具有改进拒水性的以烷基烷氧基硅氧烷为基础的用于建筑物保护应用的组合物制造技术

本发明专利技术涉及为多孔矿物基材赋予拒水性的和在基材表面上产生拒水性作用的组合物，涉及组合物的制备方法，其中该组合物基于至少一种硅烷低聚物，至少一种水解或缩合催化剂，至少一种含氟聚合物，任选的水和/或至少一种有机溶剂，任选的至少一种乳化剂和任选的其它助剂。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为200980128856.4申请的分案申请，申请号为200980128856.4申请的申请日是2009年6月3日。本专利技术涉及以具有改进拒水性的烷基烷氧基硅氧烷为基础的为多孔矿物基材赋予拒水性的组合物，它的制备方法和它用于建筑物保护的用途。烷基烷氧基硅氧烷也在下面简称(拒水性)活性物质或低聚硅烷体系或硅烷低聚物。长期以来已知的是，携带烷基链的硅烷化合物能够在多孔矿物物质上产生拒水性。因此，尤其单体型短链烷基烷氧基硅烷以良好的深度浸渍(EP 0 101 816)为特征。低聚硅烷体系如烷基烷氧基硅氧烷就它们用作拒水剂而具有优点，因为在使用过程中它们释放出比单体硅烷体系更低挥发性的有机化合物(VOC)。这种低聚硅烷体系的水解和硬化速度低于类似的单体体系 (E. P. Plueddemann, Silane Coupling Agents, Plenum Press, New York, 1991)。然而，这种建筑物保护组合物的硬化反应的速率能够通过合适水解和缩合催化剂的添加来改进。此外，已知的是，建筑物保护组合物以溶液或液体或糊状或乳油状(即高粘度乳液)的形式使用 (尤其EP 0 814 110，EP 1 205 481，EP 1 205 505，WO 06/081892)。用户常常所需要的拒水剂的质量特征是水滴在拒水性基材上的排斥性(简称拒水性作用)。不幸地，在施涂于多孔矿物基材上后，上述建筑物保护组合物防止水的穿透(拒水性)，仍然无法实现拒水性或仅仅非常轻微的拒水性。US 4,846,886涉及用于处理多孔基材的拒水性组合物，其中该组合物含有：尤其，烷基烷氧基硅烷，作为载体的醇、脂肪链烃（Benzinkohlenwasserstoffen）和二醇醚的混合物，作为催化剂的金属盐和在组合物的施涂时产生拒水性作用的物质，该物质选自氨基盐-官能化硅氧烷共聚物，硅酮橡胶，甲基硅酮或三氟丙基官能化甲基硅酮。可用这样的方式获得的拒水性能对于大多数的用户来说不是足够强的。WO 06/081891教导了作为拒水性助剂的建筑物保护乳液能够含有氟聚合物。这些乳液具有以下缺点：在低碱性的基材上效果是较差的。EP 0 826 650公开了含有含氟聚合物的水乳液。所述配制剂的一个缺点是该水解和固化反应是太缓慢的，并且在完全产生拒水性作用之前需要几天。另外，已知的是，当添加剂混合到水性或有机体系中时会发生泡沫形成问题，该泡沫形成常常是在实践中的操作中令人讨厌的。含氟聚合物能够稳定泡沫体和因此用于例如稳定灭火泡沫(WO 2008/027604)。这一泡沫形成能够例如通过合适防沫剂的添加来防止。然而，其它成分的添加构成了另外的成本因素。因此本专利技术的目的是改进用于建筑物保护应用中的烷基硅氧烷型组合物的拒水性能。同时，希望尽可能获得活性物质的深度浸渍性能。此外，本专利技术的主题是尽可能减少在该组合物的制备过程中的泡沫形成。根据本专利技术，根据在专利的权利要求范围中的信息来达到该目的。这里给出的权利要求因此同时也被认为是说明书的一部分。令人吃惊地发现，明显改进的拒水性作用能够以理想的方式通过将选自含氟聚合物中的至少一种拒水性助剂特定地掺混到烷基烷氧基硅氧烷型组合物中以便为多孔矿物基材赋予拒水性而实现的。在本专利技术中，泡沫形成也能够因此理想地按照简单和经济的方式来非常充分地避免。另外，根据本专利技术的组合物突出体现于用该组合物处理的基材的吸水性的非常良好的降低效果以及大的穿透深度，且兼有突出的拒水性和足够快速的固化反应。在这里，根据本专利技术的组合物能够特别有利地用于为多孔矿物基材，优选硅酸盐材料，特别是建筑材料，如混凝土，纤维水泥，粘土，砖块，大理石，花岗岩，砂岩或灰质砂岩赋予拒水性，这里仅仅是提到几个例子。因此，根据本专利技术的组合物可以以本身、作为在有机溶剂中的溶液和作为水乳液存在和施涂。此外，根据本专利技术的组合物能够有利地用合适的溶剂或稀释剂调节到所需的活性物质浓度。所使用的优选的溶剂或稀释剂是适合于此目的的有机溶剂，例如-然而并非仅仅-具有高于室温的沸点的脂肪族烃和芳族烃，如C6-C12链烷烃，石油精，石油醚（Waschbenzin），柴油，煤油，甲苯，二甲苯，醇或多元醇，如甲醇，乙醇，异丙醇，叔丁醇，戊醇，己醇，辛醇，壬醇，异壬醇，甘油，酮类如丙酮，或上述有机溶剂中的至少两种的混合物。然而，溶剂也可以是水。本专利技术涉及为多孔矿物基材赋予拒水性的和在基材表面上产生拒水性作用的组合物，其中该组合物基于：-至少一种硅烷低聚物，-至少一种水解或缩合催化剂，-至少一种含氟聚合物，-任选的水和/或至少一种有机溶剂，-任选的至少一种乳化剂和-任选的其它助剂。根据本专利技术的组合物优选是乳液。所述烷基烷氧基硅氧烷(也称为活性物质和在水乳液中油相的成分)能够有利地选自理想化通式I的硅烷低聚物或相应低聚物混合物：其中R彼此独立地是C1-C18-烷基，基团R1是相同的或不同的和R1是氢原子或具有1-6个碳原子、优选具有1或2个碳原子的烷基，并且n决定低聚度，它是2-40，优选2-20。这些理想地是具有3-20，优选4-6的平均聚合度的低聚物混合物，其中平均摩尔质量优选是≤1200 g/mol，尤其400-1200 g/mol。这里，该硅烷低聚物可以作为线性，环状和/或支化单元存在。硅烷低聚物的优选例子是具有下列基团的那些：R = CH3-，C2H5-，C3H7-，C4H9-，i-C4H9-，C6H13-，i-C6H13-，C8H16-，i-C8H16-和R1 = H，甲基或乙基。此外，根据本专利技术的组合物有利地体现特征于1-98wt%，优选2-85wt%，特别优选3-80wt%，非常特别优选5-75wt%，尤其8-50wt%的活性物质含量，所述含量以组合物为基础。此外，根据本专利技术的组合物有利地含有选自以下这些中的至少一种水解或缩合催化剂：元素周期表(PTE)的第三和第四主族以及PTE的II、III、IV、V、VI、VII和VIIIa、VIIIb和VIIIc副族的元素的配合物，如卤化物，氧化物，氢氧化物，亚胺化物，醇化物，胺化物，硫醇盐，羧酸盐和/或这些替代物（Substituenten）的结合，尤其钛酸酯或锆酸酯，例如正钛酸四正丁基酯或正锆酸四正丙基酯。另外，可以使用PTE的第一和第二主族元素的氧化物，氢氧化物，磷酸氢盐，硫酸氢盐，硫化物，硫氢化物，碳酸盐或碳酸氢盐和/或醇化物，优选甲醇钠或乙醇钠和/或氨基醇，优选2-氨基乙醇或2-(N,N-二甲基)氨基乙醇。最终，可以使用羧酸类，如甲酸，乙酸或丙酸，以及无机酸，如盐酸或磷酸。适宜地，在本专利技术的组合物中催化剂的含量是0.1-3wt%，优选0.1-2wt%，特别优选0.5-1.5wt%，该含量以活性物质为基础计。尤其，具有明显改进的拒水性能的根据本专利技术组合物体现特征于至少一种无氟或含氟的聚合物的含量。优选的含氟聚合物含有有机键接形式的氟，尤其是二价CF2和一价CF3基团的形式的氟。所使用的含氟聚合物可以含有键接形式的、除C和F之外还有的其它元素，如氢，氮，磷，氧，硫，氯，溴和/或碘。根据本专利技术使用的含氟聚合物可以是均聚物、共聚物或三元共聚物，其中对于共聚物和三元共聚物的情况有必要的是至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于为多孔矿物基材赋予拒水性和用于在基材表面上产生拒水性作用的组合物，该组合物以下列组分为基础：‑至少一种硅烷低聚物，其中所述的硅烷低聚物选自理想化通式I的烷基烷氧基硅氧烷或相应混合物：其中n是相同的或不同的和n是0‑40的数，R表示C1‑C18烷基，基团R1是相同的或不同的和R1表示氢原子或有1‑6个碳原子的烷基，其中平均分子量是≤1200 g/mol，‑至少一种水解或缩合催化剂，其中该至少一种水解或缩合催化剂选自钛酸酯或锆酸酯的配合物，元素周期表(PTE)的第一和第二主族的元素的盐，醇盐，氨基醇，和/或羧酸或无机酸，‑0.5‑6wt%的含量的至少一种含氟聚合物，以组合物为基础计，其中所述含氟聚合物是通式II的含氟聚合物：其中，彼此独立地，X是C，P或S，R2是‑H，‑OH，‑CH3，‑C2H4，‑CH=CH2，‑C(‑CH3)=CH2，(CH‑CH2)q‑或(C(‑CH3)CH2)q‑，其中q = 2－200，m是1，2或3，n 是 1 －100，和p 是 0，1或2，前提条件是，如果X = C则m+p = 2，如果X = P则m+p = 3，和如果X = S则m+p = 2，或通式III的含氟聚合物其中，彼此独立地，R3是‑H，‑CH3，m是1‑200，n是0‑200，o是1‑100，p是1‑100和q是0‑100，‑水和/或至少一种有机溶剂或稀释剂，它们选自沸点高于室温的脂肪族烃和芳族烃，优选C6‑至C12‑链烷烃，石油精，石油醚，柴油，煤油，甲苯，二甲苯，醇或多元醇，优选甲醇，乙醇，异丙醇，叔丁醇，戊醇，己醇，辛醇，壬醇，异壬醇，甘油，酮类，优选丙酮，或至少两种的上述有机溶剂或稀释剂的混合物，‑至少一种乳化剂和‑任选的其它助剂。...

【技术特征摘要】
2008.07.28 DE 102008040783.61.用于为多孔矿物基材赋予拒水性和用于在基材表面上产生拒水性作用的组合物，该组合物以下列组分为基础：-至少一种硅烷低聚物，其中所述的硅烷低聚物选自理想化通式I的烷基烷氧基硅氧烷或相应混合物：其中n是相同的或不同的和n是0-40的数，R表示C1-C18烷基，基团R1是相同的或不同的和R1表示氢原子或有1-6个碳原子的烷基，其中平均分子量是≤1200 g/mol，-至少一种水解或缩合催化剂，其中该至少一种水解或缩合催化剂选自钛酸酯或锆酸酯的配合物，元素周期表(PTE)的第一和第二主族的元素的盐，醇盐，氨基醇，和/或羧酸或无机酸，-0.5-6wt%的含量的至少一种含氟聚合物，以组合物为基础计，其中所述含氟聚合物是通式II的含氟聚合物：其中，彼此独立地，X是C，P或S，R2是-H，-OH，-CH3，-C2H4，-CH=CH2，-C(-CH3)=CH2， (CH-CH2)q-或(C(-CH3)CH2)q-，其中q = 2－200，m是1，2或3，n 是 1 －100，和p 是 0，1或2，前提条件是，如果X = C则m+p = 2，如果X = P则m+p = 3，和如果X = S则m+p = 2，或通式III的含氟聚合物其中，彼此独立地，R3是-H，-CH3，m是1-200，n是0-200，o是1-100，p是1-100和q是0-100，-水和/或至少一种有机溶剂或稀释剂，它们选自沸点高于室温的脂肪族烃和芳族烃，优选C6-至C12-链烷烃，石油精，石油醚，柴油，煤油，甲苯，二甲苯，醇或多元醇，优选甲醇，乙醇，异丙醇，叔丁醇，戊醇，己醇，辛醇，壬醇，异壬醇，甘油，酮类，优选丙酮，或至少两种的上述有机溶剂或稀释剂的混合物，-至少一种乳化剂和-任选的其它助剂。2.根据权利要求1的组合物，特征在于，n是2-20的数。3.根据权利要求2的组合物，其特征在于：1-98wt%的活性物质的含量，以组合物为基础计。4.根据权利要求1的组合物，其特征在于0.1-3wt%的催化剂含量，以硅烷低聚物的用量为基础计。5.根据权利要求1-4中任何一项的组合物，其特征在于一定含量的至少一种乳化剂，该乳化剂选自：具有C8-C18-烷基的烷基硫酸盐，在疏水性基团中具有C8-C18烷基和具有1-40个氧化乙烯(EO)或氧化丙烯(PO)单元的烷基和烷芳基硫酸盐，具有C8-C18烷基的烷基磺酸盐，具有C8-C18烷基的烷芳基磺酸盐，以及磺基琥珀酸与具有5-15个碳原子的一元醇或烷基酚的半酯，在烷基、芳基、烷芳基或芳烷基中具有8-20个碳原子的羧酸的碱金属和铵盐，在有机基团中具有8-20个碳原子的烷基和烷芳基磷酸盐，在烷基或烷芳基中具有8-20个碳原子和具有1-40个EO单元的烷基醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：M弗里德尔，S莱西克，S吉斯勒布兰克，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE