JPH01157444A - 結合促進兼保護剤及び無機材どうしの結合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水硬性又は気硬性の第１無機材と結合させる
ための第２無機材に対する結合促進兼保護剤と、その結
合促進兼保護剤を使用した無機材どうしの結合方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来、上記第２無機材に対する結合促進兼保護剤は存在
せず、しかも、その結合促進兼保護剤を使用した無機材
どうしの結合方法は考えられていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そのために、第１無機材と第２無機材を結合させた後、
例えば、第１無機材に長期にわたって水が浸入するに伴
って、第１無機材中のアルカリ成分によって浸入水がア
ルカリ液になり、そのアルカリ液によって第２無機材が
溶かされ、あるいは、第１無機材に浸入する水が、空中
の酸素や酸性ガスを溶解して酸化性もしくは酸性液にな
り、その液によって第２無機材が酸化され、両無機材ど
うしの結合強度を弱くしたり、第２無機材自身の強度を
弱くすることが多かった。

本発明の目的は、第１無機材と第２無機材を結合させな
がら、第２無機材を外部から浸入する水分から保護する
結合促進兼保護剤を提供すると共に、結合促進兼保護剤
を使用して、更に第１無機材と第２無機材との結合強度
を上げる方法を提供する点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本案の第１発明における結合促進兼保護剤の特徴構成は
、オルガノアルコキシシランのうちの少なくとも１種類
を水によって加水分解した分解液に、ケイ酸塩化合物の
うちの少なくとも１種類を添加してｐＨ９〜１３に調整
した水溶液と、界面活性剤とを含むことにあり、その作
用効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、オルガノアルコキシシランのうちの少なくとも
１種類を、水によって加水分解した分解液は、シラノー
ル基によって第２無機材の表面に均一に結合し、その表
面側に現れる疎水基によって第２無機材を保護できるが
、不安定であると共に、弱酸性を示して一般的にアルカ
リ成分の多い第１無機材との親和力が弱く、その上、第
２無機材の表面側に現れる疎水基が、硬化前の水を含ん
だ第１無機材を遠ざけ、結局、第１無機材との結合強度
を低下させる。そこで、前記分解液にケイ酸塩化合物を
添加してｐＨ９〜１３に調整することによって、分解液
は高濃度でも安定化して、第２無機材の表面に均一に結
合させられると共に、第１無機材との親和力も強まり、
また、第２無機材の表面側にシラノール基との結合によ
って疎水基が現れても、界面活性剤によって、硬化前の
第１無機材を第２無機材に近づけて両無機材間の結合強
度を高める。

〔発明の効果〕

従って、第２無機材の表面を均一に保護して、例えば外
部から第１無機材に浸入する水分に起因して第２無機材
が侵されるのを防止、第２無機材の強度を長期にわたっ
て高く維持できる。

しかも、第１無機材との結合性も向上させることができ
るようになった。

その上、分解液をｐ）１９〜１３に調整するのにケイ酸
塩化合物のうちの少なくとも１種類を使用することによ
って、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の通常のア
ルカリ性物質を使用するのに比して、第２無機材との結
合性が良く、全体として両無機材どうしの結合性を高く
維持できるようになった。

〔問題点を解決するための手段〕

氷室の第２発明における無機材どうしの結合方法の特徴
手段は、水硬性又は気硬性の第１無機材と結合させるた
めの第２無機材に対する結合促進兼保護剤を、オルガノ
アルコキシシランのうちの少なくとも１種類を水によっ
て加水分解した分解液にケイ酸塩化合物のうちの少なく
とも１種類を添加してｐＨ９〜１３に調整した水溶液と
界面活性剤とを混合させて形成し、その結合促進兼保護
剤を前記第２無機材の表面に付着させて乾燥し、その乾
燥後に前記第２無機材を前記第１無機材に接触させて前
記結合促進兼保護剤の作用によって両無機材を結合させ
ることにあり、その作用効果は、次の通りである。

〔作　用〕

つまり、オルガノアルコキシシランのうちの少なくとも
１種類を、水によって加水分解した分解液は、シラノー
ル基によって第２無機材の表面に均一に結合して、その
表面側に現れる疎水基によって、第２無機材を保護でき
るが、不安定であると共に、弱酸性を示して一般的にア
ルカリ成分の多い第１無機材との親和力が弱く、その上
、第２無機材の表面側に現れる疎水基が、硬化前の水を
含んだ第１無機材を遠ざけ、結局、第１無機材との結合
強度を低下させてしまう。

これに対して、前記分解液にケイ酸塩化合物を添加して
ｐ）１９〜１３に調整することによって、分解液は高濃
度でも安定化して、第２無機材の表面に均一に結合させ
られると共に、第１無機材との親和力も強めることがで
きる。

次に、ペーハー調整した前記水溶液と界面活性剤とを混
合させることにより、分解液中の疎水基と界面活性剤が
均一に親和した結合促進兼保護剤が形成され、この結合
促進兼保護剤を第２無機材の表面に付着させて乾燥させ
れば、第２無機材の表面にオルガノアルコキシシランの
シラノール基が均一に結合し、主にその外側に向けて順
にシラノール基に結合した疎水基、及び疎水基に親和し
た界面活性剤が、第２無機材の表面側に均一に並び、結
局、界面活性剤の親水基が均一に外側に向かって並ぶ。

そこで、付着させた結合促進兼保護剤の乾燥後に、第２
無機材を第１無機材に接触させれば、硬化前の水を含ん
だ第１無機材は、界面活性剤゛の親水基に近づき、水分
の蒸発及び第１無機材の硬化に伴って、第２無機材の表
面と均一に結合する。

〔発明の効果〕

従って、第２無機材の表面を均一に保護して、前述のよ
うに、例えば外部から第１無機材に浸入する水分に起因
して第２無機材が侵されるのを防止し、第２無機材の強
度を長期にわたって高く維持でき、しかも、分解液をｐ
Ｈ９〜１３に調整するのにケイ酸塩化合物のうちの少な
くとも１種類を使用することによって、水酸化ナトリウ
ムや水酸化カリウム等の通常のアルカリ性物質を使用す
るのに比して、第２無機材との結合性が良くなる。

その上、例えば、前記ペーハー調整した水溶液を第２無
機材に付着させて乾燥し、その乾燥後に更に界面活性剤
を付着させることも考えられるが、この場合は、第２無
機材の表面にシラノール基を介して結合した複数のシラ
ン化合物の間にとり残された水分子に、界面活性剤の親
水基が近づき、第２無機材の表面に外方に向けて親水基
が均一に並びにくくなるのに対し、本発明の方法では、
界面活性剤を既に混合した結合促進兼保護剤を第２無機
材に付着させて乾燥することにより、親水基が第２無機
材の表面に外側に向けて均一に並びやすく、第１、第２
無機材どうしの結合強度を、向上させられる。

結局、本発明の方法によって、第２無機材の保護を行い
ながら、第１無機材と第２無機材との結合強度を、−層
間上させられるようになった。

〔実施例〕

次に、本発明の詳細な説明する。

セメント、セッコウ等の水硬性物質や、シックイ等の気
硬性物質から成る第１無機材と結合させて全体を強化す
るためのガラス繊維、スチールファイバー、鉄筋、鉄骨
等の第２無機材に対し、その第２無機材の表面を保護し
て、画然機材どうしの結合強度を高めるための結合促進
兼保護剤を、次の調整方法によって形成しである。

一般式Ｒ’ａＲ”ｂＳｉ　（ＯＲ３）　ａ−ａ−ｔ）で
表されるオルガノアルコキシシラン（但し、Ｒ１はメチ
ル基、エチル基、アミル基、又はフェニル基で、Ｒ２は
エチル基、アミル基、又はビニル基で、Ｒ３はメチル基
、エチル基、プロピル基、ブチル基、又はアセチル基で
あり、ａは０〜３、ｂはＯ又は１、ａ＋ｂ≦３である）
のうちの少なくとも１種類を水に溶かして加水分解し、
その分解液にケイ酸塩化合物（例えば、ケイ酸リチウム
、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム等）のうちの少な
くとも１種類を添加してｐＨ９〜１３のアルカリ性（望
ましくはｐＨ１１〜１２）に調整し、その水溶液に疎水
基がジメチルシリコーンオイルで、親水基がポリエーテ
ルから成るノニオン型の界面活性剤を混合して調整する
。

尚、前記オルガノアルコキシシランは２〜２０％、ケイ
酸塩化合物は２〜２０％が適し、増量材として金属酸化
物（例えば、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン
、又は、酸化タングステン等）を必要に応じて加えても
良い。

前記界面活性剤は、全体の０．５％以上（望ましくは２
〜５％）が適し、ポリエーテル基を側鎖として付加させ
た構造のペンダント型と呼ばれるもの （但しＲはアルキル基又は１１） と、 ポリエーテル基をジメチルシリコーンオイルの末端に付
加させた構造の末端変性型と呼ばれるもの とがあり、いずれも表面張力が約２０ダイン／ａ１１と
極めて低い値を持つために、水に対する界面活性効果は
、有機系界面活性剤に比べて極めて顕著である。

次に、前記水溶液の一例として、水７８重量部にメチル
トリメトキシシラン４重量部を添加して加水分解し、そ
の分解液にケイ酸リチウム１２重量部とケイ酸ナトリウ
ム２重量部を添加し、更に酸化アルミニウム２重量部を
添加して調整し、この水溶液を、脱脂処理したソーダガ
ラス板の表面に塗布し、６０℃で４時間乾燥し、常態放
置（２５℃６５％ＲＨ）　　１週間を行って処理したも
のと、無処理のものとの比較実験結果を示す。

ガラス質表面の濡れ効果（接着効果）は、表２ また、ガラス質珪砂を、上記水溶液で表面処理したもの
と、無処理のものを使用して、モルタルバー法による曲
げ試験を行った結果を、次の表３に示す。

表３ 尚、表面処理は、６０℃４時間の強制乾燥とし、試料は
２００メツシユの真鍮性のふるいの中に投入し、乾燥中
は２０分毎に１分間振動させた。

全体の配合は、 モルタルバーの養生条件は、 とする。

以上の表２、及び表３より、セメントペーストとガラス
賞との付着力向上による強度の向上が確認できる。

〔別実施例〕

前記第２無機材は、骨材や補強材として第１無機材中に
埋設又は混入させるもの以外に、単に表面どうしを接着
させるもの（例えば、第２無機材が大理石の板材又はガ
ラス板で、第１無機材がセントである場合に、単に、大
理石の板材又はガラス板の表面にセメントを接触させて
結合させる場合）であって、その場合にも、第２無機材
の表面に、結合促進兼保護剤を付着させて、画然機材ど
うしの結合強度を向上させても良い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水硬性又は気硬性の第１無機材と結合させるための
   第２無機材に対する結合促進保護剤であって、オルガノ
   アルコキシシランのうちの少なくとも１種類を水によっ
   て加水分解した分解液に、ケイ酸塩化合物のうちの少な
   くとも１種類を添加してｐＨ９〜１３に調整した水溶液
   と、界面活性剤とを含む結合促進兼保護剤。 ２、前記オルガノアルコキシシランは、 Ｒ＾１ａＲ＾２ｂＳｉ（ＯＲ＾３）＿４＿−＿ａ＿−＿
   ｂ（但し、Ｒ＾１はメチル基、エチル基、アミル基、又
   はフェニル基で、Ｒ＾２はエチル基、アミル基、又はビ
   ニル基で、Ｒ＾３はメチル基、エチル基、プロピル基、
   ブチル基、又はアセチル基であり、ａは０〜３、ｂは０
   又は１、ａ＋ｂ≦３である）で表されるものである特許
   請求の範囲第１項に記載の結合促進兼保護剤。 ３、前記ケイ酸塩化合物は、ケイ酸リチウム、ケイ酸カ
   リウム、及び、ケイ酸ナトリウムから成る群から選ばれ
   た一種又は複数種である特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載の結合促進兼保護剤。 ４、前記界面活性剤は、疎水基がジメチルシリコーンオ
   イルで、親水基がポリエーテルから成るノニオン型のも
   のである特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
   一つに記載の結合促進兼保護剤。 ５、水硬性又は気硬性の第１無機材と結合させるための
   第２無機材に対する結合促進兼保護剤を、オルガノアル
   コキシシランのうちの少なくとも１種類を水によって加
   水分解した分解液にケイ酸塩化合物のうちの少なくとも
   １種類を添加してｐＨ９〜１３に調整した水溶液と界面
   活性剤とを混合させて形成し、その結合促進兼保護剤を
   前記第２無機材の表面に付着させて乾燥し、その乾燥後
   に前記第２無機材を前記第１無機材に接触させて前記結
   合促進兼保護剤の作用によって両無機材を結合させる無
   機材どうしの結合方法。 ６、前記第１無機材がセメントから成り、前記第２無機
   材がガラス繊維から成る特許請求の範囲第５項に記載の
   無機材どうしの結合方法。 ７、前記第１無機材がセメントから成り、前記第２無機
   材がスチールファイバーから成る特許請求の範囲第５項
   に記載の無機材どうしの結合方法。 ８、前記第１無機材が、セッコウ又はシックイから成る
   特許請求の範囲第５項に記載の無機材どうしの結合方法
   。