JPS619463A - 無機質建材用コ−テイング剤 - 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 本発明は密着性、耐水性、白華防止性、耐候性に優れた
無機質建材用コーティング剤に関する。更に詳しくは、
本発明はセメント、モルタルやコンクリートで仕上げら
れた床、壁又は天井、あるいは石膏ボード、石綿スレー
ト、アス厚型スレート、石綿セメント珪酸カルシウム板
、ガラス、タイル、レンガ、焼成瓦等の無機質建材に塗
布することによシ、基材保護、美観付与、防水性や防塵
性付与などの効果を有し、基材に対する密着性、耐水性
、白華防止性、耐候性に優れているために前記効果を充
分に発揮し且つ長期間その効果を持続することができる
無機質建材用コーティング剤に関する。

従来の技術および本発明が解決しようとする問題点 従来、無機質建材用コーティング剤としては、塩化ビニ
ル樹脂、塩化ゴム、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アク
リル樹脂などの溶剤型樹脂あるいはスチレンブタジェン
ゴムラテックス、ポリ酢酸ビニルエマルション、エチレ
ン−酢ビ共重合体エマルション、アクリル樹脂エマルシ
ョンなどの水系分散型樹脂が使用されてきた。溶剤型樹
脂を使用したものは比較的耐水性が優れているが、耐候
性、密着性の点では必ずしも充分でなく、更に有機溶剤
を含んでいるため、本質的に火災、大気汚染などの危険
性を有している。水系分散型樹脂を使用したものは有機
溶剤に起因する問題のない点で好ましいが、耐水性、白
華防止性、密着性に劣るため使用の機会が制限されてい
るのが現状である。

本発明の目的は、従来の溶剤型樹脂および水系分散型樹
脂を使用した無機質建材用コーティング剤が有していた
前記欠点を解消し、火災や大気汚染の心配のない水系分
散型であって且つ密着性、耐水性、白華防止性、耐候性
に優れたコーティング剤を開発することにある。

問題点を解決するための手段および作用本発明者らは、
（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とする乳
化重合によって得られる共重合体であって、且つ該共重
合体中罠特定構造の有機珪素基を有するものを無機質建
材用コーティング剤に応用したとき、優れた性能を示す
ことを見出し、本発明に到達したものである。すなわち
本発明は、分子中に重合性不飽和基と珪素原子に直結す
る加水分解性基とを有する有機珪素単量体（３）０．１
〜４０重量％、炭素数１〜１８個のアルキル基を有する
（メタ）アクリル酸アルキルエステル（ト））５０〜９
９．９重量％およびその他の重合性単量体（Ｃ）０〜４
０重量％（但し囚、（ト））、（Ｂ）成分の合計は１０
０重量％である。）からなる半量１体混合物を水性媒体
中で乳化重合して得られる水性共重合体分散液（Ｉ１を
必須成分とし、必要により、珪素原子に直結する加水分
解性基を有するシラン化合物（ＩＩ）を併用してなる゛
無機質建材用コーティング剤を提供するものである。

本発明に於いて使用する有機珪素単量体（５）は分子中
に少なくとも１個の重合性不飽和基と少なくとも１個の
珪素原子に直結する加水分解性基とを有する化合物であ
り、乳化重合の過程又はそれ以後の過程に於いて、珪素
原子に直結する加水分解性基の一部または全部が加水分
解を受けてシラノール基を発生し、これが無機質基材に
対して強い親和性を有するために、優れた密着性を発揮
するものである。有機珪素単量体（Ａ）としては、例え
ばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリプトキシシラン、ビニルトリス（β−メ
トキシエトキシ）シラン、アリルトリエトキシシラン、
トリメトキシシリルプロピル了りルアミン、γ−（メタ
）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（メ
タ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−（
メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジェトキシシ
ラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリス（β−
メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−Ｂ−（Ｎ−ビニルベン
ジルアミノ）エチル−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン、２−スチリルエチルトリメトキシシラ
ン、３−（Ｎ−スチリルメチル−２−アミノエチルアミ
ノ）プロピルトリメトキシシラン、（メタ）アクリロキ
シエチルジメチル（３−トリメトキシシリルプロピル）
アンモニウムクロライド、ビニルトリアセトキシシラン
、ビニルトリクロルシランなどを挙げることができ、こ
れらの群から選ばれる１種又は２種以上の混合物を使用
することができる。本発明においては、有機珪素単量体
（３）を単量体混合物中０．１〜４０重量−の割合、よ
り好ましくは０．１〜２０重量％の割合で使用する。有
機珪素単量体（３）が０．１重量−未満では、無機質基
材に対する密着性が劣り、耐水性、白華防止性も不充分
なものしか得られず、ｉた、４０重量％を越えて用いて
も、本発明の範囲内の場合に比べて上記性能が向上せ°
ず、逆に乳化重合の不安定化、価格の上昇などの欠点が
現われるので好ましくない。

（メタ）アクリル酸アルキルエステル（Ｂ）は、炭素数
１〜１８個のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエ
ステルおよびメタクリル酸アルキルエステルの中の１種
又は２種以上が用いられ、本発明で他の成分とともに用
いられることによりコーティング剤の熱または光による
着色の防止や長期に亘る耐候性、耐水性を向上させる効
果を有している。

（メタ）アクリル酸アルキルエステル（Ｂ）は、炭素数
１〜１８個の直鎖状もしくは分校状脂肪族アルキルアル
コール又は脂環式アルキルアルコールとアクリル酸もし
くはメタクリル酸とのエステル化合物であり、例えば、
アクリル酸もしくけメタクリル酸のメチル、エチル、プ
ロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、オクチル
、２−エチルヘキシル、ラウリル、ステアリルあるいは
シクロヘキシルエステルなどヲ挙げることができ、これ
らの群から選ばれる１種又は２種以上の混合物を使用す
ることができる。

本発明において（メタ）アクリル酸アルキルエステル（
Ｂ）は、単量体混合物中５０〜９９．９重量−の割合で
使用する。（メタ）アクリル酸アルキルエステル（Ｂ）
の割合が５０重量％未満の場合はコーティング剤の耐変
色性、耐候性、耐水性が不良となる。

本発明においては、必要に応じて単量体混合物中４０重
量−以下の割合で重合性単量体（Ｃ１を使用してもよい
。重合性単量体（Ｃ）としては例えば、（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
、イタコン酸もしくはマレイン酸もしくはフマル酸のモ
ノエステル化物、（メタ）アクリル酸アミノエチル、（
メタ）アクリル酸ジメチルアミンエチル、ジメチルアミ
ノエチル（メタ）アクリルアミド、ビニルピリジン、ビ
ニルイミダゾール、ビニルピリジン（メタ）アクリル酸
ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシグロ
ビル、（メタ）アクリル酸グリシジル、アクリル酸もし
くはメタクリル酸とポリプロピレングリコールとのモノ
もしくはジエステル、アクリル酸もしくはメタクリル酸
とポリエチレングリコールとのモノもしくはジエステル
、アクリル酸もしくはメタクリル酸とエチレングリコ〒
ル、１，３−ブチレングリコール、１，６−ヘキサンク
リコール、ネオペンチルグリコールなどの２価アルコー
ルとのジエステル、アクリル酸もしくはメ・　　タクリ
ル酸とトリメチロールプロパンとのトリエステル、スチ
レン、ビニルトルエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、
弗化ビニル、弗化ビニリデン、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、酢酸ビニル、フロピオン酸ビニル、エ
チレン、プロピレン、ブタジェン、イソプレン、ジシク
ロペンタジェン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレー
ト、（メタ）アクリルアミド、メチロール化（メタ）ア
クリルアミド、炭素数１〜４個のアルコキシメチロール
化（メタ）アクリルアミドなどを挙げることができ、こ
れらの群から選ばれる１種又は２種以上の混合物を使用
することができる。重合性単量体（Ｃ）の割合を４０重
量％を越えて多量とすると、該単量体（Ｃ）の種類によ
ってはコーティング剤の耐候性、耐水性、白華防止性が
不良となることがある。

本発明では、有機珪素単量体（４）、（メタ）アクリル
酸アルキルエステル（Ｂ）および必要に応じて重合性単
量体（Ｃ）を水性媒体中で乳化重合する。

無機質建材用コーティング剤としては必ずしも水性媒体
を用いる必要はないが、火災防止、作業環境の改善等の
見地からは、有機溶剤性媒体より水性媒体を用いる方が
好ましい。従って、本発明で水性共重合体分散液を得る
方法としては、有機溶剤の存在下又は不存在下で重合反
応を行って重合体を得た後これを水中に分散させる方法
もあるが、前記の如く火災防止や作業環境の改善の見地
、製造工程の簡略化、所要時間の短縮および水性共重合
体分散液の安定性の点から水性媒体中での乳化重合によ
るのが最適の方法である。

乳化重合は、公知の重合開始側、乳化剤、その他必要で
あれば各種の添加剤を使用して、公知の方法に従って行
うことができる。得られた水性共重合体分散液（Ｉ）は
、これ単独で用いても無機質建材用コーティング剤とし
て充分優れた性能を発揮し得゛るものであるが、シラン
化合物（ＩＩ）を併用することによって基材に対する密
着性、耐水性、白華防止性を更に向上させることができ
る。シラン化合物（Ｉｌｌは、更に別の効果をも有する
。すなわち、本発明のコーティング剤として有効な前記
水性共重合体分散液（Ｉ）を調製径長期間、例えば−年
取上貯蔵した後にコーティング剤として使用すると、調
製直後に使用した場合にくらべて密着性、耐水性などが
劣化している場合があり、こめような場合、長期間貯蔵
後の該分散液（Ｉ）にシラン化合物（ＩＩ）を併用する
ことにより調製直後の性能を回復させることができる。

シラン化合物（Ｉｔ）のこのような性能回復効果は、該
分散液（ｉ）に対してのみ有効に発現されるのであって
、本発明の範囲外のものに対しては効果が非常に小さい
か又は無い。

本発明において必要に応じて使用するシラン化合物（Ｉ
Ｉとしては、例えば、前記した有機珪素単量体（３）と
して用いられる化合物の他、アミンメチルトリエトキシ
シラン、Ｎ−β−アミノエチルアミンメチルトリメトキ
シシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ
−（）リメトキシシリルブロビル）エチレンジアミン、
Ｎ−（ジメトキシメチルシリルプロビル）エチレンジア
ミンなどの如きアミノアルキルアルコキシシラン；γ−
グリシドキシプロビルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロビルメチルジメトキシシラン、β−（３，４
−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン
、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルメチ
ルジメトキシシランなどの如きエポキシアルキルアルコ
キシシラン；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランな
どの如きメルカプトアルキルアルコキシシラン；テトラ
メトキシシラン、テトラエトキシシラン、°テトラプロ
ポキシシラン、テトラブトキシシランなどの如きテトラ
アルコキシシラン；メチルトリメトキシシラン、メチル
トリエトキシシラン、メチルトリメトキシエトキシシラ
ン、エチルトリメトキシシランなどの如きアルキルトリ
アルコキシシラン；ジメチルジメトキシシラン、ジメチ
ルジェトキシシランなどの如きジアルキルジアルコキシ
シラン；γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、３，
３．３−　）リクロロプロビルトリメトキシシランなど
の如きノ・ロゲン化アルキルアルコキシシラン；メチル
トリアセトキシシラン、ジメチルジアセトキシシランな
どの如きアルキルアシロキシシラン；トリメトキシシラ
ン、トリエトキシシランなどの如きヒドロシラン化合物
々どを挙げることができ、これらの群より選ばれる１種
又は２種以上の混合物を使用することができる。これら
のシラン化合物（Ｉｌｌの使用量については特に制限は
ないが、充分効果を発揮せしめ、しかも価格を適当な範
囲に収めるため、水性共重合体分散液（Ｉｊ　１００重
量部（不揮発分換算）に対して０．１〜４０重量部、好
ましくは０５〜２０重縫部である。

水性共重合体分散液ｍとシラン化合物（ＩＩ）とを併用
するには、該分散液（Ｉ１とシラン化合物（［１を常温
又は加温下に撹拌混合するだけでよい。

水性共重合体分散液（Ｉ）あるいは該分散液（Ｉ）Ｋシ
ラン化合物（ＩＩ）を併用した組成物はその−１１でも
無機質建材用コーティング剤として充分優れたものであ
るが、粒子径５〜１００ｍμのケイ酸縮合体の水分散物
である水性コロイダルシリカ（例えば日量化学社製「ス
ノーテックス０」、「スノーテックスＣ」等）を添加す
ることによって密着性や耐水性を更に向上させ得る場合
がある。又、当業界において公知の撥水剤、紫外線吸収
剤、レベリング剤、粘度調節剤、ＰＨ調節剤、架橋剤な
どを加えてもよい。

発明の効果 本発明の無機質建材用コーティング剤は、有機珪素単量
体囚）、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（Ｂｌお
よび重合性単量体（Ｃ）から導かれた水性共重合体分散
液（Ｉ）を必須成分とし、必要によりシラン化合物（Ｉ
Ｉ）を併用しているために、各種無機質建材に対する密
着性に優れ、且つ耐水性が良いため水に濡れてもふくれ
や剥離を生じることがなく、また、セメント系建材に於
いて問題になる白華の発生を防止することができるので
いつまでも美しい外観を保持することができ、さらに耐
候性に優れているので外装用建材のコーティング剤とし
て使用しても黄変や物性の劣化が少ない等の利点を有し
ており、例えばコンクリート床の防塵処理、モルタル壁
の防水処理、各種建築用ボードの基材保護および美粧用
に極めて有効に利用できるものである。

以下実施例によって本発明の詳細な説明するが、本発明
の範囲がこれら実施例のみに限定されるものではない。

なお例中特にことわりのない限りチは重量％を、部は重
量部をそれぞれ示すものとする。

実施例１ 滴下ロート、撹拌機、・不活性ガス導入管、温度計及び
還流冷却器を備えたフラスコに水１５２、６部、乳化剤
としてラウリル硫酸ナトリウム１．２部および重合触媒
として過硫酸カリウム０．５部を仕込み、ゆるやかに窒
素ガスを吹き込みながら７５℃に加熱し、撹拌して均一
な水溶液とし、次いでそこへ滴下ロートより予め調製し
ておいたγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン３部、メタクリル酸メチル４１部及びアクリル酸エチ
ル５６部から成る単量体混合物を２時間かけて滴下した
。その後、温度を７５℃に保持し、さらに１時間撹拌し
て乳化重合させた後室温まで冷却し、不揮発分４０．０
チの水性共重合体分散液（Ｉ）を得た。これを本発明の
コーティング剤（Ｉ）とする。

実施例２ 単量体混合物組成をビニルトリメトキシ７ラン１２部、
メタクリル酸メチル５５部、アクリル酸ブチル３２部及
びアクリル酸１部とする他は、実施例１と同様に乳化重
合を５い、室温まで冷却したのち濃度２８％のアンモニ
ア水を加えてｐＨを６．５に調整し、不揮発分３９，８
チの水性共重合体分散液を得た。これを本発明のコーテ
ィング剤（２）とする。

実施例３ 実施例１で得だ水性共重合体分散液＋１１１００部ニβ
−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメト
キシシラン５部を加え、よく撹拌して組成物を得た。こ
れを本発明のコーティング剤（３）とする。

実施例４ 実施例１で得た水性共重合体分散液（Ｉ１１００部にγ
−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン２部を加え
、よく撹拌して組成物を得た。

これを本発明のコーティング剤（４）とする。

実施例５ 実施例１で得た水性共重合体分散液（Ｉ１１００得た。

これを本発明のコー・ティング剤（５）とする。

比較例１ 単量体混合物組成をメタクリル酸メチル４４部およびア
クリル酸エチル５６部と本発明の範囲外とする他は、実
施例１と同様の操作をくり返して比較用の水性共重合体
分散液（Ｉ）を得た。

これを比較コーティング剤（Ｉ）とする。

比較例２ 単量体混合物組成をｒ−メタクリロキシグロビルトリメ
トキシシラン３部、アクリル酸エチル４２部およびスチ
レン５５部と本発明の範囲外とする他は、実施例１と同
様の操作をくり返して比較用の水性共重合体分散液を得
た。これを比較コーティング剤（２）とする。

比較例３ 比較例１で得た比較用の水性共重合体分散液（Ｉ＞　１
００部にｒ−グリシドキシグロビルトリメトキシシラン
２部を加え、よく撹拌して組成物を得た。これを比較コ
ーティング剤（３）とする。

実施例６ 実施例１〜５及び比較例１〜３°で得られた各コーティ
ング剤を、それらの調製直後に、厚さ３朋のスレート板
上Ｋ　２００　ｆ　／　ｒｒｌの塗布量となるようにロ
ール刷毛で塗布し、次いで８０’Ｃで１５分間加熱乾燥
して、コーティングの施されたスレート板を作成した。

得られたスレート板を試験片として下記の性能試験を行
い、各コーティング剤の性能を評価した。評価結果を第
１表に示す。

１、密着性：試験片のコーテイング面上にカッターナイ
フで２１１１間隔２００Ｘ２００龍のゴパン目を刻み、
セロハンテープを 圧着した後引剥し、塗膜の剥離の程度 を１０点法で評価した。

１０点（良）÷１点（劣） ２、耐水性：試験片を水道水に室温で２４時間浸漬し、
ブリスターの発生の程度に より◎〜×の評価をした。

３耐白華性：ホーローバットにコーテイング面を上にし
て試験片を並べ、コーテイ ング面が冠水しない量の水を入れる。

この状態を保って５℃で１６時間→ ３０℃で８時間のサイクルを２０サイ クルくり返し、試験片に発生する白華 の程度により◎〜×の評価をした。

４耐候性：試験片をサンシャイン型つエザオメーター［
１０００時間暴露し、ブ リスター、白華、クラックの発生の程 度および黄変の程度を総合的に判定し ◎〜×の評価をした。

第　　　１　　表 実施例７ 実施例１．４及び比較例１，３で得られた各コーティン
グ剤を室温で１年間貯蔵したのち、実施例６と同様の性
能試験を行った。また、１年間貯蔵したのちの各コーテ
ィング剤１００部にシラン化合物＋Ｉｌｌとしてγ−グ
リシドキシプロビルトリメトキシシラン１部を加え、よ
く撹拌して、次に示す各コーティング剤を得た。

得られたコーティング剤（ＩＳ）、（４Ｓ）及び比較コ
ーティング剤（Ｉ８）　、（３＆）についても、それら
の調製直後に、実施例６と同様の性能試験を行った。評
価結果を第２表に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、分子中に重合性不飽和基と珪素原子に直結する加水
   分解性基とを有する有機珪素単量体（Ａ）０．１〜４０
   重量％、炭素数１〜１８個のアルキル基を有する（メタ
   ）アクリル酸アルキルエステル（Ｂ）５０〜９９．９重
   量％およびその他の重合性単量体（Ｃ）０〜４０重量％
   （但し（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分の合計は１００
   重量％である。）からなる単量体混合物を水性媒体中で
   乳化重合して得られる水性共重合体分散液（ I ）を必
   須成分とし、必要により、珪素原子に直結する加水分解
   性基を有するシラン化合物（II）を併用してなる無機質
   建材用コーティング剤。