[发明专利]用于多孔矿物建筑材料的防水浸渍物的制剂

说明书

发明背景

本发明涉及用于多孔矿物建筑材料的防水浸渍的组合物，更具体地说，本发明涉及基于含有烷氧基的有机硅化合物的组合物，所述组合物可用于增强所述建筑材料的防水性。

很多年来，有机硅烷或有机硅氧烷已被用于浸渍多孔矿物建筑材料，以保护所述建筑材料免受水的渗透。对于这种疏水性处理而言特别重要的是，活性成分要深入地渗透到建筑材料中，并且与建筑材料进行化学性或物理性结合。

使用最低分子量的化合物作为活性有机硅成分，有助于渗透入建筑材料。可同时使用在处理建筑材料后挥发的有机溶剂，以进一步提高渗透深度。通过使用有机烷氧基硅烷和/或有机烷氧基硅氧烷获得高反应性，所述有机烷氧基硅烷和/或有机烷氧基硅氧烷能够在水分的影响下缩合，并作为有机硅化合物与建筑材料发生反应。同时，与烷氧基对应的醇被分离出来并挥发到空气中。

德国专利3,312,911公开了一种这样的制剂，所述制剂包含下列通式的有机聚硅氧烷

其中，

R¹是烷基或芳基，

R²是具有1至4个碳原子的烷基，

a＝0.8至1.5，

b≤2。

该制剂的特征在于组合物由下列成分组成：

a)1至20％重量的前述结构式的有机烷氧基硅氧烷的混合物，该混合物由25至75％重量的、b值为0.1至0.5的硅氧烷，以及75至25％重量的、b值为0.8至2.0的硅氧烷组成，其中a+b小于或等于3，

b)80％至99％重量的不与水混溶的溶剂，以及

c)选择性使用的，已知的缩合催化剂。

该制剂的实质特征在于，不是使用其分子量分布基本只有一个最大值的一种有机烷氧基硅氧烷进行浸渍，而是使用多种有机烷氧基硅氧烷的混合物进行浸渍，所述混合物的特征在于由不同的缩合度组成。通过这些方法，保证了高的渗透深度以及相关的高的有效性-特别是在碱性建筑材料上，以及良好的、视觉上可见的水珠效应(waterbeading effect)。

德国专利3,312,911公开的制剂已证明具有实用价值。基本上，可仅就这些制剂在实际使用中可达到的渗透深度进行改进。该渗透深度主要受三个因素的影响，即：所使用的溶剂，建筑材料的孔隙度，以及使用该制剂的仔细程度(care)。因此，浸渍制剂的改善必须通过对渗透行为(penetration behavior)具体地进行测量。

作为环境意识提高的结果，人们越来越认识到有机溶剂的使用是令人担忧的。因此，已特别致力于开发基于水性组合物的类似制剂。

进一步的开发工作得到了德国专利3,627,060的方法。该专利涉及用硅烷醇和/或硅氧烷醇的水溶液浸渍矿物建筑材料、特别是砖石建筑的方法，所述硅烷醇和/或硅氧烷醇是通过烷氧基硅烷和/或烷氧基硅氧烷在其使用现场进行水解产生的。选择下列通式的化合物作为所述烷氧基硅烷和/或烷氧基硅氧烷

其中，

R¹是具有1至8个碳原子的烷基，在平均分子中的至少90％的R¹基团是具有1至4个碳原子的烷基，

R²是甲基或乙基，

a是0至1.5，

b是1.0至4.0，并且

a+b是2.0至4.0。

这些化合物以相应于其消耗的量连续进行水解。在反应物混合后3至30分钟内将得到的溶液施用于矿物建筑材料上。

通过该方法，获得了水性制剂向矿物建筑材料内的高渗透。该渗透相当于使用含有机溶剂的制剂所获得的渗透。

然而，由于这些溶液的不稳定性，必须使其在使用位置生成，如德国专利3,627,060中所要求的。

一种用于使陶瓷材料具有疏水性的水性硅烷乳液披露于公开的欧洲专利申请0234024中。该乳液主要由下列成分组成：

a)1至40％重量的可水解硅烷，所述硅烷具有最高达约500的分子量以及通式R_nSi(R’)_4-n，其中R’是可选卤代的、具有1至20个碳原子的烃基，R’是具有1至3个碳原子的烷氧基、卤素、氨基或羧基，且n为1或2，或者这些硅烷的低聚物，以及

b)以硅烷计0.5至50％重量的、HLB值在4至15的乳化剂，以及

c)水。

将辛基三乙氧基硅烷指定为特别优选的硅烷。