KR100584182B1

KR100584182B1 - 발수 용도의 사용에 적합한 비극성 실란의 안정하고일정한 입자 크기의 수성 에멀젼

Info

Publication number: KR100584182B1
Application number: KR1020017006844A
Authority: KR
Inventors: 휘셔폴디.; 지로널드피.
Original assignee: 다우 코닝 코포레이션
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2006-05-26
Also published as: CN1329584A; CA2354083A1; KR20010080652A; DE69913382D1; JP4619540B2; EP1150933A1; EP1150933B1; ES2212658T3; JP2002531642A; WO2000034206A1; AU753133B2; ATE255548T1; TW458951B; AU1916600A; CN1183060C; BR9916056A; DE69913382T2

Abstract

본 발명은 일정한 입자 크기를 가진 안정한 실란 에멀젼에 관한 것이다. 에멀젼은 연속하는 수상, 불연속의 실란 상, 및 유화제 시스템을 포함한다. 유화제 시스템은 주 계면활성제와 보조 계면활성제를 함유한다. 주 계면활성제는 입자들 간의 입체적 또는 이온성의 반발에 의한 입자들의 합체를 방지하도록 작용한다. 보조 계면활성제는 수성상으로의 실란의 확산을 방지한다. 주 계면활성제 및 보조 계면활성제의 조합은 실란 간의 보조 계면활성제의 흡착된 내부 층 및 수상과 접촉하는 두 계면활성제의 혼합물의 외부층을 초래한다. 주 계면활성제 및 보조 계면활성제의 조합은 수상으로의 실란의 확산을 방지하는 장벽을 제공한다. 에멀젼의 제조 방법이 또한 개시된다.

발수, 조적물, 조적식 구조, 비극성, 실란, 에멀젼, 계면활성제, 유화제

Description

발수 용도의 사용에 적합한 비극성 실란의 안정하고 일정한 입자 크기의 수성 에멀젼{STABLE, CONSTANT PARTICLE SIZE, AQUEOUS EMULSIONS OF NONPOLAR SILANES SUITABLE FOR USE IN WATER REPELLENCE APPLICATIONS}

본 발명은 발수성 용도에 사용될 수 있는 수성 실란 에멀젼에 관한 것이다. 더욱 특별하게는, 본 발명은 노화(age)에 따른 상분리를 하지 않고, 노화에 따라 현저히 증가하지 않는 평균 입자 크기를 가지는 수성 실란 에멀젼에 관한 것이다.

유기 용매에 용해된 오르가노실란 및 오르가노실리콘 화합물이 과거에 조적물(masonry) 및 다른 기판을 발수성이 되게하기 위해 사용되어 왔다. 예를 들어, 미국 특허 3,772,065(Seiler)는 조적식 구조를 방수가공 하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법은 가수분해된 알킬트리알콕시실란 및 그것들의 저급 올리고머의 알콜 또는 탄화수소 용액으로 조적식 구조를 함침시키는 것을 포함한다. 유럽 특허 0 075 962(Puhringer)는 테트라알콕시실란, 알킬트리알콕시실란 또는 아릴트리알콕시실란, 계면활성제, 지방족 용매, 및 선택적 축합 반응 촉매를 함유하는 다공성 건축재용 함침제를 개시하고 있다. 미국 특허 4,937,104(Puhringer)은 광물성 기판에 소수성을 부여하기 위한 공정을 개시하고 있다. 이 공정은 적어도 하나의 실란, 그 실란의 가수분해 생성물, 축합 생성물, 또는 그것들의 조합을 계면활성제 및 물/유 기 알콜 혼합액과 혼합하는 것을 포함한다. 결과의 에멀젼은 광물성 기판에 도포된다. 그러나, 알콜 및 탄화수소와 같은 유기 용매는 가연성이고, 고가이며, 환경 및 생리학상 해로운 효과를 가진다.

미국 특허 번호 RE 제33,759(DePasquale 등)는 조적물 표면을 발수성이 되게하기 위한 실란을 함유하는 수성 에멀젼을 개시하고 있다. 이 시스템은 본질적으로 가수분해가능한 실란 및 그것들의 올리고머; 4 내지 15의 친수성-친유성 균형(HLB)을 가지는 계면활성제; 및 물로 구성된다. 가수분해가능한 실란은 화학식 R_nSiR'_(4-n)(여기에서, n은 1 또는 2이고, R은 1 내지 20 탄소 원자의 탄화수소 및 할로겐화 탄화수소기로부터 독립적으로 선택되고, R'는 1 내지 3 탄소원자의 알콕시기, 할라이드기, 아미노기 및 카르복실기로부터 선택된다)을 가진다. 계면활성제는 비이온성, 양쪽성, 이온성 또는 그것들의 조합일 수 있다. 바람직한 계면활성제는 4.3 내지 8.6 범위의 HLB 값을 가지는 SPAN

계면활성제, 그리고 각각 9.6 및 10.0의 HLB 값을 가지는 TWEEN

61 및 TWEEN

81이다. 그러나, 에멀젼의 pH 및 입자 크기는 개시되어 있지 않다. 시간에 따른 입자 크기의 변화도 개시되어 있지 않다.

미국 특허 번호 4,877,654 및 4,990,377(모두 Wilson 등)은 다공성 기판을 발수성이 되게하기 위한 수성 에멀젼을 개시하고 있다. 이 에멀젼은 가수분해가능한 실란, 1.5 내지 20의 HLB를 가지는 유화제, 완충액, 및 물을 포함한다. 실란은 화학식 R_nSiR'_4-n(여기에서, R은 1 내지 30 탄소 원자의 탄화수소- 및 할로겐화 탄화수소기로부터 독립적으로 선택되고; n은 1 또는 2이고, R'는 1 내지 6의 탄소 원자 의 알콕시기, 할라이드기, 아미노기 또는 카르복실기이다)을 가진다. 비이온성, 양이온성, 음이온성 및 양쪽성 유화제가 적합하다. 에멀젼은 pH 6-8을 가진다. 그러나, 에멀젼의 안정성 및 입자 크기는 개시되어 있지 않다. 에멀젼의 시간에 따른 입자 크기 변화도 개시되어 있지 않다.

미국 특허 번호 5,226,954(Suzuki)는 모노알킬트리알콕시실란 및/또는 그것들의 축합물, 음이온성 유화제 및 비이온성 유화제의 유화제 혼합물, 및 물을 포함하는 오르가노실리콘 조성물을 개시하고 있다. 이 조성물은 유화되어 에멀젼을 형성한다. 본원에 정의된 바의 '유화'는 알킬알콕시실란 및 유화제가 혼합되고, 불균일한 상층을 형성하는 때에, 더 나아가 소량의 물이 분리되어 상층 보다 더 투명한 하층이 형성될 때 달성된다. Suzuki '954는 에멀젼의 입자 크기는 개시하지 않는다. Suzuki '954는 시간에 따른 입자 크기 증가도 개시하지 않는다.

미국 특허 번호 5,746,810(Suzuki)는 알킬알콕시실란, 계면활성제 및 물의 수성 에멀젼을 개시하고 있다. Suzuki '810은 에멀젼이 안정하고, 2 내지 10마이크로미터 범위의 입자 직경을 가짐을 개시하고 있다. Suzuki '810은 저장 후, 물질이 쉽게 재유화될수 있을 때, 실란 농축 에멀젼의 불투명층 및 물의 무색 투명층으로의 어떤 분리가 허용가능하다는 의미로 '안정한'을 정의한다. 에멀젼은 pH 7.5-9를 가진다.

영국 공보 GB 2 301 102 A(Toagosei Co., Ltd.)는 알콕시실란 및 알킬할로겐실란으로 구성되는 군으로부터 선택되는 실란을 산촉매 및 소량의 물의 존재하에서 가열하여 가수분해시킴으로써 실란 및 그것의 올리고머의 혼합물을 형성하고, 이어 서 물 및 유화제로 혼합물을 유화함에 의해 제조된 수성 에멀젼을 개시하고 있다. 이 알콕시실란은 화학식 R_nSiR'_4-n(여기에서, R은 알킬기, 치환된 알킬기 및 아릴기로부터 독립적으로 선택되고; n은 1 또는 2이고, R'는 1 내지 6의 탄소 원자의 알콕시기이다)을 가진다. 유화제는 비이온성, 음이온성 또는 양이온성일 수 있다. 에멀젼의 입자 크기는 1 마이크로미터 이거나 더 작다. 1마이크로미터 보다 큰 입자 크기를 가지는 Toagosei 에 따라 제조된 에멀젼은 불안정하고 상분리 하기 쉬운 경향이 있다.

미국 특허 번호 5,458,923 및 미국 특허 번호 5,314,533(모두 Goebel 등)은 오르가노실리콘 화합물의 수성 에멀젼을 개시하고 있다. 이 에멀젼은 알콕시실란, 이온성 계면활성제, 오르가노실리콘 계면활성제 및 물을 포함한다. 이 에멀젼은 pH 6 내지 9에서 수주 동안 안정하다. '안정한'은 1. 상분리를 가지지 않고 크림층을 형성하지 않는 에멀젼, 또는 2. 크림층이 생긴다면 효과의 손실 없이 간단한 교반에 의해 획득될 수 있는 에멀젼으로서 정의된다.

그러나, 이들 특허 중 어느것도 시간에 따른 입자 크기 증가의 문제를 제기하지 않는다. 이것은 일반적으로 저분자량 유화 실란 화합물이 수성상을 통해 더 작은 입자에서 더 큰 입자로 확산할 만큼 물에서 충분한 용해도를 가지는 Ostwald Ripening으로 알려진 공정 때문이다. 이것은 시간에 따른 에멀젼의 평균 입자 크기의 순 증가를 초래한다. 이것은, 노화에 따른 에멀젼의 변화하는 성질로 인해서, 상업적 사용시 에멀젼의 모순된 거동 또는 성능을 가져올 수 있다.

게다가, 알콕시실란이 에멀젼에 실란 화합물로서 사용되는 경우, 시간에 따라, 알콕시실란이 수상과 접촉할 때 반응할 수 있다. 알콕시실란이 가수분해 및 축합됨으로써, 실록산을 형성하고 알콜을 유리시켜 에멀젼을 분해할 수 있다.

그러므로, 본 발명의 한 목적은 노화에 따라 입자 크기가 증가하는 것을 방지하거나 최소화기 위한 수단을 제공함으로써 저 분자량 실란의 안정한 에멀젼을 생산하는 능력을 제공하는 것이다. "저분자량"은 1,000 미만의 분자량(MW)을 의미한다.

에멀젼에서 입자의 크리밍 속도에 대한 스톡 법칙에 따르면, 크기가 증가하는 입자는 더욱 빨리 크림상태로 굳어질 것이다. 반대로, 입자가 충분히 작다면, 브라운 운동으로 인한 임의의 입자 운동의 속도가 크리밍을 방지하기에 충분할 것이다. 실란 화합물과 물 간의 밀도 차이를 거의 0까지 감소시키기 위해 실란 화합물상 또는 수상에 첨가제를 사용하는 것이 크리밍을 최소화하기 위한 한가지 기술이다. 그러나, 이것은 에멀젼의 제조 비용이 추가되고, 어떤 용도에서는 에멀젼의 사용에 해로운 영향을 가질 수 있으므로, 종종 바람직하지 않다. 크리밍을 줄이기 위해서, 또한, 미국 특허 번호 5,746,810에 개시된 바, 알기네이트와 같은 증점제로, 또는 오일 입자와 수상 간의 계면 면적량에 비하여 다량의 유화제의 사용으로 수성상의 점도를 증가시킬 수 있다. 그러한 다량의 유화제의 사용은 입자 표면위 및 수상에서 점성의 수성상을 생성하는 액상 결정과 같은 유화제 구조물의 형성을 초래한다. 과량의 유화제의 사용은 일반적으로 실란 에멀젼에 의해 제공되는 발수성에 해롭다.

따라서, 에멀젼이 노화에 따른 현저한 크리밍을 나타내지 않고, 실란 농도로 본질적으로 안정하게 남아있을 만큼 충분히 작은 입자 크기를 가지는 실란 에멀젼을 생성하는 것이 본 발명의 다른 목적이다. 이 목적으로, 10마이크로미터 미만인 평균 입자 크기를 가지는 에멀젼을 제공하는 본 발명의 목적이다.

에멀젼이 분산된 오일 입자에 너무 농축되어 용기의 상부에서 하부까지가 이미 크림상태라면, 에멀젼은 크리밍으로 인한 균일성의 변화는 없을 것이다. 동일한 직경의 단단한 구에 대한 최대 충전은 부피로 74%이다. 따라서, 이론상으로, 다분산 입자 크기 에멀젼에서 실란 상의 농도가 이 농도에 근접하거나 또는 초과함에 따라, 에멀젼이 이미 본질적으로 크림 상태이므로, 에멀젼은 아주 점성으로 되어 크리밍으로 인한 비-균일성을 나타낼것 같지 않다. 그러한 에멀젼의 점성의 페이스트-유사 성질로 인해, 그것들은 상업적 사용시 펌핑 또는 취급이 어렵다.

따라서, 본 발명의 다른 목적은 용이한 취급을 위한 낮은 점도를 또한 가지는 일정한 입자 크기의 안정한 실란 에멀젼을 제공하는 것이다. 본 발명의 에멀젼은 대략 65 중량% 이하의 실란 농도를 가지며, 그것들의 낮은 점도로 인해 주입 또는 펌핑에 의한 것과 같이 취급이 용이하다.

발명의 개요

본 발명은 수성 실란 에멀젼 및 그것의 제조 방법에 관한 것이다. 에멀젼은 알콕시실란, 적어도 둘의 유화제들로 본질적으로 구성되는 유화제 시스템, 및 물을 포함한다. 제 1의 유화제는 주된 유화제이고, 그것은 13 보다 큰 HLB를 가지는 비이온성 계면활성제이다. 제 2의 유화제는 비이온성 보조 계면활성제이고, 11 미만 의 HLB 값을 가진다. 에멀젼은 알콕시실란 에멀젼이 노화에 따른 상분리를 나타내지 않는다는 점에서 개선된 안정성을 가진다. 에멀젼은 불연속상이 노화에 따른 입자 크기의 증가를 나타내지 않거나 또는 최소라는 점에서 균일성을 가진다.

본 발명의 수성 실란 에멀젼은 안정하고, 일정한 입자 크기를 가진다. "안정한"이란 그 에멀젼이 노화에 따라 물층 및 실란(오일) 층으로 상분리를 하지 않는 것을 의미한다. "일정한"이란 에멀젼의 입자 크기가 노화에 따라 현저히 증가하지 않는다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 에멀젼이 적어도 14일동안 약 25℃에서 저장된후에, 입자 크기가 10%이상으로 증가하지 않는다. 이들 에멀젼은 그것들의 낮은 점도로 인해 주입 및 펌핑에 의한 것과 같이 취급이 용이하다. 통상적으로, 에멀젼의 점도는 약 5sq mm/s 보다 크지 않다. 그러나, 50% 보다 큰 실란 농도에서, 에멀젼 점도는 5 보다 클것이고, 1,000 sq mm/s 만큼 높아질 수 있다. 5 내지 1,000sq mm/s 범위의 점도를 가지는 에멀젼은 주입 및 펌핑이 용이하다.

본 발명은 이하를 포함하는 수성의 실란 에멀젼에 관한 것이다:

A) 물을 포함하는 연속상;

B) 연속상 중에 분산된 입자를 형성하는, 적어도 1개의 비극성 실란을 포함하는 불연속상; 및

C) 본질적으로 (ⅰ) 주 계면활성제, 및 (ⅱ)보조 계면활성제로 구성되는 유화제 시스템.

이 에멀젼은 동일한 분자량 실란이 유화되어 일정한 입자 크기를 가진 안정 한 에멀젼을 형성할 수 있다는 장점을 가진다. 그러나, 본 발명이 낮은 분자량 비극성 실란에 한정되는 것을 의미하지 않는다. 이 에멀젼은 1,000보다 큰 분자량을 가지는 비극성 실란을 함유할 수 있다. '비극성 실란'은 적어도 1개의 비극성 유기 작용기가 실란 원자에 결합됨을 의미한다.

비극성 실란은 바람직하게는 비극성 알콕시실란이다. 통상적으로, 비극성 알콕시실란의 양은 에멀젼의 1 내지 65중량%이다. 에멀젼이 발수용도에 사용될 경우에, 비극성 알콕시실란의 양은 바람직하게는 10 내지 60 중량%이다. 그러나, 더욱 묽은 에멀젼(즉, 비극성 실란의 양이 5 내지 10중량%인 경우)은 어떤 용도에 적합하다.

적합한 비극성 알콕시실란은 화학식 R_nSiR'_4-n(여기서, R은 알킬, 할로겐화된 알킬, 아릴, 및 치환된 아릴기로 구성되는 군에서 독립적으로 선택되고, R'는 1 내지 10의 탄소 원자의 알콕시기이고, n은 1 또는 2이다)을 가진다. R은 바람직하게는 알킬 및 아릴기로 구성되는 군에서 독립적으로 선택되고, R'는 바람직하게는 1 내지 5의 탄소 원자의 알콕시기이다. 한편, 에멀젼이 발수용도로 사용될 경우, 바람직하게 R은 독립적으로 8 내지 20 탄소 원자의 알킬기이고, R'는 1 내지 6 탄소 원자를 가진다. 그러나, 1 내지 7 탄소 원자를 가지는 알킬기 R이 또한 이 에멀젼에 사용하기에 적합하다.

성분(B)용의 적합한 알킬알콕시실란 및 할로겐화 알킬알콕시실란은 미국 특허 RE 33,759(DePasquale 등)에 개시되어 있으며, 이것은 적합한 알콕시실란을 개 시하기 위한 목적으로 본원에 참고자료로 포함된다. 바람직하게는, 알콕시실란은 이소부틸트리메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, 및 n-옥틸트리메톡시실란으로 구성되는 군으로 부터 선택된다. 에멀젼이 발수용도에 사용될 경우에, 알콕시실란은 바람직하게는 n-옥틸트리에톡시실란이다. 적합한 할로겐화 알킬알콕시실란은 3,3,3-트리플루오로프로필 트리메톡시실란 및 6,6,6-트리플루오로헥실 트리메톡시실란을 포함한다.

그러나, 고순도 실란이 유화되어 일정한 입자 크기를 가지는 안정한 에멀젼을 형성할 수 있기 때문에, 이 에멀젼은 DePasquale 등에 의해 개시된 에멀젼 보다 유리하다. 고순도 실란은 통상적으로 약 5중량% 이하의 불순물을 함유한다. 더욱이, 2.50 중량% 이하, 0.63중량% 이하 만큼 낮고, 0.1중량%와 같거나 이하의 불순물 함량을 가지는 실란이 또한 본 발명에 따른 에멀젼을 형성하기 위해 사용될 수 있다. "불순물"은 실란의 어떤 이합체, 삼합체, 또는 올리로머를 의미하고; 실란내 존재하는 어떤 다른 실록산 폴리머 또는 고분자량 오일을 포함한다.

본 발명의 에멀젼은 10 마이크로미터 미만의 입자 크기로 생성될 수 있다. 바람직하게는, 입자 크기는 1마이크로미터 미만이고, 더욱 바람직하게는 입자 크기가 0.5 마이크로미터 미만이다.

유화제 시스템은 노화에 따른 입자 크기 증가를 억제한다. 유화제 시스템은 주 계면활성제 및 보조 계면활성제를 포함한다. 주 계면활성제는 입자들 간의 입체적 반발에 의한 입자들의 합체를 방지한다. 보조 계면활성제는 Ostwald Ripening을 초래할 수 있는 입자 외부로의 실란의 확산을 방지한다.

유화제 시스템에서 각 계면활성제의 양은 수상과 접촉하는 외부 혼합 단일층 및 본질적으로 수불용성 보조 계면활성제의 제 2의 내부 단일층을 제공하기에 충분하다. 혼합 단일층은 두 계면활성제의 조합이다. 이 계면활성제 2중층은 입자 외부로의 실란의 확산을 지연하거나 방지하기 위한 중요한 장벽을 제공한다. 유화제 시스템은 에멀젼에 안정성과 일정한 입자 크기를 부여한다.

주 계면활성제는 약 13.0 보다 큰 HLB, 바람직하게는 15.0보다 큰 HLB를 가지는 비이온성 계면활성제이다. 에멀젼내 주 계면활성제의 농도는 실란 입자의 표면적의 100 제곱 옹스트롬 당 0.5 내지 3 분자이다. 그러나, 주 계면활성제의 농도가 이들 구속 조건에 의하여 낮게 되는 비교적 큰 입자 크기를 가지는 매우 묽은 에멀젼에 대해서는, 이 양을 유화제의 임계 미셀 농도(CMC)까지 증가시켜, 그 양이 수상에 용해되도록 조절하는 것이 필수적일 수 있다.

비이온성의 적당한 주 계면활성제들은 에톡시화 옥틸페놀, 에톡시화 지방 에스테르 및 오일, 에톡시화 알콜, 및 그것들의 조합으로 구성되는 군으로 부터 통상적으로 선택된다. 비이온성의 적당한 주 계면활성제들의 예는 계면활성제의 이름 뒤 괄호내의 HLB 값을 가진 것으로서 다음과 같다.

13.0 보다 큰 HLB를 가지는 비이온성의 적당한 주 계면활성제들은 시중 구입가능하다. 예를 들어 실온에서 고체인 계면활성제들이 사용될 수 있고 , 그리고 그들은 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르인 BRIJ

700 (18.8) (Wilmington, Delaware의 ICI America Inc.로 부터 구입가능); 폴리옥시에틸렌 모노스테아레이트인 MAPEG

S-40K (17.2) (Gurnee Illinois의 PPG/Mazer로 부터 구입가능); steareth- 40인 MACOL

SA-40 (17.4) (Gurnee Illinois의 PPG/Mazer로 부터 구입가능); steareth-20인 MACOL

SA-20 (15.4) (Gurnee Illinois의 PPG/Mazer로 부터 구입가능); 및 11내지 15의 탄소를 가지는 2차 알콜 에톡실레이트인 TERGITOL

15-S-20 (16.3) (Union Carbide Chem. & Plastics Co., Industrial Chemicals Division, Danbury Connecticut로 부터 구입가능)에 의해 예시된다.

주 계면활성제에 대한 그 밖의 비이온성의 적합한 계면활성제들은 에톡시화 알콜인 TERGITOL

15-S-40 (18.0) (Union Carbide Corporation으로 부터 구입가능); 소르비탄 라우레이트인 HETSORB

O-20 (15.0) (Heterene Chemical로 부터 구입가능); 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트인 TWEEN

80 (15.0) (Wilmington, Delaware의 ICI America Inc.로 부터 구입가능); 9 내지 11 탄소 알킬 폴리사카라이드 에테르인 APG 325 CS

글리코시드 (13.0) (Henkel Corporation Ambler, Pennsylvania로 부터 구입가능); 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르인 BRIJ

35L (16.9) (ICI Surfacfant에 의해 제조) 그리고 에톡시화 옥틸페놀인 TRITON

X-100 (13.5), TRITON

X-305 (17.3), 및 TRITON

X-705(17.9) (모두 Union Carbide Corporation에 의해 제조)를 포함한다. BRIJ

35L 가 바람직하다.

보조 계면활성제는 11 미만의 HLB를 가져야 한다. 어떤 적합한 보조 계면활성제 및 그것들의 HLB 값의 예는 글리세롤 모노스테아레이트인 ALDO

MS(3.8-3.9) 및 에톡실화 지방 에스테르인 LONZEST

GMO(3.0) (모두 Lonza Inc., Fairlawn, New Jersey에 의해 제조); 소르비탄 모노스테아레이트인 S-MAZ

60K(4.7)(PPG Industries, Gurnee, Illinois로부터 구입가능); 소르비탄 스테아레이트인 ARLACEL

60(4.7)(ICI Americas Inc., Wilmington, Delaware로부터 구입가능); 소르비탄 모노올레이트(4.3), 소르비탄 트리올레이트(1.8), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(10.0)와 같은 올레이트; 프로필렌 글리콜 모노스테아레이트인 ALDO PGHMS

(3.0)(Lonza Inc., Fairlawn, New Jersey로부터 구입가능); 에틸렌 글리콜 모노스테아레이트인 MAPEG

EGMS(2.9)(PPG/Mazer Gurnee, Illinois로부터 구입가능); 디에틸렌 글리콜 모노스테아레이트인 HODAG

DGS(4.7); 폴리옥시에틸렌 스테아릴 아민인 ETHOX

SAM-2(4.9)(Ethox Chemicals Inc., Greenvile, South Carolina로부터 구입가능); 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에스테르인 MACOL

SA-2(4.9)(PPG/MAZER, Gurnee, Illionis로부터 구입가능); 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르인 BRIJ

72(4.9) 및 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르인 BRIJ

52(4.9)(모두 ICI Americas Inc.로부터 구입가능)와 같은 폴리옥시에틸렌 에테르; 소르비탄 모노라우레이트인 SPAN

20(8.6)(ICI Surfactants로부터 구입가능); 및 글리세롤 모노라우레이트인 CALGENE

GML(3.0)(Calgene Chemical, Inc.로부터 구입가능)을 포함한다.

4.3 내지 8.6 범위의 HLB 값을 가지는 소르비탄 지방산 에스테르 및 9.6 내지 10 범위의 HLB 값을 가지는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르가 바람직한 비이온성 보조 계면활성제이다. 4.3 내지 8.6 범위의 HLB 값을 가지는 바람직한 소르비탄 지방산 에스테르는 상품명 SPAN

(ICI Americas에 의해 제조)으로 시중 구입가능하다. 소르비탄 모노라우레이트인 SPAN

20은 8.6의 HLB를 가지고, SPAN

40은 6.7의 HLB를 가지고, 소르비탄 모노스테아레이트인 SPAN

60은 4.7의 HLB를 가지고, SPAN

80은 4.3의 HLB를 가진다. SPAN

20이 특히 바람직하다. 9.6 내지 10.0 범위의 HLB 값을 가지는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르는 상품명 TWEEN

(ICI Americas에 의해 제조)로 시중 구입가능하다. 특히 바람직한 것은 9.6의 HLB를 가지는 TWEEN

61 및 10.0의 HLB를 가지는 TWEEN

81이다.

에멀젼에서 보조 계면활성제의 농도는 실란 입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 1.5 내지 15, 바람직하게는 4 내지 15 분자이다. 더 높은 양의 보조 계면활성제는 불필요하며, 에멀젼 불안정성을 가져올 수 있다. 인용된 에멀젼 입자 크기는 다이나믹 라이트 스캐터링(광자 상관 분광기)에 의해 측정된 바의 '세기' 가중 직경('intensity' weighted diameters)이다. NICOMP

Particle Sizer 기기가 사용되었다.

수성 실란 에멀젼의 나머지는 100% 까지 물 및 어떤 선택적 성분을 포함한다. 통상적으로, 에멀젼에서 물의 양은 30 내지 99중량%이다. 수성 실란 에멀젼은 다음의 선택적 성분 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다: (D) 완충액, (E) 살생물제, (F) 증점제, (G) 방향제, (H) 착색제, (I) 기포제, (J) 항-기포제, 및 (K) 방청제.

성분 (D)는 바람직한 범위로 수성 실란 에멀젼의 pH를 유지하기 위해 사용되는 선택적 완충액이다. 완충액은 통상적으로 유기 및 무기산 및 염기이며, 그것들의 염을 포함한다. 에멀젼에 첨가되는 완충액의 양은 통상적으로 0.01 내지 5중량% 이다. 적합한 완충액은 적합한 완충액을 설명하기 위한 목적으로 본원에 참고자료로서 포함된 미국 특허 번호 4,877,654에 개시되어 있다. 에멀젼이 발수 용도로 사용될 경우, 완충액은 바람직하게는 중탄산나트륨, 벤조산나트륨, 인산수소이나트륨, 및 수산화암모늄과 아세트산의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된다. 완충액은 바람직하게는 살생물제가 존재할 때에, 또는 에멀젼의 pH가 6 내지 9 범위 밖인 때에 에멀젼에 첨가된다.

성분 (E)는 통상적으로 에멀젼의 0.1 내지 5중량%의 양으로 첨가되는 선택적 살생물제이다. 살생물제는 당업계에서 공지이며, 시중 구입가능하다. 예를 들어, 6-아세톡시-2,4-디메틸-m-디옥산(GIV-GARD DXN

)(Guvaudan Corp.에 의해 판매)이 본 발명에 적합하다. 적합한 살생물제가 적합한 살생물제를 설명하기 위한 목적으로 본원에 참고자료로서 포함된 미국 특허 번호 4,877,654에 개시되어 있다.

성분 (F)는 수성상의 점도를 온건하게 증가시키는 선택적 증점제이다. 성분 (F)는 이 범위에서 더 큰 입자 크기 에멀젼의 크리밍을 방지하기 위해 사용될 수 있다. 증점제는 에멀젼의 안정성 및 입자 크기에 영향을 미치지 않아야 한다. 적합한 증점제가 폴리아크릴산 및 폴리아크릴산염, 알긴산염, 알긴산 에스테르, 폴리비닐알콜, 폴리에테르, 카제인, 만난, 녹말, 키토산, 카르복시메틸셀룰로스, 및 메톡시메틸셀룰로스와 같은 수용성 폴리머로써 예시된다. 미국 특허 5,746,810이 적합한 증점제를 설명하기 위하여 본원에 참고자료로서 포함된다. 증점제는 통상적으로 에멀젼의 0.1 내지 1중량%의 양으로 첨가된다.

성분 (G)는 선택적 방향제이다. 성분 (H)는 선택적 착색제이다. 착색제는 물 이 기재가 될 수 있거나, 또는 지용성 염료일 수 있다. 성분 (I)는 선택적 기포제이다. 성분 (J)는 선택적 항-기포제이다. 성분 (K)는 선택적 방청제이다. 예를 들어, 성분 (K)는 벤조산나트륨이다.

본 발명의 에멀젼은 발수제 용도를 포함하는 광범위한 용도로 사용될 수 있다. 더 나아가, 본 발명은 기판을 발수성이 되게 하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 수성 알콕시실란 에멀젼으로 기판을 함침시키고, 알콕시실란을 가수분해 및 축합시키는 것을 포함한다. 기판은 나무일 수 있지만, 바람직하게는 조적물이다. '조적물'은 건축재료와 같은 어떤 다공성 무기 기판을 의미한다. 조적물은 건축용 세라믹, 시멘트, 절연 제품, 돌, 및 콘크리트를 포함한다. 적합한 기판이 적합한 기판을 설명하기 위한 목적으로 본원에 참고자료로서 포함된 미국 특허 4,877,654에 개시되어 있다. 수성 알콕시실란 에멀젼으로 기판을 함침시키는 방법은 중요하지 않다. 예를 들어, 에멀젼이 브러시 코팅, 롤러 코팅, 또는 스프레잉에 의해 기판의 표면에 도포될 수 있다. 또는, 수성 알콕시실란 에멀젼이 비경화 콘크리트와 같은 조성물과 혼합된 후, 조성물이 경화되어 발수성을 가지는 기판을 형성할 수 있다. 기판에 함침되는 에멀젼의 양은 기판의 다공성 및 표면 상태에 의존하지만, 통상적으로는 0.05 내지 2.0Kg/sq m 범위이다.

더 나아가, 본 발명은 본 발명의 에멀젼의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법은:

A) 물;

B) 물에 분산된 입자의 불연속상을 형성하는, 5 내지 65중량%의 적어도 1개 의 알콕시실란; 및

C) 본질적으로

(i) 13 보다 큰 HLB를 가지는 비이온성 유화제이고, 입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 0.5 내지 3 분자의 농도로 에멀젼에 존재하는 주 계면활성제; 및

(ii) 11 미만의 HLB를 가지는 비이온성 유화제이고, 입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 1.5 내지 15 분자를 제공하기에 충분한 농도로 에멀젼에 존재하는 보조 계면활성제

로 구성되는 유화제 시스템을 포함하는 조성물을 유화시키는 것을 포함한다.

에멀젼은 입자위에 계면활성제 커버리지의 올바른 범위를 제공하도록 바람직한 입자 크기의 불연속상(즉, 0.5 마이크로미터 미만)으로 제조될 수 있다. 입자 크기는 유화 동안의 소놀레이션(sonolation) 압력과 같은 전단 조건을 변화시킴으로써 바뀔 수 있다. 예를 들어, 입자 크기 및 표면 커버리지가 너무 크다면, 전단을 증가시키거나 소놀레이션 압력을 증가시켜 입자 크기를 감소시킬 수 있다. 입자 크기가 너무 작기 때문에 입자 표면 커버리지가 너무 낮다면, 필요에 따라, 전단 세기가 감소되거나, 추가의 보조 계면활성제가 첨가되거나, 또는 두가지 모두가 수행될 수 있다. 당업자들은 전단 조건을 변화시킴으로써 입자 크기를 어떻게 조절하는지 알고 있다.

이들 실시예는 당업자들에게 본 발명을 설명하려는 의도이며, 청구항에 제시된 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 않된다. 다른 지시가 없다면, 이들 실시예에서 모든 퍼센트는 중량 퍼센트이다. 이들 실시예의 목적에 있어서, 'n-Otes'는 n-옥틸트리에톡시실란을 의미하고, 'i-Btes'는 이소부틸트리에톡시실란을 의미한다. 사용된 비이온성 계면활성제는 이들 실시예에서 상품명으로 나타냈다. BRIJ

35 L은 HLB가 16.9인 폴리에틸렌 라우렐 에테르이다. TRITON

X-100은 HLB 13.5를 가지는 에톡시화 옥틸페놀이다. TRITON

X-305는 HLB가 17.3인 에톡시화 옥틸페놀이다. SPAN

20은 HLB가 8.6인 소르비탄 모노라우레이트이다. LONZEST

GMO는 HLB가 3.0인 에톡시화된 지방 에스테르이다.

입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 계면활성제 분자 수인 감마(Γ)를 계산하는데 사용된 수학식 1을 아래에 나타낸다.

Γ = %S × D ÷ (9.96 × 10^-3 × M × %실란)

여기에서, S는 에멀젼에서 유화제의 중량%이고, D는 나노미터로 실란 입자의 초기 입자 크기(직경)이고, M은 유화제의 분자량이다.

참고예 1

실란 에멀젼을 주 계면활성제가 물과 완전하게 혼합될때까지, 12부의 물을 주 계면활성제와 혼합함으로써 제조했다. 다음에, 실란 40부를 보조 계면활성제와 혼합하고, 상기 물 혼합물에 가했다. 결과의 혼합물을 30분 동안 1.5 인치 직경의 Cowls 블레이드로써 2,000 RPM으로 교반했다. 30분 후, 추가로 58.3부의 물을 가하고, 결과의 혼합물을 7500/1500psi로 2 단계 균질기를 통해 처리했다. 혼합물을 균 질화한 후, 0.001부의 중탄산나트륨을 혼합물에 가하여 pH를 대략 7.0으로 유지시켰다.

결과의 에멀젼의 초기 입자 크기를 NICOMP

입자 크기 분석기로 측정했다. 입자 크기는 이하에서 다른 지시가 없다면 나노미터(nm)로 기록한다. 가해진 주 계면활성제의 양 및 초기 입자 크기를 기초로, 입자 크기 100 제곱 옹스트롬 당 주 계면활성제의 커버리지를 상기 수학식 1에 따라 산출했다. 유사하게, 보조 계면활성제의 양 및 초기 입자 크기를 기초로, 입자 크기 100 제곱 옹스트롬 당 보조 계면활성제의 커버리지을 상기 수학식 1에 따라 산출했다.

에멀젼의 입자 크기를 실온 저장 후 측정했다. 투명한 물층이 에멀젼의 하부에서 시각적으로 관찰되는 경우, 에멀젼이 안정성을 가지지 않는다고 간주했다.

표 1- 3은 주 계면활성제 및 사용된 양, 보조 계면활성제 및 사용된 양, 사용된 실란, 그리고 사용된 물의 양을 보여준다. 표 4는 샘플의 안정성이 없어질때까지, 각 샘플에 대한 주 계면활성제 및 보조 계면활성제의 커버리지와 시간에 따라 측정된 입자 크기를 보여준다.

비교예 1

N-옥틸트리에톡시실란의 에멀젼을 참고예 1의 방법에 의해 제조했다. 사용된 계면활성제는 미국 특허 번호 4,877,654(Wilson외)의 실시예에서 사용된 것과 동일한 것이다. 이 실험을 위해서, TRITON

X-305(HLB= 17.3)가 주 계면활성제인 것으로 간주하고, TRITON

X-100(HLB= 13.5)가 보조 계면활성제인 것으로간주하였다. TRITON

X-305의 양은 중량의 0.48 부 이었다. TRITON

X-100의 양은 중량의 1.12부 이었다. 결과의 에멀젼은 402nm의 초기 입자 크기를 가졌다. 첨가된 TRITON

X-100의 양 및 초기 입자 크기를 기초로, 입자 크기 100 제곱 옹스트롬당 보조 계면활성제의 1.8 분자의 커버리지를 산출하였다. 1232nm의 입자 크기가 실온 저장의 21일후에 측정될 때까지 에멀젼은 입자 크기가 증가하였다. 21일후 투명한 물층이 에멀젼의 하부에서 관찰되었고 에멀젼은 안정성을 잃는 것으로 측정되었다. 비교 샘플 1에 대한 제제를 표 1에 나타낸다.

비교예 1은 입자상에서 보조 계면활성제의 커버리지가 불충분하고, 보조 계면활성제가 11보다 큰 HLB값을 가지는 경우에 불안정한 에멀젼이 생성된다는 것을 보여준다.

비교예 2

이소부틸트리에톡시실란을 n-옥틸트리에톡시실란 대신에 사용한 것을 제외하고, 참고예 1에서 사용된 동일한 방법을 에멀젼의 제조에 사용하였다.

TRITON

X-305를 주 계면활성제인 것으로 생각하였고, TRITON

X-100을 보조 계면활성제 인것으로 생각하였다. TRITON

X-305의 양은 중량당 0.48부 이었다. TRITON

X-100의 양은 중량당 1.12부 이었다. 결과의 에멀젼은 924nm의 초기 입자 크기를 가졌다. 24시간 내에, 메멀젼 입자 크기가 1918nm로 증가하였다. 24시간 후에, 투명한 물층이 에멀젼의 하부에서 관찰되었고, 에멀젼은 안정성을 잃는 것으로 간주되었다. 비교 샘플 2에 대한 제제를 표 1에 나타낸다.

비교예 2는 입자상에서 보조 계면활성제의 커버리지가 불충분하고, 보조 계면활성제가 11보다 큰 HLB값을 가지는 경우에 불안정한 에멀젼이 생성된다는 것을 보여준다.

비교예 3

주 계면활성제가 1.4 부의 BRIJ

35L이었던 것을 제외하고는, 참고예 1과 같은 방법으로써 비교 샘플 3을 제조하였다. 보조 계면활성제는 0.59부의 SPAN

20 이었다. 에멀젼은 335nm의 초기 입자 크기를 가졌다. 사용된 SPAN

20의 양 및 입자 크기를 기초로, 입자 크기 100 제곱 옹스트롬 당 보조 계면활성제 1.4 분자의 커버리지를 산출하였다.

14일후 에멀젼은 1247nm의 입자 크기를 가졌고, 투명한 물층이 안정성을 잃게 나타나는 것으로 관찰되었다. 비교 샘플 3에 대한 제제를 표 2에 나타낸다.

비교예 4

오로지 0.25 부의 SPAN

20을 첨가한 것을 제외하고는, 비교 샘플 4를 비교예 3에서와 같은 방법으로써 제조하였다. 결과의 에멀젼은 342nm의 초기 입자 크기를 가졌다. 사용된 SPAN

20의 양 및 입자 크기를 기초로, 입자 크기 100 제곱 옹스트롬당 보조 계면활성제 0.62 분자의 커버리지를 산출하였다.

14일후 실온에서 에멀젼은 1619nm의 입자 크기를 가졌다. 투명한 물층이 안정성을 가지지 않는 것을 나타내는 것으로 하부에서 관찰되었다. 비교 샘플 4에 대한 제제를 표 2에 나타낸다.

비교예 3 및 4는 입자상에서 보조 계면활성제의 커버리지가 불충분한 경우에, 에멀젼이 수주후에 안정성을 잃는다는 것을 나타낸다.

비교예 5

비교 샘플 5를 n-옥틸트리에톡시실란이 불순물로서 그것의 이합체의 0.63중량%를 함유하였던 것을 제외하고는, 비교예 1의 방법으로써 제조하였다. 결과의 에멀젼은 396nm의 초기 입자 크기를 가졌다.

14일 후에 실온에서, 입자 크기가 428nm였다. 상분리가 일어나지 않았다. 비교 샘플 5의 제제를 표 5에 나타내고, 입자 크기 결과를 표 6에 나타낸다.

비교예 6

비교 샘플 6을 n-옥틸트리에톡시실란이 불순물로서 그것의 이합체의 2.50중량%를 함유하였던 것을 제외하고는, 비교예 1의 방법으로써 제조하였다.

14일 후에 실온에서, 입자 크기가 330nm였다. 상분리가 일어나지 않았다. 비교 샘플 6의 제제를 표 5에 나타내고, 입자 크기 결과를 표 6에 나타낸다.

비교예 1, 각각 표 5 및 6에서 비교를 위해 포함된 제제 및 결과는 고순도 알콕시실란(예컨대, 0.1중량% 이하의 불순물 함유)이 본 발명의 유화제 시스템없이 사용되는 경우에, 에멀젼이 일정한 입자 크기를 가지지 않는다는 것을 보여준다. 비교예 1, 5, 및 6은 안정성 및 입자 크기상에서 알콕시실란의 순도의 영향을 보여준다. 비교예 1에서, n-옥틸트리에톡시실란은 불순물 0.1중량% 미만을 함유하였고, 에멀젼은 불안정하였다. 또한 입자 크기는 시간에 따라 현저하게 증가하였다. 비교예 1,5,및 6은 실란의 불순물 함량이 증가하고, 에멀젼의 입자 크기의 일정성도 또 한 증가한다는 것을 보여준다.

실시예 1

샘플 1을 1.0 부의 SPAN

20이 첨가된 것을 제외하고는, 비교예 3에서와 같은 방법으로써 제조하였다. 결과의 에멀젼은 392nm의 초기 입자 크기를 가졌다. 사용된 SPAN

20의 양 및 입자 크기를 기초로, 입자 크기 100 제곱 옹스트롬당 2.8 분자의 커버리지를 산출하였다.

63일 후에 실온에서, 입자 크기가 437nm이다. 상분리가 일어나지 않았다. 샘플 1의 제제를 표 2에 나타낸다.

실시예 1은 본 발명의 유화제 시스템이 사용되어 일정한 입자 크기의 안정한 에멀젼을 생성할 수 있음을 보여준다.

실시예 2

샘플 2을 2.5 부의 SPAN

20이 첨가된 것을 제외하고는, 비교예 3에서와 같은 방법으로써 제조하였다. 결과의 에멀젼은 319nm의 초기 입자 크기를 가졌다. 사용된 SPAN

20의 양 및 입자 크기를 기초로, 입자 크기 100 제곱 옹스트롬당 5.8 분자의 커버리지를 산출하였다.

63일 후에 실온에서, 입자 크기가 324nm이다. 상분리가 일어나지 않았다. 샘플 2의 제제를 표 2에 나타낸다.

실시예 2는 본 발명의 유화제 시스템의 사용이 14일 동안 약 실온에서 저장했을 경우에 10%이상 으로 증가하지 않는 입자 크기를 가지는 에멀젼을 생산한다는 것을 보여준다. 더욱이, 실시예 1 및 2는 보조 계면활성제의 양이 증가함에 따라 입자 크기 변화의 속도가 감소한다는 것을 증명한다.

실시예 2의 결과는 비교를 위해 표 6에 포함되었다. 실시예 2 및 비교예 6은 본 발명의 유화제 시스템이 본 발명의 사용에 적합한 알콕시실란의 에멀젼 보다 더 높은 불순물 함량을 가지는 알콕시실란의 에멀젼에 필적하는 안정성 및 일정한 입자 크기를 가진 에멀젼을 생성한다는 것을 보여준다. 비교예 1 및 6 및 실시예 2는 고순도 실란이 사용될 경우에, 일정한 입자 크기의 안정한 에멀젼을 생성하기 위해 본 발명의 유화제 시스템이 사용되어야 한다는 것을 보여준다.

실시예 3

샘플 3을 참고예 1의 방법으로써 제조하였다. 실란은 n-옥틸트리에톡시실란이었다. 주 계면활성제는 1.4 부의 BRIJ

35L이었다. 보조 계면활성제는 2.0부의 LONZEST

GMO이었다. 결과의 에멀젼은 276nm의 초기 입자 크기를 가졌다.

34일 후에 실온에서, 입자 크기가 279nm이다. 상분리가 일어나지 않았다. 샘플 3의 제제를 표 3에 나타낸다.

실시예 3은 본 발명의 유화제 시스템 사용이 14일 동안 약 실온에서 저장했을 경우에 10%이상 으로 증가하지 않는 입자 크기를 가지는 에멀젼을 생산한다는 것을 보여준다. 또한 실시예 3은 다른 보조 계면활성제를 사용하여 일정한 입자 크기의 안정한 에멀젼을 생성할 수 있다는 것도 증명한다.

'NR'은 기록되지 않은 것을 의미한다.

괄호 ()안의 숫자는 그것이 표 4의 제 1열의 날짜와 다른 경우, 샘플이 시험된 날짜를 나타낸다.

괄호 ()안의 숫자는 그것이 표 6의 제 1열의 날짜와 다른 경우, 샘플이 시험된 날짜를 나타낸다.

Claims

A) 물을 포함하는 연속상;

B) 연속상 중에 분산된 입자를 형성하는, 적어도 1개의 비극성 알콕시실란(이때 비극성 알콕시실란은 2.50 중량% 이하의 양으로 불순물을 함유한다)을 포함하는 불연속상; 및

C) 본질적으로

(i) 13보다 큰 HLB를 가지는 비이온성 유화제이고, 입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 0.5 내지 3 분자의 농도로 에멀젼에 존재하는 주 계면활성제;

(ii) 11 미만의 HLB를 가지는 비이온성 유화제이고, 입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 1.5 내지 15 분자를 제공하기에 충분한 농도로 에멀젼에 존재하는 보조 계면활성제로 구성되는 유화제 시스템

을 포함하는 수성 에멀젼.
A) 물을 포함하는 연속상;

B) 물중에 분산된 입자를 형성하는, 적어도 1개의 알콕시실란(이때 비극성 알콕시실란은 2.50 중량% 이하의 양으로 불순물을 함유한다)을 포함하는 불연속상; 및

C) 본질적으로

(i) 13보다 큰 HLB를 가지는 비이온성 유화제이고, 입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 0.5 내지 3 분자의 농도로 에멀젼에 존재하는 주 계면활성제 및

(ii) 11 미만의 HLB를 가지는 비이온성 유화제이고, 입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 1.5 내지 15 분자를 제공하기에 충분한 농도로 에멀젼에 존재하는 보조 계면활성제로 구성되는 유화제 시스템

을 포함하는 조성물을 유화하는 단계(Ⅰ);

본질적으로 불연속상 간의 보조 계면활성제로 구성되는 흡착된 내부층과 본질적으로 주 계면활성제와 보조 계면활성제의 조합으로 구성되는 외부 층(여기서, 외부 층은 수성상과 접촉한다)을 형성 하는 단계 (II)

를 포함하는 에멀젼의 시간에 따른 입자 크기 증가를 최소화하는 방법.
A) 물을 포함하는 연속상;

B) 연속상 중에 분산된 입자를 형성하는, 분자량 1,000 미만을 가지는 적어도 1개의 알콕시실란(이때 비극성 알콕시실란은 2.50 중량% 이하의 양으로 불순물을 함유한다)을 포함하는 불연속상; 및

C) 본질적으로

(i) 13보다 큰 HLB를 가지는 비이온성 유화제이고, 입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 0.5 내지 3 분자의 농도로 에멀젼에 존재하는 주 계면활성제 및

(ii) 11 미만의 HLB를 가지는 비이온성 유화제이고, 입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 1.5 내지 15 분자를 제공하기에 충분한 농도로 에멀젼에 존재하는 보조 계면활성제로 구성되는 유화제 시스템;

D) 완충액

을 포함하는 수성 실란 에멀젼을 포함하는 조적물에 대한 발수 조성물.
A) 물을 포함하는 연속상;

B) 에멀젼의 5 내지 65 중량%를 나타내고, 연속상 중에 분산된 입자를 형성하는, 분자량 1,000 미만을 가지는 적어도 1개의 알콕시실란(이때 비극성 알콕시실란은 2.50 중량% 이하의 양으로 불순물을 함유한다)을 포함하는 불연속상; 및

C) 본질적으로

(i) 13보다 큰 HLB를 가지는 비이온성 유화제이고, 입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 0.5 내지 3 분자의 농도로 에멀젼에 존재하는 주 계면활성제 및

(ii) 11 미만의 HLB를 가지는 비이온성 유화제이고, 입자 표면적 100 제곱 옹스트롬 당 1.5 내지 15 분자를 제공하기에 충분한 농도로 에멀젼에 존재하는 보조 계면활성제로 구성되는 유화제 시스템; 및

D) 완충액

을 포함하는 에멀젼으로 조적물 기판을 함침시키는 단계(Ⅰ);

알콕시실란을 가수분해시키고 축합시키는 단계(Ⅱ)

를 포함하는 조적물 기판을 발수성이 되게 하는 방법.
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