專利名稱：：用于使建筑材料疏水化和改善其成珠效應的方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及建筑材料(特別是無機或[木質]纖維素建筑材料)的疏水化領域，該建筑材料是多孔的，因而對濕氣敏感。通常，疏水化是針對建筑材料的部件來進行的，這些部件一旦裝配即形成建筑物的一部分。
背景技術：
：疏水化是一種表面處理，其旨在通過施加改變被處理材料的表面張力的產品來限制水的滲透。要求疏水化處理-減少因毛細作用導致的吸水(吸水系數(shù)的降低>90%);-對水蒸汽的滲透性影響不大(滲透性系數(shù)的變化<20%);并且-不改變被處理材料的外觀(顏色、光澤、粗糙度)。表面疏水化劑是無色產品，其能夠使多孔建筑材料的表面層不滲透，同時不顯著改變其外觀或者水蒸汽滲透性。例如，當多孔建筑材料是混凝土時，希望混凝土的孔和毛細管被內部涂覆而不是被填充。在表面不形成膜。這種疏水化特別用于保護材料免于受到通常源于大雨的水的滲透或者來自地面的水的滲透。眾所周知，建筑材料的疏水化要么在它們的生產過程中要么在它們已就位后使用疏水化劑來進行，該疏水化劑在諸如石料、石骨或磚這樣的材料下最常用的是基于有機硅的組合物。使用預先溶解于或分散于合適的含水或非水溶劑或液體中的疏水化劑所進行的疏水化可以有效地在表面進行，在這種情況下，材料的表面使用疏水化劑進行涂刷或者噴灑；或者可以深入到材料中來進行，在這種情況下，疏水化劑被引入到材料本體內，該材料例如可以是磚、木料、混凝土、石骨或者再造石料。在天然石料或原地形成的材料(例如存在的墻)的情況下，可以進行表面處理，或者使用引入到在該材料中合適設置的注入孔中的管道，通過加壓將疏水化劑注入到材料本體中；還可以將疏水化劑滲入材料中或者使其通過毛細作用浸透和擴散而滲透到材料中。疏水化液體有機硅組合物要么以在有機溶劑(例如石油溶劑(whitespirit)或庚烷)中的溶液形式存在，要么以最近已在市場上出現(xiàn)的含水乳液的形式存在。傳統(tǒng)上，在浸漬后，這些組合物的有機溶劑相或含水相揮發(fā)，而有機硅活性材料保留在多孔建筑材料的本體中和外圍，以形成濕氣的屏障。為了使借助液體有機硅組合物進行的疏水化成功，重要的是-液體有機硅組合物的流變性能要使得能夠在多孔建筑材料中滲透到幾毫米至幾厘米的厚度，-反應在多孔建筑材料和疏水化活性硅材料之間進行，-并且，優(yōu)選地，這種活性硅材料在多孔建筑材料中交聯(lián)，這種交聯(lián)可以是將導致在多孔建筑材料和疏水化硅材料之間產生連接的反應。但是，在配制疏水化液體組合物時遇到的困難之一是要尋求令人滿意的成珠效應(effetperlant)。成珠效應對于應用來說是一項重要的性能，因為其直接被最終用戶注意到。其表征了基材例如一旦被雨弄濕后的視覺外觀。保持附著于表面上的水越少，成珠效應越好。
發(fā)明內容在本發(fā)明范圍內所感興趣的疏水化處理是那些使用含聚有機硅氧烷樹脂的液體有機硅組合物所進行的處理。所考慮的多孔建筑材料例如可以是基于碳酸鈣和/或二氧化硅和/或硅鋁酸鹽的石料、混凝土、砂漿、石骨、焙燒土(磚、瓦等)、木料或者其它類似的具有一定孔隙度或具有能夠使用疏水化劑的表面狀態(tài)的建筑材料。術語"木料"是指特別在存在的老或新建筑中使用的木料，例如外部或內部墻裙、梁、木筋墻、屋架。正如所知的，木料是強吸水的多孔材料。因而，本發(fā)明的目的在于研究不具有上述缺點的液體有機硅組合物o為了實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明人的貢獻在于完全令人驚奇且出人意料地證明一種疏水化組合物使得能夠獲得除了有利的疏水化性能之外還具有顯著的成珠效應的組合物，該疏水化組合物基于有機硅樹脂并且具有精心選擇的催化劑混合物中每種組分的含量，該催化劑混合物含有至少一種金屬醇鹽和優(yōu)選選自硅酸酯的交聯(lián)劑。特別地，本發(fā)明涉及疏水化液體有機珪組合物的用途，用于浸漬多孔建筑材料，例如無機或(木質)纖維素建筑材料。本發(fā)明還涉及使用上述的液體有機硅組合物使多孔建筑材料(優(yōu)選無機或(木質)纖維素建筑材料)疏水化的方法。這些目的以及其它目的通過本發(fā)明得以實現(xiàn)，本發(fā)明的第一目的在于液體有機硅組合物用于使多孔建筑材料疏水化和改善其成珠效應的用途，該液體有機硅組合物基本上由以下物質組成a)至少一種聚有機硅氧烷樹脂A，其每分子一方面具有至少兩種選自M、D、T和Q類型的不同的甲硅烷氧基單元，這些單元之一是T單元或者Q單元，另一方面具有至少三個OH和/或0^類型的可水解/可縮合基團，其中W是線性或支化d-G烷基；b)至少一種金屬醇鹽B,其中金屬M可任選地部分連接至一個或多個配體，其含量相對于聚有機硅氧烷樹脂A為>5%重量，優(yōu)選>6%重量，更優(yōu)選>7%重量，所述金屬醇鹽具有以下通式M[(OCH2CH2)「OR2]n(I)其中-M是從由Ti、Zr、Ge、Mn和Al所形成的組中選擇的金屬；-n-M的化合價；-取代基R2是相同或不同的，各自表示線性或支化-a表示零、1或2;-條件是當符號a表示零時，烷基112具有2-12個碳原子，而當符號a表示l或2時，烷基112具有1-4個碳原子；以及c)至少一種交聯(lián)劑C，其含量相對于聚有機硅氧烷樹脂A為>4°/。重量，優(yōu)選>5%重量，更優(yōu)選>6%重量，所述交聯(lián)劑C具有下式Si[(OCH2CH2)a-OR]4(II)其中-取代基R是相同或不同的，各自表示線性或支化C「Cu烷基；并且-a表示零、1或2。根據(jù)另一實施方案，本發(fā)明的組合物另外包含可用于建筑材料的疏水化的有機溶劑，作為溶劑的實例，可以非限定性地列舉有機溶劑如石油溶劑或庚烷?？梢詥为毷褂没蛘咭曰旌衔镄问绞褂玫慕M分A是傳統(tǒng)的有機硅樹脂，其中可以列舉通過共水解和共縮合氯硅烷制備的有機硅樹脂，該氯硅烷選自式(R3)3SiCl、(R3)2Si(Cl)2、R3Si(Cl)3和Si(CI)4的氯硅烷。這些樹脂是眾所周知的可商購的支化有機聚硅氧烷低聚物或者聚合物。它們在它們的結構中具有至少兩種不同的選自式(R3)3SiO。.5(M單元)、(R3)2SiO(D單元)、R3Si015(T單元)和Si02(Q單元)的甲硅烷氧基單元，這些單元中至少一個單元是T或Q單元。113基團的分布要使得該樹脂每個硅原子包含大約0.8-1.8個ie基團。而且，這些樹脂并不完全縮合，它們每個硅原子仍具有大約0.001-1.5個OH和/或OR1烷氧基基團。^基團是相同或不同的，并且選自線性或支化C「Ce烷基、C2-C4烯基、苯基或者3，3，3-三氟丙基。作為W基團的實例，可以列舉甲基、乙基、異丙基、叔丁基和正己基。作為支化有機聚硅氧烷低聚物或聚合物的實例，可以列舉MQ樹脂、MDQ樹脂、TD樹脂和MDT樹脂，0H和/或0Ri基團可以由M、D和/或T單元攜帶，0H和/或ORi基團的重量含量是0.2-10°/。重量。至于組分B，作為式(I)的金屬M的有機衍生物中符號R2的實例，可以列舉曱基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、己基、2-乙基己基、辛基、癸基和十二烷基。作為優(yōu)選的組分B的具體實例，可以列舉鈦酸烷基酯如鈦酸乙酯、鈦酸丙酯、鈦酸異丙酯、鈦酸丁酯、鈦酸-2-乙基己酯、鈦酸辛酯、鈥酸癸酯、鈦酸十二烷基酯、鈥酸-曱氧基乙酯、鈦酸-p-乙氧基乙酯、鈦酸-丙氧基乙酯或者式Ti[(OCH2CH2)2-OCH丄的鈦酸酯；鋯酸烷基酯如鋯酸丙酯、鋯酸丁酯；以及這些產品的混合物。它們也可以由金屬醇鹽構成，其中金屬M可以部分地連接至一個或多個配體，如尤其是從P-二酮、P-酮酸酯和丙二酸酯(例如乙酰丙酮)或者三乙醇胺衍生的那些。作為優(yōu)選的組分C的具體實例，可以列舉硅酸烷基酯如硅酸曱酯、硅酸乙酯、硅酸異丙酯或硅酸正丙酯。根據(jù)優(yōu)選實施方案，交聯(lián)劑C是式Si(0R)4的硅酸酯，其中取代基R是相同或不同的，各自表示線性或支化d-d2烷基才艮據(jù)另一優(yōu)選實施方式，金屬醇鹽B是式Ti(0R，)4的鈦酸酯，其中取代基R，是相同或不同的，各自表示線性或支化C「C12烷基。根據(jù)特別有利的形式，交聯(lián)劑是式Si(0R)4的硅酸酯，其中取代基R是相同或不同的，各自表示線性或支化d-Cu烷基，并且該金屬醇鹽是Ti(0R，)4的鈦酸酯，其中取代基R，是相同或不同的，各自表示線性或支化d-Cu烷基。這種明智的選擇使得能夠優(yōu)化疏水化性能，同時獲得顯著的成珠效應。本發(fā)明還涉及使多孔建筑材料疏水化和改善其成珠效應的方法，其中將如上定義的本發(fā)明組合物施加到所述材料上。作為多孔材料的實例，可以列舉以下基底石料、混凝土、石骨、砂漿、磚、瓦和木料。8具體實施例方式通過閱讀以下的說明性而非限制性的實施例，本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征將變得顯而易見。實施例利用下面的成分制備各種配制劑-羥基化MDT有機硅樹脂，具有0.5%重量0H并且由62%重量CH3Si03"單元、24。/。重量(CH3)2SiOw單元和14%重量(CH3)3Si01/2單元構成1QQ重量份；-下述物質的混合物式Ti(0Bu)4的鈦酸正丁基(Bu)酯相對于有機硅樹脂的y重量份；和式Si(OEt)4的硅酸乙基(Et)酯相對于有機硅樹脂的^重量份。隨后這些配制劑在應用之前在溶劑(石油溶劑)中再稀釋，以在最后獲得5%重量濃度的溶液。0處理■通過在溶液中浸漬2x5秒的時間來處理石料(這里是皂石)。■在環(huán)境溫度和在50%相對濕度的氣氛下將該石料千燥15天。■進行兩種類型的測量■測量通過毛細作用吸水的疏水化所處理的樣品與水接觸放置，然后定期稱重。通過利用未處理的對比物的吸水率來標準化該樣品的吸水率，從而確定吸水性降低。■測量成珠效應該性能通過使處理過的樣品經受雨的作用來測量。將樣品與垂直線成45。放置，通過使用在樣品上方20cm處水平放置的穿孔管噴灑水來形成雨。所傾倒的水量為250ml。在試驗之前和之后對樣品稱重，通過質量差獲得成珠效應。結果所有的組合物在疏水化方面均給出了類似的良好結果(測量通過毛細作用的吸水性)。表1具有恒定硅酸酯含量"=7%重量，相對于有機硅樹脂的重量)的鈦酸酯含量(y)的變化<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2具有恒定鈦酸酯含量("8%重量，相對于有機硅樹脂的重量)的硅酸酯含量(z)的變化<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>相反，在成珠效應方面，通過使用根據(jù)本發(fā)明濃度的鈦酸酯和硅酸酯能夠獲得顯著的成珠效應。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權利要求1.液體有機硅組合物用于使多孔建筑材料疏水化和改善其成珠效應的用途，該液體有機硅組合物基本上由以下物質組成a)至少一種聚有機硅氧烷樹脂A，其每分子一方面具有至少兩種選自M、D、T和Q類型的不同的甲硅烷氧基單元，這些單元之一是T單元或者Q單元，另一方面具有至少三個0H和/或0R'類型的可水解/可縮合基團，其中I^是線性或支化d-Ce烷基；b)至少一種金屬醇鹽B，其中金屬M可任選地部分連接至一個或多個配體，其含量相對于聚有機硅氧烷樹脂A為>5%重量，優(yōu)選>6%重量，更優(yōu)選>7°/。重量，所述金屬醇鹽具有以下通式M[(OCH2CH2)a-OR2]n(I)其中-M是從由Ti、Zr、Ge、Mn和Al所形成的組中選擇的金屬；-n-M的化合價；-取代基R2是相同或不同的，各自表示線性或支化-a表示零、1或2;-條件是當符號a表示零時，烷基R2具有2-12個碳原子，而當符號a表示1或2時，烷基W具有l(wèi)-4個碳原子；以及c)至少一種交聯(lián)劑C，其含量相對于聚有機硅氧烷樹脂A為>4%重量，優(yōu)選>5°/。重量，更優(yōu)選>6%重量，所述交聯(lián)劑C具有下式Si[(OCH2CH2)a-0R]4(II)其中-取代基R是相同或不同的，各自表示線性或支化d-d2烷基；并且-a表示零、1或2。2.權利要求l的用途，其特征在于，該液體有機硅組合物另外包含可用于建筑材料的疏水化的有機溶劑。3.前述權利要求之一的用途，其特征在于，該交聯(lián)劑是式Si(0R)4的硅酸酯，其中取代基R是相同或不同的，各自表示線性或支化C廣Cu烷基。4.前述權利要求之一的用途，其特征在于，該金屬醇鹽是式Ti(0R，)，的鈦酸酯，其中取代基R，是相同或不同的，各自表示線性或支化C廣Cu烷基。5.權利要求1或2的用途，其特征在于—金屬醇鹽B是式Ti(0R，)4的鈦酸酯，其中取代基R，是相同或不同的，各自表示線性或支化C廣d2烷基，并且-交聯(lián)劑是式Si(0R)4的硅酸酯，其中取代基R是相同或不同的，各自表示線性或支化d-d2烷基。6.用于使多孔建筑材料疏水化和改善其成珠效應的方法，其中將前述權利要求任一項中定義的液體有機硅組合物施加到所述材料上。7.權利要求6的方法，其中將該組合物施加到選自以下基底的材料上石料、混凝土、砂漿、磚、瓦和木料。全文摘要本發(fā)明涉及疏水化液體有機硅組合物的用途，用于浸漬多孔建筑材料，例如無機或[木質]纖維素建筑材料。文檔編號C04B41/49GK101312928SQ200680032542公開日2008年11月26日申請日期2006年7月5日優(yōu)先權日2005年7月29日發(fā)明者H·肖弗里亞特,J·馬吉奧尼,M·德呂埃勒,S·米洛特,Y·吉羅申請人:藍星有機硅法國公司