JPH03252342A - 水硬性無機質組成物 - 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］ 本発明は水の添加により硬化して、極めて優れた撥水性
を存する硬化体となる水硬性無機質組成物に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来、水の添加により硬化する、無機質組成物の代表例
として、石灰質原料のみ、または石灰質原料とけい酸質
原料を主原料とするものがある。その硬化体としてモル
タル、各種コンクリート、特には軽量気泡コンクリート
（ＡＬＣ）、ガラス繊維強化コンクリート（ＧＲＣ）、
　　けい酸カルシウム板９石コウ／スラグ鉱板等が挙げ
られ、これらは高圧蒸気養生、常圧蒸気養生。

温潤養生、気乾養生等により製造され、土木建築工事に
おける現場施工用材料、土木用ブロック、建築用パネル
、瓦、タイル、断熱材ないし保温材料等として広く用い
られてきた。

しかし、上記硬化体、特にＡ　Ｌ　Ｃ，けい酸カルシウ
ム板あるいはＧＲＣパネル等は吸水性が大きいため吸水
する事による断熱性、保温性の低下、水の侵入によるひ
び割れの発生９表面崩壊の発生、また、建築用パネルの
寸法安定性が悪いという欠点があり、このため、表面に
撥水剤を塗布するか、撥水剤を含浸させるか、または撥
水剤を内部添加して水の侵入を防止する必要があった。

シリコーンを撥水剤として内部添加したものについては
次の発明がある。例えば特開昭５８−２２５２号公報に
はジメチルポリシロキサン。

特開昭５７−１２３８５１号公報にはジメチルポリシロ
キサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチルハイド
ロジエンポリシロキサンまたはメチルカルボキシル変性
ポリシロキサンをアニオン系界面活性剤で乳化したもの
、特開昭５５−４２２７２号公報にはジメチルポリシロ
キサン、アミノ基含有ポリシロキサン、オレフィン含有
ポリシロキサン、フッ素含有ポリシロキサンおよびアル
コール変性ポリシロキサン、特ｆＪ［５５−８５４５２
号公報にはメチルフェニルポリシロキサンおよびクロル
フェニルメチルポリシロキサン、特開昭５５−９０４６
０号公報にはメチルシリコーンフェス、フェニルメチル
シリコーンフェス、シリコーン・エポキシ変性フェス、
シリコーン・アルキッド変性フェス。

シリコーン・アクリル変性フェスおよびシリコーン・ポ
リエステル変性フェスを撥水剤として添加することが開
示されている。

しかしながら、上記に引用した種々のオルガノポリシロ
キサンを添加した硬化体は撥水性を示すようになるが、
その効果の程度は十分に満足すべきものでないこと、ま
た、上記のオルガノポリシロキサンを内部添加した硬化
体を製造する際、蒸気養生、蒸気加熱あるいは乾熱など
による加熱を必要とする硬化体の場合は、撥水性の効果
は比較的有効であるが、加熱が困難であるか、加熱を必
要としない硬化体の場合は撥水性が著しく劣るという欠
点があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記した欠点を解消することを目的とし、加熱
の必要がないものでも、極めて優れた撥水性を有する硬
化体を製造しろる水硬性無機質組成物を提供するにある
。

［課題を解決するための手段とその作用コ前記した目的
は （Ａ）水硬性無機質原料　　　　　　１００重量部（Ｂ
）１分子中に、けい素原子に結合する式−ＲＩ　Ｃ００
Ｎ　（式中、Ｒ１は２価炭化水素基、旧よ水素原子、１
価炭化水素基、トリオルガノシリル基およびアルカリ金
属から選択される。）で示される基を少なくとも１個有
するオルガノポリシロキサン ０．０１〜２０重量部 から代ることを特徴とする水硬性無機質組成物により達
成される。

これを説明すると、（Ａ）成分の水硬性無機質原料は本
発明の主材料となるものであり、これにはポルトランド
セメント、アルミナセメント。

マグネシアセメント　フライアッシュセメント。

高炉セメント、シリカセメント、生石灰、消石灰１石コ
ウ、けい酸カルシウム、炭酸カルシウム等の石灰質原料
、シリカ、砂、砂利、けい石。

粘土、パーライト、けい藻土、岩石粉（例えば長石粉１
石英粉）、ガラス粉末等のけい酸質原料が例示される。

なお、石灰質原料は、石灰質原料とけい酸原料の複合材
料も含むものとする。

それ自体で水硬性があるならば、石灰質原料とけい酸質
原料をそれぞれ独立して使用してもよいし、石灰質原料
とけい酸質原料を混合して使用してもよい。

本発明に使用される（Ｂ）成分のオルガノポリシロキサ
ンは、本組成物に水を加えて硬化体とした際に極めて優
れた撥水性を付与する成分である。このオルガノポリシ
ロキサンは、けい素原子に結合する式−ＲＩ　ＧＯＯＮ
で示される基を１分子中に少なくとも１個有するもので
あり、この基は分子構造中のどの位置に存在していても
よい。主鎖を構成するオルガノポリシロキサンは直鎖状
のものが好ましいが、一部が分岐状、環状、網状であっ
てもよい。また、単独重合体。

ブロック共重合体、またはランダム共重合体をとりつる
。本発明に使用されるオルガノポリシロキサンは常温で
液状、ペーストまたは粉状のものであり、次の一般式に
よって表わされるものが好ましく使用される。

０００Ｍ 式中、Ｒは１価炭化水素基から選択される基であり、１
価炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基
、オクチル基、ノニル基、トリデシル基、テトラデシル
基のようなアルキル基、２−フェニルエチル基、２−フ
ェニルプロピル基のようなアラルキル基、３．　３．　
３−）リフルオロプロピル基のようなハロゲン原子直換
アルキル基、シクロヘキシル基のようなシクロアルキル
基、フェニル基、ナフチル基のようなアリール基、トリ
ル基、キセニル基のようなアルカリル基が例示される。

好ましい１価炭化水素基としてはメチル基もしくはメチ
ル基と炭素原子数４以上のアルキル基との組合せである
。

Ｒ１は２価炭化水素基であり、これにはエチレンＬ　　
ｎ−プロピレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基
のようなアルキレン基、フェニレン基のようなアリーレ
ン基、エチレンフェニレン基のようなアルキレンアリー
レン基が例示され、このうちアルキレン基が代表的であ
り、好ましくはエチレン基とプロピレン基である。

Ｍは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、オク
チル基、フェニル基などの１価炭化水素基、　トリメチ
ルシリル基、ジメチルエチルシリル基などのトリオルガ
ノシリル基、ナトリウム、カリウム、リチウム、ルビジ
ウム、セシウムなどのアルカリ金属から選択されるもの
である。ＡはＲもしくは−ＲＩ　Ｃ００Ｎで示される基
である。ｍは０〜１００Ｏ９ｎは０〜１００．　　ただ
ＵＩｎ＋ｎは０〜１０００である。ｎが０である場合は
Ａのどちらか一方または両方とも−ＲＩＣＯＯＭで示さ
れる基である必要がある。（Ｂ）成分であるオルガノポ
リシロキサンのうち、最も好ましいのはＭがナトリウム
もしくはカリウムの場合である。カルボキシル当量の小
さい場合は−Ｒ’−ＣＯＯＮａあるいは−Ｒ１−ＣＯＯ
Ｋを育するオルガノポリシロキサンは常温で粉体となり
、貯蔵しやすく、モルタル、コンクリート等への添加が
容易でスラリーへの分散・溶解性が向上し撥水性にもす
ぐれている。

この（Ｂ）成分であるオルガノポリシロキサンは、（Ａ
）成分１００重量部に対し　０．０１〜２０重量部の範
囲で添加される。０．０１　　重置部未満では十分な撥
水性を付与した硬化体が得られないし、２０重量部を超
えると硬化体の強度が低下するのみならず、経済的にも
好ましくないためであり、したがって、好ましい添加量
は０．０５〜１０重間部であり、より好ましくは０．１
〜５重巨部である。

（Ｂ）成分のオルガノポリシロキサンはそのままの形で
添加してもよいし、予めエマルジョン、水溶液、その他
の溶液または無機質もしくは育機質の粉体に担持させた
形で添加してもよい。

この調製に使用される材料の種類、方法、条件等につい
ては特に限定はしない。

（Ｂ）成分のオルガノポリシロキサンの製法の１例とし
て、分子鎖両末端に−Ｒ１−ＣθＯＮａ基を育するもの
について説明する。

Ｈ−３ｉＯ−５ｔ−Ｈ ＋１ ＣＨｓ　　ＣＨｓ　　　とオクタメチルシクロテトラシ
ロキサンを活性白土等の酸性触媒を用い、例えば６０℃
で５時間重合して分子鎖両末端にけい素原子結合の水素
原子を有するジメチルポリシロキサンを得る。次いで、
−ＣＯＯＩＩ基の末端をヘキサメチルジシラザンなどの
マスキング剤でマスキングしたＣｔｂ　＝ＣＨＣＯＯ５
Ｉ（ＣＨｓ　）ｓ等を触媒（塩化白金酸等）の存在下で
、上記したジメチルポリシロキサンの分子鎖両末端に付
加反応させ、次いでＮａ０ＣＨｓでマスキング剤を外す
ことによって、分子鎖両末端に−Ｒ’　−ＣＯＯＮａＩ
＆を有するオルガノポリシロキサンを製造することがで
きる。本発明にはマスキング剤を外さないままの、上記
の例でいうとジメチルポリシロキサンに−ＣＴｏＣＨ２
ＣＯＯ５ｉ（ＣＨｓ）ｓが結合したままのものも使用で
きる。また、Ｎａ塩ではなく、−ｃｏｏＨのまま残した
い場合は水またはアルコール水溶液（酢酸含有）で処理
すればよい。側鎖に撥水性に育利で耐候性も良好な長鎖
アルキル基と、カルボキシル基の両方を育するオルガノ
ポリシロキサンを得たい場合は、側鎖にけい素原子結合
の水素原子を育するオルガノポリシロキサンに、例えば
、　ＣＨｅ　＝ＣＨ（ＣＦＩｓ　）ｓ　Ｃ）Ｉｓで示さ
れるα−オレフィンと一〇〇〇）ｌ基の末端をマスキン
グした例えばＣＨｅ　＝ＣＨＣＯＯ５１（ＣＨｓ　）ｓ
とを、触媒（塩化白金酸等）の存在下で同時に付加反応
させた後、マスキング剤を外すことによって容易に製造
することができる。

この（Ｂ）成分であるオルガノポリシロキサンの製法は
如何なる方法によってもよ（、何ら限定するものではな
い。なお、−Ｒ１０００Ｍ基の好ましい含有量は２〜５
０モル％である。

本発明の水硬性無機質組成物は（Ａ）成分及びＣＢ）成
分からなるものであり、これに水を添加することによっ
て撥水性に優れた硬化体を得ることができる。場合によ
っては水のかわりｔこ粉砕した氷を使用することができ
る。水の添加量は通常は（Ａ）成分１００重量部に対し
１０〜３００重量部添加されるが、条件（例えばけい酸
カルシウム板のような抄造法）によっては１０００！！
部を超える場合もあるので、適宜添加すればよい。

上記した水以外に、本組成物には必要に応じて他の成分
を添加することができる。例えば、酸化マグネシウム、
アルミナ、酸化鉄などの金属酸化物、アスベスト、合成
繊維、ガラスａ維。

合成樹脂粉末、などの補強剤、木屑、鉱物油。

（Ｂ）成分以外のオルガノポリシロキサン、界面活性剤
、金属粉末などの発泡剤、硬化促進剤。

防錆剤９着色剤などがあげられる。

本発明は（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合物を硬化作業現
場まで運搬し、そこで水を添加して硬化することができ
る。また、硬化作業現場で（Ａ）成分、（Ｂ）成分およ
び水の王者を混合して硬化することができる。水を添加
してスラリー状としたものを型に流し込んで成形しても
よいし、型を使わないで、塗布、噴き付け、含浸しても
よい。固化させる場合はそのまま常温で乾燥させて固化
させるか、必要に応じて比較的低温ないし高温で加熱乾
燥またはスチーム養生させることによって優れた撥水性
を有する硬化体を製造することができる。また、壁のモ
ルタルのように鏝で塗布し、そのまま常温で自然乾燥さ
せても撥水性の良好なモルタル仕上げが可能となる。し
たがって、硬化方法は特に限定するものではな〜１゜ 本発明の水硬性無機質組成物は軽量気泡コンクリ−）　
（ＡＬＣ）、ガラスａ維強化コンクリート（ＧＲＣ）、
その他の各種コンクリート、モルタル、スレート、ブロ
ック、セメント瓦、木毛セメント板、石綿セメントパー
ライト板、石綿セメントけい酸カルシウム板、石コウス
ラグ鉱板、化粧石綿セメント板、石綿セメントサイデイ
ング、けい酸カルシウム保温材、パーライト保温材等と
して宵月である。

［実施例］ 次に、実施例をあげて説明する。実施例および比較例中
の部とあるのは重量部を意味し、粘度は２５℃における
値である。

なお、撥水性試験は１００Ｘ１００Ｘ１６■■に固化さ
せた成形硬化体の表面の３箇所に、約０．０３グラムの
水滴をそれぞれ滴下し、その撥水状態を観察して、次の
５段階で評価した。

Ｏ３０分後も水滴は球状に保たれ、撥水性は非常に良好
。

０　２０分後には水滴は半球状となるが、撥水性は良好
。

Δ　１０分後には水滴はくずれるが吸収されるまでに至
らず、撥水性はやや良好。

×　２〜３分後に水滴は吸収、拡散され、撥水性は悪い
。

××　水滴は直ちに吸収、拡散され、撥水性は非常に悪
い。

実施例１ ポルトランドセメント３００部、渡良瀬用産出の川砂６
００部を加えて２分間空線りした後、水１５０部を添加
して３分間練り混ぜを行なうた。次いで第１表に示すオ
ルガノポリシロキサン９部を加え、３分間練り混ぜたも
のを１００Ｘ　１００　Ｘ　１６　ｍのステンレス製の
型枠に打込み成形した。４８時間後に脱型して２５℃、
湿度８５±５％の恒温恒温機中で３日間養生した。

次いで、２８℃の室内で７日間自然乾燥した。

このようにして、オルガノポリシロキサンＩＷについて
各３枚作り、その内の１枚を加熱なしで、１枚を５０℃
の熱風乾燥機で３時間加熱した。残りの１枚は１００℃
で３時間加熱処理した。このようにして準備したそれぞ
れの成形硬化体の表面に水滴を滴下して撥水状態を調べ
、その結果を第２表に示した。

本発明になる成形硬化体は比較例に比べ加熱処理なしで
も抜群に良好な撥水性を示した。なお、５０℃ないし１
００℃の低温加熱でより一層安定した撥水性を示した。

第１表 第２表 実施例２ ポルトランドセメント１００部、渡良瀬用産出の川砂２
００部、３〜５ｍｌ直径の小砂利３００部を加え２分間
空線りした後、水１３０部を加え３分間練り混ぜを行な
った。次いで実施例１で使用した第１表に示すオルガノ
ポリシロキサン６部を加え３分間練り混ぜたものを１０
０Ｘ１００Ｘ１６■■のステンレス製の型枠に打込み、
成形した。

４８時間後に脱型して２５℃、湿度８５±５％の恒温恒
温機中で１週間養生した。次いで、２８℃の室内で１４
日間自然乾燥した。このようにしで準備した成形硬化体
の表面に水滴を滴下して、その撥水状態を観察し、その
結果を第３表に示した。

本発明になる成形硬化体は加熱なしでも良好な撥水性を
示した。

第３表 実施例３ 生石灰３０部にけい石粉末７０部、水５００部を加え１
８０℃のオートクレーブ中で６時間熱処理した。次いで
、冷却したスラリー中に粉砕したアスベスト繊維１００
部、ポルトランドセメント１００部および実施例１で使
用したオルガノポリシロキサンＮａｌ、２．５（本発明
）および８（比較例）のオルガノポリシロキサンを各８
部添加後（比較例として無添加のものを含む）、フェル
トクロスを使って脱水成形し、再び１４０℃のオートク
レーブで３時間熱処理した。その後１２０℃で１０時間
乾燥して成形硬化体を作製した。この成形硬化体につい
て撥水性の試験を実施した。本発明になる成形硬化体は
第４表のようにいずれも良好な撥水性を示した。

第４表 ２分間空線りした後、水７８０部を添加し３分間練り混
ぜた。次いで実施例１で使用したオルガノポリシロキサ
ンＮａ１．　２．　３．　４．　５．　６（本発明）お
よび７，９（比較例）を２４部添加し、３分間練り混ぜ
た。その後、１００×１００　Ｘ　１６　ｖａｖｎのス
テンレス製の型枠に無添加（比較例）のものおよびオル
ガノポリシロキサンを添加したものを打込み成形した。

４８時間後に脱型し、その後、温度２０℃、湿度８５％
の恒温恒温機中で１５日間養生した。次いで８０℃のオ
ーブン中で１時間熱処理し、その後、２０℃の蒸留水中
に２４時間後してから重！ｗ＋を測定した。さらに、温
度１０５℃の恒温槽に２５日間乾燥してから重ｊｔ　Ｗ
２を測定した。この測定値から次式により吸水率％を求
めた。その結果を第５表に示した。

実施例４ ５ｇ容量のホバートミキサの容器にポルトランドセメン
ト１５００部と砂４５００部を入れ本発明になる成形硬
化体の吸水率は極めて低く、水中浸漬によっても水の浸
透が少ない事が確認された。

第５表 １００　Ｘ　１００　Ｘ　１６　ｍｍのステンレス製の
型枠に入れて、室温で５時間放置後さらに６０℃で２０
時間乾燥して石コウの成形硬化体を得た。

その表面に水滴を滴下して撥水状態を調べた。

比較例としてオルガノポリシロキサンＮａ７と無添加の
ものについても同様に実施した。その結果を第６表に示
した。

第６表 実施例５ 半水石コウ８０部と実施例１で使用したオルガノポリシ
ロキサン陽２を２０部とを予め均一に混合した。

半水石コウ１００部に上記のオルガノポリシロキサンで
処理した半水石コウ８部を添加し、さらに水１００部を
添加して混練した。これを実施例６ ボルトランドセメント２７０部、パーライト４４部、石
綿８６部、水２５０部を混線機でかきまぜた後、これに
実施例１で使用したオルガノポリシロキサン嵐５を４部
添加してさらにかきまぜた。次いで、濾布の四方を止め
て、平らに張った上に１００　Ｘ　１００　Ｘ　１６　
ｍｍの型枠を乗せ、この型枠の中に上記の混練物を平ら
に流し込み、脱水して２４時間そのまま放置した。

その後、脱型して１０５℃の熱風乾燥機に１５時間乾燥
して成形硬化体を得た。その表面に水滴を滴下して撥水
状態を調べた。

比較例としてオルガノポリシロキサンＮ１Ｌ８と無添加
のものについても同様に実施した。その結果を第７表に
示した。

本発明のオルガノポリシロキサンを添加したものは非常
に良好な撥水性を示した。

第７表 に結合する式−ＲＩ　Ｃ００Ｎ　（Ｍは水素原子、１価
炭化水素基、トリオルガノシリル基およびアルカリ金属
から選択される）で示される基を、１分子中に少なくと
もｔａｇするオルガノポリシロキサンが配合されている
ので、水の添加により硬化した場合、従来品に比べて極
めて優れた撥水性を育する硬化体となる。特にカルボキ
シル当量が小さ（、Ｍがアルカリ金属の場合はオルガノ
ポリシロキサンが粉体となるため、貯蔵しやす（、水硬
性無機質原料への添加が容易で、かつ、分散性、溶解性
が向上する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）水硬性無機質原料１００重量部 （Ｂ）１分子中に、けい素原子に結合する式−Ｒ＾１Ｃ
   ＯＯＭ（式中、Ｒ＾１は２価炭化水素基、Ｍは水素原子
   、１価炭化水素基、トリオルガノシリル基およびアルカ
   リ金属から選択される。）で示される基を少なくとも１
   個有するオルガノポリシロキサン ０．０１〜２０重量部 から成ることを特徴とする水硬性無機質組成物。 ２、Ｍがアルカリ金属である、請求項１に記載の水硬性
   無機質組成物。 ３、Ｍのアルカリ金属がナトリウムまたはカリウムであ
   る、請求項２に記載の水硬性無機質組成物。 ４、（Ａ）成分が石灰質原料とけい酸質原料の混合物で
   ある、請求項１に記載の水硬性無機質組成物。 ５、石灰質原料がセメントであり、けい酸質原料が砂ま
   たはけい石粉末である、請求項４に記載の水硬性無機質
   組成物。