JPS6172662A - セメント用組成物 - 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Ｊ 本発明は、ポリビニルアルコールの存在下にアクリル系
単責体を乳化重合して得られ、セメントと混和した場合
に優れた混和性、保水性及び耐アルカリ性を示すセメン
ト用組成物に関する。

「従来の技術及びその問題点」 土木、建築分野において、合成樹脂、乳化重合体をセメ
ントに４も和すると混和しない物に比べて著しく物理強
度、接Ｍ性、耐薬品性などが向上する為、かかる乳化重
合体はセメント、＃＃！維、骨材、水などと混合され、
コンクリートなどのセメント系基材に対する表面仕上は
材、塗装下地調整材、防水材、コンクリート、クラック
などに対する補修材などとして広く用いられ、鏝塗りで
施工される場合が多いＯ 特にポリビニルアルコールを保進コロイドとして用いた
エチレン・酢酸ビニル系などの酢酸ビニル系乳化重合体
はポリマーの■シ水注が高く優れたセメントとの親和性
、保水性を有し、良好な鏝作業性を宵するため、多量に
使用されているが、セメントのアルカリ質によりポリマ
ーが加水分解されてしまうという欠点を有している。

又、ＳＢＲ系の乳化重合体は、優れた耐アルカリ性を有
するものの、ポリマー中にブタジェンに起因する二重結
合を有しているため耐候性に劣り、又ポリマーの親水性
が低いためセメントとの親和性が不良で、セメントとの
混和時、水のブリードと共にポリマーが溶出する、いわ
ゆる樹脂浮きが生じ、鏝のすべりが悪く鏝作業性に劣る
。

一方、通常のアクリル系又はアクリル−スチレン系乳化
重合体は耐アルカリ性、耐候性に優れるが、セメントと
の親和性が不良でセメントとの混和時、いわゆる樹脂浮
きが生じて鏝作業性に劣る。

「問題点を解決するための手段Ｊ 本発明者らはアクリル系、アクリル−スチレン系乳化重
合体が有する優れた耐アルカリ性、耐候性に着目し、こ
れに更にセメントとの混和時の優れた鏝作業性を付与す
るべく鋭意研究した結果、ポリビニルアルコールヲ保護
コロイドとして用い、アクリル系単量体及びα、β−モ
ノエチレン性不飽和カルボン酸等を共重合せしめたアク
リル系又はアクリル−スチレン系乳化重合体が、セメン
トとの混和時に優れたセメントとの親和性を有し優れた
鏝作業性を有する事を見出し、本発明に至った。

即ち、本発明は■（メタ）アクリル酸アルキルエステル
３５〜９９重景部、■芳香族α、β−モノエチレン性単
量体０〜ｓｓＮｆ１ｍ、■α、β−モノエチレン性不飽
性力飽和カルボン酸１〜５重量部その他のα、β−モノ
エチレン性極性単量体０〜５重量部からなる単量体混合
物１００重量部に対してポリビニルアルコールを２〜２
０重景部用いて乳化重合せしめて得られ、生成ポリマー
のガラス転移温度が一１０〜２０℃の範囲にあることを
特徴とするセメント用組成物を提供せんとするものであ
る。

本発明で使用される（メタ）アクリル酸アルキルエステ
ルとしては特に（メタ）アクリル酸の炭素数１〜１２の
アルキルエステルが好ましく、例えばアクリル酸メチル
、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル
酸１ｓ。

−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸
うクリル、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−ブチル、メタクリル酸ｌ畠Ｏ−ブチル
、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸ラウリルなど
の１種もしくは２９以上の混合物が挙げられる。その−
ｔは全単量体１００重量部中３５〜９９重景部である。

芳香族α、β−モノエチレン性単量体としては、飼えば
スチレン、α−スチレン、ビニルトルエンなどが挙けら
れ、１種もしくは２種以上の混合物として全単量体１０
０重量部中０〜５５重景部用いられる。α、β−モノエ
チレン性不飽和カルボン酸としては、例えばアクリル酸
、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマール酸
、マレイン酸などが挙げられ１種もしくは２種以上の混
合物として全単量体１００重量部中１〜５車量部用いら
れる。更にその他のα、β−モノエチレン性極性単量体
としては１例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、　　。

ヒドロキシアルキルアルリレート、アクリルアミド及び
その誘導体、メタクリルアミド及びその誘導体などが挙
げられ、１種もしくは２種以上の混合物として全単量体
１００重量部中０〜５重量部用いられる。

又、上記単量体の重合時保護コロイドとして用いられる
ポリビニルアルコールとしては、完全鹸化ポリビニルア
ルコール、部分鹸化ポリビニルアルコール又はそれらの
ポリビニルアルコールの一部ｒカルボキシル基、スルフ
オニル基などで修飾したアニオン化ポリビニルアルコー
ルナトカ挙げられる。完全鹸化及び部分鹸化ポリビニル
アルコールの種類には轡に制限はないが、乳化重合時の
乳化力を考慮し、好ましぐは鹸化率７０％〜１００％、
平均重合度３００〜３０００のものがよく、これらの１
種又は２種以上の混合物として全単量体１００重量部に
対し２〜２０重量部の範囲で用いられる。

ところで、上記α、β−モノエチレン性不飽和カルボン
酸を１〜５重量部用いると、セメントとの混和性が向上
し、更にセメントとの親和性が向上、すなわちセメント
と混和時の樹脂浮きが少なくなる。しかし、５重量部を
超える場合にはセメントの硬化を著しく遅延させるので
好ましくな、、　　　　い。逆に１電食部未満ではセメ
ントとの混和性が悪く灯やはり適当でない。

その他のα、β−モノエチレン性極性単量体を共重合す
ると、セメントとの混和性は向上するが上記α、β−モ
ノエチレン性カルボン酸と比較すると低い。かかるα、
β−七ノエナノエチレン性極性単量体量部を起える場合
セメントとの混和性には優れるが、セメントの硬化を著
しく遅延させる場合が多く好ましくない。かかる極性単
量体の量は、前記α、β−モノエチレン性不飽和カルボ
ン酸や重合に使用する乳化剤の量などと共にセメントと
の混和性の向上の丸め決められるべきで、好ましくは２
重量部以下の範囲で使用される。

一方、保護コロイドとして用いられるポリビニルアルコ
ールの量が２重量部未満の場合、得られる乳化重合体の
親水性が低く、セメントとの親和性に劣り、セメントと
混和した時良好な鏝作業性を発現し得す、適当でない。

又、ポリビニルアルコールの量が２０重量部を超える場
合、得られる乳化重合体は　　　　　　　５　　　、　
　゛　セメントとの親和性に優れるが、セメントと混和
した際のセメント硬化体の物理的強度が劣る丸め好まし
くない。

更に、乳化重合体の理論的ポリマーガラス転移温度は一
１０℃〜２０℃の頓囲でおる事が望ましい。かかるガラ
ス転移温度が一１０℃未満ではセメントと混和した際の
セメント硬化体の柔軟性は良好であるが、物理強度が低
く、又逆にポリマーガラス転移温度が２０℃未満では、
例えば可塑剤を添加し、乳化重合体の造膜温度を低下せ
しめてもセメントと混和した際のセメント硬化体の柔軟
性に劣り好ましくない。

本発明で用いられる乳化重合体は通常の乳化重合によっ
て得られる。

この際前記ポリビニルアルコールと併用して乳化剤が用
いられ、かかる乳化剤としてはアニオン型乳化剤、非イ
オン型乳化剤、カチオン型乳化剤、その他反応性乳化剤
などが挙げられ、これらの１種もしくは２種以上併用す
る事ができるが、通常はアニオン型乳化剤と非イオン型
乳化剤との併用によるのがよい。乳化剤の使用量は特に
制限されないが、得られる組成物とセメントとの混和時
の発泡性、セメントの硬化遅延性を考慮し、通常単量体
総量の０．１〜６重量％程度で使用される。

又、重合時には重合開始剤が通常用いられ、一般に乳化
重合に使用されるもの（触媒）であれば全て使用する事
ができるが、代表的なものを挙げれば、過酸化水素、過
硫酸アンモニウムなどの水溶性無機過酸化物もしくは過
硫酸塩；クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパ
ーオキサイドなどの有機過酸化物；アゾビスインブチロ
ニトリルの如きアゾ化合物などであり、これらの１種も
しくは２棟以上の混合物として用いられる。その使用量
は単量体の総量に対しａ１〜２Ｔｔｉ’ｔ％程度である
。尚、これらの触媒と金属イオン及び還元剤との併用に
よる一般にレドックス重合法として公知の方法によって
もよい事は勿論である。

又、前記した各種の単量体はこれを一括して、もしくは
分割しであるいは連続的に滴下して加えてもよく、前記
した触媒存在下に０〜１００℃、実用的には６０〜９０
℃の温度で重合される。

本発明の組成物は、容器からの取り出し、セメントとの
混練などの作業性を考慮し、８０００ｃｐｓ　　（ＢＭ
梨型粘度計６回転、２０℃）以下、好ましくは３００ｃ
ｐｓ以下の粘度のものが好ましい。

本発明の組成物をセメント、砂、（骨材）及び水を混練
せしのる際には該組成物を固型分でセメント１００Ｔｃ
量部に対し１〜４０重量部、好ましくは２〜２０重量部
添加混【 練せしめるのが一般的である。この量が１重量部未満の
添加量では、セメント硬化体の物理強度、作業性の改善
が充分になされず、又、添加−ｊｉ４０重景部電食えて
添加してもセメント硬化体の物理強度の改善がもはやな
され得ない。

尚、本発明の組成物には、各種配置物、例えは造膜助剤
、消泡剤、防腐剤、増粘剤、減水剤、凍結安定剤などの
使用は全て可能である。

「発明の効果」 かくして本発明の組成物は良好な耐アルカリ性を有し、
更に使用する単匍体中のα、β−モノエチレン性カルボ
ン酸及び保護コロイドとして使用するポリビニルアルコ
ールの作用により、セメントに混和した際、良好なセメ
ントとの親和性、良好な保水性を有し鏝作業性が優れる
。

「実施例」 次に本発明を実施例によシ具体的に説明する。以下、部
及び％は特断のない限り全て重量基準であるものとする
。

実施例１ ステンレス製反応容器に脱イオン水１３１部、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ソーダ０．５部、ポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテル４．５部、コーセ／−ルＧＴ
（−１７（ポリビニルアルコール、電気化学工業■製）
４．０部を仕込み窒素気流下で７５〜８０℃に加温、攪
拌しながら内容物を充分溶解せしめた。

次いで過硫酸アンモニウム０．５部を仕込み、更にアク
リル酸２−エチルヘキシルＩｉｓ　部ｓスチレン３１、
メタクリル酸メチル１９部、アクリル酸３部よりなる混
合物を１８０分間ケ要して滴下して共重合せしめ、更に
同温度で３０分間保持して重合を完結せしめた。次いで
３０℃に冷却し、２８％アンモニア水３．０部にてｐＨ
８，０に調整した。

得られた乳化重合体は不押発分４５％、粘度８２０　Ｃ
ｐａ、ｐＨ８，０，埋桁的ポリマーガラス転移温度６℃
であった。

これを組成物■とする。かかる組成物を１規定の水酸化
ナトリウム溶液によシ５０℃で鹸化し、ポリマーの耐ア
ルカリ性を調べた。その結果を第１表に示す。

実施例２ ステンレス製反応容器に脱イオン水８２．５部、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ソーダａ５部、ポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテル１．５部を仕込み、窒素気流
下で７５〜８０℃に加温、攪拌しながら過硫酸アンモニ
ウム０．５部を仕込んだ。

次いで、ゴーセノールＧＬ−０５（ポリビニルアルコー
ル、電気化学工業■製）の１５％水溶液６０部と、アク
リル酸ブチル５５部、メタクリル酸メチル４２部及びメ
タクリル酸３部よりなる混合物をそれぞれ１８０分間を
要して滴下して共重合せしめ、更に同温度で３０分間保
持して重合を完結せしめた。以下、実施例１と同様に処
理した。

得られた乳化重合体は、不揮発分４４，８％、粘度１２
００ｅｐｓ　、ｐＨ７，９、理論的ポリマーガラス転移
温度５℃であった。これを組成物■とする。

比較例１ 単量体混合物の組成をアクリル酸２−エチルヘキシル４
８都、スチレン３０部及びメタクリル酸メチル２２部と
した以外は、実施例１と同一の手法を繰り返した。得ら
れ之乳化重合体は、不揮発分４５，１％、粘度６９０ｅ
ｐａ。

ｐＨ７，９、理論的ポリマーガラス温度６℃であった。

これを組成物■′とする。実施例１と同様にしてこの組
成物の耐アルカリ性を調べた。その結果を第１表に示す
。

比較例２ 、ｌ　　　　　　ステンレス製反応容器に脱イオン水１
２６部、ドデシル）ニル ベンゼンスルホン酸ソーダ０．５部、ポリオキシエチシ
χ〆工二ルエーテル４．５部、過硫酸アン七ニウム０．
５部を仕込み窒素気流下で７５〜８０℃に加温し、攪拌
しながら６時間かけて実施例１と同組成の単量体混合物
を滴下して共重合せしめ、以下実施例１と同様に処理し
た。

得られた乳化重合体は、不揮発分４５．２％、粘度６２
０ｃｐｓ％　ｐＨ８，２、理論的ポリマーガラス転移温
度６℃であった。これを組成物■′とする。実施−口と
同様にしてこの組成物の耐アルカリ性を調べた。その結
果を第１表に示す。

比較例３ ステンレスｉＲ＃圧反応器に脱イオン水１２５部、ドデ
シルベンゼンスルホン酸ソーダａ　ｓ　部、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル１．５　Ｈ４５ｓゴー
セノールＧＩ、−０５４，０部（ポリビニルアルコール
；電気化学工業■製）、ゴー七ノールＧＴ（−１７４，
０部（ポリビニルアルコール；同）を仕込み、７５〜８
０℃に加熱、攪拌して充分溶解せしめ、４０℃迄冷却後
酢酸ビニル８５部を加え攪拌して乳化せしめた。

更に、ピロ亜硫酸ソーダ０．５部と硫酸第二鉄０．０１
部を加え、耐圧反応器を密閉し窒素で系内を置換後、エ
チレンで系内を１５気圧になる迄加圧した。４０℃に系
内の温度を保ち攪拌しながら過硫酸アンモニウム０．５
部及び２８％アンモニア水０．５部を水１０部に溶解し
たものを４時間かけて滴下し、更に同温度で６時間保持
し重合を完結せしめた。

得られた乳化重合体は不揮発分４４．６％、粘度１８６
０ｃｐ’　ｓ　ＰＨ５，５、酢酸ビニル：エチレン（共
重合比）＝８５：、１５（得られた乳化重合体のエステ
ル基を８０℃で１規定の水酸化ナトリウム溶液により加
水分解し、塩基の消費量よシ算出。）であった。これを
組成物■′とする。実施例１と同様にしてこの組成物の
耐アルカリ性を調べた。

その結果を第１表に示す。

比較例４ 比較例２の組成物Ｗ２Ｏ０部にゴーセノールＧＨ−１７
４部を脱イオン水１６部に溶解せしめたものを添加し、
攪拌した。

得られた乳化重合体は、不揮発分４２，９％、粘度１，
８２０ｃｐｓ　、ｐＨ８，１、理論的ポリマーガラス転
移温度６℃であった。これを組成物■′とする。このも
のの耐アルカリ性を実施例１と同様に調べた。その結果
を第１表に示す。

尚、組成物■′は、当初乳白色の均一分散体であるが、
−昼夜放置すると透明な部分←上層）と乳白色の部分（
下層）に２層分離する為、以後の実験においては使用直
前に充分攪拌して供試した。

第１表　ポリマーの耐アルカリ性の比較試験条件：各組
成物ｔ−１規定水酸化ナトリウム溶液を用い５０℃で加
水分解を行ない、塩基の減少量より酢酸ビニルに換算し
算出。

第１表に示す様に、本発明の組成物１．Ｉ［は他のアク
リする。

〆 応用例１ 実施例及び比較例で得た組成物ｒ　、　ｎ　、　ｒ’、
　ｎ’、　ｍ’、ｒｖ’のそれぞれをｆ通ポルトランド
セメント（小野田セメント製）に対し固型分比率で２０
％添加し、更に水を加え水／セメント比６０％にしたも
のを充分攪拌混合した後、静置し樹脂浮きの有無を観察
して組成物のセメントに対する親和性を比較した。結果
を第２表に示す。

第２表（セメントに対する親和性の比較）第２表の試験
結果の如く本発明の組成物Ｉ、ＩＩは、乳化剤のみを用
い乳化重合を行なった通常の乳化重合体の組成物■−組
成物■′に更にポリビニルアルコールを後添加した組成
物■′、又、ポリビニルアルコールを保護コロイドとし
て用いたエチレン−酢酸ビニル系乳化重合体である組成
物■′に比べ優れたセメントとの親和性を有している。

これはポリマー中のα、β−七ノエチレン性不飽和カル
ホン酸ニ由来スるカルボキシル基とポリビニルアルコー
ルに由来するヒドロキシル基がセメント中のカルシウム
、カリウムなどカチオン性金属と水素結合を生じるため
と考えられる。

又、カルボキシル基、ヒドロキシル基は親水性に富み、
セメントとの混和時に良好な保水性をもたらす。

従って、本発明の組成物はセメントと混和した際、優れ
たセメントとの親和性及び保水性を有し、又、優れた鏝
作業性を発現するものと考えられる。

応用例２ セメントに対し実施例及び比較例の組成物１〜■ｖ力固
型分比率が１０％になる様に普通ポルトランドセメント
：豊浦標準砂の重量比が１＝３であるモルタルにそれぞ
れ混和し、モルタル７０−値を１７０±２ｆｌとしたも
のを充分水洗し、乾燥したｌＸ１２０ｃｍのコンクリー
ト板に鏝で厚さ約５龍に塗り付けた際の鏝作業性を評価
した。その結果を第３表に示す。

又、上記と同様に調製した各ポリマーセメントモルタル
の材令２８日での曲げ強度、圧縮強度をＪＩＳ−Ｒ−５
２０１（セメントの物理試験方法）並びＫＪＩＳ−Ａ−
６２０３（セメント混和用ポリマーディスパージョン）
に準拠し測定した。又、前記したポリマーセメントモル
タルをコンクリート板に塗」付け、鏝作業性を評価した
ものをそのまま２８日間２０℃で気乾養生し、建研式油
圧接着力試験機にてコンクリートに対する接着強度を測
定した。これらの結果を第４表に示す。尚１組成物■′
はセメントと混和するとゲル化する為、以後の実験は行
なわなかつ友。

手続補正書（自発） 昭和６０年　１月ＩＱ　　日 特許庁長官　志　賀　　　学　殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１９１４６２号 ２、発明の名称 セメント用組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 〒１７４　東京都板橋区坂下三丁目３５番５８号（２８
８）大日本インキ化学工業株式会社代表者　用　　村　
　茂　　邦 ４、代理人 〒１０３　　東京都中央区日本橋三丁目７番２０号大日
本インキ化学ｉ業株式会社内 「合成樹脂乳化重合体Ｊに訂正する。

［２）同書筒２Ｆ［第１０行の 「コンクリート、クランク」を ｒコンクリートクランク１に訂正する。

：３）同書第９頁第７行の 「２０℃未満では」を 「２０℃を越える場合にはＪに訂正する。

［４）　　同書第１１頁第９行の ｒ３００ｃｐｓＪを’３０００ｃｐｓＪに訂正する。

（５）同書第１９頁下から第４行の ［アクリル−スチレン系乳化重合体、エチレン−酢酸」
を ｒアクリル−スチレン系乳化重合体Ｉ′、■′と同程度
で、エチレン−酢酸１に訂正する。

（以　上）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（メタ）アクリル酸アルキルエステル３５〜９９
   重量部（２）芳香族α，β−モノエチレン性単量体０〜
   ５５重量部（３）α，β−モノエチレン性不飽和カルボ
   ン酸１〜５重量部（４）その他のα，β−モノエチレン
   性極性単量体０〜５重量部からなる単量体混合物１００
   重量部に対してポリビニルアルコールを２〜２０重量部
   用いて乳化重合せしめて得られ、生成ポリマーのガラス
   転移温度が−１０〜２０℃の範囲にあることを特徴とす
   るセメント用組成物。