KR100825289B1 - 건축재료에 발수성을 부여하기 위한 염화비닐-에틸렌공중합체의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건축재료에 발수성을 부여하기 위한 수분산물 형태 또는 수재분산성 분말 형태인 중합체 조성물의 용도로, 상기 조성물은
a) 염화비닐-에틸렌 공중합체 및
b) 하나 이상의 보호 콜로이드 5 내지 30중량%, 그리고 또한
c) 분말 형태인 하나 이상의 블로킹 방지제 5 내지 30중량%, 그리고 또한,
원한다면, 추가적인 첨가제를 포함하되,
중량%의 양은 상기 중합체 분말 조성물의 전체 중량을 기준으로 하고, 각각의 경우에 100 중량%까지 첨가하는 것인 용도를 개시한다.

Description

건축재료에 발수성을 부여하기 위한 염화비닐-에틸렌 공중합체의 용도{USE OF VINYL CHLORIDE-ETHYLENE COPOLYMERS FOR IMPARTING WATER REPELLENCY TO CONSTRUCTION MATERIALS}
본 발명은 건축재료에 발수성을 부여하기 위한 염화비닐-에틸렌 공중합체의 용도에 관한 것으로, 특히 스킴 코트(skim coat), 모노쿠쉬 코팅(monocouche coating) 및 조인트 필러(joint filler)와 같은 표면 코팅 재료에 대한 용도에 관한 것이다.
비닐 에스테르, 염화비닐, (메타)아크릴레이트 단량체, 스티렌, 부타디엔 및 에틸렌을 기재로 하는 중합체는 수많은 응용품에서, 예를 들어 매우 다양한 기판에 대한 코팅 재료 또는 접착제로서, 수분산물(aqueous dispersion) 또는 수재분산성(water-redispersible) 중합체 분말의 형태로 특히 사용된다. 이러한 중합체는 저분자량의 표면-활성 화합물 또는 보호 콜로이드를 사용하여 안정화된다. 사용된 보호 콜로이드는 일반적으로 폴리비닐 알코올이다. 이러한 생성물은, 예를 들면, 타일접착제와 같은 수경성 접착제(hydraulically setting adhesive)에서, 또는 시멘트 또는 석고(gypsum)를 기재로 하는 레벨링 컴파운드 또는 플라스터(plaster)에서 특히 바인더로서의 용도를 발견한다.
스킴 코트 또는 모노쿠시 및 조인트 필러는 완성된 성분의 내수성(water resistence) 또는 발수성(water repellency)에 매우 가혹한 조건을 부과하는 응용품이다. 스킴 코트는 일반적으로 1 내지 2mm의 두께를 갖는 부드러운 트로웰 응용품(trowel applications) 또는 매우 얇은 마감 처리(finish-coat) 플라스터를 의미한다. 모노쿠쉬는 동시에 장식용 플라스터인 단일-코트 플라스터에 대한 용어이다. 따라서, 이러한 응용품의 발수성 요건을 충족시키기 위해서는, 제형은 소수성으로 개질되어야 한다.
DE-A 2341085, EP-A 342609, EP-A 717016 및 EP-A 1193287로부터, 발수제로서 지방산 에스테르를 라임- 또는 시멘트계 플라스터에 첨가하는 것이 알려져있다. 이 경우의 단점은 종종 이러한 첨가제의 실제의 소수화 성질이다. 그러한 발수제를 포함하는 건조 플라스터를 물에 교반하는 때, 재료는 단지 조금 젖고, 따라서 가공 특성은 현저하게 악화된다.
에틸렌계 불포화 단량체의 호모중합체 또는 공중합체를 기재로 하는 수재분산성 분말은 시멘트와 같은 수경성 바인더와 결합하여 바인더로서 빌딩 영역에 사용된다. 빌딩 접착제, 플라스터, 몰탈 및 페인트에서, 예를 들어, 그것들은 기계적인 강도 및 접착력을 향상시킨다. WO-A 95/20627, WO-A 02/31036 및 DE-A 10233933으로부터, 건조 몰탈 중 재분산성 분말의 성분으로서 유기규소(organosilicon) 화합물 및 지방산 에스테르와 같은 소수화 첨가제를 사용하는 것이 알려져 있다. 이것은 부족한 습윤도 및 가공 특성(processing properities)의 문제를 회피한다. 그러나, 소수화 효과는 재분산성 분말 내 발수제의 비율에 의존하고, 따라서 임의적으로 다양해질 수는 없다.
EP-A 149098 및 EP-A 224169로부터, 기계적 강도, 특히 압축 강도, 내마모성, 장력 하 굴곡강도 및 장력 하 접착 강도를 향상시키기 위해 수경성 조성물에 대한 첨가제로서 염화비닐-에틸렌 공중합체를 사용하는 것이 알려져 있다.
매우 높은 발수성 효과가 요구되는 건축재료에 사용하기에 적합한 수분산 형태 또는 그것의 수재분산성 분말 형태인 중합체 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 건조 질량을 기준으로 하여 중합체 1 중량%로 개질된 조인트 필러에 대해, 3시간 후 EN　12808에 따른 수흡수성은 < 5　ml이어야 한다. 건조 질량을 기준으로, 중합체 1중량%로 개질된 스킴 코트 플라스터에 대해, 카르스텐(Karsten)법에 의해 측정된 수흡수성은 300분 후에 < 2　ml이다.
본 발명은 건축재료에 발수성을 부여하기 위한 수분산물 형태 또는 수재분산성 분말 형태인 중합체 조성물의 용도로, 상기 조성물은
a) 염화비닐-에틸렌 공중합체 및
b) 하나 이상의 보호 콜로이드 5 내지 30중량%, 그리고 또한,
c) 분말 형태인 하나 이상의 블로킹 방지제 5 내지 30중량%, 그리고 또한,
원한다면, 추가적인 첨가제를 포함하되,
중량%의 양은 상기 중합체 분말 조성물의 전체 중량을 기준으로 하고, 각각의 경우에 합이 100 중량%이 되게 하는 것인 용도를 제공한다.
염화비닐-에틸렌 공중합체는 각 경우에서 공중합체 전체 중량을 기준으로, 바람직하게는 염화비닐 유니트 50 내지 95중량% , 에틸렌 유니트 5 내지 30중량% , 보다 바람직하게는 염화비닐 유니트 75 내지 90중량%, 에틸렌 유니트 10 내지 25중량%을 포함한다.
원한다면, 추가적인 공단량체 20중량% 이하를 공중합화하는 것이 가능하다. 그들의 예로는 비닐 에스테르, (메타)아크릴산 에스테르 및 비닐방향족 화합물로 이루어진 군으로부터의 단량체이다. 적절한 비닐 에스테르는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산의 것이다. 비닐 아세테이트, 1-메틸비닐 아세테이트, 9 내지 11개의 탄소원자를 갖는 α-분지된 모노카르복실산의 비닐 에스테르, 예를 들면 VeoVa9R 또는 VeoVa10R (레졸루션 사의 상표명)이 바람직하다. 아크릴산 및 메타크릴산 에스테르 군으로부터의 적절한 단량체는 1 내지 15개의 탄소원자를 갖는 분지된 또는 비분지된 알코올을 갖는 에스테르이다. 바람직한 아크릴산 및 메타크릴산 에스테르는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트 및 2-에틸-헥실 아크릴레이트이다. 바람직한 비닐방향족 화합물은 스티렌이다.
또한, 원한다면, 단량체 혼합물 총 중량을 기준으로 보조 단량체 0.1 내지 5중량%를 공중합화할 수 있다. 에틸렌계 불포화 모노카르복실산 및 디카르복실산, 예를 들어 아크릴산 및 메타크릴산; 에틸렌계 불포화 카르복스아미드 및 카르보니트릴, 예를 들어 아크릴아미드 및 아크릴로니트릴;그리고 에틸렌계 불포화 술폰산 및 이들의 염, 바람직하게는 비닐술폰산 또는 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산이 바람직하다. 추가적인 예로서는 폴리에틸렌계 불포화 공단량체와 같은 선가교(pre-crosslinking) 공단량체, 예를 들어 디비닐 아디페이트, 디알릴 말리에이트, 알릴 메타크릴레이트 및 트리알릴 시아누레이트, 또는 후가교(post-crosslinking) 공단량체, 예를 들어 N-메틸올아크릴아미드 (NMA), 이소부톡시 에테르와 같은 알킬 에테르 또는 N-메틸올아크릴아미드의 에스테르이다. 추가적인 예로서는 (메타)아크릴로일옥시프로필트리(알콕시)실란과 같은 실리콘-기능성(functional) 공단량체이다.
추가적인 공단량체 유니트가 없는 염화비닐-에틸렌 공중합체가 가장 바람직하다.
적절한 보호 콜로이드는 전체적으로, 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 알코올; 폴리비닐피롤리돈; 폴리비닐 아세탈; 수용성 형태인 폴리사카라이드, 예를 들어 전분(아밀로즈 및 아밀로펙틴), 셀룰로스 및 그들의 카르복시메틸, 메틸, 히드록시에틸 및 히드록시프로필 유도체; 단백질, 예를 들어 카제인 및 카제이네이트, 콩 단백질, 및 젤라틴; 리그노-술포네이트; 합성 중합체, 예를 들어 폴리(메타)아크릴산, (메타)아크릴레이트와 카르복시-기능성 공단량체 유니트의 공중합체, 폴리(메타)아크릴아미드, 폴리비닐술폰산 및 이들의 수용성 공중합체; 멜라민-포름알데히드 술포네이트, 나프탈렌-포름알데히드 술포네이트, 스티렌-말레산 공중합체 및 비닐 에테르-말레산 공중합체으로 이루어진 군으로부터의 수용성 중합체이다.
80 내지 100　몰%의 가수분해도를 갖는 전체적으로 또는 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 알코올, 특히 가수분해도 80 내지 95　몰%, 4% 농도 수용액 중 1 내지 30　mPas, 바람직하게는 3 내지 15　mPas 회플러 점도(20℃에서 회플러에 따른 방법, DIN 53015)를 갖는 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 알코올이 바람직하다.
또한, 80 내지 100　몰%의 가수분해도, 4% 농도 수용액 중 1 내지 30　mPas, 바람직하게는 3 내지 15　mPas 회플러 점도를 갖는 부분적으로 또는 전체적으로 가수분해된, 소수성으로 개질된 폴리비닐 알코올이 바람직하다. 그러한 예로는 비닐 아세테이트와 소수성 공단량체, 예를 들어 이소프로페닐 아세테이트, 비닐 피발레이트, 비닐 에틸헥사노에이트, 5 또는 9 내지 11개의 탄소원자를 갖는 포화된 알파-분지된 모노카르복실산의 비닐 에스테르, 디이소프로필 말리에이트 및 디이소프로필 푸마레이트와 같은 디알킬 말리에이트 및 디알킬 푸마레이트, 염화비닐, 비닐 부틸 에테르와 같은 비닐 알킬 에테르, 및 2 내지 12개의 탄소원자를 갖는 알파-올레핀, 예를 들어 에텐, 프로펜 및 데센과의 부분적으로 가수분해된 공중합체이다. 소수성 유니트 분획은 부분적으로 또는 전체적으로 가수분해된 폴리비닐 알코올 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10중량%인 것이 바람직하다. 95 내지 100　몰%의 가수분해도를 갖는, 비닐 아세테이트와 이소프로페닐 아세테이트의 부분적으로 또는 전체적으로 가수분해된 공중합체가 특히 바람직하다. 또한, 상기 폴리비닐 알코올의 혼합물도 사용될 수 있다.
85 내지 94　몰%의 가수분해도, 4% 농도 수용액 중 3 내지 15　mPas 회플러 점도(20℃에서 회플러법, DIN 53015)를 갖는 부분적으로 가수분해된 폴리비닐 알코올과, 95 내지 100 몰%의 가수분해도를 갖는, 이소프로페닐 아세테이트와 비닐 아세테이트의 부분적으로 또는 전체적으로 가수분해된 공중합체가 가장 바람직하다. 상기 폴리비닐 알코올은 당업자에게 공지된 방법에 의해 얻을 수 있다.
적절한 블로킹 방지제 c)는 Ca 카보네이트, Mg 카보네이트, 탈크, 석고, 분쇄된 점토(ground clay), 카올린, 예를 들어 메타카올린 및 미세하게 분쇄된 알루미늄 실리케이트, 규조토(kieselguhr), 콜로이달 실리카겔, 및 발열성 실리콘 이산화물이고, 각각의 경우 입자 크기는 10　nm 내지 10　㎛의 범위인 것이 바람직하다.
추가적인 첨가제는 임의적으로 사용할 수 있는데, 소수성화 첨가제 d)가 바람직하다. 그러한 예는 첨가제 d1), 즉 지방산과 알칼리성 조건 하에서 지방산 또는 상응하는 지방산 음이온을 유리시키는 지방산 유도체, 및/또는 첨가제 d2), 즉 유기규소 화합물이다. 일반적으로, 성분 d)는 각 경우에 있어서 중합체 조성물 총 중량을 기준으로 1 내지 20중량%, 바람직하게는 1 내지 10중량%의 양으로 사용된다.
성분 d1)으로서 사용하기에 적절한 것은 일반적으로 지방산과, 알칼리성 조건 바람직하게는 pH >　8에서 지방산 및/또는 상응하는 지방산 음이온을 유리시키는 지방산 유도체이다. 지방산 화합물은 8 내지 22의 탄소원자를 갖는 지방산, 그들의 금속 비누, 그들의 아미드, 및 1 내지 14의 탄소원자를 갖는 모노히드릭 알코올, 글리콜, 폴리글리콜, 폴리알킬렌 글리콜, 글리세롤, 모노-, 디- 또는 트리에탄올아민, 또는 모노사카라이드와 그들의 에스테르로 이루어진 군으로부터의 것이 바람직하다.
적절한 지방산은 분지된 및 비분지된, 포화 및 불포화된 지방산인데, 각 경우 8 내지 22의 탄소원자를 갖는다. 예로서는 라우르산 (n-도데칸산), 미리스트산 (n-테트라데칸산), 팔미트산 (n-헥사데칸산), 스테아르산 (n-옥타데칸산) 및 올레산 (9-도데센산)이다.
적절한 금속 비누는 전술한 지방산과 주그룹(main group) 1 내지 3과 PTE의 전이그룹(transition group) 2로부터의 금속과, 또한 암모늄 화합물 NX4 +를 갖는 것인데, 여기서 X는 동일하거나 서로 다르고, H, C1 내지 C8 알킬 라디칼 및 C1 내지 C8 히드록시알킬 라디칼을 나타낸다. 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄 및 아연을 갖는, 그리고 암모늄 화합물을 갖는 금속비누가 바람직하다.
적절한 지방산 아미드는 모노- 또는 디에탄올아민으로, 그리고 전술한 C8 내지 C22 지방산으로 얻을 수 있는 것들이다.
성분 d1)으로서 적절한 지방산 에스테르는 언급된 C8 내지 C22 지방산의 C1 내지 C14 알킬 및 알킬아릴 에스테르, 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 에틸헥실 에스테르, 그리고 또한 벤질 에스테르이다.
적절한 지방산 에스테르는 또한 C8 내지 C22 지방산의 모노-, 디- 및 폴리글리콜 에스테르이다.
보다 적절한 지방산 에스테르는 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜과 같은 20 이하의 옥시알킬렌 유니트를 갖는 폴리글리콜 및/또는 폴리알킬렌 글리콜의 모노에스테르 및 디에스테르이다.
또한 언급된 C8 내지 C22 지방산과 글리세롤의 모노-, 디- 및 트리-지방산 에스테르, 또한 언급된 C8 내지 C22 지방산과 모노-, 디- 및 트리에탄올아민의 모노-, 디- 및 트리-지방산 에스테르도 적절하다.
또한 솔비톨 및 만니톨의 지방산 에스테르도 적절하다.
라우르산 및 올레산의 C1 내지 C14 알킬 및 알킬아릴 에스테르, 라우르산 및 올레산의 모노- 및 디글리콜 에스테르, 라우르산 및 올레산과 글리세롤의 모노-, 디- 및 트리-지방산 에스테르가 특히 바람직하다.
적절한 성분 d2)는 규산 에스테르 Si(OR')4, 실란, 예를 들어 테트라오르가노실란 SiR4 및 오르가노오르가녹시실란 SiRn(OR')4-n (n = 1 내지 3), 일반식 R3Si(SiR2)nSiR3 (n = 0 내지 500)을 바람직하게 갖는 폴리실란, 유기실라놀 SiRn(OH)4-n, 일반식 RcHdSi(OR')e(OH)fO(4-c-d-e-f)/2(c = 0 내지 3, d = 0 내지 1, e = 0 내지 3, f = 0 내지 3이고, c+d+e+f의 합은 유니트 당 3.5 이하)로 구성되는 디-, 올리고- 및 폴리실록산인데, 각 경우에서 R은 같거나 다르며 1 내지 22의 탄소원자를 갖는 분지된 또는 비분지된 알킬 라디칼, 3 내지 10의 탄소원자를 갖는 시클로알킬 라디칼, 2 내지 4의 탄소원자를 갖는 알킬렌 라디칼, 및 6 내지 18의 탄소원자를 갖는 아릴, 아르합성 및 알킬아릴 라디칼을 나타내고, R'는 동일하거나 서로 다르고 각 경우에 있어서 1 내지 4의 탄소원자를 갖는 알킬 라디칼 및 알콕시알킬렌 라디칼, 바람직하게는 메틸 및 에틸을 나타내고, 또한 라디칼 R 및 R'가 Cl과 같은 할로겐으로, 또는 에테르, 티오에테르, 에스테르, 아미드, 니트릴, 히드록실, 아민, 카르복실, 술폰산, 카르복실산 무수물 및 카보닐기로 치환될 수 있고, 폴리실란의 경우에는 또한 R이 정의 OR'를 갖는 것이 가능하다. 또한 카르보실란, 폴리카르보실란, 카르보실록산, 폴리카르보실록산 및 폴리실릴렌디실록산도 적절하다.
바람직한 성분 d2)는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리프로폭시실란, 메틸트리(에톡시에톡시)실란, 비닐트리(메톡시에톡시)실란, (메타)아크릴로일옥시프로필트리-메톡시실란, (메타)아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란, γ-클로로프로필트리에톡시실란, β-니트릴로에틸트리에톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 이소옥틸트리에톡시실란, n-옥틸-트리에톡시실란, 헥사데실트리에톡시실란, 디프로필디에톡시실란, 메틸페닐디에톡시실란, 디페닐디메톡시-실란, 메틸비닐트리(에톡시에톡시)실란, 테트라메틸-디에톡시디실란, 트리메틸트리메톡시디실란, 트리메틸트리에톡시디실란, 디메틸테트라메톡시디실란, 디메틸테트라-에톡시디실란, 트리메틸실록시기로 말단으로 봉쇄된 메틸히드로폴리실록산, 디메틸실록산 및 트리메틸실록시기로 말단으로 봉쇄된 메틸히드로실록산 유니트의 공중합체, 디메틸폴리실록산, 그리고 또한 말단 유니트에 Si-OH기를 갖는 디메틸폴리실록산이다. 가장 바람직하게는 오르가노오르가녹시실란 SiRn(OR')4-n (n = 1 내지 3), 특히 이소옥틸트리에톡시-실란, n-옥틸트리에톡시실란 및 헥사데실트리에톡시실란이다.
중합체 조성물은 수성 매질에서 자유 라디칼로 개시된 에멀션 중합 후 얻어진 수성 중합체 분산물의 스프레이 건조를 통한 통상적인 방법으로 제조된다. 하나의 적절한 방법은, 예를 들면 EP-A 149098에 기재된 것이다. 에멀션 중합은 보호 콜로이드 및/ 또는 유화제의 존재에서 수행된다. 안정화는 보호 콜로이드만으로 바람직하게 이루어질 수 있다.
일반적으로 이렇게 얻어질 수 있는 수성 중합체 분산물은 25 내지 70중량%, 바람직하게는 45 내지 65중량%의 고체 함량을 갖는다.
수재분산성 중합체 분말을 제조하기 위해, 수성 분산물을 예를 들어 스프레이 건조를 통해 건조한다. 스프레이 건조는 일반적으로 스프레이 보조제(aid)로서 추가적인 보호 콜로이드를 첨가한 후 이루어진다. 블로킹 방지제 c)는 분말이 건조 가스 중 여전히 부유상태인 동안에 첨가되는 것이 바람직하다. 만일 분말이 추가적인 첨가제 d)를 포함한다면, 그들은 스프레이 건조 전, 그 동안 또는 그 후에 첨가된다. 바람직하게는 중합체 분산물에 첨가제 d)의 첨가는 재분산성 분말의 경우에 그것의 스프레이 건조 전에 이루어진다.
염화비닐-에틸렌 공중합체를 기재로 하는 중합체 조성물은 수경성(hydraulically setting) 건축 재료에 발수성을 부여하는데 적절하다. 이것은 매우 높은 수준의 발수성을 요구하는 응용품의 경우에 바람직하다.
그러한 응용품은, 특히, 단일막 코팅(플라스터), 예를 들면 스킴 코트 또는 모노쿠쉬 코트, 또한 조인트 필러이다. 스킴 코트는 일반적으로 1 내지 3mm의 두께를 갖는 부드러운 트로웰 응용 시스템 또는 매우 얇은 마감 처리 플라스터를 의미한다. 모노쿠쉬는 동시에 장식용 플라스터인 단일-코트 플라스터에 대한 용어이다. 조인트 필러의 경우에는 3시간 후 EN　12808에 따른 수흡수성이 < 5　ml이다. 플라스터 코팅의 경우, 카르스텐법에 의해 측정된 수흡수성은 300분 후 < 2　ml이어야 하고, 각 경우 제형에는 제형의 건조 질량을 기준으로 중합체 1중량%를 포함한다.
건조 몰탈에 대한 전형적인 제형은 당업자에게 알려져 있다. 그들은 5 내지 50중량% 미네랄 바인더, 5 내지 80중량% 필러, 0.1 내지 10중량% 중합체, 및 0 내지 30중량% 의 추가적인 첨가제를 포함하며, 제형 내 중량%는 합이 100중량%가 되게 한다. 적절한 미네랄 바인더는 시멘트, 석고, 규산소다(waterglass) 또는 라임 수화물이다. 사용될 수 있는 필러의 예로는 돌로마이트, 칼사이트 및 초크 형태인 칼슘 카보네이트와 같은 카보네이트이다. 추가적인 예로는 실리케이트, 예를 들어 탈크 형태인 마그네슘 실리케이트 또는 롬(loam) 및 클레이와 같은 알루미늄 실리케이트; 석영 가루, 석영 모래, 고분산 실리카, 장석, 중질(heavy) 스파 및 경질(light) 스파이다. 또한, 섬유상 필러도 바람직하다. 실제로, 다른 필러의 혼합물이 종종 사용된다.
추가적인 첨가제의 예로는, 안료, 예를 들어 무기안료로서 티타늄 이산화물및 통상적인 유기안료이다.추가적인 첨가제의 예로는 제형 전체 중량을 기준으로 일반적으로 0.1 내지 0.5중량%의 분획인 습윤제이다. 그러한 예로는 나트륨 및 칼륨 폴리포스페이트, 폴리아크릴산 및 그 염이다. 언급될 수 있는 다른 첨가제는 증점제를 포함하는데, 이것은 일반적으로 제형 총 중량을 기준으로 0.01 내지 2.0중량%로 사용된다. 통상적인 증점제는 셀룰로스 에테르, 전분, 또는 무기 증점제의 예로서 벤토나이트이다. 추가적인 첨가제는 방부제, 소포제, 기공 형성제(air-pore former), 가소제, 지연제, 촉진제 및 동결방지제이다.
바로 사용 가능한(ready-to-use) 건축재료를 제조하기 위해, 재분산성 분말로 개질된 건조 몰탈은 건축 현장에서 필요량의 물과 함께 교반된다. 건조 몰탈은 또한 수성 중합체 분산물을 첨가함으로써 현장에서 개질될 수 있고, 적절한 때에 희석될 수 있다.
다음의 실시예들은 본 발명을 더 설명하기 위해 제공된다.
분산물:
사용된 분산물은 염화비닐 및 에틸렌의 공중합체의 수성, 폴리비닐 알코올-안정화된 분산물이었다. 이것은 에멀션 중합에 의해 제조하였다. 이것을 88　몰%의 가수분해도와 4　mPas의 회플러 점도를 갖는 폴리비닐 알코올 10중량%를 사용하여 안정화 하였다. 공중합체 조성물은 80중량% 염화비닐 및 20중량% 에틸렌이었다.
추가적인 성분으로서, 분산물은 건조 중량을 기준으로 메틸 도데카노에이트 (도데칸산 메틸 에스테르; DME) 0중량% (분산물 1), 5중량% (분산물 2) 또는 10중량% (분산물 3)을 포함하였다.
분말:
각각의 경우에 88 몰%의 가수분해도 및 13mPas의 회플러 점도를 갖는 폴리비닐 알코올 10 중량%의 존재에서 상기 분산물을 스프레이 건조함으로써 분말을 제 조하였다. 표 1에 나타낸 예들에서, 이소옥틸트리에톡시실란 (IOTS) 및, 적절한 경우, 메틸 도데카노에이트 (DME)를 스프레이 건조 단계에서 포함하였다. 분산물을 2류(two-fluid) 노즐을 통해 스프레이하였다. 스프레이 성분으로서 4　bar에서 선압축된(precompressed) 공기를 사용하였고, 형성된 액적을 125℃에서 가열된 공기로 동시에 건조하였다. 얻어진 건조 분말을 표준 공업용 블로킹 방지제(칼슘 마그네슘 카보네이트 및 마그네슘 히드로실리케이트의 혼합물) 10 중량%와 혼합하였다.
실시예 8:
약 10℃의 Tg를 갖는 염화비닐/비닐 아세테이트/에틸렌 공중합체를 기재로 하는 재분산성 분말에 발수성 첨가제로서 이소옥틸트리에톡시실란을 첨가하였다.
비교예 C1:
약 15℃의 Tg를 갖는 비닐 아세테이트/VeoVa10/부틸 아크릴레이트 공중합체를 기재로 하는 재분산성 분말에 발수성 첨가제로서 메틸 도데카노에이트를 첨가하였다.
표 1:
실시예 분산물 DME (중량%) IOTS (중량%)
1 1 0 4
2 1 2 4
3 2 0 4
4 2 2 4
5 3 0 4
6 3 2 4
7 1 0 0
8 4
C1 2
스킴 코트 제형의 시험:
제형 1 (스킴 코트):
포틀랜드 시멘트 42.5 300.0 중량부
칼슘 카보네이트 700.0 중량부
셀룰로스 에테르 2.5 중량부
재분산성 분말 10.0 중량부
전체 1012.5 중량부
필요한 물 38.0 중량부
카르스텐 법에 의한 수흡수성 측정:
이 시험에서, 견본의 수흡수성(WA)을 정해진 시간(분) 후 ml로 측정하였다. 이것은 적절한 접착제(bonding agent)를 이용하여 DIN EN 1323에 기재된 대로 시험 기판에 카르스텐 유리 튜브를 접착시킴으로써 수행하였다. 물 튜브를 채운 후, 기판에 의해 흡수된 물의 양을 정해진 시간 간격에서 측정하였다. 양이 클수록 견본에 부여되는 발수성은 더 부족했다.
장력 하 접착 강도 시험:
기판 접착력을 측정하기 위해, 스텐실을 사용하여 콘크리트 슬라브에 몰탈을 도포하였다(50　mm 직경, 10　mm 두께). 몰탈이 굳어진 후, 27일 후, 인장 접착력(tensile adhesion) 시험을 수행하기 위해 에폭시 수지 접착체를 사용하여 금속 텐셔닝 앵커(tensioning anchors)를 시험되는 몰탈막에 접착시켰다.
250　N/s의 로드 증가 속도를 갖는 헤리온사의 인장 장치를 사용하여 23℃ 및 50% 대기습도에서 14일 저장한 후 각 경우에서 인장 접착값을 시험하였다. N/mm2 로 표시한 측정값은 5번 측정의 평균이다.
표 2:
실시예 WA 10' WA 30' WA 60' WA 120' WA 180' WA 240' WA 300' TA N/㎟
1 0.1 0.25 0.5 0.65 0.9 1.15 1.45 0.65
2 0.15 0.3 0.55 0.75 0.95 1.25 1.55 0.74
3 0.1 0.2 0.45 0.6 0.85 1.05 1.35 0.78
4 0.1 0.25 0.45 0.65 0.9 1.15 1.45 0.85
5 0.1 0.2 0.35 0.6 0.8 1.05 1.15 0.8
6 0.1 0.2 0.4 0.65 0.85 1.05 1.25 0.97
7 0.15 0.3 0.60 0.80 1.0 1.35 1.85 0.78
8 0.1 0.3 0.55 0.85 1.1 1.45 1.90 0.75
C1 0.2 0.45 0.65 1.05 1.25 1.65 2.05 0.73
조인트 필러 제형의 시험:
제형 2 (조인트 필러):
포틀랜드 시멘트 CEM I 42.5 340.0 중량부
모래 649.5 중량부
셀룰로스 에테르 0.5 중량부
재분산성 분말 10.0 중량부
전체 1000.0 중량부
필요한 물 22.0 중량부
DIN EN 12808에 따른 조인트 필러의 수흡수성 측정:
측면에 방수 봉인하였고, 시험 전에 표준 조건 하에서 28일 동안 저장된 8 x 4 x 4 cm 크기의 몰탈 프리즘에 정해진 시간 후에 흡수된 수분량을 g으로 측정한다. 수치가 클수록, 견본에 부여된 발수성이 부족하다.
가공을 수행하는 사람에 의한 품질 기준으로 가공 특성을 결정한다.
인장력 하에서의 굴곡강도(flexural strength) 시험(FS):
DIN 18555에 기초하는 방법으로 인장력 하에서 굴곡강도를 시험하기 위해, 다양한 몰탈을 사용하여 16 x 4 x 4 cm 크기의 프리즘을 제조하였고 시험 전에 표준 조건 하에서 28일 동안 저장하였다.
압축 강도 시험(CS):
DIN 18555에 기초하는 방법으로 압축 강도를 시험하기 위해, 다양한 몰탈을 사용하여 16x 4 x 4 cm 크기의 프리즘을 제조하였고 시험 전에 표준 조건 하에서 28일동안 저장하였다.
내마모성 시험(AR):
EN 12808 또는 EN ISO 10545-6에 따라 내마모성을 측정한다. 회전 스틸 디스크는 정해진 압력 하에서 연마재를 적용하여 시험 견본에 작용한다. 스틸 디스크의 50 회전 후 견본의 마모성을 mm3으로 기록한다. 수치가 높을 수록 내마모성은 낮다.
표 3:
실시예 가공 WA (30') [ml] WA (360') [ml] FS [N/mm2] CS [N/mm2] 경도 AR (mm3)
1 좋음 1.41 2.92 2.75 8.39 좋음 1365
2 좋음 0.45 1.33 2.67 7.95 좋음 1280
3 좋음 1.45 2.7 2.47 9.34 좋음 1260
4 좋음 0.38 1.28 2.61 7.78 좋음 1195
5 좋음 1.24 2.81 2.96 10.39 좋음 1380
6 좋음 0.31 1.12 2.46 7.52 좋음 1232
7 좋음 1.50 3.1 2.53 7.45 좋음 1215
8 좋음 0.91 3.3 2.24 6.84 좋음 1556
C1 좋음 1.35 3.6 2.35 7.25 좋음 1450
결과의 토론:
상기 데이타로부터, 본 발명의 스킴 코트와 조인트 재료는 적어도 동등하거나 심지어 향상된 기계적 수치를 가지면서도 매우 낮은 수흡수성을 나타낸다.
이와 같이, 본 발명에 따른 중합체 조성물은 발수성을 필요로 하는 건축재료에 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 수분산물 형태 또는 수재분산성 분말 형태인 중합체 조성물을 사용하여 건축재료에 발수성을 부여하는 방법으로, 상기 조성물은
    a) 공중합체 전체 중량을 기준으로, 50 내지 95 중량%의 염화비닐 유니트 및 5 내지 30중량%의 에틸렌 유니트를 포함하는 염화비닐-에틸렌 공중합체,
    b) 보호 콜로이드 5 내지 30중량%, 및
    c) 분말 형태인 블로킹 방지제 5 내지 30중량% 를 포함하되,
    중량%의 양은 상기 중합체 분말 조성물의 전체 중량을 기준으로 하고, 각각의 경우에 합이 100 중량%이 되게 하는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    보호 콜로이드 b)는 85 내지 94　몰%의 가수분해도 및 4% 농도 수용액 중 회플러 점도 3 내지 15mPa(20℃에서의 회플러법, DIN 53015)를 갖는 가수분해된 폴리비닐 알코올, 및 95 내지 100 몰%의 가수분해도를 가지는 이소프로페닐 아세테이트와 비닐 아세테이트의 가수분해된 공중합체로 이루어진 군으로부터 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    d1) 지방산 및 알칼리성 조건 하에서 지방산 또는 상응하는 지방산 음이온을 유리시키는 지방산 유도체, 및 d2) 유기규소 화합물로 이루어진 군으로부터의 하나 이상의 추가적인 첨가제가 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    d1) 성분으로서 8 내지 22의 탄소원자를 갖는 지방산, 그의 금속 비누, 그의 아미드 및, 1 내지 14의 탄소원자를 갖는 모노히드릭 알콜, 글리콜, 폴리글리콜, 폴리알킬렌 글리콜, 글리세롤, 모노-, 디- 또는 트리에탄올아민, 또는 모노사카라이드와 그의 에스테르의 군으로부터의 하나 이상의 지방산 화합물이 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    d2) 성분으로서 규산 에스테르, 실란, 폴리실란, 유기실라놀 및 디-, 올리고- 및 폴리실록산의 군으로부터의 하나 이상의 규소 화합물이 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물이 스킴 코트 또는 모노쿠쉬 코팅과 같은 단일막 코팅에 사용되는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조성물이 조인트 필러에 사용되는 것인 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단일막 코팅은 미네랄 바인더 5 내지 50중량%, 필러 5 내지 80중량%, 중합체 0.1 내지 10중량%, 그리고 추가적인 첨가제 0 내지 30중량%를 포함하는 건조 몰탈 제형의 형태이며, 상기 제형에서의 중량%의 양은 합이 100 중량%이 되게 하는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 조성물은 수재분산성 분말로서 사용되는 것인 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 조인트 필러는 미네랄 바인더 5 내지 50중량%, 필러 5 내지 80중량%, 중합체 0.1 내지 10중량%, 그리고 추가적인 첨가제 0 내지 30중량%를 포함하는 건조 몰탈 제형의 형태이며, 상기 제형에서의 중량%의 양은 합이 100 중량%이 되게 하는 것인 방법.
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