JP2509268B2 - 無機材料用疎水性改良剤 - Google Patents

無機材料用疎水性改良剤

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JP2509268B2 JP62326662A JP32666287A JP2509268B2 JP 2509268 B2 JP2509268 B2 JP 2509268B2 JP 62326662 A JP62326662 A JP 62326662A JP 32666287 A JP32666287 A JP 32666287A JP 2509268 B2 JP2509268 B2 JP 2509268B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、無機材料、特に壁材、コンクリートおよび
ファサードの外壁モルタルの疎水性改良剤であって、ア
ルキルトリアルコキシシランもしくはその縮合生成物を
主成分とする疎水性改良剤に関する。
従来の技術 炭素原子数１〜６のアルキルトリアルコキシシランも
しくはその縮合生成物を炭素原子数１〜３のアルカノー
ル、好ましくはエタノールを溶剤とする20〜80wt％の溶
液として壁材、コンクリートおよびファサードの外壁モ
ルタルに含浸させる方法が知られている（西独国特許公
報DE−PS2029446号）。炭素原子数１〜６のアルキルト
リアルコキシシランには公知のメチル−、エチル−、プ
ロピル−、ブチル−、ペンチル−およびヘキシルトリア
ルコキシシランが包含される。被含浸基材としては、Si
−Ｏ−結合が解離する部位となり得る水酸基含有成分を
有するセメントおよび石灰含有物が適用対象となる。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記の特許公報に記載の方法によって達成
されるよりも著しく大きな撥水効果と無機材料によって
吸収される水分量の大きな減少効果をもたらす無機材料
用疎水性改良剤を提供するためになされたものである。
問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、炭素原子数が８〜18のアルキル残基
および炭素原子数が各々１〜３のアルコキシ残基を有す
る少なくとも１種のアルキルトリアルコキシシランまた
は珪素原子あたり平均０〜２個のアルコキシ残基を有す
るこれらの縮合生成物（ａ）と共に、溶剤としてのアル
コールまたは炭化水素もしくは炭化水素混合物（ｂ）と
炭素原子数が１〜７のアルキル残基および炭素原子数が
各々１〜３のアルコキシ残基を有する少なくとも１種の
アルキルトリアルコキシシランまたは珪素原子あたり平
均０〜２個のアルコキシ残基を有するこれらの縮合生成
物（ｃ）から成る群から選択される少なくとも１種の別
成分を含有する無機材料用疎水性改良剤に関する。
上記の成分（ａ）のアルキル残基の好ましい炭素原子
数は10〜12である。
好ましくは、本発明による疎水性改良剤は、炭素原子
数が８〜18のアルキル残基を有するアルキルトリアルコ
キシシランもしくはその縮合生成物１〜30wt％、特に１
〜15wt％、炭素原子数１〜７のアルキル残基を有するア
ルキルトリアルコキシシランもしくはその縮合生成物を
０〜99wt％およびアルコールまたは炭化水素もしくは炭
化水素混合物を０〜95wt％含有する。
溶剤としては、前述のように、アルコールまたは炭化
水素もしくは炭化水素混合物を使用する。アルコールと
しては炭素原子数１〜３のアルコール、特にエタノール
が好ましい。好ましい炭化水素としては、絶対圧１×10
5Paのもとでの沸点が120〜180℃の範囲にあるアルカ
ン、例えばｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカンおよ
びこれらの種々の異性体、アルキルベンゼン、例えばト
ルエン、キシレン異性体、トリメチロールベンゼン異性
体およびスチレン等が例示される。適当な炭化水素混合
物としては、炭素原子数が９もしくは10の芳香族炭化水
素を約99wt％まで含有し、絶対圧１×105Paのもとでの
沸点が155〜175℃の範囲にある混合物が例示される。こ
の種の混合物はテキサコ社（Firma Texaco Inc.）か
らデアゾール（Deasol） 99として市販されている。別
の適当な炭化水素混合物としてはミネラルスピリット、
シェル社（Firma Shell）の市販品シェルゾーン（Shel
lsol） Ａおよび所謂「ホワイトスピリット」もしくは
「ストッダード（Stoddard）溶剤」と呼ばれている石油
留出物（引火点が約38〜43℃で、C10H22〜C15H32の炭化
水素を含有する溶剤）等が例示される。
本発明による疎水性改良剤は好ましくはさらに少なく
とも１種の加水分解触媒を含有し、この種の好ましい触
媒としてはカルボン酸の金属塩、混合有機金属化合物
（少なくとも１個の有機残基が炭素原子を介して金属原
子に直接接合し、さらに少なくとも１個の残基もしくは
イオンが炭素原子を介さずに金属原子に結合した化合
物）、チタン酸エステル、珪酸エステル、酸または塩基
性の有機窒素化合物が例示される。
特に好適な触媒はチタンから鉛までの電気化学的起電
列に含まれる金属の化合物である。このような触媒とし
てはカドミウム、チタン、ジルコニウム、錫、鉛、マン
ガン、鉄またはコバルトの塩、例えばオクタン酸錫（I
I）、オクタン酸鉛、ラウリン酸鉛、オクタン酸鉄（II
I）、ステアリン酸鉄（II）およびナフテン酸コバルト
等が挙げられる。また、混合有機金属化合物、例えばジ
ブチル錫ジラウレートおよびジブチル錫ジアセテート等
も好適な触媒である。チタン酸エステルとしてはテトラ
プロピルオルトチタネート、テトライソプロピルオルト
チタネートおよびテトラブチルオルトチタネート等が例
示される。次式： （式中、R1、R2、R3およびR4は同一もしくは異なった飽
和もしくは不飽和な脂肪族残基もしくは脂環式残基、ア
リール残基もしくはアラルキル残基を示し、ｎは１〜10
の数を示す） で表わされる珪酸エステルも有用である。さらにまた、
塩酸等の酸並びにモノエタノールアミン、トリエタノー
ルアミンおよびピペリジン等の塩基性有機窒素化合物も
使用できる。
本発明による疎水性改良剤への上記触媒の配合量は、
１種もしくはそれ以上のアルキルトリアルコキシシラン
またはこれらの縮合生成物の重量に基づいて、好ましく
は0.01〜10wt％、特に0.1〜5wt％である。
本発明による疎水性改良剤に配合するアルキルトリア
ルコキシシランは既知の方法、即ちＲ−SiCl3（式中、
Ｒは炭素原子数８〜18または１〜７のアルキル残基を示
す）で表わされる相当するクロールシランをメタノー
ル、エタノールまたはプロパノールを用いてエステル化
することによって調製される。縮合生成物はアルキルト
リアルコキシシランと水を反応させ、所望により遊離の
メタノール、エタノールまたはプロパノールを分留する
ことによって調製することができる。
本発明による疎水性改良剤は種々の無機材料、例えば
コンクリートやその他の人造石材、天然石材、煉瓦、非
凝結砂および粉末状もしくは固形状の無機酸化物等の疎
水性を改良するのに使用できる。この場合、アルコール
溶液または炭化水素溶液として塗装されるアルキルトリ
アルコキシシランの加水分解は、処理された材料上にお
いて自動的におこなわれる。
本発明による疎水性改良剤は噴霧法または浸漬法によ
って被処理無機材料上に塗装することができる。刷毛ま
たはローラーを用いる塗布法は、噴霧法または浸漬法に
比較して、固形状材料の場合の含浸層の厚さが小さくな
るので好ましくない。非凝結砂および粉末状無機酸化物
は本発明による疎水性改良剤に浸漬するのが好ましい。
充分な撥水効果は処理後、約24時間で表われる。
本発明を以下の実施例によって説明するが、本発明は
実施例に記載の実施態様に限定されるものではない。こ
れらの実施例は、前記特許公報に記載の処理液と比較し
て本発明による疎水性改良剤が優れていることを示す。
実施例 ルファシャー砂岩（Ruffacher Sandstein）または赤
色のヴォゲーゼン砂岩（Vogesensandstein）製の試験体
（15×15×5cm）を本発明による疎水性改良剤を用いて
処理した。この場合、該改良剤は試験体の表面積1cm2あ
たり１の割合で使用した。24時間経過後、水位10cmの
水浴中における30分間の吸水量（g/m2）を秤量した。測
定結果を以下の表−１〜表−３に示す。
表中、C3、C4、C8、C10、C12、C14およびC16はそれぞ
れｎ−プロピルトリメトキシシラン、イソブチルトリメ
トキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−
デシルトリメトキシシラン、ｎ−ドデシルトリメトキシ
シラン、ｎ−テトラデシルトリメトキシシランおよびｎ
−ヘキサデシルトリメトキシシランを表わす。
実施例１〜３は、本発明による疎水性改良剤を用いる
ことによって、前記特許公報に開示された処理剤を用い
る場合よりも実質上改良された吸水量減少効果が得られ
ることを示す。これらと同様の結果が、炭素原子数１、
２、５、６、７のアルキル残基および炭素原子数９、1
1、13、15、17または18のアルキル残基を有するアルキ
ルトリアルコキシシランを含有する改良剤を用いること
によって得られた。
さらにまた、C10およびC12を用いて処理した砂岩試験
体の吸水量は、C3およびC4を用いて処理した砂岩試験体
の吸水量に比べて、前者の使用量が後者の使用量の４分
の１であるにもかかわらず、約10倍の撥水効果が認めら
れた。また、C10またはC12を当初の使用量の８分の１の
量でC3およびC4に添加する場合には、吸水量を増加させ
ることなく、C3とC4の使用量を２分の１に減少させるこ
とができる。
炭化水素または炭化水素混合物に溶解させたアルキル
トリアルコキシシランを用いても、相当するエタノール
溶液の場合と比較し得る結果が得られた。
炭素原子数１〜７のアルキル残基を有するアルキルト
リアルコキシシランを単独で使用しても、非処理無機材
料の表面に十分な撥水性を付与することはできない。こ
のような欠点が、炭素原子数が８〜18のアルキル残基を
有するアルキルトリアルコキシシランもしくはこれらの
混合物を、炭素原子数が１〜７のアルキル残基を有する
アルキルトリアルコキシシランと併用することによって
解消されることが判明した。
ドイツ工業規格DIN52111による塩噴霧試験の結果、C1
0またはC12を用いて処理した試験体はC3またはC4を用い
て処理した試験体に比べて８〜20倍優れた安定性を示し
た。スイス技術建築規格SIA215によって調製し、C10お
よびC12を用いて処理したコンクリート試験体はC3また
はC4を用いて処理した試験体に比べて、NaOHに対して10
〜50倍優れた安定性を示した。
珪素原子あたり平均して０〜２個のアルコキシ残基を
有するアルキルトリアルコキシシランの縮合生成物を用
いることによって、アルキルトリアルコキシシラン自体
を用いる場合と類似の特性が得られる。
本発明による疎水性改良剤の効果は縮合触媒、例えば
前記の縮合触媒を添加することによってさらに改良され
る。本発明による疎水性改良剤の個々の被処理無機材料
に対する最適な組成は予備実験によって決定することが
できる。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】炭素原子数が８〜18のアルキル残基および
    炭素原子数が各々１〜３のアルコキシ残基を有する少な
    くとも１種のアルキルトリアルコキシシランまたは珪素
    原子あたり平均０〜２個のアルコキシ残基を有するこれ
    らの縮合生成物（ａ）と共に、溶剤としてのアルコール
    または炭化水素もしくは炭化水素混合物（ｂ）と炭素原
    子数が１〜７のアルキル残基および炭素原子数が各々１
    〜３のアルコキシ残基を有する少なくとも１種のアルキ
    ルトリアルコキシシランまたは珪素原子あたり平均０〜
    ２個のアルコキシ残基を有するこれらの縮合生成物
    （ｃ）から成る群から選択される少なくとも１種の別成
    分を含有する無機材料用疎水性改良剤。
  2. 【請求項２】成分（ａ）のアルキル残基の炭素原子数が
    10〜12である第１項記載の疎水性改良剤。
  3. 【請求項３】炭素原子数が８〜18のアルキル残基を有す
    るアルキルトリアルコキシシランもしくはその縮合生成
    物１〜30wt％、炭素原子数１〜７のアルキル残基を有す
    るアルキルトリアルコキシシランもしくはその縮合生成
    物０〜99wt％およびアルコールまたは炭化水素もしくは
    炭化水素混合物０〜95wt％含有する第１項または第２項
    記載の疎水性改良剤。
  4. 【請求項４】炭素原子数８〜18のアルキル残基を有する
    アルキルトリアルコキシシランもしくはその縮合生成物
    を１〜15wt％含有する第３項記載の疎水性改良剤。
  5. 【請求項５】アルコールがエタノールである第１項から
    第４項いずれかに記載の疎水性改良剤。
  6. 【請求項６】炭化水素が、絶対圧１×105Paのもとでの
    沸点が120〜180℃のアルカン、トルエン、キシレン、ト
    リメチルベンゼンまたはスチレンである第１項から第４
    項いずれかに記載の疎水性改良剤。
  7. 【請求項７】炭化水素混合物が、炭素原子数９もしくは
    10の芳香族炭化水素を約99wt％まで含有し、その沸点が
    絶対圧１×105Paのもとで155〜175℃の混合物である第
    １項から第４項いずれかに記載の疎水性改良剤。
  8. 【請求項８】少なくとも１種の加水分解触媒を含有する
    第１項から第７項いずれかに記載の疎水性改良剤。
  9. 【請求項９】触媒がカルボン酸の金属塩、混合有機金属
    化合物、チタン酸エステル、珪酸エステル、酸または塩
    基性有機窒素化合物である第８項記載の疎水性改良剤。
  10. 【請求項１０】触媒がオクタン酸錫（II）、オクタン酸
    鉛、ラウリン酸鉛、オクタン酸鉄（III）、ステアリン
    酸鉄（II）、ナフテン酸コバルト、ジブチル錫ジラウレ
    ート、ジブチル錫ジアセテート、テトラプロピルオルト
    チタネート、テトライソプロピルオルトチタネート、テ
    トラブチルオルトチタネート、次式： （式中、R1、R2、R3およびR4は同一もしくは異なった飽
    和もしくは不飽和な脂肪族残基もしくは脂環式残基、ア
    リール残基もしくはアラルキル残基を示し、ｎは１〜10
    の数を示す） で表わされる珪酸エステル、塩酸、モノエタノールアミ
    ン、トリエタノールアミンまたはピペリジンである第９
    項記載の疎水性改良剤。
  11. 【請求項１１】触媒をアルキルトリアルコキシシランも
    しくはその縮合生成物の重量に基づいて0.01〜10wt％含
    有する第８項から第10項いずれかに記載の疎水性改良
    剤。
  12. 【請求項１２】触媒をアルキルトリアルコキシシランも
    しくはその縮合生成物の重量に基づいて0.1〜5wt％含有
    する第11項記載の疎水性改良剤。
JP62326662A 1987-01-02 1987-12-23 無機材料用疎水性改良剤 Expired - Lifetime JP2509268B2 (ja)

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