JPH06228542A - 撥水剤 - Google Patents

撥水剤

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JPH06228542A
JPH06228542A JP4063893A JP4063893A JPH06228542A JP H06228542 A JPH06228542 A JP H06228542A JP 4063893 A JP4063893 A JP 4063893A JP 4063893 A JP4063893 A JP 4063893A JP H06228542 A JPH06228542 A JP H06228542A
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JP
Japan
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water
surfactant
polyhydric alcohol
emulsion
silane
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Withdrawn
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JP4063893A
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English (en)
Inventor
Takehito Tabata
勇仁 田端
Shizuo Ukaji
静男 宇梶
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NIKKO KEMIKARUZU KK
NIPPON SAAFUAKUTANTO KOGYO KK
Nikko Chemicals Co Ltd
Original Assignee
NIKKO KEMIKARUZU KK
NIPPON SAAFUAKUTANTO KOGYO KK
Nikko Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】界面活性剤含有多価アルコール溶液中に、一般
式 RnSi(R14-n (式中、RはC1〜C21ヒドロカルビル基またはハロゲ
ン化ヒドロカルビル基、R1はC1〜C3アルコキシ、ハ
ロゲン化物、アミノ、カルボキシル、または前述のいず
れかの混合物、そしてnは1または2である)で表わさ
れるシラン化合物を分散して成ることを特徴とする水分
散性撥水剤組成物。 【効果】本発明品は、その撥水効果を十分に有したまま
でシラン化合物を水性化させたものであり、水に対して
均一に分散させることができ、環境へ与える影響が少
な、い取扱性、安全性に優れたものである。且つ得られ
たエマルションは貯蔵安定性に優れ、撥水作用が長期に
わたって持続する。また、塗布面の撥水効果も長期間に
わたり維持させることができる。更にポリフルオロアル
キルシラン化合物の安定なエマルションが得られ、撥油
性を付与させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規な組成の撥水剤に関
する。詳しくは貯蔵安定性に優れ、撥水、撥油性に優
れ、環境を汚染する溶剤を含まない水分散性の新規な組
成の撥水剤に関する。
【0002】
【従来の技術】アルコキシシランが石像物、ガラス等の
撥水剤として有用であることはよく知られている。一般
に使用されている組成物は、種々の溶剤にシラン化合物
を溶解して用いられる。しかしこのような溶剤は安全
性、引火性、省資源等の問題から、水を溶媒とすること
が社会的要請である。
【0003】しかし、シラン化合物は通常水性溶剤中で
は加水分解して重合し、ゲル状物質となって沈澱してし
まい、乳化分散が極めて困難である。更にシラン基の反
応性はこの加水分解により著しく劣化してしまい、撥水
作用は殆ど失われてしまう。
【0004】そこでシラン化合物の水性化に関する研究
が多くなされ、米国特許第4476282号には有機ポ
リシロキサンオイルの水性エマルションが、及び米国特
許第4529758号には珪素樹脂の水性分散液が報告
されている。特公平3−13195号公報にはアルキル
アルコキシシランのエマルションの安定化のための乳化
剤に非イオン性ポリヒドロキシ化合物を選択することに
ついて、また特開平1−292089号公報には緩衝剤
によりアルキルアルコキシシランエマルションを安定化
する方法が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上、公知の方法によ
るシランエマルションは溶剤系に対して水性化させるこ
とはできたが、その分撥水作用が損なわれ、撥水剤とし
ては満足のいくものが得られていない。
【0006】従って本発明では水に対する分散性が良
く、長期間の保存によってもエマルションとして安定で
あり、撥水効果が劣ることの無いシランエマルションを
提供することを目的とする。更には塗布面の保護効果を
一層強め、かつその効果も長期間維持することのできる
シランエマルションを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的に
従い鋭意研究を進めた結果、界面活性剤を含有する多価
アルコール中にシラン化合物を分散させることにより、
水性のシラン化合物の水分散性撥水剤組成物が得られる
ことを見出し、本発明を完成させた。
【0008】即ち、本発明は前述のように水性溶剤中で
加水分解して重合を起こすシラン化合物を、多価アルコ
ール中で加水分解を起こさないようにさせたものであ
り、多価アルコール中に界面活性剤を配合させること
で、相互作用により水分散性が増強されることを見出
し、シラン化合物の水分散性撥水剤組成物を得たもので
ある。前記撥水剤組成物は貯蔵安定性に優れ、撥水・撥
油効果を十分に有している優れたものである。
【0009】上記目的は以下に示す本発明により達成さ
れた。
【0010】界面活性剤含有多価アルコール溶液中に一
般式 RnSi(R14-n (式中、RはC1〜C21ヒドロカルビル基またはハロゲ
ン化ヒドロカルビル基、R1はC1〜C3アルコキシ、ハ
ロゲン化物、アミノ、カルボキシル、または前述のいず
れかの混合物、そしてnは1または2である。)で表わ
されるシラン化合物を分散して成ることを特徴とする水
分散性撥水剤組成物。
【0011】前記界面活性剤含有多価アルコールで、界
面活性剤/多価アルコールの重量比が0.1〜1である
時に、最も良好にシラン化合物を水に分散させることが
できる。
【0012】前記シラン化合物は撥油性をも兼備してい
るポリフルオロアルキルシランであることが特に好まし
い。また、前記界面活性剤はHLBが9以上の非イオン
性界面活性剤であると、水に対してより良好に分散させ
ることができるので好ましい。
【0013】本発明の水分散性撥水剤組成物には多価ア
ルコールと界面活性剤との合計量に対し同量以下の水を
含有させることができる。
【0014】
【好適な実施態様】本発明でいう多価アルコールとは、
分子内に2個以上の水酸基を有し、水溶性であるものを
いう。本発明に適用される多価アルコールには、例えば
グリセリン、ポリグリセリン、エチレングリコ−ル、ポ
リエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ソルビト
ール、キシリトール、メチルグルコシド、ポリグルコシ
ド、ポリサッカライドが挙げられる。
【0015】多価アルコールの分子量は2000以下が
好ましく、より好ましくは1000以下である。
【0016】本発明に適用される界面活性剤は、多価ア
ルコールに溶解するものでなければならず、特には水に
も溶解し易いHLBが9以上の非イオン性界面活性剤が
好ましい。このような界面活性剤には一般的な界面活性
剤の他に、高級アルコール、高級脂肪酸、水溶性高分子
などがあり、これらの二種以上を混合しても良い。
【0017】例えば界面活性剤として広く知られている
ものには、各種ポリオキシエチレンアルキルエーテル、
ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリグリセリン
脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステル、多価アルコール
脂肪酸エステル、アルキルポリグルコシド、アルキルサ
ルフェート塩、アルキルフォスフェート塩、アルキルス
ルフォネート塩、アルキルエーテルカルボキシレート
塩、アルキルアンモニウム塩、アルキルアミン塩、アル
キルベタイン塩、アルキルイミダゾリニウム塩等があ
る。
【0018】その他本発明の界面活性剤には、セタノー
ル、ステアリン酸、アルキルグリセリルエーテル、ポリ
ペプチド等の界面活性物質、アルギン酸塩、ペクチン等
天然ガム質、カルボキシメチルセルロース塩、アクリル
酸塩、マレイン酸塩及びその誘導体、ポリビニルアルコ
ール、ポリグルカン、セルロース誘導体等の水溶性高分
子、及びこれらの混合物が適用される。
【0019】界面活性剤含有多価アルコールは、界面活
性剤と多価アルコールとの相互作用により、シラン化合
物を水に分散させ易くする。界面活性剤含有多価アルコ
ール溶液で、界面活性剤/多価アルコールの重量比は、
好ましくは0.1〜1であり、この配合割合にある時に
最も良好にシラン化合物を水に分散させることができ
る。前記重量比が0.1未満の場合には、界面活性剤の
効果が明瞭に表われず、逆に、前記重量比が1を越える
場合には多価アルコールの効果が明瞭に表われない。
【0020】本発明でいうシラン化合物とは一般式 RnSi(R14-n で表わされるものである。
【0021】式中、RはC1〜C21のヒドロカルビル基
をあらわす。ヒドロカルビル基は水素と炭素原子を含
み、脂肪族または脂環式、あるいはアリール、またはア
ラルキルであることができる。これらのヒドロカルビル
基はまた、置換基としてハロゲン(例えば塩素、臭素、
フッ素)、窒素、酸素または硫黄ヘテロ原子を含んでい
ても良い。1個以上のこの種のハロゲン置換基がR基中
に存在していても良い。Rの炭素数が21を超えると良
好に水に分散させることができなくなる。撥水作用、水
への分散性を考慮すると、好ましい炭素数は5〜12で
ある。
【0022】R1基はC1〜C3でアルコキシ、ハロゲ
ン、アミノ、またはカルボキシレート基を含むことがで
きる。従って、アルキル基の中でR1として有用である
のはメチル、エチル、n−プロピル及びイソプロピルで
ある。炭素数が3を超えると、シラン化合物の反応性が
低下し、撥水作用の劣ったものとなる。
【0023】nは1または2をあらわし、モノヒドロカ
ルビル置換アルコキシシラン及びジヒドロカルビル置換
アルコキシシランが本発明によって意図されるものであ
る。それ以外の数、即ち0では安定性が悪くなり水に分
散し難くなり、3又は4では反応性が低下し、十分な撥
水作用が得られない。
【0024】このシラン化合物の中でも、フルオロメチ
ル基(−CF3)またはフルオロメチレン基(−CF2
−)を有するポリフルオロアルキルシランを用いると、
保護面に対し、撥水性と同時に撥油性も付与させること
ができるので特に好ましい。前記ポリフルオロアルキル
シランは通常の炭化水素系界面活性剤とは全く相溶しな
いため、水に対して分散しにくく使用が困難であった。
しかし、本発明により、多価アルコールに溶解させるこ
とで、ポリフルオロアルキルシランのエマルションが得
られるようになり、かつこのポリフルオロアルキルシラ
ンのエマルションは撥水作用、撥油作用を十分に備え、
撥水剤として優れたものである。
【0025】本発明に適用されるシラン化合物には、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−n−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、ジメチルジメト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、エチルトリ−
n−プロポキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、
プロピルトリ−n−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、ジブチルジメ
トキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジーイ
ソブチルジメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシ
ラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、6−クロロヘ
キシルトリメトキシシラン、6,6,6−トリフルオロ
ヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメト
キシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、4−クロロ
ベンジルトリエトキシシラン、4−ブロモベンジルトリ
−n−プロポキシシラン、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、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
イソプロポキシシラン、2−エチルヘキシルトリメトキ
シシラン、4−クロロベンジルトリメトキシシラン、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、ドデシルトリブロモシラン、テトラデシルトリエト
キシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、オクタ
デシルトリエトキシシラン、エイコシルトリメトキシシ
ラン等、それらのいずれかの混合物等、その二量体、三
量体及びその他のオリゴマーの単体及び混合物がある。
【0026】しかし上記のシラン化合物は具体例を示し
たものであって、これらに限定されるものではない。
【0027】上記本発明に適用されるシラン化合物は米
国特許第4476282号、同第4529758号に記
載のシラン化合物とは全く異なるものである。
【0028】上記シラン化合物は界面活性剤含有多価ア
ルコール溶液に対し、重量比にて1〜100の割合で配
合される。前記重量比が、1より小さいとシラン化合物
の撥水作用が十分に表われない。逆に100より大きい
と水に分散し難くなる。
【0029】また、本発明品は少量の水を含有すること
ができる。水の量は界面活性剤の種類により異なるが、
多価アルコールと界面活性剤との合計量に対し同量以下
でなければならない。これより水の含有量が多いと経時
的にゲル状物質が析出し、貯蔵安定性に問題が生じ、ま
た撥水効果も劣化する。
【0030】本発明の撥水剤組成物には、通常撥水剤と
して含まれているpH調整剤、キレート剤等の他の成分
を含有させることができる。
【0031】
【作用】本発明は、その撥水効果を十分に有したままで
シラン化合物を水性化させたものであり、環境へ与える
影響が少なく、取扱性、安全性に優れている。且つ得ら
れたエマルションは貯蔵安定性に優れ、撥水作用も長期
にわたって持続する。
【0032】
【評価試験1】 塗布面の効果の持続性 ビーカーにオクチルトリエトキシシラン200gと表1
に記載の界面活性剤1g、グリセリン49gを秤りと
り、空気を入れる事無く、冷却しながらホモミキサー5
000rpmにて1分間乳化した。このエマルションは
半透明粘稠液体で、常温放置で3ヶ月以上外観的な変化
は全く起こらなかった。
【0033】5×5×5のセメント塊を前記エマルショ
ンの10%水希釈液に10分間浸漬し、これを乾燥して
試料とした。この試料を直後、及び所定期間放置した
後、水に漬けこの試料の重量の増加率で撥水性効果の持
続性を評価した。結果を表1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【評価試験2】 保存による効果の劣化 評価試験1と同様の方法により、表2に示す処方のアル
キルシランのエマルションを作り、このエマルションを
それぞれ表2に示す所定期間保存後、評価試験1と同様
の方法により直後の撥水性を評価した。結果を表2に示
す。
【0036】
【表2】
【0037】
【評価試験3】表3に示す処方のシランエマルションに
て、評価試験1と同様の方法で撥水効果を比較した。結
果を表3に示す。
【0038】
【表3】
【0039】
【評価試験4】各々表4に示す界面活性剤を選択し、評
価試験1と同様な方法で下記の処方のシランエマルショ
ンを作り、このエマルションの2%水溶液を5×5のガ
ラス板に塗布し乾燥後、この板への精製水の接触角を測
定した。さらにこのエマルションを一ヶ月40℃に放置
した後、同様の方法で接触角を測定した。結果を表4に
示す。
【0040】処方 界面活性剤 10 グリセリン 20 オクタデシルトリエトキシシラン 70
【0041】
【表4】
【0042】
【評価試験5】表5に示す処方にて、ホモミキサー、5
000rpmで1分間攪拌してエマルションを作った。
このエマルションの2%水溶液の中に2×5×1の木の
テストピースを10分間漬け、これを105℃で2時間
乾燥し、これを試料とした。試料を水に1週間浮かべ、
この時の重量増加量を吸水量とした。結果を表5に示
す。
【0043】
【表5】
【0044】
【発明の効果】本発明品には次に示すような効果がある
優れた撥水剤組成物である。 長期保存により、ゲル状物質の析出、エマルションの
分離等外観の変化を起こさず安定である。 水性化させたことにより環境汚染を回避でき、取扱
性、安全性に優れる。 水性化による効果の劣化がなく、強い撥水性が得られ
る。
【0045】エマルションの長期保存による効果の劣
化がない。 塗布面の効果が長期間持続する。 ポリフルオロ基を有するシラン化合物を使用すること
により、撥水性、撥油性を兼備したエマルションが得ら
れる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】界面活性剤含有多価アルコール溶液中に、
    一般式 RnSi(R14-n (式中、RはC1〜C21ヒドロカルビル基またはハロゲ
    ン化ヒドロカルビル基、R1はC1〜C3アルコキシ、ハ
    ロゲン化物、アミノ、カルボキシル、または前述のいず
    れかの混合物、そしてnは1または2である。)で表わ
    されるシラン化合物を分散して成ることを特徴とする水
    分散性撥水剤組成物。
  2. 【請求項2】前記界面活性剤含有多価アルコール溶液
    で、界面活性剤/多価アルコールの重量比が0.1〜1
    である請求項1に記載の水分散性撥水剤組成物。
  3. 【請求項3】前記シラン化合物がフルオロメチル基(−
    CF3)またはフルオロメチレン基(−CF2−)を有す
    るポリフルオロアルキルシランであることを特徴とする
    請求項1又は2に記載の水分散性撥水剤組成物。
  4. 【請求項4】前記界面活性剤がHLBが9以上の非イオ
    ン性界面活性剤であることを特徴とする請求項1から3
    のいずれか一に記載の水分散性撥水剤組成物。
  5. 【請求項5】前記多価アルコールと界面活性剤との総合
    計量に対し、同量以下の水を含有することを特徴とする
    請求項1から4のいずれか一に記載の水分散性撥水剤組
    成物。
JP4063893A 1993-02-05 1993-02-05 撥水剤 Withdrawn JPH06228542A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09509939A (ja) * 1994-03-04 1997-10-07 イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー 加水分解されたシランエマルジョン及び表面コーティングとしてのそれらの使用
KR101665012B1 (ko) * 2016-04-29 2016-10-13 중앙방수기업주식회사 폴리옥시에틸렌라우릴에스테르계 에멀젼과 실란 변성 수성 에폭시를 포함하는 액체 도포 방수제의 제조 방법

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