为多孔基材提供屏障性能的方法技术

本发明专利技术涉及一种改善赋予多孔基材例如混凝土、砖石产品和木制品以屏障性能的方法。该方法包括以下步骤：施加包含聚合树脂的含水基密封组合物至所述多孔基材，蒸发水并在所述多孔基材上形成所述聚合树脂的防水涂层。改进包括：自含水基聚合物乳液衍生聚合树脂，该聚合物乳液包括由醋酸乙烯酯和乙烯的乳液聚合单元，优选与羧酸单体一起，构成的聚合物，该聚合物包含无定形和结晶乙烯链段，并具有：（ａ）以２０℃／分钟的加热速度测量，为３５至１１０℃，优选５０至１００℃的晶体熔点（Ｔ↓［ｍ］），和（ｂ）在１１５℃温度下以６．２８弧度／秒测量为至少１×１０↑［５］达因／厘米↑［２］的拉伸贮能模量。

Method for providing barrier properties for porous substrates

The present invention relates to a method for improving barrier properties to porous substrates such as concrete, masonry products, and wood products. The method comprises the steps of applying a water containing sealing composition comprising a polymeric resin to the porous substrate, evaporating water, and forming a waterproof coating of the polymeric resin on the porous substrate. The improvements include: self containing water-based polymer emulsion derived polymeric resin, the polymer emulsion including unit is composed of vinyl acetate and ethylene polymerization, preferably with carboxylic acid monomer, a polymer, the polymer comprising amorphous and crystalline ethylene segments, and has (a) measurement with a heating rate of 20 DEG C / minute that is 35 to 110 DEG C, the crystal melting point preferably 50 to 100 DEG C (T: m), and (b) at the temperature of 115 DEG C to 6.28 radians / sec for measuring at least 1 x 10 = 5, tensile storage dynes / cm 2 increase in modulus.

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
多孔基材例如混凝土、砖石和木制品易受风化，特别是暴露至水和油的综合影响。混凝土的风化实质上缩短了一些结构例如公路、桥梁、停机坪等的有用期限。甚至在不能起作用之前，暴露混凝土和砖石基材至水和油也可能明显缩短产品的有效期限并降低其美感。木材是另一种具有多孔表面的产品，广泛用作台面、板壁、围墙、杉木屋顶、人行道、小屋、人行桥、码头、支柱、格架、圆木结构的内部和外部结构材料，和其它要求防水的木材基材，因为其结构完整性、有效性、容易使用和吸引人的经济性。暴露至水和苛刻环境条件的木材可能受到许多途径的损害。例如，木材可能被紫外线照射、霉变、开裂、极端温度和温度改变、渗水等损坏。与此有关的是通常的环境湿/干循环，其导致木材周期膨胀和收缩，产生结构损坏。已经配制用于许多多孔基底材料的防水涂层。一般采用两种途径屏障型材料和高疏水性型材料以得到疏水性。屏障涂层只是环境和被保护的基材之间的物理屏障。屏障型防水材料的普通聚合材料是氯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、丁基橡胶、焦油、柏油、油漆、聚氨酯和环氧树脂。为了防止或将这些影响减到最小，通常用排水和提供其它屏障性能的涂层(普通称为防水剂、防水材料和密封层)处理木材。这些涂层可以是薄膜形成和/或渗透涂层。如上所述，许多不同类型涂布材料已经用于赋予疏水性至例如混凝土、砖石产品和木材的表面。在很大程度上，它们或者是高毒性或对环境有害，包含高浓度有机溶剂，不具有所需效果，经济上昂贵，和/或必须包含多种添加剂以赋予防水性/疏水性至涂布表面。此外，该涂层还可以完全密封产品，防止或极大地减少水分从涂布基材逸出。下列参考文献代表本领域赋予多孔基材例如混凝土、砖石和木制品耐风化性的方法和组合物。US 6,555,641公开了基于可减少水的醇酸树脂和丙烯酸胶乳材料的、作为用于获得木制品的合乎需要的防水水平的水基木材涂布配方。该木材涂布配方中包括高疏水性添加剂。US 4,285,997公开了处理木材以增强其性能的方法。该方法包括用由基本上由水组成的溶剂中的至少一种乙烯基单体形成的足够的水可稀释丙烯酸树脂接触要处理的木材，以在所述木材细胞壁中沉淀有效量所述树脂。该树脂包含分子量小于约1000的分子，其尺寸可以进入细胞壁空间，其量足以稳定木材。该树脂还具有不高于环境的最低成膜温度，并于环境条件下在细胞壁中转化成不溶于水的形式。US 4,276,329公开了处理木材以增强其性能的方法，包括用水溶性溶剂中足够的水可稀释树脂接触要处理的木材，该树脂能够在木材细胞壁内转化成不溶于水的形式。公开的优选树脂为水可稀释的醇酸树脂和氨基甲酸乙酯改性醇酸树脂。JP 2000-238011 A2(化学文摘摘要)公开了一种木材表面处理，通过沉浸在乳液中，用聚合树脂涂布木材，乳液包含选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚(醋酸乙烯酯)和丙烯酸苯乙烯共聚物的至少一种，以防止木材渗水或水蒸发。US 3,754,983公开了适用于赋予纸、纸板或木材防水性的蜡聚合物组合物，设计在≥200°F应用，由石蜡(溶点143-150°F)70-90、5-30％(重量)乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Elvax 260)和1-5％胶疑剂例如铝醇盐、硬脂酸仲丁氧基铝、2-乙基己氧化铝、异丙氧化铝或仲丁氧化铝(II)的混合物组成。US 4,229,507公开了一种木材用屏障涂层，以防止木材表面过度干燥和收缩，该涂层由最低成膜温度不高于40℃的聚合水乳液组成。实例包括丁二烯苯乙烯胶乳、丙烯酸、合成橡胶、聚醋酸乙烯酯和乙烯-乙酸乙烯共聚物。实施例5公开了一种用最低成膜温度10℃的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Sumica Flex 500)涂布的木制品。US 3,900,620公开了基于水溶性卤化铝作为木材污染降低剂的铝体系。这些卤化物可以与乳液或水基的乳胶漆并入一种乳液。该水基乳液包括丙烯酸胶乳、聚醋酸乙烯酯共聚物(UCAR 1251)、乙烯基丙烯酸和醇酸树脂。US 5,702,509(′509)和US 5,051,129(′129)公开了用于处理砖石表面的防水组合物。′509专利公开了使用含疏水性部分的化合物例如烷氧基硅烷、烷氧基硅氧烷，′129公开了使用水溶性偶联剂和烷基三烷氧基硅烷以提供屏障性能。
技术实现思路
本专利技术涉及赋予屏障性能例如疏水性至多孔基材例如混凝土、砖石产品、木制品等方法的改善。该方法包括以下步骤施加包含聚合树脂的水基密封组合物至所述多孔基材，蒸发水并在所述多孔基材上形成防水涂层。改进包括从水基聚合物乳液衍生聚合树脂，该水基聚合物乳液包含由醋酸乙烯酯和乙烯的乳液聚合单元，优选与羧酸单体一起，组成的聚合物，该聚合物包含无定形和结晶乙烯链段，并具有(a)以20℃/分钟的加热速度测量为35至110℃、优选50至100℃的晶体熔点(Tm)；和(b)在115℃下以6.28弧度/秒测量为至少1×105达因/厘米2的拉伸储能模量。通过使用上述聚合物乳液可以得到显著的优点，包括能够产生用于多孔基材例如具有改善疏水性的木制品的密封剂组合物；能够在密封组合物中使用乳液聚合物，由此避免了与本体聚合的乙烯/醋酸乙烯酯聚合物有关的乳液制剂；能够消除对蜡和防水添加剂的需要；和能够消除或极大地降低有机溶剂含量，包括挥发性有机物(VOCs)和有害的空气污染物(HAPs)。专利技术的详细说明本专利技术涉及一种改善多孔基材对环境因素防风化性能的方法，包括施加含聚合物树脂的水基密封组合物并干燥该密封组合物；该聚合树脂衍生自聚合物乳液，其中聚合物由乙烯和醋酸乙烯酯的聚合单元构成并包含无定形和结晶乙烯链段。本专利技术用于改善抗风化性的乙烯醋酸乙烯酯(EVA)聚合物具有(a)以20℃/分钟的加热速度测量为35至110℃、优选50至100℃的晶体熔点(Tm)；和(b)在115℃下以6.28弧度/秒测量为至少1×105达因/厘米2的拉伸储能模量。优选，乙烯-醋酸乙烯酯聚合物具有以每分钟20℃的加热速度测量约5至100焦耳每克(J/g)的结晶熔化热(Hf)，优选10至50J/g，和+25℃至约-35℃的玻璃化转变温度(Tg)。该聚合物应该具有小于或等于2微米的体积平均粒径，优选小于或等于0.5微米，通过Horiba光散射测量。Hofriba光散射测量报告基于体积的分布数据(而不是基于数量)。分布内少量较大颗粒可以显著增加分布的大颗粒端。本专利技术的水基乳液聚合的聚合物基于醋酸乙烯酯和乙烯以及任选其它单体。醋酸乙烯酯聚合单元的含量可以为聚合物的10至90％(重量)，乙烯聚合单元的含量可以为10％至90％(重量)；优选40至70％(重量)醋酸乙烯酯和30至60％(重量)乙烯。本专利技术聚合物优选还包括羧酸单体的聚合单元。羧酸单体可以包括C3-10链烯酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸和异巴豆酸、和α，β-不饱和C4-10链烯二酸例如马来酸、富马酸和衣康酸。通常，这些酸加入量为0.1至10％(重量)，优选0.5至5％(重量)。用于防水应用的示范性的聚合物具有15至80％醋酸乙烯酯含量、20至85％乙烯含量和0至5％的羧酸含量，基于聚合物重量。其它可以乳液聚合进入聚合物的单体包括但是不局限于C1至C15烷基乙烯酯、C1至C15烷基丙烯酸酯或C1至C15烷基甲基丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种赋予选自混凝土、砖石产品和木材的多孔基材以屏障性能的方法，包括以下步骤：施加包含聚合树脂的含水基密封组合物至所述多孔基材，蒸发水并在所述多孔基材上形成所述聚合树脂的防水涂层，改进包括：使用由乳液聚合形成的、包含乙烯和醋酸乙烯酯乳液聚合单元的聚合物构成的聚合树脂，该聚合物具有：（ａ）以２０℃每分钟的加热速度测量为３５至１１０℃的晶体熔点；和（ｂ）在１１５℃温度下以６．２８弧度／秒测量为至少１×１０↑［５］达因／厘米↑［２］的拉伸贮能模量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FR佩佩，CR赫格杜斯，JJ拉巴斯科，
申请(专利权)人：气体产品聚合物公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]