JP2509268C

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Publication number: JP2509268C
Authority: JP
Original assignee: リチャード・カウフマン・ウント・コンパニー
Publication date: 1998-10-08

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２０〜８
０wt％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）、または該成分（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）を含有する無機材料用疎水性改良剤[但し、該改良
剤が成分（ｃ）を含有しないときの成分（ａ）のアルキル残基の炭素原子数は１０〜１８である]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１〜３０wt
％、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１×１０⁵Ｐa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 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（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）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１l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、１１、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、Ｃ
３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、Ｃ１０またはＣ１
２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

【特許請求の範囲】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)、ま
たは該成分(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)を含有する無機材料用疎水性改良剤[但し、該改良剤が成分(ｃ)を含有し
ないときの成分(ａ)のアルキル残基の炭素原子数は１０〜１８である]。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．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．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．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．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．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．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．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．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．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．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。