JPS60137917A - 水性重合体分散液の製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、接着面の種類に影響を受けない優れた密着性
、きわだった耐クランク性、乾燥性に優れた下地調整材
として好適に使用できる水性重合体分散液の製造方法に
関する。

技術的背景 最近の建築物の壁は、現場でコンクリート、モルタルを
打ち込む方法または規格に適合した壁基材を現場で組立
てる方法により造られているが。

壁表面には凹凸や継ぎ目があり、塗装を行なう前に下地
調整が必要である。また、改装時には古い塗膜のはつり
を行なうが、この場合も下地調整が必要である。その際
に使用される下地調整材は、下記の性質を有しなければ
ならない。

■　改装時の古い塗膜、下地調整材の−［−から塗装さ
れる塗膜及びモルタルに対する密着性が優れていること
。

■　コンクリート等の壁基体のクラック及び寒暖による
伸縮に対する追従性が優れていること。

■　壁表面の凹凸や継ぎ目を平滑にするため、１〜１０
ｎｖ＋という薄塗りから厚塗りまで塗布されるが、膜厚
にかかわりなく同様に仕上がり、また、厚塗りでも乾燥
がはやく、かつ、均一に乾燥すること。

従来技術 従来、使用されているセメント等の水硬性無機質結合剤
と水からなる下地調整材は、厚塗りによるクラック発生
、壁基体にクラックが生じた場合の下地調整材のクラッ
ク発生等の問題がある。また、水硬性無機質結合剤、エ
マルジョン系熱可塑性樹脂、その他の無機買方てん剤等
からなる下地調整材、もしくはアスファルトエマルジョ
ン、合成樹脂エマルジョン、セメント等からなる下地調
整材も知られるが、これらは、耐クラツク性は水硬性無
機質結合剤と比較して、いくぶん改良されているが、密
着性、すなわち、改装時の古い塗膜、又は新しく塗装さ
れる塗膜に対する密着性に問題があり、特に、改装時に
は古い塗膜を完全にはつりする必要があり、非常な労力
と人件費を要していた。

発明の目的 本発明の目的は、コンクリート、改装時の古い塗膜、及
び新しく塗布される塗膜の種類にかかわらず優れた密着
性を有し、しかも、耐クラツク性の優れた下地調整材用
水性重合体分散液を提供することにある。

発明の構成 本発明は （ａ）炭素原子数が４〜１２のアルキル基をもつ（メタ
）アクリレート ３０　〜９０重景単１ （ｂ）ヒドロキシアルキル基を有する（メタ）アクリレ
ート ０．２〜８重量％。

（ｃ）エチレン性不飽和カルボン酸 ０．２〜８重量％。

（ｄ）エチレン性不飽和アミドおよび／またはアミノ基
をもつ（メタ）アクリレート ０．２〜８重量％、 および （ｅ）前記（ａ）〜（ｄ）項の単量体以外の共重合可能
なモノエチレン性単量体または／および共役ジオレフィ
ン　０〜５０重景単 音乳化重合することを特徴とするトルエン不溶解分が４
０〜９５重量％の下地調整材用水性重合体分散液の製造
方法である。

本発明の構成要素について以下に詳説する。

〔単量体（ａ）〕

本発明の下地調整材用水性重合体分散液に用いられる単
量体（ａ）としては、アルキル基の炭素原子数が４〜１
２の（メタ）アクリレートが使用され、好ましいアルキ
ル基の炭素原子数は５〜９である。例えば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、等がある。

その使用量は３０〜９０重景％で単音。

なお、この明！ｌＩＩ書全体を通じて「（メタ）アクリ
レート」という表現は、「アクリル酸エステルまたはメ
タクリル酸エステル」という意味を有することを理解さ
れたい。

〔単量体（ｂ）〕

単量体（ｂ）の例としては、β−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、β−ヒドロキシプロピル（メタ）ア
クリレートもしくはβ−ヒドロキシブチル（メタ）アク
リレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリ
レート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリ
レート等を挙げることができる。

〔単量体（Ｃ）〕

単量体（ｃ）としての不飽和カルボン酸は、例えば、（
メタ）アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン
酸、フマル酸などである。

〔単量体（ｄ）〕

単量体（ｄ）のエチレン性不飽和アミドとしては。

例えば（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ
）アクリルアミＦ、Ｎ−アルコオキシ（メタ）アクリル
アミド、Ｎ、Ｎ−ジアルキル（メタ）アクリルアミドと
そのオニウム塩があげられる。

またはアミノ基を有する（メタ）アクリレートとしては
アクリレートの二重結合に直接アミノ基が結合してない
ものが好ましく、次の一般式（１）で示されるアクリレ
ートが好適に使用できる。即ち、 氏２ で表わされるものであり１式中、ＲはＨまたはＣＨ３＋
　ＲｌおよびＲ２はＣ１〜Ｃｇ、好ましくはＣ１〜Ｃ３
の炭化水素基、ＸはＣ２〜Ｃ４のアルキレン基である。

一般式〔口のアクリレートとしては具体的にはジメチル
アミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルア
クリ１ノート、ジエチルアミノエチルメタアクリレート
、ジプロピルアミノエチルメタクリレート、メチルエチ
ルアミノエチルメタクリレート、ジブチルアミノエチル
メタアクリレート、ジブチルアミノプロピルメタアクリ
レート、ジエチルアミノブチルメタアクリレート、ジエ
チルアミノエチルメタアクリレート、ジオクチルアミノ
エチルメタアクルレートなどが用いられる。

これらのうち好ましいものとしてはジメチルアミノエチ
ルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレー
ト、ジプロピルアミノエチルメタクリレート、メチルエ
チルアミノエチルメタクリレートなどがあげられる。

単量体（ｂ）〜（ｄ）は、各々、０．２〜８重足％、好
ましくは、０．４〜５重量％用いられる。

この範囲ですぐれた密着性、安定性、耐水耐アルカリ性
、作業性が得られる。

（ｂ）〜（ｄ）の構成成分、及び、構成条件が１つでも
欠けると、後述の比較例に示すように本発明の目的とす
る性能を得ることができないのである。

［単量体（ｅ）〕 単量体（ｅ）としては、共役ジエン化合物（例えば１．
３−ブタジェン、イソプレン、１，３−タロロブタジエ
ンなど）、アルキル基の炭素原子数が３以下の（メタ）
アクリル酸エステル（例えば（メタ）アクリル酸メチル
、　（メタ）アクリル酸エチルなど）、芳香族ビニル化
合物（例えばスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチ
ルスチレン。

クロルスチレン、ブロムスチレン）、シアン化ビニル化
合物（（メタ）アクリロニトリルなど）、エポキシ化合
物としてはアクリルグリシジルエーテル、グリシジル（
メタ）アクリレートなど）がある。

この共重合可能な単量体の共重合体中の含有率は下地変
形の追従性の面から好ましくは０〜４０重量％である。

共役ジエン化合物については耐候性の面から共重合体中
の含有率は特に２０重量％以下が好ましい。

〔重合方法〕

以上の成分を通常の乳化重合する事により水性共重合体
分散液を得るのであるが、例えば、単量体混合物１００
重量部に対し、水４５〜８０重量部、乳化剤０．０５〜
５重量部、重合開始剤０．１〜３重量部、連鎖移動剤Ｏ
〜２重量部置部橋性七ツマ−０〜２重量部を用いて、４
０〜１００℃で１〜１０時間反応させることによって得
られる。

本発明では、単量体を重合反応系に加えるとき、全単量
体の７０重単音以上を回分的、逐次的または連続的に添
加して乳化重合する。重合の開始時から重合反応系に加
える単量体は、すなわち１段目に使用する単量体はＯ〜
３０重景％単音ましくは３〜２５重景％単音る。重合開
始後に、すなわち２段目として使用する単量体は、水、
乳化剤の一部を使用して乳化液として使用するのが１．
Ｉｆましい。重合開始剤、連鎖移動剤、架橋性モノマー
も、一部又は全量を２段目に使用することができる。

ここで乳化剤として、高級アルコール硫酸エステル、ア
ルキルベンゼンスルフォン酸す１−リウム、こはく酸ジ
アルキルエステルスルフォン酸す１−リウム、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアル
キルフェノールエーテル、アルキルピリジニウムクロラ
イド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドなど
が例示されるが、アリルグリシジルエーテルと重亜硫酸
す１ヘリウム付加物、コハク酸アリルアルキルエステル
スルフォン酸塩などの反応性乳化剤を用いると密着性お
よび耐水性の面で特に好ましい。

重合開始剤としては、過硫酸塩、過酸化水素、アゾビス
シアノ吉草酸、アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸
塩などが挙げられ、場合によ−〕では、還元剤も組合わ
せることができる。

連鎖移動剤としては、ハロゲン化炭素又はハロゲン化炭
化水素（例えば、トリブロモクロルメタン、四塩化炭素
、クロロホルム、ブロモホルム）、メルカプタン類（例
えば、ラウリルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタ
ン、チオグリコール酸２−エチルヘキシル）が挙げられ
る。

架橋性上ツマ−としては、エチレングリコールジ（メタ
）アクリレート、ジビニルベンゼン、ジアリル２タレー
ト、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレートな
、ども使用できる。

〔重合生成物の性質〕

本発明における水性重合体分散液の全固形分は、４０〜
７０重量％であり、好ましくは５５〜６５重景％で単音
。重合後の水性重合体分散液の固形分濃度が４０重量％
未満のときは、水分を蒸発させて所望の濃度にまで濃縮
する。４０％未満では、厚塗りした場合の乾燥性が遅く
、また、収縮応力によるものと考えられる密着性の低下
がみられ。

７０％を越えると、水性重合体の重合安定性、機械的安
定性、塗工作業性が劣る。

しかも、本発明では、得られた共重合体のガラス転移温
度が、−１０〜−８０°Ｃ１好ましくは、−２０〜−７
０℃である。−１０℃を越えると、耐クラツク性が劣り
、−８０℃未満ては、それ以上の効果はあがらず、耐水
、耐アルカリ性が低下する。

さらに、本発明における共重合体のトルエンに対する不
溶解分は、４０〜９５％、好ましくは５０〜９０％であ
る。重合体のトルエンに対する不溶解分は、水性共重合
体分散液をアンモニア水にてＰ１１８に調整後、ガラス
板に膜厚約０．にｍｍになるように流し、５０℃恒温乾
燥機にて約１６時間乾燥させる。得られた乾燥フィルム
、約０．３ｇを精秤し、１００＋＋＋Ｑのトルエンに、
暗所にて１６時間静置後、手で振とうし、更に４時間静
置して溶解させる。その後、１２０メツシユの金網にて
濾過し、その濾液２０ｍＱをホールピペットを用いて採
取し、約６０℃ホットプレー１〜にて蒸発乾燥させて、
トルエン可溶分を測定し、トルエンに対する不溶解分を
算出する。

このトルエン不溶解分が、４０％未満の時は、塗膜強度
、耐水耐アルカリ性が劣り、９５％を越えると、密着性
が低下する。このトルエン不溶解分は、架橋性モノマー
の増量、分子量調節剤の減量により増加でき、またこれ
らを逆にすることで減少できる。このほか、重合温度、
開始剤の量によってもトルエン不溶解分は変化すること
があるので、これらの因子を適宜変えることで、トルエ
ン不溶解分をコントロールすることができる。

下地調整材の配合例 本発明の下地調整材用水性重合体分散液は例示する配合
により塗料化し、塗料物性を測定した。

好ましい配合を以下に示す。

（１）本発明の水性重合体分散液（固形分換算）１００
重量部 （２）無機顔料（重質炭カル、軽質炭カル、クレー、酸
化チタンなど）１００〜３００重量部（３）可塑剤、造
膜助剤　０〜２０　ｎ（４）消泡剤　０〜２　〃 （５）顔料分散剤　０．５〜３　〃 （６）その他添加剤（防腐剤、凍結防剤）０．１〜３　
ｕ 実施例 以下に本発明の実施例、比較例を記述する。

実施例１ イオン交換水　４４重量部、過硫酸カリウム０．５重量
部、ドデシルベンゼンスルフオン酸ナトリウム　０．３
重合部、ＪＡ酸水素すｊ−リウム　０．２重量部、２−
エチルへキシルアクリレート　５重量部、１，３−ブタ
ジェン　５重量部、メチルメタクリレート　５重量部、
β−ヒドロキシエチルメタクリレート　１重量部、アク
リル酸　０．２重量部、メタクリルアミド　０．２重量
部を、攪拌機及び温度計を備えたステンレス製反応ガマ
に仕込み、７０℃にて３時間反応させた。（以下、この
反応を第１段という）。

次に、５％過硫酸ナトリウム４重景部添加後。

イオン交換水　２０重量部、ドデシルベンゼンスルフオ
ン酸ナトリウム　０．６重量部、スルホコハク酸　アリ
ルラウリルエステルのナトリウム塩を０．４重量部、２
−エチルへキシルアクリレート６５重量部、■、３−ブ
タジェン　５重量部、メチルメタクリレート　１１重量
部、β−ヒドロキシエチルメタクリレート　１重量部、
アクリル酸０．８重量部、メタクリルアミド　０．８重
量部からなる乳化液を、モノマー相が分離しない程度に
攪拌しながら、４時間にわたって連続的に滴下した。

（この反応を第２段という）その後、７５〜８０℃にて
２時間熟成し、重合転化率は９９％であつア た。冷却してからアンモニ会ム水にてｐＨ８に調整後、
１２０メツシユの金網にて濾過した。

得られた重合体分散液を試料Ｎｏ、１とした。この重合
体分散液の全固形分は６１％、トルエン不溶解分は８５
％、ガラス転移温度は一４８℃であった。

以下同様の方法にて、単量体の種類、量、連鎖移動剤の
量を変えて試料Ｎｏ、２　＋　３　＋　５を、更に、第
１段の反応時間を１時間、第２段の反応時間を３時間に
変更して試料Ｎｏ、４を得た。

試料Ｎｏ、１〜５を以下の配合により、下地調整材を得
た。結果を表−１に示した６ （シンコー機械（株）万能混線機を用いて常圧下に２５
０ｒｐｕ＋で２０分、７５５　ｍｍ１１ｇにて１０分攪
拌）本発明の共重合体分散液（固形分換算）　４０　重
量部エチレングリコール　０，５　〃 ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のＮａ塩０．５
１１ 高分子カルボン酸分散剤０．７　〃 鉱油、シリコーン混合系消泡剤　Ｑ、５　ｎ２．４−ト
リメチルペンタンジオ−ルー１，３−モノイソブチレー
ト　：ｉｊ、Ｑ　ｎ 重質炭酸カルシウム　１００　ｎ クレー　７　ｎ ルチル型二酸化チタン　５　ｎ 試験方法 （１）配合安定性 上記配合物の凝固物量を測定。

（２）ゼロスパンチージョン 第１図のようにフレキジル板（２）に塗Ｊ模（１）の厚
みが１ｍｍになるように塗布し、常温にて７日間乾燥さ
せてサンプルとし、２０ｍｍ／ｍｍの速度でフレキジル
板（２）、（２）を左右に引張り、塗膜（１）の破断伸
びを判定した。

判定は、■印、５ｍｍ以上 Ｏ印、３ｍｍ以上５闘未満 Δ印＋１．５ｍｍ以上３１未満 ｘ印、１．５＋ａｍ未満 （３）乾燥性 第２図に示す型板（３）の凹溝（４）に下地：８整材を
注入し、７日間、常温乾燥後の収縮、クラックを観察し
た。第２図における凹溝（４）の深さおよび幅はおのお
の１０ｍｍであり、凹溝（４）の長さは適宜である。

（４）密着性 ガラス板に下地調整材を膜厚１ｍｌ１１になるようにア
プリケータにて塗布し、７日間、常温塗燥後、市販外装
用アクリルエマルジョン塗料を膜厚０．５ｍｍになるよ
うに刷毛で塗布した。

７日間、室温乾燥後、１ｍｍ角クロスカットを入れ、セ
ロハンテープにて剥離試験を行なった。

（５）促進耐候性 サンシャインウエザオメータ使用、ブラックパネル温度
４０℃、５００時間後の変色、柔軟性を測定した。

（６）耐アルカリ性 フレキジル板に、下地調整材を膜厚０．５ｍｍになるよ
うに塗布し、室温にて７日間乾燥した。その後３％Ｎａ
ＯＨ溶液に室温にて５日間浸漬し、外観を観察した。

比較例 下地調整材用分散液の第２表に示す部分の組成。

もしくは、全固形分を変えた以外は比較例試料Ｎｏ。

１〜６，８．９は実施例試料Ｎｏ、４と同様に、比較例
試料Ｎｏ、７は、実施例試料Ｎｏ、　１と同様の操作で
比較例試料を作成した。なお、比較例試料は、モノマー
組成、トルエン不溶解分、ガラス転移点、全固形分のい
ずれかにおいて、本発明の限定範囲に含まれないもので
ある。

これらの比較例試料は、実施例試料と同一の条件での性
能を測定した。この結果を表−２に示した。

発明の効果 本発明の下地調整材用水性重合体分散液Ｉ液は、特許請
求範囲で述べた全ての条件を満たされた場合にのみ、な
しうるものであり、従来のものでは得られなかった。改
装時の古い塗膜、及び新しく塗布される塗膜の種類に影
響をうけない優れた密着性、及び卓越した耐クランク性
を有する下地：Ａ整材層を形成することが可能となった
。

このように本発明の下地調整材用水性重合体分散液を用
いて得た下地調整材層は、コンクリート、モルタル及び
外壁材に対する密着性はもちろん、改装時の古い塗膜の
種類にかかわらず優れた密着性を有するため、改装時の
古い塗膜のはつりを完全に行なう必要がなく、古い塗膜
が残っていても塗装できるので、はつり作業を短縮でき
、労力、人件費を大幅に節約することができる。しかも
、耐クラツク性が卓越しているため、通常、コンクリー
ト等の基体に生ずるクラックに対しても充分追従し、下
地調整材層表面のクランク発生はほぼ完壁に防止するこ
とができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はゼロスパンチージョン測定用の試料の斜視図、
第２図は乾燥性測定用の試料を作製するための型板の斜
視図である。 図面において１は試料の塗膜、２はフレキジル板、３は
型板、４は凹溝を示す。 出願人　日本合成ゴム株式会社 代理人　弁理士　弁板　實夫 第１頁の続き

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）　炭素原子数が４〜１２のアルキル基をも
   つ（メタ）アクリレート ３０　〜９０重景単２ （ｂ）　ヒドロキシアルキル基を有する（メタ）アクリ
   レート ０．２〜８重量％、 （ｃ）　エチレン性不飽和カルボン酸 ０．２〜８重爪％、 （ｄ）　エチレン性不飽和アミドおよび／またはアミノ
   基を有する（メタ）アクリレ−１−〇、２〜８重景％、 重量び （ｅ）　前記（ａ）〜（ｄ）項の単量体以外の共重合可
   能なモノエチレン性単量体または／および共役ジオレフ
   ィン　０〜５０重量％ を乳化重合することを特徴とするトルエン不溶解分が４
   ０〜９５重量％の下地調整材用水性重合体分散液の製造
   方法。
2. （２）全単量体の７０重量％以上を重合反応系に回分的
   、逐次的または連続的に添加して乳化重合することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法。
3. （３）水性重合体分散液の固形分濃度が４０〜７０重量
   ％であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   製造方法。