JP3531948B2 - 浸透性防水剤組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、コンクリートやモルタ
ルなどの多孔質無機材料に塗布した場合に、塗布後速や
かに優れた撥水性を発現し、かつその撥水性を長時間持
続することができる浸透性防水剤組成物に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、コンクリートやモルタルなどの多
孔質無機材料からなる構造物が塩害、凍害、アルカリ骨
材反応などにより劣化することが重大な問題となってい
る。 【０００３】これらの多孔質無機材料の劣化は、無機材
料への水の侵入により生じるものである。すなわち、塩
害は水とともに水に溶けた塩素イオン（Ｃｌ^- ）が侵入
することによって発生し、凍害は侵入した水分が凍結す
ることにより発生し、アルカリ骨材反応は侵入した水分
と骨材が化学反応を起こすことにより発生する。 【０００４】そこでこれらの問題点を解決するために
は、多孔質無機材料内部への水分の侵入を防止すること
が必要であり、かつ、それに関するいくつかの方法が知
られている。 【０００５】例えば、無機材料表面にアクリル樹脂やシ
リコーン樹脂などの樹脂溶液又はナトリウムオルガノシ
リコネート溶液などを塗布することにより、撥水性を付
与する方法が行われている。しかし、これらの方法で
は、形成される撥水層が薄く、耐久性が乏しいという問
題点がある。例えば、特開昭５４−１６０５７５号公報
には、オルガノシラン又はオルガノシロモサンとアクリ
ル系樹脂からなる防水剤が提案されているが、撥水性が
発現するのが遅く、また、その持続性・耐久性に問題が
ある。 【０００６】また、最近ではＲＴＶ（常温硬化性）シリ
コーンゴムに、炭素数１〜４の低分子量のアルキルアル
コキシシランを配合し、無機材料に塗布する方法が提案
されている（特公昭６３−４０２３２号公報参照）。こ
の方法によれば、防水剤が深く浸透して得られた防水層
と優れた初期撥水性を有する被膜を形成できると考えら
れている。 【０００７】しかし、これらの低分子量のアルキルアル
コキシシラン化合物は、深い防水層を形成するものの、
アルキル基の疎水性が低いために十分な撥水効果が得ら
れない。したがって、撥水効果は実質的にはＲＴＶシリ
コーンゴムに依存するのみで従来の方法と変わるところ
がない。 【０００８】これらの問題に対し、特開平２−７０７８
７号公報ではオルガノシランと流動パラフィンを有効成
分とした撥水剤が、特開平２−１５０４７７号公報では
炭素数５〜１８の炭化水素基含有オルガノシランとオル
ガノシロキサンを有効成分としたものが、更に特開平２
−１５０４９０号公報ではオルガノシランとオルガノシ
ロキサンレジンを有効成分としたものが提示され、従来
技術が一応改善されているが、より撥水性が持続し、か
つ溶液の安定性の優れたものが求められていた。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決し、塗布後速やかに疎水効果の高い撥水性を発
現することができ、深く、かつ耐久性の優れた（長期間
にわたって撥水性を持続できる）撥水層を形成すること
ができる浸透性防水剤組成物を提供することを目的とす
る。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は、下記の成分
（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を含有することを特徴とする
浸透性防水剤組成物である。 （Ａ）一般式：Ｒ_a ＳｉＸ_4-a （式中、Ｒは炭素数１〜
１８の１価炭化水素基を表し、Ｘは加水分解性基を表
し、ａは１、２又は３を表す）で示される加水分解性オ
ルガノシラン１００重量部、 【００１１】（Ｂ）ＳｉＯ₂ 単位１モルに対して（Ｒ¹)
₃ ＳｉＯ_1/2 単位（式中、Ｒ¹ は互に同一又は相異なる
置換若しくは非置換の１価の炭化水素基を表す）０．４
〜１．０モルの割合で、実質的にＳｉＯ₂ 単位と（Ｒ¹)
₃ ＳｉＯ_1/2 単位とからなり、ケイ素原子に結合した水
酸基及び／又はアルコキシル基をケイ原子１個当り０．
０００４〜１個有するベンゼン可溶性ポリオルガノシロ
キサン１００重量部と、２５℃で３０〜２，０００，０
００cSt の粘度を有するシラノール末端ポリジオルガノ
シロキサン２０〜２００重量部との縮合反応生成物０．
５〜１００重量部 【００１２】（Ｃ）有機溶媒５０〜２０００重量部 【００１３】本発明で用いる成分（Ａ）の加水分解性オ
ルガノシランは、一般式Ｒ_a ＳｉＸ _4-a （式中、Ｒ、Ｘ
及びａは前記と同じ）で示され、無機材料の表層内部に
浸透して、水及びそれと共存する塩素イオンなどの侵入
を抑制する能力を発揮する成分である。 【００１４】一般式中のＲで示される１価の炭化水素基
としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチ
ル、へキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、
ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペ
ンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシ
ル、ノナデシル、エイコシルなどのアルキル基；シクロ
へキシルなどのシクロアルキル基；フェニルなどのアリ
ール基；ビニル、アリルなどのアルケニル基；β−フェ
ニルエチル、β−フェニルプロピルなどのアラルキル基
を例示することができる。これらのなかでも優れた撥水
性を付与する目的からアルキル基が好ましく、撥水性が
特に優れており、かつ原料の入手と合成及び精製が容易
でることから炭素数３〜１８のアルキル基が更に好まし
く、炭素数４〜１０のアルキル基が特に好ましい。な
お、一般式中ａが２又は３である場合には、Ｒはそれぞ
れ同一であっても異なっていてもよい。 【００１５】一般式中、Ｘで示される加水分解性基とし
ては、アルコキシル基、アシロキシ基、アミノ基、アミ
ノキシ基、オキシム基、ケトオキシム基、アミド基、ア
ルケニルオキシ基、ハロゲン原子などを例示することが
できる。これらのなかでも建築材料などを侵す恐れがな
いこと、硬化反応時に発生する臭気が弱いこと、貯蔵安
定性が良好であることからアルコキシル基が好ましく、
さらに適度の硬化速度を与えることからメトキシ基が特
に好ましい。 【００１６】本発明で用いる成分（Ｂ）はＳｉＯ₂ 単位
１モルに対して（Ｒ¹)₃ ＳｉＯ_1/2単位（式中、Ｒ¹ は
前記と同じ）０．４〜１．０モルの割合で、実質的にＳ
ｉＯ₂ 単位と（Ｒ¹)₃ ＳｉＯ_1/2 単位とからなり、ケイ
素原子に結合した水酸基及び／又はアルコキシル基をケ
イ素原子１個あたり０．０００４〜１個有するベンゼン
可溶性の反応性ポリオルガノシロキサン１００重量部
と、２５℃で３０〜２，０００，０００cSt の粘度を有
するシラノール末端ポリジオルガノシロキサン２０〜２
００重量部との縮合反応生成物である。 【００１７】Ｒ¹ の１価の炭化水素基としては、メチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、へキシル、オ
クチル、デシルなどのアルキル基；ビニルなどのアルケ
ニル基；β−エチルフェニル基などのアラルキル基；フ
ェニル基などのアリール基を例示することができ、これ
らのなかでも原料の入手が容易で、合成も容易であるこ
とからメチル基又はフェニル基が好ましい。 【００１８】ベンゼン可溶性のポリオルガノシロキサン
は、エチルシリケート、プロピルシリケートのようなア
ルキルシリケートやその部分縮合物、四塩化ケイ素、及
び水ガラスから選ばれた４官能性ケイ素含有化合物を、
溶媒の存在下にトリメチルクロロシラン、ジメチルビニ
ルクロロシラン、ジメチルフェニルクロロシランのよう
なトリオルガノクロロシランと共加水分解を行い、常用
の手段により副生物を除去することによって得られる。
この際に用いる溶媒としては、通常、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、ガソリン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン
などの炭化水素が例示される。 【００１９】シラノール末端ポリジオルガノシロキサン
としては、実質的に鎖状のシロキサン骨格をもち、２５
℃において３０〜２，０００，０００cSt 、好ましくは
１，０００〜２００，０００cSt の粘度を有するものが
用いられる。粘土が３０cSt未満の場合には、得られる
被膜が強靭性や柔軟性に乏しいものとなり、２，００
０，０００cSt を超えると、組成物の粘度が上昇して作
業性を阻害する。ケイ素原子に結合する有機基は、上記
Ｒ¹ と同様のものが例示され、組成物の粘度と必要な物
理的性質のかね合い、前記ベンゼン可溶性ポリオルガノ
シロキサンと速やかに縮合反応を起こすこと、中間体が
工業的に容易に得られること、及び建築物の目地のシー
リング材や表面のコーティング材に防埃性の被膜を形成
する際、加熱しにくい場所において、常温で速やかに硬
化し、かつ耐紫外線性を兼ね備えていることから、その
すべてがメチル基であることが好ましい。しかし、用途
や要求される性質によっては、２０モル％までの範囲内
でフェニル基を、１０モル％までの範囲内でビニル基を
導入してもよい。 【００２０】ベンゼン可溶性ポリオルガノシロキサンと
シラノール末端ポリジオルガノシロキサンとは単なる混
合物の状態で使用してもよく、またあらかじめ共縮合さ
せて使用してもよい。共縮合させる場合は、両者を混合
して好ましくはカセイカリ、カセイソーダ又は有機過酸
化物の存在下に加熱することによって行われる。ベンゼ
ン可溶性ポリオルガノシロキサンは通常、固型分３０〜
６０重量％の炭化水素溶液として得られるが、さらに必
要に応じて溶剤を追加し、次いでシラノール末端ポリジ
オルガノシロキサンを加え、この混合系を加熱すること
によっても得られる。用いられる溶剤は炭化水素系溶剤
が適しており、特にトルエン又はキシレンが好ましい。
加熱温度は８０〜１５０℃の間が好適であり、特に、加
えられた溶剤の還流温度を利用することが、温度制御上
で有利である。この縮合反応は完結に至るまで続行して
もよく、また部分縮合の状態で停止させてもよい。 【００２１】ベンゼン可溶性ポリオルガノシロキサンと
シラノール末端ポリジオルガノシロキサンとの配合比
は、前者１００重量部に対し、後者２０〜２００重量部
である。２００重量部より多いと必要とされる防埃効果
が得られず、２０重量部より少ないと被膜の柔軟性や強
靭性が低下するからである。成分（Ｂ）は成分（Ｃ）と
して用いる有機溶媒に可溶であることが必要である。 【００２２】成分（Ｂ）の配合量は、成分（Ａ）１００
重量部に対して０．５〜１００重量部であり、好ましく
は１〜５０重量部である。成分（Ｂ）の配合量が０．５
重量部未満であると撥水性の持続性が低下性し、５０重
量部を超えると組成物を無機材料に塗布した場合に、そ
の表面に成分（Ｂ）が残存して外観を損なう。 【００２３】成分（Ｃ）は有機溶媒であり、成分（Ａ）
及び（Ｂ）を均一に混合・溶解すると共に、無機材料へ
の組成物の塗布作業及び浸透を容易にするための成分で
ある。 【００２４】成分（Ｃ）としては、メタノール、エタノ
ール、イソプロパノールのようなアルコール類；エチレ
ングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール
モノエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン
のようなエーテアルコール及びエーテル類；アセトン、
メチルエチルケトン、ジエチルケトンのようなケトン
類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチルのような
エステル類；ｎ−へキサン、ガソリン、ゴム揮発油、ミ
ネラルスピリット、灯油のような脂肪族炭化水素；ベン
ゼン、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素を例
示することができる。 【００２５】成分（Ｃ）の配合量は、成分（Ａ）１００
重量部に対して５０〜２，０００重量部であり、好まし
くは１００〜１，０００重量部である。成分（Ｄ）の配
合量が５０重量部未満であると低温時に成分（Ｂ）が析
出しやすくなり、２，０００重量部を超えると成分
（Ａ）及び（Ｂ）の濃度が低くなりすぎて、何度も塗布
しなければならず、塗布作業性が低下する。 【００２６】本発明においては成分（Ａ）〜（Ｃ）のほ
かにも必要に応じて他の添加剤を配合することができ
る。 【００２７】他の添加物としては、例えば成分（Ａ）の
加水分解を促進する触媒、例えば、ジブチルスズジラウ
レート、ジブチルスズジアセテート、ブチルスズトリ
（２−エチルヘキソエート）、カブリル酸第一スズ、ナ
フテン酸スズ、オレイン酸スズ、鉄−２−エチルヘキソ
エート、鉛−２−エチルオクトエート、コバルト−２−
エチルヘキソエート、マンガン−２−エチルヘキソエー
ト、亜鉛−２−エチルヘキソエート、ナフテン酸チタ
ン、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン
酸亜鉛などの有機カルボン酸の金属塩；テトラブチルチ
タネート、テトラ−２−エチルヘキシルチタネート、ト
リエタノールアミンチタネート、テトラ（イソプロペニ
ルオキシ）チタネートなどの有機チタン酸エステル； 【００２８】オルガノシロキシチタン、β−カルボニル
チタンなどの有機チタン化合物；γ−アミノプロピルト
リエトキシシラン、Ｎ−（トリメトキシシリルプロピ
ル）エチレンジアミンなどのアミノアルキル基置換アル
コキシシラン；へキシルアミン、リン酸ドデシルアミン
などのアミン化合物又はその塩；ベンジルトリエチルア
ンモニウムアセテートなどの第四級アンモニウム塩；酢
酸カリウム、酢酸ナトリウム、シュウ酸リチウムなどの
アルカリ金属の低級脂肪族塩；ジメチルヒドロキシルア
ミン、ジエチルヒドロキシルアミンなどのジアルキルヒ
ドロキシルアミン；テトラメチルグアニジンなどのグア
ニジン化合物並びにグアニジル基含有シラン及びシロキ
サン化合物などを挙げることができる。 【００２９】本発明の組成物が適用可能な無機材料とし
ては、例えばセメントを含有するもの、すなわち現在種
々の分野で一般に使用されているコンクリートやセメン
トモルタルなどを挙げることができる。 【００３０】本発明の組成物を無機材料に塗布する方法
としては、通常の刷毛塗り、ローラー塗り、スプレー塗
りなどの方法を適用することができる。 【００３１】本発明の組成物は、無機材料表面に塗布す
ると速やかに無機材料の内部に浸透し硬化して、撥水層
を形成するものであり、この撥水層により水や塩化物イ
オンの浸入を防止し、長期にわたって優れた撥水性を持
続することができるものである。 【００３２】 【発明の効果】本発明の組成物は、コンクリートやモル
タルなどの多孔質無機材料に塗布した場合に速やかに撥
水性を発現し、また形成される撥水層は深く、耐久性に
も優れている。 【００３３】したがって、塗布作業後まもない間に降雨
に遭った場合でも十分に撥水性を発揮することができ、
かつ長期間にわたってその撥水性を持続することができ
るために実用価値が非常に大きい。 【００３４】 【実施例】以下、実施例を挙げ、本発明を具体的に説明
する。なお、以下において部は重量部を表す。また、次
の略号を用いた。 Ｍ単位：トリメチルシロキサン単位 （ＣＨ₃)₃ ＳｉＯ
_1/2 Ｔ単位：モノメチルシロキサン単位 ＣＨ₃ ＳｉＯ_3/2 Ｑ単位：ＳｉＯ₂ 単位 【００３５】参考例１ Ｍ単位とＱ単位とからなり、Ｑ単位１モルに対するＭ単
位の割合が０．６５モルで、ケイ素原子に結合した水酸
基を含有するポリメチルシロキサン１００重量部を２５
℃で８００，０００cSt の粘度を有するシラノール末端
ポリジオルガノシロキサン６０重量部との縮合反応生成
物の５０％キシレン溶液を調製した。この溶液をＡ−１
とする。 【００３６】参考例２ Ｍ単位とＱ単位とからなり、Ｑ単位１モルに対するＭ単
位の割合が０．６５モルでケイ素原子に結合した水酸基
を含有するポリメチルシロキサンの５０％キシレン溶液
を調製した。この溶液をＳ−１とする。 【００３７】参考例３ Ｔ単位からなる、ケイ素原子に結合した水酸基を含有す
るポリオルガノシロキサンの５０％キシレン溶液を調製
した。この溶液をＳ−２とする。 【００３８】参考例４ Ｔ単位とＭ単位からなり、Ｍ単位１モルに対するＴ単位
の割合が２モルであるポリオルガノシロキサンの５０％
キシレン溶液を調製した。この溶液をＳ−３とする。 【００３９】実施例１〜６及び比較例１〜５ 表１に示す各成分を同表に示す配合組成により混合し
て、加水分解性オルガノシラン、ポリオルガノシロキサ
ン、加水分解触媒及び有機溶媒からなる実施例１〜６の
組成物と、本発明の成分（Ｂ）を含まない比較例１〜５
の組成物を製造した。得られた各組成物を下記の方法で
撥水性を評価し、結果を表１に示した。 【００４０】 【表１】【００４１】＜撥水性確認試験＞ 普通ポリトランドセメント：豊浦標準砂＝１：３（重量
比）の配合比のモルタルを、フロー値が１７０±５とな
るように水セメント比を調整した後、混練し、寸法１０
×１０×１０cmの成形体を得た。次にこの成形体を養生
した後、供試体を調製した。その後、この供試体の表面
に各組成物を４００g ／m²の塗布量になるように刷毛で
塗布した。塗布後、２５℃、５０％ＲＨの雰囲気中で１
日乾燥した後、塗布面に存在する水の接触角を測定し
た。 【００４２】また、その後さらに供試体を前記雰囲気中
で７日間養生した後、塗布面の水の接触角を再度測定し
た。更に、この供試体を２分割して、その割裂面に水を
吹き付けた場合の撥水部分の深さ（撥水層の深さ）を測
定した。 【００４３】表１には、接触角を下記区分で表記した。 １３０°以上 ：二重丸 １１０°以上１３０°未満：○ ９０°以上１１０°未満 ：△ ９０°未満 ：×

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09K 3/18 104 C04B 41/64

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 下記の成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を
   含有することを特徴とする浸透性防水剤組成物。 （Ａ）一般式：Ｒ_a ＳｉＸ_4-a （式中、Ｒは炭素数１〜
   １８の１価炭化水素基を表し、Ｘは加水分解性基を表
   し、ａは１、２又は３を表す）で示される加水分解性オ
   ルガノシラン１００重量部、 （Ｂ）ＳｉＯ₂ 単位１モルに対して（Ｒ¹)₃ ＳｉＯ_1/2
   単位（式中、Ｒ¹ は互に同一又は相異なる置換若しくは
   非置換の１価の炭化水素基を表す）０．４〜１．０モル
   の割合で、実質的にＳｉＯ₂ 単位と（Ｒ¹)₃ ＳｉＯ_1/2
   単位とからなり、ケイ素原子に結合した水酸基及び／又
   はアルコキシル基をケイ原子１個当り０．０００４〜１
   個有するベンゼン可溶性ポリオルガノシロキサン１００
   重量部と、２５℃で３０〜２，０００，０００cSt の粘
   度を有するシラノール末端ポリジオルガノシロキサン２
   ０〜２００重量部との縮合反応生成物０．５〜１００重
   量部 （Ｃ）有機溶媒５０〜２０００重量部