專利名稱：烷基烷氧基硅烷的水性乳液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及某些烷基烷氧基硅烷和陽離子型烷氧基硅烷的水性乳液。所公開的乳液為各種物質(zhì)且特別是磚石建筑(masonry)表面或混凝土表面提供防水性能。背景對于使各種表面疏水或防水，燒基燒氧基娃燒是有用的。然而，長鏈(> C4)的燒基烷氧基硅烷不易分散到水中。因此，為了制備這些材料的水基產(chǎn)品或應用這些材料，通常以水性乳液來提供這些材料。然而，這樣的乳液對于它們的制劑通常需要隨著能源和設備密集的剪切混合過程加入表面活性剤。在乳液中，表面活性劑的存在可限制隨后由這些乳液形成的涂層的防水能力。即，得到的涂層將仍然包含“自由的(loose)”表面活性剤。大多數(shù)的表面活性劑具有一定的對水的親和性，因此當經(jīng)過處理的基質(zhì)再次暴露到水或水分中時，任何自由的表面活性劑可吸引水，且有時甚至可使涂覆在基質(zhì)上的保護性油組分再分散，回到水中，從而使防水目的失效。而且，烷基烷氧基硅烷的乳液通常需要加入某些催化劑，以在應用到表面時加速防水過程。因此，存在對提供不包含不利于防水過程的表面活性劑的烷基烷氧基硅烷的乳液的需求。還存在對易于制備的此類乳液的需求。即，它們易于形成而不需要特定的設備或能源密集的過程。最后，還存在對鑒定乳液的需求，該乳液提供防水涂層且不需要添加任何催化劑。概述本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)烷基烷氧基硅烷和陽離子型烷氧基硅烷的某些組合，它們自分散到水中以形成乳液而不需要使用輔助表面活性剤，也不需要任何類型的能源密集(energyintense)的乳化設備。本發(fā)明的乳液為多種物質(zhì)、且特別是磚石建筑表面或混凝土表面提供防水性能，而不需要添加固化催化劑。附圖
簡述圖I :由實施例3的未經(jīng)處理的和經(jīng)過處理的纖維增強混凝土塊所吸收的水)圖2 :實施例4的灰漿處理的樣品的吸水率作為浸泡時間的函數(shù)的演變圖3 :剛剛制備的實施例7的組合物的相4 :制備I天后的實施例7的組合物的相圖
圖5 :制備I周后的實施例7的組合物的相6 :剛剛制備的實施例8的組合物的相7 :制備I天后的實施例8的組合物的相8 :制備I周后的實施例8的組合物的相圖詳述
本發(fā)明提供ー種水性乳液，包含a)按重量計1-85 %的式R1aSi (OR2) 4_a的烷基烷氧基硅烷；b)按重量計0. 1-10%的式R3bR4Si (OR5)3_b的陽離子型烷氧基硅烷；c)按重量計 0-20 % 的包含式(R2R6SiOv2) v (R2SiO272) x (RSiO372) y 的有機聚硅氧烷；其中R是包含1-20個碳的ー價烴基，R1是包含1-30個碳原子的烷基，R2和R5獨立地選自由氫、包含1-4個碳原子的烷基、CH3C(O)' CH3CH2C(O)-,HOCH2CH2-、CH3OCH2CH2-及 C2H5OCH2CH2-組成的組，R3是包含1-4個碳的烷基，R4是具有至少ー個季銨基取代基的一價烴，R6是包含1-4個碳原子的烷基或是羥基，a 是 I 或 2，b 是 O、I 或 2，V ^ 0, X ^ 0, y ^ 0,條件是在同一式中，V、x和y不全是0,其中成分的重量比a/b彡4，(a)、(b)及(C)的合并的重量不大于乳液的95%，且乳液基本上不含任何輔助表面活性剤。如本文所使用的，“水性乳液”是指具有水連續(xù)相的乳液。本發(fā)明還涉及包含以下成分的水性微乳液a)按重量計1-90 %的式R1aSi (OR2) 4_a的烷基烷氧基硅烷；b)按重量計0. 1-90%的式R3bR4Si (OR5)3_b的陽離子型烷氧基硅烷；其中R1是包含1-30個碳原子的烷基，R2和R5獨立地選自由氫、包含1-4個碳原子的烷基、CH3C(O)' CH3CH2C(O)-,HOCH2CH2-、CH3OCH2CH2-及 C2H5OCH2CH2-組成的組，R3是包含1-4個碳的烷基，R4是具有至少ー個季銨基取代基的一價烴，a 是 I 或 2，b 是 O、I 或 2，其中(a)和(b)的合并的重量不大于微乳液的95%，且乳液基本上不含任何輔助表面活性剤。如本文所使用的“微乳液”是指肉眼看基本上澄清或透明的溶液或乳液。因此，它包含兩種科學含義。首先，微乳液是水、油和兩親分子的系統(tǒng)，其是單ー的光學各向同性且熱力學穩(wěn)定的液體溶液(I. Danielsson, B. Lindman, “The Definition ofMicroemulsion (微乳液的定義)”, Colloids Surfaces 3,1981,391)。其次，微乳液是含有具有足夠小的粒徑使得其不散射可見光或呈現(xiàn)澄清的分散相的乳液(其中一種液相分散在另ー種液體中的非均相系統(tǒng))。對于后者，具有小于IOOnm的粒徑的乳液通常呈現(xiàn)透明或半透明。本發(fā)明中的“微乳液”是指這些含義中的任意ー種及兩種。
本發(fā)明的乳液基本上不含任何輔助表面活性剤。盡管不希望受到任何理論的束縛，本發(fā)明人認為陽離子型烷氧基硅烷能夠作為表面活性劑起作用，以形成并穩(wěn)定烷基烷氧基硅烷的乳液。因此，不需要添加另外的表面活性劑或輔助表面活性剤。如本文所使用的“基本上不含輔助表面活性劑”是指排除有目的地以大于IOOOppm的量向本發(fā)明的乳液添加表面活性劑或輔助表面活性剤。應認識到，由于雜質(zhì)或通過添加此類物質(zhì)用于其它非預期的用途，發(fā)明的組合物可存在某些少量的輔助表面活性剤。 a)掠基掠氣基桂掠成分 a)是式R1aSi (OR2)4^a的烷基烷氧基硅烷，其中R1是包含1_30個碳原子的烷基，R2選自由氫、包含 1-4個碳原子的烷基、CH3C(0) -XH3CH2C (0) -、HOCH2CH2-XH3OCH2CH2-及C2H5OCH2CH2-組成的組，下標“a”是I或2。在式中，R1代表具有1_30個碳原子、可選擇地1-12個碳原子、可選擇地3-10個碳原子、可選擇地6-9個碳原子或可選擇地8個碳原子的燒基。如上所述，成分a)可以是單一的燒基燒氧基娃燒或燒基燒氧基娃燒的混合物。一些合適的燒氧基娃燒是甲基ニ甲氧基娃燒、甲基ニこ氧基娃燒、甲基ニ丙氧基娃燒、こ基ニ甲氧基娃燒、こ基ニ丁氧基娃燒、丙基ニ甲氧基娃燒、丙基ニこ氧基娃燒、異丁基ニ甲氧基硅烷、異丁基三こ氧基硅烷、丁基三こ氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、正辛基三こ氧基硅烷、ニ甲基ニ甲氧基硅烷、ニ甲基ニこ氧基硅烷、ニこ基ニ甲氧基硅烷、ニ異丁基ニ甲氧基硅烷、ニ丁基ニこ氧基硅烷、ニ己基ニ甲氧基硅烷。此類烷基烷氧基硅烷是已知的且可商購。代表性實例在美國專利第5，300, 327號(1994年4月5日)、美國專利第5，695，551號(1997年12月9日)及美國專利第5，919，296號(1999年7月6日)中描述。在水性乳液的一個實施方式中，R1是正辛基，且R2是こ基，即成分a)是正辛基三
こ氧基硅烷。在微乳液的一個實施方式中，R1和R2是甲基，即成分a)是甲基三甲氧基硅烷。在微乳液的另ー個實施方式中，R1是丙基且R2是甲基，即成分a)是丙基三甲氧基硅烷。b)陽離子型烷氧基硅烷成分b)是式R3bR4Si (OR5)3_b的陽離子型烷氧基硅烷，其中R3是包含1_4個碳的燒基,例如甲基、こ基、丙基或丁基，R4是具有至少ー個季銨基取代基的ー價烴基，R5 選自由氫、包含 I _4 個碳原子的烷基、CH3C (0) -、CH3CH2C (0) -、HOCH2CH2-、CH3OCH2CH2-及 C2H5OCH2CH2-組成的組，下標“b”是O、I或2，可選擇地“b”是O。陽離子型烷氧基硅烷的式中的一價烴基R4可具有式-R7MR8R9RwX,其中R7與陽離子型烷氧基硅烷的式中的硅原子鍵合且R7是含有1-4個碳原子的直鏈或支鏈的亞燒基，例如亞甲基、亞こ基、亞丙基、亞丁基或異亞丁基?？蛇x擇地，R7是亞丙基或異亞丁基，R8、R9及Riq獨立地選自包含ト20個碳原子的烴基，條件是來自R8、R9及R10的碳原子的總數(shù)是至少6個碳原子，
X選自鹵化物例如氟化物、氯化物、溴化物或碘化物，醋酸鹽或甲苯磺酸鹽。R4取代基的代表性的非限制性實例包括- (CH2) 3 N+ (C4H9) 3C1- (CH2) 3N+ (C4H9) 3Br_-(CH2)3N+(CH3)2C14H29Cr- (CH2) 3N+CH3 (C10H21) 2CF - (CH2) 3N+ (CH3) 2CH2C6H5Cr- (CH2) 3N+ (CH3) 2CH2CH20HCr- (CH2) 3N+ (C2H5) 3Cr- (CH2) 3N+ (CH3) 2C12H25Cr- (CH2) 3N+ (CH3) 2C18H37Cr- (CH2) 3N+ (CH3) 2C18H37Br_- (CH2) 3N+ (C10H21) 2CH3Br_陽離子型烷氧基硅烷是已知的且很多可商購。示例性的商品化實例包括Dow Corning * 5700、5772 及 Q9-6346。在一個實施方式中，在陽離子型烷氧基硅烷的式中，R3和R5是甲基且R4是-(CH2) 3N+(CH3) 2c18H37cr。c)有機聚硅氧烷成分c)是包含式(R2R6SiOl72) v (R2SiO272) x (RSiO372) y 的有機聚硅氧烷，其中R是包含1-20個碳的ー價烴基，R6是包含1-4個碳原子的烷基或是羥基，且V彡0, X彡0, y彡0,條件是在同一式中，V、x和y不全是O。R可以是取代的或未取代的脂族烴基或芳族烴基。一價的未取代的脂族烴基示例為但不限于燒基(例如甲基、こ基、丙基、戍基、羊基、十一燒基及十八燒基)及環(huán)燒基(例如環(huán)己基)。一價的取代的脂族烴基示例為但不限于鹵代烷基例如氯甲基、3-氯丙基及3，3，3-三氟丙基。芳族烴基示例為但不限于苯基、甲苯基、ニ甲苯基、芐基、苯こ烯基及2-苯こ基。通常，所述有機聚硅氧烷是式(Me2(0H)Si01/2)(Me2Si02/2)x(Me2(0H)Si01/2)的羥基封端的聚ニ甲基硅氧烷，其具有1-500，可選擇地5-200或可選擇地10-100的聚合度(X)。在另ー個實施方式中，有機聚硅氧烷可以是包含甲硅烷氧基単元、具有通式(R2SiO272)x (RSiOv2)y (其中R、X和y如上所定義)的“ DT”有機聚硅氧烷。在這個實施方式中，R通常是甲基且X在1-500(可選擇地10-200)的范圍內(nèi)，且y在1_200(可選擇地5-100)的范圍內(nèi)。在乳液組合物中，成分(a)、(b)和(C)的量使得成分的重量比a/b彡4且(a)、(b)和(c)的合并的重量不大于乳液的95%，同時乳液的剰余部分是水或水基溶液?？蛇x擇地，成分的重量比a/b ^ 5，可選擇地a/b ^ 10，可選擇地a/b ^ 20，可選擇地a/b ^ 30或可選擇地 a/b ^ 40。其他的添加劑也可并入到乳液中，例如填充劑、控泡劑、防凍劑及抗微生物劑。本發(fā)明的乳液可根據(jù)以下所描述的本公開的方法制備。
本公開內(nèi)容還提供ー種方法，包括I)形成包含以下成分的混合物a)按重量計80-99. 9 %的式R1aSi (OR2) 4_a的烷基烷氧基硅烷；b)按重量計0. 1-2 0%的式R3bR4Si (OR5)3_b的陽離子型烷氧基硅烷；c)按重量計 0-20 % 的包含式(R2R6SiOv2) v (R2SiO272) x (RSiO372) y 的有機聚硅氧烷；其中R是包含1-20個碳的ー價烴基，R1是包含1-30個碳原子的烷基，R2和R5獨立地選自由氫、包含1-4個碳原子的烷基、CH3C(O)' CH3CH2C(O)-,HOCH2CH2-、CH3OCH2CH2-及 C2H5OCH2CH2-組成的組，R3是包含1-4個碳的烷基，R4是具有至少ー個季銨基取代基的一價烴，R6是包含1-4個碳原子的烷基或是羥基，a 是 I 或 2，b 是 O、I 或 2，V彡0, X彡0, y彡0,條件是在同一式中，V、x和y不全是0,II)將5_95wt%的步驟I)的混合物和5_95wt%的水合并，以形成水性乳液。在上述方法中，成分a)、b)及c)與在本公開內(nèi)容前面所描述的相同。它們在步驟I中合并以形成混合物?？墒褂煤唵蔚臄嚢杌蚧旌弦孕纬刹襟EI的混合物。然后，將5-95wt%的所得到的混合物與5-95wt%的水合并以形成水性乳液。通常，使這些成分的混合物在裝置(例如轉(zhuǎn)子-定子式混合器、均化器、聲譜顯示儀、微射流均質(zhì)機(microfluidizer)、膠體磨、安裝有高速旋轉(zhuǎn)或給予高剪切的葉片的混合容器)中經(jīng)歷混合或剪切，或經(jīng)歷超聲處理，以實現(xiàn)乳液的形成。盡管能源密集的混合或高剪切是有用的，但是本發(fā)明的一個優(yōu)勢是其并非絕對需要。低能混合或溫和的攪拌通常足以實現(xiàn)對于應用目的穩(wěn)定的本發(fā)明的乳液。本發(fā)明的微乳液可通過以各種比例合并成分a)、b)和水，然后溫和混合來制備?；旌峡赏ㄟ^簡單攪拌或搖動來實現(xiàn)。在一些情況下，立即形成微乳液，而在另外的情況下，在靜置一段時間后，形成微乳液。盡管不希望受到任何理論的束縛，本發(fā)明人認為烷基烷氧基娃燒和陽尚子型燒氧基娃燒在水中混合后可反應，以形成具有與單獨的燒氧基娃燒或水解形式的該硅烷相比改進的乳化能力的有機硅氧烷樹脂狀結(jié)構(gòu)。因此，有時，使成分a)和b)與水混合并允許得到的混合物靜置一段時間是有利的。在靜置及任選的混合物的再混合后，形成微乳液。本發(fā)明的微乳液可通過以下來制備I)形成包含以下成分的混合物a)按重量計10-99. 9 %的式R1aSi (OR2) 4_a的烷基烷氧基硅烷；b)按重量計0. 1-90%的式R3bR4Si (OR5) 3-b的陽離子型烷氧基硅烷；其中R1是包含1-30個碳原子的烷基，R2和R5獨立地選自由氫、包含1-4個碳原子的烷基、CH3C(O)' CH3CH2C(O)-,HOCH2CH2-、CH3OCH2CH2-及 C2H5OCH2CH2-組成的組，R3是包含1-4個碳的烷基，R4是具有至少ー個季銨基取代基的一價烴，a 是 I 或 2，b 是 0、1 或 2，II)將5_95wt%的步驟I)的混合物和5_95wt%的水合并，以形成水性微乳液。在一個實施方式中，在步驟I)中形成的混合物基本上由成分a)和成分b)組成。一旦形成微乳液，例如填充劑、控泡劑、防凍劑及抗微生物劑的其他的添加劑也可以并入到微乳液中。在包括混凝土和磚石建筑產(chǎn)品、紡織品、紙、紙板、皮革產(chǎn)品及纖維素質(zhì)的各種表面的處理中，可采用本發(fā)明的乳液組合物。將本發(fā)明的乳液應用或并入到各種物品或材料中。皮革產(chǎn)品的實例為服裝、鞋及靴子。紡織品包括篷類(awnings)、帳篷、防水油布、雨衣、覆蓋物、油布雨衣、帆布、石棉、玻璃纖維、天然纖維、泥炭蘚、天然和合成的紗線、紡織和非紡織的材料、地毯及地毯纖維。本文所涉及的用于處理的纖維素材料包括木材、木材制品、纖維板、杉木(cedar)、紅木(redwood)、冷杉(fir)、層壓板及建筑木材。可被處理的混凝土表面和磚石建筑表面包括重質(zhì)和輕質(zhì)混凝土、石膏、混凝土塊、煤渣磚、軟泥磚、灰砂磚、排水瓦管、瓷磚、砂巖、石膏、粘土磚、天然石材和天然巖石、屋頂瓦片、硅酸鈣磚、石棉水泥、礦渣石和礦渣磚、灰泥、石灰?guī)r、碎石、大理石、水泥漿、灰漿、水磨石、熔渣、浮石、陶磚、瓷器、泥磚、珊瑚、白云石及浙青。可用包含珍珠巖、泡沫玻璃、蛭石、云母及硅藻土的本發(fā)明的組合物處理非粘結(jié)性表面。下面實施例中陳述的代表性的此類材料是(i)中性的膠結(jié)砂巖；
(ii)基本粘結(jié)材料，其是水泥漿；及(iii)纖維素質(zhì)，其是以松木、紅木及杉木的形式的木材。在一個實施方式中，通過將乳液注射到建筑材料中來應用水性乳液?？蛇x擇地，可在用于制備建筑材料的過程中混合乳液。
實施例這些實施例意在向本領(lǐng)域的技術(shù)人員闡述本發(fā)明且不應解釋為限制權(quán)利要求中所陳述的本發(fā)明的范圍。所有的測量和實驗都是在23°C下進行的，除非另有說明。MM烷基烷氧基硅烷I =正辛基三こ氧基硅烷，照原樣地使用DowCominy Z-6341 (Dow Corning 公司，Midland MI)。烷基烷氧基硅烷2 =甲基三甲氧基硅烷，照原樣地使用Dow Coming Z-6070 (DowCorning 公司，Midland Ml)。烷基烷氧基硅烷3 =丙基三甲氧基硅烷，照原樣地使用Dow Coming Z-6264 (DowCorning 公司，Midland Ml)。陽離子型烷氧基硅烷=3_(三甲氧基甲硅烷基)丙基ニ甲基十八烷基氯化銨，照原樣地使用 Dow Coming 5700 (實施例 1、2) >5772 或 6346 (DowCorning 公司，MidlandMD。
有機聚娃氧燒I = Dow Corni'11 g!< 3037 中間體(Dow Corning 公司，Midland MI),ニ甲基甲氧基苯基硅氧烷，苯基倍半硅氧烷甲氧基封端的有機聚硅氧烷。有機聚娃氧燒2 = Dow Corninu1-3563 流體(Dow Corning 公司，Midland MI),在25°C下具有72mm2/s的平均粘度的羥基封端的聚ニ甲基硅氧烷。有機聚桂氧燒3 = Dow Coming 4-2737 流體(Dow Corning 公司，Midland MI)，
在25°C下具有42mm2/s的平均粘度的羥基封端的聚ニ甲基硅氧烷。實施例I在廣ロ罐中混合5克的DC 5700和47. 9克的DC Z-6341。手搖混合物并得到 澄清溶液。向混合物中加入47. 5克的水。在大功率下,使用Misonix Sonicator3000超聲波流體處理器對樣品進行超聲處理，持續(xù)20秒。然后，包覆罐的頂端且系紫，并重復兩次超聲處理程序。這得到具有以約0. 35微米為中心的單峰(monomodal)粒徑分布的乳白色乳液。乳液保持穩(wěn)定而沒有乳狀液分層或分離的跡象，持續(xù)至少6個月。實施例2在廣ロ罐中混合6克的DC* 5700和10. 0克的DCS'Z_6341。手搖混合物并得到澄清溶液。向混合物中加入36. 25克的DC 3037中間體和11. 25克的DC*卜3563。再次手搖混合物直到均勻。然后，加入36. 50克的水。在大功率下，使用MisonixSonicator 3000超聲波流體處理器對樣品進行超聲處理，持續(xù)20秒。然后，包覆罐的頂端且系紫，并重復兩次超聲處理程序。這得到具有以約0.348微米為中心的單峰粒徑分布的乳白色乳液。乳液保持穩(wěn)定而沒有乳狀液分層或分離的跡象，持續(xù)至少6個月。實施例3制備以下的共混物。在使用實驗室用混合機將所有成分混合到一起后，將共混物加熱至50°C，持續(xù)I小吋。
57724-273 流體Z-f>341
3'51086.5
3.5591.5 ___________2W18
2593
I1089
I594 __用轉(zhuǎn)子-定子式混合器將10%的上述共混物和90%的水劇烈混合，持續(xù)I分鐘(以檢驗)，以生成以10%固體含量為特征的乳液。將乳液應用到纖維增強的混凝土板材(FRC)的片的6個面(5cm*5cm*lcm)上。在該處理完全固化后，將板材的片浸泡到水下。還測試了ー個用作參照的未處理的樣品。將干燥的FRC塊稱重(Wt)，然后浸泡在水中(塊的上部表面在水面下3cm的深度處)，持續(xù)增加的一段時間。I小時后，將塊再次稱重(Ws)。然后，將塊再次浸泡持續(xù)額外的一段時間(以達到3小時的浸泡時間)，并且再次稱重。然后，再次應用相同的順序，以達到24小時的浸泡時間。使用以下等式來計算未處理的FRC塊和經(jīng)過處理的FRC塊所吸收的水(以％計)，其中
權(quán)利要求
1 ー種水性乳液，包含 a)按重量計1-85%的式R1aSi(OR2)4^a的烷基烷氧基硅烷； b)按重量計0.1-10%的式R3bR4Si (OR5) 3-b的陽離子型烷氧基硅烷； c)按重量計0-20%的包含式(R2R6Si01/2)v(R2Si02/2)x (RSiOv2)y的有機聚硅氧烷； 其中 R是包含1-20個碳的ー價烴基， R1是包含1-30個碳原子的烷基， R2和R5獨立地選自由氫、包含1-4個碳原子的烷基、CH3C (0) -XH3CH2C (0) -,HOCH2CH2-,CH3OCH2CH2-及 C2H5OCH2CH2-組成的組， R3是包含1-4個碳的烷基，R4是具有至少ー個季銨基取代基的一價烴， R6是包含1-4個碳原子的烷基或是羥基， a是I或2，b是0、1或2， V^ 0, X ^ 0, y ^ 0,條件為在同一式中，V、X和y不全是0,且其中 成分的重量比a/b彡4， (a)、(b)和(C)的合并的重量不大于所述乳液的95%，且所述乳液基本上不含任何輔助表面活性剤。
2.如權(quán)利要求I所述的水性乳液，其中在所述烷基烷氧基硅烷的式中，R1是正辛基且R2是こ基。
3.如權(quán)利要求I或2所述的水性乳液，其中在所述陽離子型烷氧基硅烷的式中，R3和R5 是甲基且 R4 是-(CH2) 3N+ (CH3) 2C18H37Cr。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的水性乳液,其中所述有機聚娃氧燒是具有1-500的聚合度的羥基封端的聚ニ甲基硅氧烷。
5.如上述權(quán)利要求中任一項所述的水性乳液，其中所述烷基烷氧基硅烷是正辛基三こ氧基硅烷，所述陽離子型烷氧基硅烷是(CH3O) 3Si-(CH2) 3N+ (CH3) 2C18H37C1_，且所述有機聚硅氧烷是具有1-500的聚合度的羥基封端的聚ニ甲基硅氧烷。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的水性乳液，其中所述成分的重量比a/b^ 5。
7.如權(quán)利要求I所述的水性乳液，其中所述烷基烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷，所述陽離子型烷氧基硅烷是(CH3O)3Si-(CH2)3N+(CH3)2C18H37C1_，且所述有機聚硅氧烷是具有1-500的聚合度的羥基封端的聚ニ甲基硅氧烷。
8.如權(quán)利要求I所述的水性乳液，其中所述烷基烷氧基硅烷是丙基三甲氧基硅烷，所述陽離子型烷氧基硅烷是(CH3O)3Si-(CH2)3N+(CH3)2C18H37C1_，且所述有機聚硅氧烷是具有1-500的聚合度的羥基封端的聚ニ甲基硅氧烷。
9.一種制備水性乳液的方法，包括 I)形成包含以下成分的混合物 a)按重量計80-99.9%的式R1aSi (OR2)4^a的烷基烷氧基硅烷； b)按重量計0.1-20%的式R3bR4Si (OR5) 3-b的陽離子型烷氧基硅烷； c)按重量計0-20%的包含式(R2R6Si01/2)v(R2Si02/2)x(RSiOv2)y的有機聚硅氧烷， 其中R是包含1-20個碳的ー價烴基， R1是包含1-30個碳原子的烷基， R2和R5獨立地選自由氫、包含1-4個碳原子的烷基、CH3C (O) -XH3CH2C (0) -,HOCH2CH2-,CH3OCH2CH2-及 C2H5OCH2CH2-組成的組， R3是包含1-4個碳的烷基， R4是具有至少ー個季銨基取代基的一價烴， R6是包含1-4個碳原子的烷基或是羥基， a是I或2， b是0、1或2， V≥0, X≥0, y≥0,條件是在同一式中，V、X和y不全是0, II)將5-95wt%的步驟I)的所述混合物和5-95wt%的水合并，以形成水性乳液。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述烷基烷氧基硅烷是辛基三こ氧基硅烷，所述陽離子型烷氧基硅烷是(CH3O) 3Si_ (CH2) 3N+ (CH3) 2C18H37C1_，且所述有機聚硅氧烷是具有1_500的聚合度的羥基封端的聚ニ甲基硅氧烷。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述烷基烷氧基硅烷是丙基三甲氧基硅烷，所述陽離子型烷氧基硅烷是(CH3O) 3Si_ (CH2) 3N+ (CH3) 2C18H37C1_，且所述有機聚硅氧烷是具有1_500的聚合度的羥基封端的聚ニ甲基硅氧烷。
12.—種按照權(quán)利要求9-11中任一項所述的方法制備的水性乳液。
13.ー種使表面防水的方法，包括將權(quán)利要求I或12所述的水性乳液應用到所述表面。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述表面是建筑材料。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述建筑材料是混凝土、石膏或磚石建筑產(chǎn)品。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述水性乳液是通過將所述乳液注射到所述建筑材料中或在用于制備所述建筑材料的過程中混合所述乳液來應用的。
17.—種水性乳液，其基本上由以下成分組成 a)按重量計1-85%的式R1aSi(OR2)4^a的烷基烷氧基硅烷； b)按重量計0.1-10%的式R3bR4Si (OR5) 3-b的陽離子型烷氧基硅烷； c)按重量計0-20%的包含式(R2R6Si01/2)v(R2Si02/2)x (RSiOv2)y的有機聚硅氧烷； 其中 R是包含1-20個碳的ー價烴基， R1是包含1-30個碳原子的烷基， R2和R5獨立地選自由氫、包含1-4個碳原子的烷基、CH3C (0) -XH3CH2C (0) -,HOCH2CH2-,CH3OCH2CH2-及 C2H5OCH2CH2-組成的組， R3是包含1-4個碳的烷基， R4是具有至少ー個季銨基取代基的一價烴， R6是包含1-4個碳原子的烷基或是羥基， a是I或2， b是0、1或2， V≥0, X≥0, y≥0,條件是在同一式中，V、X和y不全是0,且其中 成分的重量比a/b≥4，(a)、(b)及(c)的合并的重量不大于所述乳液的95%。
18.—種水性微乳液，包含 a)按重量計1-90%的式R1aSi(OR2)4^a的烷基烷氧基硅烷； b)按重量計0.1-90%的式R3bR4Si (OR5) 3-b的陽離子型烷氧基硅烷 其中 R1是包含1-30個碳原子的烷基， R2和R5獨立地選自由氫、包含1-4個碳原子的烷基、CH3C (0) -XH3CH2C (0) -,HOCH2CH2-,CH3OCH2CH2-及 C2H5OCH2CH2-組成的組， R3是包含1-4個碳的烷基， R4是具有至少ー個季銨基取代基的一價烴， a是I或2， b是0、1或2， 其中 (a)和(b)的合并的重量不大于所述微乳液的95%，且 所述乳液基本上不含任何輔助表面活性剤。
19.如權(quán)利要求18所述的水性微乳液，其中在所述烷基烷氧基硅烷的式中，R1是甲基或丙基，且R2是甲基。
20.如權(quán)利要求18所述的水性微乳液，其中在所述陽離子型烷氧基硅烷的式中，R3和R5 是甲基且 R4 是-(CH2) 3N+ (CH3) 2C18H37Cr。
21.如權(quán)利要求18所述的水性微乳液，其中所述燒基燒氧基娃燒是甲基ニ甲氧基娃燒，且所述陽離子型烷氧基硅烷是(CH3O) 3Si-(CH2) 3N+ (CH3) 2c18h37ci_。
22.如權(quán)利要求18所述的水性微乳液,其中所述燒基燒氧基娃燒是丙基ニ甲氧基娃燒且所述陽離子型烷氧基硅烷是(CH3O)3Si-(CH2)3N+ (CH3)2c18h37ci_。
23.—種用于制備水性微乳液的方法,包括 I)形成包含以下成分的混合物 a)按重量計10-99.9%的式R1aSi (OR2)4^a的烷基烷氧基硅烷； b)按重量計0.1-90%的式R3bR4Si (OR5) 3-b的陽離子型烷氧基硅烷； 其中 R1是包含1-30個碳原子的烷基， R2和R5獨立地選自由氫、包含1-4個碳原子的烷基、CH3C (0) -XH3CH2C (0) -,HOCH2CH2-,CH3OCH2CH2-及 C2H5OCH2CH2-組成的組， R3是包含1-4個碳的烷基， R4是具有至少ー個季銨基取代基的一價烴， a是I或2， b是0、1或2， II)將5-95wt%的步驟I)的所述混合物和5-95wt%的水合并，以形成水性微乳液。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述燒基燒氧基娃燒是甲基ニ甲氧基娃燒或丙基三甲氧基硅烷，且所述陽離子型烷氧基硅烷是(CH3O)3si-(CH2)3n+ (Ch3)2c18h37ci_。
25.ー種按照權(quán)利要求23或24所述的方法制備的水性微乳液。
26.—種水性微乳液，基本上由以下成分組成 a)按重量計1-90%的式R1aSi(OR2)4^a的烷基烷氧基硅烷； b)按重量計0.1-90%的式R3bR4Si (OR5) 3-b的陽離子型烷氧基硅烷 其中 R1是包含1-30個碳原子的烷基， R2和R5獨立地選自由氫、包含1-4個碳原子的烷基、CH3C (0) -XH3CH2C (0) -,HOCH2CH2-,CH3OCH2CH2-及 C2H5OCH2CH2-組成的組， R3是包含1-4個碳的烷基， R4是具有至少ー個季銨基取代基的一價烴， a是I或2， b是0、1或2， 其中 (a)和(b)的合并的重量不大于所述微乳液的95%。
27.ー種使表面防水的方法，包括將權(quán)利要求23或24所述的水性乳液應用到所述表面。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述表面是建筑材料。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述建筑材料是混凝土、石膏或磚石建筑產(chǎn)品。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述水性乳液是通過將所述乳液注射到所述建筑材料中或在用于制備所述建筑材料的過程中混合所述乳液來應用的。
全文摘要
某些烷基烷氧基硅烷和陽離子型烷氧基硅烷的水性乳液為多種物質(zhì)，且特別是磚石建筑表面或混凝土表面，提供防水性能。
文檔編號C04B41/49GK102652120SQ201080055345
公開日2012年8月29日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者D·B·塞利, J-P·H·勒克姆, Y·劉 申請人:道康寧公司