CN1596234A - 多孔基材的防沾污处理 - Google Patents
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Abstract
一种水性组合物，包括硅烷以及约0.01－2重量％的阳离子季铵表面活性剂，该硅烷包括正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物或它们的组合。该组合物任选地含有硅氧烷及挥发性载体，该硅氧烷选自甲基氢硅氧烷，甲基氢－甲基烷基硅氧烷共聚物，甲基氢－环硅氧烷共聚物、甲基氢－甲基烷基环硅氧烷共聚物以及它们的组合。
Description
发明背景
本发明用于使多孔基材具有防沾污性及抗水抗油性。
多孔基材例如灰浆，瓦片，大理石，混凝土、砖块和石头广泛应用于地面，台面，建筑物，车库地面，车道和游泳池的构造中。如果缺乏保护，这些基材接触到污垢，水性或油性污渍时往往变色，它们尤其易受油，体液如尿和血，食料，皂垢及水里的组分如铁和钙等的污染。高度潮湿的环境中真菌和细菌的滋生也会使这些多孔基材变色。
这些基材的多孔性使得它们很难清洗、去污及免于变色。尤其是灰浆，由于其多孔性和通常粗糙的表面，很难清洗。
已经开发了不同的组合物尝试处理这些多孔基材，赋予它们防水或更抗水性。防水组合物常含有如聚氯乙烯，聚乙烯，聚氨酯等成膜组分，这往往会改变处理表面的外观。防水组合物也会在处理表面内夹带湿气，进而促进真菌和细菌的滋生。
抗水组合物通常含有丙烯酸酯，有机硅，烷基硅羧酸酯(Silconate)、硅烷和氟化合物。基于有机硅化学的抗水组合物提供抗水性，但它们常缺乏抗油性和防沾污性。
美国专利5,393,330(chen)公开了一种水乳液，它赋予砌体抗水性，并包含烷基烷氧基硅烷和/或季铵表面活性剂或季铵表面活性剂与氨基和/或非离子表面活性剂的混合物。
美国专利5,421,866(Stark-Kasley等)公开了一种用处理砌体表面以使其具有抗水性的水乳液组合物。该组合物包括烷氧基硅烷和含有由氨基和季案基有机官能团组成的基团的硅烷偶联剂。
欧洲专利EP0733607公开了赋予砌体材料抗水性的水乳液，该乳液由烷基烷氧基硅烷，乳化剂和水组成。该乳化剂包括季铵表面活性剂。
概述
一方面，本发明涉及一种水性组合物，该水性组合物包括硅烷，其包括正烷基烷氧基硅烷、正烷基烷氧基硅烷缩合物或者它们的组合；和0.01-2重量％的阳离子季铵表面活性剂。一个实例中，硅烷是正辛基三烷氧基硅烷。其他实例中，烷基选自正辛基三乙氧基硅烷和正辛基三甲氧基硅烷。
在一些实例中，阳离子季铵表面活性剂包括单烷基三甲基季铵化合物。其它实例中，阳离子季铵表面活性剂选自下列化合物，二烷基二甲基季铵化合物，三烷基单甲基铵化合物，苄基季铵化合物，烷氧基烷基季铵化合物，酯季铵化合物，咪唑鎓季铵化合物，二酰氨基胺(diamidoamine)季铵化合物和它们的组合。
一个实例中，阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物：
式中R1是甲基基团或含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，R2是甲基基团或含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，R’n或C(X1)2-苄基，其中X1是氢或卤素如氯或溴。R3是甲基基团或含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，R4是甲基基团或含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团或R’n，R’是2-羟乙基或聚乙氧基乙醇，n是从1到50的氧化烯烃的单元。R1，R2，R3，R4中至少有一个是甲基基团，至少有一个是含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
在一些实例中，阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物，
式中R是含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
在其它实例中，阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物，
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链的，饱和或不饱和的脂族基团，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
在一些实例中，阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物，
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链的，饱和或不饱和的脂族基团，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
在一个实例中，阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物，
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链的，饱和或不饱和的脂族基团，X1是氢或卤素，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
在其它实例中，阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物，
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链的，饱和或不饱和的脂族基团，R’是2-羟乙基或聚乙氧基乙醇，n是从1到50的氧化烯烃的单元，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
在某些实例中，阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物，
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链的，饱和或不饱和的脂族基团，R’是2-羟乙基或聚乙氧基乙醇，n是从1到50的氧化烯烃的单元，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
其它实例中，阳离子季铵表面活性剂包括有机硅烷季胺化合物。有些实例中，阳离子季铵表面活性剂包括氟烷基季铵化合物。
在某些实例中，组合物含有0.01-0.5重量％的阳离子季铵表面活性剂。在其它实例中，正辛基三乙氧基硅烷和阳离子季铵表面活性剂的比率约为1∶1-10∶1。在另一实例中，正辛基三乙氧基硅烷和阳离子季铵表面活性剂的比率约为1∶1到5∶1。
其它实例中，组合物还包括硅氧烷，该硅氧烷包括甲基氢硅氧烷，甲基氢-甲基烷基硅氧烷共聚物，甲基氢-环硅氧烷共聚物，甲基氢-甲基烷基环硅氧烷共聚物或它们的组合。
在另一实例中，组合物还包括挥发性的载体。在一个实例中，挥发性载体包括通式如下的环二甲基硅酮：
式中z＝4-6，例如八甲基环四硅氧烷。
在一个实例中，组合物还含有非离子表面活性剂，如聚氧乙烯醇，乙氧基化壬基酚，脱水山梨糖醇脂肪酸酯，脂肪酸甘油酯，聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯以及它们的组合。在其它实例中，组合物基本上不含有非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。
在另一实例中，组合物包括约0.1-3重量％的硅烷，该硅烷选自正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物和它们的组合。在其它实例中，组合物包含约0.01-0.5重量％的阳离子季铵表面活性剂。在一个实例中，硅烷与阳离子季铵表面活性剂的比率约为1∶1-10∶1。在一些实例中，硅烷与阳离子季铵表面活性剂的比率约为1∶1-5∶1。
另一方面，本发明的水性组合物包括第一硅氧烷，其选自甲基氢硅氧烷，甲基氢-甲基烷基硅氧烷共聚物，甲基氢-环硅氧烷共聚物，甲基氢-甲基烷基环硅氧烷共聚物和它们的组合；硅烷，其包括正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物或它们的组合；挥发性载体和阳离子季铵表面活性剂。在一个实例中，硅烷包括正辛基三烷氧基硅烷，其它实例中，硅烷选自正辛基三乙氧基硅烷和正辛基三甲氧基硅烷。在一个实例中，硅烷与阳离子季铵表面活性剂的比率约为1∶1-10∶1。在其它实例中，硅烷与阳离子季铵表面活性剂的比率约为1∶1到5∶1。在另一实例中，挥发性载体包括环二甲基硅酮，例如八甲基环四硅氧烷。在一些实例中，组合物基本上不含有非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。
在一个实例中，水性组合物包括甲基氢硅氧烷，八甲基环四硅氧烷，正辛基三乙氧基硅烷和阳离子季铵表面活性剂。
在一些实例中，水性组合物包括甲基氢硅氧烷，八甲基环四硅氧烷，正壬基三乙氧基硅烷和阳离子季铵有机硅烷化合物。
另一方面，本发明阐述了处理多孔基材的方法，该方法包括使多孔基材与水性组合物接触，该水性组合物包括由下列组成：硅烷，其包括正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物或它们组合、和约0.01-2重量％的阳离子季铵表面活性剂；并使涂布的基材干燥。在一个实例中，该方法还包括在使多孔基材与水性组合物接触前，先清洗多孔基材。一些实例中，多孔基材选自灰浆，石膏，拉毛灰泥，混凝土，瓦片，砖块，石头，玻璃及它们的组合。在其它实例中，石头选自石板，大理石，水磨石，花岗石，石灰石及它们的组合。
在其他方面，本发明涉及一种制品，其包括多孔基材，和置于该多孔基材上的组合物，该组合物包括硅烷，该硅烷包括正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物或它们的组合；和约0.01-2重量％的阳离子季铵表面活性剂。在一个实例中，该组合物与多孔基材化学结合。在其它实例中，多孔基材选自灰浆，石膏，拉毛灰泥，混凝土，瓦片，砖块，石头，玻璃及它们的组合。在一些实例中，石头选自石板，大理石，水磨石，花岗石，石灰石及它们的组合。
另一方面，本发明涉及防沾污组合物，包括其硅烷，该硅烷包括正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物或它们的组合；和约0.01-2重量％的阳离子季铵表面活性剂，用该组合物处理的多孔基材与未处理多孔基材相比，防沾污性能有很大提高。
该组合物可以为多孔基材提供防沾污性包括防油渍和防水渍性，尤其适用于多孔硅质基材。用该组合物处理的基材也会有良好的抗水和抗油性。该组合物还能很好地抑制在涂布组合物的表面真菌和细菌的滋生。该组合物可以配制，使得处理前基材的美观(如光泽度)在对基材涂布组合物后仍可以保持。
本发明的其他特点和优点将可从下面优选实例的说明和权利要求书中清楚看出。
详细说明
该水性组合物是一种乳液，它包括：硅烷(例如正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物或它们的组合)，阳离子季铵表面活性剂和水。该组合物也任选地包括硅氧烷和挥发性载体。该组合物可涂布于基材，干燥后，包括硅烷与所述阳离子季铵表面活性剂(如果作为有机硅烷季铵表面活性剂存在)及硅氧烷(如果存在)的反应产物。该组合物赋予处理基材防沾污性，抗水及抗油性。该组合物最好能渗透到表面的孔中，并使之防污染剂，该污染剂包括，例如污垢，油，脂，食料，皂垢，体液，水中如铁和钙等组分。
合适的正烷基烷氧基硅烷的通式是R1Si(R2)4-a，式中R1是直链或支链的有1-18个碳原子的卤化或非卤化基团，R2是可水解的基团，包括如1到3个碳原子的烷氧基，卤化物，氨基和羧酸酯，a＝1-3。有用的正烷基烷氧基硅烷包括正辛基三乙氧基硅烷，正辛基三甲氧基硅烷及它们的缩合物及混合物。该组合物中硅烷的量较好为0.1-约15重量％，更好约为0.1-10重量％，最好为0.5-约5重量％。
适用的阳离子季铵表面活性剂包括通式为[R1 4-nSi(CH2)v-N(R2)3]X的有机硅烷季铵化合物，式中R1是烷氧基基团例如甲氧基和乙氧基，n从1到4，v从2到4，每个R2分别是支链或非支链，取代或未取代含有1到20个碳原子(1-6个或10-20个碳原子较好，1-4个或14-18个碳原子更佳)的脂族基团，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。适用的有机硅烷季铵表面活性剂，可以AegisEnvironment(Midland，Michigan)和Bioshield(Norcross，Georgia)以AEM5772牌号(3-甲氧基甲硅烷基丙基二甲基十八烷基氯化铵)购得。
其他适合的阳离子季铵表面活性剂的例子包括：四价单烷基三甲基季铵化合物，二烷基二甲基季铵化合物，三烷基单甲基铵化合物，苄基季铵化合物，烷氧基烷基季铵化合物，酯季铵化合物，咪唑鎓季铵化合物，二酰氨基胺季铵化合物及它们的组合。季铵表面活性剂的合适例子包括十八烷基三甲基氯化铵，椰油三甲基氯化铵，牛油三甲基氯化铵，二甲基80重量％山萮基苄基氯化铵，大豆油三甲基氯化铵，甲基二(2-羟乙基)椰油氯化铵，脱氢牛油二甲基氯化铵，甲基十二烷基苄基三甲基氯化铵，月桂基二甲基苄基氯化铵，烷基二甲基-3，4-二氯-苄基氯化铵，辛基苯氧基乙氧基乙基二甲基苄基氯化铵，辛基甲苯氧基乙氧基乙基二甲基苄基氯化铵，氯化椰油酰氨基丙基PG-二甲铵(dimonium)，氯化2-羟乙基苄基硬脂基咪唑鎓，氯化1-十六烷基吡啶鎓，溴化十六烷基吡啶鎓，硬脂基二甲基苄基氯化铵，油基二甲基苄基氯化铵(Olealkonium chloride)，氟烷基季铵化合物及它们的组合。
适用的阳离子季铵化合物包括：
如下通式的单烷基三甲基季铵化合物
式中每个R是含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
如下通式的二烷基二甲基季铵化合物：
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链的，饱和或不饱和的脂族基团，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
如下通式的三烷基单甲基季铵化合物：
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链的，饱和或不饱和的脂族基团，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
如下通式的苄基季铵化合物：
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链的，饱和或不饱和的脂族基团，X1是氢或卤原子(如氯和溴)，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
如下通式的烷氧基烷基季铵化合物分子式如下：
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链的，饱和或不饱和的脂族基团，R’是2-羟乙基或聚乙氧基乙醇，n是1到50的氧化烯单元，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
如下通式的烷氧基烷基季铵化合物：
式中，每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链的，饱和或不饱和的脂族基团，R’是2-羟乙基或聚乙氧基乙醇，n是1到50的氧化烯单元，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
适用的氟烷基季铵化合物包括：例如FC135(购自Minnesota Mining andManufacturing，St.Paul，Minnesota)，Zonyl FSC和FSK(购自Du Pont，Wilmington，Delaware)。
水性组合物中阳离子季铵表面活性剂的量不超过3重量％，0.01-2重量％较好，约0.01-1重量％更好，约0.01-0.5重量％最佳。组合物可以包装为浓缩物用于以后稀释。在浓缩态下，组合物较好包括阳离子季铵表面活性剂，其量约在1-20重量％较好，约2-10重量％更好，3-6重量％最佳。
水性组合物中正烷基烷氧基硅烷(或其缩合物)和阳离子季铵表面活性剂的比率较好约为1∶1-10∶1。更好约为1∶1到5∶1。
硅氧烷最好是甲基氢硅氧烷，通式如下：
式中，y为1到50，其它适用的硅氧烷包括：例如甲基氢-甲基烷基硅氧烷共聚物(如甲基氢-二甲基硅氧烷共聚物)，甲基氢-环硅氧烷共聚物和甲基氢-甲基烷基环硅氧烷共聚物。组合物中硅氧烷的量为0.01-约15重量％较好，约0.1-10重量％更好，0.5-约5重量％最佳。
涂布基材后，挥发性载体在室温下重量(约25℃)挥发。适用的挥发性载体包括例如醚，酯，二醇，乙二醇醚，乙酸乙酯，醋酸乙二醇醚酯，环二甲基硅酮及它们的混合物。优选的挥发性载体是环二甲基硅酮，通式如下：
式中z＝4-6。适用的环硅氧烷是八甲基环四硅氧烷。组合物中挥发性载体的量为0.05-约20重量％较好，约0.05-10重量％更好，0.05-约5重量％最佳。
市售的适用的含有甲基氢硅氧烷，环二甲基硅酮和正烷基烷氧基硅烷的乳液的例子是购自Dow Chemical(Midland，Michigan)牌号DC2-1251，该乳液包括：甲基氢硅氧烷，八甲基环四硅氧烷和正辛基三乙氧基硅烷。
水性组合物可任选地含有乳化剂，该乳化剂包括，例如非离子型表面活化剂，如聚氧乙烯醇，乙氧基化壬基酚，脱水山梨醇脂肪酸酯，脂肪酸甘油酯，聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯及它们的组合。有用的市售的非离子表面活性剂有DowCjemical Company的牌号为BRIJ35和TERGITOL 15-s-3聚氧乙烯醇，Shell(Houston，Texas)的牌号为NP-6和NP-7的乙氧基化壬基酚，Uniqema(Wilmington，Delaware)的牌号为Span20，40，60和80的脂肪酸甘油酯，Uniqema牌号为Tween61和81的聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯。
水性组合物中非离子，阴离子或两性表面活性剂的量较好不超过15重量％，不超过10重量％更好，最好水性组合物基本不含有非离子，阴离子和两性表面活性剂，即非离子和阴离子表面活性剂量小于5重量％。
水性组合物也可以包含其它添加剂，如：铺展剂，湿润剂，二氧化硅填料，增稠剂，颜料，防腐剂，防霉剂，香料，溶剂，指示剂及它们的混合物。
组合物可随其干燥而湿固化。最好组合物中至少有一种组分与多孔基材表面形成化学键。
这一组合物很适用于处理多孔基材，包括例如硅质基材，如灰浆，混凝土，粘土，砖块，石头，瓷硅，石膏，屋面瓦，车道，车库地面，建筑物，台面，地面；钙质基材，如：大理石，花岗石及石灰石。该组合物也可用于处理如乙烯基塑料，木材，瓷砖，地毯等基材。该组合物当涂布于基材并干燥后可以提供以下功能如：涂敷，密封，防护或兼而有之。
可用于用该水性组合物处理多孔基材的各种涂布技术包括，如：喷涂，涂漆，浸渍，浸泡，用拖把擦抹或上述方法的结合。该涂布技术可使用的各种工具包括：例如刷子，辊子，喷枪，海绵擦子，破布，拖把，和它们的组合。表面在涂布该组合物前最好先干燥。
要处理的基材在用该水性组合物处理前也可先进行如清洗的预处理。适用的清洗组合物包括碱溶液和酸溶液。如果使用酸溶液，用后宜进行中和。
下面将用实施例阐述本发明。除非另有指出，所有的比率和百分率都以重量计。
实施例
测试方法
实施例中所用的测试方法如下。
沾污测试方法
测试样制备方法
将沙瓦灰浆混合物(Custom，Seal Beuck，California)浇铸在乙烯基树脂板上，在乙烯基树脂板将其弄平，使用前空气干燥至少24小时。灰浆砖然后被划分为12到16个大小为2英寸×2英寸(5cm×15cm)的沾污区。使用一次性吸管吸取2克待测防沾污组合物加到一个区域，然后用一个Q头的棉涂敷器将其在该区域涂均匀。其他待测防沾污组合物加到该基材的其他区域中，使涂敷区域干燥24小时。
测试样评价方法
将一次性吸管装满沾污液。在测试区上滴加5滴沾污液，让液滴在测试区停留20分钟，然后用纸巾从表面擦去。
然后将含6重量％Dawn餐具洗涤剂的水溶液反复地喷到用吸管沾污的试样上。然后用3M的Scotch Brite擦洗垫刮擦该沾污的砖以除去污渍。试样然后用水漂洗，干燥。
刮擦后拍下测试基材的照片。
然后观察污渍，根据以下标准从0-5中确定一值。5＝看不到污渍，4＝可看到微量污渍，3＝仅可见看到液滴轮廓线，2＝可看到液滴轮廓线，1＝可看到液滴的深色轮廓线，0＝可看到扩散了的深色污渍。
对照物1
对照物1是未处理的基材。用测试样评价方法对其进行评估。结果如表2所示。
对比实施例C1-C2
对比实施例1是8重量％的DC2-1251乳液(甲基氢硅氧烷，八甲基环四硅氧烷和正辛基三乙氧基硅烷)(Dow Chemical Company，Midland，MI)和92重量％蒸馏水。
对比实施例2是10重量％的DC2-1251乳液和90重量％蒸馏水。
实施例1-19
实施例1-19的组合物是按表1中列出的用量将DC2-1251乳液((甲基氢硅氧烷，八甲基环四硅氧烷和正辛基三乙氧基硅烷)(Dow Chemical Company，Midland，MI)，AEM5772 3-三甲氧基甲硅烷基丙基二甲基十八烷基氯化铵(50重量％溶液)(Aegis Midland，Michigan)及蒸馏水混合在一起并搅拌10分钟而制得。
对比实施例C1-C2及实施例1-19的组合物按上述的沾污测试方法在基材上试验，结果见表2。
实施例1-19的处理表面的抗油性通过在处理表面上滴加一滴油来观察。每个实施例中，油滴在表面上停留20分钟再用纸巾擦去。
表1
| 样品 | 重量％DC2-1251 | 重量％AEM5772 | 重量％去离子水 |
| C1 | 8 | 0 | 92 |
| C2 | 10 | 0 | 90 |
| 1 | 8 | 4.60 | 87.40 |
| 2 | 10 | 4.60 | 85.40 |
| 3 | 8 | 5.80 | 86.20 |
| 4 | 8 | 3.00 | 89.00 |
| 5 | 8 | 1.75 | 90.25 |
| 6 | 8 | 1.20 | 90.80 |
| 7 | 8 | 0.58 | 91.40 |
| 8 | 8 | 0.30 | 91.70 |
| 9 | 8 | 0.12 | 91.88 |
| 10 | 7 | 0.58 | 92.40 |
| 11 | 7 | 0.30 | 92.70 |
| 12 | 6 | 1.20 | 92.80 |
| 13 | 6 | 0.58 | 93.40 |
| 14 | 6 | 0.30 | 93.70 |
| 15 | 6 | 0.12 | 93.88 |
| 16 | 5 | 0.30 | 94.70 |
| 17 | 5 | 0.12 | 94.88 |
| 18 | 4 | 0.30 | 95.70 |
| 19 | 4 | 0.12 | 95.88 |
表2
| 样品 | 植物油 | 渗透性液体 | Brake液体 | 总的抗油渍分数 | 葡萄酒 | 葡萄汁 | 咖啡 | 红色染料 | 总的抗水渍分数 | 总分 |
| 对照物1(未处理表面) | 1 | 1 | 1 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 7 |
| C1 | 2 | 1 | 2 | 5 | 5 | 4 | 4 | 4 | 17 | 23 |
| C2 | 2 | 1 | 3 | 6 | 4 | 5 | 4 | 4 | 17 | 23 |
| 1 | 5 | 3 | 5 | 13 | 4 | 4 | 4 | 2 | 14 | 27 |
| 2 | 5 | 3 | 5 | 13 | 4 | 5 | 4 | 2 | 15 | 28 |
| 3 | 5 | 3 | 5 | 13 | 3 | 4 | 4 | 2 | 13 | 26 |
| 4 | 5 | 3 | 5 | 13 | 3 | 5 | 4 | 4 | 16 | 29 |
| 5 | 5 | 3 | 3 | 13 | 5 | 5 | 5 | 4 | 19 | 32 |
| 6 | 5 | 3 | 5 | 13 | 5 | 5 | 5 | 5 | 20 | 33 |
| 7 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 5 | 4 | 19 | 33 |
| 8 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 5 | 4 | 19 | 33 |
| 9 | 5 | 4 | 5 | 14 | 4 | 5 | 3 | 4 | 16 | 30 |
| 10 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 3 | 3 | 16 | 30 |
| 11 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 4 | 5 | 19 | 33 |
| 12 | 5 | 4 | 5 | 14 | 4 | 5 | 3 | 3 | 15 | 29 |
| 13 | 5 | 4 | 5 | 14 | 4 | 4 | 3 | 4 | 15 | 29 |
| 14 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 4 | 4 | 18 | 32 |
| 15 | 5 | 2 | 5 | 12 | 5 | 4 | 3 | 4 | 16 | 28 |
| 16 | 5 | 3 | 5 | 13 | 5 | 3 | 2 | 3 | 13 | 26 |
| 17 | 5 | 3 | 5 | 13 | 5 | 4 | 3 | 4 | 16 | 29 |
| 18 | 5 | 2 | 5 | 12 | 5 | 4 | 2 | 3 | 14 | 26 |
| 19 | 5 | 2 | 5 | 12 | 5 | 3 | 2 | 4 | 14 | 26 |
对照物2
对照物2是未处理基材。未处理基材用测试样评价方法评估，结果见表4。
对比实施例C3
对比实施例3包括8重量％的DC2-1251(甲基氢硅氧烷，八甲基环四硅氧烷和正辛基三乙氧基硅烷)乳液和92重量％蒸馏水。
实施例20-37
实施例20-37的组合物是将1重量％BIOBAN DXN防腐剂(DOWChemicals)，和表3所示量的DC2-1251乳液((甲基氢硅氧烷，八甲基环四硅氧烷和正辛基三乙氧基硅烷)，表3所示的阳离子表面活性剂及蒸馏水混合在一起并搅拌10分钟而制得。
对比实施例C3及实施例20-37的组合物按上述的沾污测试方法在基材上试验，结果见表4。
实施例20-37的处理表面的抗油性通过在处理表面上滴加一滴油来观察。每个实施例中，油滴在表面上停留20分钟再用纸巾擦去。
表3
| 样品 | 重量％DC2-1251 | 重量％去离子水 | 重量％阳离子表面活性剂 | 阳离子表面活性剂化学名 |
| 20 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 十八烷基三甲基氯化铵 |
| 21 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 椰油三甲基氯化铵 |
| 22 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 牛油三甲基氯化铵 |
| 23 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 二甲基80重量％山萮基苄基氯化铵 |
| 24 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 大豆油三甲基氯化铵 |
| 25 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 甲基二(2-羟乙基)椰油氯化铵 |
| 26 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 脱氢牛油二甲基氯化铵 |
| 27 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 甲基十二烷基苄基三甲基氯化铵 |
| 28 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 月桂基二甲基苄基氯化铵 |
| 29 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 烷基二甲基-3，4-二氯-苄基氯化铵 |
| 30 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 辛基苯氧基乙氧基乙基二甲基苄基氯化铵 |
| 31 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 辛基甲苯氧基乙氧基乙基二甲基苄基氯化铵 |
| 32 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 氯化椰油酰氨基丙基胺PG-二甲铵磷酸盐 |
| 33 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 氯化2-羟乙基苄基硬脂基咪唑鎓 |
| 34 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 氯化1-十六烷基吡啶鎓 |
| 35 | 6.5 | 92.2 | 0.3 | 溴化十六烷基吡啶鎓 |
| 36 | 6.0 | 92.7 | 0.3 | 硬脂基二甲基苄基氯化铵 |
| 37 | 6.0 | 93.9 | 0.1 | 油基二甲基苄基氯化铵 |
表4
| 样品 | 植物油 | 渗透性液体 | Brake液体 | 总的抗油渍分数 | 葡萄酒 | 葡萄汁 | 咖啡 | 红色染料 | 总的抗水渍分数 | 总分 |
| 对照物2(未处理表面) | 1 | 1 | 1 | 3 | 2 | 1 | 1 | 1 | 5 | 8 |
| C3 | 2 | 1 | 2 | 5 | 5 | 4 | 4 | 4 | 17 | 22 |
| 20 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 5 | 5 | 20 | 34 |
| 21 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 5 | 5 | 20 | 34 |
| 22 | 5 | 5 | 5 | 15 | 5 | 5 | 5 | 5 | 20 | 35 |
| 23 | 5 | 4.5 | 5 | 14.5 | 5 | 5 | 4 | 5 | 19 | 33.5 |
| 24 | 5 | 4.5 | 5 | 14.5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 20 | 3.45 |
| 25 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 5 | 5 | 20 | 34 |
| 26 | 5 | 4 | 5 | 14 | 3 | 5 | 5 | 3 | 16 | 30 |
| 27 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 5 | 5 | 20 | 34 |
| 28 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 5 | 5 | 20 | 34 |
| 29 | 5 | 5 | 5 | 15 | 5 | 5 | 4 | 5 | 19 | 34 |
| 30 | 5 | 5 | 5 | 15 | 5 | 5 | 4.5 | 3 | 17.5 | 32.5 |
| 31 | 5 | 5 | 5 | 15 | 5 | 5 | 5 | 4.5 | 19.5 | 34.5 |
| 32 | 5 | 4 | 5 | 14 | 4 | 5 | 4 | 4.5 | 17.5 | 31.5 |
| 33 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 5 | 4.5 | 19.5 | 33.5 |
| 34 | 5 | 4 | 5 | 14 | 5 | 5 | 5 | 5 | 20 | 34.0 |
| 35 | 3 | 4.5 | 5 | 12.5 | 5 | 4 | 5 | 5 | 19 | 31.5 |
| 36 | 5 | 4.5 | 5 | 14.5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 20 | 34.5 |
| 37 | 5 | 4.5 | 5 | 14.5 | 3 | 5 | 5 | 4.5 | 17.5 | 32.0 |
其他实例在以下的权利要求书范围内。
Claims (71)
1.一种水性组合物，包括：
硅烷，其包括正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物或它们组合；和约0.01-2重量％的阳离子季铵表面活性剂。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述硅烷包括正辛基三烷氧基硅烷。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述硅烷选自正辛基三乙氧基硅烷和正辛基三甲氧基硅烷。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括单烷基三甲基季铵化合物。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂选自二烷基二甲基季铵化合物，三烷基单甲基铵化合物，苄基季铵化合物，烷氧基烷基季铵化合物，酯类季铵化合物，咪唑鎓季铵化合物，二酰氨基胺季铵化合物及它们的组合。
6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述阳离子季铵表面活性剂包括如下通式季铵化合物：
式中R1是甲基或含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，
R2是甲基、含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团、R’n或C(X1)2-苄基，X1是氢或卤素，
R3是甲基或含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，
R4是甲基或含有8到22个碳原子的饱和或不饱和脂族基团或R’n，
R’是2-羟乙基或聚乙氧基乙醇，
n是1到50的氧化烯单元，
R1，R2，R3，R4中至少一个是甲基，至少一个是含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，
X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
7.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物：
其中R是含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
8.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物；
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链，饱和或不饱和的脂族基团，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
9.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物；
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链，饱和或不饱和的脂族基团，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
10.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物；
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链，饱和或不饱和的脂族基团，X1是氢或卤素，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
11.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物；
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或支链，饱和或不饱和的脂族基团，R’是2-羟乙基或聚乙氧基乙醇，n是1到50的氧化烯单元，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
12.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物；
式中每个R是含有8到22个碳原子的直链或非直链，饱和或不饱和的脂族基团，R’是2-羟乙氧基或聚乙氧基乙醇，n是1到50的烷氧烯单元，X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
13.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括有机硅烷季铵化合物。
14.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括氟烷基季铵化合物。
15.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的组合物包含不超过1重量％的阳离子季铵表面活性剂。
16.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的组合物包含约0.01-0.5重量％的所述阳离子季铵表面活性剂。
17.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述正辛基三乙氧基硅烷与所述阳离子季铵表面活性剂的比例约为1∶1-10∶1。
18.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述正辛基三乙氧基硅烷与所述阳离子季铵表面活性剂的比例约为1∶1到5∶1。
19.如权利要求1所述的组合物，还包括硅氧烷，该硅氧烷包括甲基氢硅氧烷，甲基氢-甲基烷基硅氧烷共聚物，甲基氢-环硅氧烷共聚物，甲基氢-甲基烷基环硅氧烷共聚物或它们的组合。
20.如权利要求1所述的组合物，还包括挥发性载体。
21.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述挥发性载体包括如下通式的环二甲基硅酮：
式中z＝4到6。
22.如权利要求1所述的组合物，还包括八甲基环四硅氧烷。
23.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的组合物还包括非离子型表面活性剂。
24.如权利要求23所述的组合物，其特征在于，所述非离子型表面活性剂选自聚氧乙烯醇，乙氧基化壬基酚，脱水山梨醇脂肪酸酯，脂肪酸甘油酯，聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯及它们的组合。
25.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物基本上不含非离子型和阴离子型表面活性剂。
26.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物含有约0.1-3重量％选自正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物及它们的组合的硅烷。
27.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物含有约0.1-0.5重量％的所述阳离子季铵表面活性剂。
28.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述硅烷和所述阳离子季铵表面活性剂的比例约为1∶1-10∶1。
29.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述硅烷和所述阳离子季铵表面活性剂的比例约为1∶1到5∶1。
30.一种水性组合物，包括：
硅氧烷，选自甲基氢硅氧烷，甲基氢-甲基烷基硅氧烷共聚物，甲基氢-环硅氧烷共聚物，甲基氢-甲基烷基环硅氧烷共聚物或它们组合；
硅烷，包括正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物及它们的组合；
挥发性载体；
和阳离子季铵表面活性剂。
31.如权利要求30所述的组合物，其特征在于，所述硅氧烷包括甲基氢硅氧烷。
32.如权利要求30所述的组合物，其特征在于，所述硅烷包括正辛基三烷氧基硅烷。
33.如权利要求30所述的组合物，其特征在于，所述硅烷由正辛基三乙氧基硅烷，正辛基三甲氧基硅烷。
34.如权利要求30所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括单烷基三甲基季铵化合物。
35.如权利要求30所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂选自二烷基二甲基季铵化合物，三烷基单甲基季铵化合物，苄基季铵化合物，烷氧基烷基季铵化合物，酯季铵化合物，咪唑鎓季铵化合物，二酰氨基胺季铵化合物和它们的组合。
36.如权利要求30所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含不超过1重量％的阳离子季铵表面活性剂。
37.如权利要求30所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含约0.01-0.5重量％的所述阳离子季铵表面活性剂。
38.如权利要求30所述的组合物，其特征在于所述硅烷与所述阳离子季铵表面活性剂的比例约为1∶1-10∶1。
39.如权利要求30所述的组合物，其特征在于所述硅烷与所述阳离子季铵表面活性剂的比例约为1∶1到5∶1。
40.如权利要求30所述的组合物，其特征在于所述挥发性载体包括环二甲基硅酮。
41.如权利要求30所述的组合物，还包括八甲基环四硅氧烷。
42.如权利要求30所述的组合物，其特征在于，所述组合物基本上不含非离子型和阴离子型表面活性剂。
43.一种水性组合物，包括：
甲基氢硅氧烷；
八甲基环四硅氧烷；
正辛基三乙氧基硅烷；和
阳离子季铵表面活性剂。
44.如权利要求43所述的组合物，还包括非离子型表面活性剂。
45.如权利要求43所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂选自单烷基三甲基季铵化合物，二烷基二甲基季铵化合物，三烷基单甲基铵化合物，苄基季铵化合物，烷氧基烷基季铵化合物，酯季铵化合物，咪唑鎓季铵化合物，二酰氨基胺季铵化合物和它们的组合。
46.如权利要求43所述的组合物，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括如下通式的季铵化合物：
式中R1是甲基基团或含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，
R2是甲基基团或含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，R’n或C(X1)2-苄基，X1是氢或卤素，
R3是甲基基团或含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，
R4是甲基基团或含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团或Rn，
R’是2-羟乙基或聚乙氧基乙醇，
n是1到50，
R1，R2，R3，R4中至少一个是甲基，至少一个是含有8到22个碳原子的饱和或不饱和的脂族基团，
X是氯，溴，甲基硫酸根，磷酸根，氢氧根或硝酸根。
47.一种处理多孔基材的方法，所述方法包括：
a.使多孔基材与水性组合物接触，该水性组合物包括
硅烷，其包括正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物及它们的组合，和
约0.01-2重量％的阳离子季铵表面活性剂；并
b.将所述的组合物在所述基材上干燥。
48.如权利要求47所述的方法，还包括在使所述多孔基材与所述水性组合物接触前先清洗所述多孔基材。
49.如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述多孔基材选自：灰浆，石膏，拉毛灰泥，混凝土，瓦片，砖，石头，玻璃及它们的组合。
50.如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述石头选自石板，大理石，水磨石，花岗石，石灰石及它们的组合。
51.如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂包括单烷基三甲基季铵化合物。
52.如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂选自二烷基二甲基季铵化合物，三烷基单甲基季铵化合物，苄基季铵化合物，烷氧基烷基季铵化合物，酯基季铵化合物，咪唑鎓季铵化合物，二酰氨基胺季铵化合物和它们的组合。
53.如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述水性组合物还包括硅氧烷，该硅氧烷包括甲基氢硅氧烷，甲基氢-甲基烷基硅氧烷共聚物，甲基氢-环硅氧烷共聚物，甲基氢-甲基烷基环硅氧烷共聚物或它们组合。
54.如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述水性组合物还包括如下通式的环二甲基硅酮，
式中Z＝4到6。
55.如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述环二甲基硅酮包括八甲基环四硅氧烷。
56.如权利要求54所述的方法，其特征在于所述硅氧烷包括正辛基三乙氧基硅烷。
57.如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述硅氧烷包括甲基氢硅氧烷，所述正烷基烷氧基硅烷包括正辛基三乙氧基硅烷。
58.一种水性组合物，包括：
甲基氢硅氧烷；
八甲基环四硅氧烷；
正辛基三乙氧基硅烷；和
阳离子季铵有机硅烷化合物。
59.一种制品，包括：
多孔基材；和
置于所述多孔基材上的组合物，所述的组合物包括：
硅烷，其包括正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物或它们的组合，和
约0.01-2重量％的阳离子季铵表面活性剂。
60.如权利要求59所述的制品，其特征在于，所述的组合物是化学结合到所述多孔基材上的。
61.如权利要求59所述的制品，其特征在于，所述多孔基材选自灰浆，石膏，拉毛灰泥，混凝土，瓦片，砖，石头，玻璃及它们的组合。
62.如权利要求59所述的制品，其特征在于，所述多孔基材选自石板，大理石，水磨石，花岗石，石灰石及它们的组合。
63.如权利要求59所述的制品，其特征在于，所述硅烷包括正辛基三乙氧基硅烷。
64.如权利要求59所述的制品，其特征在于，所述的组合物包括所述硅烷与选自甲基氢硅氧烷，甲基氢-甲基烷基硅氧烷共聚物，甲基氢-环硅氧烷共聚物，甲基氢-甲基烷基环硅氧烷共聚物或它们组合的硅氧烷的反应产物。
65.如权利要求59所述的制品，其特征在于，所述硅氧烷包括甲基氢硅氧烷，所述硅烷包括正辛基三乙氧基硅烷。
66.如权利要求59所述的制品，其特征在于，所述阳离子季铵表面活性剂选自三甲基季铵化合物，二烷基二甲基的季铵化合物，三烷基单甲基季铵化合物，苄基季铵化合物，烷氧基烷基季铵化合物，酯基季铵化合物，咪唑鎓季铵化合物，二酰氨基胺季铵化合物和它们的组合。
67.一种制品包括：
一种多孔基材；和
置于所述多孔基材上的组合物，所述组合物包括
硅氧烷，其选自甲基氢硅氧烷，甲基氢-甲基烷基硅氧烷共聚物，甲基氢-环硅氧烷共聚物，甲基氢-甲基烷基环硅氧烷共聚物和它们的组合；
硅烷，其包括正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物或它们的组合；
挥发性载体；和
阳离子季铵表面活性剂。
68.如权利要求67所述的制品，其特征在于，所述的组合物包括甲基氢硅氧烷，八甲基环四硅氧烷，正辛基三乙氧基硅烷，和阳离子季铵表面活性剂。
69.如权利要求67所述的制品，其特征在于所述多孔基材选自灰浆，石膏，拉毛灰泥，混凝土，瓦片，砖，石头，玻璃及它们的组合。
70如权利要求67所述的制品，其特征在于所述多孔基材选自石板，大理石，水磨石，花岗石，石灰石及它们的组合。
71.一种防沾污组合物，包括：
硅烷，其包括
a.正烷基烷氧基硅烷，正烷基烷氧基硅烷缩合物及它们的组合；和
b.约0.01-2重量％的阳离子季铵表面活性剂
与未处理多孔基材相比，所述的组合物赋予用所述组合物处理的多孔基材更好的防沾污性。
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