用于多孔矿物建筑材料的防水浸渍物的制剂制造技术

公开了一种可用于多孔矿物建筑材料的防水浸渍的组合物。所述组合物基于含有烷氧基的有机硅化合物，且所述组合物为含有下列成分的乳液：２．５至２５％重量的下式的烷氧基硅烷Ｒ↑［１］－Ｓｉ（ＯＲ↑［２］）↓［３］，其中Ｒ↑［１］是具有３至１２个碳原子的烷基，Ｒ↑［２］是甲基或乙基，２至２０％重量的上式的烷氧基硅氧烷，其中Ｒ↑［３］是具有１至６个碳原子的烷基ａ是０．８至１．２，ｂ是０．２至１．２，０．０１至５％重量的乳化剂，０．０１至０．１％重量的、有效表面积至少为４０ｍ↑［２］／ｇ的填充剂，以及４９．９至９５．４８％重量的水。该组合物具有长的储存期，并且由于其高渗透性，而在所有矿物建筑材料的表面上以及深入其内具有高防水作用。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术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，本专利技术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RnSi(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。事实上，R基团具有多于6个碳原子的这种硅烷的乳液具有提高的稳定性，这是由于这些反应性硅烷的水解速度降低。然而不利的是，这些硅烷在建筑材料中的水解也必然会相应地减缓，并且必须以合适的方式进行催化。这在一些建筑材料中，例如新鲜混凝土中是可能实现的，因为这些建筑材料的碱性高。然而，这一点在中性或弱碱性建筑材料，例如烧结熔渣(burned clinker)或多种天然岩石中却无法实现。如果没有这样的一种催化剂，硅烷将无法固着到建筑材料的表面上。硅烷可能从表面挥发或被机械除去。这导致表面上的硅烷的耗减，并因此降低疏水性。结果，水珠效应很弱或完全不存在。耗减的表面层的水吸收能力高，因此，尤其是特别暴露于风化作用以及机械侵袭的这一层却不能得到充分保护。因此，这些制剂仅能用于某些建筑材料。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于多孔矿物建筑材料防水浸渍的一种改进的水性组合物。本专利技术的另一个目的是提供在所有有用的建筑材料表面上，包括碱性的以及中性的建筑材料表面上，具有高防水作用的水性组合物。本专利技术的再一个目的是提供实质性地提高所有建筑材料的防水性，并具有长的储存期的组合物。本专利技术的这些目的和其它目的通过下述的专利技术达到。出人意料的是，已发现这样的一种制剂具有所要的性质，根据本专利技术，所述制剂是含有下列组分的乳液2.5至25％重量的下式的一种烷氧基硅烷R1-Si(OR2)3I其中R1是具有3至12个碳原子的烷基，R2是甲基或乙基；2至20％重量的下式的一种烷氧基硅氧烷 其中R3是具有1至6个碳原子的烷基，a是0.8至1.2，b是0.2至1.2；0.01至5％重量的一种乳化剂，0.01至0.1％重量的、有效表面积至少为40m2/g的填充剂，以及49.9至95.48％重量的水。式I的烷氧基硅烷的R1基团是具有3至12个碳原子的烷基。所述烷基可以是直链的或支链的。所述烷基的实例有己基、辛基、壬基、异壬基、癸基和十二烷基。优选具有3至8个碳原子的线性烷基，特别优选具有6至8个碳原子的线性烷基。式I和II中的R2基团是甲基或乙基。出于生理学原因，R2优选是乙基，这是由于在这种情况下水解释放出的是乙醇。式II的烷氧基硅氧烷的R3基团是具有1至6个碳原子的烷基。同样，所述烷基可以是线性的或支链的。合适的R3基团是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基和己基。特别优选具有1至4个碳原子的线性烷基。下标a代表式II分子中连接于硅原子上的烷基数目的平均值，a取自0.8至1.2的值，优选1.0。下标b代表分子中连接于每个硅原子上的烷氧基数目的平均值。下表b取自0.2至1.2的值。a与b之和应当在1.2至2.4范围内。通常将非离子乳化剂用作乳化剂。这些乳化剂是烯化氧-优选环氧乙烷，与具有酸性氢的化合物的加成产物，所述具有酸性氢的化合物包括例如优选的脂肪醇或烷基酚，例如辛基酚、壬基酚或十二烷基酚。氧乙烯单元的含量应当使得乳化剂的HLB值落在6和14之间，特别是落在8和12之间。也可使用离子乳化剂，例如链烷磺酸盐。本专利技术的组合物还可额外含有催化剂。建议当使用催化剂时应将其在施用所述制剂之前即刻加入。通常将有机金属化合物的乳液，例如二月桂酸二丁基锡，用作催化剂。催化剂的使用不是必需的。然而，当待处理的是中性建筑材料，例如烧结熔渣，并且要在短时间内完全产生效果，例如要在仅1至2天后对效果进行测试时，则使用催化剂总是合适的。本专利技术的制剂优选通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于浸渍多孔矿物建筑材料以保护所述材料免受水渗透的组合物，所述组合物含有下列组分形成的乳液：２．５至２５％重量的下式的一种烷氧基硅烷Ｒ↑［１］－Ｓｉ（ＯＲ↑［２］）↓［３］，其中Ｒ↑［１］是一个具有３至１２个碳原子的烷基，Ｒ↑［２］是一个甲基或乙基，２至２０％重量的下式的一种烷氧基硅氧烷Ｒ↓［ａ］↑［３］－＊（ＯＲ↑［２］）↓［ｂ］，其中Ｒ↑［３］是一个具有１至６个碳原子的烷基ａ是０．８至１．２，ｂ是０．２至１．２，０．０１至５％重量的一种乳化剂，以及４９．９至９５．４８％重量的水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：H弗里奇，G柯纳，E尚伯格，R苏克尔，M格拉西，
申请(专利权)人：戈尔德施米特股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]