルボキシル変性５
ＢＲ） （４）クロスレンＮＳ−１６（底円薬品製自己架橋型Ｎ
ＢＲ） （５） クロスレン２Ｍ−３８（カルボキシル変性Ｍ
ＢＲ） （６）ポリクロロプレンラテックス（濃度 ５０％）（
７）ポリブタジェンラテックス（濃度 ５０％）その結
果透水率はいずれも０．４時間煮沸後の塗面はいずれも
異状なかった。

実施例 ４ ＰＶＡｒ ＣＳ Ｔ Ｊノ１０ ％水溶液ｉ ００重量
部に対して、トリポリリン酸ソーダ０．２部、タルク２
７部、チタン白６部、フタロシアニンブルー４部を加え
、さらに次のエマルジョン２５部を添加して、よくかく
拌、混合した。

次いでイソシアネート（化成アップジョン社製ＭＤＩ系
イソシアネート、ＰＡＰＩの７０％酢酸エチル溶液）１
５部を加え、よく混合し青色の塗料を調製した。

この塗料を用いてフレキンプル板（約１５０ｍ１Ｘ ５
０ｍｍＸ ３ｍｍ）表面に塗布２０ Ｐ／３０×３０ｃ
ｆｒＬの割合で塗布して５日間乾燥し、ＪＩＳＫ５６６
３（１９６８）に準する耐水性試験（２０℃、７日間）
を行なった。

また同様試験片で４時間煮沸試験を行なった。

使用したエマルジョンは次のとおりである。

（１）クラレバンフレックス０Ｍ−４ｏｏｏ（クララ製
エチレン／酢酸ビニル共重合（エチレン：１８重量％、
酢酸ビニル：８２重量％）水性エマルジョン） （２）ビニゾール９０７（大同化成製 アクリル酸エス
テル共重合エマルジョン） （３）ビニゾール３０１（自己架橋型アクリル酸エステ
ル共重合エマルジョン） その結果、いずれも水に浸しても異状がなく、また４時
間煮沸後においてもいずれも塗面に異状がなく優れた防
水性を示した。

実施例 ５ ＰＶＡ（重合度１７００、ケン化度９８モル％）１０％
水溶液１００重量部に対して、トリポリリン酸ソーダ０
．２部、炭酸カルシウム２７部、チタン白６部、フタロ
シアニンブルー４部、フェニル酢酸水銀微量を加え、さ
らにビニゾール６０８（大同化成製 反応型アルクル酸
エステル共重合エマルジョン）２５部を添加して、よく
かく拌、混合した。

さらに次のインシアネート１５部を加え、よく混合して
青色の塗料を調製し、フレキジル板を用いて実施例４と
同一の試験を行なった。

使用したインシアネートは次のとおりである。

（１）ＰＡＰ１１３５（化成アップジョン製ＭＤＩ系イ
ソシアネート）／塩素化パラフィン混合重量比７／３の
もの、 （２）タケネー）５００（底円薬品製キシレンジイソシ
アネート）／塩素化パラフィン混合比７／３のもの （３）タケネー）Ｈ６ＸＤＩ （底円薬品製水添した
キシレンジイソシアネート）／塩素化パラフィン混合比
７／３のもの （４）コロネートＬ（日本ポリウレタン製ＴＤＩＴＭＰ
アダクトで純分７５％、残り２５％は酢酸エチル） その結果、いずれも水に浸しても異状がなく耐水性は優
れており、４時間煮沸後においてもいずれも塗面に異状
はなかった。

実施例 ６ 実施例４で用いたＰＶＡｒＣ８Ｔ」の１２％水溶液１０
０重量部に対して、ヘキサメタリン酸ソーダ３重量部、
チタン白６重量部、炭酸カルシウム粉末３０重量部を添
加して均一に混練し、さらに塩化ビニリデン系重合体水
性エマルジョン（旭ダウ社製サランラテックスＭ、濃度
５０％）１００重量部を添加してよくか（拌して均一に
混合した。

さらにこれにＭＤＩ系インシアネート（日本ポリウレタ
ン製コロネートＭ４００）６重量部を加えて再びよく混
合して塗料組成物を調製した。

該塗料組成物を用い、実施例４と同様にしてフレキシブ
ル板表面に塗布し、実施例４と同一の方法にて試験を行
なった。

その結果、得られた塗膜は耐水性に優れ、７時間の連続
煮沸後でも塗膜面に全く異状が認められなかった。

実施例 ７ ＰＶＡ４１７（クラレ製ＰＶＡ、重合度１７３０゜ケン
化度８０モル％）の１０％水溶液５０重量部に、ヘキサ
メタリン酸ソーダ２．５重量部、チタン白５重量部、黒
色トナー（犬日本インキ化学社製、着色剤）３重量部、
外部可塑化塩化ビニル系重合体水性エマルジョン（日本
ゼオン社製ＧＥＯＮ５７６、濃度５５％、最低造膜温度
２５℃）１００重量部を加えて均一に混合分散した。

さらに、これにキシレンジイソシアネート系インシアネ
ート（成田薬品工業社製タケネー）５００）５重量部を
攪拌下に添加して、塗料組成物を得た。

この塗料組成物を用い、実施例４と同様にしてフレキシ
ブル板表面に塗布し、実施例４と同一の方法にて試験を
行なった。

フレキシブル板に塗装された塗膜面は耐炎性に優れ、ブ
ンゼンバーナーによる着火試験でも着火が認められず、
耐水性においても充分であり、７時間の連続煮沸後にお
いても塗膜面に異状は認められなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリビニルアルコールを含む水溶液またはポリビニ
   ルアルコールを含む下記の群より選ばれた少なくとも１
   つの水性エマルジョンに、分子中に２個以上のイソシア
   ネート基を有する化合物を配合してなる防水塗料組成物 （１）酢酸ビニル系重合体水性エマルジョン、（２）ア
   クリル酸エステル系重合体水性エマルジョン （３）ゴム系水性ラテックス、 （４）塩化ビニル系重合体水性エマルジョン、および （５）塩化ビニリデン系重合体水性エマルジョン。