專利名稱：用于具有改進(jìn)的滾落性能的表面的斥水涂料的無氟組合物的制作方法
用于具有改進(jìn)的滾落性能的表面的斥水涂料的無氟組合物本發(fā)明涉及用于使多孔礦物基材疏水化和用于提供具有滾落性能 (Abperleigenschaft)的多孔礦物基材的基于烷基烷氧基硅烷和/或烷基烷氧基硅氧烷的組合物，其的制備和其用于保護(hù)建筑的用途。烷基烷氧基硅烷和烷基烷氧基硅氧烷在下面也被簡稱為疏水化活性物質(zhì)或者硅烷體系、低聚硅烷體系或硅烷低聚物。長久以來已知帶有烷基鏈的硅烷化合物可以在多孔礦物質(zhì)上產(chǎn)生疏水性能。因此，特別地單體的相對短鏈烷基烷氧基硅烷特點在于好的深度浸漬(EP 0 101 816)。低聚硅烷體系，例如烷基烷氧基硅氧烷就它們作為疏水化劑的應(yīng)用而言具有優(yōu)點，因為它們在使用期間放出比單體硅烷體系更少的揮發(fā)性有機化合物(VOC)。此外，已知建筑保護(hù)劑可以溶液或液體或糊狀或膏狀，即高粘度乳液的形式使用 (尤其是 EP 0 814 110、EP 1 205 481、EP 1 205 505、WO 06/081891)。使用者通常希望的疏水化的品質(zhì)特征是在經(jīng)疏水化(hydrophobiert)基材表面上水滴滾落(簡稱為滾落效果(Abperleffekt))。這種水滾落效果可以另外有助于減少微生物例如藻類、苔蘚或真菌的生長。不幸的是，上述建筑保護(hù)劑在施涂于多孔礦物基材后盡管防止水滲入(疏水化 (Hydrophobierung))但通常沒有滾落性能，或者僅實現(xiàn)非常弱的滾落性能。US 4，846，886、US 5，674，967、JP 2006-335969 和 EP 0 826 650 在每一情形下公開了可在多孔礦物表面上產(chǎn)生這種滾落效果的含硅烷或硅氧烷的配制劑。然而，只能通過使用含氟化合物實現(xiàn)足夠強烈的滾落效果。氟化有機化合物昂貴并且替代它們有增加的生態(tài)重要性(J. M. CowAer 等)κ Environmental Science Technology, 2008，42(4), 995-1003. K. S. Kumar Research Journal of Chemistry and Environment, 2005, 9(3), 50-7 。此外，從文獻(xiàn)獲知通過使用硅石(Kieseldure)或者更通常通過使用氧化物納米顆粒用于表面改性，可以實現(xiàn)顯著的水滾落效果。相應(yīng)的涂料例如描述于JP 2002-338943 或 WO 2008/106494 中。JP 2008-031275描述了其中加入親水金屬氧化物以改進(jìn)水滾落性能的硅烷體系的含水乳液。使用這種親水金屬氧化物的缺點是表面的斥水性可能被引入的親水性不利地影響。疏水性(hydrophoben)金屬氧化物并且特別是硅石的制備和性能例如描述于JP 2007-161510、DE 10 2004 010 756 或DE 10 2004 055 585 中。本發(fā)明的目的是提供可用其疏水化(hydrophobierend)處理多孔礦物表面或基材并且可以提供改進(jìn)的滾落效果的無氟配制劑。因此，保持了疏水化活性物質(zhì)的吸水性降低并且將實現(xiàn)在其它情況下尤其可通過氟基實現(xiàn)的水滾落效果(特氟隆(Teflon)效果“)。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)專利權(quán)利要求中的描述實現(xiàn)了該目的。令人驚奇地，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)通過將疏水性或經(jīng)疏水化硅石引入疏水化活性物質(zhì)，實現(xiàn)了所希望的性能。該措施令人驚奇的簡單、經(jīng)濟(jì)并且盡管如此仍然有效，當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明的基于至少一種疏水化活性物質(zhì)和至少一種被引入前者之中的經(jīng)疏水性金屬氧化物的組合物施涂于多孔礦物表面或基材時，可以有利的方式實現(xiàn)優(yōu)異的疏水化和同時與其它無氟疏水化體系相比顯著改進(jìn)的優(yōu)異滾落效果。另外，通過根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)實現(xiàn)了至少相當(dāng)或者甚至超過已知含氟處理體系的質(zhì)量的滾落效果。在本申請的上下文中，疏水化活性物質(zhì)或疏水化試劑是當(dāng)施涂于礦物基材時產(chǎn)生基材疏水化或者其表面疏水化的物質(zhì)。本發(fā)明因此涉及一種用于使多孔礦物基材疏水化并且在該基材表面產(chǎn)生滾落效果的無氟組合物，所述組合物基于
-至少一種疏水化活性物質(zhì)，和 -至少一種疏水性金屬氧化物。作為額外的組分，根據(jù)本發(fā)明的組合物能夠包含 -任選的至少一種水解或縮合催化劑，
-任選的至少一種有機溶劑， -任選的水，
-任選的至少一種乳化劑，和/或 -任選的額外助劑。根據(jù)本發(fā)明的組合物優(yōu)選為無溶劑組合物。根據(jù)本發(fā)明的組合物可以有利地包含一種或多種通式I的烷基取代硅烷作為疏水化活性物質(zhì)
權(quán)利要求
1.用于使多孔礦物基材疏水化并且在該基材表面產(chǎn)生滾落效果的無氟組合物，其中所述組合物基于-至少一種疏水化活性物質(zhì)，和 -至少一種疏水性金屬氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，特征在于所述組合物能夠包含以下組分作為額外的組分-任選的至少一種水解或縮合催化劑， -任選的至少一種有機溶劑， -任選的水，-任選的至少一種乳化劑，和/或 -任選的額外助劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的組合物，特征在于所述疏水化活性物質(zhì)選自通式I的烷基取代硅烷系列
4.根據(jù)權(quán)利要求1 一 3任一項的組合物，特征在于所述疏水化活性物質(zhì)選自以下系列 理想式II的線型、環(huán)狀或支化的低聚硅氧烷或者至少兩種理想式II的線型、環(huán)狀和/或支化的低聚硅氧烷的混合物
5.根據(jù)權(quán)利要求1 一 4任一項的組合物，特征在于所述疏水化活性物質(zhì)選自理想式 III的烷基硅酸酯系列
6.根據(jù)權(quán)利要求1一 5任一項的組合物，特征在于所述組合物基于理想式I、II和/或 III的疏水化活性物質(zhì)的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1一 6任一項的組合物，特征在于基于該組合物，疏水化活性物質(zhì)的含量為0. 5 - 99. 99重量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1一 7任一項的組合物，特征在于基于該組合物，疏水性金屬氧化物的含量為0. 01 - 10重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1一 8任一項的組合物，特征在于含有至少一種有機溶劑或稀釋劑，所述有機溶劑或稀釋劑選自以下系列脂族或芳族溶劑、沸點高于室溫的脂族和芳族烴、極性非質(zhì)子溶劑、醇或多元醇、酮或者至少兩種上述有機溶劑或稀釋劑的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1一 9任一項的組合物，特征在于含有至少一種水解或縮合催化劑， 所述水解或縮合催化劑選自以下系列元素周期表(PSE)的第3和第4主族以及PSE的第 II、III、IV、V、VI、VII和Villa、VIIIb和VIIIc副族的元素的絡(luò)合化合物，特別是鈦酸酯或鋯酸酯；PSE的第1和第2主族的元素的鹽；醇化物，氨基醇，羧酸或無機酸，或者由至少兩種上述水解或縮合催化劑組成的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的組合物，特征在于基于所用的疏水化活性物質(zhì)的量，催化劑含量為0. 05 — 5重量％。
12.根據(jù)權(quán)利要求1一 11任一項的組合物，特征在于含有至少一種乳化劑，所述乳化劑選自具有C8-C18-烷基的烷基硫酸鹽，具有1 一 40個環(huán)氧乙烷(EO)和/或環(huán)氧丙烷 (PO)單元并且在疏水性基團(tuán)中具有C8-C18-烷基的烷基醚硫酸鹽和烷芳基醚硫酸鹽，具有 C8-C18-烷基的烷基磺酸鹽，具有C8-C18-烷基的烷芳基磺酸鹽，磺基琥珀酸與具有5 — 15個碳原子的一元醇或烷基酚的半酯，在烷基、芳基、烷芳基或芳烷基中具有8 — 20個碳原子的羧酸的堿金屬和銨鹽，在有機基團(tuán)中具有8 — 20個碳原子的烷基和烷芳基磷酸鹽，具有 1 一 40個EO單元和在烷基或烷芳基中具有8 - 20個碳原子的烷基醚磷酸鹽或烷芳基醚磷酸鹽，具有8 — 40個EO單元和在烷基或芳基中C8-C2tl-碳原子的烷基聚乙二醇醚和烷芳基聚乙二醇醚，具有8 — 40個EO和/或PO單元的環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷(Ε0/Ρ0)嵌段共聚物，具有C8-C22-烷基的烷基胺與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的加合物，具有線型或支化的飽和或不飽和C8-C24-烷基和具有1 一 10個己糖或戊糖單元的低聚糖苷基團(tuán)的烷基聚糖苷，硅官能表面活性劑，或者至少兩種上述乳化劑的混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的組合物，特征在于基于該組合物的總重量，乳化劑含量為 0. 01 - 5 重量 ％。
14.根據(jù)權(quán)利要求1一 13任一項的組合物，特征在于含有至少一種助劑，該助劑選自以下系列無機或有機酸、緩沖物質(zhì)、殺真菌劑、殺菌劑、殺藻劑、殺微生物劑、有味物質(zhì)、腐蝕抑制劑、防腐劑、流變助劑。
15.用于制備根據(jù)權(quán)利要求1一 14任一項的無氟組合物的方法其中將-至少一種疏水化活性物質(zhì)，和-至少一種疏水性金屬氧化物在混合裝置中合并，并且將它們-任選地與至少一種水解或縮合催化劑，-任選的水，-任選的至少一種有機溶劑，-任選的至少一種乳化劑，和-任選的至少一種額外的助劑間歇或連續(xù)地混合。
16.能根據(jù)權(quán)利要求15得到的組合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求1一 14或16任一項的組合物或者根據(jù)權(quán)利要求15的方法制備的組合物用于使多孔礦物基材疏水化和用于在經(jīng)處理的基材表面上產(chǎn)生滾落效果的用途，其中留在經(jīng)處理的基材表面上的一個或多個水滴在1分鐘內(nèi)沒有留下潤濕斑點。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于使多孔礦物基材疏水化并且在該基材表面產(chǎn)生滾落效果的無氟組合物，所述組合物基于-至少一種疏水化活性物質(zhì)，和-至少一種疏水性金屬氧化物。本發(fā)明進(jìn)一步涉及制備該組合物的方法和該組合物的用途。
文檔編號C09D183/04GK102300833SQ201080005792
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者弗里德爾 M., 萊西克 S. 申請人:贏創(chuàng)德固賽有限責(zé)任公司