硅樹脂組合物以及使用硅樹脂組合物的保護(hù)覆蓋方法

專利名稱：硅樹脂組合物以及使用硅樹脂組合物的保護(hù)覆蓋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅樹脂組合物。具 體而言，本發(fā)明涉及在常溫下固化而無需加溫、并且被膜物性優(yōu)良的硅樹脂組合物以及使用硅樹脂組合物的保護(hù)覆蓋方法。
背景技術(shù)：
用于保護(hù)混凝土和鋼板等不受腐蝕性物質(zhì)、使用環(huán)境的侵害的保護(hù)覆蓋一般通過將用于保護(hù)覆蓋的組合物涂布到材料表面上并形成被膜來進(jìn)行。在此，作為在上述保護(hù)覆蓋中使用的組合物，多使用專利文獻(xiàn)I所示的由有機(jī)類合成樹脂構(gòu)成的組合物。另外，考慮到與作為進(jìn)行保護(hù)覆蓋的對(duì)象的材料的密合性、所形成的被膜的耐久性、耐候性等，也可以使用專利文獻(xiàn)2所示的無機(jī)類硅樹脂組合物。進(jìn)而，近年來，考慮到環(huán)境問題，多使用專利文獻(xiàn)3所示的不使用有機(jī)溶劑的水性硅樹脂組合物。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平10-231453號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2000-26727號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開2006-225629號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題但是，由于專利文獻(xiàn)I所述的組合物使用有機(jī)類合成樹脂，因此，在作為無機(jī)質(zhì)的材料的混凝土等中使用時(shí)，就密合性等方面而言，可以說相容性未必良好。因此，存在被膜鼓起或者剝離的問題。另外，就專利文獻(xiàn)I所述的組合物而言，被膜通過碳鍵而形成。因此，對(duì)于要求耐用年數(shù)為10年左右的混凝土的保護(hù)覆蓋層而言，也存在如下問題在耐久性和耐候性方面未必充分。另一方面，由于專利文獻(xiàn)2所述的組合物是無機(jī)類硅樹脂組合物，因此，具有如下優(yōu)點(diǎn)與作為無機(jī)質(zhì)的材料的混凝土的密合性優(yōu)良，并且能夠防止如上所述的被膜鼓起或者剝離的問題。然而，專利文獻(xiàn)2所述的組合物使用有機(jī)溶劑作為溶劑，因此，在形成被膜時(shí)，有機(jī)溶劑被排放到大氣中，從而存在污染大氣環(huán)境的問題。就這一點(diǎn)而言，由于專利文獻(xiàn)3所述的組合物是使用水作為溶劑的硅樹脂，因此，具有能夠防止如上所述的污染大氣環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。然而，對(duì)于專利文獻(xiàn)3所述的組合物而言，在形成被膜時(shí)進(jìn)行加溫是必不可少的，因此，形成被膜時(shí)需要花費(fèi)時(shí)間，在用于混凝土等的保護(hù)覆蓋時(shí)，在作業(yè)性方面存在問題。而且，該問題在冬季的室外進(jìn)行作業(yè)時(shí)特別顯著。另外，作為不需要加溫而利用空氣里的水分進(jìn)行固化的樹脂，有濕氣固化型硅樹月旨。然而，由于混凝土等的保護(hù)覆蓋層需要數(shù)百微米的膜厚，因此，如果要在上述膜厚下確保充分的被膜物性，還存在如下問題僅單獨(dú)使用這些濕氣固化型硅樹脂時(shí)，不能確保充分的性能。本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有問題而完成，其目的在于提供使用水作為溶劑、在常溫下形成被膜而無需加溫、并且所形成的被膜具有充分的被膜物性的硅樹脂組合物以及使用硅樹脂組合物的保護(hù)覆蓋方法。
用于解決問題的方法為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的硅樹脂組合物的特征在于，包含含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物和濕氣固化型硅樹脂。本發(fā)明的硅樹脂組合物的特征在于，含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物來源于鋼鐵渣、高鋁水泥或其混合物。本發(fā)明的硅樹脂組合物的特征在于，包含含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物、硅樹脂和水。本發(fā)明的硅樹脂組合物的特征在于，含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物來源于鋼鐵渣、高鋁水泥或其混合物。本發(fā)明的硅樹脂組合物的特征在于，硅樹脂為水性乳液或水性分散液。本發(fā)明的硅樹脂組合物的特征在于，硅樹脂是由平均組成式[RSi03/2]m[R2Si0]n(R為相同或不同的碳原子數(shù)廣20的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，m+n=l. O)表示的有機(jī)硅化合物。本發(fā)明的硅樹脂組合物的特征在于，硅樹脂是水性乳液或水性分散液，所述水性乳液或水性分散液含有(A)由平均組成式[RSi03/2]m[R2Si0]n(R為相同或不同的碳原子數(shù)Γ20的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，m+n=1.0)表示的有機(jī)硅化合物、(B)乳化劑以及(C)水。本發(fā)明的硅樹脂組合物的特征在于，硅樹脂是水性乳液或水性分散液，所述水性乳液或水性分散液含有(A)由平均組成式[RSi03/2]m[R2Si0]n(R為相同或不同的碳原子數(shù)Γ20的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，m+n=1.0)表示的有機(jī)硅化合物、(B)乳化劑、(C)水以及(D) SP值為8. (Til. O的水混合性有機(jī)溶劑。本發(fā)明的使用硅樹脂組合物的保護(hù)覆蓋方法的特征在于，使用本發(fā)明的硅樹脂組合物。本發(fā)明的硅樹脂組合物，需要含有硅樹脂或濕氣固化型硅樹脂、作為這些樹脂的固化催化劑的含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物、以及水或水分，其通過由上述各成分構(gòu)成，在常溫下固化、形成被膜而無需進(jìn)行加溫。需要說明的是，作為濕氣固化型硅樹脂，優(yōu)選使用后述的作為分子末端被烷氧基甲硅烷基封端的較低分子量的硅樹脂的硅烷氧基低聚物。在此，作為各成分的配合量，只要顯示出與使用環(huán)境相適應(yīng)的被膜物性則沒有特別限定。在樹脂成分為濕氣固化型硅樹脂的情況下，從作業(yè)性的角度出發(fā)，優(yōu)選濕氣固化型硅樹脂為5(Γ100重量份，含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物為5(Γ200重量份，水為200重量份以下。另外，在樹脂成分為硅樹脂的情況下，同樣從作業(yè)性的角度出發(fā)，優(yōu)選硅樹脂為5(Γ100重量份，含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物為f 100重量份，水為200重量份以下。另外，本發(fā)明的硅樹脂組合物中，可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)厥褂霉枭?、瓷粉、玻璃粉、火山灰空心?'>57 一 > )等的無機(jī)質(zhì)空心球。接下來，對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的硅樹脂組合物的各成分進(jìn)行說明。[含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物]本發(fā)明中使用的含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物可以是單體化合物，也可以是像存在于后述的鋼鐵渣、高鋁水泥或其混合物中的鋁酸鈣類等那樣與其他化合物形成復(fù)合物的狀態(tài)的化合物。而且，這些化合物的化合物本身或者從化合物中溶出到水中的微量金屬離子成為催化劑，使硅樹脂固化而形成被膜。 對(duì)于本發(fā)明中使用的含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物的配合比率而言，從作業(yè)性的角度出發(fā)，在樹脂成分為濕氣固化型硅樹脂的情況下，優(yōu)選相對(duì)于5(Γ100重量份的濕氣固化型硅樹脂配合5(Γ200重量份的化合物，在樹脂成分為硅樹脂的情況下，優(yōu)選相對(duì)于5(Γ100重量份的硅樹脂配合f 100重量份的化合物。這是因?yàn)?，配合量少于上述范圍時(shí)，固化需要較長(zhǎng)時(shí)間，反之,超出上述范圍時(shí)，固化變得過快，因此，均有可能產(chǎn)生作業(yè)性的問題。另外，在要覆蓋的對(duì)象材料是以混凝土等為代表的對(duì)酸性物質(zhì)的耐性差的材料的情況下，本發(fā)明中使用的含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物優(yōu)選金屬離子溶出到水中時(shí)水的pH顯示為擴(kuò)13的化合物，更優(yōu)選pH顯示為10. 5 11. 5的化合物。這是因?yàn)椋?dāng)pH小于9時(shí)，固化需要較長(zhǎng)時(shí)間，反之，超過13時(shí)，固化變得過快，因此，就作業(yè)性的方面而言，均有可能產(chǎn)生問題。需要說明的是，在上述含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物使用碳酸鈣等單體化合物時(shí)，由于相對(duì)于樹脂成分的配合量極少，因此，作為固化催化劑的該化合物在組合物中局部存在地分布，偶爾會(huì)發(fā)生固化不均勻，從而有時(shí)難以得到良好的被膜。因此，為了均勻地分散到組合物中使固化緩和、從而容易得到良好的被膜，作為上述含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物，優(yōu)選使用像后述的鋼鐵渣、高鋁水泥或其混合物中含有的鋁酸鈣類等那樣與其他化合物形成復(fù)合物的狀態(tài)的化合物。[鋼鐵渣、高鋁水泥或其混合物]本發(fā)明中使用的鋼鐵渣是指精煉金屬時(shí)作為副產(chǎn)物回收的熔渣，分為高爐熔渣和煉鋼熔渣。需要說明的是，高爐熔渣進(jìn)一步分為緩冷渣和水淬渣。作為鋼鐵渣的組成，以氧化鈣和二氧化硅為主要成分，作為其他成分，以單體或者像鋁酸鈣類等那樣與其他化合物形成復(fù)合物的狀態(tài)含有氧化鋁、氧化鎂、鐵、錳、硫等。在此，使用鋼鐵渣時(shí)，從作業(yè)性的角度出發(fā)，優(yōu)選使用高爐熔渣。這是因?yàn)?，?duì)于煉鋼熔渣而言，根據(jù)所使用的等級(jí)，硅樹脂組合物的固化變得過快，從作業(yè)性的角度出發(fā)，有時(shí)不易使用。本發(fā)明中使用的高鋁水泥是指由鋁土礦和石灰石制造的水泥，以鋁酸鈣為主要成分。需要說明的是，本發(fā)明中使用的鋼鐵渣和高鋁水泥只要包含含有選自上述的鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物，則也可以是兩者的混合物。進(jìn)而，本發(fā)明中使用的鋼鐵渣和高鋁水泥只要具有含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物則其物性沒有特別的限定，從作業(yè)性、可使用時(shí)間的角度出發(fā)，優(yōu)選布萊恩比表面積為300(Tl0000cm2/g的范圍的鋼鐵渣和高鋁水泥。這是因?yàn)椋既R恩比表面積小于3000時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生作業(yè)性變差的問題，而超過IOOOOcmVg時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生作業(yè)性變差、可使用時(shí)間縮短的問題。[水]本發(fā)明的硅樹脂組合物中的水的配合量沒有特別限定，可以根據(jù)含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物的溶解性和作業(yè)性等方面來適當(dāng)確定。 需要說明的是，在使用濕氣固化型硅樹脂作為樹脂成分的情況下，空氣中的水分有助于固化，因此，可以不用特別配合作為原料的水。[濕氣固化型硅樹脂]作為本發(fā)明中使用的濕氣固化型硅樹脂，優(yōu)選使用硅烷氧基低聚物，更具體而言，優(yōu)選使用包含由下述通式(I)表示的硅烷化合物的部分(共)水解縮合物中的一種或兩種以上的混合物的硅烷氧基低聚物作為濕氣固化型硅樹脂，R1aSi (OR2) 4_a (I)式中，R1表示相同或不同的碳原子數(shù)f 10的非取代或取代的一價(jià)烴基，R2表示碳原子數(shù)Γ3的烷基、碳原子數(shù)2或3的?；⒒蛘咛荚訑?shù)3飛的烷氧基烷基，a為O、1、2中的任一數(shù)字。上述通式(I)中的R1為相同或不同的碳原子數(shù)廣10的非取代或取代的一價(jià)烴基，具體而言，可以例示甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基和癸基等烷基，環(huán)己基等環(huán)烷基，乙烯基、丙烯基等鏈烯基，苯基、甲苯基等芳基；或者將上述基團(tuán)的氫原子的一部份或全部用鹵素原子取代的氯甲基、氯丙基、三氟丙基等，用氰基取代的氰乙基等，用環(huán)氧基取代的縮水甘油醚氧基丙基、環(huán)氧環(huán)己基乙基等，用(甲基)丙烯基取代的甲基丙烯酰氧基丙基、丙稀酸氧基丙基等，用氣基取代的氣丙基、氣乙基氣丙基等，用疏基取代的疏丙基等。上述通式⑴中的R2與上述同樣地為碳原子數(shù)f 3的烷基、碳原子數(shù)2或3的酰基、或者碳原子數(shù)3飛的烷氧基烷基。需要說明的是，從作為硅樹脂組合物使用時(shí)的固化性和被膜特性、組合物的保存穩(wěn)定性、通用性、成本方面的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選上述通式(I)中的R1為甲基、乙基、丙基、乙烯基、苯基，更優(yōu)選為甲基、苯基。另外，從同樣的觀點(diǎn)出發(fā)，也優(yōu)選R2為選自甲基、乙基的烷基。另外，上述通式(I)中的a為0、1、2中的任一數(shù)字，從硅樹脂組合物的固化性、固化被膜的表面硬度、耐裂紋性、與基材的密合性等觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選a為I的硅烷化合物的部分(共)水解縮合物在濕氣固化型硅樹脂中所占的比例為30摩爾％以上，更優(yōu)選為4(Γ100
摩爾％。另外，優(yōu)選a為O的硅烷化合物的部分(共)水解縮合物在濕氣固化型硅樹脂中所占的比例為(Γ40摩爾％，優(yōu)選a為2的硅烷化合物的部分(共)水解縮合物在濕氣固化型硅樹脂中所占的比例為(Γ60摩爾％。在此，作為濕氣固化型硅樹脂的原料的硅烷化合物，在a為I的硅烷化合物的基礎(chǔ)上配合a為O的硅烷化合物時(shí)，能夠進(jìn)一步提高固化被膜的表面硬度，但配合量過多時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生裂紋。另外，在并用a為2的硅烷化合物時(shí)，能夠?qū)袒荒べx予強(qiáng)韌性和可撓性，但配合量過多時(shí)，得不到足夠的交聯(lián)密度，因而，可能會(huì)使表面硬度和固化性降低。 需要說明的是，作為本發(fā)明中使用的濕氣固化型硅樹脂的原料的硅烷化合物的更具體的例子，可以列舉四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四異丙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅焼、甲基二乙氧基娃焼、甲基二異丙氧基娃焼、甲基二乙酉先氧基娃焼、甲基二(甲氧基乙氧基)娃焼、甲基二(甲氧基丙氧基)娃焼、乙基二甲氧基娃焼、乙基二乙氧基娃焼、乙基二異丙氧基娃焼、丙基二甲氧基娃焼、丙基二乙氧基娃焼、丙基二異丙氧基娃焼、丁基二甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、環(huán)己基三甲氧基硅烷、環(huán)己基三乙氧基娃焼、乙稀基二甲氧基娃焼、乙稀基二乙氧基娃焼、乙稀基二異丙氧基娃焼、乙稀基二乙酸氧基娃焼、乙稀基二(甲氧基乙氧基)娃焼、乙稀基二(甲氧基丙氧基)娃焼、稀丙基二甲氧基娃焼、稀丙基二乙氧基娃焼、苯基二甲氧基娃焼、苯基二乙氧基娃焼、苯基二異 丙氧基娃焼、苯基二乙酸氧基娃焼、甲苯基二甲氧基娃焼、甲苯基二乙氧基娃焼、氣甲基二甲氧基娃焼、氣甲基二乙氧基娃焼、Y氣丙基二甲氧基娃焼、Y氣丙基二乙氧基娃焼、3，3，3- 二氣丙基二甲氧基娃焼、3，3，3- 二氣丙基乙氧基娃焼、氛乙基二乙氧基娃焼、Y _縮水甘油醚氧基丙基二甲氧基娃焼、Y _縮水甘油醚氧基丙基二乙氧基娃焼、β-(3，4_環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、β _(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、Y-丙烯酰氧基丙基三甲氧基娃焼、Y丙稀酸氧基丙基二乙氧基娃焼、Y氛丙基二甲氧基娃焼、Y氛丙基二乙氧基硅烷、Ν-β (氨乙基)Y-氨丙基三甲氧基硅烷、Ν-β (氨乙基)Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-苯基_ Y _氛丙基二甲氧基娃焼、Y疏丙基二甲氧基娃焼、Y疏丙基二乙氧基娃焼、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二異丙氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、二甲基二(甲氧基乙氧基)硅烷、二甲基二(甲氧基丙氧基)硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二異丙氧基硅烷、二乙基二乙酰氧基硅烷、甲基乙基二甲氧基娃焼、甲基乙基·~ 乙氧基娃焼、甲基乙基·~ 異丙氧基娃焼、甲基乙基·~ 乙酸氧基娃焼、甲基丙基二甲氧基硅烷、甲基丙基二乙氧基硅烷、甲基丙基二異丙氧基硅烷、甲基丙基二乙酰氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、二乙烯基二異丙氧基硅烷、
-~ 乙稀基·~ 乙酸氧基娃焼、甲基乙稀基·~ 甲氧基娃焼、甲基乙稀基·~ 乙氧基娃焼、甲基乙稀基二異丙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙酰氧基硅烷、二烯丙基二甲氧基硅烷、二烯丙基二乙氧基娃焼、—稀丙基_異丙氧基娃焼、甲基稀丙基—甲氧基娃焼、甲基稀丙基—乙氧基娃焼、甲基稀丙基—異丙氧基娃焼、甲基稀丙基—乙酉先氧基娃焼、—苯基—甲氧基娃焼、—苯基—乙氧基娃焼、·~ 苯基·~ 異丙氧基娃焼、·~ 苯基·~ 乙酸氧基娃焼、甲基苯基·~ 甲氧基娃焼、甲基苯基__ 乙氧基娃焼、甲基苯基__ 異丙氧基娃焼、甲基苯基__ 乙酸氧基娃焼、Y —?dú)獗谆籽趸柰?、Y-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、3，3，3-三氟丙基甲基二甲氧基硅烷、九氟己基甲基二甲氧基硅烷、氰乙基甲基二乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β _(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基甲基二乙氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、Y-丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、Ν-β (氨乙基)Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-巰丙基甲基二乙氧基硅烷等烷氧基硅烷或酰氧基硅烷。而且，作為本發(fā)明中使用的濕氣固化型硅樹脂的硅烷氧基低聚物為如上所述的硅烷化合物的部分(共)水解縮合物，特別優(yōu)選形成為如上所述的硅烷化合物的二聚體(使I摩爾的水與2摩爾的硅烷化合物作用而脫去2摩爾的醇，從而形成二硅氧烷單元)至100聚體的部分(共)水解縮合物，更優(yōu)選形成為2 50聚體的部分(共)水解縮合物，進(jìn)一步優(yōu)選形成為疒30聚體的部分(共)水解縮合物。另外，也可以使用以兩種以上的硅烷化合物作為原料的部分共水解縮合物。另外，本發(fā)明的濕氣固化型硅樹脂，可以單獨(dú)使用上述的部分(共)水解縮合物，也可以使用結(jié)構(gòu)不同的兩種以上的部分(共)水解縮合物。而且，或者也可以并用一部分的原料硅烷化合物、或者并用以鈦酸酯類或有機(jī)鋁化合物等有機(jī)金屬化合物為代表的固化催化劑。本發(fā)明中使用的濕氣固化型硅樹脂的粘度優(yōu)選在25°C下為f5000mm2/s，更優(yōu)選為 3 1000mm2/s?！硅樹脂]本發(fā)明中使用的硅樹脂具有硅氧烷鍵，只要是利用含有選自上述的鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物或者從這些化合物中溶出的金屬離子固化而得到的硅樹脂則沒有特別限定。另外，本發(fā)明中使用的硅樹脂也可以使用水溶性硅樹脂，從硅樹脂組合物的防水性能方面出發(fā)，優(yōu)選使用利用乳化劑、水、水混合性有機(jī)溶劑等使有機(jī)硅化合物乳化、分散而得到的乳液型硅樹脂或分散液型硅樹脂。在使用乳液型硅樹脂或分散液型硅樹脂作為本發(fā)明中使用的硅樹脂的情況下，從保存穩(wěn)定性的角度出發(fā)，優(yōu)選這些硅樹脂的平均粒徑為IOOOnm以下，特別優(yōu)選為SOOnm以下。超過IOOOnm時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生經(jīng)時(shí)分離的問題。另外，在使用乳液型硅樹脂或分散液型硅樹脂作為本發(fā)明中使用的硅樹脂的情況下，從處理性的角度出發(fā)，優(yōu)選硅樹脂的不揮發(fā)成分(固體成分)為5 80質(zhì)量％，更優(yōu)選為1(Γ70質(zhì)量％。這是因?yàn)?，在不揮發(fā)成分小于5質(zhì)量％時(shí)，硅樹脂組合物的粘度變得過低，從而產(chǎn)生成形性降低的問題，而超過80質(zhì)量％時(shí)，硅樹脂的粘度變得過高，從而有可能產(chǎn)生作業(yè)性降低的問題。接下來，對(duì)使用乳液型硅樹脂或分散液型硅樹脂作為硅樹脂時(shí)的各構(gòu)成成分進(jìn)行說明。[有機(jī)硅化合物]在此，使用乳液型或分散液型的硅樹脂時(shí)，從被膜特性的角度出發(fā)，優(yōu)選使用由平均組成式[RSi03/2]m[R2SiO]n(R為相同或不同的碳原子數(shù)f 20的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，m+n=l. O)表不的有機(jī)娃化合物。在此，R為相同或不同的碳原子數(shù)為廣20的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，具體而言，可以列舉
甲基、乙基、丙基、丁基、戍基、己基、庚基、羊基、壬基、癸基、十_■燒基、十四燒基、十TK燒基、十八烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基等烷基，苯基、甲苯基、萘基等芳基，乙烯基、丙烯基等鏈稀基等。另外，還包括用環(huán)氧基、疏基、甲基丙稀酸基、丙稀酸基、竣基、氣基、麗基等反應(yīng)性基團(tuán)取代氫原子的一部分(一個(gè)或一個(gè)以上)而得到的有機(jī)基團(tuán)。作為由反應(yīng)性基團(tuán)取代的有機(jī)基團(tuán)，可以列舉3_縮水甘油醚氧基丙基、2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基、3-巰丙基、3-甲基丙烯酰氧基丙基、3-丙烯酰氧基丙基、3-氨丙基、N-(2-氨乙基)_3_氨丙基、N-苯基_3_氛丙基、3_服基丙基、3_氣丙基、10-竣基癸基、2_竣基乙基、3_ (2-輕基乙氧基)丙基、-C2H4-CHCK -C3H6-S-C2H4-CONH-C (CH3) ^CH2COCH3等。需要說明的是，在本發(fā)明中，從耐候性的角度出發(fā)，優(yōu)選R的30摩爾％以上為甲基。從被膜的硬度和耐久性的角度出發(fā)，優(yōu)選有機(jī)硅化合物中的[RSiOv2]單元的摩爾比率(m)為O. 2 I. O的范圍，更優(yōu)選為O. 3 I. O的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選為O. Γ1. O的范圍。這是因?yàn)?，小于O. 2時(shí)，被膜硬度變軟，從而有可能使耐久性降低。另外，同樣地，從被膜的硬度和耐久性的角度出發(fā)，優(yōu)選有機(jī)硅化合物中的[R2SiO]單元的摩爾比率(η)為(TO. 8的范圍，更優(yōu)選為(TO. 7的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選為(TO. 6的范圍。這是因?yàn)?，大于O. 8時(shí)，被膜硬度變軟，從而有可能使耐久性降低。而且，對(duì)于有機(jī)硅化合物而言，在不損害固化性和被膜特性的范圍內(nèi)，成分中可以 含有微量的[R3SiOv2]單元(R如上所述)和/或[SiO2]單元。但在這種情況下,m+n優(yōu)選為O. 8 1.0，更優(yōu)選為O.擴(kuò)I. O。在此，在m+n不等于I. O時(shí)，殘余的單元是[R3SiOv2]單元、[SiO2]單元,與這些殘余單元的合計(jì)達(dá)到1.0。有機(jī)硅化合物可以通過對(duì)相應(yīng)單元的氯硅烷或烷氧基硅烷進(jìn)行水解、縮合反應(yīng)的方法等公知的方法來制造。通過這些公知的方法制造的有機(jī)硅化合物含有少量的羥基作為末端基團(tuán)，并根據(jù)情況還含有烷氧基作為末端基團(tuán)。而且，該羥基、烷氧基通過以含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物或從這些化合物中溶出的金屬離子作為催化劑進(jìn)行脫水縮合、脫醇縮合，無需加溫，在常溫下固化而形成被膜。在此，從固化性的角度出發(fā)，優(yōu)選羥基的量為O. f 10質(zhì)量％，烷氧基的量為O. Γ10質(zhì)量％，羥基和烷氧基的總量為O. f 15質(zhì)量％。這是因?yàn)?，?dāng)羥基和烷氧基的總量小于O. I質(zhì)量％時(shí),可能會(huì)產(chǎn)生固化不良的問題,而超過15質(zhì)量％時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生收縮的問題。而且，從反應(yīng)性的角度出發(fā)，優(yōu)選烷氧基的碳原子數(shù)為1飛。另外，可以根據(jù)需要在有機(jī)硅化合物中使用乳化劑、水、水混合性有機(jī)溶劑。在此，在有機(jī)硅化合物中使用乳化劑、水、水混合性有機(jī)溶劑的情況下，從形成乳液或分散液時(shí)的穩(wěn)定性的角度出發(fā)，優(yōu)選通過如下方法來制造預(yù)先制作有機(jī)硅化合物的水混合性有機(jī)溶劑溶液，然后混合乳化劑和水，并通過攪拌使其乳化分散。[乳化劑]作為乳化劑，只要是能夠使有機(jī)硅化合物在水中乳化分散的乳化劑則沒有特別限定。作為這些乳化劑，可以列舉例如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯丙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基釀、聚氧乙稀脂肪酸酷等非尚子型表面活性劑，燒基硫酸鹽、燒基苯橫酸鹽、燒基橫基琥珀酸鹽、烷基磷酸鹽、聚氧乙烯烷基醚硫酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸鹽等陰離子型表面活性劑，季銨鹽、烷基胺乙酸鹽等陽離子型表面活性劑，烷基甜菜堿、烷基咪唑啉等兩性表面活性劑。另外，這些乳化劑可以單獨(dú)使用或兩種以上并用。作為上述乳化劑，其中，從穩(wěn)定性的角度出發(fā)，優(yōu)選聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯丙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚等非離子型表面活性劑。進(jìn)而，作為這些非離子型表面活性劑的具體例，可以列舉聚氧乙烯辛基醚、聚氧乙烯壬基醚、聚氧乙烯癸基醚、聚氧乙烯丙烯癸基醚、聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯丙烯十二烷基醚、聚氧乙烯十三烷基醚、聚氧乙烯丙烯十三烷基醚、聚氧乙烯十四烷基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚等。另外，作為乳化劑的添加量，從乳液化、被膜硬度、密合性的角度出發(fā)，優(yōu)選相對(duì)于有機(jī)硅化合物100質(zhì)量份為f 50質(zhì)量份，更優(yōu)選為2 30質(zhì)量份，進(jìn)一步優(yōu)選為3 20質(zhì)量份。這是因?yàn)?，乳化劑的添加量少于I質(zhì)量份時(shí)，難以形成乳液，而超過50質(zhì)量份時(shí)，被膜的硬度和強(qiáng)度、與基材的密合性可能會(huì)降低。[水混合性有機(jī)溶劑]水混合性有機(jī)溶劑是為了在對(duì)有機(jī)硅化合物進(jìn)行乳化時(shí)賦予流動(dòng)性或者調(diào)節(jié)有機(jī)硅化合物的粘度而使用的，優(yōu)選SP值(溶解參數(shù))為8. (Γ11. O的水混合性的有機(jī)溶劑。

在此，SP值是指溶解參數(shù)，也稱為溶解度系數(shù)，是由希爾德布蘭德(Hildebrand)提出的作為液體間的混合性的尺度的特性值。需要說明的是，從有機(jī)硅化合物的溶解性和乳化時(shí)乳液的穩(wěn)定性的角度出發(fā)，優(yōu)選SP值為8. (Til. 0，更優(yōu)選為8. 5^10. 5。這是因?yàn)?，?dāng)SP值小于8. O時(shí)，無法均勻地溶解有機(jī)硅化合物，而大于11. O時(shí)，乳化時(shí)乳液的穩(wěn)定性可能會(huì)降低。另外，該有機(jī)溶劑需要具有水混合性，在不具有水混合性的情況下，乳化時(shí)乳液的穩(wěn)定性會(huì)降低。在此，作為水混合性，在IOOg的20°C下的水中的溶解度需要為Ig以上，優(yōu)選為2g以上。作為這種水混合性有機(jī)溶劑，有醇類化合物、酮類化合物、酯類化合物、醚類化合物等。具體而言，可以列舉溶纖劑、丙基溶纖劑、丁基溶纖劑、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單丁醚、二丙二醇單甲醚、甲基卡必醇、卡必醇、丙基卡必醇、丁基卡必醇、溶纖劑乙酸酯、丁基溶纖劑乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯等。其中，從在水中的溶解度的角度出發(fā)，優(yōu)選使用丁基溶纖劑乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯。作為配合水混合性有機(jī)溶劑時(shí)的添加量，優(yōu)選相對(duì)于有機(jī)硅化合物100質(zhì)量份為Γ50質(zhì)量份，更優(yōu)選為3 40質(zhì)量份，進(jìn)一步優(yōu)選5 30質(zhì)量份。這是因?yàn)?，添加量少于I質(zhì)量份時(shí)，有機(jī)硅化合物溶液的粘度增高，從而難以形成乳液，乳化穩(wěn)定性也可能變差。另一方面，添加量超過50質(zhì)量份時(shí)，乳液的干燥可能需要較長(zhǎng)時(shí)間。另外，有機(jī)硅化合物在[RSiOv2]單元的含有率高時(shí)呈固體狀，或者在縮合反應(yīng)性高時(shí)容易膠凝，因此，通常在被甲苯、二甲苯等有機(jī)溶劑稀釋的狀態(tài)下進(jìn)行處理。在本發(fā)明中，也可以使用水混合性有機(jī)溶劑溶液作為這種稀釋劑，而且還可以使用水混合性有機(jī)溶劑溶液作為制造有機(jī)硅化合物時(shí)的溶劑。在此，將水混合性有機(jī)溶劑溶液作為有機(jī)硅化合物的稀釋劑使用時(shí)，從乳化性的角度出發(fā)，在使用B型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定由水混合性有機(jī)溶劑稀釋后的有機(jī)硅化合物溶液的粘度的情況下，優(yōu)選在25°C下為50(T500000mPa · s，更優(yōu)選為100(T200000mPa · S。需要說明的是，也可以使用水作為有機(jī)硅化合物的稀釋劑，此時(shí)水的配合量?jī)?yōu)選相對(duì)于有機(jī)硅化合物100質(zhì)量份為25 2000質(zhì)量份，更優(yōu)選為5(Γ1000質(zhì)量份。接下來，對(duì)使用本發(fā)明的硅樹脂組合物的保護(hù)覆蓋方法進(jìn)行說明。
[使用硅樹脂組合物的防腐蝕方法]作為使用本發(fā)明的硅樹脂組合物的保護(hù)覆蓋方法，不僅可以用于以往的混凝土的保護(hù)，也可以用于例如以工廠的煙囪的內(nèi)表面(煙道)為代表的耐熱保護(hù)覆蓋、在室外使用時(shí)的耐候性保護(hù)覆蓋以及暴露在臭氧和氯氣等嚴(yán)酷環(huán)境中的材料的保護(hù)覆蓋。作為保護(hù)被膜的形成方法，可以列舉利用噴霧器、毛刷、抹子等將本發(fā)明的硅樹脂組合物涂抹到對(duì)象材料上的方法等。在此，從保護(hù)覆蓋性的角度出發(fā)，優(yōu)選被膜的厚度為
O.5 5_。這是因?yàn)?，膜厚薄于O. 5mm時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生遮蔽性的問題，而厚于5_時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生固化收縮的問題。需要說明的是，作為使用本發(fā)明的硅樹脂組合物的保護(hù)覆蓋方法，可以根據(jù)需要在本發(fā)明的硅樹脂組合物與對(duì)象材料之間設(shè)置底漆層，也可以在由本發(fā)明的硅樹脂組合物形成的被膜表面上進(jìn)一步設(shè)置用于最后加工的頂涂層。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的硅樹脂組合物，由于含有硅樹脂或濕氣固化型硅樹脂、作為這些樹脂的固化催化劑的含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物、以及水或水分，因此，這些化合物本身或者從化合物中溶出到水中的金屬離子成為催化劑，能夠在不對(duì)硅樹脂進(jìn)行加溫的情況下使其固化而形成被膜。根據(jù)本發(fā)明的硅樹脂組合物，由于含有鈣、鎂、鋁中的任意一種元素的化合物來源于鋼鐵渣、高鋁水泥或其混合物，因此，能夠有效地利用作為鋼鐵制造工序的的副產(chǎn)物的鋼鐵潘、聞?wù)兴嗟?。根?jù)本發(fā)明的硅樹脂組合物，由于硅樹脂是水性乳液或水性分散液，因此，能夠使用以水作為溶劑的硅樹脂，從而能夠防止污染大氣環(huán)境的問題。根據(jù)本發(fā)明的硅樹脂組合物，由于使用特定結(jié)構(gòu)的硅樹脂，因此，能夠提供與使用環(huán)境、使用用途相適應(yīng)的硅樹脂組合物。根據(jù)使用本發(fā)明的硅樹脂組合物的保護(hù)覆蓋方法，由于使用在常溫下形成被膜而無需加溫的硅樹脂組合物，因此，能夠進(jìn)行作業(yè)性優(yōu)良的保護(hù)覆蓋。
具體實(shí)施例方式下面，通過將本發(fā)明的具體實(shí)施例與比較例進(jìn)行對(duì)比來詳細(xì)地進(jìn)行說明。需要說明的是，本發(fā)明并不限于下述的實(shí)施例。[硅樹脂的制作]首先，通過以下所示方法制作三種硅樹脂組合物中使用的硅樹脂。另外，使用丙烯酸樹脂類乳液(BASF ”弋八 >公司制造，產(chǎn)品編號(hào)YJ_2720D)作為比較例。[制造例I]將530份由平均組成式[(CH3) SiOv丄.67[ (C6H5) SiOv丄.33表示的有機(jī)硅化合物的乙二醇單丁醚乙酸酯(SP值為8. 9)溶液(硅樹脂/乙二醇單丁醚乙酸酯=83/17(質(zhì)量t匕))、作為乳化劑的25份4 Y >XL40”(商品名，第一工業(yè)制藥公司制造，聚氧化亞烷基癸基醚，HLB為10. 5)、38. 5份“ ^ ^ Y > XL400D”(商品名，第一工業(yè)制藥公司制造，聚氧化亞烷基癸基醚，HLB為18. 4的65%水溶液)和5份“ 二二一-一> 291M” (商品名，日本乳化劑公司制造，烷基磺基琥珀酸鈉75%溶液)、以及401. 5份去離子水，使用均質(zhì)分散器進(jìn)行乳化分散，得到在150°C /3小時(shí)的條件下的不揮發(fā)成分為47質(zhì)量％、平均粒徑(使用-一>夕一公司制造的粒度分布測(cè)定裝置MPlus進(jìn)行測(cè)定)為200nm的藍(lán)白色的有機(jī)硅化合物乳液(A-I)。[制造例2]將530份由平均組成式[(CH3) Si03/2]Q.67[ (CH3)2SiO2/丄.33表示的有機(jī)硅化合物的乙二醇單丁醚乙酸酯(SP值為8. 9)溶液(硅樹脂/乙二醇單丁醚乙酸酯=93/7(質(zhì)量比))、作為乳化劑的25份“ y H 'y XL40” (商品名，第一工業(yè)制藥公司制造，聚氧化亞烷基癸基醚，HLB為10. 5)、38. 5份“ ^ ^ Y > XL400D”(商品名，第一工業(yè)制藥公司制造，聚氧化亞烷基癸基醚，HLB為18. 4的65%水溶液)和5份“ 二二一-一> 291M” (商品名，日本乳化劑公司制造，烷基磺基琥珀酸鈉75%溶液)、以及401. 5份去離子水，使用均質(zhì)分散器進(jìn)行乳化分散，得到在150°C /3小時(shí)的條件下的不揮發(fā)成分為47質(zhì)量％、平均粒徑(使用-一力夕一公司制造的粒度分布測(cè)定裝置MPlus進(jìn)行測(cè)定)為190nm的藍(lán)白色的有機(jī)硅化合物乳液(A-2)。
[制造例3]將33重量％的甲基三甲氧基硅烷的部分水解縮合物(平均聚合度為15，粘度為40mm2/s)、33重量％的二甲基二甲氧基硅烷25摩爾％與苯基三甲氧基硅烷75摩爾％的部分共水解縮合物(平均聚合度為12，粘度為140mm2/s)、33重量％的二甲基二甲氧基硅烷30摩爾％、苯基三甲氧基硅烷50摩爾％與二苯基二甲氧基硅烷20摩爾％的部分共水解縮合物(平均聚合度為4，粘度為20mm2/s)、l重量％的作為有機(jī)金屬類固化催化劑的鈦酸四正丁酯聚合物，使用均質(zhì)分散器進(jìn)行混合，得到濕氣固化型硅樹脂(A-3)。[含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物]含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物使用氧化鈣(特級(jí)試劑)以及后述的鋼鐵洛、高招水泥。另外，使用普通娃酸鹽水泥(7° >卜7 > K >卜)作為比較例。[鋼鐵渣、高鋁水泥的制作]接著，作為鋼鐵渣，使用高爐熔渣，其中，使用布萊恩比表面積為4000cm2/g的高爐熔渣(鋼鐵渣-I)和布萊恩比表面積為IOOOOcmVg的高爐熔渣(鋼鐵渣-2)，作為高鋁水泥，使用布萊恩比表面積為4600cm2/g的高招水泥。需要說明的是，將5g制作好的鋼鐵渣或高鋁水泥與IOOg水混合時(shí)的水的pH在23°C下為 10. 8。[實(shí)施例10，比較例1 4]接著，按照表I所示的配比制作實(shí)施例f 10和比較例廣4的硅樹脂組合物。需要說明的是，就制作方法而言，通過將表I的原料放入到容量為IL的容器中之后進(jìn)行混煉來制作。[表I]
權(quán)利要求
1.一種硅樹脂組合物，其特征在于，包含含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物和濕氣固化型硅樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅樹脂組合物，其特征在于，所述含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物來源于鋼鐵渣、高鋁水泥或其混合物。
3.—種硅樹脂組合物，其特征在于，包含含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物、硅樹脂和水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硅樹脂組合物，其特征在于，所述含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物來源于鋼鐵渣、高鋁水泥或其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的硅樹脂組合物，其特征在于，所述硅樹脂是水性乳液或水性分散液。
6.根據(jù)權(quán)利要求3飛中任一項(xiàng)所述的硅樹脂組合物，其特征在于，所述硅樹脂是由平均組成式[RSi03/2]m[R2Si0]n(R為相同或不同的碳原子數(shù)廣20的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，m+n=1.0)表不的有機(jī)娃化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求3飛中任一項(xiàng)所述的硅樹脂組合物，其特征在于，所述硅樹脂是水性乳液或水性分散液，所述水性乳液或水性分散液含有㈧由平均組成式[RSi03/2]m[R2Si0]n(R為相同或不同的碳原子數(shù)廣20的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，m+n=l. O)表示的有機(jī)硅化合物、(B)乳化劑以及(C)水。
8.根據(jù)權(quán)利要求3飛中任一項(xiàng)所述的硅樹脂組合物，其特征在于，所述硅樹脂是水性乳液或水性分散液，所述水性乳液或水性分散液含有㈧由平均組成式[RSi03/2]m[R2Si0]n(R為相同或不同的碳原子數(shù)廣20的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)，m+n=l. O)表示的有機(jī)硅化合物、(B)乳化齊U、(C)水以及⑶SP值為8. (Til. O的水混合性有機(jī)溶劑。
9.一種保護(hù)覆蓋方法，其特征在于，使用權(quán)利要求廣8所述的硅樹脂組合物。
全文摘要
期望有一種硅樹脂組合物，其使用水作為溶劑，在常溫下形成被膜而無需加溫，并且所形成的被膜具有充分的被膜物性。本發(fā)明的硅樹脂組合物的特征在于，由硅樹脂或濕氣固化型硅樹脂、作為這些樹脂的固化催化劑的含有選自鈣、鎂、鋁中的至少一種元素的化合物、以及水或水分構(gòu)成。
文檔編號(hào)B05D7/24GK102712811SQ20118000643
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者五個(gè)博之, 井內(nèi)真男, 古山義人, 大澤芳人, 板垣明成, 金澤智彥 申請(qǐng)人:信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社, 日本實(shí)行株式會(huì)社, 日鐵水泥株式會(huì)社