DE19626162A1

DE19626162A1 - More effective waterproofing agent for use in building materials

Info

Publication number: DE19626162A1
Application number: DE1996126162
Authority: DE
Inventors: Johann Memmen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1996-06-29
Publication date: 1998-01-08

Abstract

Waterproofing agent with improved efficacy comprises an aqueous emulsion of alkylalkoxysilane and/or alkylalkoxy siloxane mixed with a compatible aqueous polymer dispersion.

Description

Zu den wichtigsten Forderungen im Bauwesen gehört es, die Bauwerke gegen Feuchtigkeit zu schützen. Durch ungenügende Abdichtung ent stehen erhebliche Schäden, die bis zur Zerstörung der Bauwerke führen können.One of the most important requirements in the construction industry is the buildings protect against moisture. Ent due to insufficient sealing face significant damage until the destruction of the structures being able to lead.

Grundsätzlich gilt, daß abgesehen von mechanischen Einwirkungen alle Schäden die Anwesenheit von Wasser voraussetzen. Dabei kann das Wasser direkt oder indirekt wirken.Basically, apart from mechanical influences all damage requires the presence of water. It can the water act directly or indirectly.

Zu den direkten Einwirkungsformen zählen die Frostschäden. Bedeut samer aber sind die Schäden, welche bei der indirekten Einwirkung von Wasser entstehen. Ein besonders wichtiges Beispiel dafür sind die Bindemittelverluste, hervorgerufen durch Auslaugung. Begün stigt wird dieser Vorgang oft über die Einwirkung von Kohlensäure aus der Luft. Eine dramatische Beschleunigung erfuhr diese Scha densentwicklung durch die bei Verbrennungsprozessen entstehenden sauren Abgase (Schwefel- und Stickoxide). Insbesondere bei Natur steinen bzw. natursteinähnlichen Kunststeinen hat der Bindemittel verlust dramatische Ausmaße angenommen.The direct forms of action include frost damage. Meaning however, the damage caused by indirect action is more severe of water arise. A particularly important example of this are the binder losses caused by leaching. Begun This process is often caused by the action of carbon dioxide from the air. This Scha experienced a dramatic acceleration development due to combustion processes acidic exhaust gases (sulfur and nitrogen oxides). Especially with nature the binding agent has stones or natural stone-like artificial stones loss assumed dramatic proportions.

Auch die biologische Verwitterung, durch Algen-, Moos- und Pilzbe fall, ist nur in Gegenwart von Wasser möglich.Also biological weathering, caused by algae, moss and fungus is only possible in the presence of water.

Zur Verhinderung der beschriebenen Bauschäden muß dem Wasser das Eindringen in die Baumaterialien verwehrt werden. Gleichzeitig soll aber der Wasserdampfaustauch nicht nennenswert herabgesetzt werden. To prevent the structural damage described, the water must Entry into the building materials can be prevented. At the same time However, the water vapor exchange should not be significantly reduced will.

Diese Aufgabe läßt sich am besten mit hydrophobierenden Ober flächenbehandlungsmitteln erfüllen.This task is best done with a hydrophobic surface surface treatment agents.

Praktisch werden dazu die Oberflächen der Baumaterialien, wie Putze, Steine oder Holz, mit den Hydrophobierungsmitteln imprä gniert. Da organische Lösemittel aus ökologischen Gründen uner wünscht sind, verwendet man wäßrige Emulsionen bzw. Dispersionen geeigneter Harze.The surfaces of the building materials, such as Plaster, stone or wood, impregnated with the water repellent decorated. Because organic solvents are immense for ecological reasons are desired, use is made of aqueous emulsions or dispersions suitable resins.

Als besonders gut geeignet haben sich lösemittelfreie, wäßrige Alkylalkoxysilan- und/oder Alkylalkoxysiloxan-Emulsionen erwie sen.Solvent-free, aqueous have proven particularly suitable Alkylalkoxysilane and / or alkylalkoxysiloxane emulsions sen.

Diese Hydrophobierungsmittel bilden nach Abtrocknen einen offenpo rigen, wasserabweisenden Film auf den Baumaterialien aus, durch den das Eindringen von Wasser in den Baustoff verhindert wird, ohne die Wasserdampfdurchlässigkeit merklich herabzusetzen. Weite re Anforderungen an ein wirksames Hydrophobierungsmittel sind gute Haftung, eine ausreichende Eindringtiefe sowie Alkali- und UV-Stabi lität.These drying agents form an open po after drying water-repellent film on the building materials which prevents water from entering the building material, without noticeably reducing the water vapor permeability. Vastness Re requirements for an effective water repellent are good Adhesion, sufficient depth of penetration as well as alkali and UV stabilizer lity.

Nachteile der wäßrigen Alkylalkoxysilane und Alkylalkoxysiloxane bei der vorbeugenden und sanierenden Baustoffhydrophobierung sind geringe Haftung, ungenügende Eindringtiefe sowie häufig unzurei chende Flexibilität der entstehenden Filme. Speziell auf nicht saugenden oder wenig saugenden Untergründen lassen sich mit wäß rigen Alkylalkoxysilan- bzw. -siloxan-Emulsionen nur unbefriedigen de Ergebnisse erzielen. Speziell auf hartgebrannten Ziegeln, Klin kern, Keramikmaterial, Tropenholz, natürlichen Hartsteinen, z. B. Basalt oder Granit, zieht das Hydrophobierungsmittel nur gering ein. Eine Verankerung des Films in den Poren ist damit nicht mög lich. Bei der natürlichen Bewitterung schält sich der Film dann bald wieder ab und die Schutzwirkung geht verloren.Disadvantages of the aqueous alkylalkoxysilanes and alkylalkoxysiloxanes with preventive and renovating building material hydrophobization low adhesion, insufficient penetration and often inadequate adequate flexibility of the resulting films. Especially not absorbent or less absorbent substrates can be washed with aq only unsatisfactory alkylalkoxysilane or siloxane emulsions get results. Especially on hard-fired bricks, Klin core, ceramic material, tropical wood, natural hard stones, e.g. B. Basalt or granite, the hydrophobizing agent pulls only slightly a. It is not possible to anchor the film in the pores Lich. The film then peels during natural weathering soon and the protective effect is lost.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Hydrophobierungsmittel bei der Rißüberbrückung und Kapillardesaktivierung besteht darin, daß die sich ausbildenden Filme nicht genügend flexibel sind. Flexibilität und Rißbeständigkeit der Sperrschichten wären aber erforderlich, um eine dauerhafte Abdichtung bei Bodensenkungen oder Vibrationen, hervorgerufen durch Straßen- und Luftverkehr, zu gewährleisten.Another disadvantage of the known water repellents in the Crack bridging and capillary deactivation is that the educational films are not flexible enough. flexibility and crack resistance of the barrier layers would be required for a permanent seal in the event of subsidence or vibrations, caused by road and air traffic.

In der Patentanmeldung, Az. 195 29 946.9, Eingangsdatum 16.08.1995 (derselbe Anmelder) wird zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ein Hydrophobierungsmittel, bestehend aus einer wäßrigen Mischung von Alkylalkoxysiloxanen und wäßrigen Polyacrylat- bzw. Polyacrylat-copolymerisat-Dispersionen, beansprucht.In the patent application, Az. 195 29 946.9, date of receipt 16.08.1995 (same applicant) will overcome these difficulties a water repellent consisting of an aqueous mixture of alkylalkoxysiloxanes and aqueous polyacrylate or Polyacrylate copolymer dispersions claimed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung (Zusatzanmeldung) ist es, die an sich bekannten Alkylalkoxysilan- bzw. Alkylalkoxvsiloxan-Emul sionen so zu verändern, daß insbesondere die Eindringtiefe erhöht und damit anwendungstechnische Eigenschaften wie Haftungsverhalten und Sprödigkeit der entstehenden Filme entscheidend verbessert werden.The object of the present invention (additional application) is that known alkylalkoxysilane or alkylalkoxysiloxane emuls Sions to change so that in particular the depth of penetration increases and thus application properties such as adhesion behavior and the brittleness of the resulting films improved significantly will.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man als Hydrophobierungsmittel wäßrige Alkylalkoxysilan- und/oder Alkylalkoxysiloxan-Emulsionen in Mischungen mit wäßrigen, silan- bzw. siloxanverträglichen Polymerdispersionen verwendet.This object is achieved in that as Water repellent aqueous alkylalkoxysilane and / or Alkylalkoxysiloxane emulsions in mixtures with aqueous, silane or siloxane-compatible polymer dispersions used.

Die wäßrigen Polymerdispersionen werden nach einem weiteren Merk mal der vorliegenden Erfindung aus folgenden Kunstharzen ausge wählt: Polyvinylpropionat und -copolymere, Polyvinylacetat und -copolymere, Polyvinylidenchlorid und -copolymerisate, Polyacryl säureester und -copolymerisate, Polymethacrylsäureester und -co polymerisate und Styrol-Butadien-Latices sowie beliebige Mischun gen dieser Kunstharzdispersionen.The aqueous polymer dispersions are according to a further note times of the present invention from the following resins chooses: polyvinyl propionate and copolymers, polyvinyl acetate and copolymers, polyvinylidene chloride and copolymers, polyacrylic acid esters and copolymers, polymethacrylic acid esters and co polymers and styrene-butadiene latices and any mixtures against these synthetic resin dispersions.

Nach Anspruch 3 der vorliegenden Anmeldung beträgt der Gehalt der beanspruchten wirkungsverstärkten Hydrophobierungsmittel 0,5 bis 30% Alkylalkoxysilan bzw. Alkylalkoxysiloxan (gerechnet reiner Wirkstoff) und 0,2-30% Polymerdispersion (gerechnet reiner Wirkstoff).According to claim 3 of the present application, the content of claimed effect-enhancing water repellents 0.5 to 30% alkylalkoxysilane or alkylalkoxysiloxane (calculated purer Active ingredient) and 0.2-30% polymer dispersion (calculated purer Active ingredient).

Alkylalkoxysiloxane und Alkylalkoxysilane sind oligomere bzw. monomere Siloxane bzw. Silane. Die Restgruppen dieser Verbindungen leiten sich von den Alkanen bzw. vom Benzol ab, d. h. es sind z. B. Methyl-, Ethyl- oder Phenylgruppen.Alkylalkoxysiloxanes and alkylalkoxysilanes are oligomeric or monomeric siloxanes or silanes. The remaining groups of these compounds are derived from the alkanes or from benzene, d. H. there are e.g. B. Methyl, ethyl or phenyl groups.

Die Wirkungsweise der beschriebenen neuartigen Hydrophobierungs mittel, speziell die erhöhte Eindringtiefe, kann folgendermaßen verstanden werden: Bei der kapillaren Aufnahme des Hydrophobie rungsmittels, bestehend aus siliciumorganischer Verbindung und Polymerdispersion konkurrieren siliciumorganische Verbindung und Polymer aus der Dispersion um die reaktiven Zentren an den Kapil laroberflächen. Das speziell ausgewählte Polymer wird dabei vor zugsweise gebunden, so daß die siliciumorganischen Verbindungen relativ tiefer in das Baumaterial eindringen können, bis ebenfalls Bindung erfolgt.The mode of action of the novel hydrophobization described medium, especially the increased depth of penetration, can be as follows can be understood: In the capillary absorption of hydrophobicity agent, consisting of organosilicon compound and Polymer dispersion compete with organosilicon compounds and Polymer from the dispersion around the reactive centers on the Kapil lar surfaces. The specially selected polymer is used preferably bound so that the organosilicon compounds can penetrate relatively deeper into the building material until also Binding occurs.

Wäßrige Emulsionen dieser Siloxane bzw. Silane werden schon seit einer Reihe von Jahren für die Hydrophobierung von Baumaterialien eingesetzt. Wichtig für die Stabilität dieser Emulsionen ist der Zusatz spezieller Emulgatoren. Emulsionen dieser Art entsprechen dem Stand der Technik und werden von mehreren Herstellern am Markt angeboten. Sie brauchen deshalb hier nicht mehr näher beschrieben werden. Aqueous emulsions of these siloxanes or silanes have been used since a number of years for the hydrophobization of building materials used. The is important for the stability of these emulsions Addition of special emulsifiers. Emulsions of this type correspond state of the art and are marketed by several manufacturers offered. You therefore no longer need to be described here will.

Wäßrige Kunstharzdispersionen auf Basis Polyvinylpropionat, Poly vinylacetat, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylaten und Styrol-Buta dienlatices gehören ebenfalls zum Stand der Technik und brauchen hier nicht beschrieben zu werden. Die Kunstharze fallen aufgrund der angewandten Produktionsverfahren als Dispersionen an und kön nen direkt für die beanspruchten wirkungsverstärkten Hydrophobie rungsmittel eingesetzt werden.Aqueous synthetic resin dispersions based on polyvinyl propionate, poly vinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyacrylates and styrene buta Service latices are also state of the art and need not to be described here. The synthetic resins fall due to of the production processes used as dispersions and can NEN directly for the claimed enhanced hydrophobicity be used.

Die Gewinnung der beanspruchten Hydrophobierungsmittel erfolgt durch einfaches Vermischen der Alkylalkoxysiloxan- bzw. Alkylalkoxysiloxan-Emulsion mit den Kunstharz- bzw. Kunstharzco polymerisaten im gewünschten Massen- bzw. Volumenverhältnis.The claimed hydrophobizing agents are obtained by simply mixing the alkylalkoxysiloxane or Alkylalkoxysiloxane emulsion with the synthetic resin or synthetic resin co polymers in the desired mass or volume ratio.

Zur Einstellung der Konsistenz der Hydrophobierungsmittel können anorganische oder organische Verdickungsmittel zugesetzt werden.To adjust the consistency of the water repellents inorganic or organic thickeners can be added.

Als Beispiel für ein anorganisches Verdickungsmittel sei die pyro gene Kieselsäure angeführt.An example of an inorganic thickener is pyro gene silica listed.

Weichmacherzusätze können die Dehnbarkeit der nach Abtrocknen der Hydrophobierungsmittel entstehenden Filme verbessern. Geeignete Weichmacher sind z. B. Phthalsäureester.Plasticizer additives can increase the elasticity of the after drying Improve the resulting water repellant films. Suitable Plasticizers are e.g. B. phthalate.

Die erfindungsgemäßen wäßrigen Hydrophobierungsmittel sind gut verträglich mit polaren organischen Lösemitteln, wie Alkoholen und Ketonen; begrenzt verträglich mit Estern und Kohlenwasserstoffen.The aqueous water repellents according to the invention are good compatible with polar organic solvents such as alcohols and Ketones; limited compatibility with esters and hydrocarbons.

Die Einfärbung der beanspruchten wirkungsverstärkten Hydrophobie rungsmittel ist mit organischen Farbstoffen oder mit feinteiligen Pigmenten möglich. The coloring of the claimed enhanced hydrophobicity is with organic dyes or with finely divided Pigments possible.

Um die Rißüberbrückungseigenschaften des beanspruchten Hydropho bierungsmittels weiter zu verbessern, kann man faserförmige Stof fe zusetzen.The crack bridging properties of the claimed Hydropho Biermittel further improve, you can fibrous material add fe.

Dafür sind geeignet Glasfasern, natürliche und synthetische Poly merfasern und Carbonfasern.Glass fibers, natural and synthetic poly are suitable for this mer fibers and carbon fibers.

Die bei der Behandlung mit den erfindungsgemäßen Hydrophobierungs mitteln entstehenden Filme weisen hohe Eindringtiefen und sehr gute Haftungseigenschaften auf, auch bei wenig bis nicht saugen den Untergründen. Deshalb eignen sich die beanspruchten, wirkungs verstärkten Hydrophobierungsmittel auch sehr gut zur Abdichtung von hochgebrannten Ziegeln, Tonklinkern, Tropenholz, Platten und Fliesen. Ebensogut lassen sich aber auch saugende Baustoffe, wie z. B. Putze, Gasbeton, Waschbeton oder Estriche, hydrophobieren.The treatment with the hydrophobization according to the invention The resulting films have high depths of penetration and very good adhesion properties, even with little to no suction the substrates. Therefore, the claimed effects are effective reinforced water repellent also very good for waterproofing of burned bricks, clay clinker, tropical wood, slabs and Tiles. However, absorbent building materials, such as e.g. As plasters, gas concrete, wash concrete or screed, hydrophobize.

Die entstehenden Filme weisen die nachteiligen Eigenschaften rei ner Alkylalkoxysiloxan bzw. Alkylalkoxysilan-Beschichtungen, wie geringe Eindringtiefen, mangelnde Haftung, ungenügende Rißbestän digkeit und geringe Dehnbarkeit, nicht mehr auf. Sie eignen sich deshalb in besonders vorteilhafter Weise zur Hydrophobierung von geschädigten Baumaterialien.The resulting films show the disadvantageous properties ner alkylalkoxysiloxane or alkylalkoxysilane coatings, such as shallow depths of penetration, lack of adhesion, insufficient crack resistance strength and low elasticity, no longer. They are suitable therefore in a particularly advantageous manner for the hydrophobization of damaged building materials.

Claims

1. Enhanced hydrophobizing agent, characterized in that it consists of an aqueous alkylalkoxysilane and / or alkylalkoxysiloxane emulsion mixed with a compatible aqueous polymer dispersion.

2. An enhanced hydrophobizing agent according to claim 1, characterized in that the polymer dispersion consists of the following synthetic resins or mixtures of these synthetic resins:
Polyvinyl propionate and copolymers, polyvinyl acetate and copolymers, polyvinylidene chloride and copolymers, polyacrylic acid esters and copolymers, polymethacrylic acid esters and copolymers and styrene-butadiene latices.

3. An enhanced hydrophobizing agent according to claim 1 and 2, characterized in that it consists of an aqueous Mixture of 0.5 to 30 mass% alkylalkoxysilane and / or Alkylalkoxysiloxane emulsion and 0.2 to 30 mass% art resin polymer in the form of an aqueous dispersion.