RU2634780C2 - Водоотталкивающие полиорганосилоксановые материалы - Google Patents
Водоотталкивающие полиорганосилоксановые материалы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2634780C2 RU2634780C2 RU2014145021A RU2014145021A RU2634780C2 RU 2634780 C2 RU2634780 C2 RU 2634780C2 RU 2014145021 A RU2014145021 A RU 2014145021A RU 2014145021 A RU2014145021 A RU 2014145021A RU 2634780 C2 RU2634780 C2 RU 2634780C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- repellent
- microcapsules
- emulsion
- polyorganosiloxane
- Prior art date
Links
- 239000005871 repellent Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 claims abstract description 74
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 49
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 26
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 20
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 19
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 16
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 claims description 13
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 7
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 7
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical group [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 42
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 25
- 239000000047 product Substances 0.000 description 22
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 19
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 11
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 8
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WSFMFXQNYPNYGG-UHFFFAOYSA-M dimethyl-octadecyl-(3-trimethoxysilylpropyl)azanium;chloride Chemical group [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCC[Si](OC)(OC)OC WSFMFXQNYPNYGG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 6
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 5
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N glycine betaine Chemical compound C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 3
- WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M cetyltrimethylammonium chloride Chemical class [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical class Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 2
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical class C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LERMQUULPSCGHK-UHFFFAOYSA-N C(C)(=O)OCCCC.C(C)(=O)OCCCC.[Sn] Chemical compound C(C)(=O)OCCCC.C(C)(=O)OCCCC.[Sn] LERMQUULPSCGHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 235000018783 Dacrycarpus dacrydioides Nutrition 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 description 1
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 240000007320 Pinus strobus Species 0.000 description 1
- 235000008578 Pinus strobus Nutrition 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 125000005370 alkoxysilyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004948 alkyl aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005037 alkyl phenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- MRUAUOIMASANKQ-UHFFFAOYSA-N cocamidopropyl betaine Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)NCCC[N+](C)(C)CC([O-])=O MRUAUOIMASANKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940073507 cocamidopropyl betaine Drugs 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- KZOIWQKIVZDOGH-UHFFFAOYSA-M didodecyl(dimethyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCCCC KZOIWQKIVZDOGH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- OGQYPPBGSLZBEG-UHFFFAOYSA-N dimethyl(dioctadecyl)azanium Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCCCCCCCCCCCC OGQYPPBGSLZBEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- JVQOASIPRRGMOS-UHFFFAOYSA-M dodecyl(trimethyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C JVQOASIPRRGMOS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- WJLUBOLDZCQZEV-UHFFFAOYSA-M hexadecyl(trimethyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C WJLUBOLDZCQZEV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000006459 hydrosilylation reaction Methods 0.000 description 1
- MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N imidazoline Chemical compound C1CN=CN1 MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 150000003951 lactams Chemical class 0.000 description 1
- 239000011508 lime plaster Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000007764 o/w emulsion Substances 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000005375 organosiloxane group Chemical group 0.000 description 1
- FHHJDRFHHWUPDG-UHFFFAOYSA-N peroxysulfuric acid Chemical compound OOS(O)(=O)=O FHHJDRFHHWUPDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N sarcosine Chemical compound C[NH2+]CC([O-])=O FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 150000003606 tin compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010875 treated wood Substances 0.000 description 1
- 125000005369 trialkoxysilyl group Chemical group 0.000 description 1
- BJAARRARQJZURR-UHFFFAOYSA-N trimethylazanium;hydroxide Chemical compound O.CN(C)C BJAARRARQJZURR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000026 trimethylsilyl group Chemical group [H]C([H])([H])[Si]([*])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000010876 untreated wood Substances 0.000 description 1
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 1
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 1
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 1
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
- B01J13/06—Making microcapsules or microballoons by phase separation
- B01J13/14—Polymerisation; cross-linking
- B01J13/18—In situ polymerisation with all reactants being present in the same phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/10—Coating or impregnating
- C04B20/1051—Organo-metallic compounds; Organo-silicon compounds, e.g. bentone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/40—Compounds containing silicon, titanium or zirconium or other organo-metallic compounds; Organo-clays; Organo-inorganic complexes
- C04B24/42—Organo-silicon compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/10—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/46—Coating 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
- C04B41/49—Compounds 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
- C04B41/4905—Compounds 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
- C04B41/495—Compounds 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 oligomers or polymers
- C04B41/4961—Polyorganosiloxanes, i.e. polymers with a Si-O-Si-O-chain; "silicones"
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/502—Water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/60—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only artificial stone
- C04B41/61—Coating or impregnation
- C04B41/62—Coating or impregnation with organic materials
- C04B41/64—Compounds having one or more carbon-to-metal of carbon-to-silicon linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
- B27K2240/00—Purpose of the treatment
- B27K2240/70—Hydrophobation treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
- B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
- B27K3/02—Processes; Apparatus
- B27K3/15—Impregnating involving polymerisation including use of polymer-containing impregnating agents
- B27K3/153—Without in-situ polymerisation, condensation, or cross-linking reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/0045—Polymers chosen for their physico-chemical characteristics
- C04B2103/0052—Hydrophobic polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/0045—Polymers chosen for their physico-chemical characteristics
- C04B2103/0058—Core-shell polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/40—Surface-active agents, dispersants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
- C08L2207/53—Core-shell polymer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
- Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу увеличения гидрофобности пористого продукта, такого как цементирующий субстрат, кирпич на основе глины, субстрат на основе извести или субстраты на основе древесины. Способ включает обработку пористого продукта водоотталкивающим материалом, включающим водную суспензию микрокапсул, причем микрокапсулы содержат сердцевину из водоотталкивающего полиорганосилоксанового материала и оболочку из сетчатого полимера на основе кремния, содержащего кремнийоксидные звенья, где микрокапсулы получают путем добавления реагирующего с водой кремнийорганического соединения в водную эмульсию водоотталкивающего полиорганосилоксана, имеющую концентрацию поверхностно-активного вещества от 0,01 до 5 вес.%, посредством чего реагирующее с водой кремнийорганическое соединение конденсируется и полимеризуется на поверхности раздела капель эмульсии с образованием упомянутых микрокапсул. Технический результат – обеспечение водоотталкивающего материала с низким содержанием поверхностно-активного вещества, что приводит к приемлемому значению гидрофобности и водоотталкивающим свойствам покрытия непосредственно после нанесения. 7 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 ил., 4 пр.
Description
Данное изобретение относится к водоотталкивающим материалам, используемым для обработки пористых субстратов с высокой склонностью к поглощению воды для уменьшения поглощения воды. Примерами подобных пористых субстратов являются цементирующие субстраты, кирпичи на основе глины, субстраты на основе гипса, субстраты на основе извести или субстраты на основе древесины.
В качестве водоотталкивающих средств для пористых субстратов использовались кремнийорганические материалы, такие как полиорганосилоксаны или органосиланы. Они использовались в качестве покрытий для пористых субстратов или добавок, включенных в пористый субстрат, например, включенных в цементный состав до его затвердения.
В Европейском патенте EP 0811584 описана гранулированная гидрофобная добавка для цемента. Гранулированная добавка содержит активный полиорганосилоксановый компонент, растворимое в воде или диспергируемое в воде вяжущее вещество и растворимые в воде, нерастворимые в воде или диспергируемые в воде несущие частицы. Добавка легко диспергируется в цементирующем материале после добавления воды из-за негидрофобных свойств вяжущего вещества и несущих частиц.
В международной заявке на патент WO 2008/062018 описан процесс получения гранулированной гидрофобной добавки к цементирующему материалу, в которой кремнийорганический компонент и вяжущий полимер нанесены на определенный носитель в водной эмульсии. Поэтому полученная гранулированная гидрофобная добавка обеспечивает высокую исходную гидрофобность цементирующего материала, на который она нанесена, и эта гидрофобность может сохраняться в течение длительного периода времени.
В патенте США US 6268423 описаны строительные составы, содержащие гидрофобные порошки, содержащие диоксид кремния в качестве несущего материала, кремнийорганическое соединение и необязательные растворитель и/или воду и эмульгатор.
В патенте США US 2012/0101227 описаны водные суспензии оболочечных микрокапсул силикатов, причем первая часть оболочечных микрокапсул силикатов содержит полиорганосилоксан, содержащий по меньшей мере две алкенильные группы, и катализатор гидросилирования в качестве части A отверждаемого силоксанового состава, а вторая часть оболочечных микрокапсул силикатов содержит органогидридсилоксан в качестве части отверждаемого силоксанового состава.
В патенте США US 6251313 описано получение микрокапсул, имеющих стенки оболочки из полиорганосилоксана и материал сердцевины, причем стенки оболочки образуются in situ за счет гидролиза и поликонденсации органосиланов и/или их конденсатов, имеющих не более 4 атомов кремния.
Патент США US 2004/0256748 относится к процессу получения микрокапсул из диоксида кремния и, более конкретно, к процессу получения микрокапсул из диоксида кремния, состоящему из этапов растворения тетраэтилортосиликата (ТЭОС) в водном растворе, содержащем катализатор гидролиза для контроля степени гидролиза и придания гидрофильности или липофильности, добавления в раствор материала сердцевины и соответствующего количества аминопропилтриалкоксисилана (АПС) в качестве загустителя и эмульгирования и диспергирования итогового раствора для получения раствора, имеющего полярность, противоположную полярности материала сердцевины, для микроинкапсуляции материала сердцевины покрытием из диоксида кремния в ходе реакции золь-гель.
В Европейском патенте EP 0811584 описан цементирующий материал, который в форме порошка содержит цемент и достаточное количество гранулированной гидрофобной добавки, которая содержит от 5 до 15 частей по весу полиорганосилоксанового компонента, от 10 до 40 частей по весу растворимого в воде или диспергируемого в воде вяжущего вещества и от 50 до 80 частей по весу несущих частиц для получения от 0,01 до 5% по весу органосилоксанового компонента от веса цемента.
Хотя описанные выше гранулированные гидрофобные добавки были эффективны для придания цементирующим материалам гидрофобных свойств, присутствие гидрофобного кремнийорганического компонента на поверхности сформированного цементирующего материала действует отрицательно на окрашиваемость цементирующего материала, зависящую от последующего поглощения материалом нанесенного на него покрытия или краски.
В соответствии с настоящим изобретением добавка для усиления гидрофобности пористого продукта содержит микрокапсулы, состоящие из водоотталкивающего полиорганосилоксанового материала сердцевины и оболочки из сетчатого полимера на основе кремния, состоящего из звеньев диоксида кремния.
В соответствии с настоящим изобретением в процессе получения инкапсулированного водоотталкивающего состава реагирующее с водой кремнийорганическое соединение, содержащее тетраалкоксисилан, добавляется в водную эмульсию водоотталкивающего полиорганосилоксана, в которой реагирующее с водой кремнийорганическое соединение конденсируется и полимеризуется на поверхности раздела капель эмульсии с образованием микрокапсул.
Водоотталкивающий полиорганосилоксан представляет собой материал на основе полимерной цепи Si-O-Si и может содержать монофункциональные, дифункциональные, трифункциональные и/или тетрафункциональные силоксановые звенья. Предпочтительно, чтобы большая часть силоксановых звеньев была дифункциональными звеньями, имеющими общую формулу RR'SiO2/2, где каждый из R и R' независимо обозначает органический компонент или гидроксильный или водородный заместитель. Предпочтительно, чтобы R и R' выбирались из алкильных групп, алкенильных групп, арильных групп, алкил-арильных групп или алкил-алкильных групп. Более предпочтительно, чтобы значительная часть, и наиболее предпочтительно, чтобы большая часть заместителей R была алкильными группами, имеющими от 1 до 12 атомов углерода, наиболее предпочтительно - метильными или этильными группами.
Органополисилоксан представляет собой, например, полидиметилсилоксан (ПДМС), в качестве альтернативы органополисилоксаном является полидиметилсилоксан. ПДМС может быть, например, ПДМС с концевыми гидроксильными группами или ПДМС с концевыми триметилсилильными группами. В качестве альтернативы органополисилоксан может содержать метилалкилсилоксановые звенья, в которых упомянутые алкильные группы содержат 2-20 атомов углерода, в особенности, если упомянутая алкильная группа содержит 6-20 атомов углерода. Один пример такого полимера представляет собой диметилметилоктилсилоксановый сополимер, доступный в продаже от компании Dow Corning под названием продукта 16-846. Можно использовать смеси полиорганосилоксанов, например, смесь метилалкилсилоксанового полимера с линейным ПДМС.
Некоторые из R-групп полиорганосилоксана могут быть алкильными группами, содержащими алкоксисилильные фрагменты, например, триалкоксисилильные фрагменты. Пример такого полиорганосилоксана представляет собой диметилметилоктилметил(триэтоксилил)пропилсилоксановый сополимер, доступный в продаже от компании Dow Corning под названием продукта 16-606.
Хотя предпочтительно, чтобы большая часть силоксановых звеньев была дифункциональными звеньями, также могут присутствовать другие звенья, такие как трифункциональные или тетрафункциональные звенья, что приводит к получению полимерной цепи с некоторым количеством разветвлений. Например, смолистые полиорганосилоксановые материалы могут использоваться в качестве продукта конденсации частично гидролизированного триалкоксисилана. Могут использоваться смеси подобных смолистых полиорганосилоксановых материалов с линейным полиорганосилоксаном, таким как ПДМС.
Предпочтительно, чтобы общее количество силоксановых звеньев было таким, чтобы полиорганосилоксановый материал имел вязкость в диапазоне от 1 до 120000 мм2/с при 25°C. Например, предпочтительно, чтобы ПДМС с концевыми триметилсилильными группами мог иметь вязкость в диапазоне от 100 до 80000 мм2/с при 25°C. Если это желательно, полиорганосилоксан может иметь большую вязкость; это может быть достигнуто, например, за счет обеспечения полимеризации в каплях эмульсии.
В процессе, составляющем суть настоящего изобретения, реагирующее с водой кремнийорганическое соединение, представляющее собой тетраалкоксисилан, добавляется в водную эмульсию водоотталкивающего полиорганосилоксана. Предпочтительно, чтобы водоотталкивающий состав из полиорганосилоксана эмульсифицировался в водной среде при помощи поверхностно-активного вещества. Размер частицы (диаметр частицы) в эмульсии водоотталкивающего полиорганосилоксана обычно находится в диапазоне от 0,01 до 500 мкм, предпочтительно от 0,1 до 50 мкм. В качестве альтернативы эмульсия может быть микроэмульсией с размером частиц 10-150 нм.
Поверхностно-активное вещество может быть катионным, неионным или амфотерным поверхностно-активным веществом. Могут быть предпочтительными катионные и/или амфотерные поверхностно-активные вещества, которые легко образовывают эмульсию с положительным зета-потенциалом. Мы обнаружили, что положительный зета-потенциал способствует конденсации и полимеризации тетраалкоксисилана на поверхности раздела эмульгированных капель водоотталкивающего полиорганосилоксана, как описано в Европейском патенте EP 1471995. Неионные поверхностно-активные вещества могут использоваться как отдельно, так и вместе с катионным или амфотерным поверхностно-активным веществом; например, катионное или амфотерное поверхностно-активное вещество может быть смешано в равных весовых частях с неионным поверхностно-активным веществом.
Примеры катионных поверхностно-активных веществ представляют собой гидроксиды четвертичного аммония, такие как гидроксид октилтриметиламмония, гидроксид додецилтриметиламмония, гидроксид гексадецилтриметиламмония, гидроксид октилдиметилбензиламмония, гидроксид децилдиметилбензиламмония, гидроксид дидодецилдиметиламмония, гидроксид диоктадецилдиметиламмония, твердый гидроксид триметиламмония и гидроксид кокотриметиламмония, а также соответствующие соли эти этих веществ. Могут быть предпочтительными соли соляной кислоты, например, гексадецил триметиламмония хлорид. Дополнительные примеры подходящих катионных поверхностно-активных веществ представляют собой амины жирных кислот, амиды жирных кислот и их производные, основные производные пиридина, четвертичные аммониевые основания бензимидазолинов и амины полипропанолполиэтанола.
Могут использоваться катионные поверхностно-активные вещества, содержащие кремнийорганическую группу. Примером такого поверхностно-активного вещества является N-октадецил-N,N-диметилтриметоксисилилпропиламмония хлорид формулы
Однако такие подобные катионные алкоксисиланы могут быть полезнее, если они добавлены после образования эмульсии для облегчения нанесения покрытия, что описывается ниже.
Примеры подходящих амфотерных поверхностно-активных веществ представляют собой кокамидопропилбетаин, амидопропилбетаин, кокамидопропилгидроксисульфат, кокобетаин, кокамидоацетат натрия, кокадиметилбетаин, N-коко-3-аминомасляная кислота и карбоксильные произвольные имидазолина.
Описанные выше поверхностно-активные вещества могут использоваться по отдельности или в комбинации друг с другом.
Примеры неионных поверхностно-активных вещекств представляют собой, например, алкилэфиры полиоксиалкилена, такие как длинноцепочечные (12-14C) алкилэфиры полиэтиленгликоля, эфиры полиоксиалкиленсорбитана, алкилированные эфиры полиоксиалкилена, алкилфенольные эфиры полиоксиалкилена, сополимеры этиленгликоля и пропиленгликоля, поливиниловый спирт и алкилполисахариды, материалы структуры R1-O-(R2O)m-(G)n, где R1 обозначает линейную или разветвленную алкильную группу, линейную или разветвленную алкенильную группу или алкилфенильную группу, R2 обозначает алкиленовую группу, G обозначает восстановленный сахар, m обозначает 0 или положительное целое число, а n обозначает положительное целое число, как описано в патенте США № 5035832.
Концентрация поверхностно-активного вещества в водной эмульсии водоотталкивающего полиорганосилоксана может быть от 0,01 до 5% вес., но предпочтительно составляет ниже 2%, более предпочтительно составляет от 0,02 до 1% вес. эмульсии, в частности 0,05-0,5%.
Весовое отношение масляной (полиорганосилоксановой) фазы к водной фазе эмульсии обычно может составлять от 40:1 до 1:50, хотя большие пропорции водной фазы экономически невыгодны, в особенности при образовании эмульсии с микрокапсулами. Обычно весовое отношение масляной фазы к водной фазе составляет от 2:1 до 1:3. Если полиорганосилоксан очень вязкий, может использоваться процесс инверсии фаз, в котором масляная фаза смешивается с поверхностно-активным веществом и небольшим количеством воды, например, от 2,5 до 10% вес. от масляной фазы, с образованием эмульсии «вода в масле», которая инвертируется в эмульсию «масло в воде» при расслаивании. Затем может быть добавлено дополнительное количество воды для разведения эмульсии до необходимой концентрации.
Дисперсионная фаза эмульсии может быть смесью воды с водорастворимым органическим растворителем, таким как спирт или лактам, тем самым обеспечивая несмешиваемость дисперсионной фазы с водоотталкивающим полиорганосилоксаном. Размер частиц в эмульсии липофильного действующего вещества может быть уменьшен перед добавлением реагирующего с водой кремнийорганического соединения, например, при помощи аппарата, прикладывающего повышенное сдвигающее усилие, такого как гомогенизатор или микрофлюидизатор, или Sonolator (ультразвуковой смеситель), для образования эмульсии с микрокапсулами с размером частиц от 200 нм до 10 мкм, более предпочтительно - от 2 мкм до 5 мкм.
Размер полученных микрокапсул обычно соответствует размеру частиц в исходной эмульсии и может находиться, например, в диапазоне 0,01-500 мкм , более предпочтительно - от 200 нм до 10 мкм. Если требуется микрокапсула размером 10-500 мкм, в частности, до 50 или 100 мкм, предпочтительно, чтобы водная фаза эмульсии содержала загуститель, например поливинилпирролидон, поливиниловый спирт, бентонитовую глину, производное целлюлозы, в частности эфир целлюлозы, такой как натрийкарбоксиметилцеллюлоза, редкосшитый акриловый полимер, модифицированный крахмал, альгинат или ксантановую камедь для предотвращения осаждения микрокапсул из эмульсии во время ее образования или впоследствии. Загуститель добавляют в эмульсию перед добавлением тетраалкоксисилана.
Реагирующее с водой кремнийорганическое соединение представляет собой тетраалкоксисилан, например, тетраэтоксисилан (тетраэтилортосиликат, или ТЭОС). Тетраалкоксисилан, такой как ТЭОС, может использоваться в форме мономера или жидкого частичного конденсата. Тетраалкоксисилан может использоваться по отдельности или вместе с одним или более реагирующими с водой кремнийорганическими соединениями, имеющими по меньше мере две, предпочтительно по меньшей мере три, группы Si-OH или связанные с кремнием гидролизуемые группы, такие как, например, алкилтриалкоксисилан, такой как метилтриметоксисилан, или жидкий конденсат алкилтриалкоксисилана. Гидролизуемые группы могут быть, например, связанными с кремнием алкоксигруппами или ацилоксигруппами. Реагирующее с водой кремнийорганическое соединение может, например, представлять собой смесь из 75-100% вес. тетраалкоксисилана и 0-25% вес. триалкоксисилана. Алкильные и алкоксигруппы в тетраалкоксисиланах или других силанах предпочтительно содержат от 1 до 4 атомов углерода, более предпочтительно - 1 или 2 атома углерода.
Тетраалкоксисилан и другое реагирующее с водой кремнийорганическое соединение, если оно используется, гидролизуются и конденсируются с образованием сетчатого полимера, который является трехмерной сетью из кремнийсодержащего материала, вокруг эмульгированных капель водоотталкивающего полиорганосилоксана. Реагирующее с водой кремнийорганическое соединение предпочтительно содержит по меньшей мере 75% и, более предпочтительно, 90-100% тетраалкоксисилана. Мы обнаружили, что тетраалкоксисилан является наиболее эффективным кремнийорганическим соединением для формирования микрокапсул, образующих трехмерную сеть, содержащую по существу звенья из SiO4/2.
В соответствии с настоящим изобретением в одном альтернативном процессе три-, ди- и моноалкоксисиланы используются вместе с тетраалкоксисиланом для насыщения кремнийсодержащей оболочки органическими заместителями. Три-, ди- и моноалкоксисиланы реагируют с тетраалкоксисиланом так, чтобы звенья с органическими заместителями отделялись от три-, ди- и моноалкоксисиланов и встраивались в сетчатый полимер, образующий оболочку микрокапсул.
В соответствии с настоящим изобретением в одном дополнительном альтернативном процессе вместе с тетраалкоксисиланом используется катионный алкоксисилан. Примером подобного катионного алкоксисилана является N-октадецил-N,N-диметилтриметоксисилилпропиламмония хлорид. Катионный алкоксисилан улучшает нанесение микрокапсул из суспензии на субстрат, поэтому выгодно, если суспензия из микрокапсул водоотталкивающего кремнийорганического материала наносится на поверхность заранее сформированного пористого продукта. Катионный алкоксисилан добавляется в водную эмульсию до тетраалкоксисилана или одновременно с ним. Катионный алкоксисилан реагирует с тетраалкоксисиланом так, чтобы силоксановые звенья отделялись от катионного алкоксисилана и встраивались в сетчатый полимер, образующий оболочку микрокапсул.
Тетраалкоксисилан и другое реагирующее с водой кремнийорганическое соединение, если оно используется, могут быть добавлены в эмульсию водоотталкивающего полиорганосилоксана в виде неразведенной жидкости или раствора в органическом растворителе. Тетраалкоксисилан и эмульсия обычно смешиваются со сдвигом во время добавления, а затем во время конденсации с образованием кремнийсодержащей полимерной оболочки на поверхности эмульгированных капель. Смешивание может представлять собой, например, помешивание, однако предпочтительно, чтобы эмульсия и тетраалкоксисилан подвергались большему сдвигу, например, в мешалке роторно-статорного типа, такой как мешалка Silverson (торговая марка), как во время добавления тетраалкоксисилана, так и после добавления тетраалкоксисилана и перед завершением образования микрокапсул. Предпочтительно смешивание с большим сдвигом сразу после добавления тетраалкоксисилана. Это приводит к уменьшению размера микрокапсул и, по-видимому, способствует полимеризации по существу всего тетраалкоксисилана на поверхности раздела эмульгированных капель.
Реакция конденсации реагирующего с водой кремнийорганического соединения может проводиться при кислом, нейтральном или щелочном pH. Реакция конденсации обычно проводится при температуре и давлении окружающей среды, но может проводиться при повышенной температуре, например, до 95°C, и повышенном или сниженном давлении, например, под вакуумом для удаления летучего спирта, образующегося во время реакции конденсации. Весовое отношение водооталкивающего полиорганосилоксана к реагирующему с водой кремнийорганическому соединению предпочтительно составляет по меньшей мере 0,5:1 и во многих случаях может составлять по меньшей мере 1,5:1, например, от 2:1 к 20:1. Меньшие микрокапсулы, например, образованные в микроэмульсии, обычно имеют меньшее отношение водоотталкивающего полиорганосилоксана к реагирующему с водой кремнийорганическому соединению.
Для образования кремнийсодержащего сетчатого полимера из реагирующего с водой кремнийорганического соединения может использоваться катализатор гидролиза и/или конденсации. Предпочтительно, чтобы катализатором было маслорастворимое металлоорганическое соединение, например органическое соединение олова, в особенности оловоорганическое соединение, такое как дизамещенный эфир олова, например диметилдинеодеканоат олова, дибутилдилаурат олова или дибутилдиацетат олова, или, в качестве альтернативы, карбоксилат олова, такой как октоат олова, или органическое соединение титана, такое как тетрабутилтитанат. Оловоорганический катализатор может использоваться, например, в количестве от 0,05 до 2% вес. от реагирующего с водой кремнийорганического соединения. Оловоорганический катализатор обеспечивает эффективный катализ при нейтральном pH. Наиболее предпочтительно, чтобы катализатор был смешан с водоотталкивающим полиорганосилоксаном до его эмульгирования, поскольку это способствует конденсации реагирующего с водой кремнийорганического соединения на поверхности раздела эмульгированных капель полиорганосилоксана. В качестве альтернативы катализатор может добавляться в эмульсию до добавления реагирующего с водой кремнийорганического соединения, одновременно с реагирующим с водой кремнийорганическимо соединением или после добавления реагирующего с водой кремнийорганического соединения для упрочнения и увеличения герметичности оболочки сформированного кремнийсодержащего полимера. Тем не менее, инкапсуляция может происходить и без добавления катализатора. Катализатор, если он используется, может быть добавлен неразбавленным, в виде раствора в органическом растворителе, таком как углеводород, спирт или кетон, или в виде многофазной системы, такой как эмульсия или суспензия.
Продуктом гидролиза и конденсации реагирующего с водой кремнийорганического соединения является водная суспензия микрокапсул. Водная дисперсионная фаза содержит водорастворимый органический растворитель; например, она обычно содержит спирт, такой как этанол, образованный при гидролизе связанных с кремнием алкоксигрупп. Суспензию микрокапсул может быть выгодно использовать в качестве добавки к пористому продукту без отделения микрокапсул от суспензии.
В иных случаях может быть выгодно работать с микрокапсулами, выделенными из водной среды. Подобное извлечение или выделение микрокапсул из суспензии может быть достигнуто при помощи любой известной методики удаления жидкости, например, сушки распылением, охлаждения распылением, фильтрования, горячей сушки или лиофилизации.
Поверхность микрокапсул может быть дополнительно обработана в суспензии или в выделенном (сухом) виде при добавлении три-, ди- или моноалкоксисиланов. Обработка поверхности микрокапсул может изменить смешиваемость, pH-стойкость и механическую прочность упомянутых микрокапсул.
Таким образом, гидрофобность пористого продукта может быть увеличена за счет обработки продукта или состава, предусмотренного для пористого продукта, водной суспензией микрокапсул, полученных в ходе описанного выше процесса, составляющего суть настоящего изобретения, необязательно после разведения. Это особенно полезно при последующей обработке уже сформированного пористого продукта. Упомянутый процесс последующей обработки обычно проводится с использованием водоотталкивающей эмульсии, однако при этом на поверхности пористого продукта остается поверхностно-активное вещество. Очевиднейшим видимым свидетельством водоотталкиваемости является «каплеобразование», которое представляет собой образование отдельных капель воды при смачивании поверхности. Обработка эмульсией не позволяет обеспечить «каплеобразование» по меньшей мере изначально. В соответствии с настоящим изобретением обработка водной суспензией микрокапсул является системой доставки с низким содержанием поверхностно-активного вещества и может обеспечить «каплеобразование» непосредственно после нанесения. Концентрация водоотталкивающего полиорганосилоксана в суспензии микрокапсул, нанесенной на сформированный пористый продукт, предпочтительно составляет от 0,5% до 10% вес., более предпочтительно - от 1 до 5% вес. суспензии.
Микрокапсулы, составляющие суть настоящего изобретения, особенно полезны для обработки пористых строительных материалов, например, цементирующих субстратов, кирпичей на основе глины, субстратов на основе гипса, субстратов на основе извести или субстратов на основе древесины. Цементирующий состав может быть, например, цементным блоком, концентратом, аэрированным цементом или армированным цементом. Субстрат на основе глины может быть, например, кирпичом, плиткой или трубой. Субстрат на основе гипса может быть, например, строительным гипсом, гипсовой плитой или гипсовой основой. Субстрат на основе извести может быть, например, известковой штукатуркой. Субстрат на основе древесины может быть, например, древесиной, такой как древесная плита или древесная стружка; или паркетной доской, такой как слоистая древесина; фанера; СОД (структурно-ориентированная доска); древесно-стружечная плита; древесноволокнистая плита, МДФ (древесностружечная плита средней плотности) или т.п. Суспензия микрокапсул, составляющая суть настоящего изобретения, содержит намного меньше поверхностно-активного вещества, чем эмульсия того же водоотталкивающего кремнийорганического материала, что приводит к получению менее смачиваемой поверхности.
Микрокапсулы, составляющие суть настоящего изобретения, могут иметь дополнительное преимущество при обработке пористых строительных материалов, например, бетона или древесины, поскольку они также могут придавать поверхности маслооталкивающие свойства. Очень низкое содержание поверхностно-активных веществ в наносимых на пористый субстрат микрокапсулах (в сравнении с нанесением эмульсии) позволяет более эффективно использовать водо- и маслоотталкивающие свойства полиорганосилоксанов.
Помимо последующей обработки, обработка также может проводиться для составов, предусмотренных для пористого продукта, такого как цементирующие составы или составы на основе глины, предусмотренные для кирпичных или плиточных продуктов. Водоотталкивающий цементирующий продукт может быть получен путем добавления микрокапсул, составляющих суть настоящего изобретения, в цементирующий состав с последующим формированием и упрочнением состава для изготовления цементирующего продукта. Цементирующий состав может быть, например, бетоном, аэрированным цементом или армированным цементом. Микрокапсулы могут добавляться в цементирующий состав в виде водной суспензии микрокапсул, полученной описанным выше способом, или микрокапсулы могут выделяться из суспензии до их добавления в цементирующий состав. Микрокапсулы предпочтительно добавляются в цементирующий состав в концентрации от 0,05 до 2% вес. водоотталкивающего полиорганосилоксана от веса цементирующего состава.
По аналогии, водоотталкивающий кирпичный или плиточный продукт могут быть получены путем добавления микрокапсул, составляющих суть настоящего изобретения, в состав на основе глины с последующим формированием и упрочнением состава на основе глины для изготовления кирпичного или плиточного продукта. Микрокапсулы могут добавляться в состав на основе глины в виде водной суспензии микрокапсул или в виде выделенных микрокапсул. Микрокапсулы предпочтительно добавляются в состав на основе глины в концентрации от 0,05 до 2% вес. водоотталкивающего полиорганосилоксана от веса состава на основе глины.
В подобных процессах, в которых водоотталкивающее средство добавляется в состав до формирования и упрочнения состава, микрокапсулы, составляющие суть настоящего изобретения, обладают преимуществом за счет того, что водоотталкивающее средство изначально отделено от состава стенкой оболочки. Например, в цементирующем составе водоотталкивающее средство не влияет на реакцию гидратации цемента, поскольку микрокапсулы сохраняются в течение всего времени. Тем не менее, высокий pH цементирующего состава в итоге способствует растворению стенки оболочки, из-за чего водоотталкивающий полиорганосилоксан попадает в состав с образованием полностью водооталкивающего цементирующего продукта.
Одним из примеров цементирующего продукта, для которого особенно выгодно использование микрокапсул, составляющих суть настоящего изобретения, является аэрированный цементный продукт. Микрокапсулы могут добавляться во вспениваемый цементирующий состав. Например, водная суспензия микрокапсул или выделенные микрокапсулы могут добавляться во вспениваемый цементирующий состав. Обычно гидрофобные материалы, эффективные в качестве водоотталкивающих средств, также подавляют пенообразование. При использовании микрокапсул, составляющих суть настоящего изобретения, водоотталкивающее вещество отделено от вспениваемого состава стенкой оболочки микрокапсул в течение длительного периода времени, достаточного для вспенивания состава.
Микрокапсулы, составляющие суть настоящего изобретения, могут использоваться с другими продуктами для придания им водоотталкивающих свойств. Например, микрокапсулы могут быть включены в состав краски или покрытия.
Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами, в которых доли и процентные доли указаны по весу.
Фиг. 1 и 2 относятся к оценке эффективности придавания гидрофобных свойств древесным субстратам.
• Фиг. 1A представляет собой схематический вид вакуумной установки (105), в которую помещаются древесные блоки (101) на 20 минут при 4 кПа (40 мбар) в стеклянном контейнере под металлической проволокой (102). Соединение (103) соединено с водоотталкивающим раствором (104), но закрыто (двусторонняя стрелка).
• Фиг. 1B представляет собой схематический вид добавления водоотталкивающего состава (104) в установку при атмосферном давлении через впускное отверстие (103).
• Фиг. 1C представляет собой схематический вид погружения на 20 минут при атмосферном давлении.
• Фиг. 2 представляет собой схематический вид зоны поглощения, где обработанные выше древесные блоки (201) установлены вертикально (на их наименьшее сечение - 27×18 мм) на 2 куска стекла (202), что обеспечивает соприкосновение деревянных блоков с водой (204) в контейнере (203) только на 2 мм.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 и сравнительный пример C1
33,3% водоотталкивающего ПДМС с вязкостью 9000 мм2/с при 25°C было эмульсифицировано в 66,4% воды, содержащей 0,3% катионного поверхностно-активного вещества гексадецилтриметиламмония хлорида, при помощи роторно-статорной мешалки с большим усилием сдвига. В полученную эмульсию был добавлен N-октадецил-N,N-диметилтриметоксисилилпропиламмония хлорид. Во время помешивания в эмульсию было добавлено 10% ТЭОС. В суспензии были получены микрокапсулы с медианным диаметром 3 мкм. Микрокапсулы состояли из сердцевины из ПДМС и оболочки из сетчатого полимера из ТЭОС, содержащего кремнийоксидные звенья и катионные силоксановые звенья, полученные из N-октадецил-N,N-диметилтриметоксисилилпропиламмония хлорида.
Суспензия микрокапсул была разведена водой, чтобы концентрация ПДМС составляла 5%. Разведенная суспензия была распылена на поверхность заранее сформированных бетонных блоков размером 4×4×16 см. Два образца были обработаны; количество нанесенной разведенной суспензии показано в Таблице 1.
Скорость усиления гидрофобных свойств была оценена путем помещения капли воды на поверхность обработанных блоков через определенные отрезки времени после нанесения водоотталкивающего средства. Через 10 минут капля была вытерта, а оставшийся след на бетонных блоках был оценен в соответствии со следующей шкалой.
• Оценка в 1 балл: поверхность не смачивается в течение 10 минут. Капли воды не оставляют каких-либо следов
• Оценка в 2 балла: смачивается не более 50% поверхности соприкосновения (она стает темной)
• Оценка в 3 балла: смачивается 100% поверхности соприкосновения (она темнеет)
• Оценка в 4 балла: вокруг капли воды возникает диффузное кольцо, поглощается не более 10% капли
• Оценка в 5 баллов: вокруг капли воды возникает выраженное диффузное кольцо, поглощается не более 50% капли
• Оценка в 6 баллов: капля полностью поглощена
Оценки показаны в Таблице 1. Меньшее значение оценки указывает на большую эффективность гидрофобной обработки.
В сравнительном примере C1 эмульсия с меньшим размером частиц, полученная на первой стадии Примера 1, была разведена до концентрации ПДМС, составляющей 5%. Данная разведенная эмульсия была исследована тем же образом, что и суспензия микрокапсул из Примера 1.
Примеры 2 и 3
Суспензия микрокапсул, полученная в Примере 1, была разведена водой так, чтобы она содержала 3% ПДМС (Пример 2) или 1% ПДМС (Пример 3). Разведенная суспензия была распылена на поверхность заранее сформированных бетонных блоков и исследована в соответствии с описанным в Примере 1. Количество нанесенной суспензии и результаты исследования приведены в Таблице 1.
Таблица 1 | ||||
Пример | Концентрация ПДМС | Нанесенное количество (г) | Результаты исследования спустя 30 минут | Результаты исследования спустя 5 часов |
Без обработки | 6; 6 | 6; 6 | ||
Пример 1 | 5% | 0,28; 0,24 | 1; 1 | 1; 1 |
Сравнительный пример C1 | 5% | 0,22; 0,26 | 5; 5 | 6; 5 |
Пример 2 | 3% | 0,39; 0,33 | 1; 2 | 1; 2 |
Пример 3 | 1% | 0,38; 0,30 | 2; 3 | 2; 3 |
В Таблице 1 можно увидеть, что суспензия микрокапсул, используемая в Примере 1, намного лучше придает гидрофобные свойства, чем эмульсия, из которой были получены микрокапсулы в сравнительном примере 1. Даже если суспензия микрокапсул была дополнительно разведена в Примерах 2 и 3, она лучше придает гидрофобные свойства, чем эмульсия из сравнительного примера C1. Результаты, полученные спустя 30 минут после нанесения, показали, что крайне быстрое появление гидрофобных свойств достигалось при нанесении суспензии микрокапсул, составляющих суть настоящего изобретения.
Суспензия из Примера 1 и эмульсия из сравнительного примера C1 были вновь исследованы при нанесении большего количества средства. В этом исследовании помимо оценки, определяемой спустя 10 минут после нанесения капли воды, записывалось «время поглощения капли». Время поглощения капли является временем, необходимым для полного поглощения обработанными субстратами капли воды объемом 50 мкл. Результаты приведены в Таблице 2.
Таблица 2 | |||
Без обработки | Пример 1 | Сравнительный пример C1 | |
Нанесенное количество | 2,19 г | 2,17 г | |
Результат исследования спустя 45 мин | 6 | 1 | 5 |
Время поглощения капли спустя 45 мин | 15 мин | 2 часа 15 мин | 30 мин |
Результат исследования спустя 3 часа | 6 | 1 | 5 |
Время поглощения капли спустя 3 часа | 15 мин | 2 часа 45 мин | 50 мин |
Результат исследования спустя 24 часа | 6 | 1 | 5 |
Время поглощения капли спустя 24 часа | 6 мин | 3 часа | 70 мин |
Значения времени поглощения капли подтвердили превосходные гидрофобные свойства цементных блоков, обработанных суспензией микрокапсул, составляющих суть настоящего изобретения.
Пример 4 и сравнительный пример C2
Пример 4: 25% водоотталкивающий ПДМС с концевым силанолом с вязкостью 50000 мм2/с при 25°C был эмульсифицирован в 66,2% воды, содержащей 0,11% катионного поверхностно-активного вещества гексадецилтриметиламмония хлорида, при помощи роторно-статорной мешалки с большим усилием сдвига. В полученную эмульсию было добавлено 3,2% N-октадецил-N,N-диметилтриметоксисилилпропиламмония хлорида. Во время промешивания в эмульсию было добавлено 4,8% ТЭОС. В суспензии были получены микрокапсулы с медианным диаметром 3 мкм. Микрокапсулы состояли из сердцевины из ПДМС с концевым силанолом и оболочки из сетчатого полимера из ТЭОС, содержaщего кремнийоксидные звенья и катионные силоксановые звенья, полученные из N-октадецил-N,N-диметилтриметоксисилилпропиламмония хлорида.
Сравнительным примером C2 является неионная эмульсия с вязкостью 60000 мм2/с с ПДМС с концевым триметилом.
Пример 4 и сравнительный пример C2 были исследованы для определения эффективности придания гидрофобных свойств древесным субстратам в ходе обработки древесины способом погружения по последующему поглощению воды упомянутой обработанной древесиной в сравнении с необработанной древесиной.
Условия погружения:
- Древесина: блоки из белой сосны размером: 50×27×18 мм.
- Сосновые блоки были высушены в сушилке при 40°C до получения постоянного веса (интервалы в 24 часа).
- Блоки помещали под вакуум на 20 минут при 4 кПа (40 мбар) (Фиг. 1A). Водоотталкивающий состав поместили в колбу, в которую погружали деревянные блоки (Фиг. 1B).
- Блоки находились в водоотталкивающем составе (1% действующего вещества) в течение 20 минут при атмосферном давлении (Фиг. 1C).
- Затем блоки были извлечены и высушены промакиванием бумагой, после чего был записан их вес.
- Затем блоки сушились в течение 4 дней в сушилке при 40°C.
Уровень погружения определялся по разнице в весе перед погружением и после погружения + этапы высушивания.
Эффективность водоотталкивающего состава:
- Блоки обрабатывались описанным выше способом и помещались вертикально (на наименьшее сечение - 27×18 мм) на 2 куска стекла, что обеспечивало соприкосновение деревянных блоков с водой только на 2 мм (Фиг. 2).
- На поглощение воды будут влиять капиллярные силы.
- Затем блоки были извлечены, высушены промакиванием бумагой, взвешены и снова помещены на стеклянные палочки. Затем вес записывался спустя 1, 3, 6, 8 и 24 часа после соприкосновения с водой
Вес поглощенного рассчитывался как процент от веса до поглощения и веса после поглощения воды.
Таблица 3 | ||||||
Водопоглощение (% от веса сухих образцов древесины) как зависимость от времени в часах | ||||||
(часы) | ||||||
0 ч | 1 ч | 3 ч | 6 ч | 8 ч | 24 ч | |
Сравнительный пример C2 | 0 | 8,4 | 13,1 | 18,1 | 20,6 | 33,8 |
Пример 4 | 0 | 2,8 | 5,0 | 7,3 | 8,4 | 13,9 |
Без обработки | 0 | 18,5 | 25,2 | 32,1 | 35,4 | 51,3 |
Claims (8)
1. Способ увеличения гидрофобности пористого продукта, включающий последующую обработку уже сформированного пористого продукта водоотталкивающим материалом, включающим водную суспензию микрокапсул, причем микрокапсулы содержат сердцевину из водоотталкивающего полиорганосилоксанового материала и оболочку из сетчатого полимера на основе кремния, содержащего кремнийоксидные звенья, где микрокапсулы получают путем добавления реагирующего с водой кремнийорганического соединения в водную эмульсию водоотталкивающего полиорганосилоксана, имеющую концентрацию поверхностно-активного вещества от 0,01 до 5 вес.%, посредством чего реагирующее с водой кремнийорганическое соединение конденсируется и полимеризуется на поверхности раздела капель эмульсии с образованием упомянутых микрокапсул, и где уже сформированный пористый продукт выбирают из группы, состоящей из цементирующих субстратов, кирпичей на основе глины, субстратов на основе гипса, субстратов на основе извести или субстратов на основе древесины.
2. Способ по п. 1, в котором сердцевина из водоотталкивающего полиорганосилоксанового материала содержит полидиметилсилоксан.
3. Способ по п. 1, в котором реагирующее с водой кремнийорганическое соединение является тетраэтоксисиланом.
4. Способ по п. 1, в котором кватернизированный аминоалкилалкоксисилан добавляется в водную эмульсию до реагирующего с водой кремнийорганического соединения или одновременно с ним.
5. Способ по п. 1, в котором концентрация поверхностно-активного вещества в водной эмульсии водоотталкивающего полиорганосилоксана составляет от 0,01 до 2 вес.%.
6. Способ по п. 1, в котором концентрация поверхностно-активного вещества в водной эмульсии водоотталкивающего полиорганосилоксана составляет от 0,02 до 1 вес.%.
7. Способ по п. 1, в котором концентрация поверхностно-активного вещества в водной эмульсии водоотталкивающего полиорганосилоксана составляет от 0,05 до 0,5 вес.%.
8. Способ по п. 2, в котором реагирующее с водой кремнийорганическое соединение является тетраэтоксисиланом.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB201207662A GB201207662D0 (en) | 2012-05-02 | 2012-05-02 | Water repellent organopolysiloxane materials |
GB1207662.6 | 2012-05-02 | ||
PCT/EP2013/059081 WO2013164381A1 (en) | 2012-05-02 | 2013-05-02 | Water repellent organopolysiloxane materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014145021A RU2014145021A (ru) | 2016-06-27 |
RU2634780C2 true RU2634780C2 (ru) | 2017-11-03 |
Family
ID=46330668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014145021A RU2634780C2 (ru) | 2012-05-02 | 2013-05-02 | Водоотталкивающие полиорганосилоксановые материалы |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150087747A1 (ru) |
EP (1) | EP2844383B1 (ru) |
JP (1) | JP6178408B2 (ru) |
CN (1) | CN104271226B (ru) |
GB (1) | GB201207662D0 (ru) |
IN (1) | IN2014DN09957A (ru) |
RU (1) | RU2634780C2 (ru) |
SG (1) | SG11201406783PA (ru) |
WO (1) | WO2013164381A1 (ru) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110191931A (zh) * | 2017-01-30 | 2019-08-30 | 陶氏东丽株式会社 | 用于混凝土结构的涂布剂 |
JP6926925B2 (ja) * | 2017-10-17 | 2021-08-25 | 信越化学工業株式会社 | シリカ被覆シリコーンエラストマー球状粒子の製造方法及びシリカ被覆シリコーンエラストマー球状粒子 |
KR102196117B1 (ko) * | 2018-11-06 | 2020-12-30 | 박명주 | 건축물의 콘크리트 구조체의 미세기공에 대한 침투율을 조절할 수 있는 콘크리트 보호재의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 건축물의 콘크리트 보호재 |
CN111410454A (zh) * | 2019-01-08 | 2020-07-14 | 疏科纳米疏水科技(嘉兴)有限公司 | 一种制备高效内掺型纳米超疏水混凝土或水泥砂浆的方法 |
KR20220148912A (ko) * | 2020-03-17 | 2022-11-07 | 다우 도레이 캄파니 리미티드 | 시멘트 조성물 및 그의 경화물 |
US20230146623A1 (en) * | 2020-03-17 | 2023-05-11 | Dow Toray Co., Ltd. | Precast concrete molded body |
CN111908860B (zh) * | 2020-07-09 | 2021-12-21 | 长安大学 | 寒区裂缝自愈合超高性能水泥基复合材料及制备方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU621366A1 (ru) * | 1976-02-04 | 1978-09-19 | Украинская Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственная Академия | Способ микрокапсулировани |
SU872518A1 (ru) * | 1979-12-12 | 1981-10-15 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского | Эмульси дл поверхностной гидрофобизации бетонных покрытий |
US6136891A (en) * | 1996-03-06 | 2000-10-24 | Rhodia Chimie | Composite particles including an organic polymer and an oxide and/or hydroxide |
EA200870300A1 (ru) * | 2006-02-28 | 2009-02-27 | БиПиБи ЛТД. | Способ водоотталкивающей обработки продукта на основе гипса, полученного из композиции на основе алебастра |
RU2008122344A (ru) * | 2005-11-04 | 2009-12-10 | Зика Текнолоджи Аг (Ch) | Применение композиции и способ уменьшения коррозии |
WO2010045440A1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-22 | Dow Corning Corporation | Silicate shell microcapsules for treating textiles |
US20100152332A1 (en) * | 2006-11-22 | 2010-06-17 | Lecomte Jean-Paul H | Cementitious Materials |
US20120101227A1 (en) * | 2009-07-01 | 2012-04-26 | Dow Corning Corporation | Microcapsules Containing Curable Siloxanes |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB701668A (en) * | 1950-12-23 | 1953-12-30 | Cowles Chem Co | Cementitious composition |
SE419747C (sv) * | 1979-02-15 | 1984-10-22 | Siporex Int Ab | Sett vid framstellning av angherdad gasbetong med vattenavvisande egenskaper |
US5356716A (en) * | 1992-09-04 | 1994-10-18 | Patel Pratim R | Waterproofing sealer/repellent compositions for concrete, masonry and porous surfaces |
JPH0931449A (ja) * | 1995-07-24 | 1997-02-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 表面処理剤及びその使用方法 |
GB9611776D0 (en) * | 1996-06-06 | 1996-08-07 | Dow Corning | Cementitious materials |
FR2789679B1 (fr) * | 1999-02-12 | 2001-03-30 | Lafarge Platres | Element de construction prefabrique a base de platre, presentant une resistance a l'eau |
US8980377B1 (en) * | 2011-04-22 | 2015-03-17 | Eduard A. Stefanescu | Clay-based concrete sealer |
GB201207664D0 (en) * | 2012-05-02 | 2012-06-13 | Dow Corning | Water repellent organosilicon |
-
2012
- 2012-05-02 GB GB201207662A patent/GB201207662D0/en not_active Ceased
-
2013
- 2013-05-02 RU RU2014145021A patent/RU2634780C2/ru active
- 2013-05-02 IN IN9957DEN2014 patent/IN2014DN09957A/en unknown
- 2013-05-02 EP EP13720910.2A patent/EP2844383B1/en active Active
- 2013-05-02 US US14/396,229 patent/US20150087747A1/en not_active Abandoned
- 2013-05-02 JP JP2015509433A patent/JP6178408B2/ja active Active
- 2013-05-02 WO PCT/EP2013/059081 patent/WO2013164381A1/en active Application Filing
- 2013-05-02 CN CN201380022769.7A patent/CN104271226B/zh active Active
- 2013-05-02 SG SG11201406783PA patent/SG11201406783PA/en unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU621366A1 (ru) * | 1976-02-04 | 1978-09-19 | Украинская Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственная Академия | Способ микрокапсулировани |
SU872518A1 (ru) * | 1979-12-12 | 1981-10-15 | Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского | Эмульси дл поверхностной гидрофобизации бетонных покрытий |
US6136891A (en) * | 1996-03-06 | 2000-10-24 | Rhodia Chimie | Composite particles including an organic polymer and an oxide and/or hydroxide |
RU2008122344A (ru) * | 2005-11-04 | 2009-12-10 | Зика Текнолоджи Аг (Ch) | Применение композиции и способ уменьшения коррозии |
EA200870300A1 (ru) * | 2006-02-28 | 2009-02-27 | БиПиБи ЛТД. | Способ водоотталкивающей обработки продукта на основе гипса, полученного из композиции на основе алебастра |
US20100152332A1 (en) * | 2006-11-22 | 2010-06-17 | Lecomte Jean-Paul H | Cementitious Materials |
WO2010045440A1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-22 | Dow Corning Corporation | Silicate shell microcapsules for treating textiles |
US20120101227A1 (en) * | 2009-07-01 | 2012-04-26 | Dow Corning Corporation | Microcapsules Containing Curable Siloxanes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2844383A1 (en) | 2015-03-11 |
JP2015525246A (ja) | 2015-09-03 |
CN104271226B (zh) | 2016-12-21 |
GB201207662D0 (en) | 2012-06-13 |
CN104271226A (zh) | 2015-01-07 |
SG11201406783PA (en) | 2014-11-27 |
IN2014DN09957A (ru) | 2015-08-14 |
RU2014145021A (ru) | 2016-06-27 |
EP2844383B1 (en) | 2018-04-04 |
US20150087747A1 (en) | 2015-03-26 |
JP6178408B2 (ja) | 2017-08-09 |
WO2013164381A1 (en) | 2013-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2844625B1 (en) | Process for increasing the hydrophobicity of a porous product | |
RU2634780C2 (ru) | Водоотталкивающие полиорганосилоксановые материалы | |
KR101033180B1 (ko) | 오르가노실리콘 화합물의 수계 분산액 | |
JP5306220B2 (ja) | シリコーン樹脂の水性エマルジョン | |
JP2875917B2 (ja) | 石造建築材料を撥水性にするための方法及び組成物 | |
JP3160231B2 (ja) | 安定な水性クリーム、その製造方法、およびそれからなる疎水性化剤、結合剤および下塗り剤 | |
JP2002536463A (ja) | オルガノケイ素化合物の水性クリーム剤 | |
JP6087929B2 (ja) | コンクリート用撥水剤 | |
CZ325798A3 (cs) | Vodná emulze organokřemičitých sloučenin pro hydrofobizaci staviv | |
JP2012506469A (ja) | ケイ素含有化合物を含む組成物 | |
US20140020600A1 (en) | Aqueous dispersions of organosilicon compounds | |
JP3403217B2 (ja) | 有機ケイ素化合物系エマルジョン組成物 | |
JP6490812B2 (ja) | 焼成セラミック成形体の疎水性含浸方法 | |
WO2021126175A1 (en) | Aqueous dispersions of organosilicon compounds | |
WO2014019878A1 (de) | Nicht-filmbildende formulierungen auf basis von organosiliciumverbindungen | |
KR102647253B1 (ko) | 자기 분산성 혼합물 실리콘 첨가제 조성물, 이의 에멀젼 및 이의 용도 | |
US8075998B2 (en) | Water-in-oil creams of organosilicon compounds |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |