CZ325798A3

CZ325798A3 - Vodná emulze organokřemičitých sloučenin pro hydrofobizaci staviv

Info

Publication number: CZ325798A3
Application number: CZ983257A
Authority: CZ
Inventors: Rudolf Dr. Hager; Marianne Kreuzpointer; Hans Dr. Mayer
Original assignee: Wacker-Chemie Gmbh
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1998-10-09
Publication date: 1999-04-14
Also published as: PL329090A1; JP3027363B2; EP0908498A2; CA2249552A1; JPH11241025A; CN1214353A; AU8836298A; DE19744612A1; EP0908498A3; BR9803832A; AU709998B2; KR19990036700A; TW515823B

Description

Řešení se týká vodné emulze, která obsahuje složky /A/, zvolené z /Al / uhlovodík-alkoxysilanů s 1 až 20 uhlíkovými atomy v ulovodíku a s 1 až 6 uhlíkovými atomy v alkoxylu a /A2/ rozvětvených organ opolysiloxynů, obsahujících alkoxyskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, /B/, zvolené z /Bl/ alkoxysilanů s 1 až 6 atomy uhlíku, obsahujících aminoalkylové skupiny a /B2/ rozvětvených organosilanů, obsahujících aminoalkylové skupiny a /C/ emulgátor. Vodná emulze je vhodná k hydrofoblzacl pórovitých minerálních staviv a stavebních povlaků, jakož i dřeva.

advokát

Vodná emulze organokřemičitých sloučenin pro hydrofobizaci staviv

Oblast techniky

Vynález se týká vodných emulzí organokřemičitých sloučenin, obsahujících alkoxyskupiny, a organokřemičitých sloučenin, obsahujících aminoalkylové skupiny, a způsobu hydrofobizace pórovitých minerálních staviv, stavebních povlaků, jakož i dřeva.

Dosavadní stav techniky

Vodné emulze organokřemičitých sloučenin se používají při ochraně staveb především pro své vynikající impregnační působení proti vodě a nečistotám, pro svou snesitelnost pro prostředí a pro svou fyziologickou nezávadnost.

V US-A-4 757 106 je popsána impregnace neutrálních minerálních staviv vodnou emulzí polyorganosiloxanu, obsahujícího amoniové skupiny, a polyorganosiloxanu, obsahujícího ethoxyskupiny. Hydrofobizační působení je nižší u alkalických staviv, protože se neutralizují amoniové skupiny a emulze se rozrušuje. Pak emulze polyoragnosiloxanů těžko mohou pronikat do staviva.

Emulze, které jako účinnou látku obsahují pryskyřičné polyorganosiloxany, obsahující alkoxyskupiny, dobře pronikají do pórovitých staviv a propůjčují jim dobrou povrchovou hydrofobii. Hustá staviva jsou však chráněna • · · ·· · · ·· • · · · · · · * ···· ···· ··· · · · · • · ··· · · · · · ··· · · ·· · ··· ··· ·· 9 · ····· · · ·· jenom povrchově a časově omezeně.

Emulze alkylalkoxysilanů sice dobře pronikají do staviv, nejsou však stabilní při skladování. V US-A4 877 654 jsou popsány pufrované emulze alkylalkoxysilanů, které jsou sice skladovatenlné, ale zejména v neutrálních stavivech se příliš pomalu odlučují a proto špatně hydrofobizujί, zejména v pásmech blízkých povrchu.

Emulze, které obsahují pryskyřičné polyorganosiloxany, mající alkoxyskupiny, a nízkomolekulární alkylalkoxysiloxany, případně alkylaloxysilany, jako účinnou látku, jsou známy z US-A-5 039 724. Tyto emulze jsou kompromisem mezi skladovatelnosti a hydrofobizačním účinkem na povrchu.

V US-A-5 196 054 je popsána emulze, která vedle silanů a siloxanů obsahujících alkylové skupiny a alkoxyskupiny, obsahuje též směs nebo produkt reakce sílánu, obsahujícího anrLnoalky lo vé skupiny a alf a_y omega- h.y dr oxy póly diabkyl&tbaxanu. Tato složka sice vyvolává rychlejší vytvoření hydrofobie na povrchu stavíva, zabraňuje však průniku druhých účinných složek do hloubky pórů stavíva.

Podstata vynálezu

Vynález má za úkol poskytnout skladovatelné vodné emulze organokřemičitých sloučenin pro hydrofobizaci minerálních staviv a povlaků, jakož i způsob hydrofobizace pórovitých minerálních staviv a stavebních povlaků, který je zvláště účinný u neutrálních a zásaditých staviv a povlaků a nemá nevýhody výše popsaných emulzí.

• ·

Předmětem vynálezu je vodná emulze, která obsahuje složky (A), zvolené z (Al) uhlovodík-alkoxysilanů s 1 až 20 uhlíkovými atomy v uhlovodíku asi až 6 uhlíkovými atomy v alkoxylu a (A2) rozvětvených organopolysiloxanů, obsahujících alkoxyskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, (Β), zvolené z (Bl) alkoxysilanů s 1 až 6 atomy uhlíku, obsahujícíh aminoalkylové skupiny a (B2) rozvětvených organosiloxanů, obsahujících aminoalkylové skupiny a (C) emulgátor.

Výhodně mají uhlovodík-alkoxysilany s 1 až 20 uhlíkovými atomy v uhlovodíku a s 1 až 6 uhlíkovými atomy v alkoxylu (Al) jeden nebo dva stejné nebo různé, případně halogenem substituované, jednomocné zbytky uhlovodíků s 1 až 20 atomy uhlíku vázané na SiC a ostatní zbytky jsou stejné, nebo různé alkoxyskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku.

Příklady pro zbytky uhlovodíků s 1 až 20 atomy uhlíku jsou alkylové zbytky, jako zbytek methylový, zbytek ethylový, zbytek n-propylový, zbytek isopropylový, zbytek n-butylový, zbytek isobutylový, zbytek terč.butylový, zbytek n-pentylový, zbytek isopentylový, zbytek terč.pentylový; hexylové zbytky, jako je zbytek n-hexylový; heptylové zbytky, jako je zbytek n-heptylový; zbytky oktylové, jako je zbytek n-oktylový a isooktylové zbytky, jako například zbytek 2,2,4-trimethylpentylový; zbytky nonylové, jako je zbytek n-nonylový; zbytky decylové, jako je zbytek n-decylový, a zbytky dodecylové, jako například zbytek n-dodecylový; zbytky cykloalkylové, jako jsou zbytek cyklopenty1ový,

• fe • fe fefefe • fefe • fefefe « fefe · • · fefe zbytek cyklohexylový, zbytek 4-ethylcyklohexylový, zbytky cykloheptylů, zbytky norbornylové a zbytky methylcyklohexylové; zbytky alkenylové, jako je zbytek vinylový, zbytek allylový, zbytek n-5-hexenylový, zbytek 4-vinylcyklohexylový, a zbytek 3-norbornenylový; arylové zbytky, jako je zbytek fenylový, zbytek bifenylový, zbytek naftylový, zbytek anthrylový a zbytek fenathrylový; alkarylové zbytky, jako je zbytek o-tolylový, zbytek m-tolylový, zbytek p-tolylový, zbytky xylylové a zbytky ethylfenylové; aralkylové zbytky, jako je zbytek benzylový, zbytek alfa-fenylethylový a zbytek β-fenylethylový. Zvláště výhodné jsou nesubstítuované alkylové zbytky s 1 až 12 atomy uhlíku a zbytek fenylový.

Příklady pro halogenem substituované alkylové zbytky s 1 až 20 atomy uhlíku jsou alkylové zbytky, substituované atomy fluoru, chloru, bromu a jodu, jako je například zbytek 3,3,3-trifluor-n-propylový, zbytek 2,2,2,2 ,2 -hexafluorisopropylový a zbytek heptafluorisopropylový.

Zvláště výhodné jsou nesubstítuované alkylové zbytky s 1 až 12 atomy uhlíku a zbytek fenylový.

Příklady pro alkoxyzbytky s 1 až 6 atomy uhlíku jsou methoxyskupina, ethoxyskupina, n-propxyskupina, isopropoxyskupina, n-butoxyskupina, isobutoxyskupina, sek.butoxyskupina, terč.butoxyskupina; pentyloxyskupiny, jako je n-pentyloxyskupina, a hexyloxyskupiny, jako je n-hexyloxyskupina. Zvláště výhodné jsou ethoxyskupiny.

Alkoxyzbytky mohou být substituovány atomy halogenů, není to však výhodné.

Emulze může obsahovat rozvětvený organopolysiloxan • · · · * ·· ·· ·· ···· ···· ···· ···· ··· · · · · φ · «·· « φφ Φ· ··· · · • · · ·«· · · · • Φ «· ··· ·· ·· ·· (Α2), obsahující alkoxyskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, nebo směs více organopolysiloxanů (A2) . Organopolysiloxany mohou navíc obsahovat hydroxylové skupiny, které usnadňují vazbu na stavíva.

Organopolysiloxany (A2) jsou výhodně tvořeny jednotkami s obecným vzorcem (I)

R_xSi(OR¹)_y(OH)_z0₄__x__y__z (I) ve kterém

R jsou stejné nebo různé jednomocné zbytky uhlovodíků s 1 až 20 atomy uhlíku, případně substituované halogenem, vázané přes SiC, r! jsou stejné nebo různé jednomocné alkylové zbytky s 1 až 20 atomy uhlíku

X	jsou	hodnoty	o,	i,	2	nebo	3,	průměrně	0,8	až	1,8,
y	jsou a	hodnoty	o,	i,	2	nebo	3,	průměrně	0,01	až	; 2,0,
z	jsou	hodnoty	0,	1,	2	nebo	3,	průměrně	0,0	až	0,5
s	tím, že součet x,	y.	a	z	činí	průměrně nejvýše	3,	5, při

čemž organopolysiloxany (A2) mají nejméně jednu jednotku o obecném vzorci (I), v níž součet x, y, a z má hodnotu 0 nebo 1.

Organopolysiloxan (A2) má výhodně viskozitu od 5 mm /s , o o v až 50000 mnr/s, zejména 100 mm /s do 5000 mm /s při teplotě

Λ · • · • · • · · · • · · « • * · · ·· · · 1 °C .

Příklady pro zbytky uhlovodíků s 1 až 20 atomy uhlíku jsou příklady, uvedené výše u uhlovodík-alkoxysilanů s 1 až 20 uhlíkovými atomy v uhlovodíku a s 1 až 6 uhlíkovými atomy v alkoxylu Al) pro zbytky uhlovodíků s 1 - 20 atomy uhlíku.

I když to není ve výše uvedeném vzorci uvedeno, může být část zbytku R nahražena atomy vodíku, přímo vázanými na atomy křemíku. Není to však výhodné.

Příklady pro zbytky OR^ jsou výše uvedené alkoxyzbytky s 1 až 6 atomy uhlíku pro uhlovodík-alkoxysilany s 1 až 20 uhlíkovými atomy v uhlovodíku a s 1 až 6 uhlíkovými atomy v alkoxylu (Al).

Výhodně má x průměrnou hodnotu od 0,9 do 1,1. Výhodně má y průměrnou hodnotu od 0,4 do 1,2. Výhodně má z průměrnou hodnotu od 0,0 do 0,2.

Protože organopolysiloxany (A2) jsou rozvětvené, mají nejméně jednu jednotku s obecným vzorcem (I), v němž má součet x, y a z hodnotu 0 nebo 1. Organopolysiloxany (A2) mají výhodně nejméně 10 % molových, výhodně nejméně 30 %, molových jednotek o obecném vzorci (I), v němž má součet x, y a z hodnotu 0 nebo 1.

Příkladem pro organopolysiloxany (A2) jsou sloučeniny, které se mohou získat reakcí methyltrichlorsilanu a případně jednoho alkyltrichlorsilanu s 1 až 6 atomy uhlíku, nebo fenyltrichlorsilanu s ethanolem ve vodě, jako jsou organopolysiloxany s obecným vzorcem ·· ·· «· ·«·· · · · · « · · · ···· ··· ···· • ····· ·· ·· ··· · · • · · · · · · · · • · ·· ····· · · ··

CHgSi(OC2H5)ρ gO^ 1 nebo ^C6^H5^Si(°^C2^H5)0,72°1,14 ^nebo(^ch3·) 0,7 (iso-okt) o , 3^Si (°^CH3) 1,3°0,85 ·

Výhodně mají alkoxysilany s 1 až 6 atomy uhlíku (Bl), obsahující aminoalkylové skupiny, obecný vzorec (II)

R²aR³bSi(OR⁴)₄__a__b (II) ve kterém

R² znamená stejné, nebo různé, jednomocné, případně halogensubstituované zbytky uhlovodíků s 1 až 20 atomy uhlíku vázané na SiC,

R³ znamená stejné, nebo různé, jednomocné, případně halogensubstituované, aminoalkylové zbytky s 1 až 30 atomy uhlíku, vázané na SiC,

R^ může být stejné nebo různé a znamená atom vodíku, nebo alkylové zbytky s 1 až 6 atomy uhlíku, a je 0, 1 nebo 2 a b j e 1, 2 nebo 3, s tím, že součet a a b je nižší nebo rovný třem.

Příklady a výhodné příklady pro zbytek R jsou uvedeny výše pro zbytek R. Obzvláště výhodný je methylový zbytek.

4 4 4 · 4 · · · ··

4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

4 4 4 · · · 4 4 4 4 • 4 4 4 4 4 ·· ·· · · · · 4

4 444 4 · 4

44 44444 4 4 44

U zbytku R se výhodně jedná o zbytek obecného vzorce (III)

R⁵2NR⁶- (III) ve kterém

R^ může být stejné nebo různé a znamená vodík, nebo jednomocný, případně substituovaný uhlovodíkový zbytek s 1 až 10 atomy uhlíku, nebo aminouhlovodíkový zbytek s 1 až 10 atomy uhlíku, a r6 znamená dvojmocný uhlovodíkový zbytek s 1 až 15 atomy uhlíku.

Příkladem pro zbytek jsou pro zbytek R uvedené příklady zbytků uhlovodíků, jakož i uhlovodíků, substituovaných aminoskupinami, jako jsou zbytky aminoalkylové, při čemž obzvláště výhodný je zbytek aminoethylový.

Na každém atomu dusíku ve zbytcích o obecném vzorci (III) je výhodně vázán nejméně jeden atom vodíku.

U zbytků r6 se výhodně jedná o dvojmocné uhlovodíkové zbytky s 1 až 10 atomy uhlíku, obzvláště výhodně s 1 až 4 atomy uhlíku, zejména o zbytek n-propylenový.

Příkladem pro zbytek R jsou zbytek methylenový, zbytek ethylenový, zbytek propylenový, zbytek butylenový, zbytek cyklohexylenový, zbytek oktadecylenový, zbytek fenylenový a zbytek butenylový.

•i

Výhodnými příklady pro zbytky R jsou • · · 9 · 99 9 9 99

9 9 9 99 9 9 9 9 9 9

9999 999 9 9 99

9 999 9 99 99 999 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9

99 999 99 99 99

H₂N(CH₂)₃-,

H₂N(CH₂)₂NH(CH₂)₂-,

H₂N(CH₂)₂NH(CH₂)₃-,

H₂N(CH₂)₂-, h₃cnh(ch₂)₃-,

C₂H₅NH(CH₂)₃-,

H₂CNH(CH₂)₂-,

C₂H₅NH(CH₂)₂-,

H₂N(CH₂)₄-, ^H2^N(^CH2>5-’

H(NHCH₂CH₂)₃-,

C₄H₉NH(CH₂)₂NH(CH₂)₂-, cyklo-CgH₄₄NH(CH₂)₃-, cyklo-CgH^-^NH (CH₂) ₂~ , (CH₂)₂N(CH₂)₃-, (CH₂)₂N(CH₂)₂-, (^c2^h5)₂N(C^h2)₃- a (C₂H₅)₂N(^CH₂)₂-. ·

Příklady pro alkylové zbytky platí v plném rozsahu též pro zbytek R°.

Příklady a výhodné příklady pro zbytek R^ jsou uvedeny výše u zbytku R^. Zejména je výhodný zbytek methylový a zbytek ethylový.

Rozvětvené organosiloxany (B2) , obsahující aminoalkylové skupiny, jsou výhodně vytvořeny z jednotek o obecném vzorci (IV)

R⁷c^R8d(OR⁹)eSi^o4-c._d-e (IV) • 4

4 4

• 4 ·* ·· • · 4 4 4 4 • · 4 4 4 4 • · · 444 4 4

4 4 4 4

44 44 ve kterém

Ύ

R má význam R, o 3

R má význam R ,

R^ má význam R·* a c má hodnotu 0 nebo 1, d má hodnotu 0 , 1, 2 nebo 3 a e má hodnotu 0 , 1, 2 nebo 3 s tím, že součet c, d a e činí nejvýše 3 a organopolysiloxany (B2) mají nejméně jednu jednotku o obecném vzorci (IV), v němž součet c, d a e má hodnotu 0 nebo 1.

v 7 v .

Výhodné významy R jsou výše uvedeny pro R a R značí obzvláště methylový zbytek.

O O Q

Výhodné významy R° j sou výše uvedeny pro R , a R značí zejména skupinu aminopropylovou, nebo skupinu (aminoethyl)aminopropylovou.

Výhodné významy R^ j sou výše uvedeny pro R^ a R^ značí zejména methylový zbytek nebo ethylový zbytek.

Výhodná průměrná hodnota pro c je 0 až 1, zejména 0,1 až 0,9.

Výhodně znamená d hodnoty 0 nebo 1. Výhodná průměrná hodnota d je 0,1 až 1, zejména 0,2 až 0,8.

Výhodně znamená e hodnoty 0, 1 nebo 2, Výhodná průměrná hodnota e je 0,2 až 2, zejména 0,4 až 1,6.

Organosiloxany, obsahující aminoalkylové skupiny, (B2) mají výhodně viskozitu od 10 do 3000 mm /s při teplotě 25 • Ο ** φ φ φ · φ φ φ φ φ · φφφ φ φ · φ «φ φφ * ·» ·· φφ

Φ· φ · φφφφ φφφ · · φφ • φ · · φφφ φ φ φφφ · φ · • ΦΦ φφ φφ »«

Ο,

Organosiloxany (Β2) výhodně obsahují nejméně 10 % molových, obzvláště nejméně 30 % molových, jednotek obecného vzorce (I) , v nichž má součet a, bac hodnotu 0 nebo 1.

Organosiloxany (B2) se mohou vyrobit známým způsobem, například ekvilibrací, případně kondenzací, aminofunkčních silanů s organopolysiloxany, které obsahují alkoxyskupiny a/nebo hydroxylové skupiny a které jsou prosté zásaditého dusíku.

Vodná emulze obsahuje o sobě známé emulgátory (C).

Jako anionaktivní emulgátory jsou zvláště vhodné:

1. Alkylsulfáty, zejména takové s délkou řetězce od 8 do 18 atomů uhlíku, alkylethersulfáty a alkarylethersulfáty s 8 až 18 atomy uhlíku v hydrofobním zbytku a s 1 až 40 ethylenoxidovými jednotkami (EO), případně propylenoxidovými jednotkami (PO) .

2. Sulfonáty, zejména alkylsulfonáty s 8 až 18 atomy uhlíku, alkylarylsulfonáty s 8 až 18 atomy uhlíku, tauridy, estery a poloestery kyseliny sulfojantarové s jednomocnými alkoholy, nebo alkylfenoly se 4 až 15 atomy uhlíku; tyto alkoholy nebo alkylfenoly mohou být případně ethoxylovány 1 až 40 jednotkami EO.

3. Soli s alkalickými kovy a amonné soli karboxylových kyselin s 8 až 20 atomy uhlíku v alkylovém, arylovém, alkarylovém nebo aralkylovém zbytku.

4. Částečné estery kyseliny fosforečné a jejich soli s alkalickými kovy a soli amonné, zejména alkylfosfáty a alkarylfosfáty s 8 až 20 atomy uhlíku v organickém zbytku, alkyletherfosfáty, případně alkaryletherfosfáty s 8 až 20 atomy uhlíku v alkylovém zbytku nebo ve zbytku alkarylovém a s 1 až 40 jednotkami EO.

Jako neionogenní emulgátory jsou zvláště vhodné:

5. Polyvinylalkohol, který obsahuje ještě 5 až 50 %, výhodně 8 až 20 % jednotek vinylacetátu, se stupněm polymerace od 500 do 3000

6. Alkylpolyglykolethery, výhodně s 8 až 40 jednotkami EO a s alkylovými zbytky s 8 až 20 atomy uhlíku.

7. Alkylarylpolyglykolethery, výhodně takové s 8 až 40 jednotkami EO a s 8 až 20 atomy uhlíku v alkylových zbytcích a v arylových zbytcích.

8. Blokové kopolymery ethylenoxidu a propylenoxidu (EO/PO), výhodně s 8 až 40 jednotkami EO, případně jednotkami PO.

9. Adiční produkty alkylaminů s alkylovými zbytky s 8 až 22 atomy uhlíku a ethylenoxidem nebo propylenoxidem.

10. Mastné kyseliny se 6 až 24 atomy uhlíku.

11. Alkypolyglykosidy o obecném vzorci R*-O-Z_Q, kde R* znamená lineární nebo rozvětvený, nasycený, nebo nenasycený aikylový zbytek průměrně s 8 až 24 atomy uhlíku a Ζθ znamená zbytek oligoglykosidu s průměrným o = 1 - 10 jednotek hexos nebo pentos, nebo jejich směsí.

• ·

12. Přírodní látky a jejich deriváty, jako je lecitin, lanolin, saponiny, celulosa; alkylethery celulosy a karboxyalkylcelulosy, jejichž alkylové skupiny obvykle obsahují až 4 atomy uhlíku.

13. Lineární organo(póly)siloxany, obsahující polární skupiny, zejména s alkoxyskupinymi s až 24 atomy uhlíku a/nebo až se 40 skupinami EO a/nebo PO.

Jako kationaktivní emulgátory jsou zvláště vhodné:

14. Soli primárních, sekundárních a terciárních mastných aminů s 8 až 24 atomy uhlíku s kyselinou octovou, kyselinou sírovou, kyselinou chlorovodíkovou a kyselinami fosforečnými .

15. Kvartérní alkylammoniové a alkylbenzolammoniové soli, zejména ty, jejichž alkylové skupiny mají 6 až 24 atomů uhlíku, zejména halogenidy, sírany, fosforečnany a octany.

16. Soli alkylpyridinu, alkylimidazolinu a alkyloxazolinu, zejména ty, jejichž alkylový řetězec má až 18 atomů uhlíku, zejména halogenidy, sírany, fosforečnany a octany.

Jako amfoterní emulgátory jsou vhodné zejména:

17. Dlouhým řetězcem substituované aminokyseliny, jako je například N-alkyl-di-(aminoethyl)glycin nebo soli kyseliny N-alkyl-2-aminopropionové.

18. Betainy, jako například N-(3-acylamidopropyl)-N,Ndimethylamoniové soli s jedním acylovým zbytkem s 8 až 18

atomy uhlíku a alkylimidazoliumbetaiuy.

Jako emulgátory (C) jsou výhodné neionogenní emulgát.orv. zejména alkylpolyglykoethery, uvedené výše pod 6., alkarylpolyglykole-thery, uvedené výše pod 7., adiční produkty alky lam inu s e chy í.enox i dem nebo propv1enoxidem, uvedené výše pod 9.» alkylpolyglykosidy, uvedené výše pod 11. , a polyvinylalkohol, uvedený výše pod 5. , přičemž zejména výhodné pol yví nyl alkoholy ještě obsahají 5 až 20 %:_Tzejména 10 až 15 % jednotek vinylacetátu a výhodně vykazují stupeň polymerace od 500 do 3000, zejména od 1200 do 2000,

Celkové množství složek (A) a (Bj ve vodných emulzích činí výhodně 1 až 50 % hmotnostních, zejména 5 až 75 % hmotnostní ch.

Poměr složek (A) : (B) ve vodných emulzích v hmot Bosteícb dílech činí výhodně 200 : 1 až 5:1, zejména 100 : 1 až 10 : 1 .

Podíl eiraulgátora (Cj činí výhodně 0,1 až 10 % hmotnostních, zejména 0,5 až 10 % hmotnostních z celkového množství složek (A) a (Bj.

Tyto emulze mohou navíc obsahovat pevné silikonové pryskyřice, které jsou složeny z monofunkčních jednotek. RoSiOn c a SiOh (tak zvané pryskyřice MQj, přičemž molární poměr jednotek R^SiOg ^a SÍO2 může činit 0,4 až 1,2. U R se výhodně jedná o nesubstituované alkylové zbytky, zejména o zbytek methylový.

Tyto pryskyřice- hQ způsobuji, že se zejména u velmi silněnasákavých staví v docílí rychlého vytvoření hydrofobíe.

• · 4 ·

4 4

4 4 4 4

4 4

4 4 4

Když se takové silikonové pryskyřice použij í v emulzích, jejich podíl činí nejvýše 10 % hmotnostních, zejména nejvýše 5 % hmotnostních, vztaženo na celkové množství složek (A) a (B).

Emulze mohou dále obsahovat vedle složek (A), (B) a (C) ještě organické polymery, jako například polymery, obsahující fluor, a polyolefinové vosky. Místo polyolefinových vosků se mohou použít též vosky silikonové.

Tyto polymery propůjčují emulzím podle předloženého vynálezu zvláštní vlastnosti. S polymery, obsahujícími fluor, jako jsou například fluorované akryláty nebo polyurethany, působí emulze nejen jako odpuzující vodu, ale též jako odpuzující olej. Polyolefinové vosky a silikonové vosky ovlivňují vzhled povrchu stavív, ošetřených emulzemi tak, že vytvářejí určité prohloubení barvy, nebo též určitý povrchový lesk.

Když se takové organické polymery nebo vosky použijí v emulzích, pak jejich podíl činí výhodně nejvýše 10 % hmotnostních, zejména nejvýše 5 % hmotnostních, vztaženo na celkové množství složek (A) a (B).

Emulze mohou dodatečně obsahovat obvyklá plnidla a zahušřovadla, zejména ztužující plnidla, tedy plnidla s povrchem BET více než 50 m /g, jako je pyrogenní kyselina křemičitá, srážená kyselina křemičitá a směsné oxidy křemíku a hliníku s velkým povrchem BET. Zvláště vhodná je vysoce disperzní kyselina křemičitá. Může se použít jeden druh plnidla a též směs nejméně dvou plnidel. Podíl plnidel činí výhodně nejvýše 5 % hmotnostních, zejména nejvýše 2 % hmot16

nostní, vztaženo na celkové množství složek (A) a (B).

Emulze mohou též obsahovat pufrující látky, které stabilizují hodnotu pH v rozmezí 5 až 9, v němž jsou alkyltrialkoxysilany velmi odolné proti hydrolýze. Vhodné jsou všechny organické a anorganické kyseliny a zásady, které se vůči ostatním složkám emulzí chovají chemicky inertně, zejména soli alkalických kovů, soli alkalických zemin a soli amonné karboxylových kyselin, kyseliny fosforečné, kyseliny uhličité a kyseliny sírové. Zvláště výhodné jsou uhličitan sodný, hydrogenuhličitan sodný, hydrogenfosforečnan sodný a směs kyseliny octové a vodného roztoku čpavku. Výhodné množství pufrujících látek činí výhodně nejvýše 3, zejména nejvýše 1 % hmotnostní, vztaženo na celkové množství složek (A) a (B).

Emulze mohou dodatečně obsahovat vedle výše popsaných součástí jako přísady fungicidy, baktericidy, algicidy, mikrobicidy, vonné přísady, inhibitory koroze a odpěňovadla. Výhodné množství přísad činí nejvýše 2 % hmotnostní, zejména nejvýše 0,5 % hmotnostních z celkového množství složek (A) a (B).

Vodné emulze podle vynálezu se vyrábějí obvyklými výrobními postupy pro výrobu vodných emulzí. Výhodně se nejprve smíchá jen část vody s emulgátorem (C), pak se přidá složka (B) a nakonec se zaemulguje složka (A), až vznikne viskózní olejová fáze (tuhá fáze) a konečně se přidá zbývající voda pro vytvoření méně viskózní emulze. Složky (A) a (B) se rovněž mohou smíchat a přidat k emulzi z vody a emulgátoru. Míchání probíhá výhodně v tlakových emulgačních strojích, v koloidních mlýnech a zejména v rychloběžném míchacím zařízení se statorem a rotorem podle prof.

Ρ.Villemse.

Předmětem předloženého vynálezu je rovněž způsob hydrofobizace pórovitých minerálních staviv a stavebních povlaků, jakož i dřeva, při němž se stavíva, povlaky a dřevo ošetřují výše uvedenými vodnými emulzemi. K ošetření patří také přidání k hmotám, které se zpracovávají na staviva a stavební povlaky.

Emulze jsou vhodné k hydrofobizaci minerálních staviv, jako je přírodní a umělý kámen, beton, cement, vápenopískové cihly a porobeton, staviva z jílových materiálů, jako jsou například cihly, dřevo, jakož i jako hydrofobizační přípravky a případně i jako pojivá přísada do sádry, omítek a stavebních povlaků, jako jsou minerální barvy, barvy a omítky se silikonovými pryskyřicemi, disperzní silikátové barvy, disperzní barvy, armovací hmoty a základové hmoty. Emulze jsou též vhodné k hydrofobizaci anorganických hmot s jemnými částicemi, jako je například perlit, vermikulit a tepelně izolační hmoty.

Pro hydrofobizaci silně savých minerálních staviv a povlaků se výhodně používají emulze, která mají jak alkoxysilany (Al), tak i organosiloxany (A2), výhodně v poměru alkoxysilany (Al) : organosiloxany (A2)

0,5 : 1 až 20 : 1, výhodně 1 : 1 až 10 : 1.

Emulze jsou zvláště vhodné k hydrofobizaci minerálně pojených, výhodně cementem pojených, vlákntých staviv, jejichž vlákna jsou tvořena vlákny přírodními nebo syntetickými. Vhodnými přírodními vlákny jsou minerální vlákna, jako je například strusková vlna, křemenná nebo keramická vlákna, nebo rostlinná vlákna, jako je celulóza. Vhodnými synte18 • · tickými vlákny jsou například skleněná vlákna, vlákna z plastických hmot a vlákna uhlíková. Zvláště výhodné je použití emulze k hydrofobizaci cementem pojených celulózových stavebních prvků. Celulozová vlákna mohou pocházet například z jutových vláken, kokosových vláken nebo konopných vláken, nebo z papíru, kartonů, nebo starého papíru.

Emulze jsou vhodné pro použití ve hmotě, to znamená, že se emulze přidá k hydraulické směsi pro výrobu stavebních dílců před ztuhnutím nebo k hydrofobizaci stavebních dílců po ztuhnutí.

Emulze podle vynálezu se mohou před použitím jako hydrof obizační a případně jako zahušťovací prostředek zředit vodou. Při povrchové impregnaci stavebních dílců po ztuhnutí je příznivé zředění až do celkového obsahu složek (A) a (B) % hmotnostní.

V následujících příkladech se všechny údaje dílů a procent vztahují k hmotnosti, pokud není uvedeno jinak. Pokud není jinak uvedeno, provádějí se dále uvedené příklady při tlaku okolní atmosféry, tedy asi při 0,10 MPa, a při teplotě místnosti, tedy při asi 20 °C, případně při teplotě, která se vytvoří při smíchávání reagencií při okolní teplotě bez dodatečného ohřívání nebo chlazení. Všechny údaje o viskozitě, uvedené v příkladech, se vztahují k teplotě 25 °C . Obsah pevných látek emulzí označuje součet všech složek s výj imkou vody.

·· • · • · ·· ·· • · · · · • · · · • · · · · · • · · • · · · ·

Příklady provedení vynálezu

Jako složky (A) se použijí:

Hl: isooktyltriethoxysilan

H2: organopolysiloxan o souhrném vzorci

CH₃Si(0C₂H₅)₀ .0, Xqq s průměrnou molekulovou hmotností ’ * o asi 650 g/mol a s viskozitou asi 20 mm /s

H3: jako vysoce viskózní kapalina se vyskytující methylsilikonová pryskyřice z jednotek CH3SÍO3/2 ^s asi 20 % molovými jednotek (CH^^SiC^/^ ^a asi % molovými C2H5OSÍO3/2 ^{a s} molekulovou hmotností asi 5000 g/mol

H4: ve formě prášku se vyskytující methylsilikonová pryskyřice z jednotek CH3SÍO3/2 ^s asi 3 % molovými jednotek (CH3) 2^302/2 ^a asi 4 % molovými jednotek 62^08103^2 s molekulovou hmotností asi 5000 g/Mol a s teplotou měknutí asi 50 °C

H5: organopolysiloxan se souhrným vzorcem (ΟΗβ)θ y(isooktyl)0 381(0^3)-^ βΟθ g^ s průměrnou molekulovou hmotností asi 760 g/mol a s viskozitou asi 17 mm²/s.

Jako složka (B) se použijí:

NI: N(-2-aminoethyl)-3-aminopropylterimethoxysilan

N2: kondenzační produkt z H2 a N(-2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilanu v přítomnosti KOH s aminovým číslem asi 3,0, viskozitou asi 500 mm²/s při 25 °C a se zbyt• * • · · · ·· · · • · · · · φ · • *»···* ·· · • · · · · · «φ ·· «♦· ·· • · · • · ··· · • · • · <· • · kovym obsahem irie choxy skup ί π nižším než 5 % molových, vztaženo la aethtzyskupiny na počátku pří torané v K( - '2-amírtoelhyl) - 3- amittaprapyltrimethaKysilarau..

Jako složka (C) se použijí

R

El: Arlypon IT 16 od Chemisohe Fabrik Grťirtau GmbH_t

I llert íssen,, isotridecylalkohol- (16)-póly gly kol ether

E2: Polyviol^ V 25/140 od Vacker-Chemie GmbH, Munehen, pol yvinylalkohol se slupne polymerace asi 1600,. kléry obsahzuje ještě 11 - 14 % jednotek acetoryethylenu.

Výroba emulzí

Vodné emulze podle vynálezu se vyrábějí lak,, že se nejprve smíchá část vody s emulgačním prostředkem (síožka (C)) a. pak se easulguje aminořunkčni sil asi» případně silssau (složka (B)), a následně silan a/nebo polysiloxan (složka (A)). Jak nejprve zmíněné smíchání,, tak í emulgováni se provádí na rychloběžném míchacím zařízení s rotorem a statorem podle prof. P.Vittemse. Složení jsou uvedena v následující tabulce I.

«Srovnávací emulze se vyrobí analogickým způsobem. Jejích složení je rovněž uvedeno v tabulce 1.

« · · ···· · • · · · β • · · · · ·

Tabulka I

Emulze	Sílán/ siloxan slož.(A)	Aminosilan/ siloxan složka(B)	Emulgátor (C)	Voda
emulze podle vynálezu
EM1	66,5%H1	2%N1	2,6%E1	29,7%
EM 2	34,1%H1 12,3%H2	2%N1	1,8%E1	49,8%
EM3	43,4%H1	6,8%N2	1,8%E1	48,0%
EM4	40,0%Hl 10,0%H5	0,5%N1	2,2%E1	47,7%
EM5	39%H1 5,8%H2 3,7%H4	2,7%N2	1,8%E1	47,0%
EM6	40,2%H1 6,9%H2 2,0%MQ*	0,5%N1	2,2%E1	48,2%
EM7	9,2%H1 36,1%H3	4,9%N1	3,7%E2	46,1%
srovnávací emulze
EM 8	47,8%H1	-	2,2%E1	50,0%
EM 9	36,1%H1 12,3%H2	-	1,8%E1	49,8%
EM10	39,2%H1 8,8%H2 0,9%**	-	2,2%E1	48,9%
EMU	63,5%H1	5,0% amino- ♦ -i * * * siloxan	2,6%E1	28,9%

• · · · « · · · ·

* Pryskyřice MQ: pevná látka, tvořená jednotkami Me-^SIOg g a S1O2 v poměru 1 : 1 ** Vysoce dispersní kyselina křemičitá se specifickým 'l povrchem asi 150 m /g *** Kondenzační produkt alfa,omega-dihydroxypolydimethylsiloxanu a N(-2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysi2 lanu s viskozitou asi 1500 mra /s a s aminovým číslem a 0,6

Všechny emulze nevykázaly rozdělení fází ani po skladování po dobu 14 dnů při teplotě 50 °C , ani po skladování po dobu 6 měsíců při teplotě místnosti. Jsou tedy skladovatelné. Totéž platí pro z nich připravená zředění s obsahy účinných látek od 25 do 5 %. Při ještě nižších koncentracích, tedy například při 1% obsahu účinné látky, může dojít k lehkému odloučení, skutečné oddělení fázi však nenastane.

Přikladl

Hydrofobizace minerálních povlaků

Emulze podle vynálezu a emulze ne podle vynálezu se zředily vodou na obsah účinných látek 10 % a potom se nanášely štětcem na vápenopískové cihly, opatřené povlakem

R minerální barvy (silikátová barva Purkistallat od

Keim-Farben GmbH, Diedorf) (množství nánosu asi 450 g/m ) . Po 14 dnech skladování při teplotě místnosti se posuzovalo zbarvení natřených a hydrofobizovaných vápenopískových cihel, jakož i vliv odpuzování nakapané vody měřením úhlu styku, Úhel styku > 90 ⁰ označuje dobrou hydrofobii, úhly < 90 ⁰ ukazují na smočení a tedy na špatnou hydrofobii. Výsledky jsou shrnuty v dále uvedené tabulce II.

• 9 · · · · · • · · · • · ··· · • · · «· ··

Tabulka II

Emulze	Zbarvení	Odpuzování	Úhel styku
EM1	žádné	dobré	110°
EM2	žádné	velmi dobré	130°
EM 3	velmi lehké	velmi dobré	125°
EM4	žádné	velmi dobré	140°
EM5	lehké	velmi dobré	140°
EM6	lehké	velmi dobré	140°
EM8	žádné	špatné	30°
EM9	žádné	mírné	70°
EM10	bílé skvrny	velmi dobré	135°
EMU	silné	velmi dobré	130°

Jak vyplývá z tabulky II, emulze podle vynálezu nezabarvují podklad a vytvářejí vynikající hydrofobii. Slabé zbarvení substrátu se v tomto testu musí srovnat s úrovní penetračního chování dotyčných produktů. Srovnávací emulze EM 8 až EM 11 dobře pronikají, u EM 10 se na tmavé silikátové barvě ukazují bílé skvrny. V důsledku chybějící aminové složky je odpuzování srovnávacích emulzí EM 8 a EM 9 výrazně horší, než u emulzí podle vynálezu. U EM 11 sice aminosiloxan vyvolává dobrou odpudivost, vede však k výraznému ztmavění potažené vápenopískové cihly.

• · · · · · · • ·· 0 0·· 0 • 0 0 0 0 0 0

00000 00 0

Příklad 2

Hydrofobizace nepotažené vápenopískové cihly

Emulze podle vynálezu a emulze ne podle vynálezu se zředily vodou na obsah účinných látek, uvedený v tabulce III. Do těchto roztoků se pak ponořily vápennopískové desky

O (asi 10 x 10 x 2,5 cm) na dobu 5 minut (přesah kapaliny asi 5 cm) . Po 14 dnech skladování při teplotě místnosti byla takto ošetřená zkušební tělesa, jakož i neošetřená referenční tělesa, položena do vody (přesah vody asi 5 cm) a jejich nasáknutí vodou bylo po 24 hodinách stanoveno jako relativní přírůstek hmotnosti. Pak se zkušební tělesa usušila a přelomila a stanovila se tloušťka hydrofobního pásma (je rovná hloubce průniku hydrofobizující účinné látky) nakapáním vody na plochu lomu. Odpuzování bylo charakterizováno jako v příkladu 1 měřením úhlu dotyku. Výsledky těchto pokusů jsou shrnuty v tabulce III.

• · · ·

Β · · <

·· ·· ·· » « · · · «

Β · · * · * » · » · · · I

Β · · · « ·· 4 · ·»

Tabulka III

Emulze	Obsah účinné látky	Nasátí vody	Hloubka průniku	Odpuzování	Úhel dotyku
EM1	5 % 10 %	2,5 » 1,2 »	1,5-2,5 mm 2 - 4 mm	dobré dobré	110’ 105’
EM2	5 % 10 %	1,4 % 0,6 %	1 - 2 mm 1,5 - 3 mm	dobré velmi dobré	115’ 125’
EH4	5 10 %	1,1 % 0,5 %	1 - 2 mm 2 - 3 mm	velmi dobré velmi dobré	130’ 130’
EM6	5 % 10 »	1,3 % 0,7 %	1 - 2 mm 2,5-3 tam	velmi dobré velmi dobré	135’ 140’
EM 8	5 l 10 %	7,5 % 4,1 %	1 - 3 mm 2 - 4 mm	špatné špatné	30’ 25’
EM 9	5 % 10 %	£55. ----	1 - 2 mm 2 - 3 mm	špatné mírné	60’ 50’
EM 10	5 % 10 %	5,2 % 3,4 %	0,5-1,5 mm 1,5 - 3 mm	dobré velmi dobré	120’ 140’
EM 11	5 % 10 %	2,7 % 0,9 %	0 - 0,5 mm 0,5-1 mm	dobré velmi dobré	115“ 130’
neoset	.	12,3 %	-	-	-

Z tabulky III vyplývá, že emulze podle vynálezu poskytují výrazně lepší odpuzování, než srovnávací emulze EM 8 a EM 9. Aminofunkční složka má tedy i ve velmi nízké koncentraci, jako například v EM 4, výrazný vliv na přilnutí silikonové pryskyřice na povrch, popřípadě na povrchovou oblast substrátu.

Podobným způsobem byla kladně ovlivněna, t.j. snížena, nasákavost vody u vápenopískových cihel, ošetřených emulzemi podle vynálezu. U emulzí, které nejsou podle vynálezu, EM

9 9 9 • 9 9 9 9

9 9

9· 99

9 9 9 I • · I

9 9 až EM 10, je nasákavost vody též po dvou týdnech po nanesení vysoká. U EM 11 jsou odpuzování a nasákavost vody srovnatelné s emulzemi podle vynálezu, hloubka průniku je však malá. Malá hloubka průniku je nežádoucí, protože snižuje dlouhodobou odolnost hydrofobizace, vystavené povětrnosti. EM 10 poskytuje podobně dobré odpuzování, jako emulze podle vynálezu, avšak na počátku vysoký úhel dotyku rychle klesá až ke smočení. Při zkoušení na nasákavost vody se tento vliv projevuje v tom, že světlé vápenopískové cihly j iž po krátkém čase ve vodě vypadaj1 tmavě a mokře. Tento nežádoucí účinek u emulzí podle vynálezu nenastává, cihly jsou po 24 hodinách uložení ve vodě ještě co do vzhledu nezměněné.

Příklad 3

Hydrofobizace hliněných cihel

Emulze podle vynálezu a emulze nikoli podle vynálezu se zředily vodou na obsah 10 % účinné látky.. V tomto roztoku pak byly ponořeny hliněné cihly (asi 22 x 10 x 7 cm) na dobu jedné minuty (přesah kapaliny asi 5 cm). Po sušení po dobu 14 dní se podobně jako v příkladu 2 stanovila nasákavost vody, odpuzování, případně úhel dotyku a hloubka průniku. Výsledky těchto zkoumání jsou shrnuty v tabulce IV.

♦ · · · » 4 ·

I 4 · *

444 ·

4

44 t 4 4 4 ) · 4 4

4 4 4 4 • · 4 • 4 4 4

Tabulka 4

Emulze	Nasáti vody	Hloubka průniku	Odpuzování	Úhel dotyku
EH 1	1,4 %	15-20 mm	mírné	75'
EM 2	0,8 %	12-17 mm	dobré	110’
EM 4	0,3 %	10-15 mm	velmi dobré	125’
EM 8	4,8 «	14-20 mra	žádné	10’
EM 9	3,5 %	11-14 mm	špatné	30’
EM 11	0,5 »	8-12 mm	dobré	110’
neošetř. 1	17,6 %	-	-

Na vysoce savých hliněných cihlách poskytují velmi dobrou hydrofobii jen ty emulze podle vynálezu, které vedle sílánu obsahují též složku siloxanovou, tedy například EM 2 a EM 4, naproti tomu EM 1 se samotným silanem nikoliv. Srovnání EM 1, EM 2 a EM 4 s EM 8 a EM 9 však ukazuje, jak aminová složka kladně ovlivňuje jak odpuzování, tak i nasákavost vodou. Zvláště dobře se ukázala EM 4, která vedle ethoxysilanu obsahuje také siloxan s methoxyfunkcí, který reaguje značně rychlej i než srovnatelné složky s ethoxyfunkcí. EM 11 v důsledku svého obsahu aminosiloxanu dává rovněž dobré výsledky, ale poněkud hůře proniká, než ostatní emulze a ztmavuje povrch cihly.

Příklad 4

Hydrofobizace betonu • · · » · · * · · * · «··· ·· · · ♦ ♦ · · 9 9 9 9 · 9 9 » » 99 * 9 9 99 9 9 9 ·· 99 9 9 »

9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 · 9·· 9 9 99 9 9

Posuzování kvality hydrofobizačních prostředků pro impregnaci betonu probíhá podle Technžschen Priifvorschriften fiir Oberfláchenschutzsysteme der ZTV-SIB 90 des Bundesministeriums fiir Verkehr, Bonn. Zkoušení nasákavosti vody a odolnosti v alkalickém prostředí probíhá na maltových kotoučích, které jsou vyrobeny podle DIN EN 196 Ti (faktor voda/cement 0,5). Kotouče mají průměr 10 cm a výšku 2 cm. Před zkoušením se zkušební tělesa musejí uložit na nejméně 90 dnů do normalizovaného klimatu (DIN 50, 23 °C, relativní vlhkost vzduchu 50 %) . Zkoušení probíhá podle následujícího schéma:

Výroba 10 maltových kotoučů

Stáří maltových kotoučů min. 90 dnů; před začátkem zkoušení skladování v normalizovaném klimatu DIN 50014 23/50-2 (hmotnost za normovaného klima I)

Kartáčování rýžovým kartáčem, uložení v demineralizované vodě po 28 dnů, stanovení nasákavosti vody (VA)

Výběr 5 maltových kotoučů, které se nejvíce blíží střední hodnotě VA 10 maltových kotoučů

Uložení v sušárně při 75 °C do dosažení hmotnosti v normalizovaném klima I

Skladování 3 dny v normalizovaném klima DIN 50014-23/50-2 minuty uložení ve vodě hodin uložení při 23/95, 2 hodiny uložení • · · · * · · · · • * · » · · 9 v normalizovaném klima DIN 50014-23/50-2

Hydrofobizace ponořením na 1 min.

Stanovení nasátí impregnačního prostředku

Uložení 14 d v normalizovaném klima DIN 50014-23/50-2 hodin uložení v 0,1 m roztoku KOH, stanovení nasátého množství kapaliny

Uložení v sušárně při teplotě 75 °C až do dosažení hmotnosti v normalizovaném klima I dny uložení v normalizovaném klima DIN 50014-23/50-2

Stanovení nasátí vody (2dny, 28 dnů)

Sušení 24 h při teplotě 75 °C

Stanovení hloubky průniku.

Hydrofobizační prostředek se zařazuje jako vyhovující pro hydrofobizaci betonu, když se nasátí vody po 28 dnech uložení ve vodě sníží mnimálně o 50 %.

Dále se zkouší působení emulzí podle vynálezu co do zvýšení odporu proti rozmrazovací soli podle Technischen Priifvorschriften fiir Oberflachenschutzsysteme der ZTV-SIB 90. K tomu se jako zkušební tělesa vyrobí betonové kostky (délka hrany 10 cm) třídy pevnosti B25 podle DIN 1045 (faktor voda/cement 0,6). Před zkoušením se zkušební tělesa • · · · · ta·· · skladují nejméně 90 dnů v normalizovaném klima (DIN 50014, °C/50% relativní vlhkost). Kostky se nasají úplným ponořením na dobu 1 minuty do hydrofobizačního prostředku. Pak se zkušební tělesa skladují 14 dní v normalizovaném klima (DIN 50014, 23 °C/50% relativní vlhkost). Pak se betonové kostky ponoří do 3% roztoku NaCl na 24 hodin a pak se podrobí cyklu mrznutí a roztávání (1 cyklus obsahuje 16 hodin skladování při -15 °C a roztávání 8 hodin na +20 °C). Vždy po 5 cyklech se stanoví hmotnost zkušebních těles a vypočítá se relativní ztráta hmotnosti. Hydrofobizační prostředek splňuje požadavky, když jím impregnované betonové kostky vydrží bez poškození nejméně o 15 cyklů více než neošetřená referenční zkušební tělesa.

Všechny emulze, použité pro pokusy, byly zředěny na obsah účinných látek 20 %.

Výsledky zkoušení nasávání vody a odolnosti v alkalickém prostředí jsou shrnuty v tabulce V, výsledky odolnosti proti mrznutí a roztávání v tabulce VI.

Tabulka V

Emulze	Nasátí impregnačním prostředkem	Nasátí vody	Hloubka průniku
EM 1	125 g/m²	2,3 %	2-4 mm
EM 2	121 g/m²	2,7 %	1,5-3 mm
EM 11	103 g/m²	3,9 %	0,5-2 mm
neošetř.	-	5,7 %	-

frfr fr ···· fr · frfrfr frfr frfrfrfr fr • frfrfr • fr ·· • · • fr frfr • frfr *

9 9 9 fr frfrfr 9

9 9

99 • fr « fr · • fr • · ···

Tabulka VI

Emulze	Nasátí impregnačním prostředkem	předskl.	Relativní změna hmotnosti	15. cyklů
1.cyklus	2. cykly	10. cyklů
EM 1	175 g/m²	+ 0,5 %	+ 2,0 %	+ 4,2 %	+ 4,5 %	+ 2,1 %
EM 2	161 g/ra²	+ 1,2 %	+ 3,1 %	+ 4,4 %	+ 2,7 %	+ 0,5 %
EM 11	148 g/m²	+ 1,6 %	+ 2,2 »	+ 3,5 »	+ 0,9 %	- 4,7 %
neosetř.	-	+ 2,7 5Ž	+ 3,4 %	- 1,1 %	- 4,5 %	-17,5 %

Jak je patrné z tabulek V a VI, emulze podle vynálezu EM1 a EM2 do betonu výborně pronikají, což je předpokladem pro vyhovění kritériím nasákání vodou (nižší než 50 %, vztaženo na neošetřený materiál) a odolnosti proti zmrznutí a roztávání (nejméně 15 cyklů bez poškození). U srovnávací emulze EM 11 ruší aminofunkční polydimethylsiloxan pronikání natolik, že kritéria, týkající se nasávání vody a odolnosti proti zmrznutí a roztávání; nejsou splněna.

Příklad5

Hydrofobizace dřeva q

Prkénka ze smrkového dřeva (15 x 7,5 x 0,5 cm ) se ponořila do hydrofobizační emulze na tři minuty. Pak se zkušební tělesa sušila 14 dní při teplotě místnosti a pak se stanovilo kapilární nasávání vody tak zvaným floating testem. K tomu se prkénka položila vždy na 15 minut do vody, aby plavala, a zaznamenal se přírůstek hmotnosti. Pak se zkušební tělesa vystavila působení přístroje pro urychlenou umělou povětrnost (model Q-UV/se od Q-Panel Lab Products,

4 0 4 · · · · 4 · 4* · · · 4 *. ·

40404 00

4 4 · · • 4 4 · 4·4 · · • 4 • 4 « • ·

0«

Cleveland, OH 44145, USA) na 2000 hodin. Povětrnostní cyklus byl nastaven tak, aby 8 hodin působilo ozařování zářením UV(B), pak se 10 minut postřikovalo a pak po 4 hodin působil kondenzačně vzduch, nasycený vlhkostí při teplotě 50 °C .

Pak se opět 10 minut postřikovalo a další cyklus začal opět ozařováním.

Po působení umělé povětrnosti se zkušební tělesa sušila jeden týden při pokojové teplotě a pak se znovu podrobila výše popsanému floating testu. K tomu se kvalitativně posuzoval efekt odpuzování u dřeva. Výsledky jsou shrnuty v tabulce VII.

Tabulka VII

Emulze	Obsah účinné látky (%)	Před povětrnostní zkouškou	Po povětrnostní zkoušce
Nasákavost vody (%)	Odpuzování	Nasákavost vody (%)	Odpuzování
EM 4	5	11	mírné	6	dobré
	10	8	mírné	4	dobré
EM 4+	5	7	velmi dobré	3	velmi dobré
vosk*	10	4,5	velmi dobré	1,5	velmi dobré
EM 7	5 10	4 2	velmi dobré velmi dobré	2.5 1.5	velmi dobré
EM 9	5	17	špatné	14	střední
	10	13	špatné	9,5	mírné
neošetř.	-	21	žádné	27	žádné

* 9 hmotnostních dílů emulze EM 4 se smíchalo s 1 hmotnostním dílem 35% emulze silikonového vosku. Účinný obsah vosku je ve sloupci 2 tabulky VII v celkovém obsahu účinné látky zohledněn.

·· ·· • · · · • · · · • · ··· • * · ·· 99

9 9 99 99

9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 99

99 9999 9 • · · · · · « · 9 9 9 9 9 9 9

Z výsledků v tabulce VII lze usoudit, že u dřeva poskytují dobré výsledky zejména emulze EM 4 a EM 7, zatímco srovnávací emulze EM 8 dopadla spíše mírně. Důvodem k tomu je, že na hodně neutrálním substrátu dřevě EM 8, tvořená pouze sílaném, mimořádně pomalu reaguje na vlastní účinnou látku, totiž silikonovou pryskyřici. Nikoliv zanedbatelný podíl sílánu - zpravidla těkavého - se v důsledku toho odpaří, což se obráží ve špatném snížení nasákavosti vody.

EM 7 je převážně tvořena méně reaktivní pryskyřicí H3, která na povrchu dřeva rychle vytvoří dobrou hydrofobii. U EM 4 vyvolává složka siloxanu dohrou odolnost proti vodě, která se však ještě může významně zlepšit vhodným silikonovým voskem (EM 4 + vosk). Naproti obvyklým organickým polymerním voskům je použitý silikonový vosk odolný proti povětrnosti a má dlouhou živostnost.

Příklad 6

Hydrofobizující základový prostředek pro minerální povlaky na minerálních stavivech

a) Emulze EM 2, zředěná na 10 % hmotnostních obsahu pevných látek se nanesla na vápenopískovou cihlu v množství 400 g/m2. Po 14 dnech skladování při teplotě místnosti byly změřeny tyto vlastnosti hydrofobizované vápenopískové cihly:

Odpuzování:

Úhel dotyku: Hloubka průniku Hodnota w : Hodnota sd:

velmi dobré 130 ° mm

0,073 kg/m² s¹/²0,02 m • · • · · · • »· · • · ·«· · • ♦ « ·« ·· • »· «· · ♦ • 9 ·

9 9 9

9 9

9 9 9

99

9 9 9

9 99

9 9 9

9 «

9 9 9

Nasákavost vody se posuzuje měřením koeficientu w podle DIM 52617. Hodnoty w < 0,1 kg/m² s^^ označují mimořádně malou nasákavost vody.

Hodnota sd se měří podle DIN 52615; hodnoty sd < 0,1 m ukazují na vysokou propustnost vodních par, hodnoty sd > 0,1 na sniženou propustnost vodních par.

Vápenopísková cihla, skladovaná 14 dní, byla natřena emulzní barvou se silikonovou pryskyřicí podle DIN 18363 (obsah organických pryskyřic nepřekračuje obsah organopolysiloxanů). Pak byla stanovena soudržnost povlaku podle ISO

O

4624 jako 2,8 N/mm . Bez hydrofobizačního základu s 10% emulzí EM 2 by soudržnost této barvy se silikonovou pryskyřicí na vápenopískové cihle činila jen 1,5 N/mm .

b) Emulze EM 3, zředěná na 10 % hmotnostních pevných látek, se skladovala po 14 dní při 50 °C a nevykázala žádnou optickou změnu. Pak se tato zředěná emulze nanesla štětcem na 2 mm tlustou cementovláknitou desku, opatřenou povlakem vápenocementové omítky, a pak se skladovala 14 dní při teplotě místnosti.

U neošetřené vápenocementové omítky byla nalezena hodnota w = 1,3 kg/m²s^1/Z2.

Byly zjištěny následující hodnoty takto hydrofobizované vápenocementové omítky;

Odpuzování:

Úhel dotyku: Hloubka průniku: Hodnota w :

velmi dobré 125 ° mm

0,068 kg/m²s^/2 • 4

4

4 «

44 • · · 4 « 4 4 4

4 444

4 4

44 • 4

4

4 4 ·

Nápadná je zlepšená povrchová pevnost vápenocementové omítky po nanesení 10% EM 3.

Takto ošetřený základ se může potahovat emulzními barvami se silikonovou pryskyřicí. Všechny takto potažené vzorky nevykazovaly po 1000 hodinách rychlé povětrnostní zkoušky Q-UV žádné odloupnutí nebo barevné změny při zachování dobré odpudivosti.

Příklad 7

Hydrofobizační přísada pro vodné, vysoce plněné, fasádní nátěrové prostředky a omítky

Zde se pozorovaly vysoce plněné fasádní nátěrové prostředky, spíše chudé na pojivo, s vysokým kapilárním nasáváním vody, jako jsou disperzní silikátové barvy a omítky, vysoce plněné povlaky na základě disperzí, disperzní vápenné barvy, natírací plnidla a zpevňovací hmoty, minerální barvy, minerální omítky, vápenné barvy a jiné. Koncentrace objemu pigmentu (PVK) povlaků se typicky pohybuje nad 50 %. Obvykle činí nasákavost vody výše uveβ v 2 děných potahových prostředků nejméně 3 kg/m po 24 hodinách, stanovená dále popsaným krátkým testem.

Přísada jen 1 % nezředěných emulzí podle vynálezu, jako hydrofobizační přísady, k dále v tabulce VIII uvedeným povlakovým prostředkům prudce snižuje tuto kapilární nasákavost vody. Nasávání vody se stanovuje dále popsaným krátkým testem.

Měří se savost vápenopískové cihly, případně spojeného >9

9 9 9

9 999

9 9

99 ·· 99

9 · 9

9 99

9 9 9 9

9 9

9 9 9 systému vápenopísková cihla/povlak. Měření kapilární vosti vody je popsáno v DIN 52617. Zde uvedený postůj nasáka• se s odkazem na výše uvedený předpis provedl jako krátký test. Jako nosiče nátěru se použily vápenopískové destičky (115 x 70 x 20 mm s povrchem 0,008 m ). Při potahování nosiče nátěru se jako první nátěr nalilo na povrch 6,5 g a plochým štětcem se stejnoměrně rozetřelo, přičemž se rovněž potáhly boční strany. S odstupem 24 hodin následoval druhý nátěr. Nanesené množství barvy činilo 4,5 g. Potažená zkušební tělesa se uložila na 24 hodin při teplotě místnosti a pak na 24 hodin při 50 °C . Jako další kondicionování následovalo dodatečné uložení při teplotě místnosti.

Takto připravená zkušební tělesa se vložila do misek, vyložených pěnovou hmotou a naplněných vodou tak, aby natřený povrch zůstával ve stálém styku s povrchem pěnové hmmoty, nasycené vodou. Měřil se hmotnostní přírůstek v závislosti na čase (po 2, 6 a 24 hodinách) a srovnával se s přírůstkem neošetřených zkušebních těles.

Tabulka VIII

Potahovací prostředek	Nasátí vody [kg/m²]	Přísada po 1 % hmotnostním
Disperzní silikátová	6,4	-
barva	0,28	EM3
Vápenná omítka	7,4	-
0,35	EM4
Disperzní plněná	3,4	-
barva (PVK 70)	0,62	EM2

• 4 • fefe β fefe · • · · · • · fefefe • · fe • fe fefe fefe fefe • fe * fe • fefefe • fefefe · • · · fefe ··

Příklad 8

Hydrofobizační přísada pro maltové směsi

Směs 1350 g písku a 450 g portladského cementu se namíchala s 225 g vody a 5,2 g emulze (první pokus s EM 1, druhý pokus s EM 11) na maltu. Ta se pak nanesla do kroužků o průměru 10 cm a výšce 2 cm z polytetrafluoretbylenu. Po 4 týdnech sušení se vzorky vyjmuly z kroužků a vložily se na 28 dnů do vody do hloubky 5 cm a nasátí vodou se stanovilo gravimetricky.

Navíc se maltové směsi nalily do čtyřhranných forem z polytetrafluorethylenu s rozměry 15 cm (délka) x 4 cm (šiřka) x 4 cm (výška). Po rovněž 4 týdnech doby tvrdnutí se zkušební tělesa vyjmula a použila se ke stanovení pevnosti v tlaku a v pevnosti v tahu při ohybu.

Výsledky nasávání vody, jakož i pevnosti v tlaku a v tahu za ohybu jsou shrnuty v následující tabulce IX.

Tabulka IX

Emulze	Nasátí vody %	Pevnost v tlaku N/mm^	Pevnost v tahu za ohybu N/mm²
EM 1	2,2	41	7,8
EM 11	2,4	28	6,0
neošetř.	5,5	43	7,6

* 9 ·» • 9 9 9 · · · • 9 999

9 ·

9 99 • 9 99 «999 · 9 99

9 9999 9

9 9 9

Z tabulky IX vyplývá, že jak emulze EM 1 podle vynálezu, tak i srovnávací emulze EM 11, nasávání vodou u vzorků malty výrazně snižují. Na rozdíl od EM 1 ovlivňuje emulze EM 11 v důsledku svého podílu polydimethylsiloxanu značně mechanické vlastnosti pevnosti v tlaku a pevnosti v tahu za ohybu, zatímco s přísadou EM 1 zůstávají téměř nezměněny.

• · jzp-yj· • 4

4

44

444 4

4 4 4 4 4 4

4 4 4 4 44

4 4 ♦ 444 4 4

4 4 4 4 4

444 4· 4* ··

Miioš VŠETÉČKA advokát

W «0 í-WtttÁ 2, HSos &

Píitentové nároky

Claims

1. Vodná emulze, vyznačující se tím, že obsahuje složky (A), zvolené z (Al) uhlovodík-alkoxysilanů s 1 až 20 uhlíkovými atomy v uhlovodíku a s 1 až 6 uhlíkovými atomy v alkoxylu a (A2) rozvětvených organopolysiloxanů, obsahujících alkoxyskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, (Β), zvolené z (Bl) alkoxysilanů s 1 až 6 atomy uhlíku, obsahujícíh aminoalkylové skupiny a (B2) rozvětvených organosiloxanů, obsahujících aminoalkylové skupiny a (C) emulgátor.

2. Vodná emulze podle nároku 1, vyznačující se tím, že uhlovodík-alkoxysilany s 1 až 20 uhlíkovými atomy v uhlovodíku asi až 6 uhlíkovými atomy v alkoxylu (Al) obsahují jeden nebo dva stejné nebo různé, případně halogenem substituované, jednomocné zbytky uhlovodíků s 1 až 20 atomy uhlíku vázané na SiC a ostatní zbytky jsou stejné, nebo různé alkoxyskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku.

3. Vodná emulze podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že organopolysiloxany • · ·· ·· • ·· ·« ·· ··· · · · · ·

4 9 9 9 9 9 9 • 9 4 9 49 4 4 9

4 4 9 4 4 4

94 9 4 9 4 4 4 9 (A2) jsou tvořeny jednotkami s obecným vzorcem

R_xSi(OR¹)_y(OH)_zO₄-_x-y__z (I)

v.

ve kterém

X jsou hodnoty 0, i, 2 nebo 3, průměrně 0,8 až 1,8, y jsou hodnoty 0, 1, 2 nebo 3, průměrně 0,01 až : 2,0, a z j sou hodnoty 0, 1, 2 nebo 3, průměrně 0,0 ; až 0,5 s tím, že součet x, y> , a z činí průměrně nejvýše 3, 5 , při

4. Vodná emulze podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že alkoxysilany s 1 až 6 atomy uhlíku, obsahující aminoalkylové skupiny, mají obecný vzorec (II)

R²aR³bSi(OR⁴)₄._a._b (II) ve kterém