本發(fā)明涉及一種硅酮組合物，特別是用于涂布襯底的硅酮組合物。還提供涂布有硅酮組合物的襯底(例如水泥)以及用于提供經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的襯底的方法。硅酮組合物可用于向襯底賦予耐濕性，并改善粉末襯底的堆積密度和流動性質(zhì)中的一者或兩者。
背景技術(shù)：
多種材料(例如水泥)易被濕氣攻擊。水泥是在混凝土和砂漿中使用的、普及的建筑材料，其用作在水的存在下因水合而硬化的無機(jī)粘結(jié)劑。在2011年全球水泥消耗量為約3.6億公噸。估計其中超過10％的水泥因為在使用前受到濕氣作用而被浪費(fèi)或變成強(qiáng)度低于其預(yù)期水平的建筑材料。
因此，需要提供一種用于襯底(例如水泥)的涂料，其向襯底提供改善的性質(zhì)，特別涉及在使用前因耐濕氣攻擊而增加的儲存期、改善的堆積密度和/或改善的流動性質(zhì)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
在第一方面，本發(fā)明提供一種硅酮組合物，其至少包含：
(A)包含有機(jī)環(huán)硅氧烷的有機(jī)聚硅氧烷；
(B)包含至少兩個交聯(lián)基團(tuán)X的有機(jī)硅烷；以及
(C)包含至少兩個交聯(lián)基團(tuán)X的有機(jī)硅酮樹脂；
其中有機(jī)硅烷(B)和有機(jī)硅酮樹脂(C)中的至少一種包含至少三個交聯(lián)基團(tuán)。
硅酮組合物可以是用于涂布襯底(例如水泥)的硅酮涂布組合物。
在一個實施例中，硅酮組合物至少包含：
(A)包含有機(jī)環(huán)硅氧烷的有機(jī)聚硅氧烷，所述有機(jī)聚硅氧烷在組分(A)、(B)和(C)的總重量的10重量％至80重量％范圍內(nèi)；
(B)包含至少兩個交聯(lián)基團(tuán)X的有機(jī)硅烷，所述有機(jī)硅烷在組分(A)、(B)和(C)的總重量的10重量％至80重量％范圍內(nèi)；以及
(C)包含至少兩個交聯(lián)基團(tuán)X的有機(jī)硅酮樹脂，所述有機(jī)硅酮在組分(A)、(B)和(C)的總重量的10重量％至80重量％范圍內(nèi)。
為了避免疑惑，組分(A)、(B)和(C)的總重量總計100重量％以確定這三個組分的比例。硅酮組合物可進(jìn)一步包含如下所述的其它組分，當(dāng)計算組分(A)、(B)和(C)的比例時并不考慮這些組分。
在另一個實施例中，交聯(lián)基團(tuán)X獨(dú)立地選自包含直接鍵合到硅的氫、羥基、丙烯酸酯、酰基、酰氧基、酮肟、烯基、烷氧基、環(huán)氧基、胺、巰基和甲基丙烯酸酯的群組中的一個或多個。
在又另一個實施例中，有機(jī)聚硅氧烷(A)可包含在有機(jī)環(huán)硅氧烷環(huán)中具有3到10個硅原子的有機(jī)環(huán)硅氧烷。有機(jī)環(huán)硅氧烷的環(huán)硅氧烷環(huán)被相同或不同的被取代或未被取代的有機(jī)基取代。適宜的有機(jī)基的實例在以下提供的此術(shù)語的定義中提供。優(yōu)選地，有機(jī)環(huán)硅氧烷可具有通式(6)：
其中R13和R14獨(dú)立地是被取代或未被取代的有機(jī)基，并且f是3到10，優(yōu)選為4到6范圍內(nèi)的整數(shù)。為了避免疑惑，從通式(6)中所示的有機(jī)聚硅氧烷的每端延伸的兩個未分配鍵用以表示相同鍵從而提供環(huán)狀結(jié)構(gòu)。有機(jī)環(huán)硅氧烷更優(yōu)選地是八-C1-6烷基環(huán)四硅氧烷和十-C1-6烷基環(huán)戊硅氧烷中的一個或多個，再更優(yōu)選地是八甲基環(huán)四硅氧烷和十甲基環(huán)戊硅氧烷中的一個或多個。
在另一個實施例中，有機(jī)聚硅氧烷(A)可以是有機(jī)聚硅氧烷的混合物。在再另一個實施例中，有機(jī)聚硅氧烷(A)可進(jìn)一步包含線性有機(jī)聚硅氧烷，其包含至少兩個如已定義的交聯(lián)基團(tuán)X。
在另一個實施例中，可構(gòu)成有機(jī)聚硅氧烷(A)的一部分的線性有機(jī)聚硅氧烷可以是具有通式(5)的線性有機(jī)聚硅氧烷：
其中X是如已定義的交聯(lián)基團(tuán)，R4是共價鍵或二價有機(jī)連接基，R5到R10中每一個獨(dú)立地是被取代或未被取代的有機(jī)基或基團(tuán)R4X，并且e是1到70范圍內(nèi)的整數(shù)。在一個實施例中，具有通式(5)的有機(jī)聚硅氧烷包含兩個R4X基團(tuán)。在另一個實施例中，具有通式(5)的有機(jī)聚硅氧烷包含至少三個R4X基團(tuán)。以此方式，立體硅酮可在使硅酮組合物交聯(lián)時形成。
在另一個實施例中，有機(jī)聚硅氧烷(A)可進(jìn)一步包含在25℃下具有少于100mPa.s的粘度的線性有機(jī)聚硅氧烷。如本文中所用，除非另外指出，否則可在25℃下利用具有錠子3(2rpm)的記錄式布魯克費(fèi)爾德粘度計(recording Brookfield viscometer)，根據(jù)ASTM D4287-00(2010)確定粘度。此線性有機(jī)聚硅氧烷可包含如已討論的兩個或更多個交聯(lián)基團(tuán)X，或不含所述交聯(lián)基團(tuán)。在一個實施例中，這一線性有機(jī)聚硅氧烷可以是聚二甲基硅氧烷。
在另一個實施例中，有機(jī)硅烷(B)可具有通式(1)：
R(4-a)Si(R1X)a (1)
其中X是如已定義的交聯(lián)基團(tuán)，R1是共價鍵或不含芳基的二價有機(jī)鍵聯(lián)基團(tuán)，R是被取代或未被取代的有機(jī)基，并且a是2、3或4，優(yōu)選3或4。
在又另一個實施例中，具有式(1)的有機(jī)硅烷(B)可以是具有通式(1)的有機(jī)硅烷(B)，其中R是具有1到10個碳原子，優(yōu)選1到5個碳原子的烷基，R1是共價鍵，并且X是具有1到10個，優(yōu)選1到5個碳原子的烷氧基和具有通式(11)的酮肟基中的一者或兩者：
-O-N＝CR11R12 (11)
其中R11和R12獨(dú)立地是具有1到10個碳原子的烷基。再更優(yōu)選地，a是3或4。
在另一個實施例中，有機(jī)硅烷(B)是酮肟，其中交聯(lián)基團(tuán)X中的至少一個是具有通式(11)的酮肟，并且R、R1、R11、R12和a如先前段落中定義。在所述實施例中，如果并非所有交聯(lián)基團(tuán)X都是具有通式(11)的酮肟基，那么其余的交聯(lián)基團(tuán)X獨(dú)立地是具有1到10個，優(yōu)選1到5個碳原子的烷氧基。
在另一個實施例中，有機(jī)硅酮樹脂(C)可以是包含至少兩個，優(yōu)選三個或更多個如已定義的交聯(lián)基團(tuán)X的硅倍半氧烷樹脂類化合物。硅倍半氧烷樹脂類化合物可包含具有通式(2)的至少一個結(jié)構(gòu)單元：
(R3SiO(3-b)/2(R2X)b) (2)
和至少80mol.％的具有通式(8)的結(jié)構(gòu)單元：
R19SiO3/2 (8)
其中每個R3獨(dú)立地選自包含具有1到10個碳原子的烷基和具有2到10個碳原子的烯基的群組；R19獨(dú)立地選自包含具有1到10個碳原子的烷基、具有2到10個碳原子的烯基、具有6到10個碳原子的芳基和在烷基部分中具有1到5個碳原子以及在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個原子的烷芳基；R2是共價鍵或不含芳基的二價有機(jī)鍵聯(lián)基團(tuán)；X是如上定義的交聯(lián)基團(tuán)，并且b獨(dú)立地是0、1或2，其條件是硅倍半氧烷樹脂類化合物包含至少兩個交聯(lián)基團(tuán)X。
優(yōu)選地，R3和R19獨(dú)立地選自包含具有1到10個碳原子的烷基和具有2到10個碳原子的烯基的群組。
在一個實施例中，具有通式(2)的至少一個結(jié)構(gòu)單元可以小于20mol.％的非零量存在，例如硅倍半氧烷樹脂類化合物的1到小于20mol.％的范圍內(nèi)。在所述實施例中，具有通式(8)的結(jié)構(gòu)單元可以至少80mol.％至99mol.％的量存在于硅倍半氧烷類化合物中。
在另一個實施例中，與具有通式(8)的結(jié)構(gòu)單元的至少80mol.％相比，具有通式(2)的至少一個結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成硅倍半氧烷類化合物的其余部分(就mol.％而言)。
優(yōu)選地，硅倍半氧烷樹脂類化合物包含至少3個交聯(lián)基團(tuán)X。再更優(yōu)選地，硅倍半氧烷樹脂類化合物平均每個分子具有3個交聯(lián)基團(tuán)。在一個優(yōu)選的實施例中，R3是具有1到5個碳原子的烷基，例如甲基。
在第二方面，提供可通過根據(jù)第一方面使硅酮組合物交聯(lián)而得到的交聯(lián)硅酮。交聯(lián)步驟可包含任選地，在酸或堿的存在下，使硅酮組合物固化，例如將硅酮組合物與水反應(yīng)。
在第三方面，提供涂布有第一方面的硅酮組合物，或第二方面的交聯(lián)硅酮的襯底。
在一個實施例中，已使襯底上的第一方面的硅酮組合物交聯(lián)以提供交聯(lián)硅酮。
在另一個實施例中，襯底是水泥，例如水泥粉末。
在第四方面，提供包含的第三方面的襯底(其中襯底是水泥)的建筑材料。
在一個實施例中，建筑材料可進(jìn)一步包含粒料、增塑劑、促進(jìn)劑和加氣劑中的一個或多個。
在第五方面，提供用于提供經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的襯底的方法，其包含至少以下步驟：
-提供襯底；
-將根據(jù)第一方面的硅酮組合物涂覆于襯底以提供涂布有硅酮組合物的襯底；
-使襯底上的硅酮組合物交聯(lián)以提供經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的襯底。
在一個實施例中，交聯(lián)步驟可包含：
-任選地，在酸或堿的存在下，使襯底上的硅酮組合物與水接觸。
在另一個實施例中，襯底可包含水泥，例如水泥粉末。
在第六方面，提供用于提供經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的襯底的方法，其包含至少以下步驟：
-提供襯底；
-將襯底與第二方面的交聯(lián)硅酮混合以提供經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的襯底。
在一個實施例中，交聯(lián)硅酮是交聯(lián)硅酮粉末。
在另一個實施例中，襯底可包含水泥，例如水泥粉末。
在又另一個實施例中，將襯底與交聯(lián)硅酮混合的步驟可包含研磨襯底和交聯(lián)硅酮。
在第七方面，提供根據(jù)第一方面的硅酮組合物或根據(jù)第二方面的交聯(lián)硅酮作為包含疏水添加劑、堆積密度改進(jìn)劑和流動改進(jìn)劑的群組中的一種或多種的用途。
在一個實施例中，硅酮組合物或交聯(lián)硅酮用作水泥的疏水添加劑、水泥的堆積密度改進(jìn)劑和水泥的流動改進(jìn)劑中的一種或多種。
具體實施方式
本文中公開的硅酮組合物可用以在襯底(例如水泥)上形成涂層。襯底上的涂層包含交聯(lián)硅酮。交聯(lián)硅酮可以是交聯(lián)有機(jī)聚硅氧烷。交聯(lián)硅酮通過使硅酮組合物交聯(lián)制得，或是通過使硅酮組合物交聯(lián)得到的硅酮。
硅酮組合物包含至少三種組分，(A)包含有機(jī)環(huán)硅氧烷和任選的線性有機(jī)聚硅氧烷的有機(jī)聚硅氧烷，所述線性有機(jī)聚硅氧烷包含至少兩個交聯(lián)基團(tuán)，(B)包含至少兩個交聯(lián)基團(tuán)的有機(jī)硅烷和(C)包含至少兩個交聯(lián)基團(tuán)的有機(jī)硅酮樹脂。有機(jī)硅烷(B)和有機(jī)硅酮樹脂(C)中的至少一個具有至少三個交聯(lián)基團(tuán)。優(yōu)選地，有機(jī)硅烷(B)和有機(jī)硅酮樹脂(C)都包含具有至少三個交聯(lián)基團(tuán)的至少一個有機(jī)硅烷和至少一個有機(jī)硅酮樹脂。
如本文中所用，硅酮組合物的組分(A)、(B)和(C)一般被稱為“含硅化合物”。使用具有至少三個交聯(lián)基團(tuán)的含硅化合物提供一種組合物，當(dāng)交聯(lián)時其能充分交聯(lián)，在襯底上形成立體涂層。
涂層可賦予襯底疏水性，提供保護(hù)免受濕氣和濕度。
包含交聯(lián)硅酮組合物的涂層可形成襯底的外表面。當(dāng)此涂層形成襯底的外表面時，其賦予改善的處理特性。例如，涂層可改善粉末襯底的堆積密度和流動性質(zhì)。
襯底上的涂層可通過使襯底上的硅酮組合物交聯(lián)而制得。至少一個交聯(lián)基團(tuán)可存在于參與交聯(lián)反應(yīng)的每個化合物上。如本文中所用，術(shù)語“交聯(lián)基團(tuán)”意指能夠參與交聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)基團(tuán)。因此，可存在具有至少一個交聯(lián)基團(tuán)的線性有機(jī)聚硅氧烷。同樣，可存在具有至少一個交聯(lián)基團(tuán)的有機(jī)硅烷。同樣，可存在具有至少一個交聯(lián)基團(tuán)的有機(jī)硅酮樹脂。
為了在交聯(lián)反應(yīng)期間使含硅化合物形成鏈，化合物上可存在至少兩個交聯(lián)基團(tuán)。因此，組合物的有機(jī)聚硅氧烷(A)的線性有機(jī)聚硅氧烷任選組分、有機(jī)硅烷(B)和有機(jī)硅酮樹脂(C)應(yīng)每個包含至少兩個交聯(lián)基團(tuán)以使它們可交聯(lián)而形成鏈。
應(yīng)指出，存在于有機(jī)聚硅氧烷(A)中的有機(jī)環(huán)硅氧烷不包含交聯(lián)基團(tuán)，但因環(huán)狀環(huán)的反應(yīng)性而仍能夠交聯(lián)而形成鏈，環(huán)狀環(huán)可裂開以參與交聯(lián)反應(yīng)。
但是，硅酮組合物中的至少一種含硅化合物應(yīng)具有至少三個交聯(lián)基團(tuán)以提供高度交聯(lián)的立體涂層。
優(yōu)選地，交聯(lián)基團(tuán)還能夠與襯底形成鍵。
交聯(lián)基團(tuán)可獨(dú)立地選自直接鍵合到硅的氫、羥基、丙烯酸酯、?；?、酰氧基、酮肟、烯基、烷氧基、環(huán)氧基、胺、巰基和甲基丙烯酸酯中的一個或多個。羥基、丙烯酸酯、酰基、酮肟、烯基、烷氧基、環(huán)氧基、胺、巰基和甲基丙烯酸酯可直接鍵合到硅。
交聯(lián)基團(tuán)應(yīng)能夠通過交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生交聯(lián)。產(chǎn)生涂層的交聯(lián)硅酮的交聯(lián)反應(yīng)可以是縮合反應(yīng)、氫化硅烷化反應(yīng)或取代反應(yīng)。例如，可水解的交聯(lián)基團(tuán)，例如直接鍵合到硅的氫、?；?、酰氧基、酮肟和烷氧基，可被轉(zhuǎn)化成羥基，其隨后經(jīng)歷縮合反應(yīng)。交聯(lián)可在水的存在下，任選地在堿或酸的存在下進(jìn)行。交聯(lián)速率在堿性環(huán)境中一般比在酸性環(huán)境中更高。在只有水的存在下，交聯(lián)速率比在含水堿性或酸性環(huán)境中的速率進(jìn)行更慢。堿性襯底(例如水泥)可提供不錯的交聯(lián)速率而不需要額外堿的存在。當(dāng)交聯(lián)基團(tuán)包含直接鍵合到硅的氫和碳碳雙鍵(例如烯基、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)時，交聯(lián)可通過氫化硅烷化來進(jìn)行。氫化硅烷化催化劑(例如含鉑化合物)可存在于硅酮組合物中以利于氫化硅烷化。當(dāng)交聯(lián)基團(tuán)包含胺和環(huán)氧基時，交聯(lián)可通過親核取代來進(jìn)行。
優(yōu)選的交聯(lián)基團(tuán)包括直接鍵接到硅的氫、羥基、C1-6烷氧基、C1-6酰基、酮肟和C1-6酰氧基，例如C1-5烷基-C(O)-O-基團(tuán)。優(yōu)選的是，將所述交聯(lián)基團(tuán)直接鍵合到硅。
或者，可存在二價有機(jī)鍵聯(lián)基團(tuán)R1、R2、R4、R18以將交聯(lián)基團(tuán)連接到組分(A)的任選的線性有機(jī)聚硅氧烷、有機(jī)硅烷(B)或有機(jī)硅酮樹脂(C)。二價有機(jī)基團(tuán)可獨(dú)立地選自具有1到5個碳原子的亞烷基、在環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個碳原子的二價芳基以及在烷基部分中具有1到5個碳原子和在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個原子的二價烷芳基。芳基可在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中包含1到3個雜原子。雜原子可選自O(shè)、N和S。亞烷基、二價芳基和二價烷芳基可各自獨(dú)立地被取代或未被取代。如果被取代，存在的一個或多個氫原子可被以上定義的交聯(lián)基團(tuán)替換，以使一個以上的交聯(lián)基團(tuán)直接鍵合到二價有機(jī)基團(tuán)。例如，二價有機(jī)基團(tuán)和交聯(lián)基團(tuán)一起可以是蜜胺基?；蛘撸嬖诘囊粋€或多個氫原子可獨(dú)立地被鹵素原子(例如氟或氯原子)替換。優(yōu)選地，二價有機(jī)鍵聯(lián)基團(tuán)是具有1到5個碳原子的亞烷基，例如具有式-CnH2n-的基團(tuán)，其中n是1到5的整數(shù)。
至少三個交聯(lián)基團(tuán)存在于形成硅酮組合物的含硅化合物中的至少一個上。以此方式，提供包含交聯(lián)硅酮的結(jié)構(gòu)化立體涂層。反之，在含硅化合物上應(yīng)存在少于三個的交聯(lián)基團(tuán)，當(dāng)交聯(lián)時，所述化合物只形成分子鏈的一部分，而不是立體網(wǎng)絡(luò)。
如本文中所用，在所有實施例中，除非另外指出，否則術(shù)語‘有機(jī)基’是包含碳和氫的基團(tuán)。有機(jī)基可獨(dú)立地選自包含以下的群組：具有1到10個、更優(yōu)選為1到5個碳原子的烷基、具有2到10個、更優(yōu)選為2到5個碳原子的烯基、在環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個碳原子的芳基以及在烷基部分中具有1到5個碳原子和在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個原子的烷芳基。芳基可在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中包含1到3個雜原子。雜原子可選自O(shè)、N和S。一般來講，芳基或烷芳基是Ph(CH2)r-，其中Ph是苯基并且r是0、1、2、3或4。
有機(jī)基可被取代或未被取代。因此，形成R的烷基、烯基、芳基和烷芳基可各自獨(dú)立地被取代或未被取代。如果被取代，一個或多個氫原子可各自被鹵素原子(例如氟或氯取代基)替換或被自身可被取代的胺基替換。例如，胺基可以是具有式–NH-R15-NH2的基團(tuán)，其中R15是二價鍵聯(lián)基團(tuán)，例如具有1到10個、優(yōu)選為1到5個碳原子的亞烷基。例如，基團(tuán)R可以是具有式-R16-NH-R15-NH2的基團(tuán)，其中R15和R16獨(dú)立地是具有1到10個、更優(yōu)選為1到5個碳原子的亞烷基。
優(yōu)選地，有機(jī)基是如上定義的被取代或未被取代的烷基或被取代或未被取代的烯基。有機(jī)硅烷(B)存在于可用以形成交聯(lián)硅酮涂層的硅酮組合物中?？蓡为?dú)使用單一類型的有機(jī)硅烷化合物或可使用有機(jī)硅烷的混合物。當(dāng)與不具有至少三個交聯(lián)基團(tuán)的其它含硅化合物組合使用時，有機(jī)硅烷應(yīng)包含至少三個交聯(lián)基團(tuán)。并且，在交聯(lián)期間，還可存在其它化合物(例如硅酮聚醚)。
有機(jī)硅烷(B)可以是具有通式(1)的化合物：
R(4-a)Si(R1X)a (1)
其中每個X獨(dú)立地是如已定義的交聯(lián)基團(tuán)，R1是如上討論的共價鍵或二價有機(jī)鍵聯(lián)基團(tuán)，R是如上討論的被取代或未被取代的有機(jī)基，并且a是2、3或4。如果其它含硅化合物都不包含至少3個交聯(lián)基團(tuán)，那么a是3或4。
一般來講，R1是共價鍵，交聯(lián)基團(tuán)X是羥基或可水解基團(tuán)，例如直接鍵合到硅的氫、?；?、酰氧基、酮肟或烷氧基，并且基團(tuán)R是被取代或未被取代的具有1到10個碳原子的烷基。如果基團(tuán)R是被取代的烷基，那么優(yōu)選地是具有式-R16-NH-R15-NH2的基團(tuán)，其中R15和R16獨(dú)立地是具有1到10個，更優(yōu)選為1到5個碳原子的亞烷基?；鶊F(tuán)R的優(yōu)選的烷基是甲基、乙基和乙二胺丙基。交聯(lián)基團(tuán)X的優(yōu)選的?；王Ｑ趸哂?到5個碳原子，包括羰基。交聯(lián)基團(tuán)X的優(yōu)選的烷氧基具有1到5個碳原子，甲氧基和乙氧基是最優(yōu)選的。交聯(lián)基團(tuán)X的優(yōu)選的酮肟基團(tuán)具有通式(11)：
-O-N＝CR11R12 (11)
其中R11和R12獨(dú)立地是具有1到10個碳原子的烷基，更優(yōu)選地是具有1到5個碳原子的烷基。在一個實施例中，有機(jī)硅烷(B)是選自包含甲基(乙基甲基酮肟)硅烷、(乙二胺丙基)三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的群組的一個或多個化合物。
有機(jī)硅酮樹脂(C)存在于可用以形成交聯(lián)硅酮涂層的硅酮組合物中。有機(jī)硅酮樹脂(C)可以是單一有機(jī)硅酮樹脂或有機(jī)硅酮樹脂的混合物。當(dāng)與不具有至少三個交聯(lián)基團(tuán)的其它含硅化合物組合使用時，有機(jī)硅酮樹脂應(yīng)包含至少三個交聯(lián)基團(tuán)。并且，在交聯(lián)期間，還可存在其它化合物(例如硅酮聚醚)。有機(jī)硅酮樹脂可被定義為四個可能單體單元M、D、T和Q中的一個或多個。本文中所用的有機(jī)硅酮樹脂可包含選自群組MT、DT、MQ、MDT、MTQ和QDT的一種或多種樹脂。
在一個實施例中，有機(jī)硅酮樹脂(C)可包含0.2到10重量％的交聯(lián)基團(tuán)X。優(yōu)選地，有機(jī)硅酮樹脂包含1到5重量％的交聯(lián)基團(tuán)X，例如直接鍵合到硅的羥基。在另一個實施例中，有機(jī)硅酮樹脂包含羥基化MDT硅酮樹脂，其具有0.5重量％的羥基，并由62重量％的CH3SiO3/2、24重量％的(CH3)2SiO2/2和14重量％的(CH3)3SiO1/2組成。
優(yōu)選地，有機(jī)硅酮樹脂(C)包含硅倍半氧烷樹脂類化合物。硅倍半氧烷樹脂類化合物可包含至少一個具有通式(2)的結(jié)構(gòu)單元：
(R3SiO(3-b)/2(R2X)b) (2)
和至少80mol.％的具有通式(8)的結(jié)構(gòu)單元：
R19SiO3/2 (8)
其中R3獨(dú)立地選自具有1到10個、更優(yōu)選為1到5個碳原子的烷基和具有2到10個、更優(yōu)選為2到5個碳原子的烯基，R19獨(dú)立地選自包含以下的群組：具有1到10個碳原子的烷基、具有2到10個碳原子的烯基、具有6到10個碳原子的芳基以及在烷基部分中具有1到5個碳原子和在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個原子的烷芳基，R2是共價鍵或如上定義的二價有機(jī)鍵聯(lián)基團(tuán)，X是如上定義的交聯(lián)基團(tuán)，并且b是0、1或2，其條件是硅倍半氧烷樹脂類化合物包含至少兩個交聯(lián)基團(tuán)。
在一個實施例中，硅倍半氧烷樹脂類化合物優(yōu)選地包含至少三個交聯(lián)基團(tuán)X。例如，硅倍半氧烷樹脂類化合物可包含三個具有通式(2)的結(jié)構(gòu)單元，其中b是1。在另一個實施例中，硅倍半氧烷樹脂類化合物可包含至少一個具有通式(2)(其中b是1)的結(jié)構(gòu)單元和至少一個具有通式(2)(其中b是2)的結(jié)構(gòu)單元。以此方式，硅倍半氧烷樹脂類化合物在與硅酮組合物的其它組分交聯(lián)時可形成立體結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，基團(tuán)R3和R19獨(dú)立地是如已定義的烷基或烯基，二價有機(jī)基團(tuán)R2是共價鍵或具有1到5個碳原子的亞烷基，并且硅倍半氧烷樹脂類化合物包含至少三個交聯(lián)基團(tuán)。基團(tuán)R3和R19優(yōu)選獨(dú)立地選自具有1到5個碳原子的烷基，更優(yōu)選為甲基。
不希望受理論限制，烷基或烯基取代基存在于硅倍半氧烷樹脂類化合物中被認(rèn)為在使硅酮組合物交聯(lián)后提供更具彈性的涂層，產(chǎn)生改善的涂層性質(zhì)，例如經(jīng)涂布的襯底(例如水泥)的降低的吸濕性。與未經(jīng)涂布的水泥相比，涂布有此類硅酮組合物的水泥還提供具有改善的壓縮強(qiáng)度的砂漿塊和混凝土。
在一個實施例中，硅倍半氧烷樹脂類化合物可由至少80mol.％的如上定義的具有通式(8)的結(jié)構(gòu)單元組成，其中R19獨(dú)立地選自包含具有1到10個碳原子的烷基和具有2到10個碳原子的烯基的群組，至少一種如上定義的具有通式(2)的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成其余部分(就mol.％而言)。因此，在此實施例中，硅倍半氧烷樹脂類化合物的結(jié)構(gòu)單元都不包含芳基取代基，例如苯基。
在另一個實施例中，硅酮組合物不包含任何芳基取代基，即構(gòu)成硅酮組合物的組分都不包含芳基取代基。如此上下文中所用，術(shù)語‘芳基取代基’用以意指包含一個或多個芳香環(huán)的取代基。
在另一個實施例中，硅倍半氧烷樹脂類化合物可包含至少一種具有通式(7)的結(jié)構(gòu)單元：
(R17SiO(3-b)/2(R18X)b) (7)
和至少80mol.％的具有通式(8)的結(jié)構(gòu)單元：
R20SiO3/2 (8)
其中R17獨(dú)立地選自在環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個碳原子的芳基以及在烷基部分中具有1到5個碳原子和在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個原子的烷芳基，R18是共價鍵或如上定義的二價有機(jī)鍵聯(lián)基團(tuán)，R20獨(dú)立地選自包含以下的群組：具有1到10個碳原子的烷基、具有2到10個碳原子的烯基、具有6到10個碳原子的芳基以及在烷基部分中具有1到5個碳原子和在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個原子的烷芳基，X是如上定義的交聯(lián)基團(tuán)，并且b是0、1或2，其條件是硅倍半氧烷樹脂類化合物包含至少兩個交聯(lián)基團(tuán)。芳基可在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中包含1到3個雜原子。雜原子可選自O(shè)、N和S。在一個實施例中，芳基或烷芳基R17可以是Ph(CH2)r，其中Ph是苯基；并且r是0、1、2、3或4。
優(yōu)選地，基團(tuán)R17和R20獨(dú)立地選自具有6到10個碳原子的芳基以及在烷基部分中具有1到5個碳原子和在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個原子的烷芳基，二價有機(jī)基團(tuán)R2是共價鍵或具有1到5個碳原子的亞烷基，并且硅倍半氧烷樹脂類化合物包含至少三個交聯(lián)基團(tuán)X?；鶊F(tuán)R17和R20更優(yōu)選獨(dú)立地選自苯基或芐基，再更優(yōu)選地為苯基。
不希望受理論限制，芳基取代基(例如苯基)存在于硅倍半氧烷樹脂類化合物中被認(rèn)為改善由硅酮組合物形成的涂層的韌度。
結(jié)構(gòu)單元(2)和(7)可存在于相同的硅倍半氧烷樹脂類化合物中，或存在于構(gòu)成有機(jī)硅酮樹脂(C)的不同的硅倍半氧烷樹脂類化合物中。例如，在一個實施例中，有機(jī)硅酮樹脂(C)包含硅倍半氧烷樹脂類化合物，其含有具有通式(2)、(7)和(9)的結(jié)構(gòu)單元。在所述實施例中，硅倍半氧烷樹脂類化合物含有a)如上定義的芳基和烷芳基取代基中的一者或兩者和b)如上定義的烷基和烯基取代基中的一者或兩者的組合。至少一種具有通式(2)的結(jié)構(gòu)單元和至少一種具有通式(7)的結(jié)構(gòu)單元的組合可以少于20mol.％的非零量(例如1到小于20mol.％)存在于硅倍半氧烷樹脂類化合物中。在所述實施例中，具有通式(8)的結(jié)構(gòu)單元可以至少80mol.％至99mol.％的量存在于硅倍半氧烷類化合物中。在另一個實施例中，至少一種具有通式(2)的結(jié)構(gòu)單元和至少一種具有通式(7)的結(jié)構(gòu)單元的組合可構(gòu)成硅倍半氧烷樹脂的其余部分(以mol.％計)，即與至少80mol.％的具有通式(8)的結(jié)構(gòu)單元相對的其余部分。
在另一個實施例中，有機(jī)硅酮樹脂(C)包含至少兩種硅倍半氧烷類化合物，其包括由至少一種具有通式(2)的結(jié)構(gòu)單元和至少80mol.％的具有通式(9)的結(jié)構(gòu)單元組成的第一硅倍半氧烷樹脂類化合物，和由至少一種具有通式(7)的結(jié)構(gòu)單元和至少80mol.％的具有通式(9)的結(jié)構(gòu)單元組成的第二硅倍半氧烷樹脂類化合物。至少一種具有通式(2)或(7)的結(jié)構(gòu)單元可以少于20mol.％的非零量(例如1到小于20mol.％)存在于硅倍半氧烷樹脂類化合物中，具有通式(9)的結(jié)構(gòu)單元以至少80mol.％至99mol.％的量存在。
基團(tuán)R3、R17、R19和R20可被取代或未被取代。因此，每個烷基、烯基、芳基和烷芳基可獨(dú)立地被取代或未被取代。如果被取代，存在的一個或多個氫原子可被替換，一個或多個氫原子可被鹵素原子(例如氟或氯取代基)替換。
一般來講，R2和R18(如果存在)是共價鍵，交聯(lián)基團(tuán)X是羥基或可水解基團(tuán)，例如直接鍵合到硅的氫、酰基、酰氧基、酮肟或烷氧基，基團(tuán)R3是具有1到5個碳原子的烷基，并且R17(如果存在)是Ph(CH2)r-，其中Ph是苯基并且r是0、1、2、3或4。交聯(lián)基團(tuán)X的優(yōu)選的?；王Ｑ趸哂?到5個碳原子，包括羰基。交聯(lián)基團(tuán)X的優(yōu)選的烷氧基具有1到5個碳原子，甲氧基和乙氧基是最優(yōu)選的。優(yōu)選的R3基團(tuán)是甲基和正辛基。優(yōu)選的R17基團(tuán)是苯基。
在一個實施例中，硅倍半氧烷樹脂類化合物包含以下群組中的一種或多種：乙氧基封端的正辛基硅倍半氧烷樹脂、羥基封端的正辛基硅倍半氧烷樹脂、羥基封端的甲基硅倍半氧烷樹脂、羥基封端的甲基苯基硅倍半氧烷樹脂任選地與羥基封端的苯基硅倍半氧烷樹脂和三甲基甲硅烷氧基封端的氨丙基苯基硅倍半氧烷樹脂中的一者或兩者組合。
有機(jī)聚硅氧烷(A)存在于可用以形成交聯(lián)硅酮涂層的硅酮組合物中。有機(jī)聚硅氧烷(A)包含任選地與線性有機(jī)聚硅氧烷組合的有機(jī)環(huán)硅氧烷。并且，還可存在其它化合物，例如硅酮聚醚。
有機(jī)聚硅氧烷(A)可包含在有機(jī)環(huán)硅氧烷環(huán)中具有3到10個，任選為4到6個硅原子的有機(jī)環(huán)硅氧烷。優(yōu)選地，有機(jī)聚硅氧烷可具有通式(6)：
其中R13和R14獨(dú)立地是被取代或未被取代的有機(jī)基，并且f是在3到10、優(yōu)選在4到6的范圍內(nèi)的整數(shù)。有機(jī)環(huán)硅氧烷存在于有機(jī)聚硅氧烷(A)中是有利的，因為這可提供交聯(lián)的一致鏈長。反之，線性有機(jī)聚硅氧烷通常作為具有不同鏈長的有機(jī)聚硅氧烷的混合物而被提供，這提供較弱的交聯(lián)均勻性。
基團(tuán)R13和R14優(yōu)選獨(dú)立地是具有1到10個、更優(yōu)選為1到5個碳原子的烷基和具有2到10個、更優(yōu)選為2到5個碳原子的烯基?；鶊F(tuán)R13和R14可被取代或未被取代。如果被取代，一個或多個氫原子可被鹵素原子替換，例如氟或氯取代基。
有機(jī)聚硅氧烷(A)可進(jìn)一步包含具有通式(5)的線性有機(jī)聚硅氧烷：
其中X是如已定義的交聯(lián)基團(tuán)，R4是共價鍵或二價有機(jī)鍵聯(lián)基團(tuán)，R5至R10中的每一個獨(dú)立地是被取代或未被取代的有機(jī)基或基團(tuán)R4X，并且e是1到70范圍內(nèi)的整數(shù)。當(dāng)具有通式(5)的有機(jī)聚硅氧烷包含至少三個R4X基團(tuán)時，R5到R10中的至少一個是基團(tuán)R4X。
基團(tuán)R5-R10優(yōu)選獨(dú)立地是具有1到10個、更優(yōu)選為1到5個碳原子的烷基、具有2到10個、更優(yōu)選為2到5個碳原子的烯基、在環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個碳原子的芳基，以及在烷基部分中具有1到5個碳原子和在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中具有4到10個原子的烷芳基。芳基可在芳基環(huán)結(jié)構(gòu)中包含1到3個雜原子。雜原子可選自O(shè)、N和S。
基團(tuán)R5-R10可被取代或未被取代。因此，形成R5-R10的烷基、烯基、芳基和烷芳基中的每個可獨(dú)立地被取代或未被取代。如果被取代，一個或多個氫原子可被鹵素原子(例如氟或氯取代基)替換。
一般來講，R4是共價鍵，交聯(lián)基團(tuán)X是羥基或可水解基團(tuán)，例如直接鍵合到硅的氫、?；?、酰氧基、酮肟或烷氧基，并且基團(tuán)R5-R10是具有1到10個碳原子、優(yōu)選為1到5個碳原子的烷基。交聯(lián)基團(tuán)X的優(yōu)選的?；王Ｑ趸哂?到5個碳原子，包括羰基。交聯(lián)基團(tuán)X的優(yōu)選的烷氧基具有1到5個碳原子，甲氧基和乙氧基是最優(yōu)選的。基團(tuán)R5-R10的優(yōu)選的烷基是甲基和乙基。
線性有機(jī)聚硅氧烷可在25℃下具有小于100mPa.s的粘度。
其它含硅化合物還可存在于硅酮組合物中。例如，可存在具有一個交聯(lián)基團(tuán)的有機(jī)硅烷和有機(jī)硅酮樹脂中的一者或兩者。有機(jī)硅烷和有機(jī)硅酮可如上所述，區(qū)別在于每個化合物上只存在一個或兩個交聯(lián)基團(tuán)。例如，可存在具有通式(1)(其中a是1)的有機(jī)硅烷和/或有機(jī)硅酮樹脂，其包含至少一種具有通式(2)的結(jié)構(gòu)單元，在樹脂中此結(jié)構(gòu)單元只具有一種交聯(lián)基團(tuán)X。所述含硅化合物被公開為以下通式(3)和(4)。
因此，硅酮組合物可進(jìn)一步包含具有通式(3)的有機(jī)硅烷：
R(4-c)Si(R1X)c (3)
其中X是如已定義的交聯(lián)基團(tuán)，R1是共價鍵或二價有機(jī)鍵聯(lián)基團(tuán)，R是被取代或未被取代的有機(jī)基，并且c是1。基團(tuán)X、R1和R的優(yōu)選定義與具有以上通式(1)的有機(jī)硅烷的那些相同。
硅酮組合物可進(jìn)一步包含硅倍半氧烷樹脂類化合物，其包含至少一種具有式(4)的結(jié)構(gòu)單元：
(R3SiO(3-d)/2(R2X)d) (4)
和至少80mol.％的具有通式(8)的結(jié)構(gòu)單元：
R19SiO3/2 (8)
其中R3和R19獨(dú)立地是被取代或未被取代的有機(jī)基，R2是共價鍵或二價有機(jī)鍵聯(lián)基團(tuán)，X是如上定義的交聯(lián)基團(tuán)，并且d是0或1，其條件是硅倍半氧烷樹脂類化合物包含一個交聯(lián)基團(tuán)X?；鶊F(tuán)X、R2、R3和R19的優(yōu)選定義與具有以上通式(2)的有機(jī)硅烷的那些相同。
至少一種具有通式(4)的結(jié)構(gòu)單元可以小于20mol.％的非零量(例如1到小于20mol.％)存在于硅倍半氧烷樹脂類化合物中，具有通式(9)的結(jié)構(gòu)單元以至少80mol.％至99mol.％的量存在。
硅酮組合物包含以上討論的含硅化合物。硅酮組合物可進(jìn)一步包含額外化合物。額外化合物可或不可參與交聯(lián)反應(yīng)。所述額外化合物的實例獨(dú)立地包括相容劑(例如乳化劑)和用于交聯(lián)反應(yīng)的催化劑。
在一個實施例中，硅酮組合物不包含含有芳基(例如苯基)的任何組分。
硅酮組合物可以是液體。例如，含硅化合物中的一種或多種(例如有機(jī)聚硅氧烷(A))可以是液體。液體化合物可充當(dāng)溶劑或分散劑以用于硅酮組合物的其它含硅化合物。
還可將硅酮組合物溶解或分散于液體中，以使其可以作為溶液或分散液而被涂覆。液體可包含有機(jī)液體。當(dāng)液體是有機(jī)液體時，硅酮組合物一般作為在液體中的溶液而存在。優(yōu)選的有機(jī)液體是烷醇(例如甲醇和乙醇)、芳香族液體(例如甲苯和二甲苯)、烷烴(例如己烷、庚烷和辛烷)、環(huán)烷烴(例如環(huán)戊烷、環(huán)己烷、環(huán)丁烷、環(huán)鏈烷烴)、液體烴混合物(例如石油醚)以及硅酮油(例如二烷基聚硅氧烷，特別是二甲基聚硅氧烷)?？纱嬖谙嗳輨?例如乳化劑)以將硅酮組合物穩(wěn)定在液體中。硅酮聚醚是一類適宜的乳化劑。
可通過任意適宜的方法將硅酮組合物(優(yōu)選地以液體形式)涂布在襯底上。
一旦將硅酮組合物涂覆于襯底上，硅酮組合物可交聯(lián)以提供經(jīng)交聯(lián)硅涂布的襯底。交聯(lián)反應(yīng)可在環(huán)境溫度下，或高于環(huán)境溫度而進(jìn)行，例如在從環(huán)境溫度至150℃的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在40到150℃范圍內(nèi)的溫度下，更優(yōu)選地在50到70℃范圍內(nèi)的溫度下。交聯(lián)反應(yīng)可以是固化反應(yīng)。
因此，還提供一種提供經(jīng)硅酮涂布的襯底的方法，其包含至少以下步驟：
-提供襯底；
-將本文中所公開的硅酮組合物涂覆于襯底以提供涂布有硅酮組合物的襯底；
-使襯底上的硅酮組合物交聯(lián)以提供經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的襯底。
襯底可以是水泥，例如水泥粉末。當(dāng)交聯(lián)反應(yīng)在強(qiáng)堿性襯底(例如水泥)的存在下進(jìn)行時，交聯(lián)反應(yīng)的速率高。因此，優(yōu)選的是，通過混合將硅酮組合物涂覆于水泥襯底，以確保在交聯(lián)期間硅酮組合物涂布水泥襯底。
可通過將液體形式的硅酮組合物與襯底混合而將硅酮組合物涂覆于襯底?？蓴嚢枰r底和硅酮組合物的混合物，例如在混合器中攪拌。
或者，可通過噴涂將在液體中的涂層組合物涂覆于襯底。
交聯(lián)可如上所述進(jìn)行。一般來講，交聯(lián)步驟包含：
-任選地，在酸或堿的存在下，使涂布有硅酮組合物的襯底上的硅酮組合物與水接觸。
令人驚訝地是，已發(fā)現(xiàn)即使硅酮組合物在被涂覆于襯底前被交聯(lián)以形成交聯(lián)硅酮，仍觀察到有利性質(zhì)。
因此，還提供一種用于提供經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的襯底的方法，其包含至少以下步驟：
-提供襯底；
-將襯底與交聯(lián)硅酮混合以提供經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的襯底。
交聯(lián)硅酮可通過以下步驟提供：
-使本文中公開的硅酮組合物交聯(lián)以提供交聯(lián)硅酮。
交聯(lián)硅酮可以是固體。因此，將襯底與交聯(lián)硅酮混合的步驟可包含研磨襯底和交聯(lián)硅酮。
優(yōu)選的是，交聯(lián)硅酮包含未反應(yīng)的交聯(lián)基團(tuán)。所述基團(tuán)可改善襯底上的涂層的性質(zhì)。特別的是，當(dāng)將由硅酮組合物形成的交聯(lián)硅酮涂布到襯底(例如水泥)上時，交聯(lián)硅酮展現(xiàn)出改良的與水泥的結(jié)合。
以此方式，可提供涂布有交聯(lián)硅酮的襯底。
襯底上的交聯(lián)硅酮涂層可包含占至少0.05重量％的經(jīng)涂布的水泥，或在經(jīng)涂布水泥的0.5到5重量％的范圍內(nèi)，或在0.5到2.0重量％的范圍內(nèi)。
進(jìn)一步提供本文中公開的硅酮組合物或交聯(lián)硅酮作為包含疏水添加劑、堆積密度改進(jìn)劑和流動改進(jìn)劑的群組中的一種或多種的用途。
當(dāng)襯底是水泥時，經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的水泥可用于建筑材料。因此，提供包含經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的水泥的建筑材料。建筑材料可包含粒料、增塑劑、促進(jìn)劑和加氣劑中的一種或多種。
如本文中所用，術(shù)語“水泥”指在水的存在下因水合而硬化的無機(jī)粘合材料。水泥的非詳盡實例包括波特蘭水泥、磷酸鹽水泥、高礬土水泥、高石膏水泥、無石膏水泥及其組合。
粒料是一種向混凝土提供容量的顆粒材料。其應(yīng)耐受壓縮應(yīng)力并可具有多種尺寸。在混凝土中使用的粒料的實例包括砂土、礫石、破碎石塊、礦渣和破碎混凝土。水泥可用作粒料的粘合劑以形成混凝土。當(dāng)與水混合時，水泥水合以形成晶格，其將粒料鎖定成剛性結(jié)構(gòu)。
顯而易見的是，當(dāng)粒料包含砂土?xí)r，所提供的混凝土組合物可用作增強(qiáng)砂漿組合物。
增塑劑，例如磺化萘、蜜胺-甲醛縮合物、磺化蜜胺-甲醛縮合物、改性的木素磺酸鹽和聚合添加劑(例如丙烯酸酯類乳膠)將固體分散在組合物中，特別是在低水/水泥比率下，并可任選地存在于混凝土組合物中。
促進(jìn)劑(例如硝酸鈣和硝酸鈉)提高水泥水合速率，并因此加快混凝土組合物的凝固時間，并可任選地存在于混凝土組合物中。
在硬化前，加氣劑(例如水解蛋白和角蛋白化合物、異丙基萘磺酸鈉、石油萘硫酸鹽、仲烷基硫酸鈉、皂苷、烷基芳基硫酸鈉和穩(wěn)定的皂化松香和樹脂化合物)將氣泡引入混凝土組合物中以改善耐久性并也可任選地存在于混凝土組合物中。
混凝土組合物可通過包含至少以下步驟的方法由經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的水泥制得：
-將本文中公開的經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的水泥與粒料混合以提供混合物；
-將水加入混合物中；
-使所述混合物凝固。
混合和添加步驟可同時進(jìn)行。
所述方法可進(jìn)一步包含在添加粒料前添加增塑劑的步驟。
所述方法可進(jìn)一步包含在使混合物凝固的步驟前，一般通過混合而添加加氣劑的步驟。
在另一個實施例中，制備混凝土組合物的方法可包含：
-將本文中公開的經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的水泥與水混合以提供膏狀物；
-將粒料加入膏狀物中以提供混合物；
-將其它水加入所述混合物中；
-使所述混合物凝固。
本發(fā)明的實施例可參照以下實例更好地理解，以下實例通過說明的方式呈現(xiàn)，并不用以限制。
實例
以下實驗實例描述多種交聯(lián)硅酮涂層在水泥上的制備。
吸濕性
測試經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的水泥的吸濕性，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。將各為10g的未經(jīng)涂布和經(jīng)涂布的水泥樣品放在具有相同尺寸的鋁杯中，并在濕度箱中暴露于高濕度氣氛下，所述濕度箱被設(shè)置成具有超過99％的濕度和30℃的溫度。然后通過在2天和90天后測量單獨(dú)樣品的重量并注意任何固化來確定經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥的吸濕性。重量的增加表示水泥樣品所吸收的水量。
堆積密度
利用敲擊方法測試經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的水泥的堆積密度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。具有100ml容量的帶蓋量筒用于此測量。在精確到三位數(shù)的分析天平上記錄空置的帶蓋量筒的重量。然后，向量筒中添加精確稱量的50g經(jīng)涂布或未經(jīng)涂布的水泥樣品，然后敲擊量筒100次。然后測量并記錄被經(jīng)涂布或未經(jīng)涂布的水泥占用的體積。對每個樣品重復(fù)試驗5次并取讀數(shù)平均值。
壓縮強(qiáng)度
測試經(jīng)交聯(lián)硅酮涂布的水泥的壓縮強(qiáng)度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。通過將經(jīng)涂布或未經(jīng)涂布的水泥以等重量比例與三種砂土混合，將經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥用于制備砂漿試樣。所用的三種類型的砂土是等級1砂土(粒徑>2mm并<1mm)、等級2砂土(粒徑>1mm并<0.5mm)和等級3砂土(粒徑>0.5mm and<0.09mm)。將水與水泥的比率固定在0.47(以重量計)。充分地混合水泥和砂土，然后一邊混合，一邊將精確量的水加入其中。然后，將混合物傾入振動平臺上的具有尺寸7cm×7cm×7cm的低碳鋼模具中。在將混合物填入模具中后，使振動平臺活動2分鐘以實現(xiàn)均勻填充和除氣。然后，標(biāo)記模具并保存以凝固。24小時后，將砂漿試樣塊從模具移出并標(biāo)記，在水下保存以增加強(qiáng)度。在砂漿試樣塊熟化3天、7天和28天時，利用標(biāo)準(zhǔn)壓縮強(qiáng)度機(jī)器(CSM)進(jìn)行壓縮強(qiáng)度試驗。
材料
以下實例使用多種硅倍半氧烷樹脂類化合物。這些硅倍半氧烷樹脂類化合物通過用常規(guī)方法水解有機(jī)鋁硅烷或氯硅烷的混合物和水而制得。
羥基封端的甲基硅倍半氧烷樹脂是通過利用水水解甲基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷的混合物(重量比約9：1)而制得的以50重量％固體在甲苯中的TD樹脂。
羥基封端的苯基硅倍半氧烷樹脂是通過利用水水解苯基三氯硅烷而制得的、100重量％固體的苯基硅倍半氧烷固體薄片樹脂。
羥基封端的甲基苯基硅倍半氧烷樹脂通過利用水水解苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、苯基甲基二氯硅烷和甲基三氯硅烷的混合物而制得。
乙氧基和羥基封端的正辛基硅倍半氧烷樹脂通過利用水水解正辛基三乙氧基硅烷而制得。
三甲基甲硅烷氧基封端的氨丙基苯基硅倍半氧烷樹脂通過在六甲基二硅氧烷的存在下，利用水水解苯基三乙氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷而制得。
實例1(組合物-樹脂)
將40g羥基封端的甲基硅倍半氧烷樹脂放在500ml的燒杯中，并將35g十甲基環(huán)戊硅氧烷流體加入其中。攪拌混合物直到樹脂完全溶解。將10g甲基三(乙基甲基酮肟)硅烷、1g(乙二胺丙基)三甲氧基硅烷和14g甲基三甲氧基硅烷加入這一混合物中并充分?jǐn)嚢枰缘玫骄|(zhì)混合物。
將5g上述混合物加入995g普通硅酸鹽水泥(OPC)中，并利用家用混合物研磨機(jī)(Bajaj Electric Co.功率760W)混合1分鐘(混合時將蓋子合上)。由此得到隨時可用的經(jīng)涂布的水泥。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的吸濕性，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。據(jù)觀察，經(jīng)涂布的水泥的吸濕性高達(dá)0.01重量％，甚至在暴露90天后，水泥沒有固化，而未經(jīng)涂布的水泥在2天內(nèi)顯示出高達(dá)2.5重量％的吸濕性，此時表面因水泥固化而完全變成固體。
利用敲擊方法測試經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度。據(jù)觀察，與未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度相比，經(jīng)涂布的水泥的堆積密度增加30％。
然后測試經(jīng)處理的水泥的壓縮強(qiáng)度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。發(fā)現(xiàn)與由未經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊相比，由經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊熟化28天后的壓縮強(qiáng)度提高了7％。
實例2(組合物-替換樹脂)
將40g羥基封端的甲基苯基硅倍半氧烷樹脂放在500ml的燒杯中，并將35g十甲基環(huán)戊硅氧烷流體加入其中。攪拌混合物直到樹脂完全溶解。將10g甲基三(乙基甲基酮肟)硅烷、1g(乙二胺丙基)三甲氧基硅烷和14g甲基三甲氧基硅烷加入這一混合物中并攪拌以得到均質(zhì)混合物。
將5g上述混合物加入995g普通硅酸鹽水泥(OPC)中，并利用家用混合物研磨機(jī)(Bajaj Electric Co.功率760W)混合1分鐘(混合時將蓋子合上)。由此得到隨時可用的經(jīng)涂布的水泥。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的吸濕性，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。據(jù)觀察，經(jīng)涂布的水泥的吸濕性高達(dá)0.02重量％，甚至在暴露90天后，水泥沒有固化，而未經(jīng)涂布的水泥在2天內(nèi)顯示出高達(dá)2.5重量％的吸濕性，此時表面因水泥固化而完全變成固體。
利用敲擊方法測試經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度。據(jù)觀察，與未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度相比，經(jīng)涂布的水泥的堆積密度增加28％。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的壓縮強(qiáng)度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。發(fā)現(xiàn)與由未經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊相比，由經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊熟化28天后的壓縮強(qiáng)度提高了3％。
實例3(組合物-樹脂混合物)
將20g羥基封端的甲基硅倍半氧烷樹脂和20g羥基封端的苯基硅倍半氧烷樹脂放在500ml的燒杯中，并將35g十甲基環(huán)戊硅氧烷流體加入其中。攪拌混合物直到樹脂完全溶解。將10g甲基三(乙基甲基酮肟)硅烷、1g(乙二胺丙基)三甲氧基硅烷和14g甲基三甲氧基硅烷加入這一混合物中并充分?jǐn)嚢枰缘玫骄|(zhì)混合物。
將5g上述混合物加入995g普通硅酸鹽水泥(OPC)中，并利用家用混合物研磨機(jī)(Bajaj Electric Co.功率760W)混合1分鐘(混合時將蓋子合上)。由此得到隨時可用的經(jīng)涂布的水泥。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的吸濕性，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。據(jù)觀察，經(jīng)涂布的水泥的吸濕性高達(dá)0.01重量％，甚至在暴露90天后，水泥沒有固化，而未經(jīng)涂布的水泥在2天內(nèi)顯示出高達(dá)2.5重量％的吸濕性，此時表面因水泥固化而完全變成固體。
利用敲擊方法測試經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度。據(jù)觀察，與未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度相比，經(jīng)涂布的水泥的堆積密度增加29％。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的壓縮強(qiáng)度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。發(fā)現(xiàn)與由未經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊相比，由經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊熟化28天后的壓縮強(qiáng)度提高了6％。
實例4(組合物-替換環(huán)狀硅氧烷)
將40g羥基封端的甲基硅倍半氧烷樹脂放在500ml的燒杯中，并將35g十甲基環(huán)四硅氧烷流體加入其中。攪拌混合物直到樹脂完全溶解。將10g甲基三(乙基甲基酮肟)硅烷、1g(乙二胺丙基)三甲氧基硅烷和14g甲基三甲氧基硅烷加入這一混合物中并充分?jǐn)嚢枰缘玫骄|(zhì)混合物。
將5g上述混合物加入995g普通硅酸鹽水泥(OPC)中，并利用家用混合物研磨機(jī)(Bajaj Electric Co.功率760W)充分混合1分鐘(混合時將蓋子合上)。由此得到隨時可用的經(jīng)涂布的水泥。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的吸濕性，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。據(jù)觀察，經(jīng)涂布的水泥的吸濕性高達(dá)0.01重量％，甚至在暴露90天后，水泥沒有固化，而未經(jīng)涂布的水泥在2天內(nèi)顯示出高達(dá)2.5重量％的吸濕性，此時表面因水泥固化而完全變成固體。
利用敲擊方法測試經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度。據(jù)觀察，與未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度相比，經(jīng)涂布的水泥的堆積密度增加30％。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的壓縮強(qiáng)度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。發(fā)現(xiàn)與由未經(jīng)處理的水泥制得的砂漿塊相比，由經(jīng)處理的水泥制得的砂漿塊熟化28天后的壓縮強(qiáng)度提高了7％。
實例5(硅酮樹脂混合物和環(huán)狀流體混合物)
將20g羥基封端的甲基硅倍半氧烷樹脂和20g羥基封端的苯基硅倍半氧烷樹脂放在500ml的燒杯中，并將20g十甲基環(huán)戊硅氧烷流體和15g八甲基環(huán)四硅氧烷加入其中。攪拌混合物直到樹脂完全溶解。將10g甲基三(乙基甲基酮肟)硅烷、1g(乙二胺丙基)三甲氧基硅烷和14g甲基三甲氧基硅烷加入這一混合物中并攪拌以得到均質(zhì)混合物。
將5g上述混合物加入995g普通硅酸鹽水泥(OPC)中，并利用家用混合物研磨機(jī)(Bajaj Electric Co.功率760W)混合1分鐘(混合時將蓋子合上)。由此得到隨時可用的經(jīng)涂布的水泥。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的吸濕性，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。據(jù)觀察，經(jīng)涂布的水泥的吸濕性高達(dá)0.03重量％，甚至在暴露90天后，經(jīng)涂布的水泥沒有固化，而未經(jīng)涂布的水泥在2天內(nèi)顯示出高達(dá)2.5重量％的吸濕性，此時表面因水泥固化而完全變成固體。
利用敲擊方法測試經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度。據(jù)觀察，與未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度相比，經(jīng)涂布的水泥的堆積密度增加26％。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的壓縮強(qiáng)度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。發(fā)現(xiàn)與由未經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊相比，由經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊熟化28天后的壓縮強(qiáng)度提高了5％。
實例6(樹脂混合物和替換硅烷)
將各為20g的乙氧基和羥基封端的正辛基硅倍半氧烷樹脂和三甲基甲硅烷氧基封端的氨丙基苯基硅倍半氧烷樹脂放在500ml的燒杯中，并將35g十甲基環(huán)戊硅氧烷流體加入其中。攪拌混合物直到樹脂完全溶解。將10g正辛基三乙氧基硅烷、1g(乙二胺丙基)三甲氧基硅烷和14g甲基三甲氧基硅烷加入這一混合物中并攪拌以得到均質(zhì)混合物。
將5g上述混合物加入995g普通硅酸鹽水泥(OPC)中，并利用家用混合物研磨機(jī)(Bajaj Electric Co.功率760W)混合1分鐘(混合時將蓋子合上)。由此得到隨時可用的經(jīng)涂布的水泥。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的吸濕性，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。據(jù)觀察，經(jīng)涂布的水泥的吸濕性高達(dá)0.04重量％，甚至在暴露90天后，水泥沒有固化，而未經(jīng)涂布的水泥在2天內(nèi)顯示出高達(dá)2.5重量％的吸濕性，此時表面因水泥固化而完全變成固體。
利用敲擊方法測試經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度。據(jù)觀察，與未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度相比，經(jīng)涂布的水泥的堆積密度增加25％。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的壓縮強(qiáng)度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。發(fā)現(xiàn)與由未經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊相比，由經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊熟化28天后的壓縮強(qiáng)度提高了7％。
實例7(替換硅烷和增加的溫度)
將40g羥基封端的甲基硅倍半氧烷樹脂放在500ml的燒杯中，并將35g十甲基環(huán)戊硅氧烷流體加入其中。在80℃下攪拌混合物直到樹脂完全溶解。將10g氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷硅烷和15g甲基三甲氧基硅烷加入這一混合物中并在80℃下攪拌以得到均質(zhì)混合物。
將5g上述混合物加入995g普通硅酸鹽水泥(OPC)中，并利用家用混合物研磨機(jī)(Bajaj Electric Co.功率760W)混合1分鐘(混合時將蓋子合上)。由此得到隨時可用的經(jīng)涂布的水泥。
測試經(jīng)涂布的水泥的吸濕性，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。據(jù)觀察，經(jīng)涂布的水泥的吸濕性高達(dá)0.01重量％，甚至在暴露90天后，水泥沒有固化，而未經(jīng)涂布的水泥在2天內(nèi)顯示出高達(dá)2.5重量％的吸濕性，此時表面因水泥固化而完全變成固體。
利用敲擊方法測試經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度。據(jù)觀察，與未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度相比，經(jīng)涂布的水泥的堆積密度增加25％。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的壓縮強(qiáng)度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。發(fā)現(xiàn)與由未經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊相比，由經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊熟化28天后的壓縮強(qiáng)度提高了6％。
實例8(在更高溫度下的樹脂混合物、環(huán)狀化合物的混合物和硅烷)
將20g羥基封端的甲基硅倍半氧烷樹脂和20g羥基封端的苯基硅倍半氧烷樹脂放在500ml的燒杯中，并將20g十甲基環(huán)戊硅氧烷流體和15g八甲基環(huán)四硅氧烷加入其中。在80℃下攪拌混合物直到樹脂完全溶解。將10g甲基三(乙基甲基酮肟)硅烷、1g(乙二胺丙基)三甲氧基硅烷和14g甲基三甲氧基硅烷加入這一混合物中并在80℃下攪拌以得到均質(zhì)混合物。
將5g上述混合物加入995g普通硅酸鹽水泥(OPC)中，并利用家用混合物研磨機(jī)(Bajaj Electric Co.功率760W)混合1分鐘(混合時將蓋子合上)。由此得到隨時可用的經(jīng)涂布的水泥。
測試經(jīng)涂布的水泥的吸濕性，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。據(jù)觀察，經(jīng)涂布的水泥的吸濕性高達(dá)0.03重量％，甚至在暴露90天后，經(jīng)涂布的水泥沒有固化，而未經(jīng)涂布的水泥在2天內(nèi)顯示出高達(dá)2.5重量％的吸濕性，此時表面因水泥固化而完全變成固體。
利用敲擊方法測試經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度。據(jù)觀察，與未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度相比，經(jīng)涂布的水泥的堆積密度增加26％。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的壓縮強(qiáng)度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。發(fā)現(xiàn)與由未經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊相比，由經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊熟化28天后的壓縮強(qiáng)度提高了5％。
實例9(線性和環(huán)狀有機(jī)聚硅氧烷的混合物)
將40g羥基封端的甲基硅倍半氧烷樹脂放在500ml的燒杯中，并將15g二甲基硅氧烷羥基封端的72cst和20g十甲基環(huán)戊硅氧烷流體加入其中。攪拌混合物直到樹脂完全溶解。將10g甲基三(乙基甲基酮肟)硅烷、1g(乙二胺丙基)三甲氧基硅烷和14g甲基三甲氧基硅烷加入這一混合物中并充分?jǐn)嚢枰缘玫骄|(zhì)混合物。
將5g上述混合物加入995g普通硅酸鹽水泥(OPC)中，并利用家用混合物研磨機(jī)(Bajaj Electric Co.功率760W)混合1分鐘(混合時將蓋子合上)。由此得到隨時可用的經(jīng)涂布的水泥。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的吸濕性，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。據(jù)觀察，經(jīng)涂布的水泥的吸濕性高達(dá)0.03重量％，甚至在暴露90天后，水泥沒有固化，而未經(jīng)涂布的水泥在2天內(nèi)顯示出高達(dá)2.5重量％的吸濕性，此時表面因水泥固化而完全變成固體。
利用敲擊方法測試經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度。據(jù)觀察，與未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度相比，經(jīng)涂布的水泥的堆積密度增加25％。
然后測試經(jīng)處理的水泥的壓縮強(qiáng)度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。發(fā)現(xiàn)與由未經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊相比，由經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊熟化28天后的壓縮強(qiáng)度提高了4％。
參照實例1(僅線性有機(jī)聚硅氧烷)
將40g羥基封端的甲基硅倍半氧烷樹脂放在500ml的燒杯中，并將35g二甲基硅氧烷羥基封端的72cst加入其中。攪拌混合物直到樹脂完全溶解。將10g甲基三(乙基甲基酮肟)硅烷、1g(乙二胺丙基)三甲氧基硅烷和14g甲基三甲氧基硅烷加入這一混合物中并充分?jǐn)嚢枰缘玫骄|(zhì)混合物。
將5g上述混合物加入995g普通硅酸鹽水泥(OPC)中，并利用家用混合物研磨機(jī)(Bajaj Electric Co.功率760W)混合1分鐘(混合時將蓋子合上)。由此得到隨時可用的經(jīng)涂布的水泥。
然后測試經(jīng)涂布的水泥的吸濕性，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。據(jù)觀察，經(jīng)涂布的水泥的吸濕性高達(dá)0.03重量％，甚至在暴露90天后，水泥沒有固化，而未經(jīng)涂布的水泥在2天內(nèi)顯示出高達(dá)2.5重量％的吸濕性，此時表面因水泥固化而完全變成固體。
利用敲擊方法測試經(jīng)涂布和未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度。據(jù)觀察，與未經(jīng)涂布的水泥的堆積密度相比，經(jīng)涂布的水泥的堆積密度增加22％。
然后測試經(jīng)處理的水泥的壓縮強(qiáng)度，并與未經(jīng)涂布的水泥比較。發(fā)現(xiàn)與由未經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊相比，由經(jīng)涂布的水泥制得的砂漿塊在熟化28天后的壓縮強(qiáng)度提高了3％。
本發(fā)明不應(yīng)被視為限于本文中所述的具體實例，而應(yīng)被理解為覆蓋本發(fā)明的所有方面。多種修改和等效方法，以及本發(fā)明可應(yīng)用的多種結(jié)構(gòu)和裝置對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，可在不脫離本發(fā)明范圍的條件下作出多種變動，本發(fā)明的范圍不視為限于說明書中所描述的內(nèi)容。