专利名称：含有含硅化合物的组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于改进基底拒水性的组合物，这种组合物含有含硅化合物。
背景技术：
赋予或改进基底拒水性对于许多基底，包括有机的或无机的建筑构件，例如混凝土，砖石，灰泥，天然或人造石，陶瓷，赤陶砖，糊墙纸板，纤维水泥板，或其它含水泥产品，锯末板，木塑料复合材料s，定向碎料板(OSB)或木材，都是所需的。所需的拒水性性质通常通过将拒水性组合物施加于基底外表面而在所述基底上形成保护这种基底不受风化作用和其它变质作用的拒水性涂层而获得。至少建筑材料的最外层表面经过处理才能防水。含硅化合物多年以来由于其耐久性、良好的疏水性和易于施用性而用作拒水剂。 首先，溶剂中硅酮树脂和甲基硅酸酯都用作硅酮拒水性化合物。随后，是在溶剂中的硅氧烷和硅烷-基产品。下一代拒水剂一般是因为环境原因和易于使用的水基拒水剂。活性成分包含硅氧烷，硅酮树脂和硅烷(及其组合)。例如，US 6323268描述了通过将水或溶剂、甲基氢硅氧烷聚合物或共聚物、具有其中R表示含1-10个碳原子的烷基，含2-8个碳原子的烯基、芳基或卤代烷基，a具有1或2的值而R'表示含1-6个碳原子的结构式RaSi (OR' )4_a 的烷氧基硅烷；和硅酮树脂而形成的赋予表面拒水性的组合物。溶剂即产品一般表现出对未处理(新的)基底以及预先处理的基底的良好润湿和渗透性。在另一方面，水基产品对于基底的渗透性和预先处理表面的润湿并不一直是有效。 这就限制了水基拒水性产品的效能。例如，建筑基底经常用拒水剂处理而防止浸水。尽管现今存在的产品能够提供10 年防护作用，而大多数以往产品却不太能持久或由于成本问题少有产品使用。而且，处理可能在基底因为美观原因进行清洗例如通过喷砂或高压水洗而部分被除去。这种类型的表面至今不得不用溶剂基产品进行处理，因为仅仅可靠的溶液才能保证均勻处理和持久的性能。令人惊讶的是，据发现，连同水和指定类型的硅氧烷表面活性剂而包含拒水性含硅化合物的混合物，都能够显著改进基底渗透性和预处理基底的润湿性，而同时保持提供和维持拒水性表面的能力。
发明内容
因此，在其一个方面，本发明提供了能够改善基底拒水性的组合物，这种组合物含有通过混合以下物质而形成的混合物I 水，II至少一种能够改善基底拒水性含硅化合物，其是硅酮树脂，烷氧基硅烷或聚硅氧烷，III硅氧烷表面活性剂，含有
i烷基聚(乙烯氧基)硅氧烷基和 烷基硅氧烷基，其中所述烷基部分含有1-6个碳原子IV可选地一种乳化剂。这种组合物能够提供能够用于预先处理的基底或更一般而言哪一润湿或渗透的基底上的水基持久性硅酮拒水剂。后者既然表面经常经受磨损和磨蚀而需要提供所需的持久性。
具体实施例方式正如此后的描述，这种混合物形成(获得)，即是通过将组分I，II，III和IV混合而可获得的。拒水性含硅化合物(II)，所述组合物的这种组分(II)含有至少一种能够改善基底拒水性的含硅化合物。这种拒水性含硅化合物选自硅酮树脂(组分Α)，烷氧基硅烷 (组分B)和聚硅氧烷(组分C)。在一些实施方式中，所述组分(II)是以下物质中至少2种的混合物硅酮树脂 (组分Α)，烷氧基硅烷(组分B)和聚硅氧烷(组分C)。(A)硅酮树脂硅酮树脂能够是详细描述于美国专利No. 5，695，551 (1999年12月9日)中的各种类型的树脂共聚物的任何一种。然而，本文中优选适用的大多数是那些如下描述的树脂共聚物1.通过包括以下步骤的方法制备的树脂共聚物的硅氧烷(i)形成含具有 R" 3Si01/2单元和Si04/2单元的树脂共聚物硅氧烷的硅烷醇；具有其中b和c是正整数且和低于4优选1. 9-2. 1的简式R" bH。SiO(4_b_。)/2的有机氢聚硅氧烷和有机溶剂的酸性均质混合物，和(ii)加热该混合物而基本上除去所有有机溶剂。R"能够是1-6个碳原子的烷基；芳基如苯基、甲苯基和二甲苯基；烯基如乙烯基和烯丙基；或三氟丙基。R"也能够是芳烷基如β苯基丙基；或脂环基团如环戊基、环己基和环己烯基；和2.以使其数均分子量为1，200-10, 000g/mol的摩尔比含R〃 3Si01/2单元和Si04/2 单元的硅氧烷树脂共聚物。优选摩尔比为0.7 1.0，而数均分子量为5，00(^/!1101。R"直接如以上的定义。这种树脂含有2. 5wt%的硅键合OH基团。这种树脂也可以含有R〃 2Si02/2 单元和R〃 Si03/2单元。一种尤其优选适用于本文中而代表这种树脂共聚物的硅酮树脂是基本上由 (CH3)3SiOl72单元和SiA单元按照摩尔比接近0. 75 1构成而含2. 4-2. 9wt%的羟基的硅氧烷树脂共聚物，这是基于固定通过根据美国试验与材料协会(ASTM)测试方法E-168的 FIlR测定的。组分(A)能够是苯基倍半硅氧烷树脂，或苯基倍半硅氧烷的混合物。正如本文中所用，苯基倍半硅氧烷树脂是具有至少一种简式(C6H5SiOv2)的甲硅烷氧基单元的有机聚硅氧烷有机聚硅氧烷是含有独立地选自其中R可以是任何单价有机基团的(R3SiOv2), (R2SiO272), (RSiO372)或(Si04/2)甲硅烷氧基单元(本文中也分别称之为M，D，T，或Q单元) 的甲硅烷氧基单元的聚合物。这些甲硅烷氧基单元能够按照各种方式组合而形成环状、直链或支链结构。这种所得的聚合物结构的化学和物理性质能够进行变化。例如，有机聚硅氧烷能够是挥发性的或低粘度流体，高粘度流体/树胶，弹性体或橡胶，以及树脂，这要取决
5于有机聚硅氧烷中每一甲硅烷氧基单元的选择和用量。倍半硅氧烷典型地表征为具有至少一种或几种(RSiOv2)或T甲硅烷氧基单元。因此，这种适用于作为本发明公开中的组分A) 的有机聚硅氧烷可以具有(R3Si01/2)，(R2SiO272), (RSiO372)或(Si04/2)甲硅烷氧基单元的任意组合，条件是其具有至少一种其中C6H5表示苯基的简式(C6H5SiO372)的甲硅烷氧基单元。苯基倍半硅氧烷树脂可以具有的平均式包含至少40mOle%的具有其中χ和y具有值0.05-0. 95而R'是1-8个碳原子的单价烃基的简式(R' 2Si02/2) x (C6H5SiOv2) y的甲硅烷氧基单元。正如本文中所用，χ和y表示存在于苯基倍半硅氧烷树脂中的R' 2Si02/2和 C6H5SiO372甲硅烷氧基单元相互相对的摩尔分数(即，D和T苯基甲硅烷氧基单元)。因此，R' 2Si02/2和C6H5SiOv2甲硅烷氧基单元的摩尔分数每一个能够独立地为 0. 05-0. 95。然而，所存在的R' 2Si02/2和C6H5SiOv2甲硅烷氧基单合起来必须总计占苯基倍半硅氧烷树脂中存在的所有甲硅烷氧基单元的至少40mOl%，可替代地为SOmol %，或可替代地95m0l%。R'能够是直链的或支链的烷基如乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基或辛基。典型地，R'是甲基。苯基倍半硅氧烷树脂能够包含其它甲硅烷氧基单元如(D(R13SiCV2)a，(ii) (R22SiO272)b, (iii) (R3SiOv2)。或(iv) (Si04/2)d单元，这在本领域内是人所共知的，而也如本文中所用，分别是M，D，T和Q单元。每一单元存在于苯基倍半硅氧烷树脂中的量能够表示为苯基倍半硅氧烷树脂中存在的所有甲硅烷氧基单元的总摩尔数的摩尔分数(i) (R13SiOl72)a,(ii) (R22SiO272)b,(iii) (R3SiO372)c,(iv) (SiO472)d(ν) (R' 2Si02/2)x*(vi) (C6H5SiO372)y,其中R1，R2和R3独立地是具有1-8个碳原子的烷基、芳基或原醇基，R'是1_8个碳原子的单价烃基，a、b、c和d具有0-0.6的值，χ和y每一个具有值0. 05-0. 95，条件是x+y的值等于或大于0. 40，而a+b+c+d+x+y的值=1。在苯基倍半硅氧烷树脂的单元中的R1，R2和R3独立地是具有1-8个碳原子的烷基、芳基、原醇基或氨基。烷基举例说明的有甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基和辛基。芳基举例说明的有芳基典型地是苯基的苯基，萘基，苄基，甲苯基，二甲苯基，联苯基，甲基苯基，2-苯基乙基，2-苯基-2-甲基乙基，氯苯基，溴苯基和氟苯基。对于本发明的目的，“原醇基”定义为含有至少一个碳结合羟基(C-OH)的任何基团。因此，原醇基可以含有超过1 个的C-OH自由基如例如
权利要求
1.一种用于改进基底拒水性的组合物，所述组合物含有通过混合以下物质形成的混合物I水，II至少一种拒水性含硅化合物，其是硅酮树脂，烷氧基硅烷或聚硅氧烷， III硅氧烷表面活性剂，含有 i烷基聚(乙烯氧基)硅氧烷基和 烷基硅氧烷基，其中所述烷基含有1-6个碳原子， IV可选地一种乳化剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中存在2种或更多拒水性含硅化合物(II)。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述拒水性含硅化合物(II)含有硅酮树脂化合物，所述硅酮树脂化合物属于MQ或RSiOv2树脂，其中R是氢、芳基或具有1-12个碳原子的烷基。
4.根据权利要求1，2或3所述的组合物，其中所述拒水性含硅化合物(III)含有烷氧基硅烷化合物，所述烷氧基硅烷化合物是烷基链中具有1-12个碳原子而烷氧基链中具有1-6个碳原子的烷基三烷氧基硅烷。
5.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中所述拒水性含硅化合物(II)含有聚硅氧烷化合物，所述聚硅氧烷化合物是每个有机基团具有1-12个碳原子的二有机硅氧烷。
6.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中所述硅氧烷表面活性剂(III)含有2-8个硅原子。
7.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中所述硅氧烷表面活性剂(III)含有 1-3个烷基聚(乙烯氧基)硅氧烷基(i)和1-4个烷基-硅氧烷基(ii)。
8.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中所述硅氧烷表面活性剂(III)是含有一个烷基聚(乙烯氧基)硅氧烷基⑴和两个甲基-硅氧烷基和/或乙基-硅氧烷基(ii) 的三硅氧烷。
9.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中在所述烷基聚(乙烯氧基)硅氧烷基 (ii)中乙烯氧基(EO)单元的平均数为5-12。
10.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中所述烷基聚(乙烯氧基)硅氧烷基 (ii)的所述链端单元是乙酰氧基，羟基或甲氧基单元。
11.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中所述硅氧烷表面活性剂(III)是含所述烷基部分是甲基的两种基团(ii)和乙烯氧基(EO)单元的平均数为7且具有羟基链端单元的一种基团(i)的甲基三硅氧烷。
12.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中所述组合物被乳化。
13.根据前述任一项权利要求所述的组合物，其中硅氧烷表面活性剂(III)与拒水性化合物(II)的重量比为1 100至10 100。
14.一种通过用含有以下物质形成的混合物的组合物处理基底以改进所述基底拒水性的方法I水，II至少一种拒水性含硅化合物，其是硅酮树脂，烷氧基硅烷或聚硅氧烷， III硅氧烷表面活性剂，含有i烷基聚(乙烯氧基)硅氧烷基和 烷基硅氧烷基，其中所述烷基含有1-6个碳原子 IV可选地一种乳化剂。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述基底是混凝土，砖石，灰泥，天然石或人造石，陶瓷，赤陶砖，糊墙纸板，纤维水泥板，或其它含水泥产品，锯末板，木塑料复合材料，定向碎料板或木材。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述组合物应用于用疏水剂预先处理的基底的表面或所述组合物于生产所述基底之前或期间包含于原料之内。
17.通过以下步骤制备拒水性乳液的方法 1混合以下物质I水，II至少一种拒水性含硅化合物，其是硅酮树脂，烷氧基硅烷或聚硅氧烷，III硅氧烷表面活性剂，含有i烷基聚(乙烯氧基)硅氧烷基和 烷基硅氧烷基，其中所述烷基含有1-6个碳原子IV可选地一种乳化剂。2剪切所述分散体而形成乳液，3掺混额外的水和可选的其它成分。
18.根据权利要求1所述的组合物通过将所述组合物施用于完成的基底或通过将组合物在生产所述基底期间包含在内以用于改进所述基底拒水性的用途。
全文摘要
本发明提供了用于改进基底拒水性的组合物，比如建筑基底例如建筑构件。这种组合物含有通过混合以下物质而形成的混合物水，至少一种属于硅酮树脂、烷氧基硅烷或聚硅氧烷的拒水性含硅化合物，其中所述烷基含有1-6个碳原子的含烷基聚(乙烯氧基)硅氧烷基和烷基硅氧烷基的硅氧烷表面活性剂。所述组合物能够用于预先处理的基底或更一般而言是难以润湿或渗透的基底上。
文档编号C04B24/42GK102197008SQ200980142519
公开日2011年9月21日 申请日期2009年10月20日 优先权日2008年10月24日
发明者唐纳德·利乐, 大卫·塞利, 安德烈亚斯·斯坦默, 玛丽-乔斯·萨拉金 申请人:陶氏康宁公司