液态含氟单组分组合物制造技术

技术编号:4902790 阅读:157 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
要求保护的是在多种应用领域中用于矿物和非矿物基质的持久耐油和防水表面处理或改性的具有提高的表面性质的新的含氟组合物,其中所述组合物以单组分形式存在。所述组合物在氟含量降低的同时具有显著提高的使用性质,并且它们可以与合适的稳定组分和亲水性硅烷组分结合,另外还可优化其疏水、疏油和防尘性质,其中所述组合物总的说来具有出色的储存稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液态含氟单组分组合物本专利技术涉及一种液态含氟单组分组合物及其用途。含氟有机硅烷及其共缩合物和缩聚物——其可用于矿物和非矿物基质的同时疏 水化和疏油化——可由例如以下文献中充分获知EP 0 846 715 Al、EP 846 716 Al、EP 846 717 Al禾ΠΕΡ 0 960 921 AUDE-A 199 55 047,DE-C 83 40 02,US 3 013 066,GB 935 380, DE-A31 00 655、EP 0 382 557 Al、EP 0 493 747 Bi、EP 0 587 667 Bl 和 DE-A 195 44 763。上述文献EP0 846 715 AUEP 846 716 AUEP 846 717 AUEPO 960 921 和DE-A 199 55 047描述了在水和/或醇基础上的(全)氟烷基官能的有机聚硅氧烷,其为基于 (全)氟烷基官能团的有机硅烷。所描述的(全)氟烷基官能的有机硅烷,例如十三氟-1, 1,2,2-四氢辛基三甲氧基硅烷和十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三乙氧基硅烷,仅可通过工艺 复杂的三烷氧基硅烷与不饱和化合物——例如(全)氟烷基烯烃——的氢化硅烷化反应获 得。因为(全)氟烷基烯烃以及由此(全)氟烷基官能的有机硅烷的工业可得性是有 限的,所以需要其它含氟组合物,其使得(全)氟烷基组分的合成带宽可以更大,同时其可 以以比已知体系更低的成本制备。特别是,在建筑化学中,建筑保护需要价廉、高性能且可 广泛使用的疏水和疏油组合物。(全)氟烷基官能的有机硅烷通常不以浓缩形式使用,因为它们是极其昂贵的产 品。此外,(全)氟烷基官能的有机硅烷不溶于水。为得到足够稳定的(全)氟烷基官能的有机硅烷及其共缩合物和缩聚物的溶液或 制剂,使用了有机溶剂或乳化剂(例如DE-A 34 47636,DE-C 36 13 384、W0 95/23830 Al、 WO 95/23804 Al、W096/06895 AUffO 97/23432 AUEP 0 846 716 Al)。含溶剂或乳化剂的(全)氟烷基官能的有机硅烷和具有较高比例烷氧基的(全) 氟烷基官能的有机聚硅氧烷的制剂的一个缺陷是此类体系出于职业卫生原因和从生态学 角度讲是不合意的。因此人们越来越致力于提供具有较低比例挥发性有机化合物(VOC)的 水基体系。含氮的有机聚硅氧烷、特别是氨基烷基和(全)氟烷基官能的有机聚硅氧烷(基 本不含烷氧基)作为除此之外不含乳化剂或表面活性剂的用于表面耐油、防水或防尘的组 合物中的水溶性成分是已知的(例如DE-A 15 18 551、EP 0 738 771 Al、EP 0 846 717 Al)。对于所提及的水基体系,必须存在相对较高比例的氨基或质子化氨基以确保在水 中的良好溶解性,但发现这实际上是事与愿违的所述氨基或质子化氨基的亲水性抵消了试图提供具有极疏水性质的体系的努力。另外,所述氨基或质子化氨基的氧化敏感性(形成氧化胺)导致经处理表面的脱 色,这对美感有影响。因此本专利技术的一个目的是开发具有改进的表面性质的新的含氟组合物,其用于多 用途的矿物或非矿物基质的持久耐油和防水表面处理或改性而没有以上提及的现有技术20缺陷,反而具有极好的使用性质,且同时可考虑生态学、经济学和生理学方面而进行制备。根据本专利技术,该目的通过提供用于多孔和无孔基质的持久表面处理的、氟含量以 固体树脂为基准计为5至75重量%的液态含氟单组分组合物而实现,该组合物可通过如下 方式获得,首先a)通过以下方式制备一种其中与聚合物结合的氟含量为5至95重量%且与聚合 物结合的硅含量为95至5重量%的氟硅烷组分(A) (i),B1)使5至95重量%的一种(全)氟烷基醇组分⑶⑴和/或一种(全)氟烷 基亚烷基胺组分(B) (ii),其包括具有以下通式的末端亚甲基(烃间隔基)的全氟烷基醇CF3-(CF2)x-(CH2)y-O-Az-H或CR3-(CR2)x-(CH2)y-O-Az-H其中χ = 3-20, y = 1-6, ζ = 0_100,1 彼此独立地为^丄卩3,八=CRiRii-CRiiiRiv-O 或(CRiRii)a-O或CO-(CRiRii)b-O,其中Ri、Ri^RmAiv彼此独立地为H、烷基、环烷基、芳基或 各自具有1-25个碳原子的任意有机基团,a、b = 3-5,其中聚环氧烷结构单元Az是任意环 氧烷的一种均聚物、共聚物或嵌段共聚物,或者是一种聚亚氧烷基乙二醇或者一种聚内酯,和/或一种具有以下通式的六氟环氧丙烷(HFPO)低聚物醇CF3-CF2-CF2- x_0_CF (CF3) _ (CH2) y-0_Az-H和/ 或一种氟改性的大分子单体或遥爪聚合物⑶(iii),例如组分(F)⑴和(F) (ii)与 组分(Q) (i)和(Q) ( )的羟基官能的反应产物,其所具有的与聚合物结合的氟含量为1至 99重量%、分子量为100至10000道尔顿且各自具有一个或多个反应活性(环)脂族和/ 或芳香族羟基和/或伯氨基和/或仲氨基和/或巯基且包括以下在主链和/或侧链中在链 内和/或分支和/或末端排列的结构元素-(CF2-CF2)x-和/ 或- (CR2-CR2) x-和/ 或-χ-和/或- (CR2-CR2-O) χ-与95至5重量%以下通式的异氰酸烷基烷氧基硅烷组分(C) (i),其包括3-异氰 酸丙基三烷氧基硅烷和/或3-异氰酸丙基烷氧基烷基硅烷和/或异氰酸烷基烷氧基硅烷OCN- (CR22)y, -Si(OR1)3-X' R2x'其中χ' =0-2,y' = 1_3并且R1、R2彼此独立地为烷基、环烷基、芳基、各自具有 1-25个碳原子的任意有机基团,和/或另一种异氰酸硅烷组分(C) (ii)进行反应,所述异氰酸硅烷组分(C) (ii) 的分子量为200至2000道尔顿且各自具有一个或多个(环)脂族和/或芳香族异氰酸基团和一个或多个烷氧基硅烷基团,所述反应优选以1 1的摩尔比以任意方式进行,和/ 或a2. D使5至95重量%的(全)氟烷基醇组分⑶⑴和/或(全)氟烷基亚烷基 胺组分(B) (ii)和/或氟改性的大分子单体或遥爪聚合物(B) (iii)与75至5重量%的多 异氰酸酯组分(D) (i)进行反应,所述多异氰酸酯组分(D) (i)包括至少一种二异氰酸酯、多 异氰酸酯、多异氰酸酯衍生物或者具有两个或更多个反应活性相同或不同的(环)脂族和/ 或芳香族异氰酸酯基团的多异氰酸酯同系物,其中对反应条件以及所述组分(B)和(D)的 选择性进行选择以使所述组分(D) (i)中仅有一个异氰酸酯基团与所述组分(B)反应,a2.2)接下来使步骤a2.i)得到的预加成物与75至5重量%以下通式的氨基烷基烷 氧基硅烷组分(E) (i),其包括3-氨基丙基三烷氧基硅烷和/或(取代的)3-氨基丙基烷氧 基烷基硅烷R32N-(CR32)y, -Si(OR1)3-X' R2x'其中χ' =0-2,y' = 1_6并且R1、R2彼此独立地为烷基、环烷基、芳基、各自具有 1-25个碳原子的任意有机基团,R3彼此独立地为烷基、环烷基、芳基、具有1-25个碳原子的 任意有机基团,(R1O)3- R2x, Si(CR本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于多孔和无孔基质的持久表面处理的、其氟含量以固体树脂为基准计为5至75重量%的液态含氟单组分组合物,其可通过如下方式获得,首先  a)通过以下方式制备一种其中与聚合物结合的氟含量为5至95重量%且与聚合物结合的硅含量为95至5重量%的氟硅烷组分(A)(i):  a↓[1])使5至95重量%的一种(全)氟烷基醇组分(B)(i)和/或一种(全)氟烷基亚烷基胺组分(B)(ii),其包括  具有以下通式的末端亚甲基(烃间隔基)的全氟烷基醇  CF↓[3]-(CF↓[2])↓[x]-组分(C)(ii)进行反应,所述异氰酸硅烷组分(C)(ii)的分子量为200至2000道尔顿且各自具有一个或多个(环)脂族和/或芳香族异氰酸基团和一个或多个烷氧基硅烷基团,所述反应优选以1∶1的摩尔比以任意方式进行,  和/或  a↓[2.,  和/或  c↓[1.15])5至75重量%的单官能的聚亚烷基二醇组分(G)(i)和/或单官能的聚亚氧烷基胺组分(G)(ii)、50至5重量%的氨基硅烷组分(E)(i)和/或(E)(ii)和50至5重量%的三嗪组分(H)的反应产物,所述三嗪组分(H)包括氰尿酰氯或2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪,其中所述反应优选以1∶2∶1或2∶1∶1的摩尔比以任意方式进行,  其中所述反应产物c↓[1.10])至c↓[1.15])包括0至10重量份的催化剂组分(R)、0至250重量份的溶剂组分(S)(i)和0至250重量份的溶剂组分(S)(ii),  借助于0.25至25重量份的水而进行,  c↓[2])借助于0至75重量份的酸组分(U)(iv)或0至75重量份的另一种中和组分(W)部分或全部中和所述(氨基官能的)加合物  c↓[3])如果合适,在所述反应之前、过程中或之后通过蒸馏而部分或全部除去释放的醇和/或溶剂组分(S)(i)和/或(S)(ii),  d↓[1])接下来或同时将从步骤c)得到的反应产物在997.05至124重量份的水中溶解或分散并且低聚,  d↓[2])如果合适,在所述反应之前、过程中或之后通过蒸馏而部分或全部除去释放的醇和/或溶剂组分(S)(i)和/或(S)(ii);并且如果合适,在所述反应之前、过程中或之后使用合适的吸收材料或其他措施部分或全部除去所述催化剂组分(R),以使存在不超过0至1重量份的催化剂组分(R)、0至25重量份的溶剂组分(S)(i)和0至25重量份的溶剂组分(S)(ii)...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:A梅尔N斯泰德M施勒尔斯F威耐尔特V克劳兹
申请(专利权)人:建筑研究和技术有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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