JPS605054A - 撥水性組成物 - 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】 本発明は撥水性組成物、主として、セメント、石膏スラ
グ、マグネシアセメント、ケイ酸カルシウム等の無機質
材料の成形体に撥水性を付与する組成物に関する。従来
、これらの無機質成形体への撥水性付与剤としてはステ
アリン酸等の直鎖脂肪酸、オキソ酸又はその塩、或はシ
リコーン化合物等が使用されていた。しかし力がら、一
般に撥水剤は添加量を多くすると物性の低下やコスト高
等の不都合が生じるので添加量を少なくすることが必要
であるが、上述の撥水剤は低添加量領域では十分な効果
が発現されず、また耐久性が不十分である等の問題があ
った。

本発明者らはこれらの問題点を解消すべく鋭意検討を重
ねた結果、特定の炭素原子数を有するα−分岐脂肪酸又
はそのアミン塩を使用することにより上述の問題点を解
消しうろことを見出し、本発明に到達した。すなわち、
本発明は、一般式 ％式％ （式中、Ｒ】は炭素原子数１０〜３りのアルキル基　Ｒ
２は低級アルキル基、Ｒ３は水素原子又は低級アルキル
基を示す。） で表わされるα−アルキル分岐脂肪酸を１，０重Ｊ％以
上含有するα−分岐鎖脂肪酸又はそのアミン塩を含有し
、かつ、これらを固形分中の含量が７０重量％以上にな
るような割合で水中に分散せしめた撥水性組成物に存す
る。以下、本発Ｅ！Ａを詳細に説明する。

本発明の撥水性組成物を構成するα−分岐脂肪酸はα−
オレフィンと脂肪酸とをラジカル反応させることによシ
製造される。α−オレフィンとしては炭素原子数１０〜
３りのα−オレフィンが使用される。α−オレフィンは
単品であっても混合物であってもよいが直鎖状であるこ
とが望ましい。撥水効果の点からは前記一般式のＲ１が
炭素原子数／２〜２ｇのアルキル基となるように炭素原
子数１２〜２ｇのα−オレフィンを使用することが好ま
しい。脂肪酸としては該脂肪酸のα位炭素にα−オレフ
ィンが付加する様な脂肪酸、即ちカルボキシル基に連結
する炭化水素骨格が炭素数コ以上であって、かつ、比較
的低分子量の脂肪酸、例えば、プロピオン酸、酪酸、イ
ソ酪酸、吉草酸等が使用される。

反応に際し、脂肪酸／α−オレフィンのモル比があ１り
に小さい場合はα−オレフィンのオリゴマーが多量に生
成し、一方、この比があまりに大きい場合は反応効率が
低下するので、上記モル比はＡ−ｉｏの範囲が好ましい
。ラジカル反応の開始剤としては、通常のラジカル発生
剤が使用され、特にジターシャリ−ブチルベルオキシド
が好ましい。ラジカル開始剤は通常、α−オレフィンに
対し２５モルチ程度使用され、無溶媒で反応を行なう。

反応条件は１３８〜７６３Ｃでｔ〜ｇ時間が適当である
。反応終了後反応混合物から脂肪酸を蒸留により分離す
ることによ゛り反応生成物を得る。かくして得られたα
−分岐脂肪酸は前記一般式で表わされるα−オレフィン
と脂肪酸との／：ｌ付加物のほかにα−オレフィン／脂
肪酸のモル比が一〜３／／の付加物を含有しており、こ
れらは分離することなく本発明の撥水性組成物として使
用しうる。

撥水効果の点からはＲ２及びＲ３の全炭素原子数は／〜
コで、上記反応生成物中のα−オレフィンと脂肪酸との
ｌ：ｌ付加物の含量が６０重量％以上であり、また、反
応生成物の酸価はＳＯ〜３（１０、好ましくは７０〜２
００であることが望ましい。

α−分岐脂肪酸のアミン塩を製造するためにはアミン類
、例えばモノエチルエタノールアミン、ジメチルエタノ
ールアミン、ジエチルエタノールアミン、トリエタノー
ルアミン等のアルカノールアミン類、ジエチルアミン、
トリメチルアミン、トリエチルアミン等のアルキルアミ
ン類、モルホリン等の複素環式アミン類或は水酸化アン
モニウム等が使用される。これらアミン類或は水酸イヒ
アンモニウムはα−分岐脂肪酸が、その酸価換算で５〜
．２．θＯチ中和される景用いられる。中和率、５−％
以下では得られるα−分岐脂肪酸のアミン塩が水中に分
散し難く、一方、２００％以上では撥水性が低下するの
で好ましくかい。また、α−分岐脂肪酸のアミン塩は水
中に分散する前に製造してもよいが、水中でα〜分岐脂
肪酸とアミン類等を反応させる方が核酸のアミン塩の製
造し易さの点から好ましい。なお、α−分岐脂肪酸は水
に不溶性であるので、核酸を単独で撥水性付与成分とす
る場合は分散剤を併用することが好ましい。分散剤とし
てはポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリプ
ロピレングリコールポリエチレングリコールエーテル、
ホリエチレンクリコール脂肪醒等の非イオン界面活性剤
、アルキルベンゼンスルホン酸塩等のアニオン界面活性
剤、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース等の水ｍ性高分子物質
が使用される。これらの分散剤はα−分岐脂肪酸に対し
、界面活性剤の場合はｏ、ｉ〜ＩＯ重量％、好ましくは
０．／−５重量係、水溶性高分子物質の場合はθ、０／
−４重量％、好ましくは０．θ／−３重量％の割合で使
用される。

ブ 水中への分散はホモミキサー、バルブホモゲザイザー、
コロイドミル、或は超音波を利用して行なう。また、本
発明の撥水性組成物においては前述のα−オレフィンの
、２〜３量体と脂肪酸との付加体も含めたα−分岐脂肪
酸またはそのアミン塩が固形分中に７０重量％以上、好
ましくは９０重量％以上含有されるように調製される。

本発明の撥水性組成物は主として軽量セメント、珪酸カ
ルシウム等の無機質材料の成形体に適用される。その使
用量は無機質材料に対しα−分岐脂肪酸又はそのアミン
塩が０．ＯＪ〜１０重没チとなる七′である。この比率
が０９０２重量％より少ない場合は十分な撥水性が発現
せず、一方、１０重量％をこえると製品の物性に悪影響
を及はす。本発明の撥水性組成物により無機質材料の成
形体に撥水性を付与する方法としては、例えば、成形時
、無機質材料のスラリーに本発明の組成物を添加し、必
要に応じて養生、乾燥し、成形体を形成する。この場合
、他の添加剤、例えば空気連通剤、ポリマーエマルジョ
ン等を併用することは何ら差支えない。

次に本発明を製造例及び実施例によりさらに詳細に説明
するが、本発明はその要旨をこえない限りこれらの例に
限定されるものではない。

なお、以下の例において「部」は「重量部」を意味する
。

製造例 ２ｔの１つロフラスコにプロピオン酸りダθＳ’　（／
　Ｏｍｏｚ　）を仕込み、窒素雰囲気下、ｉｌＩ。

Ｃに加熱し次いで、これに攪拌下ジターシャリーブチル
ベルオキシド３６．＆　ｆ　（０，２ｊ　ｍａｔ、　）
と炭素数１６〜／ｌのα−オレフィン〔三菱化成工業■
製、商品名　ダイヤレン　／／、ｇ〕２３／ｆ　（／　
ｍａｔ　）の均一混合物（α−オレフィンが固体の場合
は加温して均一混合物を得、必要により加温し液状に保
つ）を３時間で連続的に添加し、添加後さらに同温度で
７時間反応を行なった。反応終了後、１０ｖａｎＨｙ　
以下の減圧下に、軽沸分およびプロピオン酸を留去し、
α−メチル分岐脂肪酸３０左２を得た。得られたα−メ
チル分岐脂肪酸は融点グθ〜ｌＩ！ｒＣ１酸価／ムロで
、その組成は次のとうりであった。

０１６〜１８α−オレフィンと プロピオン酸との／：／付加物ｇ、ｔｗｔ％２二／付加
物　、２ｑｖｉｔ係 ３：ｌ付加物　ｇＷｔ係 同様にして表−／に示す各種のα−オレフィンと脂肪酸
とを反応させて得られたα−分岐脂肪酸を用いて、以下
に示す処方により、各成分を反応器に仕込み、ｇＯＣに
加温し、ホモミキサーで撹拌して撥水性組成物を調製し
た。

（】）撥水剤　ａ （、Ｃ，、、、）Ｉ〜、０Ｈ（ＯＨ３）ＯＯＯＨ７００
部ポリビニルアルコール　ダ　〃 水　３θθ　〃 （２）　撥水剤　ｂ （Ｃ，６〜、８）１〜３０Ｈ（ＯＨ３）Ｃ！ＯＯＨ１０
０部ジメチルエタノールアミン　、２Ａ、３＃水　７０
０　＃ （３）撥水剤　Ｃ （Ｃ１，〜１８）、〜３Ｃ（ＣｊＨ，）２ＣＯＯＨ／θ
θ部ジメチルエタノールアミン　２０．３　Ｎ水　りＯ
Ｏ５ （４）撥水剤ｄ （０，６〜、８）、〜３０Ｈ（０２Ｈ，）ＯＯＯＨ／　
００部ジメチルエタノールアミン　コへグ〃 水　’７ＱＱ　ｓ （５ン　撥水剤　ｅ （Ｃ！、、〜１８）１−ｓ　Ｃ！Ｈ（Ｃ！Ｈ３）ＯＯＯ
Ｈ／　００部トリエチルアミン　Ωり、ｇｅ 水　’７０９　＃ （６）撥水剤　ｆ （０，。〜、８）＝３Ｃ！Ｈ（ＯＨ３）Ｃ！ＯＯＨ／　
００部ジメチルエタノールアミン　コθ、ｆｇ水　７θ
θ　１ （７）撥水剤　ｇ （０１２〜１４）１〜，０Ｈ（ＯＨ３）ＯＯＯＨ／　０
０部ジメチルエタノールアミン　３０．３　＃水　７０
０　＃ また、撥水効果の比較のために以下の処方により撥水剤
りを調製した。

（８）　撥水剤　ｈ （Ｃ，６〜、、’）Ｉ−ｓ　０Ｈ（ＯＨ３）ＯＯＯＨＡ
　０部ステアリン酸　ダＯ〃 ポリビニルアルコール　ｌｉｐ 水　３０θ　〃 実施例／〜７、比較例／〜グ ボルトランドセメント１００部、粉末珪石２００部、金
属アルミニウム０．３部、水酸化アルミニウム０．３部
及び水／　０７．！；部からなるスラリーに表−コに示
す各種の撥水剤を、表−コに示す割合で混合し、型枠に
注入した。発泡硬化させた後脱型し、オートクレーブ中
でｉｇ−。

’Ｃ、１０ｋ！、／ｃｒｌＧの条件下に１５時間水熱養
生を行ない、さらに１０Ａ；Ｃで７０時間乾燥し軽量気
泡コンクリートを得た。これをコθＣの水中に水面下３
０　Ｃｍのところに置き１．２＋時間放置後の重量変化
ｌより吸水率をめた。また比較のために撥水剤無添加及
び撥水剤としてステアリン酸カルシウム分散液、ポリジ
メチルシロキサンエマルジョン及び撥水剤りを用いた場
合についても同様にして吸水率を測定した。結果を表−
２に示す。表−２から明らかなようにα−分岐脂肪酸は
低添加量域で優れた撥水性を示し、また撥水剤りとの対
比からも明らがなように、オキソ酸のように直鎖脂肪酸
を多く含有する直鎖／分岐鎖の混合脂肪酸よりも有効で
ある。

表−２ ＊１１部質材料に対する撥水剤中の分散剤を除く固形分
の重量％ 実施例ｇ１比較例Ｓ〜７ 生石灰＜１３．．１部に温水を加えて消化し、これに珪
石＜ｚ　ｂ、ｇ部を添加した後、固形分に対する割合が
３θ倍となるような割合で水を加えたｂかく１〜で得ら
れた＠濁液をオートクレーブ中で２００Ｃ１／　！；　
ｋｇ　／　ｆｆ１Ｇ　（１り条件下Ｋ　２　、ｋ　時間
攪拌しながら反応させ水性スラリーを得た。このスラリ
ーに撥水剤すを表−３に示す割合で加え、さらに耐アル
カリガラス繊維３部を加えて混合し、加圧成形後オート
クレーブ中でｉｇｏｒ３で７時間養生し、さらに乾燥し
て比重０．７０±０．０２の成形体を得た。これを実施
例／と同様に水中に浸漬し吸水率をめた。また、比較の
ために撥水剤無添加及び撥水剤と［７てステアリン酸の
ジメチルエタノールアミン塩及びポリジメチルシロキサ
ンエマルジョンを用いた場合についても同様にして吸水
率をめた。結果を表着−３ ＊ｌ　表−２に同じ 実施例？、１０、比較例ｇ〜１０ 塩化マグネシウム（Ｍグミｔ、・４Ｈ２０）７００部を
水ｇ　ｇ、ｓ部に溶解し、さらに活性マグネシア（Ｍｙ
Ｏ）　／　３９部を添加して混合し水性スラＩＪ−を得
た。これに撥水剤す及び６分、撥水剤中の固形分が塩化
マグネシウム及び活性マグネシアの合計量に対し３重量
％となる割合で加え混合した。このスラリーを型枠に注
入し、固化させた後脱型し、２０”Ｑで、２ｇ日間養生
した。得られた成形体を流速２　ｔ　／　ｍｉｎの流水
中に、２５日間浸消し、重量減少率をめた。また、比較
のために、撥水剤無添加及び撥水剤としてステア）ノン
酸カルシウム分散液及びポリジメチルシロキサンエマル
ジョンを添加率！ｒ型重量で用いた場合についても同様
にして１停・減少率をめた。

結果を表−４に示す。なお、重量減少率は成形体の水浸
漬前の重量（ＷＯ）、水浸漬後の重量（Ｗ）及び水浸漬
後ｌＩｓ’６で恒量になるまで乾燥し、さらに２０’Ｑ
でｑ日間放置した後の重量（Ｗｆ　）全測定し、以下の
式により計算したものである。

表　−り 出　願　人　三菱化成工芸株式会社 代　理　人　弁理士　長谷用　− ほか／名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　一般式 ％式％ （式中、Ｒ１は炭素原子数１０〜３左のアルキル基、Ｒ
   ２は低級アルキル基、Ｒ３は水素原子又は低級アルキル
   基を示す。） で表わされるα−アルキル分岐脂肪酸を６０重量％以上
   含有するα−分岐脂肪酸又はそのアミン塩を含有し、か
   つ、これらを固形分中の含量が７０重量係以上になるよ
   うな割合で水中に分散せしめた撥水性組成物。