含水涂覆试剂的制作方法

文档序号:12070455阅读:339来源:国知局

本发明涉及包含至少一种具有至少两种不同的取代的T单元的硅酮树脂的硅酮树脂分散体,以及涉及由其可生产的用于矿物建筑材料、木材或金属的含水涂覆材料。



背景技术:

保护建筑物材料不受水的破坏作用对于长期保持建筑物材料的性能和因此多年的完整性是至关重要的。体现该重要性,存在许多借此保护建筑物材料不受水的破坏的方法。在这些保护措施家族的范围内,涂覆体系和浸透体系占据特别显著的地位,因为它们易于应用并因此向用户提供特别的优势。此外,要求涂料耐周围环境并且能持久,因此其不含毒理学不良的(toxicologically objectionable)或不环保的物质。要求它们具有良好的基板粘附性和良好的粘合质量。而且,它们能透过水蒸汽,同时有效阻断液体水的通过。而且,建筑涂料本身必须寿命长且具有审美吸引力。

为了实现该性质曲线,通常提议将硅酮树脂用作建筑涂料中的粘合剂或助粘合剂。

EP1034209B1教导将含水硅酮树脂分散体用作建筑涂覆组合物。硅酮树脂分散体中的活性成分包括硅酮树脂,其主要由T单元组成以及其也可以包含M、D和Q单元。它们是羟基官能的,必要地包含至少0.05wt%的羟基基团。分散体进一步包含除了其他目的,用于固化和乳化树脂的其他组分。本发明的硅酮树脂分散体用于配制防水的建筑涂料。

US5316799描述了疏水性的浸透组合物,其包含硅烷或线性硅氧烷且作为与涂料的混合物被采用。总体上的体系是防水的并因此是表面疏水的。

EP0606671A1描述了含有机聚硅氧烷树脂、填料和烷氧基硅烷和可选地烷氧基硅氧烷的乳液,出于使它们疏水的目的将其应用于矿物建筑物材料。硅酮树脂是MQ或MDQ树脂。填料具有至少40m2/g的比表面积并以少量加入。

EP0616989A1教导了作为用于矿物建筑物材料的含水浸透乳液的疏水试剂,其包含0.5:1至0.98:1的混合比的烷基烷氧基硅烷和烷基烷氧基硅氧烷的混合物。此处的烷基烷氧基硅烷被不同长度的烷基基团取代。烷基烷氧基硅氧烷由烷基取代的T和D单元组成。在此处的相应硅酮单元上允许不同的烷基取代基。鉴于烷基烷氧基硅氧烷单元的公开不精确,其结构不是显而易见的,但是提供的信息没有建议T单元在长度上具有大于3个C原子的烷基取代基以及D单元可以被短链和长链烷基基团的混合物取代。不存在具有不同的烷基取代的两种T单元的证据。包含在根据本发明的混合物中的是烷基三烷氧基硅烷,所以原则上在混合物中存在两种不同取代的硅物质,各自被三个氧原子环绕并带有不同的烷基基团。然而,呈现形式不是其中这两个单元通过化学结合彼此结合的均匀分子(homogeneous molecule),反而是两种不同硅物质的混合物。得到的本发明的含水浸透乳液通过发展表面疏水性产生隔水效果。

EP1844120B1教导了作为用于矿物建筑物材料的疏水试剂的高粘度含水乳液,其包含50%-90%的官能烷氧基硅烷和/或它们的低聚物和/或有机烷氧基硅氧烷。如果官能烷氧基硅烷是烷基取代的,则烷基基团包含至少3个C原子。有机烷氧基硅烷是可以包含Si-C键连的基团的线性硅氧烷,原则上可以存在不同的烷基或芳基烷基取代的硅原子。此外,在链上的每个硅原子上,存在键连的烷氧基基团,其中两个这种基团键连在每个链端处。这种取代模式的结果是,形成唯一由D单元组成的链结构。相应地,有机烷氧基硅氧烷具有非常高的烷氧基官能度。在高粘度乳液的粘度上不存在限制,但是使用实例示出讨论的体系是糊状的。所描述的乳液具有表面疏水作用。

EP0098940A2教导了包含聚有机硅氧烷化合物的含水制剂。聚有机硅氧烷是可选地不同烷氧基硅烷的富含烷氧基的部分水解物,硅原子可以被不同的Si-C键连的烷基基团或芳基烷基基团和/或它们的混合物取代。含水制剂是通过将聚乙烯醇的含水制剂添加到部分硅烷水解物中,然后使体系经受强酸化制备的。在这些条件下,部分水解物经历进一步的水解和缩合,以及这样一来形成相当大量的包含在最终的产品中的醇。结果,产生具有可能关键性的闪点(flash point)的含水制剂,其不可避免地包含醇,该醇以例如甲醇的形式可以可能是有毒的。硅氧烷缩合物的限定不良。相应地,EP0098940也没有给出关于在产生含水制剂之后硅氧烷缩合物的组合物的信息。据说含水制剂是稳定的,但是对于技术人员来说,明显的是对于这种制剂的稳定性的标准是在存储期间醇的形成。由于在自身生产过程期间产生未知量的醇,所以此处的稳定性概念是不能令人理解的和随意的。作为含水制剂的可能应用给出了涂料材料;鉴于固有的毒理学、安全性相关的和环境缺点,即使不是完全不可能的,本发明的含水制剂的适用性也是高度不可靠的。

EP0287085涉及包含有机聚硅氧烷和乙烯-氯乙烯共聚物的混合物作为它们的粘合剂的疏水的、含水的、含硅涂覆体系。实施例1描述了一种这种疏水硅酮树脂涂料,其包含不仅含有甲基基团而且含有异辛基基团作为单烷基硅氧烷单元上的Si-C键连的基团的硅酮树脂。由于没有公开其余的取代模式,所以所有可以推断的是这些是仅具有一种硅键连的烷基基团的单元。关于这种有机聚硅氧烷另外公开的全部是存在疏水的含水涂覆材料。

在以上阐述的现有技术中,往往使用硅酮组分以产生疏水性、更具体地表面疏水性,其通常在成珠效果(beading effect)中出现。偶尔将这种测试采用为验证要求的疏水性。这意味着水不能润湿表面,反而集中为液滴。众所周知且容易理解致密液滴(compact droplet)比以在相对大的面积上均匀分散的形式存在的相同量的水的膜蒸发更缓慢。结果,虽然硅酮组分的显著的疏水性没有防止水通过涂料或浸透,但是表面在水聚集成液滴的那些面积上长期保持潮湿,并因此提供微生物相对容易攻击的点,该微生物能够利用水分增加的位置用于它们的生长。以这种方式,显著的疏水性导致在表面的水分的蒸发没有被特别有利的条件如风和热促进的位置的微生物污染风险增加,并因此导致对表面的损害以及损失其保护性及其美学质量。不过,疏水性的非常正面的性质是防止液体水通过相应涂层,使得下面的基板保持干燥并因此在长期内保持其性能。这不仅适用于矿物基板而且适用于木材和金属。在后者的情况下,隔水效果对防止腐蚀有关键贡献。相当亲水性表面与在部分涂层上的良好的隔水效果的组合仍将是理想的-换句话说,控制水分(moisture management)而不是简单的疏水。由于这些性质是互相对立的,所以明显的是可以用一种产品以及特别是通过应用仅一种涂覆材料可以实现它们。预期将反而是使用不同的涂料材料的至少两种涂料应用的这种组合,其中每种具有两种功能,隔水效果和表面亲水性中的一种。

而且,以上列举的应用涉及硅酮树脂的缓慢固化,以及在某些情况下,推荐的催化剂和活化剂加速该固化,如在EP1034209B1中。在硅氧烷组分的固化时间期间,硅酮在机械质量或隔水效果方面没有表现出其全部的性能能力。

现有技术的硅氧烷分散体的另一个缺点是保持硅酮在水相中稳定所需要的乳化剂在其应用之后保留在涂料中以及由于它们的亲水性在紧接着在应用涂料之后的时期内降低涂料的隔水效果的事实。仅在洗去乳化剂之后,这种涂料才达到它们的完全的隔水效果。



技术实现要素:

因此本发明的一个目的是提供不具有上述缺点的含水硅氧烷分散体–换句话说,在应用涂料之后不仅立即显示涂料的完全的隔水效果而且显示完全的机械性能的分散体,其中涂料的性能能力的总体水平完全符合其他要求。此处的硅氧烷分散体产生不具有疏水表面、反而允许将水喷射成非常薄的膜并因此促进其快速蒸发以保持表面持续干燥的涂覆材料。换句话说,它们决不产生成珠效果(beading effect)。同时,它们有效地防止水通过涂覆材料膜,以及在通过使用仅一种涂覆材料的仅单一涂料应用之后提供所有这些性质。

具体实施方式

出乎意料地,发现以含水硅氧烷分散体形式的某些硅酮树脂实现了该目的。这由于现有技术中已知类似的硅酮树脂,但是全部都一致地具有疏水性并对应地导致疏水的涂覆材料的事实而是尤其出乎意料的。本发明的硅酮树脂及其分散体因此是特定选择的硅酮树脂,其与现有技术中的那些背道而驰并表现出完全未预期的性质。

在本文中,通过报告借助于仪器分析得到的数据表征了物质。根据公众可获得的标准进行或根据特殊研发的方法确定任一涉及的测量。为了保证给出的教导是清楚的,此处报告了使用的方法:

粘度:

除非另外报告,否则通过根据DIN EN ISO 3219的旋转测粘度的测量确定粘度。除非另外报告,否则所有粘度报告在25℃和1013毫巴的大气压下是有效的。

折射率:

在可见光的波长范围内确定折射率-除非另外报告,否则根据标准DIN51423在1013毫巴的大气压下在25℃下在589nm处。

透射率:

通过UV VIS光谱法确定透射率。合适的仪器的实例是Jena Specord200分析体系。

使用的测量参数如下:范围:190-1100nm,

步长:0.2nm,积分时间:0.04s,测量模式:步骤操作(step operation)。首先是参考测量(背景)。将安装在样品支架上的石英板(石英板尺寸:HxW约6x7cm,厚度约2.3mm)插入到样品射束路径中并针对空气测量。

随后是样品测量。将安装在样品支架上并具有施加的样品(施加的样品的层厚度约1mm)的石英板放置到样品射束路径中并针对空气测量。相对于背景光谱的内部计算产生样品的透射光谱。

分子组成:

借助于核磁共振光谱法(关于该技术术语,参见ASTM E 386:高分辨率核磁共振光谱法(NMR):术语和符号(Terms and symbols))确定分子组成,其中测量1H核和29Si核。

1H NMR测量的描述

溶剂:CDCl3,99.8%d

样品浓度:在5mm NMR小瓶中约50mg/1ml CDCl3

在不添加TMS的情况下测量,光谱参考为在7.24ppm下在CDCl3中的残留的CHCl3

分光光度计:Bruker Avance I 500或Bruker Avance HD 500

探头:5mm BBO探头或SMART探头(来自Bruker)

测量参数:

Pulprog=zg30

TD=64k

NS=64或128(取决于探头的灵敏度)

SW=20.6ppm

AQ=3.17s

D1=5s

SFO1=500.13MHz

O1=6.175ppm

处理参数:

SI=32k

WDW=EM

LB=0.3Hz

根据使用的分光光度计的类型,可能需要单独调节测量参数。

29Si NMR测量的描述

溶剂:C6D6 99.8%d/CCl4 1:1v/v与1wt%Cr(acac)3作为弛豫试剂(relaxation reagent)

样品浓度:在10mm NMR小瓶中约2g/1.5ml溶剂

分光光度计:Bruker Avance 300

探头:10mm 1H/13C/15N/29Si不含玻璃的QNP探头(来自Bruker)

测量参数:

Pulprog=zgig60

TD=64k

NS=1024(取决于探头的灵敏度)

SW=200ppm

AQ=2.75s

D1=4s

SFO1=300.13MHz

O1=-50ppm

处理参数:

SI=64k

WDW=EM

LB=0.3Hz

根据使用的分光光度计的类型,可能需要单独调节测量参数。

分子量分布:

使用凝胶渗透色谱法(GPC或尺寸排阻色谱法(SEC))通过聚苯乙烯标准和折射率(RI)检测器作为重均Mw和数均Mn确定分子量分布。除非另外指出,否则将THF用作流动相并应用DIN 55672-1。多分散性是Mw/Mn商数。

玻璃化转变温度:

根据差示扫描量热法(DSC)根据DIN 53765、穿孔坩埚、10K/min加热速率确定玻璃化转变温度。

本发明的主题:

因此本发明的主题是包含以下各项的含水硅酮树脂分散体:

(A)10-70wt%的室温(25℃)下的至少一种硅酮树脂液体,

包含至少50%式(1)的重复单元,

R1(R2O)bSiO(3-b/2) (1)

其中,

R1表示不带有或带有至少一个杂原子的C1-C20烃基基团,

R2表示C1-C6烃基基团或氢基团,以及

b具有值0、1或2,

和0至至多50%的式(2)的重复单元,

R8c(R2O)dSiO(4-c-d/2) (2),

其中,

R8在每次出现时独立地表示C1-C20烃基基团,

R2具有以上陈述的定义,

c可以是0、2或3,

d可以是0、1、2或3,

条件是c+d≤3,

其特征在于

-硅酮树脂包含至少2种式(1)的重复单元,该重复单元彼此不同,比值为1:100至100:1,并且该重复单元带有至少2种彼此不同且在它们的长度或尺寸上彼此相差至少一个烃单元的基团R1

-式(1)中所有硅键连的取代基的5%至35%具有子式(R2O),其中R2是C1-C6烃基基团,

-式(1)中所有硅键连的取代基的至多5%具有子式(R2O),其中R2是氢基团,

-在式(1)的所有重复单元的至少5%中,b=0,

-在式(1)的所有重复单元的至少5%中,b=1,

-在式(1)的所有重复单元中的至多25%中,b=2,

B)0-2wt%的至少一种有机聚硅氧烷,包含SiC键连的基团与碱性氮,条件是它的胺数是至少0.01,

(C)0.1-30wt%的至少一种分散助剂,

(D)10-70wt%的水,

(E)0.01-10wt%的至少一种助剂,和

(F)0至6wt%的至少一种烷基烷氧基硅烷,其烷基基团是C1-C20烷基基团以及其烷氧基基团由氧键连的C1-C6烷基基团组成。

硅酮树脂分散体优选地具有25℃下10和50000mPas、更优选地20-10000mPas、更具体地20-5000mPas的粘度。

通过适当地选择制备组分和它们的相对量,还可以将本发明的硅酮树脂分散体配制为使它们得到糊状含水制剂而不是液体乳液,该糊状含水制剂具有乳膏的呈现形式并具有25℃下大于100000mPas的粘度。

通过已知的现有技术方法生产本发明的硅酮树脂分散体。通过根据现有技术的方法,同样由本发明的硅酮树脂分散体得到本发明的含水涂覆材料。通过由现有技术已知的方法生产本发明的含水涂覆材料,其特征在于混合至少一种本发明的硅酮树脂分散体。

在用于涂覆本发明的涂覆材料和用于得到本发明的涂覆材料在矿物建筑物材料、木材或金属上的有利性质的方法中,将本发明的含水涂覆材料应用于矿物建筑物材料、木材或金属。

本发明的最重要的涂覆材料是涂料(paint)、着色剂(stain)、清漆(varnish)和底漆(render)并应用于矿物建筑物材料、木材或金属。本发明的硅酮树脂分散体的特别特征在于它们产生用于矿物建筑物材料、木材或金属的含水涂覆材料,其特征在于甚至在不洗掉乳化剂的情况下,涂覆材料的隔水效果达到根据DIN EN 1062-3的3类中的值(<0.1kg/m2h0.5)。应用之后4天根据DIN 53778-2测试的机械强度达到>10000磨损周期的值。

此外,没有得到成珠效果,指示表面疏水,但是反而放置在表面上的水滴在该表面上扩散,但是没有进入或通过涂料涂层。相应地,本发明的涂覆材料产生同时允许水在表面上扩散并具有显著的隔水效果的涂层。含水涂覆材料优选地是涂料和着色剂,更具体地是涂料。

适用于本发明的目的的涂覆材料是以干燥形式供应但是以含水制剂如粉末涂料和粉状的干燥底漆形式应用的,或是湿润的,如糊状、含水涂料,实例是硅酮树脂涂料、硅酸盐涂料和乳液涂料,或如糊状、含水底漆,实例是合成树脂底漆和硅酮树脂底漆。

适用于本发明的目的的浸透涂覆组合物可以根据应用厚度分类,并浓厚地应用,如在毫米至厘米范围内的底漆,或薄地应用,如在100μm至1毫米范围内的隐蔽色涂料(hiding paint)和清漆,或半透明地或隐蔽地应用,如在3μm至100μm范围内的浸透材料和矮建筑和高建筑着色剂。

可以在内部或外部使用适用于本发明的目的的浸透涂覆材料,优选地在室外。在建筑物上使用的本发明的涂覆材料的实例是硅酸盐底漆、干燥底漆、刷涂填料、增强化合物、填充化合物、合成树脂底漆、矿物底漆、硅酮树脂底漆和合成树脂结合的涂料。优选的实例是室内涂料、砖体涂料、矿物涂料、乳液涂料、硅酮树脂涂料、硅酮砖体涂料、着色剂、清漆、硅酸盐乳化涂料、硅酸盐涂料、石灰涂料、和石灰乳液涂料。

硅酮树脂(A)

烃基基团R1的实例是烷基基团,特别是C1-C3-烷基基团还有C2-C20烷基基团,和烯基基团如乙烯基、烯丙基、正-5-己烯、4-乙烯基环己基和3-降冰片烯基基团;芳基基团如苯基、联苯基、萘基和蒽基和菲基基团;烷基芳基基团如邻-、间-和对甲苯基基团、二甲苯基基团和乙基苯基基团;芳基烷基基团,如苄基基团、α-和β-苯乙基基团。特别优选的是没有被杂原子取代的C1-C20烷基基团和芳基基团。特别是没有杂原子的C1-C16烷基基团,特别地甲基、乙基、正辛基和异辛基基团。

两种不同的重复单元(1)彼此的比值是1:100至100:1、优选地1:99-99:1、更优选地1:97至97:1、以及更特别地1:96至96:1。

如果具有更富含碳的取代基的重复单元(1)以不大于75mol%存在于式(1)的所有重复单元中,则其是优选地并且证明是特别有利的。相反,这意味着具有较少富含碳的取代基的重复单元(1)以不小于式(1)的所有重复单元的25mol%存在。在本发明的一个特别优选的实施方式中,具有较少的富含碳的取代基的式(1)的重复单元存在于大多数,即大于50mol%的式(1)的所有重复单元中。

基团R1的特别优选的组合的实例是将R1选择为使没有杂原子的至少一个C1-C20烷基基团与至少一个芳基基团组合,如苯基基团和甲基基团、苯基基团和乙基基团、异辛基基团和苯基基团、正辛基基团和苯基基团。两种不同的没有杂原子的C1-C16烷基基团的进一步优选的组合是正丁基基团和乙基基团、正丁基基团和甲基基团、乙基基团和甲基基团、正辛基基团和甲基基团、异辛基基团和甲基基团、正辛基基团和乙基基团、异辛基基团和乙基基团。其中,苯基基团和甲基基团、乙基基团和甲基基团、异辛基基团和甲基基团、乙基基团和异辛基基团、以及苯基基团和异辛基基团的组合是特别优选的。证明甲基和异辛基基团的组合以及甲基和苯基基团的组合是特别有效的两种不同的基团R1。在异辛基基团和甲基基团的组合的情况下,优选地是式(1)的带有甲基基团的重复单元比带有异辛基基团的那些更多。式(1)的带有甲基基团的重复单元的数量与式(1)的带有异辛基基团的重复单元的数量的比值优选地是51:49至99:1、更优选地55:45至98:2、更具体地60:40至98:2。证明60:40、70:30、90:10和95:5的比值是特别有效的。

在苯基基团和甲基基团的组合的情况下,带有甲基基团的式(1)的重复单元数与带有苯基基团的式(1)的重复单元数的以下比值是特别优选的:98:2至10:90、更优选地98:2至20:80、更具体地98:2至30:70。证明特别有利的比值是在98:2-70:30和25:75-40:60范围内的那些,尤其是97:3、95:5、90:10、70:30、35:65和45:55。

根据本发明还可能的是多于两种不同基团的组合。在该情况下,以上针对两种不同的基团的组合指定的优选的比值加以必要的变更之后是有效的,如果将更富含碳的取代的重复单元一起添加并相对于带有最小和/或最少富含碳取代基的重复单元作出比值;以上述的方式,在包含芳香族取代基的组合和不包含芳香族成分的那些之间作出区别。在存在多于两种不同的式(1)的重复单元的情况下,同样,优选的组合是甲基、乙基、苯基、正丁基、正辛基、异辛基、更特别地甲基、乙基、苯基和异辛基、尤其地甲基、苯基和异辛基的那些。

基团R2的实例是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、和叔丁基;戊基基团如正戊基基团、和己基基团如正己基基团;乙基基团是特别优选的。

优选地,(A)以10至65wt%、更优选地25至60wt%存在于硅酮树脂分散体中。

有机聚硅氧烷(B)

有机聚硅氧烷(B)优选地是由通式(4)的单元组成的那些,

R3a*R4b*(OR5)c*SiO(4-a*-b*-c*)/2 (4)

其中,

R3表示相同或不同的单价、卤素取代的或非卤素取代的、SiC键连的不含碱性氮的C1-C20烃基基团,

R4表示相同的或不同的单价、卤素取代的或非卤素取代的、SiC键连的包含碱性氮的C1-C30烃基基团,

R5相同地或不同地是氢原子或C1-C6烷基基团,

a*是0、1、2或3,

b*是0、1、2或3,平均是至少0.05,以及

c*是0、1、2或3,

条件是a*、b*和c*的和不大于3并且有机聚硅氧烷(B)中的胺数是至少0.01。

胺数(amine number)等于中和1g有机聚硅氧烷(B)所需的1N HCl的ml数。有机聚硅氧烷(B)的胺数优选地是至少0.1、更特别地至少0.2、以及优选地不大于8、更特别地不大于4。

基团R3的实例和优选的实例是以上已经针对基团R1公开的实例。对于基团R3特别优选的是甲基基团和异辛基基团。

基团R4优选地是通式(3)的基团,

R62NR7 (3)

其中,R6可以是相同的或不同的并且是氢或单价、取代的或未取代的C1-C10烃基基团或C1-C10氨基烃基基团,以及

R7是二价的C1-C15烃基基团,

基团R6的实例是以上已经公开的烃基基团以及被氨基基团取代的烃基基团的实例,如氨基烷基基团,给予特别优选的是氨基乙基基团。

优选地至少一个氢原子键连至通式(3)的基团中的每个氮原子。

基团R7优选地包含具有1至10个碳原子、更优选地1至4个碳原子的二价烃基基团,更特别地正亚丙基基团。

基团R7的实例是亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚环己基、亚十八烷基、亚苯基和亚丁基基团。

基团R4的优选的实例是

H2N(CH2)3-、

H2N(CH2)2NH(CH2)2-、

H2N(CH2)2NH(CH2)3-、

H2N(CH2)2-、

H3CNH(CH2)3-、

C2H5NH(CH2)3-、

H3CNH(CH2)2-、

C2H5NH(CH2)2-、

H2N(CH2)4-、

H2N(CH2)5-、

H(NHCH2CH2)3-、

C4H9NH(CH2)2NH(CH2)2-、

环-C6H11NH(CH2)3-、

环-C6H11NH(CH2)2-、

(CH3)2N(CH2)3-、

(CH3)2N(CH2)2-、

(C2H5)2N(CH2)3-和

(C2H5)2N(CH2)2-。

烷基基团R1的实例对于基团R7同样是完全有效的。

基团R5的实例和优选的实例是以上针对基团R1所列的C1-C6基团。尤其优选的是甲基和乙基基团。

对于a的优选的平均值是0至2、更特别地0至1.8。

对于b的优选的平均值是0.1至0.6、更特别地0.15至0.30。

对于c的优选的平均值是0至0.8、更特别地0.01至0.6。

有机聚硅氧烷(B)优选地具有25℃下5至5000、更特别地100至3000mm2/s的粘度。

可以以已知的方式,例如通过平衡和/或缩合氨基官能的硅烷与包含烷氧基基团和/或羟基基团且不含碱性氮的有机聚硅氧烷制备有机聚硅氧烷(B)。

优选地,(B)以0.05-2wt%、更优选地0.1-1.5wt%存在于硅酮树脂分散体中。

(C)分散助剂(dispersing assistant)

含水硅酮树脂分散体包含例如在2006McCutcheon's Emulsifiers&Detergents,North American Edition,MC Publishing Co.,Glen Rock,N.J中指出的分散助剂(C)。在本文上下文中特别合适的是

作为阴离子乳化剂(C1):

1.烷基硫酸酯,尤其是具有8至18个C原子的链长度的那些,在疏水性基团中具有8至18个C原子和1至40个环氧乙烷(EO)和/或环氧丙烷(PO)单元的烷基和烷基芳基醚硫酸酯。

2.磺酸酯,特别是具有8至18个C原子的烷基磺酸酯、具有8至18个C原子的烷基芳基磺酸酯、牛磺酸酯(tauride)、磺基琥珀酸与一元醇或具有4至15个C原子的烷基酚的全酯和单酯;这些醇或烷基酚还可以可选地被1至40个EO单元乙氧基化。

3.在烷基、芳基、烷基芳基或芳基烷基基团中具有8至20个C原子的羧酸的碱金属盐和铵盐。

4.磷酸偏酯及它们的碱金属和铵盐,尤其是在有机基团中具有8至20个C原子的烷基和烷基芳基磷酸酯、分别地在烷基或烷基芳基基团中具有8至20个C原子和1至40个EO单元的烷基醚磷酸酯和烷基芳基醚磷酸酯。

作为非离子型乳化剂(C2):

5.另外具有5%至50%、优选地8%至20%的乙酸乙烯酯单元的聚合度为500至3000的聚乙烯醇。

6.烷基聚乙二醇醚,优选地具有8至40个EO单元和8至20个C原子的烷基基团的那些。

7.烷基芳基聚乙二醇醚,优选地在烷基和芳基基团中具有8至40个EO单元和8至20个C原子的那些。

8.环氧乙烷/环氧丙烷(EO/PO)嵌段共聚物,优选具有8至40个EO和PO单元的那些。

9.具有8至22个C原子的烷基基团的烷基胺与环氧乙烷或环氧丙烷的加成物。

10.具有6至24个C原子的脂肪酸。

11.通式R*O-Zo的烷基聚糖苷,其中R*是线性或支化、饱和或不饱和的具有平均8-24个C原子的烷基基团,以及Zo是平均具有o=1-10个己糖或戊糖单元或它们的混合物的低聚糖苷残基。

12.天然物质和它们的衍生物,如卵磷脂(lecithin)、羊毛脂(lanolin)、皂草苷(saponin)、纤维素;在每种情况下其烷基基团具有至多4个碳原子的纤维素烷基醚和羧基烷基纤维素。

13.包含极性基团的线性有机(聚)硅氧烷,尤其是具有含最高达24个C原子的烷氧基基团和/或最高达40个EO和/或PO基团的那些。

作为阳离子乳化剂(C3):

14.具有8至24个C原子的伯、仲和叔脂肪胺与乙酸、硫酸、氢氯酸和磷酸的盐。

15.季烷基铵和烷基苯铵盐,尤其是其烷基基团具有6至24个C原子的那些,更特别地卤化物、硫酸盐、磷酸盐和乙酸盐。

16.烷基吡啶鎓、烷基咪唑鎓和烷基噁唑鎓盐,尤其是其烷基链具有最高达18个C原子的那些,尤其是卤化物、硫酸盐、磷酸盐和乙酸盐。

作为两性乳化剂(C4):17.具有长链取代的氨基酸,如N-烷基-二(氨基乙基)甘氨酸或N-烷基-2-氨基丙酸盐。

18.甜菜碱,如具有C8-C18酰基基团的N-(3-酰氨基丙基)-N,N-二甲基铵盐和烷基咪唑鎓甜菜碱。

优选的分散助剂是非离子型乳化剂(C2),尤其是以上所列的在9.下烷基胺与环氧乙烷或环氧丙烷的加成物、以上所列的在11.下烷基聚糖苷和以上所列的在5.下聚乙烯醇。特别优选的聚乙烯醇还包含5%至20%、更特别地10%至15%的乙酸乙烯酯单元并具有优选地500至3000、更具体地1200至2000的聚合度。

基于硅酮树脂分散体的总量,分散助剂(C)的份数优选地是1至30wt%、更特别地2至10wt%。

水(D)

基于硅酮树脂分散体的总量,本发明的含水硅酮树脂分散体进一步包含优选10至70wt%、更特别地15至60wt%的水(D)。

助剂(auxiliary)(E)

可以将现有技术中迄今使用的所有助剂如用于将硅酮树脂制剂均匀、稳定分散在水中的乳化剂用作助剂(E)。进一步的助剂是例如不同于(A)的硅酮树脂或不同于(B)的聚有机硅氧烷、不同于(F)的硅烷、有机溶剂、润湿助剂、成膜助剂、防泡沫剂、增粘剂、流动控制剂、交联催化剂、pH改性剂、防腐剂和增溶剂。

基于硅酮树脂分散体的总量,助剂(E)的份数优选地是0.1至10wt%、更特别地0.1至8wt%。

烷基烷氧基硅烷(F)

C1-C20烷基-C1-C6烷氧基硅烷(F)优选地具有1或2个相同的或不同的、可选地卤素取代的、SiC键连的、单价的C1-C20烷基基团,以及剩余的基团与C1-C6烷氧基基团相同或不同,尤其是C2或C3烷氧基基团。特别优选的是烷基三烷氧基硅烷,如辛基三乙氧基硅烷和丁基三乙氧基硅烷。

C2-C3烷氧基基团的实例是乙氧基、正丙氧基、异丙氧基基团。乙氧基基团是特别优选的。

甲氧基硅烷对许多应用来说水解太快并具有低于更长的烷氧基基团的存储稳定性。对于许多应用,C4-C6烷氧基基团反应太过缓慢。

(F)中的C1-C20烷基基团的实例是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基基团;己基基团,如正己基基团;庚基基团,如正庚基基团;辛基基团,如正辛基基团和异辛基基团,如2,2,4-三甲基戊基基团;壬基基团,如正壬基基团;癸基基团如正癸基基团和十二烷基基团如正十二烷基基团;环烷基基团如环戊基、环己基、4-乙基环己基、环庚基、降冰片基基团、和甲基环己基基团。

卤素取代的C1-C20烷基基团的实例是被氟、氯、溴、和碘原子取代的烷基基团,如3,3,3-三氟-正丙基基团、2,2,2,2',2',2'-六氟异丙基基团、和七氟异丙基基团。

特别优选的是未取代的C4-C12烷基基团。

如果充当启动浸透试剂(priming impregnating agent)的(C1-C20)-烷基-(C2-C3)-烷氧基硅烷(F)存在于本发明的有机聚硅氧烷分散体中,则基于总体的涂覆材料的含水制剂,优选地包含0.05至0.95%的量。优选地在含水涂覆材料中包含0.1至0.8wt%、更优选地0.1至0.5wt%之间的(F)。

本发明的进一步的主题是通过使用本发明的含水涂覆材料产生的涂料。

本发明的含水硅酮树脂分散体不仅适用于浸透例如在电绝缘部分(例如玻璃织物、云母)中采用的种类的多孔物质,而且适合用作铸造的和包埋化合物。由于温和的固化条件,本发明的含水硅酮树脂分散体特别在与温度敏感型组分(例如电子组件、铸模)一起的加工中具有优势。

而且,本发明的含水硅酮树脂分散体还可以用于控制包含它们的制剂、或由本发明的含水聚有机硅氧烷分散体得到的固体或膜的进一步的性质,如例如:

-控制导电性和电阻,

-控制制剂的流动性,

-控制润湿或固化的膜或制品的光泽度,

-增加耐气候性,

-增加耐化学性,

-增加色光稳定性(shade stability),

-降低粉化的倾向,

-降低或增加由包含本发明的含水聚有机硅氧烷分散体的制剂得到的固体或膜上的静摩擦和滑动摩擦,

-使包含本发明的含水聚有机硅氧烷分散体的制剂中的泡沫稳定或去稳定,

-改善包含本发明的含水聚有机硅氧烷分散体的制剂对基板的粘附性,

-控制填料和颜料的润湿和分散行为,

-控制包含本发明的含水聚有机硅氧烷分散体的制剂的流变学性质,

-控制由包含本发明的含水聚有机硅氧烷分散体的制剂得到的固体或膜的机械性质如柔韧性、耐刮擦性、弹性、可延长性、可弯性、拉伸行为、弹力、硬度、密度、耐撕裂性、压缩形变(compression set)、不同温度下的行为、膨胀系数、耐磨损性、以及进一步的性质如导热率、可燃性、气体渗透性、耐水蒸汽、热空气、化学品、气候、和辐射性、和可消毒性,

-控制由包含本发明的含水聚有机硅氧烷分散体的制剂可得到的固体或膜的电性能如击穿强度、蠕变阻力、电弧电阻、表面电阻、具体的击穿电阻(specific breakdown resistance)、柔韧性、耐刮擦性、弹性、可延长性、可弯性、拉伸行为、弹力、硬度、密度、耐撕裂性、压缩形变、不同温度下的行为。

其中可以使用本发明的含水硅酮树脂分散体来控制上述性质的应用的实例是生产涂覆材料和将由其可得到的涂层和覆盖物浸透在基板如金属、玻璃、木材、矿物基板、合成纤维和天然纤维上,用于生产纺织品、地毯、地板覆盖物、或由纤维、皮革、塑料可生成的其他产品如膜、模具。通过适当地选择制剂组分,可以在制剂中进一步采用本发明的含水硅酮树脂分散体作为添加剂用于消泡、促进流动、疏水化、亲水化、填料和颜料的分散、填料和颜料的润湿、基板润湿、表面平滑度的促进、降低由添加的制剂可得到的全固化材料的表面上的静摩擦和滑动摩擦。可以以液体形式或完全固化的固体形式将本发明的含水硅酮树脂分散体合并到弹性材料中。在这方面,可以将它们用于增强或用于改善其他使用性质如控制透明度、耐热性、黄化倾向、和耐气候性。

实施例

在接下来的实施例中,除非另外指出,否则所有份数和百分数数据涉及重量。除非另外指出,否则以下实施例在环境大气压力(换言之在约1013毫巴)和室温(换言之在约25℃)下,或在当在没有额外的加热或冷却的情况下反应物在室温下结合时所产生的温度下进行。实施例中给出的所有粘度数据涉及25℃的温度。乳液的固体含量等同于不含水的所有组分的总和。Me表示甲基基团(-CH3)。Ph表示苯基基团(-C6H5)。Et表示乙基基团(-CH2-CH3)。iOct表示异辛基基团=2,2,4-三甲基苯基基团。“I.”表示本发明的以及“N.I.”表示非本发明的。

实施例1:本发明的和非本发明的含水硅酮树脂分散体的生产

使用以下表格中阐述的组分,与EP1583790B1中所描述的现有技术类似地制造本发明的硅酮树脂分散体以及非本发明的分散体。在表1中报告了采用的量。

表1

实施例2:具有超临界颜料体积浓度(PVC)的本发明的和非本发明的结构的防腐涂料

通过使用常用商业形式的高速Rotor Stator混合器混合来结合以下组分,从而给出本发明的和非本发明的结构的防腐涂料。在表2中报告了采用的量。

表2

由于其颜料体积浓度(PVC)在临界PVC以上,所以配方导致本发明的和非本发明的多孔涂料。

实施例3:实施例2的本发明的和非本发明的建筑涂料的性能测试

针对它们的使用性质,根据表3所列的标准规范测试实施例2的建筑涂料:

表3

用于确定表面疏水性的流程:

从吸管将一滴水(体积1mL)应用于测试表面。10分钟之后,目测检查(visual examination)评估液滴润湿表面的效率。

评价系统:

1=基板没有被润湿,以及水滴完全形成珠子掉落(bead off),且倾斜面(相对于平面倾斜30°)上没有残留

2=良好的成珠效果,但是单独的小水滴保持悬挂在表面上

3=基板被部分润湿,水滴不完全地成珠掉落

4=基板被润湿,并且水滴不再成珠滚落

5=基板被润湿,且水滴扩散(spread)

表4列出了得到的结果。

表4

当使用本发明的含水硅酮树脂分散体时,观察到甚至在没有处理的情况下,渗水速率非常低。在处理之后,该低速率得到保持。包含本发明的含水硅酮树脂分散体的涂料的耐擦洗性已经处于在样品处理之后通过规定的标准限定的最高水平。在风化之后,该水平得到保持。本发明的含水硅酮树脂分散体带来的最明显的影响是低渗水性连同低表面疏水性的出乎意料的和新的组合。由于涂料配制品由相同比例的相同的组分组成,所以该效果仅可以由本发明的和非本发明的硅酮树脂分散体之间的行为差别解释。

实施例4:本发明的和非本发明的含水硅酮树脂分散体的生产

与根据EP1583790B1中的现有技术描述的非本发明的分散体类似地由以下表格中列出的成分制造本发明的硅酮树脂分散体。在表5中报告了采用的量。

表5

实施例5:使用实施例4的本发明的和非本发明的含水硅酮树脂分散体的本发明的和非本发明的建筑涂料

通过使用常用商业形式的高速Rotor Stator混合器混合来结合以下组分以给出本发明的和非本发明的结构的防腐涂料(含水涂覆材料)。在表6中报告了采用的量。

表6

由于其颜料体积浓度(PVC)在临界PVC以上,所以配方导致本发明的和非本发明的多孔涂料。

实施例6:实施例5的本发明的和非本发明的建筑涂料的性能测试

与实施例3类似地进行针对它们的使用性质的实施例5的建筑涂料的测试。

得到的结果示于表7中。

表7

当使用本发明的含水硅酮树脂分散体时,观察到甚至在没有处理的情况下渗水速率比在可比较的非本发明的建筑涂料的情况下低得多。在处理之后,该低速率得到保持。包含本发明的含水硅酮树脂分散体的涂料的耐擦洗性已经处于在样品处理之后通过规定的标准限定的最高水平。在风化之后,该水平得到保持。本发明的含水硅酮树脂分散体带来的最明显的影响是低渗水性连同低表面疏水性的出乎意料的和新的组合。由于涂料配制品由相同比例的相同的组分组成,所以该效果仅可以由本发明的和非本发明的硅酮树脂分散体之间的行为差别解释。

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