JPH0316976A - 無機材料の表層改質剤 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分舒） 本発明は、コンクリート及びモルタル等の多孔質無機材
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、かつその多孔質無機材料にすでに亀裂が存在し、
また後に発生した場合で６防水性を長期間にわたって保
持しつる改質層を形成する、無機材料の表層改質剤に関
する。

（従来の技術） 近年、コンクリート及びモルタル等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。

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、塩害は水と共に
とけた塩化物イオンが侵入することによって発生し、ア
ルカリ骨材反応は侵入した水分とある種の骨材が化学反
応を起こすことにより発生する。

そこでこれらの問題点を解決するためには、無機材料内
部への水分の侵入を防止することが必要となり、それに
基づいたいくつかの方法が知られている。

例えば、無機相料表面にアクリル樹脂やシリコーン樹脂
などの｛６１脂溶液、又はナ１・リウムオルガノシリコ
ネート溶液などを塗布すること番こより、撥水性を付う
ずる方法が行なわれている。しかし、これらの方法では
、形成される撥水層が薄く、）削久・四が乏しいという
問題がある。

また、最近になってレづい素原子に結合ｔ＜中鎖アルキ
ル基を有する加水分解性シランを無機材料に塗布する方
法が行なわれている（ドイツ連邦共和国特許第２０２９
４４６号）。この方法によれば形成される撥水層が厚く
なり、耐久性ち向上ずる。しかし、その一方で、無機材
料にすてに亀裂が存在している場合、十分な防水性が得
られず、亀裂が後に発生した場合にはその防水性の低下
は免れ得ない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、コンクリ−１へ及びモルタル等の多孔質無機
イＡ料に塗布した場合に、塗布後速やかに優れた撥木竹
を発現し、かつその多孔質無機利」４にすでに亀裂が存
花し、また後に発生してち防水性を長期間にわたって保
持しつる改質層を形成することが可能な、照機材料の表
層改質剤を提供することを目的とする。

「発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明者らＧｊ、上記の問題点を解決するため鋭意検詞
した結果、オルガノシランにより防水浸透層を形成した
のち、ポリオルガノシロキザンによって皮膜型防水層を
形成することによって、無機材料の亀裂によっても防水
性の低下がなく、かつ耐久性の優れた防水層を形成する
ことが可能なことを見出し、本発明をなすに至った。す
なわち木発明の無機材Ａ′４の表層改質剤は、（Ａ）　
−８＝式　ＲＡＳｉＸ４−．（式中、Ｒは１価の炭化水
素基を、Ｘは加水分解性基をそれぞれ表わし、ａは１〜
３の整数を表わす） て示される才ルカノシラン１００重量部及び（Ｂ）有機
溶！ｓ　　　　　５０〜２０００重量部からなる第１組
成物、並びに （Ｃ）末端がシラノール基で閉塞され、２５℃に於ける
粘度が５０〜２００．０００ｃＰのポリジ才ルガノシロ
キザン　　　　　　　１００重量部、（Ｄ）けい素原子
に結合した加水分解性基を分子中に平均２個以上有する
有機けい素化合物０．００１〜５０重量部、 （Ｅ）硬化触媒　　　　　　０〜１０重量部及び（　Ｆ
　）有機溶媒　　　　　５０〜２０００重量部からなる
第２組成物からなる無機材料の表層改質剤である。

本発明の無機祠料の表層改質剤は、第１組成物を無機材
料の表面に塗布した後、第２組成物を塗布する方法で使
用される。

本発明の第１組成物は（Δ）及び（■３）の混合物であ
り、無機質刊料に撥水層を与えるととち番こ、箇２層の
プライマーとして作用するものであ７Ｎ オルガノシラン（Ａ）は第１成分の主成分となるちので
、一般式　Ｒ　ａ　Ｓ　Ｉ　Ｘ　ａ−ｍて示されるちの
てある。式中のＲて表わされる１価の炭化水素基として
は、メチル、エヂル、プロビル、ブヂル、ペンチル、ヘ
キシル、ヘブチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデ
シル、ドデシル、トリデシル、デ１・ラデシル、ペンタ
デシル、ヘキ−り′デシル、ヘブクデシル、才クタデシ
ル、ノナデシル、イコシルなどのアルキル基，シクロヘ
キシルなどのシクロアルギル拙．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
ブロピルなどのアラルキル基を例示することができる。

これらの中でも優れた撥水性をイで１与する目的からア
ルキル基が好ましく、特に優れた撥水性を付与し、かつ
原料の入手と合成及び精製が容易であることから炭素数
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また
（す３である場合にはＲはそれぞれ同一であっても異な
っていてち良い。

一般式中、Ｘて表わされる加水分解性基としては、アル
コキシ基、アシルオキシ基、アミノ基、アミノオキシ基
、才キシム基、ケトオキシム基、アミド基、アルケニル
才キシ基及び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刺激性でないこと、貯蔵
安定性が良好であることからアルコキシ基が好ましく、
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。

式中のａは１〜３の整数であるが、良好な撥水性を与え
ることから２以上であることが好ましく、３であること
がさらに好ましい。また、（Ａ）成分として２種以上の
シランの混合体であってもよい。

（Ｂ）成分の有機溶媒は、（Ａ）成分の塗布作業を容易
にし、かつ無機質材料への浸透性を向上するための成分
である。このような有機溶媒としては、メタノール、エ
タノール、イソプロバノール等のアルコール類：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
等のエーテル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、ジエチルケトン等のケトン類；酢酸
メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル等のエステル類；
ｎ−ヘキサン、ガソリン、ゴム揮発油、ミネラルスピリ
ット、灯油等の脂肪族炭化水素；ベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素を例示することができる。

（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００重量部に対し
て５０〜２０００重量部である。５０重量部未満では低
温時に（Ａ）成分が析出しやすくなり、また塗布性もよ
くない。また２０００重量部を超えると、１度の塗布に
おける有効成分がうすすぎる。

本発明の第２組成動は（Ｃ）〜（Ｆ）で表わされる各成
分の混合体であり、優れた防水性を与えるための本発明
の特徴である。

ポリジオルガノシロキサンＣＣ）は末端がシラノール基
で閉塞されたものである。けい素原子に結合する有機基
としては、メチル、エチル、プロピルなどのアルキル基
：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；及びその１価の置換炭化水素が挙げられる
が、メチル、フェニルが一般的であり、８５％以上がメ
チル基であることが好ましい。また、このボリシロキサ
ンは実質的に直鎖状のものが好ましいが、若干の分岐を
含んでちよく、また末端以外に水酸基を含んでもよい。

このボリシロキサンは２５℃における粘度が５０〜２０
０．０００ｃＰであることが必要である。５０ｃＰ未満
では良好な゛防水性を付与できず、２００，ＯＯＯｃＰ
を超えると塗布材としての効果が劣る。好ましくは１０
０〜１００，０００ＣＰである。

（Ｄ）成分の有機化合物は（Ｃ）成分の架橋剤となるも
ので、加水分解性オルガノシラン及びその部分加水分解
縮合物が挙げられるが、けい素原子に結合する加水分解
性基を１分子中に少なくとも２個有することが必要であ
る。けい素原子に結合する他の有機基としては（Ａ）成
分のシランと同様のアルキル基、アリール基、アルケニ
ル基、アラルキル基及びそのｌ価の置換炭化水素基が示
されるが、メチル、フェニル、ビニルが一般的である。

また、加水分解性基としても、（Ａ）或分同様アルコキ
シ基、ケトオキシム基、アミノ基、アミド基、アミノキ
シ基、アルケニルオキシ基、アシルオキーシ基及びハロ
ゲン原子等が例示されるが、ケトオキシム基またはアル
コキシ基が建築材料への腐食性の少ないこと、良好な硬
化性を与えることから好ましい。

（Ｄ）成分の配合量は、（Ｃ）成分１００重量部に対し
て０．００１〜５０重量部、好ましくは０、１〜１０重
量部である。少なすぎると硬化した塗膜が弱く、また多
すぎると脆くなる。

硬化触媒（Ｅ）は１　（Ｃ）と（Ｄ）の縮合反応を促進
させるものである。

（Ｅ）成分としては、ジブチルすずジラウレート、ジブ
チルすずジアセテート，ブチルずずトリー２−エチルへ
キソエ−１・、カプリル酸第−ずす、ナフテン酸すず、
オレイン酸ずず、鉄−２エチルヘキソエート、鉛−２−
エチル才ク１・エト、コバルト−２−エヂルヘギソエー
ト、マンガン−２−エヂルヘキソエ−１〜、亜鉛−２−
エチルへキソエ−１・、ナフテン酸チタン、ナフテン酸
亜鉛、ナフテン酸コハル１・、ステアリン酸亜鉛などの
有機カルボン酸の金属塩，テ１・ラブチルチタネ−１・
、テ１・ラー２−エチルへキシルチクネト、１・リエタ
ノールアミンチクネー１−、テトラ（インブロペニル才
ギシ）チタネー１・などの有機チタン酸エステル，オル
ガノシロキシチタン、β一カルポニルチクンなどの有機
チタン化合物γ−アミノブロピル１・リエ１・キシシラ
ン、ｎ（トリメトキシシリルプ口ピル）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，ヘキ
シルアミン、リン酸ドデシルアミンなどのアミン化合物
およびその塩：ベンジルトリエチルアンモニウムアセテ
−１・などの第四級アンモニウム塩，酢酸カリウム、酢
酸ヲ川〜リウム、シュウ酸リチウムなどのアルカリ金属
又はアルカリ土類金属の低級脂肪酸塩，ジメチルヒドロ
キシルアミン、シエヂルヒ１−ロキシルアミンなどのシ
アルギルヒドロキシルアミン；デトラメチルグアニシン
などのグアニシン化合物ならびにグアニシル基含有シラ
ン及びシロギ→ノン化合物を例示できる。

（Ｅ）成分の配合量は、（Ｄ）成分が触媒作用をちって
いるものは不要であるが（Ｃ）成分］．　Ｏ　Ｏ重量部
に対して０〜ｌＯＮ量部、好まし＜（」Ｏ　ｌ〜５重量
部である， （Ｅ）成分の配合量が少なすきると撥水性の発現が遅く
なり、ｌＯ重量部を超えると無機材料を濡れ色にしたり
、その表面に析出して美観を損なう。

（Ｆ）成分は有機溶媒である。この（Ｆ）成分は、（Ｃ
）〜（Ｅ）成分を均一に混合・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
分てある。

（Ｆ）成分としては、（■３）成分と同様の６のが例示
されるが、その配合量は（Ｃ）成分１００』　１ 重量部に対し５０〜２０００重量部てある。５０重量部
未満では塗布作業が困難で、また均一な塗布ができない
。また２０００重量部を超えると皮膜が薄ずぎて撥水効
果が劣るという問題がある。

本発明の組成物が適用可能な無機利料としては例えばセ
メンｌ・を含有ずるちの、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１・やセメンｌ・モルタ
ルなどを挙げることができる。

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。

［発明の効果］ 本発明の組成物は、コンクリート及びモルタル等の多孔
質無機材料に塗布した場合に速やかに撥水性を発現し、
塗布面の撥水性の持続性に優れ、烈４’Ａ　Ｖ，１料に
すてに亀裂が存在し、あるいは後に発生した場合てちそ
の防水性は紺持される。また、形成される撥水層は深く
、防水効果の耐久性］　２ に優れている。

（実施例） 以下、本発明を実施例によって説明する。これらの例に
おいて、部は重量部を示す。

組成物Δ−１ ２５℃における粘度が１２．０００ｃＳｔのシラノール
末端ポリジメヂルシロキザン］．　Ｏ　Ｏ部◆こシフ゛
チルすずジラウレ−１・０　２部、メグール！−り才キ
シムシラン８　０部、γ−アミノプ口ピル１・リエ１・
キシシラン２．０部及びトルエン１００部を添加して湿
気を遮断した状態で均一に混合し７て組成物Ａ，−１を
調製した。

組成物Ａ−２ ２５℃における粘度が７００ｃＳｔのシラノール末端ポ
リジメヂルシ口キリ゛ン１００部にデ１−ラブチルヂタ
ネーｈｏ．２部、メヂル１〜リメ１・ギシシラン８　０
部及びγ−グリシドキシブロピルトリ工１・キシシラン
２。Ｏ部を添加して湿気を遮断した状態で均一に混合し
て組成物Ａ−２を調製した。

実施例１〜４及び比較例１〜４ 第１表に示す成分を同配合比で混合して、加水分解性オ
ルガノシラン及び有機溶剤からなる第ｌ組成物と、加水
分解性オルガノシラン、室温硬化型シリコーンゴム、加
水分解触媒及び有機溶剤からなる第２組成物を調製した
。

防水性確認試験（１） 普通ボルトランドセメント：川砂利（表乾状態）：川砂
（表乾状態）・水＝２７０１．１１１　：６５３：１７
５　（重量比）の配合比のコンクリートを混練りし、寸
法ｌＯ×ｌ○×４０ｃｍの成形体を得た。次にこの成形
体をＪＣＩ−ＳＥ４　［嵩水法（７０℃）によるコンク
リートの促進強度試験方法］に準じて養生した後、さら
に７日間乾燥（２０℃、５０〜６０％ＲＨ）　Ｌ，、養
生してコンクリート供試体を得た。

その後、コンクリート供試体中央を割裂し、幅０．５ｍ
ｍのクラックとした。この上部に第１図に示すようにプ
ラスチックで水槽を作成した。

水槽底部に、実施例１〜４及び比較例１〜３で調製した
組成物を塗布し、試験体を作成し、７日間養生した。比
較例４として無処理の試験体も作成した。

水槽に１００ｍｍ深さに水を入れ２４時間後の水位を測
定した。結果を第２表に示す。

防水性確認試験（２） 防水性確認試験（１）と同様にして試験体を作成したの
ち屋外に１２８日間曝露した。こののち防水確認試験（
１）と同様に水槽にｌ００ｍｍ深さに水を入れ２４時間
後の水位を測定した。結果を第３表に示す。

本試験の結果、従来の浸透型防水剤では、亀裂発生部位
の防水性は、無処理よりは良好なものの、充分とはいえ
なかった。また皮膜形成型の防水剤では防水槽が薄いた
め長期の曝露により防水性の低下がみられた。本発明の
表層改質方法では、亀裂によっても防水性の低下はみら
れず、長期の曝露によっても良好な防水性を維持してい
た。

１５ ｌ　６

【図面の簡単な説明】

第１図は防水性確認試験装置の断面図を示す。 図中、１はコンクリート供試体、２は中０．５ｍｍのク
ラック、３は水槽、４は水槽を構成するプラスチック枠
である。 第２表　防水性確認試験（１） 第３表　防水性確認試験（２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）一般式：ＲａＳｉＸ＿４＿−＿ａ（式中、Ｒは１
   価の炭化水素基を、Ｘは加水分解性基をそれぞれ表わし
   、ａは１〜３の整数を表わす） で示されるオルガノシラン１００重量部及び（Ｂ）有機
   溶媒　５０〜２０００重量部 からなる第１組成物、並びに （Ｃ）末端がシラノール基で閉塞され、２５℃に於ける
   粘度が５０〜２００，０００ｃＰのポリジオルガノシロ
   キサン　１００重量部、 （Ｄ）けい素原子に結合した加水分解性基を分子中に平
   均２個以上有する有機けい素化合物０．００１〜５０重
   量部、 （Ｅ）硬化触媒　０〜１０重量部及び （Ｆ）有機溶媒　５０〜２０００重量部 からなる第２組成物からなる無機材料の表層改質剤。