JPS6038424B2 - 弾性塗料組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、強じんで弾性のある塗膜を形成しうる弾性塗
料組成物に関するものである。

さらに詳しくいえば、本発明はコンクリート、ＡＬＣ、
モルタルなどの構造物素地表面に塗布したときに、ふく
れを発生せず、かつ下地の亀裂の伸縮に対する抵抗性を
有する塗膜を形成しうる弾性塗料組成物に関するもので
ある。近年、コンクリート、ＡＬＣ、モルタルなどの構
造物素地表面に対する化粧材として、合成樹脂ェマルジ
ョンに各種充てん材を配合した厚塗り塗料が広く用いら
れるようになった。

しかし、これらの塗膜は弾性に乏しく、下地に亀裂が発
生した場合それに追随することができず破断するため、
そこから雨水が内部に浸入するのを避けられないという
欠点、一般に耐水性、耐アルカリ性に劣るため、構造物
の内外部から浸入してくる湿分によって脆弱化し、長時
間経過すると下地より剥離するという欠点があった。ま
た、最近に至り、内部可塑化型の合成樹脂ェマルジョン
を用いた厚塗り塗料が防水兼化粧材として提案されてい
る。この塗料は、高い柔軟性をもち下地の亀裂に耐える
塗膜を与えるが、場合によって数か月でふくれを生じ、
美粧性を失うという欠点や、気温の変化による亀裂の伸
縮の繰り返しに追随できず遂には破断して防水性能を失
うという欠点を有している。このように、これまでの厚
塗り塗料は、防水材料として十分に満足しうるものとは
いえなかった。本発明者らは、下地の亀裂の伸縮によく
追随することができ、長時間にわたって完全な防水性能
を発癒しうる塗膜を形成する塗料組成物を関発すべ〈鋭
意研究を重ねた結果、特定の組成をもつ共重合体ェマル
ジョンに無機質粉粒状、繊維状又はりん片状充てん材を
配合することによりその目的を達成しうろことを見出し
、この知見に塞いて本発明をなすに至った。すなわち、
本発明は、‘ａ’炭素数４〜８のアルキル基をもつアク
リル酸アルキルェステル５０〜８０重量％、｛ｂ’スチ
レン及び炭素数１〜４のアルキル基をもつメタクリル酸
アルキルェステルの少なくとも１種１２〜４の重量％、
【ｃ｝ アクリロニトリル３〜２の重量％、【ｄー ア
クリル酸及びメタクリル酸の少なくとも１種１〜７重量
％及び【ｅー 所望に応じ前記各成分と英重合可能な他
のエチレン性不飽和単量体２の重量％以下からなり、前
記【ｄ’成分と【ｃ’成分の比が１：１ないし４：１の
範囲にある単量体温合物を乳化重合させて得られる共重
合体ェマルジョンに、その中の樹脂分１０の重量部当り
、粉粒状、繊維状又はリン片状の無機充てん材４０〜２
０唯重量部を配合してなる弾性塗料組成物を提供するも
のである。

本発明における共重合体ェマルジョンの原料の‘ａ’成
分である炭素数４〜８のアルキル基をもつアクリル酸ア
ルキルェステルの例としては、アクリル酸ｎーブチル、
アクリル酸ィソブチル、アクリル酸第二ブチル、アクリ
ル酸ｎーアミル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸ｎ
ーヘキシルトアクリル酸ｎ−へプチル、アクリル酸ィソ
ヘプチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２ーェ
チルヘキシルなどをあげることができる。

これらのアクリル酸ェステルは、５０〜８の重量％の範
囲で用いることが必要であり、５の重量％未満では皮膜
の柔軟性が乏しく、８の重量％を越えると皮膜の強じん
性が低くなる。また、‘ｂー成分の中の炭素数１〜４の
アルキル基をもつメタクリル酸アルキルェステルの例と
しては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸ｎープロピル、メタクリル酸イソプロピル、
メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ィソプチル、メ
タクリル酸第二ブチル、メタクリル酸第三ブチルなどを
あげることができる。この【ｂ’成分としてはスチレン
及び前記したメタクリル酸アルキルェステルの中の少な
くとも１種を１２〜４の重量％の範囲で用いることが必
要であり、この量がＩＺ重量％未満では形成される皮膜
の強じん性が小さくなるし、また４の重量％を越えると
柔軟性が失われる上に、耐水性、耐アルカリ性も低下す
る。‘ｃ｝成分のアクリロニトリルは、３〜２の重量％
の範囲にあることが必要であり、３重量％未満では皮膜
の強じん性、弾性が乏しく、また耐水性、耐アルカリ性
も低下するし、２の重量％を越えると皮膜の柔軟性、弾
性を失う。【ｄ｝成分のアクリル酸及びメタクリル酸は
１〜７重量％の範囲にあることが必要で、１重量％禾満
では皮膜の耐水性、耐アルカリ性が低いし、また塗料組
成物としたときの分散安定性が悪い。他方、７重量％を
越えると皮膜の耐水性、耐アルカリ性が低下する。本発
明組成物において所望に応じて用いられる‘ｅ｝成分の
単畠体は、‘ａーないいｄ｝成分以外の、これらと英重
合可能なエチレン性単量体であるが、このようなものの
例としては、前記した以外のアクリル酸ェステル及びメ
タクリル酸ェステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル
、塩化ビニル、塩化ビニリデン、クロルスチレン、ビニ
ルトルエン、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸ヒ
ドロキシエチル、ジビニルベンゼン、ジアクリレート、
ジメタクリレートなどをあげることができる。

これらのエチレン性単量体は、２の重量％以下の量で用
いることが必要であり、２の重量％を越えると前述の共
重合体の特性を失なう。しかし、以上述べた単量体成分
の混合割合からのみでは要求物性のすべてをバランスよ
く満足する共重合体を得ることは困難で、さらに重要な
ことは、単童体成分のうち硬い重合体を形成する、スチ
レンや炭素数１〜４個のアルキル基をもつメタクリル酸
ェステルとアクリロニトリルの比率が１：１〜４：１の
範囲にあることが必要で、この範囲外では強じん性、柔
軟性及び弾性をバランスよく満足させることは困難であ
る。すなわち、前記単量体成分の構成要件を満した上で
ァクリロニトリルがこの範囲より少なくなると強じん性
、弾性を失い、逆に多くなると弾性を失う。次に粉粒状
無機質充てん材としては、例えば炭酸カルシウム、バラ
ィト粉、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸石灰粉、ク
レー、シリカ、アルミナ、パーラィトト酸化チタン、酸
化鉄などがあり、繊維状又はリン片状無機質充てん材と
しては、例えばアスベスト、ロックウール、綿タルク、
マィカなどがある。

これらの無機質充てん材は、共重合体ェマルジョンに対
しその中の樹脂分１０の重量部当り４０〜２０の重量部
、好ましくは６０〜１２の重量部添加することが必要で
あり、４の重量部以下では塗膜にふくれが発生するのを
防ぐことが困難である。一方、２０の重量部より多いと
塗膜の柔軟性、弾性を失う。本発明の弾性塗料組成物の
粘度は用途により異なるが通常１万センチポアズ以上に
調整して用いる。本発明組成物で用いられる共重合体ェ
マルジョンは常法に従って得ることができる。

すなわち、単量体、界面活性剤、重合開始剤及び水の系
で乳化重合を行えばよく、その場合、単量体濃度は全量
に対して４０〜６の重量％、界面活性剤は単童体１０の
重量部に対して２〜７重量部、重合開始剤は０．１〜０
．６重量部が好ましい配合量である。界面活性剤は乳化
重合を円滑に行わせ得るものを選ぶべきで、特にオキシ
ェチレン基の付加モル数が１０〜６０の範囲にあるポリ
オキシェチレンアルキルェーテル又はポリオキシヱチレ
ンアルキルフェノールェーテルと高級アルコール硫酸ェ
ステル塩又はポリオキシェチレンアルキルサルフェート
塩又はポリオキシエチレンアルキルフエニルサルフエー
ト塩などの混合系が好ましく、重合開始剤としては過硫
酸カリウム、過硫酸アンモニウム及びこれらと還元剤と
を組み合わせたレドツクス系が特に好ましい。なお、生
成した重合体ェマルジョンはアンモニア水などでｐＨ値
を７以上に調整しておくことが分散安定性を良くする上
で好ましい。次に各種無機質充てん材を重合体ェマルジ
ョンに添加混合して塗料組成物を調製するにあたっては
、通常水性ヱマルジョン型塗料を調製するときに加えら
れる種々の添加剤、例えばメチルルロース、カルボキシ
メチルセルロース、カゼイン、ポリビニルアルコール、
ポリアクリル酸塩、ポリアクリルアミド、ポリピニルピ
ロリドンなどの増粘剤、ピロリン酸、トリポリリン酸、
ヘキサメタリン酸のような縮合リン酸のカリウム、ナト
リウム、アンモニウム及びアミン塩、陰イオン性又は非
イオン性界面活性剤などの分散剤その他着色顔料、消泡
剤、防腐剤、防ばし、剤などを必要に応じて添加するこ
とができる。次に実施例及び比較例によって本発明を具
体的に説明する、なお、実施例及び比較例における試験
方法は次のとおりである。

【１｝ 引張り試験 ＪＩＳＫ ６３０１−１９６２「加硫ゴム物理試験方法
」に準じて引張り試験を行う。

試料の作成方法は次のとおりである。周辺に厚さ２帆の
枠を取り付けたガラス板を水平に保ち、この中に塗料組
成物を流し込み、アプリケーターを用いて表面を均一に
ならし、２ぴ○で４斑時間風乾した後、４０００に保っ
た垣温機中で１鰭時間乾燥させる。

ガラス板より剥離した塗膜を試料とする。‘２１耐ふく
れ性評価試験 塗料組成物の調製に用いたものと同じ共重合体ェマルジ
ョンを重合体濃度が２の蚤基％となるように水で希釈し
て石綿スレート板に約１５０夕／あの割合で塗布する。

乾燥後、塗料組成物を吹き付けタイルガン（ノズル口径
５肋、吹き付け圧力３〜５ｋ９／地）を用いて、約２．
５ｋ９／〆の塗布量になるように吹き付ける。２び○で
１筋時間乾燥後、サンシャイン型ウェザーメーター中に
１００ｑ時間曝露し、塗膜のふくれ発生の有※を観察す
る。

｛３１ 耐水性評価試験 引張り試験用に作成した塗膜試料を２ぴ○水中に１４細
時間浸糟後４０ｑｏに保った陣温機中で４８時間乾燥し
て引張り試験を行なう。

‘４’耐アルカリ性評価試験 水の代りに水酸化カルシウムで飽和させた２％カセィソ
ーダ水溶液を用いるほかは‘３’と同様に行なう。

‘５１ 伸縮性下地亀裂抵抗性 塗料組成物の調製に用いたものと同じ共重合体ェマルジ
ョンを重合体濃度が２の重量％になるように水で希釈し
て５×５０×１００側の石綿スレート板の片面に約１５
０タ′あの割合で塗布する。

乾燥後、その上に塗料組成物を２．５ｋ９／〆の割合で
均一に塗布し、２０ｑ○で４粥時間風乾した後、４０℃
に保った値温機中で１６８時間乾燥させる。次に塗面の
反対側の面の短辺に平行な中線に深さ約２側の切り口を
つけてから最辺方向に零から１柵の範囲で強制伸縮を繰
り返し、塗腰が破断するまでの伸縮回数で伸縮性下地亀
裂抵抗性を表わす。なお、１回の伸縮所要時間は１分間
で連続的に伸縮動きを与られる駆動装置を用いる。実施
例 １ かきまぜ機、還流冷却器、滴下槽、温度計を取り付けた
反応容器に、水１２００夕、ェマルゲン９２０（ポリオ
キシエチレンノニルフヱノールエ−テル、花王アトラス
Ｋ．Ｋ．）５夕、ェマルゲン９５０（ポリオキシエチレ
ンノニルフェノールエープル、花王アトラスＫ．Ｋ．）
５夕、レベノールＷＺ（ポリオキシェチレンノニルフェ
ニル硫酸ナトリウム、花王アトラスＫ．Ｋ．）５夕、ェ
マ−ルＮＣ（ポリオキシェチレンノニルフェニル硫酸ナ
トリウム、花王アトラスＫ．Ｋ．）５夕、過硫酸アンモ
ニウム１．５夕、アクリル酸ｎーブチル２７５夕、メタ
クリル酸ｎーブチル１３５夕、アクリロニトリル７５夕
、アクリル酸６５夕を入れ、系の温度を７５℃に保ち、
１時間重合を行った。

次に、水１１９２．５夕、ェマルゲン９２０２０夕、エ
マルゲン９５０２０夕、レベノールＷＺ２０夕、ェマー
ルＮＣ２０夕、過硫酸アンモニウム６夕、アクリル酸ｎ
−ブチル１１００夕、メタクリル酸ｎ−ブチル５４０夕
、アクリロニトリル３００夕、アクリル酸１５夕の混合
物を３時間かけて反応容器に注入した。注入終了後２時
間を経過してから冷却し、２８％アンモニア水５０夕を
添加した。得られた共重合体ェマルジョンは凝固物がな
く均一な乳鞠液で、その、掛値は９．２であった。なお
、この共重合体ェマルジョンの重合組成は後記第１表の
Ａに該当する。次にこの共重合体ェマルジョン１０００
のこ、ェマルゲン９２０の２０％水溶液３０夕、トリポ
リリン酸カリウムの３％水溶液３５夕、ャーポローズ６
８ＭＰ４０００（メチルセルローズ、松本油脂製薬Ｋ．
Ｋ．）の３％水溶液２０夕、ノプコＮＸＺ（消泡剤、サ
ンノプコＫ．Ｋ．）５夕を高速かきまぜ機でかきまぜな
がら添加し、さらにルチル型酸化チタン３３夕、童質炭
酸カルシウム２５０夕、カオリン５０夕、ケィソウ士５
０夕、タルク２００夕を添加し均一に混合した。このよ
うにして得られた塗料組成物について評価試験を行った
ところ第２表の実施例１の項に示したように良好な結果
を示した。実施例 ２〜５実施例１と同様の方法で、第
１表に掲げた共重合体ェマルジョンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用
いて塗料組成物を調製し、評価した。

第２表にこれらの塗料組成物の配合組成と試験結果を示
したがいずれも良好な性状を示した。比較例 １〜９ 実施例１と同様の方法で、第１表に掲げた英重合体ェマ
ルジョンＡ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、日、１、Ｊを用いて塗料
緩成物を調製し評価した。

第３表に塗料組成物の配合組成と試験結果を掲げたがい
ずれも何らかの欠陥をもち、使用に耐え得ないものであ
った。第１表 〔注〕各共重合体ェマルソョンは重合後、アンモニア水
を添加して、ｐＨ値を９，。

〜９，５の鋼幅磯しね第２表 〔注〕 歌蹄菌盤 ○： 初値の３０多以上の池物性皿礎変化を起さないも
の△： 初値の３０〜５０多の彬物性変化を起すもの×
： 初値の５０努し久上の物怪変化を起すもの第３表〔
洋〕 列鞘碇麓樵

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （ａ）炭素数４〜８のアルキル基をもつアクリル酸
   アルキルエステル５０〜８０重量％、（ｂ）スチレン及
   び炭素数１〜４のアルキル基をもつメタクリル酸アルキ
   ルエステルの中の少なくとも１種１２〜４０重量％、（
   ｃ）アクリロニトリル３〜２０重量％及び（ｄ）アクリ
   ル酸及びメタクリル酸の中の少なくとも１種１〜７重量
   ％からなり、かつ（ｂ）成分と（ｃ）成分の重量比が１
   ：１ないし４：１の範囲にある単量体混合物を乳化重合
   させて得られる共重合体エマルジヨンに、その中の樹脂
   分１００重量部当り、粉粒状、繊維状又はリん片状の無
   機質充てん材４０〜２００重量部を配合してなる弾性塗
   料組成物。 ２ 無機質充てん剤が、ルチル型酸チタン、重質炭酸カ
   ルシウム、カオリン、ケイソウ土、タルク及びアスベス
   ト短繊維の中から選ばれた少なくとも１種である特許請
   求の範囲第１項記載の組成物。 ３ （ａ）炭素数４〜８のアルキル基をもつアクリル酸
   アルキルエステル５０〜８０重量％、（ｂ）スチレン及
   び炭素数１〜４のアルキル基をもつメタクリル酸アルキ
   ルエステルの中の少なくとも１種１２〜４０重量％、（
   ｃ）アクリルニトリル３〜２０重量％、（ｄ）アクリル
   酸及びメタクリル酸の中の少なくとも１種１〜７重量％
   及び（ｅ）前記各成分と共重合可能な他のエチレン性単
   量体２０重量％以下からなり、かつ（ｂ）成分と（ｃ）
   成分の重量比が１：１ないし４：１の範囲にある単量体
   混合物を乳化重合させて得られる共重合体エマルジヨン
   に、その中の樹脂分１００重量部当り、粉粒状、繊維状
   又はりん片状の無機質充てん材４０〜２００重量部を配
   合してなる弾性塗料組成物。 ４ （ｅ）成分が酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩
   化ビニル、塩化ビニリデン、クロルスチレン、ビニルト
   ルエン、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸ヒドロ
   キシエチル及びジビニルベンゼン、の中から選ばれた少
   なくとも１種である特許請求の範囲第３項記載の組成物
   。 ５ 無機質充てん剤が、ルチル型酸チタン、重質炭酸カ
   ルシウム、カオリン、ケイソウ土、タルク及びアスベス
   ト短繊維の中から選ばれた少なくとも１種である特許請
   求の範囲第３項記載の組成物。