JPH05156164A - 吸水防止剤組成物およびそれを用いる吸水防止方法 - Google Patents
吸水防止剤組成物およびそれを用いる吸水防止方法Info
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- JPH05156164A JPH05156164A JP3320494A JP32049491A JPH05156164A JP H05156164 A JPH05156164 A JP H05156164A JP 3320494 A JP3320494 A JP 3320494A JP 32049491 A JP32049491 A JP 32049491A JP H05156164 A JPH05156164 A JP H05156164A
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Abstract
シランの加水分解可能なオリゴマー100重量部、
(B)塩基性窒素を有するオルガノポリシロキサン10
〜200重量部、(C)前記(B)と塩を形成する水に
可溶な酸2〜50重量部、並びに(D)界面活性剤1〜
15重量部からなる吸水防止剤組成物。 【効果】 本発明の吸水防止剤組成物は、水で希釈する
際に架橋反応が適度に制御され、水系エマルジョン状態
での保存安定性に優れており、多孔性材料への含浸性に
も優れている。本発明の吸水防止剤組成物を水で希釈し
て、多孔性材料に塗布して含浸させ、乾燥すると、材料
の表面に塗り斑が生じないで、優れた撥水効果(吸水防
止効果)を発揮する。
Description
びそれを多孔性材料に適用して該材料の吸水を防止する
方法に関する。多孔性材料としては、例えば多孔性土木
建築材料があり、更に詳しくは、打放しコンクリート、
軽量コンクリート、プレキャストコンクリート、軽量発
泡コンクリート(ALC)、モルタル、目地モルタル、
石綿セメント板、パルプセメント板、木毛セメント板、
ガラス繊維入りセメント板(GRC)、カーボン繊維入
りセメント板、硅酸カルシウム板、石膏ボード、ハード
ボード、しっくい、石膏プラスター、ドロマイトプラス
ター、ブロック、レンガ、タイル、瓦、天然石、人工
石、ガラスウール、ロックウール、セラミックファイバ
ーなど無機質材料を主成分とする材料、および木材、合
板、パーチクルボードなど有機質材料を主成分とする材
料が挙げられる。
り、多孔性土木建築材料に吸水防止性を付与する方法と
して、シリコーン系、アクリル系、ウレタン系、エステ
ル系、油脂系の樹脂あるいはモノマーを溶解したものを
材料に塗布・含浸させ、乾燥(重合)する方法が知られ
ている。中でも、特にシリコーン系のものが使用される
ことが多い。
型のものと水型のものが知られているが、現在では溶剤
型のものが主流を占めている。水型の吸水防止剤として
はアルキルシリコネート系のものが古くより使われてい
るが、吸水防止性能は溶剤型に比べて十分ではなく、
又、アルカリ性が強く、取扱い上の安全性の面で問題が
ある。
爆発や中毒の危険性の面で問題があり、地球環境の保護
や資源の活用の面からも、溶剤を使用しない水型であっ
て良好な性能を有する吸水防止剤の開発が強く望まれて
いる。
1−162553号公報には、水で希釈する際に透明な
混合物を生ぜしめる組成物が示されている。しかし、こ
の組成物は水で希釈すると、重合(架橋)反応が早く進
み、保存安定性が悪く、希釈後1日以内に使用してしま
う必要があり、実使用に耐えない。また、重合(架橋)
反応が早いため、分子量が大きくなり、材料への含浸性
が悪くなり、ひいては材料表面に濡れ斑を発生するとい
う欠点がある。
は、アルキルアルコキシシランを水中乳化させた長期安
定なエマルジョンが示されているが、このエマルジョン
には加水分解反応の非常に遅いシラン化合物が使用され
ているため、材料へ塗布した場合、含浸性は良いもの
の、材料表面でシランの揮散が起こり、表面撥水性が無
くなり、水濡れ、汚れの付着、凍害によるポップアップ
などが生じ、耐久性の面で欠点がある。
止剤の欠点を解消し、水で希釈する際に適度に反応が制
御され、多孔性材料への含浸性に優れた組成物であっ
て、塗布・含浸させて乾燥した後に、表面に塗り斑が発
生せず、優れた撥水効果を発揮する吸水防止剤組成物、
およびそれを用いる吸水防止方法を提供する処にある。
物は、(A)加水分解可能なシラン及び/又は前記シラ
ンの加水分解可能なオリゴマー100重量部、(B)塩
基性窒素を有するオルガノポリシロキサン10〜200
重量部、(C)前記(B)と塩を形成する水に可溶な酸
2〜50重量部、並びに(D)界面活性剤1〜15重量
部からなる。
約600まで(あるいはオリゴマーの場合は基本的にそ
の倍数)の加水分解可能なシラン及び/又は前記シラン
の加水分解可能なオリゴマーである。
(I)で表わされる化合物である。
基又はアラルキル基である。R2はC1〜C6の飽和ア
ルキル基で、特に有用なのはメチル基、エチル基、プロ
ピル基である。nは1又は2であればよい。
としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエト
キシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリ
メトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルト
リプロポキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プ
ロピルトリエトキシシラン、プロピルトリプロポキシシ
ラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシ
シラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエ
トキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニル
トリエトキシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、オ
クチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラ
ン、オクチルトリプロポキシシラン、デシルトリメトキ
シシラン、ドデシルトリメトキシシラン、オクタデシル
トリメトキシシラン、テトラデシルトリメトキシシラ
ン、テトラデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルト
リメトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジブチルジメトキシシラン等が挙げられる。
うに、上記シランの縮合二量体および三量体あるいはそ
の他のオリゴマーを用いることができる。所望により、
各種シランの混合物を使用してもよいし、混合シランの
コオリゴマーであってもよい。
る塩基性窒素を有するオルガノポリシロキサンは、下記
一般式(II)で表わされる単位からなる化合物であ
る。
はC1〜C8の飽和アルキル基であり、R4は同じか又
は異なり、非置換アミノアルキル基又は置換アミノアル
キル基であり、R5は同じか又は異なり、水素又はC1
〜C6の飽和アルキル基であり、Xは0〜3好ましくは
0〜2、Yは0〜1好ましくは0.1〜0.6、Zは0
〜3好ましくは0〜0.8、X、Y、Zのそれぞれの平
均値の和が3.4以下である。)
キサンは、H−Si結合を有する水素変性ポリシロキサ
ンとアミノ基を有するアルコキシシランとを、混合、加
熱して反応させることにより製造することができる。
サンは、一般に市販されているものを使用することがで
き、その具体例としては、末端水素ポリジメチルシロキ
サン(チッソ(株)のPS−557)、トリメチルシロ
キシ基により末端封鎖されたポリメチルハイドロシロキ
サン(チッソ(株)のPS−118)、ポリメチル水素
−ジメチルシロキサンコポリマー(チッソ(株)のPS
−122.5)、ポリメチル水素−メチルオクチルシロ
キサンコポリマー(チッソ(株)のPS−125)、ポ
リエチル水素シロキサン(チッソ(株)のPS−12
8)などが挙げられる。
としては、下記一般式(III)で表わされる化合物が
好ましい。
R6はC1〜C8の飽和アルキル基、pは0又は1であ
る。)
2−、H2N(CH2)3−、CH3・NH(CH2)
3−、CH3・NH(CH2)5−、NH2・(C
H2)2NH(CH2)3−、C4H9・NH(C
H2)2・NH・(CH2)3−などが挙げられる。
例としては、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)
−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が一般
に市販されており、好適に用いられる。
ガノポリシロキサンは、後述する水溶性の酸(C)と塩
を形成することにより、親水性が向上され、加水分解可
能なシラン及び/又は前記シランの加水分解可能なオリ
ゴマーを乳化させる働きがあるばかりでなく、加水分解
反応を促進する効果がある。又、アミノ基を有する場合
には、多孔性材料との接着性が更に向上し、吸水防止性
能の耐久性が良くなる。
キサンの使用量は、(A)成分100重量部に対し、1
0〜200重量部、好ましくは20〜100重量部であ
る。使用量が10重量部未満だと乳化がうまく行なえ
ず、200重量部を超えると含浸性が悪くなる。
な酸としては、塩酸、硫酸、酢酸、プロピオン酸などか
ら選ばれる少なくとも1種の酸が用いられるが、中で
も、酢酸、プロピオン酸が有利である。この水に可溶な
酸の使用量は、(A)成分100重量部に対し、2〜5
0重量部、好ましくは5〜40重量部である。また、塩
基性窒素を有するオルガノポリシロキサン(B)に対す
る水可溶性の酸(C)の使用比(C/B、重量比)は、
0.01〜5、好ましくは0.05〜2である。
一般に乳化作用のある事が知られているが、この界面活
性剤の添加により、乳化作用のみならず、詳細な理由に
ついては明らかでないが、加水分解反応の制御が可能と
なり、エマルジョンの寿命が非常に長期化される。ま
た、多孔性材料への含浸性を更に一段と高め、内部に深
く含浸し、性能の向上が図れる。特に、表面の塗り斑の
予防に効果があり、撥水性の発現も速く、良好な効果が
得られる。
オン系、アニオン系に分類されるが、本発明ではノニオ
ン系のものが好適に用いられる。ノニオン系界面活性剤
としては、エーテル型、アルキルフェノール型、エステ
ル型、ソルビタンエステル型、ソルビタンエステルエー
テル型、アセチレン型、シリコーン型のものが一般に知
られているが、中でもエーテル型、アルキルフェノール
型、エステル型、ソルビタンエステルエーテル型、アセ
チレン型、シリコーン型のものが好ましい。
ては、エーテル型の場合、HLBが5〜17のものが好
ましく用いられる。例えば、ポリオキシエチレンラウリ
ルエーテルが挙げられ、具体的には、ノニオンK−20
4(HLB:9.2、日本油脂製)、エマレックス70
3(HLB:6.0、日本エマルジョン製)、エマルゲ
ン104P(HLB:9.6、花王製)、エマルゲン1
08(HLB:12.1、花王製)、ノニオンK−22
0(HLB:16.2、日本油脂製)等が示される。
〜16のものが好ましく用いられ、例えば、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル(ノニオンNS−21
5、HLB:15、日本油脂製)、ポリオキシエチレン
オクチルフェノールエーテル(ノニオンHS−204.
5、HLB:9.8、日本油脂製)(ノニオンHS−2
06、HLB:11.2、日本油脂製)(ノニオンHS
−208、HLB:12.6、日本油脂製)(ノニオン
HS−215、HLB:15、日本油脂製)等が挙げら
れる。
ノオレエート(ノニオンO−6、HLB:13.5、日
本油脂製)等が挙げられる。
LBが14〜17のものが好ましく用いられ、ポリオキ
シエチレンソルビタンモノラウレート(ノニオンLT−
221、HLB:16.7、日本油脂製)、ポリオキシ
エチレンソルビタンモノステアレート(ノニオンST−
221、HLB:14.9、日本油脂製)等が挙げられ
る。
ものが好ましく用いられ、2,4,7,9−テトラメチ
ル−5−デシン−4,7−ポリオキシエチレンジオール
(サーフィノール440、HLB:5〜7、エアプロダ
クツ・アンド・ケミカルス製)(サーフィノール46
5、HLB:13〜14、エアプロダクツ・アンド・ケ
ミカルス製)(サーフィノール485、HLB:14〜
17、エアプロダクツ・アンド・ケミカルス製)、2,
4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオ
ール(サーフィノール104、HLB:3〜5、エアプ
ロダクツ・アンド・ケミカルス製)(サーフィノール8
2、HLB:5〜7、エアプロダクツ・アンド・ケミカ
ルス製)等が挙げられる。
されるジメチルシロキサン変性物が挙げられ、
7(HLB:10、日本ユニカ製)、シルウェットL−
7602(HLB:8、日本ユニカ製)、シルウェット
L−7604(HLB:13、日本ユニカ製)、シルウ
ェットFZ−2161(HLB:20、日本ユニカ
製)、シルウェットFZ−2163(HLB:13、日
本ユニカ製)等が挙げられ、HLBが8〜20のものが
好ましい。
ば、ポリオキシエチレンジオレイルアミン(カチオン2
−OL−205、日本油脂製)、ドデシルトリメチルア
ンモニウムクロライド(カチオンS2−100、日本油
脂製)、ポリオキシエチレンアルキルアミン(ナイミー
ンT2 −210、日本油脂製)等の四級アンモニウム塩
型やアミン塩型のカチオン系界面活性剤も使用すること
ができる。
もよく、2種以上混合して使用してもよい。
(B)、(C)成分と均一に混り合うことが好ましく、
また、水で希釈する際に相分離を起こさないものを選択
する必要がある。
重量部に対し、1〜15重量部、好ましくは2〜13重
量部である。界面活性剤の添加量が少ないと、水で希釈
する際に、加水分解反応の制御が充分にできず、多孔性
材料への含浸性が悪くなり、材料表面に塗り斑が発生す
る。逆に、多すぎる場合には、材料に塗布し、乾燥した
後に、材料表面の撥水性が悪くなる欠点がある。
に、水で希釈する際の乳化助剤として、少量の溶剤、例
えばヘキシルアルコール、オクチルアルコールなどを添
加しても良い。
25重量%、好ましくは3〜15重量%に希釈して使用
される。希釈しすぎると、吸水防止剤本来の性能が発揮
されないだけでなく、多量に塗布しなければならないの
で乾燥に時間を要し、好ましくない。また、25重量%
以上の場合には、希釈が充分に行なわれず、相分離を起
こす恐れがあり、粘性も高く、材料への含浸性が悪くな
り、塗り斑が発生する。
腐剤、防カビ剤、防蟻剤、あるいはCMC、PVA、水
溶性アクリル樹脂、SBRラテックス、コロイダルシリ
カなどを副次的に添加しても良い。
塗布するには、ローラー、刷毛、スプレー等を用い、場
合によっては、浸漬法によっても良い。また、乾燥方法
としては、室温下に放置しても良いし、天日乾燥、加熱
乾燥によっても良い。
組成物は、加水分解反応、縮合反応により、強固にかつ
優れた撥水層または吸水防止層を形成する。
よる材料の劣化、汚れのしみ込み、海水による塩害、寒
冷地における凍害、材料中の塩の溶出による白華など、
水に起因する種々の問題点の解決に役立つばかりでな
く、種々の塗料や仕上材の下地防水プライマーとしても
優れている。
リシロキサンの合成) ポリメチルハイドロシロキサン(PS−118、チッソ
(株)製、分子量360〜420)399gと、N−
(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキ
シシラン(S320、チッソ(株)製)165gを混合
し、140℃で6hr加熱し、アミノ基を含有するオル
ガノポリシロキサン(N含量3.7%)を得た。
化学工業(株)製、以下同様)100重量部、アミノ基
含有ポリシロキサン(合成例1で得たもの、以下同様)
50重量部、酢酸7.93重量部、及びノニオン系界面
活性剤(ノニオンK−204、HLB9.2、日本油脂
(株)製)7.80重量部を混合し、90℃で3時間撹
拌し、透明溶液を得た。
化学工業(株)製、以下同様)100重量部、アミノ基
含有ポリシロキサン50重量部、酢酸7.93重量部、
及びノニオン系界面活性剤(ノニオンO−6、HLB1
3.5、日本油脂(株)製)7.80重量部を混合し、
90℃で6時間撹拌し、透明溶液を得た。
リメトキシシラン(60重量部)との混合物100重量
部、アミノ基含有ポリシロキサン100重量部、酢酸3
9.65重量部、及びノニオン系界面活性剤(ノニオン
LT−221、HLB16.7、日本油脂(株)製)1
2.50重量部を混合し、室温下(25℃)で6時間撹
拌し、透明溶液を得た。
トリメトキシシランオリゴマー(40重量部)との混合
物100重量部、アミノ基含有ポリシロキサン50重量
部、酢酸7.93重量部、及びノニオン系界面活性剤
(サーフィノール485、HLB14〜17、エアプロ
ダクツ・アンド・ケミカルス製)7.80重量部を混合
し、60℃で9時間撹拌し、透明溶液を得た。
エトキシシラン(KBE−3063、信越化学工業
(株)製、以下同様)40重量部との混合物100重量
部、アミノ基含有ポリシロキサン75重量部、酢酸4
7.58重量部、及びノニオン系界面活性剤(シルウェ
ットL−7604、HLB13、日本ユニカ(株)製)
10.60重量部を混合し、90℃で6時間撹拌し、透
明溶液を得た。
学工業(株)製)100重量部、アミノ基含有ポリシロ
キサン50重量部、酢酸31.72重量部、ノニオン系
界面活性剤(エマレックス703、HLB6、日本エマ
ルジョン(株)製)8.75重量部、及びヘキシルアル
コール8.75重量部を混合し、90℃で9時間撹拌
し、透明溶液を得た。
有ポリシロキサン50重量部、酢酸7.93重量部、及
びノニオン系界面活性剤(ノニオンOP−85R、ソル
ビタンエステル型、HLB1.8、日本油脂(株)製)
3.90重量部を混合し、90℃で6時間撹拌し、透明
溶液を得た。
ポリシロキサン50重量部、酢酸7.93重量部、及び
カチオン系界面活性剤(ナイミーンT2 −210、日本
油脂(株)製)7.80重量部を混合し、室温下(25
℃)で6時間撹拌し、透明溶液を得た。
有ポリシロキサン50重量部、及び酢酸7.93重量部
を混合し、90℃で3時間撹拌し、透明溶液を得た。
エトキシシラン40重量部との混合物100重量部、ア
ミノ基含有ポリシロキサン50重量部、及び酢酸31.
72重量部を混合し、90℃で6時間撹拌し、透明溶液
を得た。
系界面活性剤(シルウェットL−7604、HLB1
3、日本ユニカ(株)製)7.80重量部をウルトラデ
スパーサーにて混合撹拌し、10%の濃度となるよう純
水を徐々に添加してエマルジョン溶液を得た。
られた溶液を純水で1:9(10倍)に希釈し、各種の
性能試験に供した。また、比較例3で得られたエマルジ
ョンは、そのまま試験に供した。
ル(JIS−R5201に準じたもの)に設置し、前記
希釈エマルジョンを透水試験器に注ぎ、JISモルタル
に吸液されるエマルジョンの液量を目盛で読み、吸液量
を算出した(ml/m2、15分間)。
して使用し、これに前記希釈エマルジョンを200g/
m2塗布し、30℃、湿度65%RHの恒温恒湿器内で
1週間養生した後、表面を目視にて観察した。含浸せず
に表面で硬化すると濡れ色を呈する。評価基準は次の通
りである。 ○:濡れ色なし、△:淡い濡れ色を呈する、×:濃い濡
れ色を呈する。
当日、1日後、及び7日後に上記の(a)、(b)両試
験を行ない、比較した。なお、調製後の希釈エマルジョ
ンは20℃インキュベータ内で保存した。
に切断(縦断)し、切断面に水をかけてエマルジョン硬
化層を見易くし、表面からの浸透深さを測定した。
準拠) 上記(b)試験と同様にして塗布養生した供試体(7c
m×7cm)を、塗布面を下にして水に浸漬(浸漬深さ
10mm)し、24時間後に取出し、余剰水を乾いた布
で拭き取った後に重量測定を行なった。下式により、吸
水量及び吸水比を求めた。
エマルジョンを200g/m2塗布し、30℃、湿度6
5%RHの恒温恒湿器内で1日間及び7日間養生した
後、塗布面に0.5ccの水滴を落とし、状態観察を行
なった。評価基準は次の通りである。 ○:接触角大(撥水性良好)、△:接触角中、×:水滴
がなくなる(吸水される)。
する際に架橋反応が適度に制御され、水系エマルジョン
状態での保存安定性に優れており、多孔性材料への含浸
性にも優れている。
て、多孔性材料に塗布して含浸させ、乾燥すると、材料
の表面に塗り斑が生じないで、優れた撥水効果(吸水防
止効果)を発揮する。
Claims (8)
- 【請求項1】(A)加水分解可能なシラン及び/又は前
記シランの加水分解可能なオリゴマー100重量部、
(B)塩基性窒素を有するオルガノポリシロキサン10
〜200重量部、(C)前記(B)と塩を形成する水に
可溶な酸2〜50重量部、並びに(D)界面活性剤1〜
15重量部からなる吸水防止剤組成物。 - 【請求項2】 加水分解可能なシランが、下記一般式
(I)で表わされる化合物である請求項1記載の組成
物。 R1 n−Si−(OR2)4−n ……(I) (式中、R1はC1〜C18の飽和アルキル基、アリー
ル基又はアラルキル基、R2はC1〜C6の飽和アルキ
ル基、nは1又は2である。) - 【請求項3】 塩基性窒素を有するオルガノポリシロキ
サンが、下記一般式(II)で表わされる単位からなる
請求項1又は2記載の組成物。 【化1】 (式中、R3は同じか又は異なり、水素又はC1〜C8
の飽和アルキル基であり、R4は同じか又は異なり、非
置換アミノアルキル基又は置換アミノアルキル基であ
り、R5は同じか又は異なり、水素又はC1〜C6の飽
和アルキル基であり、Xは0〜3、Yは0〜1、Zは0
〜3であり、X、Y、Zの平均値の和が3.4以下であ
る。) - 【請求項4】 塩基性窒素を有するオルガノポリシロキ
サンが、水素変性ポリシロキサンとアミノ基を有するア
ルコキシシランとの反応生成物である請求項1〜3のい
ずれか1項に記載の組成物。 - 【請求項5】 水に可溶な酸が、塩酸、硫酸、酢酸及び
プロピオン酸からなる群より選ばれた少なくとも1種で
ある請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。 - 【請求項6】 界面活性剤が、ノニオン系界面活性剤及
び/又はカチオン系界面活性剤である請求項1〜5のい
ずれか1項に記載の組成物。 - 【請求項7】 ノニオン系界面活性剤のHLBが3〜2
0である請求項6記載の組成物。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか1項に記載の組
成物を水で希釈し、多孔性材料に塗布して含浸させ、乾
燥することを特徴とする吸水防止方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3320494A JPH05156164A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 吸水防止剤組成物およびそれを用いる吸水防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3320494A JPH05156164A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 吸水防止剤組成物およびそれを用いる吸水防止方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05156164A true JPH05156164A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18122080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3320494A Pending JPH05156164A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 吸水防止剤組成物およびそれを用いる吸水防止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH05156164A (ja) |
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