JP2002356672A - 水系吸水防止材 - Google Patents
水系吸水防止材Info
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- JP2002356672A JP2002356672A JP2001163830A JP2001163830A JP2002356672A JP 2002356672 A JP2002356672 A JP 2002356672A JP 2001163830 A JP2001163830 A JP 2001163830A JP 2001163830 A JP2001163830 A JP 2001163830A JP 2002356672 A JP2002356672 A JP 2002356672A
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- alkylalkoxysilane
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- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
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Abstract
て外壁が常に雪と接触している場合のように多孔性材料
に圧力がかかる条件下においても良好な吸水防止性能を
非常に長期間維持することのできる、水系吸水防止材を
提供すること。 【解決手段】 (A)アルキルアルコキシシラン、
(B)アミノアルキル基を有するアルキルアルコキシシ
ランおよび(C)界面活性剤を含有する有機ケイ素化合
物エマルションであって、該有機ケイ素化合物成分
(A)と(B)の割合が、重量比で1:0.2〜0.4
であり、界面活性剤(C)の量が有機ケイ素化合物成分
(A)と(B)の合計量の1〜20重量%であることを
特徴とする水系吸水防止材。
Description
適用して該材料の吸水を防止する水系吸水防止材に関す
る。
築材料があり、さらに詳しくは、打放しコンクリート、
軽量コンクリート、プレキャストコンクリート、軽量発
泡コンクリート(ALC)、モルタル、目地モルタル、
石綿セメント板、パルプセメント板、木毛セメント板、
セメント系押出成形板、ガラス繊維入りセメント板(G
RC)、カーボン繊維入りセメント板、珪酸カルシウム
板、石膏ボード、ハードボード、漆喰、石膏プラスタ
ー、ドロマイトプラスター、ブロック、レンガ、タイ
ル、瓦、天然石、人工石、ガラスウール、ロックウー
ル、セラミックファイバー等無機質材料を主成分とする
材料および木材、合板、パーティクルボード等有機質材
料を主成分とする材料等が挙げられる。
止性を付与する方法として、シリコーン系、アクリル
系、アクリルシリコーン系、ウレタン系、エステル系、
油脂系の樹脂あるいはモノマーを溶解または分散したも
のを材料に塗布・浸透させ、乾燥(重合)する方法等が
知られている。中でもシリコーン系の吸水防止材が使用
されることが多い。
系のものと水系のものが知られている。特に、水系の吸
水防止材としてはアルキルシリコネート系のものが古く
より使われているが、吸水防止性能は溶剤系に比べて十
分ではなく、また、アルカリ性が強く、取り扱う上での
安全性に問題がある。
アルコキシシランを水中乳化させたエマルションが用い
られている。このエマルションには加水分解反応の非常
に遅いシラン化合物が使用されているため、材料へ塗布
した場合、浸透性が優れている。しかしながら、材料表
面でシランの揮発が起こり、良好な吸水防止層が形成さ
れにくい。また、アミノアルキル基を有するシラン化合
物を少量配合した吸水防止材も存在するが、同様に良好
な吸水防止層が形成されにくい。したがって、これら吸
水防止材を基材に塗布した場合には、表面撥水性が弱
く、特に、激しい風雨にさらされたり、積雪地域におい
て外壁が常に雪と接している場合のように多孔性材料に
圧力がかかる条件下においては、良好な吸水防止性能が
維持できないという欠点がある。
い風雨にさらされたり、積雪地域において外壁が常に雪
と接触している場合のように多孔性材料に圧力がかかる
条件下においても良好な吸水防止性能を非常に長期間維
持することのできる、水系吸水防止材を提供することに
ある。
を解決すべく鋭意検討した結果、(A)下記一般式
(1);
2は炭素数1〜6のアルキル基を示す。nは1または2
である。)
(B)下記一般式(2);
4はアミノアルキル基を示す。R5は炭素数1〜6のア
ルキル基を示す。aは0〜2であり、bは1〜3であ
る。ただし、aおよびbの合計は3以下である。)
キルアルコキシシラン、および(C)界面活性剤を含有
する有機ケイ素化合物エマルションであって、該有機ケ
イ素化合物成分(A)と(B)の割合が、重量比で1:
0.2〜0.4であり、界面活性剤(C)の量が有機ケ
イ素化合物成分(A)と(B)の合計量の1〜20重量
%である水系吸水防止材が、充分な撥水性、吸水防止
性、遮塩性等の諸性能を基材に付与でき、さらに、激し
い風雨にさらされたり、積雪地域において外壁が常に雪
と接触している場合のように多孔性材料に圧力がかかる
条件下においてもその性能を非常に長期間維持すること
のできることを見出し、本発明を完成した。
(A)アルキルアルコキシシラン、(B)アミノアルキ
ル基を有するアルキルアルコキシシランおよび(C)界
面活性剤を含有するものである。
下記一般式 (1)で表される化合物である。
を、R2は炭素数1〜6のアルキル基を示し、nは1ま
たは2である。
は、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ド
デシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデ
シル基等が挙げられる。
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基等が挙げられる。
体例としては、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリ
エトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシ
ルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、
オクチルトリエトキシシラン、オクチルトリプロポキ
シシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリエ
トキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、テト
ラデシルトリメトキシシラン、テトラデシルトリエトキ
シシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、ヘキサデ
シルトリエトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン等
が挙げられる。中でも、アルキル基の炭素数が6以上の
ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシ
ラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキ
シシラン、オクチルトリエトキシシランが好適に用いら
れる。
うに、上記シランの縮合二量体および三量体あるいはそ
の他のオリゴマーを用いることができる。ここでオリゴ
マーとは、モノマー(構成単位)の数(n)が2〜10
0の低重合体を言う。また所望により、各種シランの混
合物を使用してもよいし、混合シランのコオリゴマーで
あってもよい。
キルアルコキシシランは、下記一般式(2)で表される
化合物である。
を示す。R4はアミノアルキル基を示す。R5は炭素数
1〜6のアルキル基を示す。aは0〜2であり、bは1
〜3である。ただし、aおよびbの合計は3以下であ
る。
は、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ド
デシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデ
シル基等が挙げられる。
(CH2)3−、H2N(CH2)2NH(CH2)2
−、H2N(CH2)2NH(CH2)3−、H2N
(CH2)2−、H3CNH(CH2)3−、C2H5
NH(CH2)3−、H3CNH(CH2)2−、C2
H5NH(CH2)2−、H2N(CH2)4−、H2
N(CH2)5−等が挙げられる。
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基等が挙げられる。
キルアルコキシシランの具体例としては、N−(2−ア
ミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、4−アミノブチルトリ
エトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミ
ノプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。中
でも、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル
トリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシ
シランが好適に用いられる。
合(重量比)は、1:0.2〜0.4、好ましくは1:
0.21〜0.37、より好ましくは1:0.22〜
0.35である。有機ケイ素化合物成分(B)の重量割
合が0.2未満の場合、水系吸水防止材を基材に塗布し
た後の撥水性が低下する。また、有機ケイ素化合物成分
(B)の重量割合が0.4を越える場合、水系吸水防止
材の基材への浸透性が悪くなる。
高い多孔性土木建築材料に使用する際には、一般式
(1)で表されるアルキルアルコキシシラン(A)に加
えて下記一般式(3)で表されるオルガノポリシロキサ
ン(A’)を併用することにより好ましい結果が得られ
る場合がある。
を、R7は炭素数1〜6のアルキル基を示す。xは0、
1、2または3であり、その平均値は0.8〜1.8で
ある。yは0、1、2または3であり、その平均値は
0.01〜2である。zは0、1、2または3であり、
その平均値は0〜0.5である。ただし、x、y、zの
平均値の合計は3.5以下である。
は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキ
シル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデ
シル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等が挙げられ
る。
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基等が挙げられる。
えば、メチルトリクロロシランまたはフェニルトリクロ
ロシランとエタノールとを水中で反応させることにより
得られる、実験式CH3Si(OC2H5)0.8O
1.1またはC6H5Si(OC2H5)0.72O
1.14で表されるオルガノポリシロキサンが挙げられ
る。
は、25℃での粘度が10〜10000mPa/sのも
のが好ましい。
ノポリシロキサン(A’)の割合(重量比)は、
(A):(A’)=1:0〜1である。オルガノポリシ
ロキサン(A’)の重量割合が1を越えると、水系吸水
防止材の基材への浸透性が悪くなる傾向がある。
性剤(C)を含有する。界面活性剤としては、ノニオン
系、カチオン系、アニオン系の何れも使用できるが、ノ
ニオン系界面活性剤が好適に用いられる。
ーテル型としてポリオキシエチレンラウリルエーテル
(ノニオンK−204、ノニオンK−240;日本油脂
製)等が挙げられる。アルキルフェノール型としては、
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(ノニオン
NS−215;日本油脂製)、ポリオキシエチレンオク
チルフェノールエーテル(ノニオンHS−204、HS
−206、HS−215;日本油脂製)等が挙げられ
る。エステル型としては、ポリオキシエチレンモノオレ
ート(ノニオンO−6;日本油脂製)等が挙げられる。
ソルビタンエステル型としては、ソルビタンモノラウレ
ート(ノニオンLP−20R;日本油脂製)等が挙げら
れる。ソルビタンエステルエーテル型としてはポリオキ
シエチレンソルビタンモノラウレート(ノニオンLT−
221;日本油脂製)、ポリオキシエチレンソルビタン
モノステアレート(ノニオンST−221;日本油脂
製)等が挙げられる。上記界面活性剤は1種類単独でも
良く、あるいは2種類以上を混合して用いても良い。
合物成分(A)と(B)の合計量の1〜20重量%、好
ましくは3〜15重量%である。界面活性剤の使用量が
1重量%未満の場合、基材内部への浸透性が悪く、基材
表面に濡れ色が発生する。また、20重量%を超える場
合、圧力がかかる条件下では吸水防止性が悪くなる。
6〜9の範囲で安定化するために、緩衝物質を含有して
も良い。このようなpH値においては、アルキルアルコ
キシシランが加水分解に対してきわめて安定である。緩
衝物質としては、カルボン酸、リン酸、炭酸および硫酸
のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩およびアンモニ
ウム塩が好ましく、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウ
ムが特に好ましい。緩衝物質の好ましい量は有機ケイ素
化合物の全量の1重量%以下である。
は、特に限定されないが、通常、室温下、水と界面活性
剤との混合液をホモミキサー、ウルトラディスパーザ
ー、高圧ホモジナイザー等で高速攪拌し、次いで有機ケ
イ素化合物を徐々に添加し、引き続き高速攪拌すること
により製造することができる。
たは水に可溶な溶剤を用いて、樹脂固形分が2〜60重
量%、好ましくは5〜30重量%の濃度に調製して使用
できる。樹脂固形分が2重量%濃度未満の場合、水系吸
水防止材本来の性能が発揮されないだけでなく、効果を
奏すためには多量に塗布しなければならないので乾燥に
時間を要し、好ましくない。また、樹脂固形分が60重
量%濃度を超える場合、粘性が高く、また多孔性材料へ
の浸透性が悪くなり、濡れ色が発生する傾向がある。
は、防腐剤、防カビ剤、防藻剤、防蟻剤、紫外線吸収剤
等を副次的に添加しても良い。
布するには、ローラー、刷毛、スプレー等を用い、場合
によっては、浸漬法によっても良い。また、乾燥方法と
しては、室温下に放置して乾燥させても良いし、天日乾
燥、加熱乾燥によっても良い。
明の水系吸水防止材は、加水分解反応、縮合反応によ
り、強固にかつ優れた撥水性と激しい風雨や積雪地域に
おいて雪と接触している場合のように、多孔性材料に圧
力がかかる条件下における吸水防止性を合わせ持つ吸水
防止層を形成する。
材料としては、例えば多孔性土木建築材料があり、さら
に詳しくは、打放しコンクリート、軽量コンクリート、
プレキャストコンクリート、軽量発泡コンクリート(A
LC)、モルタル、目地モルタル、石綿セメント板、パ
ルプセメント板、木毛セメント板、セメント系押出成形
板、ガラス繊維入りセメント板(GRC)、カーボン繊
維入りセメント板、珪酸カルシウム板、石膏ボード、ハ
ードボード、漆喰、石膏プラスター、ドロマイトプラス
ター、ブロック、レンガ、タイル、瓦、天然石、人工
石、ガラスウール、ロックウール、セラミックファイバ
ー、等無機質材料を主成分とする材料、および木材、合
板、パーティクルボード等有機質材料を主成分とする材
料が挙げられる。
よる雨水の漏水、酸性雨による材料の劣化、汚れのしみ
込み、海水による塩害、寒冷地における凍害、材料中の
塩の溶出による白華等の水に起因する種々の問題を解決
することができる。
の水系吸水防止材にアクリル系、ウレタン系、アクリル
シリコーン系等の樹脂エマルションを加えたものに、顔
料、沈殿防止材、垂れ防止材、艶消し剤、紫外線吸収剤
等の塗料構成成分を添加、混合して水系浸透性撥水塗料
とすることもできる。
剤、防カビ剤、防藻剤、防蟻剤等を加えれば、特に、木
材、竹材等に好適な水系浸透性撥水塗料とすることもで
きる
本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定
されるものではない。
R、日本油脂製)3重量部との混合液をホモミキサーで
高速攪拌し、次いで、ヘキシルトリエトキシシラン39
重量部とN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン8重量部を徐々に添加してホモミ
キサーで高速攪拌し、本発明の水系吸水防止材を得た。
R、日本油脂製)3重量部との混合液をホモミキサーで
高速攪拌し、次いで、オクチルトリエトキシシラン37
重量部とN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン10重量部を徐々に添加してホモ
ミキサーで高速攪拌し、本発明の水系吸水防止材を得
た。
R、日本油脂製)3重量部との混合液をホモミキサーで
高速攪拌し、次いで、ヘキシルトリエトキシシラン37
重量部と3−アミノプロピルトリエトキシシラン10重
量部を徐々に添加してホモミキサーで高速攪拌し、本発
明の水系吸水防止材を得た。
R、日本油脂製)3重量部との混合液をホモミキサーで
高速攪拌し、次いで、デシルトリメトキシシラン39重
量部とN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピル
トリメトキシシラン8重量部を徐々に添加してホモミキ
サーで高速攪拌し、本発明の水系吸水防止材を得た。
R、日本油脂製)3重量部との混合液をホモミキサーで
高速攪拌し、次いで、ヘキシルトリエトキシシラン35
重量部、実験式CH3Si(OC2H5)0.8O
1.1のオルガノポリシロキサン(平均分子量約650
および粘度約20mPa/s)4重量部およびN−(2
−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン8重量部を徐々に添加してホモミキサーで高速攪拌
し、本発明の水系吸水防止材を得た。
R、日本油脂製)3重量部との混合液をホモミキサーで
高速攪拌し、次いで、ヘキシルトリエトキシシラン41
重量部とN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン6重量部を徐々に添加してホモミ
キサーで高速攪拌し、水系吸水防止材を得た。
R、日本油脂製)3重量部との混合液をホモミキサーで
高速攪拌し、次いで、ヘキシルトリエトキシシラン32
重量部とN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン15重量部を徐々に添加してホモ
ミキサーで高速攪拌し、水系吸水防止材を得た。
R、日本油脂製)11重量部との混合液をホモミキサー
で高速攪拌し、次いで、ヘキシルトリエトキシシラン3
7重量部とN−(2−アミノエチル)−3−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン10重量部を徐々に添加してホ
モミキサーで高速攪拌し、水系吸水防止材を得た。
70×20mm)を供試体として使用し、これに実施例
および比較例で得られた水性吸水防止材を300g/m
2の割合で全面塗布した。なお、何も塗布しないものを
対照とした。得られた供試体を温度20℃、相対湿度6
5%RHの恒温恒湿器内で7日間養生した後、以下に示
す吸水比の性能試験に供した。次に、サンシャインウェ
ザーメーター(デューサイクルサンシャインスーパーロ
ングライフウェザーメーター WEL−SUN−DCH
型、スガ試験機(株)製)を用いて、ブラックパネル温
度:63℃、湿度:約50%、降雨条件:60分中12
分降雨の試験条件で促進耐候性試験を実施した。500
0時間経過後の供試体を以下に示す吸水比の性能試験に
供した。
し、常圧、0.05MPa(ゲージ圧)および0.5M
Pa(ゲージ圧)の気圧下で15分間放置した後、取り
出した供試体の余剰水を乾いた布で拭き取った後の重量
(g)を測定し、下式により算出した。結果を表1に示
す。なお、吸水比は0.2以下の場合、吸水防止性に優
れていると判断できる。
は、多孔性材料に圧力がかかる条件下においても吸水防
止性能を非常に長期間維持することができることがわか
る。
たり、積雪地域において外壁が常に雪と接触している場
合のように多孔性材料に圧力がかかる条件下においても
良好な吸水防止性能を非常に長期間維持することのでき
る、水系吸水防止材を提供することができる。
Claims (4)
- 【請求項1】(A)下記一般式 (1); 【化1】 (式中、R1は炭素数4〜18のアルキル基を示す。R
2は炭素数1〜6のアルキル基を示す。nは1または2
である。)で表されるアルキルアルコキシシラン、
(B)下記一般式(2); 【化2】 (式中、R3は炭素数4〜18のアルキル基を示す。R
4はアミノアルキル基を示す。R5は炭素数1〜6のア
ルキル基を示す。aは0〜2であり、bは1〜3であ
る。ただし、aおよびbの合計は3以下である。)で表
されるアミノアルキル基を有するアルキルアルコキシシ
ラン、および(C)界面活性剤を含有する有機ケイ素化
合物エマルションであって、該有機ケイ素化合物成分
(A)と(B)の割合が、重量比で1:0.2〜0.4
であり、界面活性剤(C)の量が有機ケイ素化合物成分
(A)と(B)の合計量の1〜20重量%であることを
特徴とする水系吸水防止材。 - 【請求項2】アルキルアルコキシシランが、ヘキシルト
リメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オク
チルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシランま
たはオクチルトリエトキシシランである請求項1に記載
の水系吸水防止材。 - 【請求項3】アミノアルキル基を有するアルキルアルコ
キシシランが、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ
プロピルトリメトキシシランまたは3−アミノプロピル
トリエトキシシランである請求項1に記載の水系吸水防
止材。 - 【請求項4】界面活性剤が、ノニオン系界面活性剤であ
る請求項1に記載の水系吸水防止材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001163830A JP2002356672A (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 水系吸水防止材 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001163830A JP2002356672A (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 水系吸水防止材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002356672A true JP2002356672A (ja) | 2002-12-13 |
JP2002356672A5 JP2002356672A5 (ja) | 2008-06-05 |
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ID=19006731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001163830A Pending JP2002356672A (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 水系吸水防止材 |
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