RU2149151C1 - Гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды - Google Patents

Гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды Download PDF

Info

Publication number
RU2149151C1
RU2149151C1 RU98122416/04A RU98122416A RU2149151C1 RU 2149151 C1 RU2149151 C1 RU 2149151C1 RU 98122416/04 A RU98122416/04 A RU 98122416/04A RU 98122416 A RU98122416 A RU 98122416A RU 2149151 C1 RU2149151 C1 RU 2149151C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
building materials
hydro
environment
protection
adverse effect
Prior art date
Application number
RU98122416/04A
Other languages
English (en)
Inventor
С.П. Круковский
А.А. Ярош
В.М. Котов
хина Т.А. Пр
Т.А. Пряхина
В.Н. Ярош
Б.Г. Завин
В.Н. Писаренко
В.М. Светлаков
В.Е. Блинов
Original Assignee
Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН
ОАО "Московский комитет по науке и технологиям"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, ОАО "Московский комитет по науке и технологиям" filed Critical Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН
Priority to RU98122416/04A priority Critical patent/RU2149151C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2149151C1 publication Critical patent/RU2149151C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/49Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes
    • C04B41/4905Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon
    • C04B41/4922Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon applied to the substrate as monomers, i.e. as organosilanes RnSiX4-n, e.g. alkyltrialkoxysilane, dialkyldialkoxysilane
    • C04B41/4944Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon applied to the substrate as monomers, i.e. as organosilanes RnSiX4-n, e.g. alkyltrialkoxysilane, dialkyldialkoxysilane containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen, silicon, alkali metals or halogens, e.g. N-silyldisilazane: Image
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/203Oil-proof or grease-repellant materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/29Frost-thaw resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)

Abstract

Описывается применение кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты в качестве гидро- и олеофобного средства для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды. Техническим результатом является улучшение гидрофобного эффекта (197 %), краевого угла смачивания (135-140°). Строительные материалы не подвергаются в течение длительного времени разрушению под действием растворов солей и многократного замораживания и оттаивания. Паропроницаемость образцов известняка и штукатурки после обработки практически не изменяется. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области гидро- и олеофобных средств для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды и касается, в частности, применения кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты в качестве гидро- и олефобного средства, предназначенного для защиты каменных зданий и сооружений от атмосферных осадков.
В настоящее время известно большое число различных соединений и композиций, предназначенных для защиты каменных зданий и сооружений от атмосферных осадков. Как правило, в этих композициях используются различные кремнийорганические соединения.
Алкилсиликонаты натрия (продукты ГКЖ-10, ГКЖ-11, АМСЗ-3) [1. Кремнийорганические продукты, выпускаемые в СССР. Каталог - справочник. -М.: Химия, 1975 г.] получили в России достаточно широкое распространение, обусловленное тем, что их можно применять в виде водных растворов, которые не имеют запаха и достаточно дешевы. Основным недостатком этих гидрофобизаторов является их высокая щелочность (pH 13-14). Для снижения ее к ним добавляют уксусную кислоту или соли аммония, что способствует образованию в растворах гидрофильных солей и в дальнейшем приводит к появлению высолов на обработанной поверхности.
Появление высолов снижает гидрофобный эффект защитного покрытия и ухудшает декоративный вид обработанного камня. Другой недостаток применения этих продуктов связан с медленным процессом формирования защитного покрытия (несколько суток), в течение которых нежелательно увлажнение обрабатываемого объекта. Кроме того, поскольку эти соединения получают из отходов основного производства кремнийорганических соединений, то химический состав и свойства их могут меняться в широких пределах.
Полиалкилгидридсилоксаны (ГКЖ-94, ГКЖ-94М, водная эмульсия КЭ-30-04) [1, там же] нашли более широкое применение в качестве гидрофобизаторов. Однако образование высокоэффективных защитных покрытий на их основе связано с нагревом или введением различных катализаторов отверждения. При обычных условиях образование гидрофобного слоя происходит чрезвычайно медленно и не в полной мере, что на известняках в ряде случаев вызывает образование легкозагрязняющихся липких покрытий. Поэтому эффект не всегда стабилен, а защитные свойства не высоки. Причиной этого, по мнению большинства исследований, является слабая сорбция полигидридсилоксана на камне, особенно в отсутствие катализаторов отверждения.
Кроме того, поскольку кремнийорганические соединения, олигомеры и образующиеся полимеры хорошо растворимы или набухают в большинстве органических растворителей, то их маслостойкость (маслоотталкивающие свойства) весьма не высока.
Выпускаемый в Германии препарат "Дисбоксан-450" (фирма "Lakufa", техническая информация N 450, декабрь 1991 г., Обер-Рамшад, ФРГ) представляет собой смесь органосиланов и алкоксисилоксанов и применяется в виде водной эмульсии. После нанесения этого препарата на образец известняка в соответствии с рекомендациями фирмы нами были проведены его испытания. Оказалось, что известняк приобретает хорошие гидрофобные свойства: краевой угол смачивания водой составил 123-125o. Обработанный "Дисбоксаном-450" образец известняка выдержал 28 последовательных погружений в 14%-ный водный раствор Na2SO4 на 2 ч с высушиванием до постоянного веса. Однако краевые углы смачивания декалином и моторным маслом поверхности известняка, обработанной "Дисбоксаном-450", составили всего 58 и 68o соответственно.
Известны водные эмульсии перфторполиэфиров, как инертных, так и содержащих различные функциональные группы, используемые для защиты строительных материалов от атмосферных осадков. Гидрофобный эффект покрытия в данном случае составлял от 25 до 65% [2, D.Lenti, M.Visca. EP 337313 C1 C 04 B 41/48, (07.04.89)].
Известны также различные производные перфторполиэфиров общей формулы RfO(C3F6O)m(CFXO)nCFYZp, где Rf - перфторалкильная группа с числом атомов углерода от 1 до 3; звенья (C3F6O) и (CFXO) статически распределены по цепи; X= F, CF3, m ≠ 0; m/n= 5-40, когда n ≠ 0; p= 1-2; Y= -CH2O-, CH2OCH2-, CH2(OCH2CH2)g-, CF2-, CF2O-, CONR-, COO-, CH2-, COS-. CO-, -CH2NR-, CH2S-, где R - алкил с числом атомов углерода от 1 до 8;
Figure 00000001
-OH, -NCO, -NHR, -COR,
-SiRt(OR)3-t, где R имеет вышеуказанные значения [3, Strepparola E., Caporiccio G. EP 215,492 (C1 C 04 B 41/48) (08.05.91)].
В частности, предлагается применять соединения типа RfO(C3F6O)m(CF2O)n CF2CH2OZ, где
Figure 00000002
и -CH2C6H5 с молекулярной массой 2300, но кроме сообщения о малом водопоглощении образцов из мрамора и оценки глубины пропитки этими соединниями, не приводятся какие-либо другие данные. Кроме того, в качестве растворителя авторы могли использовать только 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтан (aреон-113), который по Монреальской конвенции запрещен к применению из-за опасности разрешения озонового слоя Земли.
Известны также фторкремнийорганические соединения формулы [4, Takaai T., Sato Sh., Kinami H. JP 05,320,178 [93,320,178] (C1 C 07 F 7/18) (03.12.93), (CA, v.120: 1994, P271506p, CA, Patent ind. v.120: 1994, 875p)].
Figure 00000003

Эти соединения также в виде раствора во фреоне наносили на различные строительные материалы для защиты их от атмосферных осадков. За счет высокой функциональности эти соединения могли образовывать на материалах блестящую гидрофобную пленку, которая, вероятно, препятствовала нормальному воздухообмену в защищаемом материале.
Задачей настоящего изобретения является создание нового гидро-и олеофобного средства для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды.
Поставленная задача достигается применением кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты формулы
Figure 00000004

в качестве гидро- и олеофобного средства для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды, которое ранее применялось для формирования подслоя, обеспечивающего прочное закрепление на стекле покрытия на основе сополимера тетрефторэтилена с перфтор-(2,2-диметил-1,3-диоксоленом). Метод получения этого соединения описан в [Kawarada Ya, Shimada K. JP 05,117,283 [93,117,283] (14.05.93) CA 119,1993, P140905z, 5].
Покрытие не отслаивалось при испытании на решетчатый надрез. Однако это соединение не применялось в качестве гидро- и олеофобного средства, предназначенного для защиты каменных зданий и сооружений от атмосферных осадков.
Мы предлагаем обрабатывать этим соединением поверхности строительных материалов для придания им гидро-и олеофобных свойств.
Это соединение после нанесения на штукатурку, известняк, песчаник, мрамор, гипс или кирпич взаимодействует с поверхностями защищаемых материалов, придавая им несмачиваемость маслами и органическими растворителями. Цвет обработанного каменного материала не изменяется после облучения ультрафиолетовой лампой ПРК-2 с расстояния 25 см в течение 980 ч. Краевые углы смачивания поверхностей водой и органическими соединениями 98 - 140o. Обработанные строительные материалы не подвергались в течение длительного времени разрушению под действием растворов солей и многократного замораживания и оттаивания. Паропроницаемость образцов известняка и штукатурки после обработки практически не изменялась.
Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Соединение
Figure 00000005

получали аналогично [5, Kawarada Ya, Shimada K. JP 05,117,283 [93,117,283] (14.05.93) CA 119, 1993, P140905z
из
Figure 00000006
и γ- аминопропилтриэтоксисилана.
Т.кип. 140-144o/1 мм, nD20 = 1,3550, d420 = 1,4248 г/см2, выход 98%.
Пример 2. Обработка строительных материалов.
Образец из известняка, штукатурки или гипса, размером 30х30х10 мм погружали в растворы этого фторкремнийорганического соединения в этилацетате, бутилацетате или хлористом метилене на 6 мин, затем высушивали при комнатной температуре в течение 7 дней, определяли привес. Во всех случаях привес составил приблизительно 1,5 - 1,7% от массы образца.
Образцы были подвергнуты следующим испытаниям: водопоглощению в течение 48 ч (методом полного погружения) изменению паропроницаемости, циклическому замораживанию при - 28oC и оттаиванию в воде при +20oC, циклическому намоканию и высушиванию в 14%-ном водном растворе Na2SO4 при +20oC. Определялись также краевые углы смачивания поверхностей водой, декалином и моторным маслом ( см. таблицу).
Паропроницаемость образцов, обработанных этим соединением, определенная по ГОСТ 25898-83, изменилась по сравнению с необработанными лишь на 5,1%. Образцы штукатурки выдерживали без разрешения 160 циклов "замораживания-оттаивания" и 40 циклов "намокания-высушивания" в 14%-ном водном растворе Na2SO4. Необработанные образцы штукатурки разрушались после 43 циклов "замораживания-оттаивания" и уже после 4 циклов "намокания-высушивания" в 14%-ном водном растворе Na2SO4. Коэффициент водопоглощения при капиллярном подсосе (метод Рилем, 11.6) составил 0,04 кг/м2•с0,5. Гидрофобный эффект 97%.
Подобные же результаты были получены после обработки известняка. Обнаруженный гидрофобный эффект и краевые углы смачивания сохранялись после выдержки образцов в воде и солевом растворе в течение 15 суток.

Claims (1)

  1. Применение кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты формулы
    Figure 00000007

    в качестве гидро- и олеофобного средства для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды.
RU98122416/04A 1998-12-04 1998-12-04 Гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды RU2149151C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98122416/04A RU2149151C1 (ru) 1998-12-04 1998-12-04 Гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98122416/04A RU2149151C1 (ru) 1998-12-04 1998-12-04 Гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2149151C1 true RU2149151C1 (ru) 2000-05-20

Family

ID=20213297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98122416/04A RU2149151C1 (ru) 1998-12-04 1998-12-04 Гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2149151C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2579066C1 (ru) * 2014-11-19 2016-03-27 Владимир Леонидович Плеханов Состав для получения гидрофобного покрытия

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2579066C1 (ru) * 2014-11-19 2016-03-27 Владимир Леонидович Плеханов Состав для получения гидрофобного покрытия
WO2016080867A1 (en) 2014-11-19 2016-05-26 Plekhanov Viadimir Leonidovich Coating system for preparing a hydrophobic coating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0761675B1 (en) Preparation of water-soluble organic silicon compounds
CA2086795C (en) Water repellents containing organosilicon compounds
US5205860A (en) Water repellents containing organosilicon compounds
ES2250274T3 (es) Recubrimiento repulsor de pintura, laca, contaminantes, microorganismos, aceites, agua y/o suciedad.
US4648904A (en) Aqueous systems containing silanes for rendering masonry surfaces water repellant
KR101278524B1 (ko) 이온계 오르가노실리콘 조성물을 이용한 표면 처리 방법
AU600883B2 (en) Buffered silane emulsions for rendering porous substrates water repellent
EP0059100B1 (en) Process for protecting materials from pollution
JPH03188086A (ja) 硬化時に低揮発性有機化合物を含む緩衝化シランエマルジョン
US2574168A (en) Method of coating porous masonry to render it water repellent
EP0192493A1 (en) Process for protecting materials from atmospheric agents and pollutants
AU8836298A (en) Emulsions of organosilicon compounds for imparting water repellency to building materials
RU2149151C1 (ru) Гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды
US3956570A (en) Method for imparting water-repellency to construction materials
USRE33759E (en) Aqueous systems containing silanes for rendering masonry surfaces water repellant
RU2151151C1 (ru) Фторкремнийорганические соединения в качестве гидро- и олеофобных средств для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды
Yarosh et al. Synthesis of water-and oil-repellent organofluorosilicon compounds
JP3594070B2 (ja) 水系吸水防止剤組成物
JPH0340976A (ja) 多孔性無機質土木建築材料の吸水防止方法
KR0142148B1 (ko) 다공성 건축용 석재의 표면처리용 수용성 발수제 조성물
US5705590A (en) Water absorption preventing agent having water solubility and a method for preventing water absorption
US2732390A (en) Salts of organosilanols
RU2211206C2 (ru) Способ поверхностной гидрофобизации осадочных и метаморфических карбонатных пород
KR930009248B1 (ko) 조적조용 방수제
AU679141B2 (en) Silane/siloxane emulsions for masonry surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041205