JPH0692758A - 水性有機珪素系組成物 - Google Patents

水性有機珪素系組成物

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JPH0692758A
JPH0692758A JP3355125A JP35512591A JPH0692758A JP H0692758 A JPH0692758 A JP H0692758A JP 3355125 A JP3355125 A JP 3355125A JP 35512591 A JP35512591 A JP 35512591A JP H0692758 A JPH0692758 A JP H0692758A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】建材用浸透性吸水防止材としての性能安定性に
優れているだけでなく、外見上も分離することなく、乳
化安定性に優れた水性有機珪素系組成物の提供を目的と
する。 【構成】アルキルアルコキシシランおよびまたはその縮
合物を（ａ）アニオン性乳化剤およびまたはノニオン性
乳化剤、（ｂ）増粘剤、（ｃ）アルカリ性化合物を用い
て水性乳化してなる水性有機珪素系組成物。 【効果】本発明により、加水分解によって縮合しやすい
アルコキシ基が存在するにもかかわらず、室温六ヶ月の
貯蔵後も、増粘、ゲル化あるいは吸水防止材としての性
能低下等が起こらない水性有機珪素系組成物が得られ
た。この組成物は増粘剤の作用により適度の粘性を有
し、長期保存においても液の分離およびｐＨの変化が少
ないので、建築土木分野において極めて有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンクリ−ト用水性浸
透型吸水防止材として有用な水性有機珪素系組成物に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、アルキルアルコキシシランお
よびまたはその縮合物がコンクリ−ト等の建築土木材料
の撥水剤として有用であることは広く知られており、一
般的には、これらアルコキシシランおよびまたはその縮
合物を種々の溶剤で希釈したものを用いていた。しかし
ながら、このような溶剤型の組成物は、用いる溶剤の毒
性、揮発性および引火性等の性質によりその使用範囲に
制限があった。例えば、比較的毒性が少ないイソプロピ
ルアルコ−ルを溶剤に用いた場合、蒸発速度が急速であ
るため基材への浸透が制限される等の問題点があった。
逆に、揮発しにくい溶剤を用いた場合は塗工面が湿潤状
態になり乾燥し難く、また、一般的に溶剤型は濡れたコ
ンクリ−ト表面に塗工できない等の問題点があった。以
上の問題点を解決してアルキルアルコキシシランおよび
またはその縮合物をコンクリ−ト用浸透性吸水防止材と
して用いるためには、水溶液あるいは水性分散体にする
のが理想的であるが、アルコキシシランは加水分解性が
強くそれに続く縮合反応が起こりやすいため水中で安定
に存在させることは極めて難しいとされていた。
【０００３】これらの問題を解決する手段として、最
近、ＨＬＢが４〜１５のノニオン性の乳化剤を用いてア
ルキルトリアルコキシシラン等の加水分解性有機珪素化
合物を水性乳化させる方法（特開昭６２−１９７３６
９）が報告された。しかしながら、ノニオン性乳化剤だ
けでは二層分離が起こり易く、簡単に安定な水性エマル
ジョンを得ることはできない。これは乳化剤を多量に用
いることにより解決することができるが、必要以上の乳
化剤を用いることにより、塗工面に乳化剤が残留してそ
の効果を半減させる等の問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は前記した問
題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、アルキル
アルコキシシランを乳化剤、増粘剤、アルカリ性化合物
を用いて水性乳化してなる水性有機珪素系組成物が、建
材用浸透性吸水防止材としての性能安定性に優れている
だけでなく、外見上も分離することなく安定であること
を見いだし、本発明に至った。さらに、アニオン性乳化
剤としてホスフェ−ト系乳化剤、スルホネ−ト系乳化
剤、サルフェ−ト系乳化剤、脂肪酸系乳化剤から選ばれ
る少なくとも１種を用いること、増粘剤として水溶性高
分子を用いることおよびアルカリ性化合物として有機ア
ミンを用いることで、少量の乳化剤で浸透性吸水防止材
の効果を損なうことなく優れた乳化安定性が得られるこ
とも見いだした。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ア
ルキルアルコキシシランおよびまたはその縮合物を
（ａ）アニオン性乳化剤およびまたはノニオン性乳化
剤、（ｂ）増粘剤、（ｃ）アルカリ性化合物を用いて水
性乳化してなる水性有機珪素系組成物である。
【０００６】本発明で使用するアルキルアルコキシシラ
ンとしては特に制限はないが、アルキルトリアルコキシ
シラン、ジアルキルジアルコキシシランおよびトリアル
キルモノアルコキシシランの１種または２種以上が挙げ
られる。一般に、アルキルアルコキシシランは、炭素数
が１〜２０の少なくとも一個のアルキル基および炭素数
が１〜４の少なくとも一個のアルコキシ基を有する。ア
ルキルアルコキシシランとしては、例えば、メチルトリ
メトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルト
リメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、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、
ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラ
ン、ペンチルトリメトキシシラン、ペンチルトリエトキ
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、ヘプチルトリメトキシシラン、ヘプチ
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、ノニルトリメトキシシラ
ン、ノニルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシ
ラン、デシルトリエトキシシラン、ウンデシルトリメト
キシシラン、ウンデシルトリエトキシシラン、ドデシル
トリメトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、ト
リデシルトリメトキシシラン、トリデシルトリエトキシ
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、ペンタデシルトリメトキシシラ
ン、ペンタ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、
ヘプタデシルトリメトキシシラン、ヘプタデシルトリエ
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、ノナデシルトリメトキシ
シラン、ノナ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、エイコシルトリエトキシシラン等の
アルキルトリアルコキシシラン、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等のアリ−ルトリ
アルコキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、オクチ
ルメチルジメトキシシラン、オクタデシルメチルジメト
キシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等のジアルキ
ルジアルコキシシランあるいはジアリ−ルジアルコキシ
シラン、東芝シリコ−ン（株）製ＸＣ９５−４１８、Ｘ
Ｃ９５−４６８、ＸＣ９５−４７０、ＸＣ９５−４７２
等のフルオロアルキルシランが挙げられる。これらのア
ルキルアルコキシシランは、部分縮合物または混合物と
して用いることもできる。
【０００７】使用するアニオン性乳化剤はホスフェ−ト
系乳化剤、スルホネ−ト系乳化剤、サルフェ−ト系乳化
剤、脂肪酸系乳化剤などであり、例えば、ラウリル硫酸
ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノ−ルアミン、ラウ
リル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルフォン酸
ナトリウム、アルキルナフタレンスルフォン酸ナトリウ
ム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルジ
フェニルエ−テルジスルフォン酸ナトリウム、アルコキ
シアルキルホスフェ−ト、アルキルホスフェ−ト、アル
キルリン酸ジエタノ−ルアミン塩、アルキルリン酸カリ
ウム塩、ポリオキシエチレンラウリルエ−テル硫酸ナト
リウム、ポリオキシエチレンアルキルエ−テル硫酸ナト
リウム、ポリオキシエチレンアルキルエ−テル硫酸トリ
エタノ−ルアミン、ポリオキシエチレンアルキルフェニ
ルエ−テル硫酸ナトリウム、アルキルスルフォン酸ナト
リウム、混合脂肪酸ソ−ダ石鹸、半硬化牛脂脂肪酸ソ−
ダ石鹸、半硬化牛脂脂肪酸カリ石鹸、ステアリン酸ソ−
ダ石鹸、オレイン酸カリ石鹸、ヒマシ油カリ石鹸、高級
アルコ−ル硫酸ナトリウム、β−ナフタレンスルフォン
酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩、特殊芳香族スルフ
ォン酸ホルマリン縮合物、特殊カルボン酸型界面活性剤
等が挙げられる。
【０００８】使用するノニオン性乳化剤としては、例え
ば、グリセロ−ルモノステアレ−ト、グリセロ−ルモノ
オレエ−ト、ソルビタンモノラウレ−ト、ソルビタンモ
ノパルミネ−ト、ソルビタンモノステアレ−ト、ソルビ
タントリステアレ−ト、ソルビタンモノオレエ−ト、ソ
ルビタントリオレエ−ト、ソルビタンモノセスキオレエ
−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレ−ト、
ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミネ−ト、ポリ
オキシエチレンソルビタンモノステアレ−ト、ポリオキ
シエチレンソルビタントリステアレ−ト、ポリオキシエ
チレンソルビタンモノオレエ−ト、ポリオキシエチレン
ソルビタントリオレエ−ト、ポリオキシエチレンソルビ
ト−ルテトラオレエ−ト、ポリオキシエチレンラウリル
エ−テル、ポリオキシエチレンセチルエ−テル、ポリオ
キシエチレンステアリルエ−テル、ポリオキシエチレン
オレイルエ−テル、ポリオキシエチレン高級アルコ−ル
エ−テル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエ−テ
ル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエ−テル等が挙
げられるが、特に限定するものではなくＨＬＢ等に左右
されない。これら乳化剤は、１種または２種以上の混合
物として用いることができる。
【０００９】使用する増粘剤としては、水溶性高分子、
例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコ
−ル、ポリエ−テル、カゼイン、マンナン、でんぷん、
キトサン、カルボキシメチルセルロ−ス、メトキシメチ
ルセルロ−ス等が挙げられるがこれに限定されるもので
はなく、水に溶解したときに増粘性を示す水溶性高分子
であれば使用することができる。増粘剤を添加するする
ことにより、水性有機珪素系組成物の液分離に対して格
段の向上がみられる。この理由は明らかではないが、増
粘剤の単なる増粘効果だけでなく、増粘剤とアルコキシ
シランとの何らかの相関関係により、より安定な乳化作
用をもたらしているものと思われる。また、ここで用い
られる増粘剤の量については特に制限はないが、アルキ
ルアルコキシシランに対して１０重量％以下が望まし
い。１０重量％を超えて用いると、著しく増粘しその塗
工性について支障を生じるとともに、塗工物の表面に水
溶性高分子が析出し、美観を損ねることになりかねな
い。
【００１０】使用するアルカリ性化合物としては、金属
水酸化物、アンモニア、有機アミン等が挙げられるが、
有機アミンを用いることが望ましい。有機アミンとして
は、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルア
ミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、アミルアミ
ン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミ
ン、ノニルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ミ
リスチルアミン、セチルアミン、ステアリルアミン、オ
レイルアミン、シクロヘキシルアミン、モノエタノ−ル
アミン、ジエチルアミン、ジ−（ｎ−プロピル）アミ
ン、ジアミルアミン、ジエタノ−ルアミン、トリエチル
アミン、トリエタノ−ルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタ
ノ−ルアミン、アニリン、ベンジルアミン、ｏ−トルイ
ジン、２−エチルアニリン、２−フルオロアニリン、ｏ
−アニシジン、ｍ−トルイジン、ｍ−アニシジン、ｍ−
フェネチジン、ｐ−トルイジン、２，３−ジメチルアニ
リン、５−アミノインダン、ピペリジン、モルホリン、
ピロリジン、ピロール、インドール、インドリン、イミ
ダゾール、トリアゾール、ピリミジン、ピラジン、ピリ
ジン、イミダゾリンラウレート、イミダゾリンオレエー
ト、ポリオキシプロピレンアミン等、並びにその混合物
が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではな
い。
【００１１】上記アルカリ性化合物を用いることによ
り、水性有機珪素系組成物がアルカリ性に調整される。
水性乳化後の有機珪素系組成物のｐＨは、７〜１１が保
存安定性上望ましい。ｐＨが７未満であるとアルコキシ
シランの加水分解が促進される恐れがあり、１１を超え
ると縮合が起こる可能性があり作業上の問題が生ずる。
また、ｐＨの調整剤として脂肪族および芳香族アミンを
用いることにより、長期保存時のｐＨの変化を最小限に
とどめることができる。その仕組みについては明かでは
ないが、アミンが強アルカリではなく弱アルカリである
ことが水性有機珪素系組成物のｐＨ変化に対して効果を
有するものと推察できる。さらに、アルカリ性化合物と
して有機アミンを用いることにより、水性有機珪素系組
成物の防腐効果が望めるだけでなく、その塗工物表面に
対する防黴効果も期待できる。また、増粘剤としてアニ
オン型のものを用いる場合には、アルカリ性化合物によ
り中和する効果もある。
【００１２】以上挙げたアルキルアルコキシシランおよ
びまたはその縮合物と（ａ）アニオン性乳化剤およびま
たはノニオン性乳化剤、（ｂ）増粘剤、（ｃ）アルカリ
性化合物および水の混合物をホモミクサ−等で高速撹拌
させることによって目的とする水性有機珪素系組成物が
得られる。全乳化剤量は、アルキルアルコキシシランに
対して０．１〜５重量％が望ましい。０．１重量％未満
であるとアルキルアルコキシシランを乳化させることが
難しく、たとえ乳化できても安定なエマルジョンが得ら
れず機能安定性も悪くなる。また、５重量％を超えて用
いると安定な水性有機珪素系組成物が得られるが、乳化
剤を多量に用いることにより、塗工面に乳化剤が残留し
て充分な吸水防止性能が得られない。水性有機珪素系組
成物のシラン（有機珪素化合物）成分濃度は１〜７０重
量％が好ましい。１％重量未満では一回の塗工でコンク
リ−トに十分な浸透吸水防止性能を付与することはでき
ない。さらに、二回目以降の塗工は浸透性を低下させる
ことになるので、シラン成分濃度１重量％以下の希薄シ
ラン成分のエマルジョンはこの用途には適さない。ま
た、７０重量％を超えると粘度が高くなり、塗工しにく
くなる。浸透深さには粘度の影響はほとんどないが、塗
工ムラが生じたり浸透速度が遅くなる等、または経済性
等の面から７０重量％以下で使用した方がよい。
【００１３】
【実施例】以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明
する。 〔実施例１〕ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン３０ｇ、
プライサーフA212C （第一工業製薬（株）製 ポリオキ
シエチレンアルキルエーテルの燐酸エステル）０．３
ｇ、ハイビスワコー１０３（和光純薬工業（株）製 変
性ポリアクリル酸）０．６ｇ、プロピルアミン０．３ｇ
および水６８．８ｇを混合し１０００ｒｐｍ以上で高速
撹拌することによって５０℃で二ヶ月以上安定な白色水
性エマルジョンが得られた。
【００１４】〔実施例２〕ｎ−ヘキシルトリエトキシシ
ラン３０ｇを、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン２９．
７ｇおよびｎ−ヘキシルトリメトキシシラン０．３ｇに
換える以外は実施例１と同様にして５０℃で二ヶ月以上
安定な白色水性エマルジョンが得られた。
【００１５】〔実施例３〕ハイビスワコー０．６ｇをＰ
ＥＧ（分子量約２００００）２．４ｇと換え、水６８．
８ｇを６７ｇに換える以外は実施例１と同様にして５０
℃で二ヶ月以上安定な白色水性エマルジョンが得られ
た。
【００１６】〔実施例４〕プロピルアミン０．３ｇを
Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン０．３ｇに換える以
外は実施例１と同様にして５０℃で二ヶ月以上安定な白
色水性エマルジョンが得られた。
【００１７】〔実施例５〕ｎ−ヘキシルトリエトキシシ
ラン３０ｇ、レオドール430 （花王（株）製 テトラオ
レイン酸ポリオキシエチレンソルビット）０．１５ｇ、
ポリビニルアルコール０．６ｇ、トリエチルアミン０．
３ｇおよび水６６．１ｇを混合し１０００ｒｐｍ以上で
高速撹拌することにより５０℃で二ヶ月以上安定な白色
水性エマルジョンが得られた。
【００１８】〔実施例６〕ポリビニルアルコール０．６
ｇをＰＥＧ（分子量約２００００）２．４ｇと換え、水
６６．１ｇを６４．３ｇに換える以外は実施例５と同様
にして５０℃で二ヶ月以上安定な白色水性エマルジョン
が得られた。
【００１９】〔実施例７〕トリエチルアミン０．３ｇを
ピリジン０．３ｇに換える以外は実施例５と同様にして
５０℃で二ヶ月以上安定な白色水性エマルジョンが得ら
れた。
【００２０】〔比較例１〕ｎ−ヘキシルトリエトキシシ
ラン３０ｇ、レオドール430 ０．１５ｇ、水６９．８５
ｇを混合し１０００ｒｐｍ以上で高速撹拌することによ
って白色水性エマルジョンが得られたが、５０℃一時間
後に分離した。
【００２１】〔比較例２〕ｎ−ヘキシルトリエトキシシ
ラン３０ｇ、プライサーフA212C ０．３ｇ、水６９．７
ｇを混合し１０００ｒｐｍ以上で高速撹拌することによ
って白色水性エマルジョンが得られたが、５０℃一時間
後に分離した。
【００２２】〔比較例３〕ｎ−ヘキシルトリエトキシシ
ラン３０ｇ、プライサーフA212C ０．２ｇ、レオドール
430 ０．１ｇ、水６９．７ｇを混合し１０００ｒｐｍ以
上で高速撹拌することによって白色水性エマルジョンが
得られたが、５０℃２４時間後に分離した。
【００２３】得られた水性有機珪素系組成物の、調整直
後の外観および５０℃保存貯蔵安定性を表１にまとめ
る。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】本発明の水性有機珪素系組成物は、コン
クリ−ト等の土木建築基材に塗工することによって内部
奥深くまで浸透して基材と結合し、乾燥後に優れた防水
層を形成し、該基材の劣化を防ぎ長期的な耐久性を付与
することができる。また、本発明の組成物は加水分解に
よって縮合しやすいアルコキシ基が存在するにもかかわ
らず室温六ヶ月の貯蔵後も、増粘、ゲル化あるいは吸水
防止材としての性能低下等が起こらない。さらに、この
組成物は増粘剤の作用により適度の粘性を有し、さらに
脂肪族およびまたは芳香族アミンによりアルカリ性に調
整され、長期保存においても液の分離およびｐＨの変化
の少ない水性有機珪素系組成物となる。このように、本
発明の水性有機珪素系組成物は、建築土木分野において
極めて有用である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルキルアルコキシシランおよびまたは
    その縮合物を（ａ）アニオン性乳化剤およびまたはノニ
    オン性乳化剤、（ｂ）増粘剤、（ｃ）アルカリ性化合物
    を用いて水性乳化してなる水性有機珪素系組成物。
  2. 【請求項２】 アニオン性乳化剤として、ホスフェ−ト
    系乳化剤、スルホネ−ト系乳化剤、サルフェ−ト系乳化
    剤および脂肪酸系乳化剤から選ばれる少なくとも１種を
    用いることを特徴とする請求項１記載の水性有機珪素系
    組成物。
  3. 【請求項３】 増粘剤として水溶性高分子を用いること
    を特徴とする請求項１または２記載の水性有機珪素系組
    成物。
  4. 【請求項４】 アルカリ性化合物として有機アミンを用
    いることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の
    水性有機珪素系組成物。
  5. 【請求項５】 アルキルアルコキシシランおよびまたは
    その縮合物に対して全乳化剤量が０．１から５重量％で
    あることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の
    水性有機珪素系組成物。
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