シリコーン系撥水材の仕組みを徹底解剖 ケイ酸メチルカリウムの反応メカニズム
化学添加剤メーカーの寧波イノファームケム株式会社は、先端材料でお客様のニーズに応えるために、その科学的メカニズムを正確に理解していただきたいと考えています。本稿では、ケイ酸メチルカリウム(CAS 31795-24-1)を代表例に、シリコーン系撥水材がいかして保護性能を発揮するのかを、反応過程から表面機能化まで詳説します。
ケイ酸メチルカリウムの優れた撥水性は、基材内部で進行する独特の化学変化に由来します。ブロック、コンクリート、石材など疎孔質無機素材に希釈水溶液を塗布すると、ケイ酸メチルカリウムは素早く浸透し、大気中の二酸化炭素(CO₂)と出会います。弱酸性のCO₂に対して強アルカリ性のケイ酸メチルカリウムが炭酸化反応を起こす——これが変化のトリガーです。
反応式を示すと以下のようになります。
ケイ酸メチルカリウム + CO₂(大気中) → 不溶性 メチルシリケート重合体 + 炭酸カリウム + 水
こうして生成されるメチルシリケート重合体は、安定した無機高分子であり、素材の微細孔内に三次元的に定着します。表面全体が疎水化されるため、水滴は弾かれて侵入を防ぎます。一方で水蒸気レベルの微細分子は通過可能なため、“呼吸性” を維持。内部結露を抑制し、凍害や白華(エフロレッセンス)などの湿潤起因劣化を根元から防ぎます。
副次生成物の炭酸カリウムは水に可溶で、塗布条件や希釈倍率によっては白色残渣となって目立つことがあります。したがって、寧波イノファームケム株式会社が推奨する調整・施工条件を厳守することで、外観を損なうことなく最大限の撥水性能を得られます。
さらなるメリットとして、水の吸収量低下によって凍結融解サイクルへの耐久性が向上し、塩害からの剥落リスクやコケ・藻類の付着も抑制されます。硬化後の重合体は無色・不黄変であるため、施工後の素材の本来の外観を損なうことはありません。
建築・土木業界の設計者や調達責任者にとって、この科学メカニズムを理解することは、選定材料の性能信頼性を高める大きなメリットにつながります。ケイ酸メチルカリウムは、化学メカニズムに裏付けられた、長期かつ呼吸性のある撥水保護として、貴重な建物や構造物を守る最適解のひとつといえるでしょう。
視点と洞察
核心 閃光 ラボ
「ケイ酸メチルカリウムの優れた撥水性は、基材内部で進行する独特の化学変化に由来します。」
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「ブロック、コンクリート、石材など疎孔質無機素材に希釈水溶液を塗布すると、ケイ酸メチルカリウムは素早く浸透し、大気中の二酸化炭素(CO₂)と出会います。」
最先端 探求者 プロ
「弱酸性のCO₂に対して強アルカリ性のケイ酸メチルカリウムが炭酸化反応を起こす——これが変化のトリガーです。」