JPH02160651A - 水硬性無機質組成物 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水の添加により硬化して、極めて優れた撥水性
を有する硬化体となる水硬性無機質組成物に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来、水の添加により硬化する、無機質組成物の代表例
として、石灰質原料のみ、または石灰質原料とけい酸質
原料を主原料とするものがある。その硬化体としてモル
タル、各種コンクリート、特には軽量気泡コンクリート
　（ＡＬＣ）、ガラス繊維強化コンクリ−）（ＧＲＣ）
、　けい酸カルシウム仮１石コウ／スラグ鉱仮等が挙げ
られ、これらは高圧蒸気養生、常圧蒸気養生。

温潤養生、気乾養生等により製造され、土木建築工事に
おける現場施工用材料、土木用ブロック、建築用パネル
、瓦、タイル、断熱材ないし保温材料等として広く用い
られてきた。

しかし、上記硬化体、特にＡＬＣ，けい酸カルシウム板
あるいはＧＲＣパネル等は吸水性が大きいため吸水する
事による断熱性、保温性の低下、水の侵入によるひび割
れの発生９表面崩壊の発生、また、建築用パネルの寸法
安定性が悪いという欠点があり、このため、表面にｔａ
水剤を塗布するか、撥水剤を含浸させるか、または撥水
剤を内部添加して水の侵入を防止する必要があった。

シリコーンをｔａ水剤として内部添加したものについて
は次の発明がある。例えは特開昭５８−２２５２号公報
にはジメチルポリシロキサン。

特開昭５７−１２３８５１号公報にはジメチルポリシロ
キサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチルハイド
ロジエンポリシロキサンまたはメチルカルボキシル変性
ポリシロキサンをアニオン系界面活性剤で乳化したもの
、特開昭５５−４２２７２号公報にはジメチルポリシロ
キサン、アミノ基含有ポリシロキサン、オレフィン含有
ポリシロキサン、フッ素含有ポリシロキサンおよびアル
コール変性ポリシロキサン、特開昭５５−５５４５２号
公報にはメチルフェニルポリシロキサンおよびクロルフ
ェニルメチルポリシロキサン、特開昭５５−９０４６０
号公報にはメチルシリコーンワニス、フェニルメチルシ
リコーンワニス、シリコーン・エポキシ変性ワニス、シ
リコーン・アルキッド変性ワニス。

シリコーン・アクリル変性ワニスおよびシリコーン・ポ
リエステル変性ワニスをＦａ水剤として添加することが
開示されている。

しかしながら、上記に引用した種々のオルガノポリシロ
キサンを添加した硬化体はｔａ水性を示すようになるが
、その効果の程度は十分に満足すべきものでないこと、
また、上記のオルガノポリシロキサンを内部添加した硬
化体を製造する際、蒸気養生、蒸気加熱あるいは乾熱な
どによる加熱を必要とする硬化体の場合は、Ｉ８水性の
効果は比較的有効であるが、加熱が困難であるか、加熱
を必要としない硬化体の場合は撥水性が著しく劣るとい
う欠点があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記した欠点を解消することを目的とし、加熱
の必要がないものでも、極めて優れた撥水性を有する硬
化体を製造しろる水硬性無機質組成物を提供するにある
。

［課題を解決するための手段とその作用］前記した目的
は （Ａ）水硬性無機質原料　　　　　　１００重量部（Ｂ
）けい素原子に結合する式 −Ｒ’−５＋（Ｒ）ａ（Ｘ　）３−−　（式中、Ｒは１
価炭化水素基、Ｒ１は２価炭化水素基、×は加水分解可
能な基、ａは０．　１または２である。）で示される基
を１分子中に少なくとも１個有するオルガノポリシロキ
サン ０．０１〜２０重量部 から成ることを特徴とする水硬性無機質組成物により達
成される。

これを説明すると、（Ａ）成分の水硬性無機質原料は本
発明の主材料となるものであり、これにはポルトランド
セメント、アルミナセメント。

マグネシアセメント、フライアッシュセメント高炉セメ
ント、シリカセメント、生石灰、消石灰９石コウ、けい
酸カルシウム、炭酸カルシウム等の石灰質原料、シリカ
、砂、砂利、けい石。

粘土、パーライト、けい藻土、岩石粉（例えば長石粉１
石英粉）ガラス粉末等のけい酸質原料が例示される。な
お、石灰質原料は、石灰質原料とけい酸原料の複合材料
も含むものとする。

それ自体で水硬性があるならば、石灰質原料とけい酸質
原料をそれぞれ独立して使用してもよいし、石灰質原料
とけい酸質原料を混合して使用してもよい。

本発明に使用される（Ｂ）成分のオルガノポリシロキサ
ンは、本絹酸物に水を加えて硬化体とした際に極めて優
れた撥水性を付与する成分である。このオルガノポリシ
ロキサンは、その主鎖のけい素原子に１式−Ｒ’−Ｓｉ
（Ｒ）ｓ（Ｘ　）３１で示される基を１分子中に少なく
とも１個結合しているものであり、その位置は分子鎖末
端のみ、側鎖のみ、または分子鎖末端と側鎖の両方に存
在していてもよい。主鎖を構成するオルガノポリシロキ
サンは直鎖状のものが好ましいが、一部が分岐状、環状
、網状でありでもよい。また、単独重合体、ブロック共
重合体、またはランダム共重合体をとりつる。本発明に
使用されるオルガノポリシロキサンは好ましくは常温で
液状のものであり、次の一般式によって表わされるもの
が好ましく使用される。

Ｓｉ（Ｒ）ａ（Ｘ）３−ａ 式中、Ｒは同一か相異なる１価炭化水素基であり、これ
にはメチル基、エチル基、プロピル基、オクチル基、ノ
ニル基、トリプル基、テトラデシル基のようなアルキル
基、２−フェニルエチル基、２−フェニルプロピル基の
ようなアラルキル基、３、　３．　３．　　トリフルオ
ロプロピル基のようなハロゲン原子置換アルキル基、シ
クロヘキシル基のようなシクロアルケニル基、フェニル
基、ナフチル基のようなアリール基、トリル基、キセニ
ル基のようなアルカリル基が例示される。

好ましくはメチル基もしくはメチル基と炭素原子数４以
上のアルキル基との組合せである。硬化体のより一層の
Ｆａ水性を上げようとするならばメチル基と炭素原子数
４以上のアルキル基との組合せが好ましい。Ｒ１は２価
炭化水素基であり、これにはエチレン基、ｎ−プロピレ
ン基、イソプロピレン基、イソブチレン基のようなアル
キレン基が例示され、エチレン基が代表的である。

×は加水分解可能な基であり、これにはアルコキシ基、
ケトオキシム基、アミノオキシ基、アルケニルオキシ基
、アミノ基、アミド基、イミド基、ラクタム基などが挙
げられ、このうち、アルコキシ基、ケトオキシム基、ア
ミノオキシ基およびアルケニルオキシ基から選択される
基が好ましく、特にアルコキシ基が好ましい。

ａは０，１または２であるが好ましくは０または１であ
る。■は０〜１０００．ｎは０〜１００゜ただしｍ＋ｎ
は０〜１０００である。ｍ＋ｎが１０００を超えるとそ
のままの形で配合するときに分散性が悪くなるため、好
ましくは２〜１０００の範囲である。ＡはＲもしくは−
Ｒ’−Ｓｉ（Ｒ）ａ（Ｘ　）３−１で示される基であり
、Ａのどちらか一方または両方とも−Ｒ’　−Ｓｉ（Ｒ
）ａ（Ｘ　）３−ａで示される基である場合はｎが０で
あってもよい。ただし、硬化体を優れた撥水性にするた
めには１分子中には少なくとも１個の−Ｒ’−５ｔ（Ｒ
）ａ（Ｘ　）３−ａで示される基が存在しなけれはなら
ない。

この（Ｂ）成分であるオルガノポリシロキサンは、（Ａ
）成分１００重量部に対し０．０１〜２０重量部の範囲
で添加される。０．０１重量部未満では十分なＦ８水性
を付与した硬化体が得られないし、２０重量部を超える
と硬化体の強度が低下するのみならず、経済的にも好ま
しくないためであり、したがって、好゛ましい添加量は
０．０５〜１０重量部であり、より好ましくは０．１〜
５重量部である。

（Ｂ）成分のオルカッポリシロキサンはそのままの形で
添加してもよいし、予めエマルジョン１、）＠液または
無機質もしくは有機質の粉体に担持させた形で添加して
もよい。この調整に使用される材料の種類、方法、条件
等については特に限定はしない。

（Ｂ）成分のオルガノポリシロキサンの製法の１例をあ
げると、片末端、両末端、側鎖または末端と側鎖にＳｉ
Ｈ基を有するオルガノポリシロキサンにＣｆｈ＝Ｃ）ｌ
−Ｓｉ（Ｘ　）３のようなビニル基含有の有機けい素化
合物を付加反応用触媒を用いて付加させる事により容易
に製造することができる。

また、ＣＨ２”ＣＩ（−ＳｉＣｈをＳｉ）Ｉ基に付加反
応させてから、例えは、メチルエチルケトオキシムを脱
塩化水素反応により結合させてもよい。なお、支障のな
い限り、１分子中のオルガノポリシロキサンに異なった
Ｘ基が混在していてもよい。

もし、ＳｉＨ基を有するオルガノポリシロキサンがメチ
ル基などの低級アルキル基しか結合していないときは、
上記の反応の際、ＣＨ２：ＣＨ（ＣＨ２）了ＣＨ３のよ
うな分子量の高いα−オレフィンを同時に付加反応させ
ることによって、高級アルキル基を導入し、これによっ
て−Ｎ優れた撥水性を付与することができる。

本発明の水硬性無機質組成物は（Ａ）成分及び（Ｂ）成
分からなるものであり、これに水を添加することによっ
て撥水性に優れた硬化体を得ることができる。場合によ
っては水のかわりに粉砕した氷を使用することができる
。水の添加量は通常は（Ａ）成分１００重量部に対し１
０〜３００重量部添加されるが、条件（例えばけい酸カ
ルシウム板のような抄造法）によっては１０００重量部
を超える場合もあるので、適宜添加すれは′よい。

上記した水以外に、零朝成物には必要に応じて他の成分
を添加することができる。例えば、酸化マグネシウム、
アルミナ、酸化鉄などの金属酸化物、アスベスト、合成
繊維、ガラス繊維。

合成樹脂粉末、などの補強剤、木屑、鉱物油。

（Ｂ）成分以外のオルガノポリシロキサン、界面活性剤
、金属粉末などの発泡剤、硬化促進剤、防錆剤１着色剤
などがあげられる。

本発明は（Ａ）成分と（Ｂ）成分の混合物を硬化作業現
場まで運搬し、そこで水を添加して硬化することができ
る。また、硬化作業現場で（Ａ）成分、（Ｂ）成分およ
び水の三者を混合して硬化することができる。水を添加
してスラリー状としたものを型に流し込んで成形しても
よいし、型を使わないで、塗布、噴き付け、含浸しても
よい。固化させる場合はそのまま常温で乾燥させて固化
させるか、必要に応じて比較的低温ないし高温で加熱乾
燥またはスチーム養生させることによって優れた撥水性
を有する硬化体を製造することができる。また、壁のモ
ルタルのように鏝で塗布し、そのまま常温で自然乾燥さ
せてもｔｚ水性の良好なモルタル仕上げが可能となる。

′したがって、硬化方法は特に限定するものではない。

本発明の水硬性無機質組成物は軽量気泡コンクリ−）　
（ＡＬＣ）、ガラス繊維強化コンクリ−１（ＧＲＣ）、
その他の各種コンクリート、モルタル、スレート、ブロ
ック、セメント瓦、木毛セメント板、石綿セメントパー
ライト板、石綿セメントけい酸カルシウム板、石コウス
ラグ鉱板、化粧石綿セメン［４、石綿セメントサイデイ
ング、けい酸カルシウム保温材、パーライト保温材等と
して有用である。

次に、実施例をあげて説明する。実施例および比較例中
の部とあるのは重量部を意味し、粘度は２５°Ｃにおけ
る値である。

なお、撥水性試験は１００Ｘ１００Ｘ１６ｎｏｎに固化
させた成形硬化体の表面の３箇所に、約０．０３グラム
の水滴をそれぞれ滴下し、その撥水状態を観察して、次
の５段階で評価した。

◎　３０分後も水滴は球状に保たれ、撥水性は非常に良
好。

０　２０分後には水滴は半球状となるが、１８水性は良
好。

△　１０分後には水滴はくずれるが吸収されるまでに至
らず、撥水性はやや良好。

×　２〜３分後に水滴は吸収、拡散され、撥水性は悪い
。

××　水滴は直ちに吸収、拡散され、撥水性は非常に悪
い。

実施例１ ポルトランドセメント３００部、渡良瀬用産出の川砂６
００部を加えて２分間空線りした後、水１５０部を添加
して３分間練り混ぜを行なつた。次いで第１表に示すオ
ルガノポリシロキサン９部を加え、３分間練り混ぜたも
のを１０１００Ｘ１００Ｘ１６のステンレス製の型枠に
打込み成形した。４８時間後に脱型して２５°Ｃ９湿度
８５±５％の恒温恒温機中で３日間養生した。次いで、
２８°Ｃの室内で７日間自然乾燥した。このようにして
、オルガノポリシロキサン１種について各３枚作り、そ
の内の１枚を加熱なしで、１枚を５０゛Ｃの熱風乾燥機
で３時間加熱した。残りの１枚は１００°Ｃで３時間加
熱処理した。このようにして準備したそれぞれの成形硬
化体の表面に水滴を滴下して撥水状態を調べ、その結果
を第２表に示した。

本発明になる成形硬化体は比較例に比べ加熱処理なしで
も抜群に良好なＦ５水性を示した。なお、５０°Ｃない
し１００°Ｃの低温加熱でより一層安定した撥水性を示
した。

第１表 第２表 実施例２ ポルトランドセメント１００部、渡良瀬用産出の川砂２
００部、３〜５ｍｍ直径の小砂利ａ。

０部を加え２分間空線りした後、水１３０部を加え３分
間練りン昆ぜを行なった。次いで実施例１で使用した第
１表に示すオルガノポリシロキサン４．２部を加え３分
間練り混ぜたものを１０１００Ｘ１００Ｘ１６のステン
レス製の型枠に打込み成形した。

４８時間後に脱型して２５°Ｃ９湿度８５±５％の恒温
恒温機中で１週間養生した。次いで、２８４Ｃの室内で
１４日間自然乾燥した。このようにして準備した成形硬
化体の表面に水滴を滴下して、その撥水状態を観察し、
その結果を第３表に示した。

本発明になる成形硬化体は加熱なしでも良好な撥水性を
示した。

第３表 ３分間混合した。このスラリーを１０１００Ｘ１００ｘ
１６の型枠に流し込み２５°Ｃで湿度８５±５％の恒温
恒湿機中に５日間養生して発泡硬化させた。次いで、成
形硬化体を型枠から取外した後室温で１４時間自然乾燥
し、さらに、１００°Ｃで３時間加熱して熱処理をした
。いずれの成形硬化体も堅固であり、比重は約０．７３
ｇ／ｃｍ３であった。この成形硬化体に水滴を滴下し、
撥水状態を調べた。その結果を第４表に示した。本発明
になる成形硬化体はいずれも低温加熱で、極めて良好な
［ａ水性を示した。

実施例３ ポルトランドセメント９０部、１００メツシュ通過のけ
い石粉１０部、アルミニウム微粉末１部をプロペラ式攪
拌機を有する混合槽でゆっくり混合後１５部の水と実施
例１の第１表に示すオルガノポリシロキサンをそれぞれ
２部添加し、高速で第４表 ポリシロキサンＮｏ、　　Ｌ　２．３および９（比較例
）のオルガノポリシロキサンを各８部添加後（比較例と
して無添加のものを含む）、フェルトクロスを使って脱
水成形し、再び１４０°Ｃのオートクレーブで３時間熱
処理した。その後１２ｏ。

Ｃで１０時間乾燥して成形硬化体を作製した。この成形
硬化体について撥水性の試験を実施した。

本発明になる成形硬化体は第５表のようにいずれも良好
な撥水性を示した。

第５表 実施例４ 生石灰３０部にけい石粉末７０部、水１５００部を加え
１８０″Ｃのオートクレーブ中で６時間熱処理した。次
いで、冷却したスラリー中に粉砕したアスベストｍ１ｔ
ｔｉｏｏ部、ポルトランドセメント１００部および実施
例１で使用したオルガノ実施例５ ５　容量のホバートミキサの容器にポルトランドセメン
ト１５００部、１００メツシユバスのけい砂６７０部、
砂３８３０部を入れ２分間空線りした後、水７８０部を
添加し３分間練り混ぜた。

次いで実施例１で使用したオルガノポリシロキサンＮｏ
、１．６（比較例）および８（比較例）を１８部添加し
、３分間練り混ぜた。その後、１０１００Ｘ１００Ｘ１
６のステンレス製の型枠に無添加（比較例）のものおよ
びオルガノポリシロキサンを添加したものを打込み成形
した。４８時間後に脱型し、その後、温度２０°Ｃ，湿
度８５％の恒温恒温機中で１５日間養生した。次いで８
０゜Ｃのオーブン中で１時間熱処理し、その後、２０°
Ｃの蒸留水中に２４時間浸してから重量Ｗ１を測定した
。さらに、温度１０５°Ｃの恒温槽に２５日間乾燥して
から重量Ｗ２を測定した。この測定値から次式により吸
水率％を求めた。その結果を第６表に示した。

本発明になる成形硬化体の吸水率は極めて低く、水中浸
漬によっても水の浸透が少ない事が確認された。

第６表 実施例６ 半水石コウ８０部と実施例１で使用したオルガノポリシ
ロキサンＮｏ、１を２０部とを予め均一に濱合した。

半水石コウ１００部に上記のオルガノポリシロキサンで
処理した半水石コウ８部を添加し、さらに水１ｏｏＦＩ
ＰＪを添加して混練した。これを１０１００Ｘ１００Ｘ
１６のステンレス製の型枠に入れて、室温で５時間放置
後さらに６０°Ｃで２０時間乾燥して石コウの成形硬化
体を得た。その表面に水滴を滴下して撥水状態を調べた
。

比較例としてオルガノポリシロキサンＮ０１６と無添加
のものについても同様に実施した。その結果を第７表に
示した。

第７表 第８表 実施例７ 第８表のオルガノポリシロキサンを使用して、実施例１
と同じ条件で成形硬化体を製造し、その撥水性を調べた
。その結果を第９表に示した。

実施例１と同様、本発明のオルガノポリシロキサンを添
加したものは、いずれも優れた撥水性を示した。

第９表 べ極めて優れた撥水性を有する硬化体となる。したがっ
て、特に建築用の内装材、外装材、断熱材、保温材等と
して極めて有用である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）水硬性無機質原料　１００重量部 （Ｂ）けい素原子に結合する式 −Ｒ＾１−Ｓｉ（Ｒ）＿ａ（Ｘ）＿３＿−＿ａ（式中、
   Ｒは１価炭化水素基、Ｒ＾１は２価炭化水素基、Ｘは加
   水分解可能な基、ａは０、１または２である。）で示さ
   れる基を１分子中に少なくとも１個有するオルガノポリ
   シロキサン　０．０１〜２０重量部 から成ることを特徴とする水硬性無機質組成物。 ２、（Ａ）成分が石灰質原料とけい酸質原料の混合物で
   ある、特許請求の範囲第１項記載の水硬性無機質組成物
   。 ３、石灰質原料がセメントであり、けい酸質原料が砂ま
   たはけい石粉末である、特許請求の範囲第２項記載の水
   硬性無機質組成物。 ４、（Ｂ）成分が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ ［式中、Ｒは１価炭化水素基、ＡはＲもしくは−Ｒ＾１
   −Ｓｉ（Ｒ）＿ａ（Ｘ）＿３＿−＿ａで示される基、Ｒ
   ＾１は２価炭化水素基、Ｘは加水分解可能な基、ａは０
   、１または２、ｍは０〜１０００、ｎは０〜１００、た
   だしｍ＋ｎは０〜１０００である。］で示されるオルガ
   ノポリシロキサンである、特許請求の範囲第１項記載の
   水硬性無機質組成物。 ５、（Ｂ）成分の加水分解可能な基がアルコキシ基、ケ
   トオキシム基、アミノオキシ基およびアルケニルオキシ
   基から選択される基である、特許請求の範囲第１項また
   は第４項記載の水硬性無機質組成物。