ES2313688T3 - Siloxanos modificados con radicales organicos y su utilizacion para la preparacion de formulaciones destinadas a impregnaciones repelentes del agua para materiales de construccion minerales.. - Google Patents

Siloxanos modificados con radicales organicos y su utilizacion para la preparacion de formulaciones destinadas a impregnaciones repelentes del agua para materiales de construccion minerales.. Download PDF

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Abstract

Compuestos de siloxanos modificados con radicales orgánicos de la fórmula general (I) (Ver fórmula) en la que los R 1 significan uno o varios radicales iguales o diferentes, seleccionados entre el conjunto de los radicales alquilo, lineales o ramificados, saturados o insaturados una vez o respectivamente múltiples veces, arilo, alquilarilo o arilalquilo, con 1 a 20 átomos de carbono, R 2 significa radicales alquileno iguales o diferentes con 1 a 20 átomos de C, R 3 representa un radical oxialquileno de la fórmula (II) (Ver fórmula) realizándose que los R 3a , R 6a , R 6b independientemente unos de otros, pueden ser hidrógeno, de manera preferida radicales metilo y/o etilo, o un radical alquilo eventualmente insaturado, eventualmente ramificado, o arilo, que eventualmente lleva sustituyentes con heteroátomos, y k es de 2 a 11, a, b independientemente uno de otro, son unos números comprendidos entre 1 y 4, y n a , n b independientemente uno de otro, representan unos números comprendidos entre 0 y 50, con 1 < n a +n b <_ 50, con la condición de que pueda presentarse una disposición tanto estadística como también por bloques de las unidades de oxialquileno, los R 4 independientemente unos de otros, son R 1 , -R 2 -Si(R 5 )3, R 3 o H, los R 5 iguales o diferentes, son radicales alquilo alcoxi, arilo, ariloxi o alquenilo con 1 a 20 átomos de carbono, de manera preferida son un grupo metoxi y/o etoxi, con la condición de que R 5 ha de ser por lo menos una vez un grupo alcoxi, n es de 1 a 20, m es de 0 a 20, siendo m 0 solamente cuando R 4 es el radical -R 2 -Si(R 5 )3, en caso contrario m es >_ 1, o es de 0 a 20, p es de 1 a 200.

Description

Siloxanos modificados con radicales orgánicos y su utilización para la preparación de formulaciones destinadas a impregnaciones repelentes del agua para materiales de construcción minerales.
El invento se refiere a siloxanos modificados con radicales orgánicos y a su utilización para la preparación de formulaciones destinadas a impregnaciones, repelentes del agua, para materiales de construcción minerales, constituidos sobre la base de compuestos siloxanos modificados con radicales orgánicos, que contienen en la molécula hidrógeno y grupos alcoxi unidos simultáneamente a átomos de Si.
Desde hace muchos años se emplean organosilanos u organosiloxanos para la impregnación de materiales de construcción minerales porosos, con el fin de proteger a éstos contra la penetración de agua. En el caso de este tratamiento hidrofugante es especialmente importante que las sustancias activas penetren profundamente en el material de construcción y se unan química o físicamente con el material de construcción.
La penetración en el material de construcción es favorecida, cuando como sustancias activas orgánicas de silicio se utilizan unos compuestos con un peso molecular lo más bajo que sea posible. La profundidad de penetración puede ser mejorada adicionalmente mediante la utilización conjunta de disolventes orgánicos, los cuales se evaporan después del tratamiento del material de construcción.
Se consigue una alta reactividad, cuando como compuestos orgánicos de silicio se emplean unos órgano-alcoxi-silanos y/u órgano-alcoxi-siloxanos, que se condensan bajo la influencia de la humedad y pueden reaccionar con el material de construcción. En este caso se separa el grupo alcoxi del correspondiente alcohol, el cual se evapora hacia la atmósfera.
A partir del documento de patente de los EE.UU. US - 4.486.476 se conoce una formulación de este tipo con un cierto contenido de órgano-alcoxi-silanos de la fórmula general
1
siendo
R^{1} un radical alquilo o arilo,
R^{2} un radical alquilo con 1 a 4 átomos de carbono,
a = de 0,8 a 1,5 y
b \leq 2.
Esta formulación está caracterizada porque se compone
a)
de 1 a 20% en peso de una mezcla de órgano-alcoxi-siloxanos de la fórmula antes mencionada, que se compone de 25 a 75% en peso de un siloxano, cuyo valor b es = de 0,1 a 0, 5, y de 75 a 25% en peso de un siloxano, cuyo valor b es = de 0,8 a 2,0, y siendo a+b \leq 3,
b)
de 80 a 99% en peso de un disolvente no miscible con agua, y
c)
eventualmente catalizadores de condensación de por sí conocidos.
La característica esencial de esta formulación consiste por consiguiente en realizar la impregnación, no con un órgano-alcoxi-silano cuya distribución de pesos moleculares tiene en lo esencial solamente un único máximo, sino una mezcla de órgano-alcoxi-siloxanos cuya característica consiste en el diverso grado de condensación.
De esta manera, se garantiza una alta profundidad de penetración, unida con una alta eficacia, en particular sobre materiales de construcción alcalinos, y un buen efecto de escurrimiento del agua, que es ópticamente visi-
ble.
Un mejoramiento de estas formulaciones es posible en lo esencial solamente en lo que se refiere a la profundidad de penetración, que se puede conseguir en la práctica. Esta profundidad de penetración es influida en lo esencial por tres factores, a saber los disolventes utilizados, la porosidad de los materiales de construcción, y el cuidado con el que se efectúa en la práctica la aplicación de estas formulaciones. Unas formulaciones mejoradas para la impregnación se deben por lo tanto medir en particular por su comportamiento de penetración.
Como consecuencia de la concienciación aumentada sobre el medio ambiente, la utilización de disolventes orgánicos es percibida crecientemente como perturbadora. Por lo tanto, se han hecho esfuerzos en particular para desarrollar unas formulaciones comparables, que estén constituidas sobre una base acuosa.
Unos adicionales trabajos de desarrollo han conducido a un procedimiento, que es objeto del documento de patente US-4.781.950. Este documento de patente se refiere a un procedimiento para la impregnación de materiales de construcción minerales, en particular de una mampostería, con soluciones acuosas de silanoles y/o siloxanoles, que en el sitio de su utilización se preparan mediante hidrólisis de alcoxi-silanos y/o alcoxi-siloxanos, escogiéndose como alcoxi-silanos y/o alcoxi-siloxanos los compuestos de la fórmula general
2
con
R^{1} = un radical alquilo con 1 a 8 átomos de carbono, realizándose en la molécula media que por lo menos un 90% de los radicales R^{1} son radicales alquilo con 1 a 4 átomos de carbono,
R^{2} = un radical metilo o etilo
a = de 0 a 1, 5,
b = de 1,0 a 4, 0,
a+b = de 2,0 a 4, 0,
siendo éstos hidrolizados de un modo continuo en una cantidad correspondiente a su consumo, y siendo aplicada la solución obtenida, en el transcurso de un intervalo de tiempo de 3 a 30 minutos después de haber mezclado los partícipes en la reacción, sobre el material de construcción mineral.
En el caso de este modo de procedimiento se consigue una alta penetración de las formulaciones acuosas en el material de construcción mineral, que es comparable con la penetración que se consigue en el caso de la utilización de formulaciones que contienen disolventes.
Estas soluciones acuosas, sin embargo, tal como se solicita en el documento de patente alemana DE-C-36 27 060, se deben de preparar en el sitio de su utilización, a causa de su inestabilidad en almacenamiento.
En la solicitud de patente europea publicada EP-A-0.234.024 se describe, para las finalidades de la hidrofugación de materiales cerámicos, una emulsión acuosa de silanos, que se compone en lo esencial de
a)
de 1 a 40% en peso de un silano hidrolizable con un peso molecular hasta de aproximadamente 500 y con la fórmula general R_{n}Si(R')_{4-n}, siendo R un radical hidrocarbilo eventualmente halogenado con 1 a 20 átomos de C, R' un radical alcoxi con 1 a 3 átomos de C, un radical halógeno, amino o carboxilo, n = 1 ó 2, u de oligómeros de estos silanos, y
b)
de 0,5 a 50% en peso, referido a un silano, de un agente emulsionante con un valor de HLB (equilibrio lipófilo - hidrófilo) de 4 a 15, y
c)
agua.
Como silano especialmente preferido se menciona el octil-trietoxi-silano. Realmente, las emulsiones de tales silanos, en los que el radical R tiene más de 6 átomos de carbono, presentan una estabilidad aumentada, puesto que se ha disminuido la velocidad de hidrólisis de estos silanos reactivos.
Es desventajoso, sin embargo, el hecho de que forzosamente también la hidrólisis de estos silanos en el material de construcción se efectúa de una manera correspondientemente lenta y debe de ser catalizada de un modo apropiado. En algunos materiales de construcción, tales como un hormigón recientemente preparado (fresco), esto es posible mediante su alta alcalinidad. En materiales de construcción neutros o débilmente alcalinos, tales como un clinker calcinado y numerosas piedras naturales, esto no es posible sin embargo. Sin una de tales catálisis, sin embargo, no se efectúa ningún anclaje de los silanos junto a la superficie del material de construcción.
Los silanos pueden ser evaporados o eliminados mecánicamente desde la superficie. Esto conduce a un empobrecimiento de la superficie en cuanto a silanos y por consiguiente a una disminución de la hidrofugación. Esto tiene como consecuencia que el efecto de escurrimiento del agua es débil o incluso no se presenta. La capacidad de absorción de agua en la capa superficial empobrecida es alta, de manera tal que precisamente esta capa, sometida especialmente a la acción de la intemperie y al ataque mecánico, está insuficientemente protegida. Estas formulaciones, por consiguiente, solamente se pueden emplear en los casos de determinados materiales de construcción.
Una emulsión para impregnación con un buen efecto sobre materiales de construcción alcalinos y neutros, se describe en el documento de patente US-5.091.002. Ella contiene de 2,5 a 25% en peso de un alcoxi-silano de la fórmula general
R^{1}-Si(OR^{2})_{3}
siendo
R^{1} = un radical alquilo con 3 a 12 átomos de carbono y
R^{2} = un radical metilo o etilo;
de 2 a 20% en peso de un alcoxi-siloxano de la fórmula general
3
siendo
R^{3} = un radical alquilo con 1 a 6 átomos de carbono,
a = de 0,8 a 1,2 y
b = de 0,2 a 1,2
de 0,01 a 5% en peso de un agente emulsionante,
de 0,01 a 0,1% en peso de materiales de carga con una superficie eficaz de por lo menos 40 m^{2}/g, y
de 49,9 a 95,48% en peso de agua.
Esta emulsión para impregnación tiene por lo general buenos efectos de escurrimiento sobre substratos minerales tanto alcalinos como también neutros. Sí se califican los efectos que se pueden conseguir con esta emulsión de acuerdo con el esquema de valoración que se da más adelante, se muestra que los mejores resultados se consiguen cuando
a)
el contenido de agente emulsionante es bajo,
b)
está presente en la emulsión un ácido silícico hidrofugado y
c)
está presente un catalizador de endurecimiento para los compuestos orgánicos de silicio.
En el caso de un bajo contenido de agente emulsionante, sin embargo, la estabilidad de la emulsión de impregnación se presenta solamente durante un período de tiempo limitado. Si en la emulsión está contenido un ácido silícico hidrofugado, éste se sedimenta con frecuencia durante el almacenamiento y hace necesaria un cuidadoso removido por agitación en el sitio de la utilización, es decir en el sitio de la obra.
Este cuidado no siempre está presente. El catalizador de endurecimiento limita finalmente la holgura de elaboración en el tiempo de la emulsión y puede conducir a un endurecimiento total prematuro de la sustancia activa en la emulsión durante del almacenamiento.
Unos trabajos adicionales de desarrollo han conducido a un procedimiento, que es objeto del documento de solicitud de patente alemana DE-A-40 29 640. Éste se ocupa con el problema del mejoramiento de las propiedades técnicas de aplicaciones de tales emulsiones de impregnación, en particular con el problema de la preparación de emulsiones que sean estables en almacenamiento, las cuales conduzcan a un alto efecto de escurrimiento en el transcurso de un breve período de tiempo, por regla general en el transcurso de un día, sin que sea necesaria una adición de un ácido silícico hidrofugado o de catalizadores especiales del endurecimiento. Estas formulaciones son unas emulsiones que contienen ciertas mezclas, entre otros, de diferentes compuestos de siloxanos, que pueden entrar a formar parte para el endurecimiento de una reacción de condensación y en este contexto se separan unos alcoholes fácilmente volátiles (VOC) en unas cantidades comprendidas entre 250 y 500 g/l.
Esto conduce a un bajo grado de aprovechamiento de la sustancia activa y a una elevada carga de contaminación para el medio ambiente. A esto se añade además el hecho de que en los casos de sistemas y emulsiones de carácter acuoso, debido a la separación del alcohol, se restringe la estabilidad en almacenamiento de los sistemas, puesto que las emulsiones son rotas por el alcohol libre. Esto tiene como consecuencia el hecho de que las sustancias activas se condensan y por consiguiente posteriormente ya no penetran de un modo suficiente durante la utilización.
Como consecuencia de la concienciación creciente sobre el medio ambiente, la utilización de tales formulaciones ricas en VOC se percibe crecientemente como perturbadora. Por lo tanto, se han hecho esfuerzos en particular para desarrollar unas formulaciones comparables pero pobres en VOC, abarcando éstas también unos disolventes fácilmente volátiles.
El invento está basado en la misión de encontrar un sistema compatible con el medio ambiente, que hidrofugue al substrato, que por una parte penetre bien en el material de construcción orgánico o mineral, presente un buen efecto de escurrimiento y al mismo tiempo ofrezca una liberación reducida de componentes orgánicos volátiles, y se endurezca totalmente de un modo independiente de la constitución del substrato.
El problema planteado por esta misión se resuelve de una manera sorprendente mediante el empleo de compuestos de siloxanos modificados con radicales orgánicos, que contienen al mismo tiempo hidrógeno y grupos alcoxi en la molécula.
Un objeto del invento son, por lo tanto, compuestos de siloxanos modificados con radicales orgánicos de la fórmula general (I)
\vskip1.000000\baselineskip
4 
\vskip1.000000\baselineskip
en la que
los R^{1}
significan radicales iguales o diferentes, seleccionados entre el conjunto de los radicales alquilo, lineales o ramificados, saturados o insaturados una vez o respectivamente múltiples veces, arilo, alquilarilo o arilalquilo, con 1 a 20 átomos de carbono, en particular con 1 a 10 átomos de carbono, o grupos halógeno-alquilo con 1 a 20 átomos de carbono, de manera especialmente preferida son grupos metilo en \geq 90%,
R^{2}
significa radicales alquileno iguales o diferentes con 1 a 20 átomos de C, de manera preferida con < 10 átomos de C, en particular con 1 a 5 átomos de C, que contienen grupos de éter, éster, uretano o amida, de manera especialmente preferida radicales de etileno
R^{3}
representa un radical oxialquileno de la fórmula (II)
5
\quad
realizándose que
los R^{3a}
independientemente unos de otros, pueden ser radicales alquilo eventualmente insaturados, eventualmente ramificados, o arilo, que eventualmente llevan sustituyentes con heteroátomos, y de manera preferida son radicales metilo y/o etilo y
los R^{6a}, R^{6b} independientemente uno de otro, pueden ser radicales alquilo eventualmente insaturados, o arilo, que eventualmente llevan sustituyentes con heteroátomos, y eventualmente ramificados, y de manera preferida son hidrógeno, o radicales metilo y/o etilo y
k
es de 2 a 11,
a, b
independientemente uno de otro, son unos números comprendidos entre 1 y 4, y
n^{a}, n^{b}
independientemente uno de otro, representan unos números comprendidos entre 0 y 50, con 1 < n^{a}+n^{b} \leq 50, de manera preferida con 1 < n^{a}+n^{b} \leq 30, en particular 1 < n^{a}+n^{b} \leq 15, pudiendo presentarse una disposición tanto estadística, como también por bloques de las unidades de oxialquileno,
los R^{4}
independientemente unos de otros, son R^{1}, -R^{2}-Si(R^{5})_{3}, R^{3} o H,
los R^{5}
iguales o diferentes, son radicales alquilo alcoxi, arilo, ariloxi o alquenilo con 1 a 20 átomos de carbono, de manera preferida son un grupo metoxi y/o etoxi, con la condición de que R^{5} ha de ser por lo menos una vez un grupo alcoxi,
n
es de 1 a 20, de manera preferida de 1 a 10,
\quad
en particular de 1 a 5,
m
es de 0 a 20, siendo m 0 solamente cuando R^{4} es el radical -R^{2}-Si(R^{5})_{3}, en caso contrario m es \geq 1, de manera preferida de 0 a 10,
\quad
en particular < 5,
o
es de 0 a 20, de manera preferida de 1 a 10,
\quad
en particular \leq 5,
p
es de 1 a 200, de manera preferida de 10 a 100,
\quad
en particular de 10 a 50.
\vskip1.000000\baselineskip
Un objeto adicional del invento lo constituyen unos concentrados de emulsiones acuosas para la impregnación repelente del agua de substratos inorgánicos y orgánicos, que contienen
a)
de 10 a 80% en peso, de manera preferida de 20 a 60% en peso, en particular de 30 a 50% en peso de compuestos de la fórmula general (I), de manera preferida compuestos en los que R^{4} corresponde a R^{2}-Si(R^{5})_{3} con una función alcoxi como R^{5} y n es < 5, m es = 0, así como o+p es < 50 o con una función alcoxi como R^{5} y n es < 5, m es = de 1 a 5, así como o+p es < 50.
b)
de 0,5 a 10% en peso de un agente emulsionante o de una mezcla de agentes emulsionantes, de manera preferida de 1,0 a 5,0% en peso, en particular de 2,0 a 3,5% en peso,
c)
de 10 a 89,5% en peso de agua, y eventualmente
d)
de 0 a 0,5% en peso de agentes de conservación.
Con los compuestos conformes al invento, en particular con los concentrados acuosos y/o con las formulaciones diluidas hasta la concentración de utilización, se pueden impregnar, es decir hidrofugar, en principio todos los substratos inorgánicos y orgánicos.
Se prefieren conforme al invento unos materiales y unas piezas terminadas minerales o que contienen madera, así como productos obtenidos a partir de ellos/as, tales como por ejemplo bloques, planchas, baldosas, masas de mortero y de hormigón, y materiales aislantes para el aislamiento del calor y del ruido.
Los agentes emulsionantes utilizados conjuntamente conforme al invento, son uno o varios compuestos tomados del conjunto de los agentes emulsionantes no ionógenos, es decir productos de reacción por adición de óxidos de alquileno, de manera preferida óxido de etileno, con compuestos que contienen hidrógeno activo, tales como alcoholes grasos, alquil-fenoles, tales como octil-fenol, nonil-fenol o dodecil-fenol. El contenido de unidades de oxietileno debe ser en tal caso tan grande que el valor de HLB de los agentes emulsionantes esté situado entre 6 y 20, en particular entre 10 y 18.
En principio, se pueden emplear todos los agentes de conservación conocidos en el estado de la técnica. Se prefieren conforme al invento los productos del conjunto siguiente: una combinación de heterociclos y derivados de metilol (por ejemplo N-metilol-cloroacetamida, y 5-cloro-2-metil-2-isotiazol-3-ona) o mezclas de semiacetales con adiciones no peligrosas (por ejemplo de [1,2-etanodiíl-bis-(oxi)]-bis-metanol).
La preparación de la emulsión conforme al invento puede efectuarse de una manera tal que los componentes a), b) y d) se emulsionan por separado, o una mezcla de los componentes se emulsiona en común. En tal caso convenientemente se le añade al agente emulsionante el componente que se ha de emulsionar (o a la mezcla de tales componentes) y la mezcla que contiene el agente emulsionante se calienta eventualmente. A esta mezcla se le añade luego, mediando buena agitación, el agua c). La emulsión resultante o que ha resultado se puede homogeneizar mediante apropiados dispositivos de agitación, que trabajan de manera preferida según el principio de rotor y estator. Se pueden utilizar también molinos de coloides con el fin de disminuir el tamaño de las partículas de la fase
emulsionada.
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Ejemplos
Los siguientes Ejemplos deben servir para la explicación del invento, pero no constituyen ningún tipo de limitación.
En lo sucesivo significan:
M = -Si-(CH_{3})_{3}
N = la longitud total de la cadena de Si
D = -Si(CH_{3})_{2}-,
D' = -Si(R)(CH_{3})-.
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Ejemplo 1
Reacción de un SiH-siloxano situado en el centro
(N = 27,5, M-D20,5-D'5-M; valor de SiH: 0,248%)
con estireno (de Brenntag) y Dynasilan® VTMO (vinil-trimetoxi-silano, de Degussa AG) mediando utilización de un catalizador que contiene Pt.
Se disponen previamente 1.016 g del SiH-siloxano (valor de SiH: 0,248%), 52 g de estireno y un catalizador de Karstedt (con 10 ppm (partes por millón) de Pt referido a la tanda) y se calientan a 80°C. La exotermia que aparece conduce a un aumento de la temperatura hasta aproximadamente 103°C. Después de 3 h se añaden gota a gota 126 g de Dynasilan® VTMO en el transcurso de 3 h, no debiendo la temperatura sobrepasar los 110°C. Después de haberse terminado la adición, se hace reaccionar posteriormente todavía durante 1 h a 110°C.
Después de haber separado por destilación los compuestos volátiles y de haber realizado una filtración, se obtiene un líquido ligeramente amarillento, transparente, que tiene un valor de SiH de 0,097%.
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6 
\newpage
Ejemplo 2
Reacción de un SiH-siloxano situado en el centro
(N = 27,5, M-D20,5-D'5-M; valor de SiH: 0,248%)
con un poliéter que contiene óxido de propileno, rematado en los extremos con metilo, iniciado con alcohol alílico (-CH_{2}=CH-CH_{2}-(OC_{3}H_{6})_{18}-OMe; Mw (peso molecular ponderado) aproximadamente 1.100) y Dynasilan® VTEO (vinil-trimetoxi-silano, de Degussa AG), mediando utilización de un catalizador que contiene Pt.
Se disponen previamente 691 g del SiH-siloxano (valor de SiH: 0,248%) 348 g con un poliéter que contiene óxido de propileno, rematado en los extremos con metilo, iniciado con alcohol alílico (-CH_{2}=CH-CH_{2}-(OC_{3}H_{6})_{18}-OMe; Mw aproximadamente 1.100) y un catalizador de Karstedt (con 10 ppm de Pt referido a la tanda) y se calientan a 80°C. La exotermia que aparece conduce a un aumento de la temperatura hasta de aproximadamente 100°C. Después de 3 h se añaden gota a gota en el transcurso de 3 h 110 g de Dynasilan® VTEO, no debiendo la temperatura sobrepasar los 110°C. Después de haberse terminado la adición, se hace reaccionar posteriormente a 110°C todavía durante 1 h.
Después de haber separado por destilación los compuestos volátiles y de haber realizado una filtración, se obtiene un líquido ligeramente amarillento, transparente, que tiene un valor de SiH de 0,08%.
7 
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Ejemplo 3
Reacción de un SiH-siloxano situado en el centro
(N = 27,5, M-D20,5-D'5-M; valor de SiH: 0,248%)
con 1-hexadeceno y Dynasilan® VTEO (vinil-trimetoxi-silano, de Degussa AG), mediando utilización de un catalizador que contiene Pt.
Se disponen previamente 955 g del SiH-siloxano (valor de SiH: 0,248%), 106 g de 1-hexadeceno y un catalizador de Karstedt (con 10 ppm de Pt referido a la tanda) y se calientan a 80°C. La exotermia que aparece conduce a un aumento de la temperatura hasta de aproximadamente 95°C. Después de 3 h se añaden gota a gota en el transcurso de 3 h 152 g de Dynasilan® VTEO, no debiendo la temperatura sobrepasar los 110°C. Después de haberse terminado la adición se hace reaccionar posteriormente a 110°C todavía durante 2 h.
Después de haber separado por destilación los compuestos volátiles y de haber realizado una filtración, se obtiene un líquido incoloro, transparente, que tiene un valor de SiH de 0,095%.
8 
\newpage
Ejemplo 4
Reacción de un SiH-siloxano situado en el centro
(N = 27,5, M-D20,5-D'5-M; valor de SiH: 0,248%)
con Dynasilan® VTEO (vinil-trietoxi-silano, de Degussa AG), mediando utilización de un catalizador que contiene Pt.
Se disponen previamente 305 g del SiH-siloxano (valor de SiH: 0,248%), y un catalizador de Karstedt (con 10 ppm de Pt referido a la tanda) y se calientan a 100°C. A continuación se añaden gota a gota en el transcurso de 1 h 45,6 g de VTEO, no debiendo la temperatura sobrepasar los 110°C. Después de haberse terminado la adición se hace reaccionar posteriormente a 110°C durante 2 h.
Después de haber separado por destilación los compuestos volátiles y de haber realizado una filtración, se obtiene un líquido incoloro, transparente, que tiene un valor de SiH de 0,15%.
9
Ejemplo 5
Preparación de las emulsiones para la comprobación técnica de aplicaciones. 19 g de una mezcla de agentes emulsionantes, que se compone de un triglicérido etoxilado con un valor de HLB de 18 y de un alcohol graso etoxilado con un valor de HLB de 11 en la relación en equilibrio de 6:4 se disuelven en 479 g de agua. En la solución se agita por separado en los Ejemplos 1 a 4 designados como 5a hasta 5d y se elaboran mediante una máquina emulsionadora (homogeneizador con desintegración) para dar una emulsión estable.
Estos concentrados se pueden utilizar directamente o se ajustan mediante una sencilla dilución con agua a las deseadas concentraciones de utilización. Éstas son dependientes del tipo de los materiales de construcción que se han de hidrofugar, en particular de su porosidad o respectivamente de su capacidad de absorción. Por regla general, éstas son unas formulaciones que contienen aproximadamente 10% en peso de compuestos de la fórmula general (I).
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Comprobación técnica de aplicaciones
La comprobación técnica de aplicaciones de agentes protectores de construcciones comprende la valoración del efecto de escurrimiento, la determinación de la absorción de agua apoyándose en la norma DIN 52103 y la determinación de la profundidad de penetración en cinco bloques de piedra de arena caliza impregnadas. Las formulaciones se comprobaron de acuerdo con el siguiente proceso de ensayo:
Materiales y reactivos
Bloques de piedra de arena caliza, formato normal, clinker preliminar Terca®
Los bloques se cortan al siguiente formato:
20 mm x 70 mm x 55 mm
Emulsión protectora de construcciones (al 50%): 100 g
Agua corriente: 400 g
Báscula de laboratorio (indicador con escalones de 0,1 g)
Recipiente de inmersión con rejilla de material sintético (130 mm x 90 mm x 90 mm; B X H X T)
Baño de agua con rejilla de material sintético
Tenaza de crisol
Reloj cronometrador
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Realización
Limpieza y climatización de los bloques de piedra de arena caliza:
Los bloques de piedra de arena caliza cortados se riegan durante 24 horas a la temperatura ambiente y se limpian con agua y con un cepillo durante tanto tiempo, hasta que haya sido eliminado todo el polvo. A continuación, los cuerpos de ensayo limpiados se secan en un armario de desecación durante 24 horas a aproximadamente 105°C, y luego se almacenan a la temperatura ambiente (a aproximadamente 23°C) hasta llegar a la constancia del peso.
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Impregnación de los bloques
Los bloques de piedra de arena caliza limpiados y climatizados se sumergen durante un minuto en la solución presta para la utilización (que contiene 10% en peso de los compuestos de la fórmula general (I)). La columna de líquido que sobrenada en tal caso debe ser de aproximadamente 10 a 15 mm. Las piedras impregnadas son sacadas desde el baño con la tenaza de crisol y se ventilan durante 7 días a la temperatura ambiente sobre una rejilla.
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Determinación del efecto de escurrimiento
Para la determinación del efecto de escurrimiento, después de un día y de 7 días tras de la impregnación se colocan sobre las superficies de los bloques 0,5 ml de agua destilada con ayuda de una pipeta. La boca de salida de la pipeta debería tocar en tal caso ligeramente la superficie para que la gota no se derrame lateralmente. Después de 10 minutos se elimina la gota de agua por sacudimiento y a continuación se efectúa la valoración del efecto de escurrimiento. La calidad del efecto de escurrimiento es establecida con ayuda de los siguientes criterios de valoración (véase el punto 8). El efecto de escurrimiento ha de determinarse en todos los cuerpos de ensayo, y se determina el valor medio.
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Determinación de la absorción de agua
Después de un almacenamiento durante 7 a 14 días (dependiendo del substrato), sobre una rejilla, a la temperatura ambiente, los cuerpos de ensayo se pesan (Ml) y se introducen en un baño de agua. El baño previsto para esto se coloca con una rejilla de material sintético. La columna de agua situada por encima de la piedra debe ser de 50 mm. Después de 24 h se sacan las piedras desde el baño de agua, con un papel para limpiar se elimina el agua superficial y el cuerpo de probeta se pesa (M2). El resultado se indica en% en peso. Se determina siempre conjuntamente un valor a ciegas.
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Determinación de la profundidad de penetración
Después de la determinación de la absorción de agua, los cuerpos de ensayo se secan a 105°C durante una noche y a continuación se desintegran con un martillo. Las superficies de rotura se mojan con agua. Los sitios no impregnados aparecen de color oscuro, mientras que las zonas hidrófobas impregnadas no son mojadas y permanecen de color claro. Si en un cuerpo de ensayo es reconocible una profundidad de penetración grandemente diversa, entonces ha de formarse la media aritmética.
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Valoración
Criterio de valoración del efecto de escurrimiento:
0 =
La gota de agua no puede ser colocada sobre la superficie de la piedra
1 =
La gota de agua no es absorbida; no hay ninguna mojadura de la superficie por la gota.
2 =
La gota de agua no es absorbida; aproximadamente la mitad de la superficie de la piedra, situada por debajo de la gota de agua, está mojada.
3 =
La gota de agua no es absorbida; la superficie de la piedra, situada por debajo de la gota de agua, está plenamente mojada.
4 =
Menos de un 10% de la gota de agua se ha absorbido; hay una coloración de color oscuro de la superficie de la piedra situada por debajo de la gota de agua.
5 =
Un 50% de la gota de agua se ha absorbido.
6 =
La gota de agua se ha absorbido totalmente.
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El efecto de escurrimiento después de 7 días debería corresponder por lo menos a la nota 3.
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Fórmula de cálculo para la absorción de agua (WA)
10 
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El resultado se indica en % en peso. La reducción de la absorción de agua después de 24 horas debería ser por lo menos de un 70% referida al valor a ciegas.
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Profundidad de penetración
La profundidad de penetración se mide por rotura de la piedra y subsiguiente mojadura. El borde no mojado se mide en mm.
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Comprobación sobre un hormigón B 35
11 
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Comprobación sobre un bloque de piedra de arena caliza
13
Comprobación sobre un clinker Terca®
14

Claims (11)

1. Compuestos de siloxanos modificados con radicales orgánicos de la fórmula general (I)
15
en la que
los R^{1}
significan uno o varios radicales iguales o diferentes, seleccionados entre el conjunto de los radicales alquilo, lineales o ramificados, saturados o insaturados una vez o respectivamente múltiples veces, arilo, alquilarilo o arilalquilo, con 1 a 20 átomos de carbono,
R^{2}
significa radicales alquileno iguales o diferentes con 1 a 20 átomos de C,
R^{3}
representa un radical oxialquileno de la fórmula (II)
16
\quad
realizándose que
\vocalinvisible
\textoinvisible
los R^{3a}, R^{6a}, R^{6b} independientemente unos de otros, pueden ser hidrógeno, de manera preferida radicales metilo y/o etilo, o un radical alquilo eventualmente insaturado, eventualmente ramificado, o arilo, que eventualmente lleva sustituyentes con heteroátomos, y
k
es de 2 a 11,
a, b
independientemente uno de otro, son unos números comprendidos entre 1 y 4, y
n^{a}, n^{b}
independientemente uno de otro, representan unos números comprendidos entre 0 y 50, con 1 < n^{a}+n^{b} \leq 50,
con la condición de que pueda presentarse una disposición tanto estadística como también por bloques de las unidades de oxialquileno,
los R^{4}
independientemente unos de otros, son R^{1}, -R^{2}-Si(R^{5})_{3}, R^{3} o H,
los R^{5}
iguales o diferentes, son radicales alquilo alcoxi, arilo, ariloxi o alquenilo con 1 a 20 átomos de carbono, de manera preferida son un grupo metoxi y/o etoxi, con la condición de que R^{5} ha de ser por lo menos una vez un grupo alcoxi,
\quad
n es de 1 a 20,
m
es de 0 a 20, siendo m 0 solamente cuando R^{4} es el radical -R^{2}-Si(R^{5})_{3}, en caso contrario
\quad
m es \geq 1,
\quad
o es de 0 a 20,
p
es de 1 a 200.
2. Compuestos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizados porque R^{1} en \geq 90% se compone de grupos metilo, y R^{2} es un radical alquileno con 1 a 5 átomos de C.
3. Compuestos de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizados porque R^{3} es un radical de la fórmula general (II), en la que R^{3a} es un radical metilo y/o etilo, y R^{6a}, R^{6b}, iguales o diferentes, son hidrógeno o radicales metilo y/o etilo.
4. Compuestos de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizados porque R^{3} es un radical de la fórmula general (II), en la que R^{3a} es un radical metilo y/o etilo, y R^{6a}, R^{6b}, iguales o diferentes, son hidrógeno o radicales metilo y/o etilo, con la condición de que por lo menos uno de los radicales ha de ser hidrógeno.
5. Compuestos de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizados porque R^{3} es un radical de la fórmula general (II), en la que los radicales alcoxi [ ]n^{a} y [ ]n^{b} presentan un carácter de bloques.
6. Compuestos de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizados porque R^{4} es el radical -R^{2}-Si(R^{5})_{3}, en el que R^{2} es un radical alquileno con 1 a 5 átomos de C y R^{5} es por lo menos una vez un grupo metoxi o etoxi.
7. Compuestos de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizados porque se realiza que 1 < n^{a}+n^{b} \leq 15.
8. Compuestos de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizados porque n, m y o son < 5 y p es = de 10 a 50, con la condición de que en la molécula han de presentarse por lo menos un enlace SiH y por lo menos un grupo alcoxi.
9. Utilización de por lo menos uno de los compuestos de las reivindicaciones 1 a 8, para la preparación de formulaciones acuosas destinadas a la impregnación repelente del agua de substratos inorgánicos y orgánicos.
10. Utilización de por lo menos unos de los compuestos de las reivindicaciones 1 a 8, para la preparación de formulaciones acuosas destinadas a la impregnación repelente del agua de materiales de construcción minerales porosos.
11. Formulaciones acuosas destinadas a la impregnación repelente del agua de materiales de construcción minerales porosos, que contienen
a)
de 10 a 80% en peso de compuestos de las reivindicaciones 1 a 8,
b)
de 0,5 a 10% en peso de un agente emulsionante o de una mezcla de agentes emulsionantes,
c)
de 10 a 89,5% en peso de agua y eventualmente
d)
de 0 a 0,5% en peso de agentes de conservación.
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