[发明专利]混凝土防水剂

说明书

分案申请说明

本申请系申请日为2012年09月19日、国际申请号为PCT/US2012/056109、进入中国国家阶段后的国家申请号为201280045352.8、题为“混凝土防水剂”的发明专利申请的分案申请。

相关专利申请的交叉引用和关于联邦政府基金资助研究的声明

无。

技术领域

本发明涉及硅氧烷共聚物砌体防水剂组合物，更具体地讲，涉及用于处理多孔基板(如混凝土)的组合物，该组合物为一种乳液，其包含诸如直链甲基氢-甲基烷基硅氧烷的共聚物。

背景技术

对基板施加防水性或改善其防水性是多种基板所需要的，包括有机或无机建筑构件，例如混凝土、砌体、灰墁、天然或人造石材、陶瓷、陶瓦砖、石膏板、纤维水泥板或其它包含水泥的产品、木质刨花板、木塑复合材料、定向结构板(OSB)或木材。

通常将防水组合物施涂到基板外表面，在基板上形成防水剂涂层以防该基板发生风化或其它劣化，从而获得所期望的防水性能。至少应对建筑材料的最外表面进行处理，从而使其具有防水性。

有机硅化合物以其耐久性、良好的疏水性和易用性而被用作防水剂。最初使用溶剂和甲基硅烷醇盐中的有机硅树脂作为有机硅防水剂化合物。然后使用溶剂中的硅氧烷和硅烷基产品。新一代防水剂出于环保原因和易用性而一般为水基性的。活性成分包含硅氧烷、有机硅树脂或硅烷(以及它们的组合)。例如，US 5074912公开了一种利用含硅氧烷的乳液处理多孔基板的防水剂组合物，所述硅氧烷为直链甲基氢-甲基烷基硅氧烷共聚物或甲基氢-甲基烷基环硅氧烷共聚物。然而，该产品的挥发性有机物含量(VOC)高于100g/L，但期望的是VOC小于100g/L甚至小于50g/L的乳液。

WO200813423A1描述了一种用于施加防水性的有机硅乳液，其中包含苯基倍半硅氧烷且VOC含量低于100g/L。然而，根据该公开所述的乳液缺乏反应性和渗透深度，无法满足长期保护混凝土结构或其它多孔建筑材料的要求。

发明内容

本发明提供了一种用于处理多孔基板的包含乳液的防水剂组合物，所述乳液包含水、至少一种表面活性剂和具有下式的硅氧烷共聚物：

其中R为具有1至3个碳原子的烷基；a具有1至12的值；R’为具有8至12个碳原子的烷基，b≥2；(a+b)为至少5。

具体实施方式

术语的定义和用法

除非另外指明，否则所有数量、比率和百分比均按重量计。除非本说明书的上下文另外指明，否则冠词“一个”、“一种”和“所述”各指一个(一种)或多个(多种)。范围的公开内容包括范围本身以及其中所包含的任何值以及端点。例如，范围2.0至4.0的公开内容不仅包括范围2.0至4.0，而且还单独地包括2.1、2.3、3.4、3.5和4.0以及该范围中所包含的任何其他数字。此外，例如2.0至4.0的范围的公开内容包括子集例如2.1至3.5、2.3至3.4、2.6至3.7以及3.8至4.0以及该范围中所包含的任何其他子集。类似地，马库什群组(Markush group)的公开内容包括整个群组以及任何单独成员及其中所包含的子群。例如，马库什群组氢原子、烷基基团、芳基基团、芳烷基基团或烷芳基基团的公开内容包括单独的成员烷基；烷基和芳基子群；以及其中所包含的任何其他单独成员和子群。

据发现，根据本发明的乳液相比于先前已知的乳液能够具有低VOC。我们发现根据本发明的方法提供了一种能够满足下列要求的处理：

a)耐风化。

b)显示能够显著渗透到多孔基板内。由于运输原因，某些表面会遭受严重磨损。因此磨损会除去表面处理层。所以，某些防水剂标准包括磨损试验。

c)根据ASTM D 5095，VOC含量低于100g/L并且优选低于50g/L

d)具有高隔水率，从而有效防止氯离子进入，就钢筋混凝土而言氯离子可能引起腐蚀。

烷基烷氧基硅烷(如正辛基三乙氧基硅烷)能够满足这些要求中的大多数；然而它们与基板反应过程中会释放出醇类，因此为高VOC产品。例如，经常用于混凝土防护(如作为水基有机硅防水剂的活性成分)的正辛基三乙氧基硅烷具有>300g/L的VOC。

为了满足这些要求，钢筋混凝土的低VOC防水剂乳液的潜在活性成分应当具有小分子尺寸，以便深入渗透到混凝土材料孔隙中，与基板发生化学反应或可自身发生交联，在高pH条件下耐降解，同时没有挥发性。然而，没有挥发性意味着活性化合物需要大于特定的分子量。因此，一些要求是相冲突的。