CN1117820C - 用于砖石建筑材料的贮存稳定的防水性组合物 - Google Patents

用于砖石建筑材料的贮存稳定的防水性组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了贮存稳定的组合物，它用来赋予砖石建筑材料以防水性能。该组合物包括具有连续水相和非连续有机硅相的水乳液。该乳液是从包括以下的组分配制的：(A)通式Rn-Si-R′(4-n)的水不溶性烷氧基硅烷，其中n是1-2的数，R是C5-C20一价烃基和R′是C1-C4烷氧基；(B)具有至少两个硅键接氢原子/每分子、至少5个硅氧基单元/每分子和在25℃下运动粘度在0.5×10-6和1,000×10-6m2/sec之间的氢官能化聚硅氧烷；(C)乳化剂；和(D)水。非连续有机硅相包括组分(A)和(B)和连续水相是水。组分(A)和(B)按照一定的(A)∶(B)重量比存在于有机硅相中，该重量比应该使得在室温下贮存六个月或在50℃下贮存六个星期之后该乳液是物理和化学稳定的。

Description

用于砖石建筑材料的贮存稳定的防水性组合物
发明领域
本发明一般性涉及用于砖石建筑产品的贮存稳定的防水性组合物。所述组合物结合了相对非水溶性的可水解硅烷和水乳液形式的氢官能化聚硅氧烷。
发明背景
使用防水性组合物保护砖石建筑材料的有益效果是众所周知的。在此处使用的“砖石”意指任何多孔性无机基材、尤其是建筑组合物，它包括结构陶瓷类，如普通砖、铺地砖、面砖、污水管、排水瓦管、空心砖、赤土陶器、导水管、屋瓦、水泥和塑料如波特兰水泥、烧石膏产物、模制品和建造抹灰、装饰用的灰泥、镁氧水泥、绝缘制品如电绝缘体和自然或人造石头。由于未处理条件下的多孔性，这些材料容易吸收环境水汽。随后暴露于冷冻温度引起裂纹，导致开裂和剥落。在用于建造道路和桥梁的砖石建筑材料中，防水性涂料也用于保护砖石建筑材料免受盐和类似防冰剂的损害作用。
美国再版专利33,759公开了赋予砖石建筑材料以防水性的水乳液形式的组合物。这里所述的组合物主要由可水解的硅烷或其低聚物，具有疏水亲脂平衡值(HLB)为4-15的乳化剂和水组成。当我们制备这些组合物时，我们发现它们存在的缺点是它们仅仅具备有限的贮存稳定性，在受热后变劣。
美国专利5,110,684同样描述了用于砖石建筑的防水性组合物，它包括水溶性硅烷偶联剂和氢官能化聚硅氧烷的乳液的混合物。然而，该组合物也具有该缺点，即它具有非常有限的贮存时间。
因此，仍然需求贮存稳定的与砖石建筑产品一起使用的防水性组合物。
发明内容
我们的发明是用于赋予砖石建筑材料以防水性能的一种高效组合物。它可方便地作为涂料涂敷在砖石建筑基底的表面上或它作为添加剂与可凝固的砖石建筑材料如混凝土或煅烧石膏在凝固前进行混合。
本文要求的防水性组合物包括水乳液，它同时具有连续水相和非连续有机硅相。我们的水乳液是从包括以下的组分配制的：(A)通式Rn-Si-R′(4-n)的水不溶性烷氧基硅烷，其中n是1-2的数，R是C5-C20一价烃基和R′是C1-C4烷氧基；(B)具有至少两个硅键接氢原子/每分子、至少5个硅氧基单元/每分子和在25℃下运动粘度在0.5×10-6和1,000×10-6m2/sec之间的氢官能化聚硅氧烷；(C)乳化剂；和(D)水。这里的非连续有机硅相包括组分(A)和(B)和连续水相包括水。有机硅相中组分(A)∶(B)按10∶90～90∶10的重量比存在于有机硅相中，应使得我们的乳液当在室温下贮存6个月或在50℃下贮存6个星期时仍然显示出物理和化学稳定性。有机硅相以10-75wt％的量存在于水乳液中。
这里对于我们的防水乳液组合物所使用的术语“稳定”包括二种现象：1)物理稳定性和2)化学稳定性。
我们所要求的防水乳液组合物属于水包油型而且当破乳时将发生物理不稳定化。构成非连续有机硅相(也称作油相或分散相)的悬浮液滴将会凝聚和因此有效地从连续水相的悬浮液中除去。这些相之间密度的差异导致形成两个界限清晰的液体层。这样，物理稳定乳液必须随着时间的推移保持均匀外观。
乳液可以保持物理稳定但不一定保持化学稳定。当该组合物(不论何时涂敷到砖石建筑铺面上)排斥水分的能力严重折扣时，清楚地证实了随时间推移或受热的化学不稳定性。人们相信，当在最初涂敷到砖石建筑材料上之前，乳液的有机硅相经历显著的水解和缩合(或部分固化)时，导致发生化学不稳定性。
通过简单地观察所给定防水性乳液的外观和作为在室温下贮存时间的函数的工作特性，来进行化学和物理稳定性的测量。然而，该老化试验容易通过加热来加速。本技术领域中那些普通技术人员将会认识到，防水性乳液在50℃下贮存1个星期一般等于在室温下贮存1个月。因此，此处所使用的“物理稳定”是指当室温下贮存至少6个月或在50℃下贮存6个星期时乳液仍然保持未破乳。同样地，在此处使用的“化学稳定”是指，在室温下贮存6个月或在50℃下贮存6个星期之后，根据改进National Cooperative Highway Research ProgramProtocol 244(NCHRP 244)的测定，该乳液显示出至少60％的防水特性(“％WE”)。我们的改进NCHRP 244在所有方面等同于NCHRP244的所有方面，只是水排斥试验是对砂浆立方体进行的，即一侧2英寸(5.08厘米)，对侧4英寸(10.16厘米)。
当涂敷于砖石建筑材料上时，本发明的组合物以树脂涂层形式形成优异的防水阻隔层。该组合物的固化然后通过砖石建筑材料的残留碱来催化。本发明发现了好得出奇的热和贮存稳定性。可以相信，这些稳定性归因于水不溶性烷氧基硅烷和氢官能化聚硅氧烷在水乳液的非连续有机硅相中的引入。
所以本发明的目的是提供一种乳液形式的、适合与砖石建筑材料一起使用、同时显示出物理和化学稳定性的防水性组合物。
本发明的另一目的是提供这样一种组合物，它至少与现有技术的组合物一样为砖石建筑材料排除水分。
更好的是，本发明提供用于赋予砖石建筑材料以防水性能的物理和化学稳定组合物。该组合物包含：(A)水不溶性烷氧基硅烷；(B)氢官能化聚硅氧烷；(C)乳化剂和(D)水。这一组合物是包括连续水相和非连续有机硅相的水乳液形式。当该组合物接触砖石建筑材料时，水不溶性烷氧基硅烷和氢官能化聚硅氧烷发生水解和相互缩合并与砖石建筑中的氢氧基团缩合，因此形成了树脂状防水性网络。该水解和缩合反应可通过砖石建筑材料的潜在碱性来催化。
本发明的又一目的是提供制造包括水乳液的贮存稳定组合物的方法，该乳液包括连续水相和非连续有机硅相，包括以下步骤：
(I)掺混以下组分：
    (A)具有通式Rn-Si-R′(4-n)的水不溶性烷氧基硅烷，其中n是1-2
的数，R是C5-C20一价烃基和R′是C1-C4烷氧基；和
    (B)具有至少两个硅键接氢原子/每分子、至少五个硅氧基单
元/每分子和在25℃下运动粘度在0.5×10-6和1,000×10-6m2/sec之
间的氢官能化聚硅氧烷；和
(II)将步骤(I)中获得的掺混物与下列组分搅混：
    (C)乳化剂；和
    (D)水；和然后
(III)将步骤(II)中获得的混合物加以乳化形成所述乳液，其中所述非连续有机硅相包括组分(A)和(B)，连续水相包含组分(D)水；
该组分(A)和(B)按10∶90～90∶10的(A)∶(B)重量比存在于有机硅相中，该重量比应该使得在室温下贮存六个月或在50℃下贮存六个星期之后该乳液是物理和化学稳定的；和
该有机硅相以10-75wt％的量存在于所述水乳液中。
本发明的再一目是为砖石建筑基底提供固化防水性涂层的方法，该基底露出至少一个表面，该方法包括用本发明的水乳液或用制造包括水乳液的贮存稳定组合物方法制造的水乳液涂敷该表面。
本发明的另一目的是为可凝固砖石建筑组合物提供防水性能的方法，该方法包括将可凝固的砖石建筑组合物，与本发明的水乳液或用制造包括水乳液的贮存稳定组合物方法制造的水乳液掺混。
本发明还提供了包括砖石建筑基底的制品，该基底露出至少一个表面，该表面涂有本发明的贮存稳定组合物，或用制造包括水乳液的贮存稳定组合物方法制造的贮存稳定组合物。
具体实施方式
组分(A)是具有通式Rn-Si-R′(4-n)的水不溶性烷氧基硅烷，其中n是1-2的数，R是C5-C20一价烃基和R′是C1-C4烷氧基。
对于组分(A)，术语“水不溶性”是指1g以下的硅烷能够溶于100g水中。这是本发明和现有技术的组合物之间的重要区别。可以相信，水溶性硅烷偶联剂的使用是US专利5,110,684的组合物的有限贮存期的根本原因。水溶性硅烷偶联剂当接触水时会快速水解和缩合。我们使用水不溶性烷氧基硅烷出乎意料地允许将硅烷引入到我们的水乳液中的非连续有机硅相中。这避免了烷氧基硅烷的水解作用和缩合，直至硅烷与砖石建筑材料直接接触为止。
在组分(A)的通式中，R是C5-C20一价烃基。在使用低碳含量的可水解硅烷中，硅烷趋向于是水溶性的。然而，如果引入某些基团如氨基，即使在C5-C20范围内的烃基也能够赋予我们的烷氧基硅烷以水溶性。因此，R可以是未被取代的或被各种基团取代，但唯一要求是此类基团不引起烷氧基硅烷变成水溶性的。
因为为了赋予我们的固化组合物以疏水性，在以上通式中的R基团也在该组合物排斥水分的能力上起着重要的作用。通常，R基团的碳含量越高，赋予最终固化涂料的疏水性越大。虽然如此，具有C20R基团的烷氧基硅烷一般接近商业途径可购买到的上限。令人惊讶地，我们发现，优选的是R是正辛基，因为它赋予良好的疏水性，得到非常稳定的乳液。然而，应该指出的是R可以是直链或支链烷基、芳基或芳基烷基。
R′限于C1-C4烷氧基，因为烷氧基中更高碳含量趋向于不太具备反应活性。n的值是1和2之间的数，且最优选是1。三烷氧基硅烷是优选的，因为它们形成三维树脂网络。虽然如此，还应该认识到二烷氧基硅烷以及它与三烷氧基硅烷的混合物也能够成功地使用。本技术领域中那些普通技术人员将会认识到，以上所述烷氧基硅烷的低聚水解产物也可使用。
用作组分(A)的最优选化合物是正辛基三乙氧基硅烷。本发明的组分(B)是具有至少两个硅键接的氢原子/每分子、至少5个硅氧基/每分子和在25℃下运动粘度为0.5×10-6和1,000×10-6m2/sec之间且优选在10×10-6和100×10-6m2/sec之间的氢官能化聚硅氧烷。组分(B)可以是直链、支链或环状硅氧烷或其结合物，除了硅键接的氢以外，它包括烷基类、芳基和芳基烷基。因此，合适的化合物(具有必须的聚合度以保持在所指定的粘度范围内)包括烷基甲基/甲基-氢硅氧烷共聚物和甲基-氢硅氧烷。
如果组分(B)的运动粘度在25℃下小于0.5×10-6m2/sec，则它太具挥发性以致于无法在我们所要求的组合物中有效地发挥作用。换句话说，当该组合物施涂于砖石建筑表面上时，这种氢官能化硅氧烷在水解和缩合成树脂基质之前趋向于挥发。如果组分(B)的粘度在25℃下大于1,000×10-6m2/sec，则我们的涂料组合物不能有效地浸润砖石建筑材料的多孔型表面。对于高效孔隙渗透来说，最优选的是具有三个甲基氢硅氧基和五个二甲基硅氧基的三甲基硅氧基终端二甲基/甲基氢线性硅氧烷共聚物。组分(B)的低成本替代物是具有六十个甲基氢硅氧基的三甲基硅氧基终端的甲基-氢线性硅氧烷。
本发明的组分(C)是一种乳化剂。离子型、非离子型和两性乳化剂可用于本发明的组合物中，其中非离子聚氧乙烯月桂基醚是优选的。一般来说，乳化剂的量是组分(A)、(B)和(D)的合并重量的1％-20％。
当然，该用量取决于具体表面活性剂的效力。典型地，乳化剂(C)的量是其它剩余组分的1-3wt％。HLB值在2-20范围内的乳化剂可以高效地使用。优选地，该乳化剂具有HLB值在4-17范围内，这趋向于产生更稳定的乳液。本技术领域中那些熟练技术人员将会认识到，各种乳化剂的掺混物也可以使用。
组分(D)是水且优选是去离子或蒸馏水。
当混合组分(A)-(D)时，优选的是硅氧烷组分(A)和(B)预先混合，在此之后添加组分(C)和(D)，即乳化剂和水，并以任何顺序混合。事实上，当组分(B)(氢官能化聚硅氧烷)具有较低分子量时(例如具有三个甲基氢硅氧基和五个二甲基硅氧基的三甲基硅氧基终端的二甲基/甲基氢线性硅氧烷共聚物)，它在与(C)乳化剂和(D)水掺混之前必须先与组分(A)水不溶性烷氧基硅烷掺混。否则，无法生产出本发明的乳化剂组合物。优选地，组分(C)单独与组分(D)混合。其后，两种混合物(A &B和C & D)在单个容器中合并而且混合30分钟。最后，所获得的混合物一次性通过均化器(在7,500psi或5.17×107pa)或分两次通过sonaltor(在1,400psi或9.65×106pa)以生产本发明的乳液。
当组分(B)是较高分子量的氢官能化聚硅氧烷(例如具有六十个甲基氢硅氧基和粘度为30×10-6m2/sec的三甲基硅氧基终端甲基氢线性硅氧烷)时，所有组分(A)-(D)可加入到容器中并进行混合。通过振荡和使用均化器或让混合物接受超声波能量来增进乳化作用。
非连续有机硅相占水乳液的10-75wt％，但优选占所述水乳液的40-60wt％。
组分(A)与(B)比率应该使得该乳液在室温下贮存6个月或在50℃下贮存6个星期时仍然显示出物理和化学稳定性。
当组分(B)的分子量较低(例如具有三个甲基氢硅氧基和五个二甲基硅氧基的三甲基硅氧基终端二甲基/甲基氢线性硅氧烷共聚物)时，该组分(A)与组分(B)的重量比优选是10∶90-90∶10。当组分(B)的分子量较高(例如具有六十个甲基氢硅氧基的三甲基硅氧基终端甲基氢线性硅氧烷)时，组分(A)与组分(B)的重量比优选是1∶3。
然而，可以相信，组分(A)与组分(B)的重量比大于90∶10将得到一种乳液，它同时显示出化学和物理稳定性，尤其当乳液的pH值保持在4-5时。在此范围内的pH值抑制了有机硅相中组分(A)和(B)的水解和缩合。这可容易地通过向乳液中添加较弱的酸如冰醋酸来实现。
本发明的各种特征和优点将通过下面的实施例来说明。对于实施例1-5和对比实施例1-3，乳液的百分水排除率(“％WE”)可通过使用根据ASTM C 109制得的、从III型砂浆浇铸的5.08×5.08×5.08厘米立方体，利用改进的National Cooperative Highway Research Program 244Protocol(NCHRP 244)来测定。渗透深度可通过破裂已经处理过的样块，然后让断裂面接触sulfanazo 111染料的1％溶液来测量。渗透深度对应于在断裂面上测量的无污垢的深度。
实施例实施例1
在此处，0.8g聚氧乙烯(4)月桂基醚(HLB＝9.7，Brij30，购自ICI Americas，Inc.，Wilmington，Delaware)，1.1g的聚氧乙烯(23)月桂基醚(HLB＝16.9，Brij35，也购自ICI Americas，Inc.)72％水溶液和58.3g去离子水被混合15分钟。36g的具有三个甲基氢硅氧基和五个二甲基硅氧基的、运动粘度为10×10-6m2/sec的三甲基硅氧基终端二甲基/甲基氢线性硅氧烷共聚物和4g的正辛基三乙氧基硅烷被混合5分钟并搅混。混合继续多进行30分钟，所获得的混合物然后在7,500psi或5.17×107Pa下一次通过均化器。这将得到平均粒度400nm的水包油型乳液。
由新鲜乳液所赋予的％WE(百分水排除率)是84。新鲜乳液渗透样块到达3.5mm的深度。然后让乳液在50℃下贮存老化6个星期。老化的乳液保持未破乳且由其赋予的％WE是80.7。实施例2
接着，0.8g聚氧乙烯(4)月桂基醚(HLB＝9.7，Brij30)，1.1g的聚氧乙烯(23)月桂基醚(HLB＝16.9，Brij35)72％水溶液和58.3g去离子水被混合15分钟。20g的具有三个甲基氢硅氧基和五个二甲基硅氧基的、运动粘度为10×10-6m2/sec的三甲基硅氧基终端二甲基/甲基氢线性硅氧烷共聚物和20g的正辛基三乙氧基硅烷被混合5分钟，然后搅混。混合继续多进行30分钟，所获得的混合物然后在7,500psi或5.17×107Pa下一次通过均化器。这将得到平均粒度400nm的水包油型乳液。
由该新鲜乳液赋予的％WE是80.5且该乳液渗透样块到达6mm的深度。新鲜乳液然后在50℃下贮存老化6个星期。老化的乳液保持未破乳且由其赋予的％WE是80.8。实施例3
按照与实施例1中相同的方式制备乳液组合物，只是聚氧乙烯(4)月桂基醚的量降低至0.6g(从0.8g)。
由该新鲜乳液赋予的％WE是83.4且该乳液渗透样块到达4.5mm的深度。新鲜乳液然后在50℃下贮存老化6个星期。老化的乳液保持未破乳且所赋予的％WE是83.6。老化的乳液渗透样块到达5mm的深度。实施例4
1.45g的聚氧乙烯(23)月桂基醚(HLB＝16.9，Brij35)72％水溶液和58.3g去离子水被混合15分钟。20g的具有三个甲基氢硅氧基和五个二甲基硅氧基的、运动粘度为10×10-6m2/sec的三甲基硅氧基终端二甲基/甲基氢线性硅氧烷共聚物和20g的正辛基三乙氧基硅烷被混合5分钟，然后搅混。混合继续多进行30分钟，所获得的混合物然后在7,500psi或5.17×107Pa下一次通过均化器。这得到平均粒度400nm的水包油型乳液。
由该新鲜乳液赋予的％WE是89且该乳液渗透样块到达3.5mm的深度。新鲜乳液然后在50℃下贮存老化6个星期。老化的乳液保持未破乳且由其赋予的％WE是77.5。实施例5
接着，0.8g聚氧乙烯(4)月桂基醚(HLB＝9.7，Brij30)，1.1g的聚氧乙烯(23)月桂基醚(HLB＝16.9，Brij35)72％水溶液和58.3g去离子水被混合15分钟。4g的具有三个甲基氢硅氧基和五个二甲基硅氧基的、运动粘度为10×10-6m2/sec的三甲基硅氧基终端二甲基/甲基氢线性硅氧烷共聚物和36g的正辛基三乙氧基硅烷被混合5分钟，然后搅混。混合继续多进行30分钟，所获得的混合物然后在7,500psi或5.17×107Pa下一次通过均化器。这得到平均粒度400nm的水包油型乳液。
由该新鲜乳液赋予的％WE是84.5且该乳液渗透样块到达6.3mm的深度。新鲜乳液然后在50℃下贮存老化6个星期。老化的乳液保持未破乳和由其赋予的％WE是82.8。对比实施例1
之后，0.8g聚氧乙烯(4)月桂基醚(HLB＝9.7，Brij30)，1.1g的聚氧乙烯(23)月桂基醚(HLB＝16.9，Brij35)72％水溶液和58.3g去离子水被混合15分钟。加入40g正辛基三乙氧基硅烷，混合继续多进行30分钟。所获得的混合物然后在7,500psi或5.17×107Pa下一次通过均化器。
由该新鲜乳液赋予的％WE是78.2且该乳液渗透样块到达5mm的深度。新鲜乳液然后在50℃下贮存老化6个星期。老化的乳液保持未破乳，但由其赋予的％WE仅仅是28.5。因此，在配方中任何氢官能化聚硅氧烷的缺少将导致得到化学不稳定的组合物。对比实施例2
随后，0.8g聚氧乙烯(4)月桂基醚(HLB＝9.7，Brij30)，1.1g的聚氧乙烯(23)月桂基醚(HLB＝16.9，Brij35)72％水溶液和58.3g去离子水被混合15分钟。然后添加40g的丙基三甲氧基硅烷，混合继续多进行30分钟。所获得的混合物接着在7,500psi或5.17×107Pa下一次通过均化器。这得到平均粒度400nm的水乳液。
由该新鲜乳液赋予的％WE是50且该乳液渗透样块到达1mm的深度。新鲜乳液不再进行老化。因此，在配方中不存在氢官能化聚硅氧烷和丙基三甲氧基硅烷(不属于这里对于组分(A)所定义的水不溶性烷氧基硅烷)的使用不会得到具有可接受的防水性的组合物。对比实施例3
此外，0.6g聚氧乙烯(4)月桂基醚(HLB＝9.7，Brij30)，1.1g的聚氧乙烯(23)月桂基醚(HLB＝16.9，Brij35)72％水溶液和58.3g去离子水被混合15分钟。其后，添加20g的正辛基三乙氧基硅烷和混合继续进行30分钟。接着，添加20g的具有三个甲基氢硅氧基和五个二甲基硅氧基的、运动粘度为10×10-6m2/sec的三甲基硅氧基终端二甲基/甲基氢线性硅氧烷共聚物，混合继续多进行30分钟。最后，所获得的混合物然后在7,500psi或5.17×107Pa下一次通过均化器。这得到平均粒度400nm的水乳液。
由该新鲜乳液赋予的％WE是80.8且该乳液渗透样块到达5.5mm的深度。新鲜乳液然后在50℃下贮存老化6个星期。老化的乳液保持未破乳和由其赋予的％WE是30.2。老化乳液的渗透深度是1mm。将这些结果与实施例2的结果比较。然后可以看出，当较低分子量的氢官能化聚硅氧烷用作组分(B)时，有必要在添加(C)和(D)之前掺混组分(A)和(B)。按必需的顺序混合这些组分的失败可能生产出缺乏化学稳定性的组合物。实施例6
157.5g的具有六十个甲基氢硅氧基和运动粘度为30×10-6m2/sec的三甲基硅氧基终端甲基氢线性硅氧烷，52.5g的正辛基三乙氧基硅烷，4.2g的聚氧乙烯(4)月桂基醚(HLB＝9.7，Brij30)，19.5g的聚氧乙烯(23)月桂基醚(HLB＝16.9，Brij35)的28％水溶液和116.3g的去离子水在容器中搅混。容器内容物被振荡几分钟然后在各广口瓶中分成40g批料。接着将超声波探针的尖头放置在各广口瓶中心的液面下方3/8英寸(1cm)的地方。探针增能到40-55％之间的设定值(超声波处理器的额定值在475瓦最高功率)和混合物在这些条件下处理30秒。在探针增能后的几秒之内形成了乳液，这可由所形成和保留的乳白色外观来验证。从各广口瓶中取出探针，装上盖子，将混合物振荡10-15秒，然后放入冷自来水的水流中1分钟以冷却广口瓶及其内容物。将探针重新按以前一样插入并增能另外30秒时间。装上盖子和将广口瓶再次振荡，随后与前面一样冷却。该过程重复进行几次，要求各广口瓶的内容物用超声波探针处理总共2.5分钟。广口瓶的内容物然后被合并和混合形成单个组合物。该组合物由60wt％的含水的、水包油型乳液组成，其中油相由75wt％聚甲基氢硅氧烷和25wt％正辛基三乙氧基硅烷组成。正辛基三乙氧基硅烷(A)与氢官能化聚硅氧烷(B)的重量比是25∶75。非连续有机硅相的平均粒度是435nm。
250g所制备的乳液被稀释在5公斤水中并放置于槽中。这得到具有3wt％的有机硅含量的浴液。预先称重的复合板(它包括固化水泥和纤维素纤维，尺寸为320×120×8mm，由Duralita Corporation ofGuatemala制造)浸泡在浴液中达12秒时间。从浴液中取出板，让其静置2分钟使表面的水消散，然后重新称重。在浸泡前后的重量的差异用于计算由板吸收的稀释有机硅乳液的量，它是该板干重的5.9wt％。
该板然后被干燥7天并再次称重。干燥的板之后在水浴中20英寸(50.8cm)的深度浸泡2小时，取出，适宜地沥干和重新称重，测定所吸收的水的重量百分数为1.9wt％。
用第二块板重复这一试验，被吸收的有机硅乳液的量是5.7wt％。在第一次处理之后所吸收的水的量经测定是1.8wt％。
最后，乳液在室温下贮存和在一年的时间内定期观察。现已发现它具有不随时间而变化的物理稳定性(即保持未破乳)。实施例7
通过如下方法制备与实施例6类似的乳液：首先在2夸脱(1.9升)广口瓶中将33.4g的聚氧乙烯(23)月桂基醚溶液(BRIJ35，在水中72％活性成分)在547.0g的热(60℃)自来水中混合30分钟形成溶液。接着，添加225g的正辛基三乙氧基硅烷，675g的具有三个甲基氢硅氧基和五个二甲基硅氧基的、运动粘度为10×10-6m2/sec的三甲基硅氧基终端二甲基/甲基氢线性硅氧烷共聚物，18g的聚氧乙烯(4)月桂基醚(BRIJ30)和1.6g冰醋酸。广口瓶的内容物被搅拌1小时以形成分散液。随后通过将分散液泵抽到装有入口和出口和配有超声波触角的不锈钢圆筒中来对该液体进行超声波处理。从超声波处理器中流出的液体具有乳白色液体的外观并被收集到另一广口瓶中。当整个投料处理完毕时，让其第二次通过超声波装置。该组合物由60％活性水乳液组成，非连续的有机硅相(活性相)由75wt％的三甲基硅氧基终端甲基-氢线性硅氧烷和25％的正辛基三乙氧基硅烷组成。乳液的有机硅相具有平均粒度(使用NIACOMP370亚微细粒粒度仪的光散射法)为563nm，其中99％的颗粒小于1420nm，基于活性成分，乳液也含有0.18％乙酸。
两件水泥板使用与实施例6中所述相同的程序进行处理和试验。由两件板所吸收的有机硅乳液的重量百分数分别是6.3和6.4wt％。水的吸取量是2.4和2.5wt％。
最后，乳液在室温下贮存和在一年的时间内定期观察。在这一段时间内乳液保持未破乳。因此，当较高分子量的氢官能化聚硅氧烷用作组分(B)时，有机硅组分(A)和组分(B)的预混似乎没有必要。对比实施例4
按照类似方式制备与实施例6中类似的乳液，只是它仅含有正辛基三乙氧基硅烷和不含氢官能化聚硅氧烷。13.4g的聚氧乙烯(23)月桂基醚溶液(BRIJ35L，在水中72％活性成分)然后与218.0g的热(60℃)自来水掺混并在2夸脱(1.9升)广口瓶中搅混30分钟而形成溶液。接着，添加360g的正辛基三乙氧基硅烷，7.2g的聚氧乙烯(4)月桂基醚(BRIJ30)和0.7g的冰醋酸。广口瓶的内容物被搅拌1小时以形成分散液。随后通过将分散液泵抽到装有入口和出口和配有超声波触角的不锈钢圆筒中来对该液体进行超声波处理。从超声波处理器中流出的液体具有乳白色液体的外观并被收集在另一广口瓶中。当整个投料处理完毕时，让其第二次通过超声波装置。该组合物由60％活性水乳液组成。非连续的有机硅相(活性相)主要由正辛基三乙氧基硅烷组成。该乳液具有平均粒度(NIACOMP370亚微细粒粒度仪)为514nm，其中99％的颗粒小于1447nm，基于活性成分，该乳液也含有0.2％乙酸。
两件水泥板使用与实施例6中所述相同的程序进行处理和试验。被两板吸收的有机硅乳液的重量百分数分别是6.1和6.2wt％。水的吸取量是2.9和4.8wt％。
最后，该乳液在室温下贮存和定期观察。仅仅在1个星期过后该乳液就破乳。因此，由于在配方中不包括氢官能化聚硅氧烷，得到了物理不稳定的乳液。
从前面的实施例1-7可以清楚地看出，根据本发明制得的水乳液显示出优异的防水性能，即使被稀释也同样具有优异的防水性能。而且，当实施例1-5的热老化乳液的％WE与对比实施例1-4的结果对比和实施例6和7的老化结果与对比实施例5的结果对比时，由本发明的乳液所显示出的非常突出的物理和化学稳定性得到清楚地体现。
本技术领域中那些熟练技术人员将会认识到，本发明的新型组合物能够用于在砖石建筑基底的表面上提供固化的防水性涂层，方法是用组合物涂敷基底的表面和让组合物固化。按照类似的方式，本发明的组合物能够与可凝固的砖石建筑组合物如砂浆或石膏一起掺混，也赋予凝固的组合物以防水性能。

Claims (11)

1.包括水乳液的贮存稳定组合物，该水乳液包括连续水相和非连续有机硅相；该乳液能够从以下这些组分配制：
(A)具有通式Rn-Si-R′(4-n)的水不溶性烷氧基硅烷，其中n是1-2的数，R是C5-C20一价烃基和R′是C1-C4烷氧基；
(B)具有至少两个硅键接氢原子/每分子、至少五个硅氧基单元/每分子和在25℃下运动粘度在0.5×10-6和1,000×10-6m2/sec之间的氢官能化聚硅氧烷；
(C)乳化剂；和
(D)水，
所述非连续有机硅相包括组分(A)和(B)，所述连续水相包括水；
该组分(A)和(B)按10∶90～90∶10的(A)∶(B)重量比存在于有机硅相中，该重量比应该使得在室温下贮存六个月或在50℃下贮存六个星期之后该乳液是物理和化学稳定的；和
该有机硅相以10-75wt％的量存在于所述水乳液中。
2.根据权利要求1的组合物，其中组分(B)是具有三个甲基氢硅氧基和五个二甲基硅氧基的、运动粘度为10×10-6m2/sec的三甲基硅氧基终端二甲基/甲基氢线性硅氧烷共聚物。
3.根据权利要求1的组合物，其中组分(B)是具有六十个甲基氢硅氧基和运动粘度为30×10-6m2/sec的三甲基硅氧基终端甲基氢线性硅氧烷。
4.根据权利要求3的组合物，其中组分(A)∶(B)的重量比是1∶3。
5.根据权利要求1的组合物，其中乳化剂组分(C)具有的疏水亲脂平衡值为2-20。
6.根据权利要求1的组合物，其中乳化剂是聚氧乙烯月桂基醚。
7.根据权利要求1的组合物，进一步包括用量足以使组合物的pH值保持在4-5之间的酸。
8.制造包括水乳液的贮存稳定组合物的方法，该乳液包括连续水相和非连续有机硅相，包括以下步骤：
(I)掺混以下组分：
    (A)具有通式Rn-Si-R′(4-n)的水不溶性烷氧基硅烷，其中n是1-2
的数，R是C5-C20一价烃基和R′是C1-C4烷氧基；和
    (B)具有至少两个硅键接氢原子/每分子、至少五个硅氧基单
元/每分子和在25℃下运动粘度在0.5×10-6和1,000×10-6m2/sec之
间的氢官能化聚硅氧烷；和
(II)将步骤(I)中获得的掺混物与下列组分搅混：
    (C)乳化剂；和
    (D)水；和然后
(III)将步骤(II)中获得的混合物加以乳化形成所述乳液，其中所述非连续有机硅相包括组分(A)和(B)，连续水相包含组分(D)水；
该组分(A)和(B)按10∶90～90∶10的(A)∶(B)重量比存在于有机硅相中，该重量比应该使得在室温下贮存六个月或在50℃下贮存六个星期之后该乳液是物理和化学稳定的；和
该有机硅相以10-75wt％的量存在于所述水乳液中。
9.包括砖石建筑基底的制品，该基底露出至少一个表面，该表面涂有前面权利要求1-7中任何一项的贮存稳定组合物。
10.为砖石建筑基底提供固化防水性涂层的方法，该基底露出至少一个表面，该方法包括用权利要求1-7中任何一项的水乳液涂敷该表面。
11.为可凝固砖石建筑组合物提供防水性能的方法，该方法包括将可凝固的砖石建筑组合物与权利要求1-7中任何一项的水乳液掺混。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2212658T3 (es) * 1998-12-10 2004-07-16 Dow Corning Corporation Emulsiones acuosas de silano estabilizadas.
US6403163B1 (en) * 2000-06-27 2002-06-11 Chemrex, Inc. Method of treating surfaces with organosilicon water repellent compositions
US6323268B1 (en) * 2000-06-27 2001-11-27 Dow Corning Corporation Organosilicon water repellent compositions
US6743516B2 (en) 2000-09-29 2004-06-01 Guardian Industries Corporation Highly durable hydrophobic coatings and methods
JP2003048790A (ja) * 2001-08-02 2003-02-21 Kajima Corp コンクリートの表面被覆工法および断面修復工法
US20030129419A1 (en) * 2001-10-30 2003-07-10 3M Innovative Properties Company Stain resistant treatment for porous substrates
KR100511565B1 (ko) * 2002-10-11 2005-09-02 김인선 동결안정성을 가지는 실리콘계 수성 발수 에멀젼
EP1660584B1 (en) 2003-08-27 2014-05-21 Dow Corning Corporation Silicone oil-in-water (o/w) emulsions or compositions useful for water repellent applications
CN100335588C (zh) * 2005-04-28 2007-09-05 陈俊光 有机硅活性防水粉及其制造方法
US20090155199A1 (en) * 2006-04-24 2009-06-18 Eilaz Babaev Apparatus and methods for pain relief using ultrasound energized polymers
EP2139963B1 (en) * 2007-04-26 2015-05-20 Dow Corning Corporation Aqueous silicone emulsions for imparting water repellency
FR2921360B1 (fr) * 2007-09-21 2010-09-17 Weber & Broutin Sa Enduit monocouche pour facade et sa fabrication
KR20110079845A (ko) 2008-10-24 2011-07-08 다우 코닝 코포레이션 실리콘-함유 화합물을 함유하는 조성물
CN102051120A (zh) * 2009-11-03 2011-05-11 汉高股份有限及两合公司 一种超疏水涂层材料及其制备方法和超疏水涂层
WO2011087829A1 (en) 2009-12-22 2011-07-21 Dow Corning Corporation Aqueous emulsions of alkylalkoxysilanes
JP2013515154A (ja) 2009-12-22 2013-05-02 ダウ コーニング コーポレーション 水分散性のシリコーン樹脂
WO2012012529A1 (en) 2010-07-22 2012-01-26 Dow Corning Corporation Process for making polysiloxane emulsions
JP5637514B2 (ja) * 2011-02-15 2014-12-10 住友金属鉱山シポレックス株式会社 軽量気泡コンクリート
CN102417363B (zh) * 2011-08-02 2013-05-01 中国科学院化学研究所 一种微纳米多孔复合材料及其制备方法
KR101366638B1 (ko) * 2011-12-30 2014-02-25 주식회사 케이씨씨 발수첨가제 조성물
WO2017184231A1 (en) 2016-04-20 2017-10-26 Dow Corning Corporation Lithium alkylsiliconate composition, coating, and method of making same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4643771A (en) * 1984-08-09 1987-02-17 Bayer Aktiengesellschaft Production of water-repellent moldings from plaster
US4648904A (en) * 1986-02-14 1987-03-10 Scm Corporation Aqueous systems containing silanes for rendering masonry surfaces water repellant
US5091002A (en) * 1989-04-08 1992-02-25 Th. Goldschmidt Ag Preparation for the water-repellent impregnation of porous mineral building materials
US5110684A (en) * 1990-11-07 1992-05-05 Dow Corning Corporation Masonry water repellent
CN1102841A (zh) * 1993-08-26 1995-05-24 拜尔公司 用于制备防粘附有机聚硅氧烷膜的有机聚硅氧烷混合物

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US33759A (en) * 1861-11-19 Improved modeof securing knobsto doors, drawers,xgc
USRE33759E (en) * 1986-02-14 1991-12-03 Pcr Group, Inc. Aqueous systems containing silanes for rendering masonry surfaces water repellant
DE4029640A1 (de) * 1990-09-19 1992-03-26 Goldschmidt Ag Th Zubereitung zur wasserabweisenden impraegnierung poroeser mineralischer baustoffe

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4643771A (en) * 1984-08-09 1987-02-17 Bayer Aktiengesellschaft Production of water-repellent moldings from plaster
US4648904A (en) * 1986-02-14 1987-03-10 Scm Corporation Aqueous systems containing silanes for rendering masonry surfaces water repellant
US4648904B1 (zh) * 1986-02-14 1988-12-06
US5091002A (en) * 1989-04-08 1992-02-25 Th. Goldschmidt Ag Preparation for the water-repellent impregnation of porous mineral building materials
US5110684A (en) * 1990-11-07 1992-05-05 Dow Corning Corporation Masonry water repellent
CN1102841A (zh) * 1993-08-26 1995-05-24 拜尔公司 用于制备防粘附有机聚硅氧烷膜的有机聚硅氧烷混合物

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Publication number Publication date
AR017482A1 (es) 2001-09-05
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WO1999050355A1 (en) 1999-10-07
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ATE232891T1 (de) 2003-03-15

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