[发明专利]用于建筑材料疏油和疏水处理的阳离子氟代共聚物

说明书

本发明涉及建筑材料的疏油和疏水处理，建筑材料如砖、瓦、天然或再生石、陶瓷、熟石膏、混凝土、水泥、砂浆、木材、玻璃、金属和塑料，更具体地说涉及的是所述材料的抗污垢和防刻划处理。

使建筑材料中获得任何一个这些特性的产品或组合物已经是已知的。首先可提及的是硅酮(法国专利FR 2,469,437和2,474,518)，它有效地提供了疏水性质，但不能抗油。

分别地或作为一种混合物使用由不饱和的羧酸衍生的水溶性聚合物化合物和有机硅化合物的溶液的方法也是已知的(法国专利FR2,313,987)。然而这些化合物不易于使用，并且只有在长时间的室温干燥后或加热干燥后才显示出抗油和防水特性。

也有人提出使用单独的或与其它树脂交联的丙烯-硅氧烷型羟基化共聚物。但是这些防水产品不能抗油。

还有人提出使用聚氧硬脂酸铝、聚乙烯醇(FR 2,607,821)，丙烯聚合物(US 4,353,745和4,241,141)，植物或无机源的蜡(WO80/01072和FR 2,445,361)，聚糖(WO 88/10156)和异氰酸酯预聚物(US 4,716,056、EP 340,237和EP 404,895)。可是，这些产品不具有任何抗油特性。

为了使处理持久有效，所使用的涂层通常是交联的。这种交联在待处理的基体上就地进行，并且使用了在室温下能反应的化学族而不用热激活，仅允许使用催化剂。在这种观点中，常常使用了异氰酸酯单元与羟基(US 4,716,056、EP 340,237、BE 901,692、GB2,187,196和EP 404,895)或与支承体中存在的水分(GB 2,187,196)的反应。通常，涂层分解成两层，它们依次地施加到基材上：第一层包含例如羟基和第二层由包含游离异氰酸酯单元的尿烷预聚物组成。在应用之前，处理也可通过将包含-OH基团的化合物和包含异氰酸酯单元的预聚物混合作为一层而实现；但是，在这种情况下，就缩短了容器中混合物的贮藏寿命。此外，异氰酸酯的反应性使之需要在不包含-OH基团(酮、酯、石油溶剂等)的有机溶剂中溶解化合物。这类涂层一般不具有抗油特性。

为了向建筑材料提供防水、抗油、防刻划和无粘特性，而且它们在老化和恶劣的气候下是稳定的，FR 2,540,131已经提出使用包含如下组分的组合物(按重量计)：

-0.1～25％包含OH基团的氟代共聚物，

-2～25％脂肪族或芳香族聚异氰酸酯或异氰酸酯预聚物，

-0.1～10％催化剂，和

-一种或多种用于稀释的有机溶剂以使达到100％。这种组合物对待处理的材料有效地提供了抗油和防水特性。但是，仍然需要在溶剂介质中使用稀释处理。

目前已经发现使用不仅包含OH基团也还包含氨基的成盐或季铵化形式的氟代共聚物可解决这种问题。使用这些新型阳离子氟代共聚物，可制备含水组合物，当其应用于石材、混凝土和更一般地应用于任何建筑材料时，不改变材料的表面外观并在极短的干燥时间后对其提供防水、抗油和防刻划特性，这些特性在老化和恶劣气候下是稳定的。

因此，本发明的第一个目的是成盐或季铵化形式的氟代共聚物，其特征在于由下列物质制备(％重量)：

(a)50～92％，优选地为70～90％的一种或多种通式(I)的聚氟代单体：

式中Rf代表具有包含2～20个碳原子、优选地为4-16个碳原子的直链或支链全氟烃基，X代表通过碳原子连接到O上的二价基团并且可能包含一个或多个氧、硫和/或氮原子，符号R之一代表氢原子，而另一代表氢原子或包含1-4个碳原子的烷基；

(b)1～25％，优选地2～18％一种或多种通式(II)的单体：式中Y代表包含1-4个碳原子的直链或支链亚烷基，R′代表氢原子或包含1-4个碳原子的烷基，R¹和R²可以相同或不同，各自代表氢原子，包含1-18个碳原子的直链或支链烷基或羟乙基或苄基基团，或R¹和R²与连接其上的氮原子一起形成吗啉代、哌啶子基或吡咯烷基基团；

(c)1-25％，优选地2-15％一种或多种通式(III)的单体：式中R″代表氢原子或包含1-4个碳原子的烷基和Z代表包含2-4个碳原子的亚烷基基团；和

(d)0-30％，优选地0-8％的一种或多种除式I、II和III单体之外的任何单体。