Гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды

 

Описывается применение кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты в качестве гидро- и олеофобного средства для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды. Техническим результатом является улучшение гидрофобного эффекта (197 %), краевого угла смачивания (135-140°). Строительные материалы не подвергаются в течение длительного времени разрушению под действием растворов солей и многократного замораживания и оттаивания. Паропроницаемость образцов известняка и штукатурки после обработки практически не изменяется. 1 табл.

Изобретение относится к области гидро- и олеофобных средств для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды и касается, в частности, применения кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты в качестве гидро- и олефобного средства, предназначенного для защиты каменных зданий и сооружений от атмосферных осадков.

В настоящее время известно большое число различных соединений и композиций, предназначенных для защиты каменных зданий и сооружений от атмосферных осадков. Как правило, в этих композициях используются различные кремнийорганические соединения.

Алкилсиликонаты натрия (продукты ГКЖ-10, ГКЖ-11, АМСЗ-3) [1. Кремнийорганические продукты, выпускаемые в СССР. Каталог - справочник. -М.: Химия, 1975 г.] получили в России достаточно широкое распространение, обусловленное тем, что их можно применять в виде водных растворов, которые не имеют запаха и достаточно дешевы. Основным недостатком этих гидрофобизаторов является их высокая щелочность (pH 13-14). Для снижения ее к ним добавляют уксусную кислоту или соли аммония, что способствует образованию в растворах гидрофильных солей и в дальнейшем приводит к появлению высолов на обработанной поверхности.

Появление высолов снижает гидрофобный эффект защитного покрытия и ухудшает декоративный вид обработанного камня. Другой недостаток применения этих продуктов связан с медленным процессом формирования защитного покрытия (несколько суток), в течение которых нежелательно увлажнение обрабатываемого объекта. Кроме того, поскольку эти соединения получают из отходов основного производства кремнийорганических соединений, то химический состав и свойства их могут меняться в широких пределах.

Полиалкилгидридсилоксаны (ГКЖ-94, ГКЖ-94М, водная эмульсия КЭ-30-04) [1, там же] нашли более широкое применение в качестве гидрофобизаторов. Однако образование высокоэффективных защитных покрытий на их основе связано с нагревом или введением различных катализаторов отверждения. При обычных условиях образование гидрофобного слоя происходит чрезвычайно медленно и не в полной мере, что на известняках в ряде случаев вызывает образование легкозагрязняющихся липких покрытий. Поэтому эффект не всегда стабилен, а защитные свойства не высоки. Причиной этого, по мнению большинства исследований, является слабая сорбция полигидридсилоксана на камне, особенно в отсутствие катализаторов отверждения.

Кроме того, поскольку кремнийорганические соединения, олигомеры и образующиеся полимеры хорошо растворимы или набухают в большинстве органических растворителей, то их маслостойкость (маслоотталкивающие свойства) весьма не высока.

Выпускаемый в Германии препарат "Дисбоксан-450" (фирма "Lakufa", техническая информация N 450, декабрь 1991 г., Обер-Рамшад, ФРГ) представляет собой смесь органосиланов и алкоксисилоксанов и применяется в виде водной эмульсии. После нанесения этого препарата на образец известняка в соответствии с рекомендациями фирмы нами были проведены его испытания. Оказалось, что известняк приобретает хорошие гидрофобные свойства: краевой угол смачивания водой составил 123-125o. Обработанный "Дисбоксаном-450" образец известняка выдержал 28 последовательных погружений в 14%-ный водный раствор Na2SO4 на 2 ч с высушиванием до постоянного веса. Однако краевые углы смачивания декалином и моторным маслом поверхности известняка, обработанной "Дисбоксаном-450", составили всего 58 и 68o соответственно.

Известны водные эмульсии перфторполиэфиров, как инертных, так и содержащих различные функциональные группы, используемые для защиты строительных материалов от атмосферных осадков. Гидрофобный эффект покрытия в данном случае составлял от 25 до 65% [2, D.Lenti, M.Visca. EP 337313 C1 C 04 B 41/48, (07.04.89)].

Известны также различные производные перфторполиэфиров общей формулы RfO(C3F6O)m(CFXO)nCFYZp, где Rf - перфторалкильная группа с числом атомов углерода от 1 до 3; звенья (C3F6O) и (CFXO) статически распределены по цепи; X= F, CF3, m 0; m/n= 5-40, когда n 0; p= 1-2; Y= -CH2O-, CH2OCH2-, CH2(OCH2CH2)g-, CF2-, CF2O-, CONR-, COO-, CH2-, COS-. CO-, -CH2NR-, CH2S-, где R - алкил с числом атомов углерода от 1 до 8; -OH, -NCO, -NHR, -COR, -SiRt(OR)3-t, где R имеет вышеуказанные значения [3, Strepparola E., Caporiccio G. EP 215,492 (C1 C 04 B 41/48) (08.05.91)].

В частности, предлагается применять соединения типа RfO(C3F6O)m(CF2O)n CF2CH2OZ, где и -CH2C6H5 с молекулярной массой 2300, но кроме сообщения о малом водопоглощении образцов из мрамора и оценки глубины пропитки этими соединниями, не приводятся какие-либо другие данные. Кроме того, в качестве растворителя авторы могли использовать только 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтан (aреон-113), который по Монреальской конвенции запрещен к применению из-за опасности разрешения озонового слоя Земли.

Известны также фторкремнийорганические соединения формулы [4, Takaai T., Sato Sh., Kinami H. JP 05,320,178 [93,320,178] (C1 C 07 F 7/18) (03.12.93), (CA, v.120: 1994, P271506p, CA, Patent ind. v.120: 1994, 875p)].

Эти соединения также в виде раствора во фреоне наносили на различные строительные материалы для защиты их от атмосферных осадков. За счет высокой функциональности эти соединения могли образовывать на материалах блестящую гидрофобную пленку, которая, вероятно, препятствовала нормальному воздухообмену в защищаемом материале.

Задачей настоящего изобретения является создание нового гидро-и олеофобного средства для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды.

Поставленная задача достигается применением кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты формулы в качестве гидро- и олеофобного средства для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды, которое ранее применялось для формирования подслоя, обеспечивающего прочное закрепление на стекле покрытия на основе сополимера тетрефторэтилена с перфтор-(2,2-диметил-1,3-диоксоленом). Метод получения этого соединения описан в [Kawarada Ya, Shimada K. JP 05,117,283 [93,117,283] (14.05.93) CA 119,1993, P140905z, 5].

Покрытие не отслаивалось при испытании на решетчатый надрез. Однако это соединение не применялось в качестве гидро- и олеофобного средства, предназначенного для защиты каменных зданий и сооружений от атмосферных осадков.

Мы предлагаем обрабатывать этим соединением поверхности строительных материалов для придания им гидро-и олеофобных свойств.

Это соединение после нанесения на штукатурку, известняк, песчаник, мрамор, гипс или кирпич взаимодействует с поверхностями защищаемых материалов, придавая им несмачиваемость маслами и органическими растворителями. Цвет обработанного каменного материала не изменяется после облучения ультрафиолетовой лампой ПРК-2 с расстояния 25 см в течение 980 ч. Краевые углы смачивания поверхностей водой и органическими соединениями 98 - 140o. Обработанные строительные материалы не подвергались в течение длительного времени разрушению под действием растворов солей и многократного замораживания и оттаивания. Паропроницаемость образцов известняка и штукатурки после обработки практически не изменялась.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Соединение получали аналогично [5, Kawarada Ya, Shimada K. JP 05,117,283 [93,117,283] (14.05.93) CA 119, 1993, P140905z из и - аминопропилтриэтоксисилана.

Т.кип. 140-144o/1 мм, nD20 = 1,3550, d420 = 1,4248 г/см2, выход 98%.

Пример 2. Обработка строительных материалов.

Образец из известняка, штукатурки или гипса, размером 30х30х10 мм погружали в растворы этого фторкремнийорганического соединения в этилацетате, бутилацетате или хлористом метилене на 6 мин, затем высушивали при комнатной температуре в течение 7 дней, определяли привес. Во всех случаях привес составил приблизительно 1,5 - 1,7% от массы образца.

Образцы были подвергнуты следующим испытаниям: водопоглощению в течение 48 ч (методом полного погружения) изменению паропроницаемости, циклическому замораживанию при - 28oC и оттаиванию в воде при +20oC, циклическому намоканию и высушиванию в 14%-ном водном растворе Na2SO4 при +20oC. Определялись также краевые углы смачивания поверхностей водой, декалином и моторным маслом ( см. таблицу).

Паропроницаемость образцов, обработанных этим соединением, определенная по ГОСТ 25898-83, изменилась по сравнению с необработанными лишь на 5,1%. Образцы штукатурки выдерживали без разрешения 160 циклов "замораживания-оттаивания" и 40 циклов "намокания-высушивания" в 14%-ном водном растворе Na2SO4. Необработанные образцы штукатурки разрушались после 43 циклов "замораживания-оттаивания" и уже после 4 циклов "намокания-высушивания" в 14%-ном водном растворе Na2SO4. Коэффициент водопоглощения при капиллярном подсосе (метод Рилем, 11.6) составил 0,04 кг/м2с0,5. Гидрофобный эффект 97%.

Подобные же результаты были получены после обработки известняка. Обнаруженный гидрофобный эффект и краевые углы смачивания сохранялись после выдержки образцов в воде и солевом растворе в течение 15 суток.

Формула изобретения

Применение кремнийорганического амида перфторкарбоновой кислоты формулы в качестве гидро- и олеофобного средства для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к химии кремнийорганических соединений, применяемых для получения полимерных кремнийсодержащих продуктов различных классов
Изобретение относится к химии кремнийорганических соединений, применяемых для получения полимерных кремнийсодержащих продуктов различных классов
Изобретение относится к химической технологии кремнийорганических соединений, а именно к способам переработки твердых отходов синтеза органохлорсиланов, которые могут быть использованы, например, в металлургии

Изобретение относится к области химической технологии кремнийорганических соединений, а именно, к способам получения мономерных алкилхлорсиланов из полимерных кремнийорганических соединений - полисиланов, поликарбосиланов или их смесей
Изобретение относится к области получения метилхлорсиланов, являющихся мономерами для синтеза полимерных кремнийорганических материалов
Изобретение относится к химии кремнийорганических соединений, в частности к способам получения органоалкоксисиланов, и может быть использовано при получении кремнийорганических жидкостей и смол различных типов

Изобретение относится к области химии кремнийорганических соединений, а точнее к области получения галоидалкилзамещенных кремнийорганических соединений

Изобретение относится к химии кремнийорганических соединений, в частности к способам получения фенилэтоксисиланов и может быть использовано при получении полифенилсилоксановых смол, широко используемых в народном хозяйстве

Изобретение относится к химии кремнийорганических соединений, а именно к способу получения новой смеси мономеров, содержащих функциональные группы, для синтеза полиэтилсилоксановых жидкостей, которые могут использоваться в качестве теплоносителей, рабочих жидкостей для гидросистем, основы низкотемпературных масел и др

Изобретение относится к новым диорганополисилоксанам с короткой цепью, линейной или циклической, или триорганосиланам, имеющим фильтрующие фрагменты с сульфонамидной функцией, выбранные среди производных 3-бензилиденкамфоры, бензотриазолов, бензофенонов и беизимидазолов, более конкретно, эти соединения применимы в качестве солнечных органических фильтров в косметических композициях, предназначенных для защиты кожи и волос против ультрафиолетового излучения

Изобретение относится к способу получения триметилсилильных производных амидов карбоновых кислот, которые широко применяются в синтезе лекарственных препаратов, хроматографии, спектроскопии стерически затрудненных фенолов, кетостероидов, нуклеозидов, простагландинов

Изобретение относится к кремнийорганической химии и может быть использовано для синтеза 1-(хлорметил)силатрана , применяющегося в медицине и сельском хозяйстве

Изобретение относится к химии кремнийорганических соединений, а именно к способу получения 3-[N,N-бис(2-гидрокси-3-метакрилоксипропил)амино]пропил (триэтокси)силана формулы: Указанное соединение используется для аппретирования стекловолокна в композиционных стеклопластиках, применяемых в качестве конструкционных материалов, изделий сантехнического оборудования и т.д

Изобретение относится к защите металлов от коррозии с помощью применения антикоррозионных покрытий и может найти применение при защите от коррозии металлоконструкций, трубопроводов, вентиляционных систем, аппаратуры, в строительстве предприятий химической, атомной, металлургической промышленности, судостроения, сельском строительстве, энергетике и т.п

Изобретение относится к области химии кремнийорганических соединений, а именно, к способу получения гексаметилдисилазана, который используется как реагент для синтеза кремнийорганических соединений, получения пенициллинов, цефалоскоринов, витаминов, а также аппретирования материалов различного назначения

Изобретение относится к области синтеза композиционных силикатных красок, которые находят применение в строительстве и быту в качестве фасадных красок, а также предназначаются для внутренней отделки зданий и помещений
Наверх