JPH06313167A - 有機ケイ素化合物系エマルジョン組成物 - Google Patents
有機ケイ素化合物系エマルジョン組成物Info
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Abstract
ルタル,レンガ等の多孔質な無機質基材(建材)に優れ
た撥水性を付与することのできる有機ケイ素化合物系エ
マルジョン組成物を提供する。 【構成】 (A)オルガノアルコキシシラン、(B)炭
化水素基を介してケイ素原子に結合するアルコキシシリ
ル基を、1分子中に少なくとも1個有するオルガノシロ
キサン、(C)アニオン性界面活性剤および(D)水か
らなることを特徴とする、有機ケイ素化合物系エマルジ
ョン組成物。
Description
ルジョン組成物に関する。詳しくは、貯蔵安定性に優
れ、かつ、コンクリート,モルタル,レンガ等の多孔質
な無機質基材(建材)に優れた撥水性を付与することの
できる有機ケイ素化合物系エマルジョン組成物に関す
る。
が、コンクリート,モルタル,レンガ等の多孔質な無機
質基材(建材)の撥水剤として有用であることは広く知
られている。このような撥水剤としては、通常、オルガ
ノアルコキシシランを種々の有機溶剤で希釈した有機溶
剤型の撥水剤が用いられていた。しかし、希釈剤として
使用されている有機溶剤は人体への毒性や引火の危険性
があり、また環境汚染を引き起こすため、希釈剤に水を
用いてオルガノアルコキシシランを乳化させたエマルジ
ョン型の撥水剤が検討されている。このような撥水剤と
して、例えば、HLBが4〜15のノニオン性界面活性
剤を用いてアルキルアルコキシシランを乳化させたエマ
ルジョン組成物(特公平3−13195号公報参照)や
ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤を併用し
てアルキルアルコキシシランを乳化させたエマルジョン
組成物(特開平4−114979号公報参照)が提案さ
れている。しかし、これらの組成物は、経時的にアルキ
ルアルコキシシランと水とが分離しやすいため有機溶剤
型の撥水剤に比べて貯蔵安定性に劣るという欠点や、こ
れを多孔質な無機質基材(建材)に塗布した場合、その
基材内部は優れた撥水性を示すが、塗布表面の撥水性が
不十分であるという欠点があった。
を解消するため鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明の目的は、貯蔵安定性に優れ、かつ、
コンクリート,モルタル,レンガ等の多孔質な無機質基
材(建材)に優れた撥水性を付与することのできる有機
ケイ素化合物系エマルジョン組成物を提供することにあ
る。
ジョン組成物に関する。
組成物について詳細に説明する。(A)成分のオルガノ
アルコキシシランは本発明組成物の主成分である。本成
分は分子量が小さいため、本発明組成物を多孔質な無機
質基材(建材)に塗布すると、その基材内部に浸透す
る。そしてその基材中に存在する水酸基と反応して基材
と結合することにより、基材内部に優れた撥水層を形成
する。上式中、R1は炭素原子数が1〜20の同種また
は異種の一価炭化水素基であり、具体的にはメチル基,
エチル基,プロピル基,tert-ブチル基,ペンチル基,
n−ヘキシル基,ヘプチル基,2−エチルヘキシル基,
オクチル基,ドデシル基,オクタデシル基等のアルキル
基;フェニル基,トリル基,キシリル基,ナフチル基等
のアリール基;ベンジル基,フェネチル基等のアラルキ
ル基;フロロメチル基,3,3,3-トリフルオロプロピル
基,3,3,4,4,5,5-ヘプタフルオロペンチル基,ジフルオ
ロモノクロルプロピル基等の置換アルキル基が例示され
る。これらの中でも炭素原子数が4〜10のアルキル基
が好ましい。これは、炭素原子数が4未満であると疎水
性成分であるアルキル鎖が短くなるため撥水性が不十分
になり易く、一方、炭素原子数が10を越えると分子量
が大きくなって多孔質な無機質基材(建材)内部への浸
透性が低下し易くなることがあるためである。R2は炭
素原子数が1〜3の一価炭化水素基であり、具体的には
メチル基,エチル基,プロピル基が例示される。aは1
または2である。本成分としては、1種類のオルガノア
ルコキシシランを単独で使用してもよく、必要に応じて
2種類以上のオルガノアルコキシシランを混合して使用
してもよい。
成分の乳化安定性を向上させるための成分である。ま
た、本成分は(A)成分に比べて分子量が大きいため、
本発明組成物を多孔質な無機質基材(建材)に塗布する
と、塗布表面に残存し易く、そのため塗布表面に優れた
撥水層を形成する。このような本成分は、ケイ素原子に
結合した式:−R3−Si(R4)b(OR2)3-bで表さ
れる有機基を1分子中に少なくとも1個有する。ここ
で、式中、R2は前記と同様である。R3は二価炭化水素
基であり、具体的にはエチレン基,n−プロピレン基,
イソプロピレン基,イソブチレン基等のアルキレン基が
例示され、これらの中でもエチレン基が代表的である。
R4は同種または異種の一価炭化水素基であり、具体的
にはメチル基,エチル基,プロピル基,オクチル基,デ
シル基,ドデシル基等のアルキル基;フェニル基,ナフ
チル基,トリル基等のアリール基;2-フェニルエチル
基,2-フェニルプロピル基等のアラルキル基;3,3,3-ト
リフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が例示
される。bは0,1または2であるが、好ましくは0ま
たは1である。上式で表される有機基の結合位置として
は、分子鎖末端のみ,側鎖のみ,または分子鎖末端と側
鎖の両方が挙げられる。また、本成分中の上式で表され
る有機基以外の基としては、同種または異種の一価炭化
水素基が好ましいが、さらに好ましくはメチル基と炭素
原子数が4以上のアルキル基の組合せである。本成分は
直鎖状であることが好ましいが、分岐状や環状であって
もよい。本成分は単独重合体でもよく、また、ブロック
共重合体やランダム共重合体でもよい。本成分として
は、例えば、式:
表されるオルガノシロキサンが挙げられる。なお、上式
中、m+nは0〜50の範囲であることが好ましい。こ
れは、m+nが50を越えると多孔質な無機質基材(建
材)内部への浸透性が低下して、塗布表面に多量の本成
分が残存し易くなる。その結果、塗布表面の色が濃くな
り、濡れたような外観を呈することがあるためである。
本成分の配合量は(A)成分100重量部に対して1〜
200重量部の範囲であり、好ましくは10〜100重
量部の範囲である。これは、1重量部未満では本発明組
成物の貯蔵安定性が低下し、さらに塗布表面の撥水性が
不十分になるためであり、また、200重量部を越える
と本成分に対する(A)成分の割合が小さくなって本発
明組成物の多孔質な無機質基材(建材)内部への浸透量
が減少し、基材内部の撥水性が不十分になるためであ
る。
(A)成分および(B)成分を乳化するための成分であ
る。本成分の具体例としては、オクチルベンゼンスルホ
ン酸,ドデシルベンゼンスルホン酸,セチルベンゼンス
ルホン酸等のアルキルベンゼンスルホン酸;高級アルコ
ール硫酸エステル;ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル硫酸エステル;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;アルキルナフチルスルホン酸等
のナトリウム塩,カリウム塩,リチウム塩またはアミン
塩が挙げられる。本成分の配合量は本発明組成物を乳化
させることができる量であればよく、その種類により異
なるが、通常は(A)成分と(B)成分の合計量100
重量部に対して0.1〜50重量部の範囲であり、好ま
しくは0.1〜10重量部の範囲である。
成分の分散媒である。本成分の配合量は本発明組成物が
O/W型のエマルジョンとなる量であれば特に限定され
ないが、(A)成分と(B)成分の合計濃度が5〜60
重量%となるような量であることが好ましく、より好ま
しくは10〜50重量%となるような量である。
(D)成分からなるものであるが、これに有機ケイ素化
合物系エマルジョン組成物の添加剤として公知である他
の成分を添加配合することは、本発明の目的を損なわな
い限り差し支えない。このような添加剤として、例え
ば、ノニオン性界面活性剤やpH調節剤が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、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フェニ
ルエーテル類,ポリオキシエチレンアルキルエステル
類,ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル
類,ソルビタンアルキルエステル類,ポリエチレングラ
イコール,ポリプロピレングライコールが例示される。
このようなノニオン性界面活性剤を本発明組成物に添加
配合した場合、本発明組成物の貯蔵安定性がさらに向上
することがある。また、本発明組成物においては、その
pHを調節するためにpH調節剤を使用することができ
る。本発明組成物のpHは通常6〜8の範囲であり、好
ましくは6〜7の範囲である。これは、pHがこの範囲
より外れると(A)成分および(B)成分の加水分解反
応や縮合反応が起こり易くなる。その結果、(A)成分
および(B)成分の分子量が大きくなり、多孔質な無機
質基材(建材)内部への浸透性が低下することがあるた
めである。pH調節剤の具体例としては、水酸化ナトリ
ウム,水酸化カリウム,アンモニア,各種アミン類,炭
酸水素ナトリウム,オレイン酸ナトリウムが挙げられ
る。その他の添加剤としては、鉄,亜鉛,チタン,錫,
コバルト等の有機金属化合物;ポリエステル樹脂,アク
リル樹脂等の合成樹脂;スチレン・ブタジエン共重合体
ゴム,天然ゴム等のゴムラテックス;防錆剤;防腐剤;
着色剤が挙げられる。
製造方法に使用される生産手段を使用して容易に製造す
ることができる。例えば、(A)成分,(B)成分,
(C)成分および(D)成分を攪拌バネにより混合し、
これをホモミキサー,ラインミル,ホモジナイザー等の
乳化機を用いて乳化することにより製造することができ
る。また、(A)成分および(B)成分をそれぞれ
(C)成分および(D)成分で乳化した後、これらのエ
マルジョンを混合することにより製造することができ
る。
ール塗布,はけ塗り等の方法によりコンクリート,モル
タル,レンガ等の多孔質な無機質基材(建材)に塗布す
ることができる。
オルガノアルコキシシランと(B)成分のオルガノシロ
キサンを併用しているため、オルガノアルコキシシラン
を単独で使用した組成物に比べて乳化しやすく、貯蔵安
定性に優れている。また、本発明組成物をコンクリー
ト,モルタル,レンガ等の多孔質な無機質基材(建材)
に塗布すると、(A)成分のオルガノアルコキシシラン
がその基材内部に浸透し、基材と結合して内部に優れた
撥水層を形成し、また、(B)成分のオルガノシロキサ
ンが塗布表面に優れた撥水層を形成する。そのため、本
発明組成物を塗布した多孔質な無機質基材(建材)は撥
水性に優れ、特に表面の撥水性に優れている。さらに、
本発明組成物は長期間貯蔵後も優れた撥水性を保持する
ことができる。このような本発明組成物はコンクリー
ト,モルタル,レンガ等の多孔質な無機質基材(建材)
の撥水剤として極めて有用である。
例中、粘度の値は25℃において測定した値である。部
は重量部を表し、%は重量%を表し、cSはセンチスト
ークスである。また、有機ケイ素化合物系エマルジョン
組成物の評価は次に示す試験方法によって行なった。 ○貯蔵安定性 エマルジョン組成物を100ccのガラス瓶に封入し
て、そのまま密封状態で室温にて3カ月間放置し、その
外観の変化を肉眼にて観察した。 良好:3カ月経過後も水層と油層の分離が認められなか
った。 不良:3カ月以内に水層と油層の分離が認められた。こ
の場合、水層と油層の分離が認められた日数を示した。 ○表面撥水性 セメント:砂:水の配合割合が1:2:0.6のモルタ
ルスラリーを100×100×16mmのステンレス製
型枠に打設し、2日後に脱型した。次いでこれを温度2
0℃、湿度85%の条件下で20日間養生させてモルタ
ル試験体を作成した。このモルタル試験体の表面にエマ
ルジョン組成物を塗布し(塗布量300g/m2)、次
いで温度20℃、湿度65%の条件下で7日間養生させ
てモルタル試験体を撥水処理した。この撥水処理された
モルタル試験体の表面の3箇所に約0.03gの水滴を
それぞれ滴下し、その水滴の形状変化を肉眼にて観察し
た。評価結果は次の5段階に分けて報告した。 ◎:10分後でも水滴は球状に保たれており、撥水性は
非常に良好であった。 ○:5分後に水滴は半球状に崩れたが、撥水性は良好で
あった。 △:3分後に水滴は崩れたが、モルタルに吸収されるま
でにはいたらず、撥水性はやや良好であった。 ×:1分後に水滴はモルタルに吸収され、撥水性は悪か
った。 ○吸水率 上記と同様の方法で撥水処理されたモルタル試験体を、
20℃の蒸留水中に24時間全面浸せきした。その後、
このモルタル試験体の重量増加量から吸水率(%)を求
めた。 吸水率(%)=(浸せき後の重量−浸せき前の重量)/
浸せき前の重量×100
式:
部、ポリオキシエチレン(2モル)ラウリルエーテル硫
酸ナトリウム0.5部、オレイン酸ナトリウム0.05部
およびイオン交換水69.45部を混合した。この混合
液をホモジナイザーに入れてこの中を300kg/cm
2の圧力で2回通過させて、pH6.9の乳白色の有機ケ
イ素化合物系エマルジョン組成物を得た。このエマルジ
ョン組成物の貯蔵安定性、表面撥水性および吸水率を測
定した。これらの測定結果を表1に示した。
(2モル)ラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.5部を
ラウリルスルホ酢酸ナトリウム0.3部に変え、オレイ
ン酸ナトリウムの配合量を0.02部とした以外は実施
例1と同様にして、pH6.5の乳白色の有機ケイ素化
合物系エマルジョン組成物を得た。このエマルジョン組
成物の貯蔵安定性、表面撥水性および吸水率を測定し
た。これらの測定結果を表1に示した。
(2モル)ラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.5部を
N−ラウリルメチルタウリンナトリウム0.25部に変
え、オレイン酸ナトリウムの配合量を0.01部とした
以外は実施例1と同様にして、pH6.7の乳白色の有
機ケイ素化合物系エマルジョン組成物を得た。このエマ
ルジョン組成物の貯蔵安定性、表面撥水性および吸水率
を測定した。これらの測定結果を表1に示した。
(2モル)ラウリルエーテル硫酸ナトリウム0.5部を
ポリオキシエチレン(2モル)ラウリルエーテル硫酸ナ
トリウム0.2部およびポリオキシエチレン(6モル)
ラウリルエーテル0.3部に変え、オレイン酸ナトリウ
ムの配合量を0.02部とした以外は実施例1と同様に
して、pH6.8の乳白色の有機ケイ素化合物系エマル
ジョン組成物を得た。このエマルジョン組成物の貯蔵安
定性、表面撥水性および吸水率を測定した。これらの測
定結果を表1に示した。
ガノシロキサンを式:
部に変えた以外は実施例1と同様にして、pH6.8の
乳白色の有機ケイ素化合物系エマルジョン組成物を得
た。このエマルジョン組成物の貯蔵安定性、表面撥水性
および吸水率を測定した。これらの測定結果を表1に示
した。
式:
部、ラウリルスルホ酢酸ナトリウム0.3部、オレイン
酸ナトリウム0.02部およびイオン交換水69.68部
を混合した。この混合液をホモジナイザーに入れてこの
中を300kg/cm2の圧力で2回通過させて、pH
6.8の乳白色の有機ケイ素化合物系エマルジョン組成
物を得た。このエマルジョン組成物の貯蔵安定性、表面
撥水性および吸水率を測定した。これらの測定結果を表
1に示した。
キシシランの配合量を15部とし、粘度が7.5cSの
ジオルガノシロキサンの配合量を15部とした以外は実
施例6と同様にして、pH6.8の乳白色の有機ケイ素
化合物系エマルジョン組成物を得た。このエマルジョン
組成物の貯蔵安定性、表面撥水性および吸水率を測定し
た。これらの測定結果を表1に示した。
ポリオキシエチレン(2モル)ラウリルエーテル硫酸ナ
トリウム0.5部、オレイン酸ナトリウム0.05部およ
びイオン交換水69.45部を混合した。この混合液を
ホモジナイザーに入れてこの中を300kg/cm2の
圧力で2回通過させて、pH6.8の乳白色のエマルジ
ョン組成物を得た。このエマルジョン組成物の貯蔵安定
性、表面撥水性および吸水率を測定した。これらの測定
結果を表1に示した。
ポリオキシエチレン(6モル)ラウリルエーテル2部お
よびイオン交換水68部を混合した。この混合液をホモ
ジナイザーに入れてこの中を300kg/cm2の圧力
で2回通過させて、pH6.6の乳白色のエマルジョン
組成物を得た。このエマルジョン組成物の貯蔵安定性、
表面撥水性および吸水率を測定した。これらの測定結果
を表1に示した。
ポリオキシエチレン(2モル)ラウリルエーテル2部お
よびイオン交換水68部を混合した。この混合液をホモ
ジナイザーに入れてこの中を300kg/cm2の圧力
で2回通過させて、乳白色のエマルジョン組成物を得
た。このエマルジョン組成物の貯蔵安定性、表面撥水性
および吸水率を測定した。これらの測定結果を表1に示
した。
ポリオキシエチレン(2モル)ラウリルエーテル硫酸ナ
トリウム0.2部、ポリオキシエチレン(6モル)ラウ
リルエーテル0.3部、オレイン酸ナトリウム0.02部
およびイオン交換水69.48部を混合した。この混合
液をホモジナイザーに入れてこの中を300kg/cm
2の圧力で2回通過させて、pH6.7の乳白色のエマル
ジョン組成物を得た。このエマルジョン組成物の貯蔵安
定性、表面撥水性および吸水率を測定した。これらの測
定結果を表1に示した。
ン組成物は(A)成分〜(D)成分からなり、特に
(A)成分のオルガノアルコキシシランと(B)成分の
オルガノシロキサンを含有しているので、貯蔵安定性に
優れ、かつ、これをコンクリート,モルタル,レンガ等
の多孔質な無機質基材(建材)に塗布した場合には、こ
れらの多孔質な無機質基材(建材)に優れた撥水性を付
与することができるという特徴を有する。
Claims (3)
- 【請求項1】 (A)一般式:R1 aSi(OR2)
4-a(式中、R1は炭素原子数が1〜20の同種または異
種の一価炭化水素基であり、R2は炭素原子数が1〜3
の一価炭化水素基であり、aは1または2である。)で
表されるオルガノアルコキシシラン
100重量部、 (B)ケイ素原子に結合した式:−R3−Si(R4)b(OR2)3-b(式中、R2 は炭素原子数が1〜3の一価炭化水素基であり、R3は二価炭化水素基であり、 R4は同種または異種の一価炭化水素基である。bは0,1または2である。) で表される有機基を1分子中に少なくとも1個有するオルガノシロキサン 1〜200重量部、 (C)アニオン性界面活性剤 本発明組成物を乳化 させるのに必要な量 および (D)水 からなることを特徴とする、有機ケイ素化合物系エマル
ジョン組成物。 - 【請求項2】 (A)成分がn−ヘキシルトリエトキシ
シランである、請求項1記載の有機ケイ素化合物系エマ
ルジョン組成物。 - 【請求項3】 多孔質な無機質基材用撥水剤である、請
求項1記載の有機ケイ素化合物系エマルジョン組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12349993A JP3403217B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 有機ケイ素化合物系エマルジョン組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12349993A JP3403217B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 有機ケイ素化合物系エマルジョン組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06313167A true JPH06313167A (ja) | 1994-11-08 |
| JP3403217B2 JP3403217B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=14862139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12349993A Expired - Lifetime JP3403217B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 有機ケイ素化合物系エマルジョン組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3403217B2 (ja) |
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