ES2329082T3 - Procedimiento para hidrofugar y mejorar el efecto perlante de materiales de construccion. - Google Patents
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Abstract
Utilización para hidrofugar y mejorar el efecto perlante de un material de construcción poroso de una composición líquida de silicona constituida esencialmente por: a) al menos una resina de poliorganosiloxano A que presenta, por molécula, por una parte al menos dos restos siloxilo diferentes elegidos entre los de tipo M, D, T, Q, siendo uno de los restos un resto T o un resto Q y por otra parte al menos tres grupos hidrolizables/condensables de tipo OH y/o OR 1 donde R 1 es un radical alquilo lineal o ramificado en C 1 a C 6; b) al menos un alcóxido metálico B donde el metal M se puede eventualmente enlazar parcialmente a uno o más ligandos, con un contenido >= 5% en peso, preferiblemente >= 6% en peso y también más preferiblemente >= 7% en peso respecto de la resina de poliorganosiloxano A, teniendo dicho alcóxido metálico por fórmula general: en la cual: M(OCH2CH2)aOR 2 ]n - M es un metal elegido en el grupo formado por: Ti, Zr, Ge, Mn y Al; - n = valencia de M; - los sustituyentes R 2, idénticos o diferentes, representan cada uno un radical alquilo, lineal o ramificado, en C1 a C12; - a representa 0, 1 o 2; - con las condiciones según las cuales, cuando el símbolo a representa 0, el radical alquilo R 2 posee entre 2 y 12 átomos de carbono, y cuando el símbolo a representa 1 o 2, el radical alquilo R 2 posee entre 1 y 4 átomos de carbono; y c) al menos un reticulante C, con un contenido >= 4% en peso, preferiblemente >= 5% en peso y aun más preferiblemente >= 6% respecto de la resina de poliorganosiloxano A, teniendo dicho reticulante C por fórmula en la cual: Si(OCH2CH2)aOR]4 los sustituyentes R, idénticos o diferentes, representan cada uno un radical alquilo, lineal o ramificado, en C1 a C12, y - a representa 0, 1 o
Description
Procedimiento para hidrofugar y mejorar el
efecto perlante de materiales de construcción.
El campo de la invención es el de la
hidrofugación de los materiales de construcción porosos
(especialmente minerales o [ligno]celulósicos]), por lo
tanto sensibles a la humedad. En general, la hidrofugación se
realiza sobre los elementos en materiales de construcción una vez
ensamblados para formar partes de edificios (véase por ejemplo WO
00/44687 A).
La hidrofugación es un tratamiento de superficie
destinado a limitar la penetración del agua, por aplicación de un
producto que modifica la tensión superficial del material tratado.
Se exigen a un tratamiento de hidrofugación que:
- -
- reduzca la absorción de agua por capilaridad (reducción del coeficiente de absorción de agua >90%);
- -
- afecte poco a la permeabilidad al vapor de agua (variación del coeficiente de permeabilidad <20%), y
- -
- no cambie el aspecto del material tratado (color, brillo, rugosidad).
Los hidrófugos de superficie son productos
incoloros que permiten impermeabilizar la capa superficial del
material de construcción poroso, sin modificar sensiblemente el
aspecto o la permeabilidad al vapor de agua. Por ejemplo, cuando el
material de construcción poroso es hormigón, es deseable que los
poros y capilares del hormigón vayan revestidos interiormente, pero
no rellenos. No hay formación de película en superficie.
Esta hidrofugación se destina especialmente a
proteger mejor el material contra la penetración de agua, procedente
la mayoría de las veces de la lluvia que golpea o de la subida de
agua del suelo. Se conoce bien el hecho de hidrofugar materiales de
construcción, bien durante su fabricación, bien después de su
colocación, con la ayuda de agentes hidrófugos que, en el caso de
materiales tales como piedras, yeso o ladrillo, son más
generalmente composiciones a base de siliconas.
La hidrofugación con la ayuda del agente
previamente disuelto o disperso en un disolvente o un líquido
conveniente, acuoso o no, se puede realizar de forma efectiva en
superficie, en cuyo caso se embadurna o rocía la superficie del
material con la ayuda del agente hidrófugo, o bien se puede realizar
en profundidad, y en este caso, se introduce el agente hidrófugo en
la masa, lo cual es posible por ejemplo para los ladrillos, la
madera, el hormigón, el yeso o las piedras reconstituidas.
En el caso de piedras naturales o de materiales
in situ que forman por ejemplo muros existentes, se puede
hacer un tratamiento de superficie o inyectar el agente hidrófugo en
la masa por forzamiento a presión con la ayuda de una cánula
introducida en un agujero de inyección convenientemente realizado en
el material; también se puede infiltrar el agente hidrófugo o
hacerlo penetrar por imbibición y difusión por capilaridad en el
material.
Las composiciones de silicona líquidas de
hidrofugación existen bien en forma de soluciones en disolventes
orgánicos tales como "White spirit" o heptano, bien en forma de
emulsiones acuosas aparecidas más recientemente en el mercado.
Clásicamente, después de la impregnación, la fase de disolvente
orgánico o la fase acuosa de estas composiciones se volatiliza y la
materia activa de silicona permanece en la masa y en la periferia
del material de construcción poroso, para formar una barrera contra
la humedad.
Para que una hidrofugación con la ayuda de una
composición de silicona líquida se lleve a cabo, es importante:
- -
- que la reología de esta última permita una penetración en el material de construcción poroso en un espesor que varíe entre unos cuantos milímetros y unos cuantos centímetros,
- -
- que se produzca una reacción entre el material de construcción poroso y la materia silícica activa de hidrofugación,
- -
- y que preferiblemente, esta materia silícica activa reticule en el material de construcción poroso, pudiendo esta reticulación ser la reacción que va a generar la creación de enlaces entre el material de construcción poroso y la materia silícica de hidrofugación.
Sin embargo, una de las dificultades encontradas
en la formulación de composición líquida hidrofugante es
la búsqueda de un efecto perlante satisfactorio. El efecto perlante es una propiedad importante la aplicación ya que es percibida directamente por el usuario final. Caracteriza el aspecto visual del soporte una vez, por ejemplo que este último se ha mojado por la lluvia. Cuanto menos agua quede adherida a la superficie, mejor es el efecto
perlante.
la búsqueda de un efecto perlante satisfactorio. El efecto perlante es una propiedad importante la aplicación ya que es percibida directamente por el usuario final. Caracteriza el aspecto visual del soporte una vez, por ejemplo que este último se ha mojado por la lluvia. Cuanto menos agua quede adherida a la superficie, mejor es el efecto
perlante.
Los tratamientos de hidrofugación merecedores de
interés en el marco de la invención son aquellos realizados con la
ayuda de composiciones de silicona líquida, que comprenden resinas
de poliorganosiloxanos. Los materiales de construcción porosos
considerados pueden ser por ejemplo piedras a base de carbonato
cálcico y/o sílice y/o aluminosilicatos, hormigones, morteros,
yesos, arcillas cocidas (ladrillos, tejas, etc...), maderas u otros
materiales de construcción similares que presentan una cierta
porosidad o un estado de superficie que permite la aplicación de un
agente hidrófugo.
Por madera, se entienden las maderas utilizadas
especialmente en construcciones existentes, antiguas o recientes,
tales como revestimientos exteriores e interiores, vigas,
entramados, estructuras. La madera es, ya se sabe, un material
poroso que absorbe fuertemente el agua.
De este modo, un objetivo de la presente
invención es poner a punto una composición de silicona líquida que
no presente los inconvenientes anteriormente mencionados.
Para conseguir este objetivo, los inventores han
tenido el mérito de poner en evidencia, de manera completamente
sorprendente e inesperada, que una composición hidrofugante a base
de resina de silicona y con contenidos juiciosamente elegidos de
cada uno de los constituyentes de una mezcla de catalizador que
contiene un alcóxido metálico y un reticulante elegido
preferiblemente entre los silicatos permite obtener composiciones
que presentan, además de las propiedades de hidrofugación
interesantes, un efecto perlante notable.
En particular, la invención se refiere a la
utilización de composiciones de silicona líquida de hidrofugación,
destinadas a impregnar materiales porosos de construcción, por
ejemplo minerales o (ligno)celulósicos.
La invención apunta también a un procedimiento
de hidrofugación de materiales de construcción porosos
preferi-
blemente minerales o (ligno)celulósicos, con la ayuda de la anteriormente mencionada composición de \hbox{silicona líquida.}
blemente minerales o (ligno)celulósicos, con la ayuda de la anteriormente mencionada composición de \hbox{silicona líquida.}
Estos objetivos se alcanzan, entre otros, por la
presente invención que tiene por primer objeto su utilización para
hidrofugar y mejorar el efecto perlante de un material de
construcción poroso de una composición líquida de silicona
constituida esencialmente por:
- a)
- al menos una resina de poliorganosiloxano A que presenta, por molécula, por una parte al menos dos restos siloxilo diferentes elegidos entre los de tipo M, D, T, Q, siendo uno de los restos un resto T o un resto Q y por otra parte al menos tres grupos hidrolizables/condensables de tipo OH y/o OR^{1} donde R^{1} es un radical alquilo lineal o ramificado en C_{1} a C_{6};
- b)
- al menos un alcóxido metálico B donde el metal M se puede eventualmente enlazar parcialmente a uno o más ligandos, con un contenido \geq 5% en peso, preferiblemente \geq 6% en peso y también más preferiblemente \geq 7% en peso respecto de la resina de poliorganosiloxano A, teniendo dicho alcóxido metálico por fórmula general:
(I)M(OCH_{2}CH_{2})aOR^{2}]_{n}
- en la cual:
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- c)
- al menos un reticulante C, con un contenido \geq 4% en peso, preferiblemente \geq 5% en peso y aun más preferiblemente \geq 6% respecto de la resina de poliorganosiloxano A, teniendo dicho reticulante C por fórmula
(II)Si(OCH_{2}CH_{2})aOR]_{4}
- en la cual:
- los sustituyentes R, idénticos o diferentes, representan cada uno un radical alquilo, lineal o ramificado, en C_{1} a C_{12}, y
- -
-
\vtcortauna
Según otra realización, la composición según la
invención contiene además un disolvente orgánico utilizable para la
hidrofugación de materiales de construcción. Como ejemplo de
disolvente, se pueden citar a título no limitativo disolventes
orgánicos tales como "White spirit" o heptano.
Los constituyentes A utilizables, por separado o
mezclados, son resinas de silicona clásicas entre las cuales se
pueden citar las resinas organosilícicas preparadas por cohidrólisis
y cocondensación de clorosilanos elegidos en el grupo constituido
por los de fórmulas (R^{3})_{3}SiCl,
(R^{3})_{2}Si(Cl)_{2},
R^{3}Si(Cl)_{3} y Si(Cl)_{4}.
Estas resinas son oligómeros o polímeros organosiloxanos ramificados
bien conocidos y disponibles comercialmente. Presentan, en su
estructura, al menos dos restos siloxilo diferentes elegidos entre
los de fórmula (R^{3})_{3}SiO_{0,5} (resto M),
(R^{3})_{2}SiO (resto D), R^{3}SiO_{1,5} (resto T),
y SiO_{2} (resto Q), siendo uno al menos de estos restos un resto
T o Q. Los radicales R^{3} se reparten de tal manera que las
resinas comprenden aproximadamente entre 0,8 y 1,8 radicales R^{3}
por átomo de silicio. Además, estas resinas no están completamente
condensadas y poseen también aproximadamente 0,001 a 1,5 grupos OH
y/o alquilo OR^{1} por átomo de silicio.
Los radicales R^{3} son idénticos o diferentes
y se eligen entre los radicales alquilo lineales o ramificados en
C_{1} - C_{6}, los radicales alcenilo en C_{2} - C_{4},
fenilo, trifluoro-3,3,3 propilo. Se puede mencionar
por ejemplo como radicales R^{3} alquilos, los radicales metilo,
etilo, isopropilo, terciobutilo y n-hexilo.
Como ejemplos de oligómeros o de polímeros
organopolisiloxanos ramificados se pueden mencionar las resinas MQ,
las resinas MDQ, las resinas TD y las resinas MDT, pudiendo los
grupos OH y OR^{1} ser llevados por los restos M, D y/o T,
estando el contenido ponderal en grupos OH y/o OR^{1} comprendido
ente el 0,2 y el 10% en
peso.
peso.
En lo que se refiere a los constituyentes B, se
pueden mencionar, a título de ejemplos de símbolos R^{2} en los
derivados orgánicos del metal M de fórmula (I), los radicales:
metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, hexilo,
etil-2 hexilo, octilo, decilo y dodecilo.
Como ejemplos concretos de constituyentes B
preferidos, se pueden citar: los titanatos de alquilo como titano
de etilo, titanato de propilo, titanato de isopropilo, titanato de
butilo, titanato de etil-2 hexilo, titanato de
octilo, titanato de decilo, titanato de dodecilo, titanato de
\beta-metoxietilo, titanato de
\beta-etoxietilo, titanato de
\beta-propoxietilo, titanato de fórmula
Ti[(OCH_{2}CJH_{2})_{2}-OCH_{3}]_{4};
los circonatos de alquilo como el circonato de propilo, circonato
de butilo; y mezclas de estos productos. También pueden consistir
en un alcóxido metálico donde el metal M puede estar parcialmente
conectado a uno o más ligandos tales como, por ejemplo, los
derivados especialmente de \beta-dicetonas,
\beta-cetoésteres y ésteres malónicos (como por
ejemplo acetilacetona) o trietanolamina.
Como por ejemplos concretos de constituyentes C
preferidos, se pueden citar: los silicatos de alquilo como el
silicato de metilo, silicato de etilo, silicato de isopropilo,
silicato de n-propilo.
Según otra realización preferida, el reticulante
C es un silicato de fórmula Si(OR)_{4} en la cual
cada uno de los sustituyentes R, idénticos o diferentes, representa
un radical alquilo, lineal o ramificado, en C_{1} a C_{12}.
Según otra realización preferida el alcóxido
metálico B es un titanato de fórmula Ti(OR')_{4} en la cual
los sustituyentes R', idénticos o diferentes, representan cada uno
un radical alquilo, lineal o ramificado, en C_{2} a C_{12}.
Según una realización particularmente ventajosa,
el reticulante es un silicato de fórmula Si(OR)_{4}
en la cual los sustituyentes R, idénticos o diferentes, representan
cada uno un radical alquilo, lineal o ramificado, en C_{1} a
C_{12}, y el alcoxido metálico es un titanato de fórmula
Ti(OR')_{4} en la cual los sustituyentes R', idénticos o
diferentes, representan cada uno un radical alquilo, lineal o
ramificado, en C_{2} a C_{12}.
Esta elección juiciosa permite optimizar los
rendimientos de hidrofugación a la vez que se obtiene un efecto
perlante notable.
La invención se refiere también a un
procedimiento de hidrofugación y para mejorar el efecto perlante de
material de construcción poroso en el cual se aplica en el material
en cuestión una composición según la invención tal que se define
anteriormente.
Como ejemplo de materiales poroso, se pueden
citar los siguientes sustratos: piedra, hormigón, yeso, mortero,
ladrillo, teja y madera.
Otras ventajas y características de la presente
invención irán apareciendo en la descripción de los siguientes
ejemplos dados a título ilustrativo en absoluto limitativo.
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
Se preparan diferentes formulaciones con los
siguientes constituyentes:
- -
- resina de silicona MDT hidroxilados con el 0,5% de OH en peso y constituida por el 62% en peso de restos CH_{3}SiO_{3/2}, el 24% en peso de restos (CH_{3})_{2} SiO_{2/2} y el 14% en peso de restos (CH_{3})_{3}SiO_{1/2} 100 partes en peso.
- -
- mezcla de:
- \bullet
- titanato de n-butilo (Bu) de fórmula Ti(Obu)_{4}: y partes en peso respecto de la resina de silicona; y de
- \bullet
- silicato de etilo (Et) de fórmula Si(Oet)_{4}: z partes en peso respecto de la resina de silicona;
- \quad
- Las formulaciones se rediluyen a continuación en disolvente (White Spirit) antes de la aplicación para obtener al final soluciones de concentración del 5% en peso.
- \quad
- o tratamientos:
- \sqbullet
- Las piedras (aquí piedras de Savonnières) se tratan por inmersión en las soluciones durante una duración de 2 veces 5 segundos.
- \sqbullet
- Se dejan secar las piedras durante 15 días a temperatura ambiente en una atmósfera al 50% de humedad relativa.
- \sqbullet
- Se efectúan dos tipos de mediciones:
- \sqbullet
- Mediciones de hidrofugación por reabsorción de agua por capilaridad: Las muestras tratadas se ponen en contacto con el agua y a continuación se pesan regularmente. Se determina la disminución de adsorción de agua normalizando la reabsorción de agua de las muestras por la de un testigo no tratado.
- \sqbullet
- Mediciones de efecto perlante: Se mide el rendimiento sometiendo la muestra tratada a una lluvia. La muestra se coloca a 45º de la vertical y la lluvia se obtiene por aspersión de agua a través de un tubo perforado colocado horizontalmente a 20 cm por encima de la muestra. La cantidad de agua vertida es de 250 ml. La muestra se pesa antes y después del ensayo y el efecto perlante se obtiene por diferencia de masa.
Todas las composiciones dan buenos resultados en
hidrofugación (medición de la reabsorción de agua por capilaridad)
similares.
\vskip1.000000\baselineskip
Sin embargo, en términos de efecto perlante, la
utilización de concentración según la invención de titanato y de
silicato permite la obtención de un efecto perlante notable.
\global\parskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (7)
1. Utilización para hidrofugar y mejorar el
efecto perlante de un material de construcción poroso de una
composición líquida de silicona constituida esencialmente por:
- a)
- al menos una resina de poliorganosiloxano A que presenta, por molécula, por una parte al menos dos restos siloxilo diferentes elegidos entre los de tipo M, D, T, Q, siendo uno de los restos un resto T o un resto Q y por otra parte al menos tres grupos hidrolizables/condensables de tipo OH y/o OR^{1} donde R^{1} es un radical alquilo lineal o ramificado en C_{1} a C_{6};
- b)
- al menos un alcóxido metálico B donde el metal M se puede eventualmente enlazar parcialmente a uno o más ligandos, con un contenido \geq 5% en peso, preferiblemente \geq 6% en peso y también más preferiblemente \geq 7% en peso respecto de la resina de poliorganosiloxano A, teniendo dicho alcóxido metálico por fórmula general:
(I)M(OCH_{2}CH_{2})aOR^{2}]_{n}
- en la cual:
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- c)
- al menos un reticulante C, con un contenido \geq 4% en peso, preferiblemente \geq 5% en peso y aun más preferiblemente \geq 6% respecto de la resina de poliorganosiloxano A, teniendo dicho reticulante C por fórmula
(II)Si(OCH_{2}CH_{2})aOR]_{4}
- en la cual:
- los sustituyentes R, idénticos o diferentes, representan cada uno un radical alquilo, lineal o ramificado, en C_{1} a C_{12}, y
- -
-
\vtcortauna
2. Utilización según la reivindicación 1
caracterizada porque la composición líquida de silicona
contiene además un disolvente orgánico utilizable para la
hidrofugación de materiales de construcción.
3. Utilización según una de las reivindicaciones
anteriores caracterizada porque el reticulante es un silicato
de fórmula Si(OR)_{4} en la cual los sustituyentes
R, idénticos o diferentes, representan cada uno un radical alquilo,
lineal o ramificado, en C_{1} a C_{12}.
4. Utilización según una de las reivindicaciones
anteriores caracterizada porque el alcóxido metálico es un
titanato de fórmula Ti(OR')_{4} en la cual los
sustituyentes R', idénticos o diferentes, representan cada uno un
radical alquilo, lineal o ramificado, en C_{2} a C_{12}.
5. Utilización según la reivindicación 1 o 2
caracterizada porque:
el alcóxido metálico B es un titanato de fórmula
Ti(OR')_{4} en la cual los sustituyentes R', idénticos o
diferentes, representan cada uno un radical alquilo, lineal o
ramificado, en C_{2} a C_{12} y
el reticulante es un silicato de fórmula
Si(OR)_{4} en la cual los sustituyentes R, idénticos
o diferentes, representan cada uno un radical alquilo, lineal o
ramificado, en C_{1} a C_{12}.
6. Procedimiento para hidrofugar y mejorar el
efecto perlante de materiales de construcción porosos en el cual se
aplica sobre el material en cuestión una composición líquida de
silicona definida según una cualquiera de las reivindicaciones
anteriores.
7. Procedimiento según la reivindicación 6 en el
cual se aplica la composición sobre un material que se elige entre
los siguientes sustratos: piedra, hormigón, mortero, ladrillo, teja
y madera.
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