[发明专利]润湿和疏水添加剂

说明书

本公开涉及含有基于硅的表面活性剂的微粒状润湿和疏水剂，以供作为表面后处理制剂、配混物和干混产品和含有所述硅基表面活性剂的产品中的添加剂而用于建筑材料保护产品。

建筑材料诸如水泥和灰浆可以包含大量的加入其中以改变其性质的添加剂。这些添加剂可加到干混产品中、湿混材料(即，在添加水后)中，或在施加后处于硬化状态时添加。此类添加剂可包括例如超塑化剂、速凝添加剂、缓凝剂、增量剂、增重剂、分散剂、强化剂、消泡剂、抗收缩剂、流变改性剂和表面活性剂。

就建筑材料而言，例如水泥和灰浆，已存在引入多种多样的添加剂以使得在施加并干燥后使成品为疏水性的倾向。这是因为水是混凝土和抹灰等严重损坏的最常见原因。水起到促进对所述混凝土等具有有害作用的物质(例如盐)进入的作用。水还涉及到加剧微生物的生长和寒冷期的冻坏。另外，热转变与建筑材料中的水分含量直接相关。

多种多样的材料可用于使得建筑材料诸如灰浆和混凝土等为疏水性的。这些材料包括油脂化工原料(即金属皂)和硅基材料。虽然添加此类材料由于有益的成本/疏水性能比(0.3％的剂量即足以获得所需的疏水性程度)而具有价值，但是此类材料的存在可具有有害的作用。它们的疏水性导致在将水加入干混合物时干灰浆的可润湿性不良，因为它们为强疏水性的并因此不溶于水，这使得它们难以掺入灰浆糊状物中。在实践中这意味着：通常拒水剂并不完全有效或批料不能得到均匀混合。水溶性皂诸如硬脂酸钠和油酸钠已用作替代品，但是虽然它们的水溶性是一个优点，但是它们也具有导致比碱土和过渡金属皂更高水平的风化(由于存在钠盐)、更大的吸水性(即，降低的疏水性)和更短的适用期的缺点。

为了抵消此类材料的疏水性以及它们对灰浆糊状物性质诸如坍落度或处理性质的影响，可以添加更亲水的分子，诸如表面活性剂。表面活性剂不仅对新拌混凝土的性质产生积极的影响，还在混凝土已硬化时通过降低自来水表面张力而减少例如收缩从而提供长期的积极影响。

此外，干混合物(例如混凝土和灰浆)在水化(添加水)后的pH性质大大限制了对合适的表面活性剂的选择。例如，虽然基于三硅氧烷的材料的润湿性质是本行业中熟知的，但是还认识到，如在US7935842的第1专栏中所讨论，“三硅氧烷化合物仅可用于窄pH范围，从略呈酸性的pH 6到极轻微碱性pH 7.5。在此窄pH范围之外，三硅氧烷化合物不稳定而水解并发生快速分解”。

EP 0811584描述了粉末形式的水泥质材料，其包含水泥，还包含足够的微粒状润湿和疏水添加剂，该添加剂包含5至15重量份的有机聚硅氧烷组分、10至40重量份的水溶性或水分散性粘结剂以及50至80重量份的载体粒子，以按水泥的重量计得到0.01重量％至5重量％的有机硅氧烷组分。

需要这样一种粒化/粉化的润湿剂，它将为含有疏水性添加剂的建筑材料的干混合物赋予良好的可润湿性，而不对此类添加剂的疏水性和建筑材料的湿混合物的特性产生影响，同时改善疏水性材料在硬化状态时(即，原位干燥后)的性能。

因此，本文提供一种包含组分a)和b)的微粒状润湿和疏水添加剂，其中

组分a)为具有以下结构的二硅氧烷

其中R²选自2至10个碳的支链或直链烃基团、2至10个碳的取代的支链或取代的直链烃基团、芳基基团、取代的芳基基团和含有6至20个碳的芳基取代基的4至9个碳的任选取代的烷基烃基团；R¹、R³、R⁴和R⁵各自独立地选自1至4个碳的一价烃基团、1至4个碳的取代的一价烃基团、芳基和含有芳基基团的6至20个碳的烃基团；Z为1至10个碳的直链或支链二价烃基并且R⁸选自OH、H、1至6个碳的一价烃基团和乙酰基，下标a、b和c的每一个为零或正数，前提条件是a+b+c≥1；以及

组分b)为载体。

或者，一种包含以下组分的微粒状润湿和疏水添加剂：

具有以下结构的二硅氧烷