DE68917377T2

DE68917377T2 - Wasserabstossende Zusammensetzung für poröse Substrate.

Info

Publication number: DE68917377T2
Application number: DE68917377T
Authority: DE
Inventors: Kenneth Christopher Fey; John Geoffrey Price
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1988-05-05
Filing date: 1989-05-04
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2009-05-05
Also published as: EP0344919A3; JPH0216186A; CA1330848C; JPH0826306B2; EP0344919A2; EP0344919B1; DE68917377D1; US4846886A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine wasserabweisende Zusammensetzung für poröse Träger, die durch Kombinieren eines Alkyalkoxyxsilans mit einem aus der aus Alkoholen, Lösungsbenzinen und Glycolethern bestehenden Gruppe ausgewählten Träger, zusammen mit einer wirksamen Menge eines Mittels zur Ausbildung einer wasserabperlenden und wasserabweisenden Beschichtung auf dem porösen Träger, das auf der Oberfläche abgelagertes Wasser abperlen läßt, und eines Metallsalzkatalysators gebildet wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf solche Zusammensetzungen, sowie auf Verfahren zum Herstellen einer Wasserperlen bildenden und wasserabweisenden Oberflächenbeschichtung mit diesen Zusammensetzungen.
Beständigkeit gegen Wasser ist ein wichtiger Gesichtspunkt bei Bauten aus Beton und Mauerwerk. Der Grund dafür besteht darin, daß das Eindringen von Feuchtigkeit in Beton Probleme, wie Ausdehnung, Schrumpfung, Bersten, Fleckenbildung, Pilzwuchs, verminderte Beständigkeit gegen Einfrieren und Auftauen, Angriff durch Chemikalien, Korrosion von Stahlarmierungen und Schäden an Gebäuden durch Absenkung, verursacht oder dazu beiträgt. Wegen dieser Probleme sind verschiedene Verfahren zum Abweisen von Wasser verwendet worden, welche die Oberflächenbehandlung von Betonbauten mit wasserabweisenden Mitteln einschließen. Wasserabweisende Mittel, die in der Vergangenheit verwendet wurden, sind Öle, Wachse, Seifen, Harze und Silicone, und sie wurden auf die Mauerwerksoberflächen durch Arbeitsweisen unter Verwendung von Pinseln, Walzen, Sprühen mit Luft und luftloses Sprühen aufgebracht. Eine der am weitesten verbreiteten Klasse von wasserabweisenden Mitteln, die verwendet wurden, sind Silicone, und es wurde gefunden, das in organischen Lösemitteln gelöste Silicone für Oberflächen von Backsteinen, Beton, Gipsmörtel (Stuck) oder Terrazzo (Zementmosaik) verwendbar sind. Beispiele für solche Verfahren des Standes der Technik, um Beton mit Siliconen wasserabweisend zu machen, sind US-A-3,772,065, erteilt am 13. November 1973, und US-A-4,342,796, erteilt am 3. August 1982. EP-A-0 273 867, welches gemäß Artikel 54(3) EPÜ Stand der Technik dastellt, offenbart eine ein Alkyltrialkoxysilan enthaltende Zusammensetzung zur Verbesserung der hydrophoben Eigenschaften von anorganischen Materialien. Ein angeblich verbessertes Verfahren wird in US-A-3,879,206, erteilt am 22. April 1975, offenbart, wobei gewisse Zusätze in die Silicone eingearbeitet werden. Im Vergleich zum letzteren Patent unterscheidet sich das Verfahren der vorliegenden Erfindung dadurch, daß es eine Mischung von gewissen Alkylalkoxysilanen, eine Kombination von Trägermaterialien, Wasserperlen bildende Mittel von besonderer Zusammensetzung, eine wasserabweisende Gesamtzusammensetzung von spezieller Formulierung und als Wirkungsweise und Ergebnis auf der Oberfläche eine wasserabperlende ölartige Wirkung liefert. Obwohl die Verfahren des Standes der Technik eindringen können und dadurch die Oberflächen gegen Wasser beständig machen können, haben sie in keinem wesentlichen Ausmaß etwas getan, um die Poren auf der Oberfläche der Bauten zu blockieren, da das wasserabweisende Mittel, wie bereits erwähnt, in die Struktur eindringt und dann darin zu einer harzigen Grundmasse härtet. Das Ergebnis ist, daß solche Produkte Wasser auf der Oberfläche des Mauerwerks nicht wie Öle abperlen lassen, und obwohl die Öle nicht die Dauerhaftigkeit oder das Eindringungsvermögen von beispielsweise Silan haben, fallen die Öle visuell durch ihre Fälligkeit auf, Oberflächenwasser abperlen zu lassen und abzuweisen. Diese Nachteile des Standes der Technik werden durch die vorliegende Erfindung überwunden, durch welche Zusammensetzungen und Verfahren bereitgestellt werden, in welche die Vorteile der wasserabweisenden Mittel sowohl des Silan- als auch des Öltyps kombiniert werden, um den Silanen die sichtbare Eigenschaft und Wirkung zu verleihen. Wasser ab zuweisen.
Die vorliegende Erfindung schafft eine wasserabweisende Zusammensetzung für poröse Träger, gebildet durch Kombinieren (a) mindestens eines Alkylalkoxysilans mit C&sub1;-C&sub6;-Alkylgruppen am Silizium, (b) einem Träger, ausgewählt aus (i) Alkoholen, (ii) Lösungsbenzin und (iii) Glycolethern, (c) einer wirksamen Menge eines Mittels, das auf der Oberfläche abgelagertes Wasser abperlen läßt, und (d) eines Metallsalzkatalysators, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel, das auf der Oberfläche abgelagertes Wasser abperlen läßt, ausgewählt ist aus
(i) einem aminsalzfunktionellen Siloxancopolymer,
(ii) einem flüssigen Polydimethylsiloxan der Formel
in der X 0 bis 800 ist,
(iii) bei Raumtemperatur härtbarem Siliconkautschuk und
(iv) Tetrakis(trimethylsiloxy)silan (Me&sub3;SiO)&sub4;Si.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das wasserabweisende Mittel eine 40%-ige Lösung eines Alkylalkoxysilans mit C&sub1;- bis C&sub6;-Alkylgruppen am Silizium oder einer Mischung von Alkylalkoxysilanen mit jeweils C&sub1;- bis C&sub6;-Alkylgruppen am Silizium in einem Alkohol oder in Lösungsbenzin als Träger und der Metallsalzkatalysator ist Tetraisopropyltitanat. Gemäß der speziellsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die aktive Zusammensetzung unter Ausschluß des Trägers 85 Gew.-% Alkylalkoxysilan mit C&sub1;- bis C&sub6;-Alkylgruppen am Silizium oder eine Mischung von Alkylalkoxysilanen mit jeweils C&sub1;- bis C&sub6;-Alkylgruppen am Silizium. 10 Gew.-% Tetraisopropyltitanat und 5 Gew.-% Dibutylzinndilaurat.
Die Erfindung ist auch auf ein Verfahren zum Ausbilden einer wasserperlenbildenden und wasserabweisenden Oberflächenbeschichtung durch Aufbringen einer wie oben definierten Zusammensetzung auf den porösen Träger gerichtet.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein wasserabweisendes Mittel chemisch an einen porösen Träger, wie Beton, Kalkstein und Naturstein, zu binden, um seine Widerstandsfähigkeit gegen die Absorption von Wasser zu verbessern und seiner Oberfläche die Fähigkeit zu verleihen, Oberflächenwasser abperlen zu lassen und abzuweisen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Vernetzungsdichte einer gehärteten Silicongrundmasse im Inneren wie auch in der Nähe der Oberfläche eines porösen Trägers, wie Beton, Kalkstein und Stein zu erhöhen, um den Träger gegen Wasser widerstandsfähig zu machen und ihn gleichzeitig die Eigenschaft zu verleihen, Oberflächenwasser abperlen zu lassen und es abzuweisen.
Es ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine in das Mauerwerk eindringende, wasserabweisende Zusammensetzung für poröse Träger, wie Beton und Kalkstein, sowie andere nicht reaktive Mauerwerksoberflächen zu schaffen, wobei das wasserabweisende Mittel den Träger nicht nur gegen das Eindringen von Wasser widerstandsfähig macht, sondern zusätzlich das Eindringen von Wasser an der Oberfläche durch den Vorgang der Perlenbildung verhindert.
Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der in vorliegender Beschreibung beschriebenen Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung derselben offensichtlich, wobei auf einige darin eingeschlossene Untersuchungen, Beispiele und Tabellen Bezug genommen wird.
Wasserabweisende Mittel für Mauerwerk, die Alkylalkoxysilane enthalten, verleihen solchen porösen Trägern, wie Beton und Stein, wasserabweisende Eigenschaften. Diese Klasse von wasserabweisenden Mitteln wirkt in dieser Weise aufgrund der Tatsache, daß sie in das Mauerwerk eindringen bevor sie in unbewegliehe harzige Materialien umgewandelt werden. Wegen des Eindringens des wasserabweisenden Mittels in den porösen Träger läßt das wasserabweisende Mittel nicht viel von einer Oberflächenschicht auf dem porösen Träger zurück. Als Folge davon ist das wasserabweisende Mittel, obwohl es wirksam ist, den Träger wasserabweisend zu machen, dennoch nicht in der Lage, den Träger auf seiner Oberfläche mit einer wirklich dauerhaften wasserperlenbildenden Beschichtung zu versehen. Mit den in vorliegender Beschreibung offenbarten Zusammensetzungen wird beabsichtigt, diesen Nachteil zu überwinden und durch Auswahl von geeigneten Materialien zum Einarbeiten in die Formulierung kann wegen der Ablagerung von Polymerem an der Oberfläche des Mauerwerks zusätzlich zum Eindringen der wasserabweisenden Formulierung, die eine im tiefen Bereich liegende Sperre gegen die Wanderung von Wasser im Träger selbst bildet, ein guter Grad der Bildung von Wasserperlen und der Abweisung von Wasser an der Oberfläche der Mauerwerksstruktur erreicht werden. Die eindringenden und wasserperlenbildenden wasserabweisenden Mittel der vorliegenden Erfindung finden besondere Anwendung im Straßenbau, wo Widerstandsfähigkeit gegen Wasser für Deckenbeläge von Brücken, Straßen und Parkhäuser erforderlich ist. Außerdem sind solche Zusammensetzungen insbesondere im Bauindustrie anwendbar, die Mauerwerksmaterialien, wie Natursteine, für Wände verwendet, welche porös sind und neutrale Mineralbestandteile enthalten, die beispielsweise Kalkstein, Marmor und Granit einschließen. Diese bisher schwer zu behandelnden Baumaterialien können mit den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in wirksamerer Weise gegen Wasser widerstandsfähig gemacht werden und zeigen den zusätzlichen Vorteil der wasserperlenbildenden und wasserabweisenden Wirkungsweise der Formulierungen, was zu einer Verbesserung der wasserabweisenden Wirkung beiträgt. Während die Anwendungen der Formulierungen im Straßenbau sich hauptsächlich auf Beton beziehen, können sich die Anwendungen der Formulierungen im Baugewerbe auf Backsteine, Natursteine, wie oben bemerkt, Schlackensteine und Stuck erstrecken.
Im allgemeinen können Beton, Backsteinmauerwerk und Stuck mit einem Alkylalkoxysilan behandelt werden, wobei der Träger gegen Wasser widerstandsfähig gemacht wird. Die latente Alkalität solcher Trägermaterialien fördert die Hydrolyse und die Kondensation des Silans zu einer harzigen Silicongrundmasse, die im Inneren des Trägers aus Beton, Backstein oder Stuck in dauerhafter Weise gebildet und abgelagert wird. Naturstein, wie Kalkstein, ist insofern eine Ausnahme, als er relativ neutral ist und keine latente katalytische Aktivität besitzt. Infolgedessen wandelt sich das Silan nicht so schnell in ein Silicon um und es bindet sich auch nicht an die kalkigen inneren Oberflächen des Trägers. Das Ergebnis ist, daß sehr wenig oder keine Abweisung von Wasser oder Widerstandsfähigkeit gegen die Absorption von Wasser ausgebildet wird. Dieser Mangel an Reaktionsfähigkeit von Kalkstein macht sich insbesondere bemerkbar, wenn Kalkstein als Zuschlagstoff bei der Herstellung von Beton als Bestandteil verwendet wird. In einem solchen Fall dringt Wasser leicht entlang der Grenzfläche zwischen Beton und der Lage des Kalksteinzuschlages ein. Da das auf Silan basierende wasserabweisende Mittel nicht am Kalkstein haftet, werden jene Teile des Betons, die dem Zuschlagstoff benachbart sind, nicht gegen Wasser widerstandsfähig gemacht, wogegen der Rest des Betonträgers erfolgreich behandelt wird. Das Wasser nimmt den Weg des geringsten Widerstandes in die Betonmasse und wandert deshalb entlang der Seiten oder durch die als Zuschlagstoff verwendeten Kalksteinteilchen. Es ist wegen Situationen dieser Art, daß die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung mit ihrer Fähigkeit, an der Oberfläche des Trägers Wasserperlen zu bilden und Wasser abzuweisen, nützlich sind.
Die wasserperlenbildende und wasserabweisende Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung schließt als ihren Grundbestandteil eine 40-%ige Lösung eines Alkylalkoxysilans mit C&sub1;- bis C&sub6;-Alkylgruppen am Silizium oder eine Mischung von Alkylalkoxysilanen mit jeweils C&sub1;- bis C&sub6;-Alklylgruppen am Silizium ein. Es ist vorzugsweise Isobutyltrimethoxysilan in Isopropanol. Ebenso ist in der Zusammensetzung vorzugsweise Tetraisopropyltitanat enthalten, das in den nachstehenden Tabellen als TIPT bezeichnet wird. Dieses Material ist ein Katalysator zur Umwandlung von Methoxysilanen in harzige Produkte durch Hydrolyse und Kondensation. Tabelle 1 zeigt beispielsweise, daß Titanate bei solchen Umwandlungen wirksamer sind als Metallsalze anderer Art, die als Kondensationskatalysatoren bekannt sind. TABELLE 1 Geprüfte Katalysatoren für die Hydrolyse-Kondensation von Alkylalkoxysilan Katalysator 7 Stdn. bei 25ºC, 50% RF Gew.-% Metall in Silanprobe Gew.-% Rückstand: d. h. hydrolysiertes Silan Kein Titan Zinn Zinn(II)oktoat Aluminium Manalox Alusec Andere Manosec Zn-Oktanoat A.F. Silan ¹) Proben wurden bei 25ºC und 25% RF in einer offenen Aluminiumschale reagieren und/oder aus einer offenen Aluminiumschale verdampfen gelassen; ²) TBT = Tetrabutyltitanat TIPT = Tetraisobutyltitanat DBTDA = Dibutylzinndiacetat DBTDL = Dibutylzinndilaurat DBTDO = Dibutylzinndioktoat A, F. = Aminofunktionell ³) Durchschnitt von 2 Versuchswerten TABELLE 1A Bestätigung der in Tabelle 1 aufgelisteten Katalysatorergebnisse¹) Gew.-% Katalysator Konz. (Gew.-%) Lösemittel Gew.-% zurückbleibendes Silan/hydrolysiertes Silan 5 Stdn. Lösungsbenzin flüssiger Zustand fettiger Film trockener, harter Film ¹ Proben wurden bei 25ºC und 50% RF in offenen Petrischalen reagieren und/oder verdampfen gelassen. ²) Gew.-% Katalysator (wie geliefert) in einer 40%-igen Lösung des Silans im Lösemittel. ³) Durchschnittswert aus (2) getrennt durchgeführten Versuchsreihen. &sup4;) wieder angesäuert unter Verwendung von HCl (10 ppm).
In Tabelle 1A werden Daten angegeben, welche die in Tabelle 1 erhaltenen und angezeigten Ergebnisse stützen. Der Titanat-Katalysator Tetraisopropyltitanat (TIPT) ergab nach einer Einwirkung von 96 Stunden bei Umgebungsbedingungen einen trockenen Film, während die Probe ohne Katalysator ebenso wie die Probe mit dem Zinnkatalysator Dibutylzinndilaurat (DBTDL), flüssig beziehungsweise halbfest blieben. Die in Tabellen 1 und 1A angegebenen Katalysatorvergleiche wurden nicht an Mauerwerksoberflächen durchgeführt. Deshalb ist die in diesen Versuchen zum Erreichen einer vollständigen Aushärtung benötigte Zeit länger als man normalerweise erwarten würde, da die Aushartung an Mauerwerk wegen der Alkalität des Materials und seines größeren Oberflächenbereiches beschleunigt ist. Dennoch waren die vorstehenden Daten, die mit Arbeitsweisen gesammelt wurden in welchen die Reaktionen und die Verdampfung von Isobutyltrimethoxysilan (IBTMS) in sonst offenen Laborschalen durchgeführt wurden, eine zuverlässige Gestaltung für die Prüfung von möglicherweise brauchbaren Katalysatorzusammensetzungen. TABELLE 2 MWR-Testlösungen: Mischungen von MeSi(OCH&sub3;)&sub3; und i-BuSi(OCH&sub3;)&sub3; Lösung Gew.-% ²) MWR-Mittel % Feststoff in MWR-Mittel ¹) Tetraisobutyltitanat ²) schließt MTM, IBTMS, TIPT ein TABELLE 3 Verwendung von Lösungsbenzin als Ersatz für Alkohol in einem MWR auf Silan-Basis Lösung Lösungsbenzin Butylcellosolve ¹) alle Proben wurden mit 10 ppm HCl angesäuert. TABELLE 4 Versuchsreihe mit Silanmischungen: Zusammenfassung der Daten MWR-Lösung Aufbringungsgeschwindigkeit von MWR [Quadr. Fuß/Gallone (· 0,0245 m²/l) Eindringtiefe von MWR [Zoll (· 2,5 cm)] 21 Tage Eintauchtest Gewichtszunahme (g) % H&sub2;O Ausschluß¹) Gewichtszunahme Gegenprobe A. Würfel aus Sandzement, die 24 Stdn. nach Herstellung der MWR-Lösung behandelt²) wurden B. Würfel, behandelt ²) nach 7tägiger Lagerung der MWR-Lösungen bei Umgebungsbedingungen C. Würfel, behandelt²) nach 7tägiger Lagerung der MWR-Lösungen. Diese Reihe von MWR-Lösungen wurde auch mit HCl im sauren Bereich ins Gleichgewicht gesetzt. D. Versuchsreihe mit Lösungsbenzin, Würfel aus Sandzement wurden 24 Stdn. nach Herstellung der MWR-Lösung behandelt ¹) der Ausschlußwert ist auf eine unbehandelte Gegenprobe bezogen. ²) Würfel aus Sandzement von 2 · 2 Zoll (2,54 · 2,54 cm), die vor der Behandlung während 7 Tagen bei Umgebungsbedingungen im Laboratorium gelagert wurden. Die Würfel wurden zur Durchführung der Behandlung während 10 Sekunden in die MWR-Lösungen eingetaucht und vor der Prüfung auf Abperlen von Wasser 4 Stdn. bei 25ºC und 50% RF gehärtet.
In Tabellen 2 bis 4 sind Daten angegeben, die sich aus umfangreichen Versuchen ergeben haben, die zur Beurteilung von gewissen Mischungen von Materialien durchgeführt wurden. Beispielsweise ist in Tabelle 2 eine Reihe von 5 Lösungen angegeben, die hergestellt wurden und die Mischungen von Methyltrimethoxysilan (MTM), Isobutyltrimethoxysilan (IBTMS) und Tetraisopropyltitanat (TIPT) darstellen. Diese 5 Lösungen, wie sie in Tabelle 2 angegeben werden, bilden die Grundlösungen, von welchen 3 Untergruppen von Lösungen hergestellt wurden, die in Tabelle 4 angegeben sind. So ist in Tabelle 4 eine erste Untergruppe von Lösungen in "A. 1-5" angegeben, und diese speziellen Lösungen wurden nicht mit HCl gemischt, so daß keine Umalkylierung von Isopropanol (IPA) mit den Methoxygruppen des Silans auftreten würde. Die Umalkylierung ergibt wegen des Austausches, der anstelle der ursprünglichen Methoxygruppen Isopropoxygruppen an das Silan bringt ein Alkylalkoxysilan mit einem hohen Dampfdruck. Dieses isopropoxylierte Silan sollte während des Aufbringens langsamer vom Mauerwerk verdampfen und deshalb tiefer eindringen. Die Gruppe "A" der Lösungen wurde innerhalb 24 Stunden seit ihrer Herstellung auf Beton aufgebracht. Gruppe "B. 1, 3 und 5" der Lösungen in Tabelle 4 sind die gleichen drei der fünf Lösungen der Gruppe "A", mit der Ausnahme, daß man die Proben in Gruppe "B" bei Raumtemperatur während 7 Tagen zur Gleichgewichtseinstellung kommen ließ bevor sie auf Beton aufgebracht wurden. Gruppe "C. 1, 3 und 5" der Lösungen in Tabelle 4 sind wiederum die gleichen drei der fünf Lösungen von Gruppe "A", mit der Ausnahme, daß die Lösungen von Gruppe "C" HCl enthielten, um die Umalkylierung zu erleichtern. Den Lösungen von Gruppe "C" wurde 7 Tage Zeit zur Gleichgewichtseinstellung gegeben, bevor sie geprüft wurden. In Tabelle 3 wurde eine Reihe von 3 Proben "6-8" wie angegeben hergestellt, und diese Gruppe wird auch in Tabelle 4 als Gruppe "D. 6-8" aufgeführt. Diese Gruppe "D" von Lösungen bildete die Grundlage für die Untersuchung der Wirkungen der Anwendung von Lösungsbenzinen in den erfindungsgemäßen Formulierungen anstelle von Isopropanol (IPA) als Träger für das Silan. Die Prüfungen, die durchgeführt wurden, um die vorstehenden, in Tabellen 2-4 angegebenen Daten zu gewinnen, wurden unter Verwendung von Würfeln aus Sandzement anstelle von Kalkstein durchgeführt, da die Unterschiede in der Wirksamkeit an Sand deutlicher ersichtlich sind als an Kalkstein, und Lösungen, die unterdurchschnittliche Wirksamkeit an Sand ergeben, würden an Kalkstein noch weniger Wirksamkeit zeigen. Die Daten der Versuche sind in Tabelle 4 zusammengefaßt und es sollte die Wirksamkeit von Lösung "D 7" besonders beachtet werden, welche eine Trägerkombination von Alkohol, Lösungsbenzin und Glycolether enthielt. Es wird angenommen, daß eine solche Mischung von Lösemitteln unter praktischen Anwendungsbedingungen eine langsamere Verdampfung von Silan aus dem behandelten Mauerwerk bewirkt und dazu beiträgt Wasser zu verdrängen, das normalerweise im Mauerwerk vorhanden ist. In Tabelle I wird angemerkt, daß die darin vorkommenden Ausdrücke "MANALOX", ALUSEC" und "MANOSEC" Warenzeichen sind, die gesetzlich geschützte katalytische Zusammensetzungen bezeichnen. In Tabelle 3 ist der Ausdruck Butyl-"CELLOSOLVE" ein Warenzeichen für Ethylenglycolmonobutylether. TABELLE 5 Mittel, die sich als Zusätze die Wasser abperlen lassen, auf der Oberfläche ablagern Perlenbildender Zusatz Perlwirkung beim Perltest²) auf Beton³) Typ % NVM Zusatz 0,1% Stufe¹) Mittel Gegenprobe&sup4;) ¹) Gew.-% perlenbildender Zusatz, welcher der gesamten Gegenprobelösung zugesetzt wurde. Die Probelösungen wurden durch 10 Sekunden Eintauchen auf den Beton gebracht. Härtung bei 36 h bei 25ºC, 50% RF. ²) A: noch keine Benetzung nach 120 Minuten. B: noch keine Benetzung nach nach 60 Minuten. C: noch keine Benetzung nach nach 30 Minuten. D: noch keine Benetzung nach nach 18 Minuten. ³) auf 4'' · 1¼'' · 3/4'' (10,16 cm · 3,175 cm · 1,905 cm) geschnittener Beton. &sup4;) Isobutyltrimethoxysilan in Isopropanol (IBTMS/tPA) TABELLE 6 Mittel, die sich auf der Oberfläche ablagern: Bestätigung der H&sub2;O-Perltests von Tabelle 5. MWR-Zusammensetzung³) Abperltest: anderes Lösemittel&sup4;) Perlenbildendes Mittel Zeit bis zum Benetzen¹) Mittel Vergleichsprodukte ¹) Test nach 60 Minuten abgebrochen. ²) Gegenprobe IBTMS/IPA. ³) 2'' · 2'' (2,54 cm · 2,54 cm) Würfel aus Sandzement. Vor der Behandlung 7 Tage bei Umgebungsbedingungen im Laboratorium gelagert. Zur Durchführung der Behandlung wurden die Würfel 10 Sekunden in die MWR-Lösungen getaucht und vor dem Prüfen auf Perlenbildung 4 Stdn. bei 25ºC und 50% RF gehärtet. &sup4;) Butylcellosolve® &sup5;) Chemtrete® von der Trocal Division von Dynamit Nobel.
Was Tabelle 5 betrifft, so sind darin Daten angegeben, die sich aus Versuchen ergeben haben, welche mit Lösungen von Isopropyltrimethoxysilan in Isopropanol durchgeführt wurden, die verschiedene perlenbildende Mittel enthielten. Die in diesen Versuchen verwendeten und in Tabellen 5 und 6, die sich auf sie beziehen, angegebenen perlenbildenden Mittel werden strukturell und chemisch wie folgt bezeichnet:
(i) ein aminsalzfunktionelles Siloxancopolymer.
(ii) ein 800 dp flüssiges Polydimethylsiloxan der Formel
in der X 0 bis 800 ist.
(iii) RTV (bei Raumtemperatur härtbarer) Siliconkautschuk und
(iv) (Me&sub3;SiO)&sub4; Si, Tetrakis(trimethylsiloxy)silan.
In Bezug auf Tabelle 5 ist zu sehen, daß die perlenbildenden Mittel (i), Dibutylzinndilaurat und (iii) gute Wirksamkeit zeigten. Die Ergebnisse von Tabelle 5 wurden durch eine Reihe von zusätzlich durchgeführten Versuchen bestätigt wobei die bestätigenden Daten in Tabelle 6 zusammengefaßt sind. In Tabelle 6 zeigten die abschließenden Versuche, daß vom Standpunkt der Perlenbildung und der Abweisung von Wasser nicht nur Mittel (i), Dibutylzinndilaurat (DBTDL), und (iii) gute Wirksamkeit zeigten, sondern daß diese Fähigkeit außerdem auch von Tetraisopropyltitanat gezeigt wurde. Tabelle 6 und die zur Gewinnung dieser Daten durchgeführten Versuche zeigten auch, daß durch Ersatz von Isopropanol in der Zusammensetzung durch ein Glycolether-Lösemittel (Butylcellosolve) eine bessere Perlenbildung und Abweisung von Wasser erhalten werden konnte. Ein Vergleichsmaterial "Chemtrete", welches eine 40-%ige Lösung von Isobutyltrimethoxysilan in Ethanol und ein Warenzeichen der Trocal Division von Dynamit Nobel Aktiengesellschaft, Troisdorf, Deutschland, ist, wirkte sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von perlenbildenden Mitteln in ähnlicher Weise wie die IPTMS/IPA-Kontrolle. Aufgrund der verfügbaren Daten wird angenommen, daß Gehalte an perlenbildenden Mitteln von mehr als 1 Gew.-% erforderlich sind und daß beispielsweise, Gehalte von bis zu etwa 15% für Sandbeton verwendet werden können. Bei Beton sind bei Verwendung von Kombinationen von perlenbildenden Mitteln, wie Tetraisopropyltitanat (TIPT) mit jedem der Mittel (i) und Dibutylzinndilaurat (DBTDL), Gehalte von etwa 10 bis 15 Gew.-% bevorzugt. Es wurde gefunden, daß die bevorzugteste Kombination eine Formulierung mit 85 Gew.-% Isobutyltrimethoxysilan (IBTMS), 10 Gew.-% Tetraisopropyltitanat (TIPT) und 5 Gew.-% Dibutylzinndilaurat (DBTDL) ist. Die Zugabe von perlenbildenden und wasserabweisenden Mitteln in Mengen von 5 bis 15 Gew.-% wird in vorliegender Beschreibung ebenfalls beabsichtigt.
Die wasserabweisenden Zusammensetzungen für Mauerwerk (MWR) der vorliegenden Erfindung einschließlich ihrer Fähigkeit, Wasser abperlen zu lassen und Oberflächenwasser abzuweisen, haben weite Anwendungsmöglichkeiten, die beispielsweise einschließen: Betonprodukte, wie vorgeformte Produkte, Blöcke, Backsteine, Rohre, vorgespannte Produkte, Strukturbeton und Straßenoberflächen; Fußboden- und Wandfliesen, Dachziegel, Bauziegel; bei Betonerzeugnissen mit Portlandzement, die Zuschläge von grobem Kalkstein enthalten als Sockel, gegossene Fundamente, Pflasterung, Stufen, Bordsteine, Bauprodukte, geformte, verstärkte und vorgespannte Betonerzeugnisse, wie Blöcke, Ziegel, Rohre, Platten und Träger; äußerer und innerer Verputz; Stuck und Zementmosaik (Terrazzo).

Claims

1. Wasserabweisende Zusammensetzung für poröse Träger, gebildet durch Kombinieren (a) mindestens eines Alkylalkoxysilans mit C&sub1;-C&sub6;-Alkylgruppen am Silizium, (b) einem Träger, ausgewählt aus (i) Alkoholen, (ii) Lösungsbenzin und (iii) Glycolethern, (c) einer wirksamen Menge eines Mittels, das auf der Oberfläche abgelagertes Wasser abperlen läßt, und (d) eines Metallsalzkatalysators, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel, das auf der Oberfläche abgelagertes Wasser abperlen läßt, ausgewählt ist aus

(i) einem aminsalzfunktionellen Siloxancopolymer,

(ii) einem flüssigen Polydimethylsiloxan der Formel

in der X 0 bis 800 ist.

(iii) bei Raumtemperatur härtbarem Siliconkautschuk und

(iv) Tetrakis(trimethylsiloxy)silan (Me&sub3; SiO)&sub4;Si.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel, das auf der Oberfläche abgelagertes Wasser abperlen läßt, mindestens 1 Gew.-% der Zusammensetzung ausmacht.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel, das auf der Oberfläche abgelagertes Wasser abperlen läßt, bis zu 15 Gew.-% der Zusammensetzung ausmacht.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallsalzkatalysator Tetraisopropyltitanat ist.

5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein Glycolether ist.

6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine Kombination von Alkohol-Lösungsbenzin und Glykolether ist.

7. Verfahren zum Herstellen einer wasserabperlenden/wasserabweisenden Oberflächenbeschichtung auf einem porösen Träger durch Aufbringen auf den porösen Träger einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1-6.