JPH101610A

JPH101610A - 水性有機ケイ素系組成物および土木建築材料

Info

Publication number: JPH101610A
Application number: JP15465096A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Yasaka; 哲也八坂; Shigefumi Kuramoto; 成史倉本
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の吸水防止剤と比べて、浸透性が高く、
かつ、充分な、撥水性、吸水防止性、遮塩性等の耐久性
を基材に付与することのできる水性有機ケイ素系組成物
と、この組成物が塗工されてなる土木建築材料とを提供
すること。【解決手段】水性有機ケイ素系組成物は、下記一般式
（１）で示されるシラン化合物（Ｓ）、その加水分解物
およびその重縮合物からなる群の中から選ばれる少なく
とも１種からなる有機ケイ素成分と、水とを含み、表面
張力が４０dyne/cm 未満である。Ｒ⁴ _pＳｉ(ＯＲ⁵)_4-p （１）（但し、Ｒ⁴は炭素数１〜２０の１価炭化水素基、Ｒ⁵
は炭素数１〜６のアルキル基、ｐは１または２であ
る。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸水防止処理等の
用途に適した水性有機ケイ素系組成物、特に、基材へ深
く浸透し、吸水防止等の諸性能の耐久性に優れた水性有
機ケイ素系組成物と、この組成物が塗工されてなる土木
建築材料とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、加水分解・重縮合性官能基を有す
る有機珪素化合物や有機珪素樹脂の安定な水性エマルジ
ョンが土木・建築材料の吸水防止剤として開発され、一
部はすでに実用に供されている。有機珪素化合物の水性
エマルジョンからなる吸水防止剤としては、例えば、ノ
ニオン性乳化剤を用いた水性エマルジョンが知られてい
る（特開昭６２−１９７３６９、特開平１−２９２０８
９、特開平３−１７４３７８、特開平３−１８８０８６
号公報）。また、撥水性や吸水防止性を向上させるため
に、乳化剤としてシリコーン系やフッ素系の乳化剤を用
いた例も知られている（特開平３−１１５４８５号公
報）。さらに、アルコキシ基とともに第四級アンモニウ
ム塩基をも含有する珪素化合物や、ノニオン性またはア
ニオン性の乳化能を有する珪素化合物のような、アルコ
キシシランや土木建築材料に対し反応性を有する乳化剤
を使用した例も知られている（特開平３−１５９９７
５、特開平３−２００７９３、特開平４−１６４８７
７、特開平５−２２１７４８号公報）。

【０００３】一方、有機珪素樹脂の水性エマルジョンか
らなる吸水防止剤としては、メチルメトキシシリコーン
樹脂やアルキルトリアルコキシシランの加水分解・重縮
合物を水性乳化したものが知られている（特開昭５７−
９２５６１、特開昭５８−２１３０４６、特開昭６０−
２０９５９、特開昭６３−３０５１３２、特開平４−２
５５７５９号公報）。また、前記シリコーン系乳化剤の
ほか、アルコキシ基とともに塩基性窒素をも有するオル
ガノポリシロキサンと酸からなる反応性乳化剤を使用し
た例も知られている（特開平５−１５６１６４号公
報）。

【０００４】しかし、本発明者らの研究によると、前記
各公知文献で開示されている有機珪素化合物や有機珪素
樹脂の水性エマルジョンからなる吸水防止剤では、基材
に対する初期の吸水防止処理能力は十分であるが、吸水
防止等の耐久性の点で問題があり、太陽光や雨水に長期
間暴露されると、その性能が低下していく問題があっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
の吸水防止剤と比べて、土木・建築等の基材に塗布され
た場合、充分な、撥水性、吸水防止性、遮塩性等の諸性
能を基材に付与でき、しかも、その性能を非常に長期間
維持することのできる水性有機ケイ素系組成物を提供す
ることにある。

【０００６】本発明の別の課題は、従来の吸水防止剤が
塗工された土木建築材料と比べて、充分な、撥水性、吸
水防止性、遮塩性等の諸性能を有し、しかも、その性能
を非常に長期間維持することのできる土木建築材料を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために基材面への塗布状態を詳しく観察し
た。その結果、吸水防止剤の基材への浸透性が低いと、
撥水性、吸水防止性、遮塩性等の耐久性が不十分である
と言うことが分かった。基材への浸透量を多くするため
には、何回も重ね塗りをすることが考えるが、作業工数
が増し、処理コストが増大する。そこで、吸水防止剤の
物性を改善することを試みた。その結果、本発明者ら
は、吸水防止剤と基材との濡れ性を向上させれば前記課
題を一挙に解決することができることを見出し、本発明
を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明にかかる水性有機ケイ素
系組成物は、下記一般式（１）で示されるシラン化合物
（Ｓ）、その加水分解物およびその重縮合物からなる群
の中から選ばれる少なくとも１種からなる有機ケイ素成
分と、水とを含み、表面張力が４０dyne/cm 未満である
水性有機ケイ素系組成物である。Ｒ⁴ _pＳｉ(ＯＲ⁵)_4-p （１）（但し、Ｒ⁴は炭素数１〜２０の１価炭化水素基、Ｒ⁵
は炭素数１〜６のアルキル基、ｐは１または２であ
る。）本発明にかかる水性有機ケイ素系組成物は、分散性安定
の目的で乳化剤をさらに含むのが普通であるが、これに
限られない。この場合、乳化剤は、有機ケイ素成分に対
して０．０１〜５重量％の割合で含まれていることが好
ましい。

【０００９】本発明にかかる水性有機ケイ素系組成物
は、モノアルキレングリコールモノアルキルエーテル、
ジアルキレングリコールモノアルキルエーテル、トリア
ルキレングリコールモノアルキルエーテル、テトラアル
キレングリコールモノアルキルエーテルおよびそれらの
モノアセテート類からなる群の中から選ばれる少なくと
も１種の化合物（Ａ）を含むことが出来る。

【００１０】本発明にかかる水性有機ケイ素系組成物の
好ましい配合例は、有機ケイ素成分が組成物全体に対し
て０．５〜６５重量％、化合物（Ａ）が組成物全体に対
して０重量％を超え１０重量％以下の割合で含まれるこ
とである。本発明にかかる土木建築材料は、本発明にか
かる水性有機ケイ素系組成物が塗工されてなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の水性有機ケイ素系組成物
に含まれる有機ケイ素成分は、上記一般式（１）で示さ
れるシラン化合物（Ｓ）、その加水分解物およびその重
縮合物からなる群の中から選ばれる少なくとも１種から
なり、撥水性および吸水防止性を有し、かつ各種材料、
特に無機材料と結合したり、それ自身で加水分解・重縮
合して材料に撥水層や吸水防止層を生成することのでき
る成分である。

【００１２】一般式（１）中、Ｒ⁴は撥水性や吸水防止
性を示す基であり、炭素数１〜２０の１価炭化水素基な
らば特に限定されないが、飽和アルキル基、アリール基
およびアラルキル基からなる群の中から選ばれる少なく
とも１種が好ましく、撥水性、吸水防止性、および耐久
性を著しく向上させれる点で炭素数４〜１８のこれらの
基がより一層好ましい。中でも耐久性に優れる点で炭素
数４〜１８の飽和アルキル基が最も好ましい。Ｒ⁴が複
数である場合は、複数のＲ⁴は互いに同一であっても良
く、異なっていても良い。

【００１３】Ｒ⁴の具体例としては、メチル基、エチル
基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、
イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ド
デシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等の飽和ア
ルキル基；フェニル基、ナフチル基等のアリール基、ベ
ンジル基等のアラルキル基；ビニル基、ヘキセニル基、
オクテニル基等のアルケニル基が挙げられる。

【００１４】一般式（１）中、Ｒ⁵は各種材料、特に無
機材料と結合したり、それ自身で加水分解・重縮合でき
る基であり、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基
であれば特に限定はなく、炭素数１〜６のアルキル基と
しては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプ
ロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、
ヘキシル基が挙げられる。中でも加水分解・重縮合性が
高い点でメチル基またはエチル基が好ましく、エチル基
が最も好ましい。メチル基では加水分解・重縮合性が高
すぎるため、本発明の水性有機ケイ素系組成物が経時的
に増粘・ゲル化する等し、保存安定性に支障をきたす場
合がある。また、複数のＲ⁵は互いに同一であっても良
く、異なっていても良い。ｐは１または２であり、加水
分解・重縮合性官能基を多く含有できる点でｐが１であ
るのが好ましい。

【００１５】シラン化合物（Ｓ）の具体例としては、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、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピ
ルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリプロポキシシ
ラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリ
エトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソ
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、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、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、
オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエ
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、ベ
ンジ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、フェニルメチルジメトキシシラン、ジフェニルジ
メトキシシラン、ジフェニルシランジオール、ビニルト
リメトキシシラン、ヘキセニルトリメトキシシラン、オ
クテニルトリメトキシシランが挙げられる。これらシラ
ン化合物（Ｓ）は１種または２種以上を使用しても良
い。

【００１６】一般式（１）において、Ｒ⁴が炭素数４〜
１８の飽和アルキル基、アリール基、アラルキル基から
なる群の中から選ばれる少なくとも１種、Ｒ⁵がメチル
基またはエチル基、ｐが１であるトリアルコキシシラン
化合物が好ましい。特に、一般式（１）において、Ｒ⁴
が炭素数４〜１８の飽和アルキル基、Ｒ⁵がエチル基、
ｐが１であるトリアルコキシシラン化合物がさらに好ま
しく、炭素数３〜１０のアルキルトリアルコキシシラン
化合物がよりさらに好ましい。これは、加水分解・重縮
合性官能基を多く含有でき、撥水性、吸水防止性および
耐久性に優れた水性有機ケイ素系組成物となるからであ
る。

【００１７】シラン化合物（Ｓ）の加水分解物およびそ
の重縮合物は、シラン化合物（Ｓ）を従来公知の方法
で、加水分解・重縮合することによって得られる。例え
ば、無溶媒中、または、シラン化合物（Ｓ）および水と
を溶解できるような有機溶媒中で行なわれる。有機溶媒
としては、アルコール類、ケトン類、エーテル類、セル
ソロブ類が挙げられる。水の量は、特に限定されない
が、水の量が多すぎると得られる重縮合物が高分子量体
となるため、本発明の水性有機ケイ素系組成物の浸透性
が低下する場合がある。また、重縮合させる際に、従来
公知の酸触媒または塩基触媒を使用しても良い。

【００１８】有機ケイ素成分の数平均分子量については
特に限定はないが、好ましくは５０００以下、さらに好
ましくは２０００以下、より一層好ましくは１０００以
下である。前述の範囲を外れると基材等への浸透性が悪
くなることがある。有機ケイ素成分の含有割合は、特に
限定はされないが、たとえば、基材に対する浸透性に悪
影響を与えることなく、充分な、撥水性、吸水防止性、
遮塩性等を基材に付与する点からは、水性有機ケイ素系
組成物全体に対して、好ましくは０．５〜６５重量％、
より好ましくは１〜４５重量％、さらに好ましくは３〜
３０重量％、最も好ましくは５〜１８重量％である。

【００１９】水の含有割合は、特に限定はされないが、
たとえば、少なすぎると水性有機ケイ素系組成物が引火
性や可燃性を有して水性である意義が薄れる場合があ
り、多すぎると有機ケイ素成分が少なくなって撥水性、
吸水防止性、遮塩性およびそれらの耐久性が低下する場
合があるため、水性有機ケイ素系組成物全体に対して、
好ましくは３５〜９９．５重量％、より好ましくは５５
〜９９重量％、さらに好ましくは７０〜９７重量％、最
も好ましくは８２〜９５重量％である。

【００２０】本発明の水性有機ケイ素系組成物の表面張
力は４０dyne/cm 未満であり、好ましくは３７dyne/cm
以下、さらに好ましくは３５dyne/cm 以下である。水性
有機ケイ素系組成物の表面張力がこのような低い値であ
れば、基材との濡れ性が向上するため、浸透性が高くな
る。本発明にかかる水性有機ケイ素系組成物には、特に
限定されるわけではないが、モノアルキレングリコール
モノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノア
ルキルエーテル、トリアルキレングリコールモノアルキ
ルエーテル、テトラアルキレングリコールモノアルキル
エーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテ
ル類およびそのモノアセテート類からなる群の中から選
ばれる少なくとも１種の化合物（Ａ）がさらに含まれて
いることが、組成物の表面張力を低下させる点で好まし
い。すなわち、この化合物（Ａ）は、本発明の水性有機
ケイ素系組成物における表面張力を低減させる役割を果
たしているのである。しかしながら、本発明の水性有機
ケイ素系組成物を得るにあたり、表面張力の低減は必ず
しも必要ではなく、要するに、表面張力が４０dyne/cm
未満であればよいのであるが、表面張力の低減が必要と
なったとしても、その低減方法は、上述の化合物（Ａ）
の添加に限られるものではない。

【００２１】化合物（Ａ）中のアルキレン基としては、
特に限定されないが、たとえば、炭素数２〜４のアルキ
レン基が挙げられる。化合物（Ａ）中のアルキル基とし
ては、特に限定されないが、たとえば、炭素数１〜１０
のアルキル基が挙げられる。なお、化合物（Ａ）の一例
である、アルキレングリコールモノアルキルエーテル類
のモノアセテート類は、アルキレングリコールモノアル
キルエーテル類の１つの水酸基（−ＯＨ）がアセテート
基（−ＯＣＯＣＨ₃）で置換された化合物である。

【００２２】化合物（Ａ）の一例であるモノアルキレン
グリコールモノアルキルエーテルとしては、特に限定は
されないが、たとえば、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、エ
チレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリ
コールモノブチルエーテル等のエチレングリコールモノ
アルキルエーテル；プロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレン
グリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコー
ルモノアルキルエーテル；ブチレングリコールモノメチ
ルエーテル、ブチレングリコールモノエチルエーテル、
ブチレングリコールモノプロピルエーテル、ブチレング
リコールモノブチルエーテル等のブチレングリコールモ
ノアルキルエーテル等が挙げられる。

【００２３】化合物（Ａ）の一例であるジアルキレング
リコールモノアルキルエーテルとしては、特に限定はさ
れないが、たとえば、ジエチレングリコールモノメチル
エーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、
ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコ
ールモノアルキルエーテル；ジプロピレングリコールモ
ノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチル
エーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテ
ル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のジ
プロピレングリコールモノアルキルエーテル；ジブチレ
ングリコールモノメチルエーテル、ジブチレングリコー
ルモノエチルエーテル、ジブチレングリコールモノプロ
ピルエーテル、ジブチレングリコールモノブチルエーテ
ル等のジブチレングリコールモノアルキルエーテル等が
挙げられる。

【００２４】化合物（Ａ）の一例であるトリアルキレン
グリコールモノアルキルエーテルとしては、特に限定は
されないが、たとえば、トリエチレングリコールモノメ
チルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエー
テル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、
トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のトリエ
チレングリコールモノアルキルエーテル；トリプロピレ
ングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリ
コールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコール
モノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノ
ブチルエーテル等のトリプロピレングリコールモノアル
キルエーテル；トリブチレングリコールモノメチルエー
テル、トリブチレングリコールモノエチルエーテル、ト
リブチレングリコールモノプロピルエーテル、トリブチ
レングリコールモノブチルエーテル等のトリブチレング
リコールモノアルキルエーテル等が挙げられる。

【００２５】化合物（Ａ）の一例であるテトラアルキレ
ングリコールモノアルキルエーテルとしては、特に限定
はされないが、たとえば、テトラエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチ
ルエーテル、テトラエチレングリコールモノプロピルエ
ーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル
等のテトラエチレングリコールモノアルキルエーテル；
テトラプロピレングリコールモノメチルエーテル、テト
ラプロピレングリコールモノエチルエーテル、テトラプ
ロピレングリコールモノプロピルエーテル、テトラプロ
ピレングリコールモノブチルエーテル等のテトラプロピ
レングリコールモノアルキルエーテル；テトラブチレン
グリコールモノメチルエーテル、テトラブチレングリコ
ールモノエチルエーテル、テトラブチレングリコールモ
ノプロピルエーテル、テトラブチレングリコールモノブ
チルエーテル等のテトラブチレングリコールモノアルキ
ルエーテル等が挙げられる。

【００２６】化合物（Ａ）の含有割合は、特に限定はさ
れないが、たとえば、多すぎると水性有機ケイ素系組成
物が引火性や可燃性を有する場合があり、少なすぎると
表面張力を低下させる効果が小さくなる点からは、水性
有機ケイ素系組成物全体に対して、好ましくは０重量％
を超え１０重量％以下、より好ましくは０．１〜９重量
％、さらに好ましくは０．５〜７重量％、最も好ましく
は１〜５重量％である。

【００２７】本発明の水性有機ケイ素系組成物には、特
に限定されるわけではないが、さらに乳化剤が含まれて
いることが、基材に対する浸透性をさらに向上させる点
で好ましい。なお、従来公知の水系の吸水防止剤にも乳
化剤が含有されており、乳化剤は表面張力を低減させる
効果を有するが、表面張力は４０dyne/cm 以上であり、
そのため、従来公知の水系の吸水防止剤では基材へ深く
浸透させることが不可能で耐久性に問題があった。ま
た、乳化剤の使用量を増やす程、表面張力は低下する
が、４０dyne/cm 未満にすることは困難であり、かつ、
乳化剤を多量に使用すると、撥水性、吸水防止性、遮塩
性等が逆に悪くなる。

【００２８】本発明の水性有機ケイ素系組成物に使用可
能な乳化剤としては、特に限定はされないが、たとえ
ば、ノニオン性乳化剤、イオン性乳化剤、両性乳化剤等
の通常の乳化剤を使用することができる。ノニオン性乳
化剤の具体例としては、特に限定はされないが、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレン
アルキルアリルエーテル類、ソルビタン脂肪酸エステル
類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、
ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル類、グ
リセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸
エステル類、ジメチルシロキサンの側鎖や末端をポリア
ルキレンオキサイドで変性したジメチルシロキサン共重
合体類、セルロース類等が挙げられる。

【００２９】イオン性乳化剤は、通常、アニオン性乳化
剤とカチオン性乳化剤の２種類に分けられる。アニオン
性乳化剤の具体例としては、特に限定はされないが、ア
ルキルベンゼンスルホン酸塩類、高級アルコール硫酸エ
ステル類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エ
ステル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ル硫酸エステル類、アルキルナフチル酸塩類等が挙げら
れる。

【００３０】カチオン性乳化剤の具体例としては、特に
限定はされないが、アルキルアミン塩類、第４級アンモ
ニウム塩類等が挙げられる。両性乳化剤の具体例として
は、特に限定はされないが、アルキルベタイン等が挙げ
られる。乳化剤は、１種のみを用いてもよいし、２種以
上を適宜組み合わせて用いてもよい。

【００３１】乳化剤の含有割合は、特に限定はされない
が、たとえば、多すぎると撥水性、吸水防止性、遮塩性
等の諸性能を低下させる場合があり、少なすぎると水性
有機ケイ素系組成物の乳化安定性が低くなる場合がある
ので、有機ケイ素成分に対して、好ましくは０．０１〜
５重量％、より好ましくは０．０５〜３重量％、さらに
好ましくは０．１〜２重量％、最も好ましくは０．２〜
１重量％である。

【００３２】本発明の水性有機ケイ素系組成物のｐＨ
は、特に限定はされないが、たとえば、３〜１２にする
と、経時安定性に優れる。好ましくは４〜１０、さらに
好ましくは５〜９である。また、水性有機ケイ素系組成
物中には、必要に応じて、従来公知の、ｐＨ緩衝剤、ｐ
Ｈ調整剤、シリカゾル、アルミナゾル、セリアゾル、紫
外線吸収剤、水溶性ポリマー、有機系乳化重合物等を添
加しても良く、これらに限定されない。水性有機ケイ素
系組成物中には、さらに、防カビ剤、防藻剤、防蟻剤の
添加剤を混合しても良く、これら添加剤に限定されな
い。

【００３３】本発明の水性有機ケイ素系組成物を得るた
めの方法としては、一般の混合や乳化する方法等が用い
られ、特に限定はない。例えば、スターラー、ホモミキ
サー、ウルトラディスパーサー、高圧ホモジナイザー等
で高速攪拌しながら、有機ケイ素成分と、必要に応じて
用いられるアルキレングリコールモノアルキルエーテル
類等の化合物（Ａ）や乳化剤とを別々または混合した液
を水に少しずつ添加したり、アルキレングリコールモノ
アルキルエーテル類等の化合物（Ａ）や乳化剤と水の混
合液に有機ケイ素成分を少しずつ添加したり、あるいは
これらの逆を行うことにより、本発明の水性有機ケイ素
系組成物が得られる。

【００３４】本発明の水性有機ケイ素系組成物が使用さ
れる土木建築材料としては、特に限定されないが、たと
えば、打放しコンクリート、プレキャストコンクリー
ト、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）、軽量コンクリー
ト、セメント板、押出しセメント板、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、カーボン繊維入りセメント板、モルタル、目
地モルタル、石膏ボード、石膏プラスター、ドロマイト
プラスター、ハードボード、珪酸カルシウム板、しっく
い、ブロック、レンガ、タイル、瓦、スレート、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、木材、合板等が挙げられる。

【００３５】土木建築材料に使用する方法としては、特
に限定されないが、好ましい使用する方法として、例え
ば、上記材料へローラー、刷毛、スプレー等を用い塗布
したり、場合によっては上記材料を含浸、浸漬したりす
ることが挙げられる。この際、水性有機ケイ素系組成物
は、有機ケイ素成分の量が、組成物全体に対して好まし
くは０．５〜６５重量％、より好ましくは１〜４５重量
％、さらに好ましくは３〜３０重量％、最も好ましくは
５〜１８重量％の範囲に水で希釈して使用される。有機
ケイ素成分が少なすぎると塗布、含浸あるいは浸漬等の
回数を増やす必要があり、多すぎると材料への浸透性が
悪くなる傾向がある。また、土木建築材料に使用する他
の好ましい例としては、例えば上記材料を製造する際に
水性有機ケイ素系組成物を添加することが挙げられる。
例えば、モルタルではセメント、砂、水等を混和調製す
る際に水性有機ケイ素系組成物を添加した後成形した
り、コンクリートではセメント、（細）骨材、減水材、
水等を混練する際に水性有機ケイ素系組成物を添加した
後成形したりすることが挙げられ、他の材料でも、これ
らと同様に成形する前や成形する際に水性有機ケイ素系
組成物を添加することが挙げられる。セメントや、コン
クリート、モルタル等へ、その硬化前の混練時に水性有
機ケイ素系組成物を添加すれば、セメント、砂、（細）
骨材等との親和性が高まるため、水性有機ケイ素系組成
物の使用量が少ない場合でも、充分な、撥水性、吸水防
止性、遮塩性等が発揮される。

【００３６】なお、水性有機ケイ素系組成物をモルタル
やコンクリート等のセメント組成物に添加する場合、セ
メントに対して有機ケイ素成分が、好ましくは０．０１
〜３重量％、より好ましくは０．０５〜２．５重量％、
さらに好ましくは０．１〜２重量％、最も好ましくは
０．２〜１．５重量％になるようにする。

【００３７】

【実施例】以下に本発明の具体的な実施例および比較例
を示すが、本発明は下記実施例に限定されない。「％」
は特に限定のない限り「重量％」を示す。〔実施例１〕水７６．５ｋｇにジプロピレングリコール
モノブチルエーテル３．５ｋｇを溶解した混合液をホモ
ミキサーで高速攪拌しながら、この混合液にヘキシルト
リエトキシシラン２０ｋｇを徐々に添加、混合して乳化
を行った。そのまま３０分間高速攪拌を続けて水性有機
ケイ素系組成物（１）を得た。

【００３８】この水性有機ケイ素系組成物（１）の表面
張力は、３２dyne/cm であった。なお、表面張力は、協
和界面科学（株）製SURFACE TENSIOMETER CBVPにより測
定した。次に、５００×５００×１００mmのコンクリー
ト板の全面に、水性有機ケイ素系組成物（１）を１５０
ｇ／ｍ²の割合でスプレーで吹き付けて塗工した後、１
週間放置した。このようにして塗工されたコンクリート
板について、初期の透水性および浸透深さを以下の方法
で評価した。

【００３９】初期の透水性は、ＪＩＳ−Ａ６９１０に規
定された方法に従って評価した。その結果、０．３０ml
/dayであった。浸透深さは、コンクリート板を分割し、
その分割断面に水を噴き付け、撥水層の厚みを測定して
浸透深さとした。その結果、浸透深さは５．５mmであっ
た。次に、サンシャインウェザーメーターで５０００時
間の劣化促進試験を行って、透水性および浸透深さの耐
久性を評価した。その結果、透水性は０．３２ml/day、
浸透深さは５．４mmであり、初期の性能を維持してい
た。〔実施例２〕水４７．３ｋｇにエチレングリコールモノ
ブチルエーテル２．５ｋｇとオキシエチレンの繰り返し
単位数２２であるポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテル硫酸アンモニウム塩０．０７５ｋｇとを溶解した
混合液をホモミキサーで高速攪拌しながら、この混合液
に、ヘキシルトリエトキシシラン５０ｋｇにソルビタン
モノラウレート０．１２５ｋｇを溶解した混合液を徐々
に添加、混合して乳化を行った。そのまま３０分間高速
攪拌を続けて水性有機ケイ素系組成物（２）を得た。

【００４０】この水性有機ケイ素系組成物（２）につい
て、表面張力測定と、透水性試験、浸透深さ試験および
耐久性試験を実施例１と同様にして行った。その結果を
表１に示す。〔実施例３〕水６５．８ｋｇにトリプロピレングリコー
ルモノメチルエーテル４ｋｇを溶解した混合液をホモミ
キサーで高速攪拌しながら、この混合液に、オクチルト
リエトキシシラン３０ｋｇにポリオキシエチレンステア
リルエーテル０．２ｋｇを溶解した混合液を徐々に添
加、混合して乳化を行った。そのまま３０分間高速攪拌
を続けて水性有機ケイ素系組成物（３）を得た。

【００４１】この水性有機ケイ素系組成物（３）につい
て、表面張力測定と、透水性試験、浸透深さ試験および
耐久性試験を実施例１と同様にして行った。その結果を
表１に示す。〔実施例４〕水４０ｋｇにプロピレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート５ｋｇとラウリル硫酸ナトリウ
ム０．０４ｋｇとを溶解した混合液をホモミキサーで高
速攪拌しながら、この混合液に、オクタデシルトリエト
キシシラン５０ｋｇとヘキシルトリメトキシシラン１０
ｋｇとポリオキシエチレンステアリルエーテル０．２ｋ
ｇとを徐々に添加、混合して乳化を行った。そのまま３
０分間高速攪拌を続けて水性有機ケイ素系組成物（４）
を得た。

【００４２】この水性有機ケイ素系組成物（４）につい
て、表面張力測定と、透水性試験、浸透深さ試験および
耐久性試験を実施例１と同様にして行った。その結果を
表１に示す。〔実施例５〕水８７．９ｋｇにジプロピレングリコール
モノメチルエーテル２ｋｇを溶解した混合液をホモミキ
サーで高速攪拌しながら、この混合液に、ヘキシルトリ
エトキシシラン１０ｋｇにポリオキシエチレンソルビタ
ントリステアレート０．１ｋｇを溶解した混合液を徐々
に添加、混合して乳化を行った。そのまま３０分間高速
攪拌を続けて水性有機ケイ素系組成物（５）を得た。

【００４３】この水性有機ケイ素系組成物（５）につい
て、表面張力測定と、透水性試験、浸透深さ試験および
耐久性試験を実施例１と同様にして行った。その結果を
表１に示す。〔実施例６〕実施例１において、水とジプロピレングリ
コールモノブチルエーテルの使用量をそれぞれ７９ｋ
ｇ、１．０ｋｇに変更したこと以外は実施例１と同様に
して、水性有機ケイ素系組成物（６）を得た。

【００４４】この水性有機ケイ素系組成物（６）につい
て、表面張力測定と、透水性試験、浸透深さ試験および
耐久性試験を実施例１と同様にして行った。その結果を
表１に示す。〔実施例７〕実施例１において、水とジプロピレングリ
コールモノブチルエーテルの使用量をそれぞれ７９．５
ｋｇ、０．５ｋｇに変更したこと以外は実施例１と同様
にして、水性有機ケイ素系組成物（７）を得た。

【００４５】この水性有機ケイ素系組成物（７）につい
て、表面張力測定と、透水性試験、浸透深さ試験および
耐久性試験を実施例１と同様にして行った。その結果を
表１に示す。〔比較例１〕実施例１において、ジプロピレングリコー
ルモノブチルエーテルを全く用いないこと以外は実施例
１と同様にして、比較用水性有機ケイ素系組成物（１
１）を得た。

【００４６】この比較用水性有機ケイ素系組成物（１
１）について、表面張力測定と、透水性試験、浸透深さ
試験および耐久性試験を実施例１と同様にして行った。
その結果を表１に示す。〔比較例２〕実施例２において、エチレングリコールモ
ノブチルエーテルを全く用いないこと以外は実施例２と
同様にして、比較用水性有機ケイ素系組成物（１２）を
得た。

【００４７】この比較用水性有機ケイ素系組成物（１
２）について、表面張力測定と、透水性試験、浸透深さ
試験および耐久性試験を実施例１と同様にして行った。
その結果を表１に示す。〔比較例３〕実施例３において、トリプロピレングリコ
ールモノメチルエーテルを全く用いないこと以外は実施
例３と同様にして、比較用水性有機ケイ素系組成物（１
３）を得た。

【００４８】この比較用水性有機ケイ素系組成物（１
３）について、表面張力測定と、透水性試験、浸透深さ
試験および耐久性試験を実施例１と同様にして行った。
その結果を表１に示す。〔比較例４〕実施例４において、プロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテートを全く用いないこと以外
は実施例４と同様にして、比較用水性有機ケイ素系組成
物（１４）を得た。

【００４９】この比較用水性有機ケイ素系組成物（１
４）について、表面張力測定と、透水性試験、浸透深さ
試験および耐久性試験を実施例１と同様にして行った。
その結果を表１に示す。〔比較例５〕実施例５において、ジプロピレングリコー
ルモノメチルエーテルを全く用いないこと以外は実施例
５と同様にして、比較用水性有機ケイ素系組成物（１
５）を得た。

【００５０】この比較用水性有機ケイ素系組成物（１
５）について、表面張力測定と、透水性試験、浸透深さ
試験および耐久性試験を実施例１と同様にして行った。
その結果を表１に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【発明の効果】本発明の水性有機ケイ素系組成物は、前
記一般式（１）で示されるシラン化合物（Ｓ）、その加
水分解物およびその重縮合物からなる群の中から選ばれ
る少なくとも１種からなる有機ケイ素成分と、水とを含
むため、材料に塗布、含浸、添加等されると、加水分解
・重縮合反応により材料表面および内部において強固に
且つ優れた吸水防止層や撥水層を形成し、雨水、汚水、
酸性雨による材料の劣化や汚れのしみこみ、海（塩）水
による被害、寒冷地における凍結融解作用によるひび割
れ、材料からの塩の溶出による白華等の解決に有用であ
る。水蒸気を放出する機能も有するため炭酸ガスによる
中性化、骨材に含まれるシリカとアルカリによるアルカ
リ骨材反応の防止等にも優れている。

【００５３】また、本発明の水性有機ケイ素系組成物の
表面張力は４０dyne/cm 未満と低い値であるため、前述
した従来の吸水防止剤と比べて、材料との濡れ性が向上
している。そのため、材料に塗布された場合、材料への
浸透性が高いため、形成される吸水防止層や撥水層が厚
いので、充分な、撥水性、吸水防止性、遮塩性等を材料
に付与することができ、その性能は長期間維持されるの
で、材料の耐久性の向上が図れる。

【００５４】本発明の水性有機ケイ素系組成物は、さら
に、種々の塗料やコーティング剤や仕上げ材の防水プラ
イマーやセメント用混和剤等としても有用である。本発
明の土木建築材料は、上記水性有機ケイ素系組成物が塗
工されてなるため、雨水、汚水、酸性雨による材料の劣
化や汚れのしみこみ、海（塩）水による被害、寒冷地に
おける凍結融解作用によるひび割れ、材料からの塩の溶
出による白華等が少ない。また、水蒸気を放出する機能
も有するため炭酸ガスによる中性化や、骨材に含まれる
シリカとアルカリによるアルカリ骨材反応等も抑制され
ている。

【００５５】また、本発明の土木建築材料では、塗工さ
れる上記水性有機ケイ素系組成物の表面張力が４０dyne
/cm 未満と低い値であるため、上記水性有機ケイ素系組
成物が、前述した従来の吸水防止剤と比べて、土木建築
材料との大きな濡れ性を有し、土木建築材料中に深く浸
透しているため、浸透した水性有機ケイ素系組成物によ
り形成された吸水防止層や撥水層が厚い。そのため、本
発明の土木建築材料は、充分な、撥水性、吸水防止性、
遮塩性等を長期間発揮することができ、これらの諸性能
の耐久性が向上している。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記一般式（１）で示されるシラン化合物
（Ｓ）、その加水分解物およびその重縮合物からなる群
の中から選ばれる少なくとも１種からなる有機ケイ素成
分と、水とを含み、表面張力が４０dyne/cm 未満である
水性有機ケイ素系組成物。Ｒ⁴ _pＳｉ(ＯＲ⁵)_4-p （１）（但し、Ｒ⁴は炭素数１〜２０の１価炭化水素基、Ｒ⁵
は炭素数１〜６のアルキル基、ｐは１または２であ
る。）
【請求項２】乳化剤をさらに含む請求項１に記載の水性
有機ケイ素系組成物。
【請求項３】前記乳化剤は、前記有機ケイ素成分に対し
て０．０１〜５重量％の割合で含まれている、請求項２
に記載の水性有機ケイ素系組成物。
【請求項４】モノアルキレングリコールモノアルキルエ
ーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテ
ル、トリアルキレングリコールモノアルキルエーテル、
テトラアルキレングリコールモノアルキルエーテルおよ
びそれらのモノアセテート類からなる群の中から選ばれ
る少なくとも１種の化合物（Ａ）を含む請求項１から３
までのいずれかに記載の水性有機ケイ素系組成物。
【請求項５】前記有機ケイ素成分が組成物全体に対して
０．５〜６５重量％、前記化合物（Ａ）が組成物全体に
対して０重量％を超え１０重量％以下の割合で含まれ
る、請求項４に記載の水性有機ケイ素系組成物。
【請求項６】請求項１から５までのいずれかに記載の水
性有機ケイ素系組成物が塗工されてなる土木建築材料。