Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

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

Классы МПК:C04B41/49 соединения, содержащие одну или более связей углерода с металлом или кремния с углеродом
C07F7/10 содержащие азот 
C07F7/12 кремнийорганические соединения, содержащие галоген 
Автор(ы):, , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН,
ОАО "Московский комитет по науке и технологиям"
Приоритеты:
подача заявки:
1998-12-04
публикация патента:

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.

Рисунки к патенту РФ 2149151

Рисунок 1

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 гидро- и олеофобное средство для защиты строительных   материалов от вредного воздействия окружающей среды, патент № 2149151 0; m/n= 5-40, когда n гидро- и олеофобное средство для защиты строительных   материалов от вредного воздействия окружающей среды, патент № 2149151 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; гидро- и олеофобное средство для защиты строительных   материалов от вредного воздействия окружающей среды, патент № 2149151 -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 гидро- и олеофобное средство для защиты строительных   материалов от вредного воздействия окружающей среды, патент № 2149151 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)].

гидро- и олеофобное средство для защиты строительных   материалов от вредного воздействия окружающей среды, патент № 2149151

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

гидро- и олеофобное средство для защиты строительных   материалов от вредного воздействия окружающей среды, патент № 2149151

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 гидро- и олеофобное средство для защиты строительных   материалов от вредного воздействия окружающей среды, патент № 2149151

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

из гидро- и олеофобное средство для защиты строительных   материалов от вредного воздействия окружающей среды, патент № 2149151 и гидро- и олеофобное средство для защиты строительных   материалов от вредного воздействия окружающей среды, патент № 2149151- 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/м2гидро- и олеофобное средство для защиты строительных   материалов от вредного воздействия окружающей среды, патент № 2149151с0,5. 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

гидро- и олеофобное средство для защиты строительных   материалов от вредного воздействия окружающей среды, патент № 2149151

в качестве гидро- и олеофобного средства для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C04B41/49 соединения, содержащие одну или более связей углерода с металлом или кремния с углеродом

Патенты РФ в классе C04B41/49:
смеси, содержащие кремнийорганические соединения, и их применение -  патент 2516298 (20.05.2014)
способ получения аминооксиалкиленсодержащего олигоалкоксисилоксана и самоэмульгирующиеся композиции на его основе -  патент 2389734 (20.05.2010)
гидрофобизирующая кремнийорганическая композиция -  патент 2378302 (10.01.2010)
гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов и конструкций от вредного воздействия окружающей среды и водоэмульсионная композиция на его основе -  патент 2370476 (20.10.2009)
способ уплотнения пор в природных камнях -  патент 2359946 (27.06.2009)
водоэмульсионная композиция для защиты строительных материалов и конструкций от вредного воздействия окружающей среды -  патент 2327674 (27.06.2008)
способ поверхностной гидрофобизации осадочных и метаморфических карбонатных пород -  патент 2211206 (27.08.2003)
фторкремнийорганические соединения в качестве гидро- и олеофобных средств для защиты строительных материалов от вредного воздействия окружающей среды -  патент 2151151 (20.06.2000)
силикатная краска -  патент 2041900 (20.08.1995)

Класс C07F7/10 содержащие азот 

Патенты РФ в классе C07F7/10:
замещенные (r)-3-(4-метилкарбамоил-3-фторфениламино)-тетрагидро-фуран-3-енкарбоновые кислоты и их эфиры, способ их получения и применения -  патент 2520134 (20.06.2014)
способ получения сорбционного материала на основе силикагеля с иммобилизованной формазановой функциональной группой -  патент 2520099 (20.06.2014)
бисамидные производные и их применение в качестве инсектицидных соединений -  патент 2515966 (20.05.2014)
производные 4,5-дигидро-оксазол-2-ила -  патент 2513086 (20.04.2014)
способ получения 1-этоксисилатрана -  патент 2510628 (10.04.2014)
способ получения отвердителя для среднемолекулярных эпоксидных смол -  патент 2509783 (20.03.2014)
катализатор и способ дисмутации содержащих водород галогенсиланов -  патент 2492924 (20.09.2013)
способ получения полиизоцианатов, содержащих аллофанатные и силановые группы -  патент 2481360 (10.05.2013)
способ получения о-силилуретанов, содержащих диазольные фрагменты -  патент 2462468 (27.09.2012)
способ получения отвердителя низкомолекулярных эпоксидных смол -  патент 2462467 (27.09.2012)

Класс C07F7/12 кремнийорганические соединения, содержащие галоген 

Патенты РФ в классе C07F7/12:
способ получения бромдифторметил(триметил)силана -  патент 2528427 (20.09.2014)
асфальтоминеральные композиции -  патент 2501821 (20.12.2013)
способ получения трихлорсилана и тетрахлорсилана -  патент 2499801 (27.11.2013)
способ получения органохлорсиланов методом газофазной термической конденсации и реактор для его осуществления -  патент 2486192 (27.06.2013)
способ очистки абгазов от хлористого метила -  патент 2470697 (27.12.2012)
способ получения метил(фенэтил)дихлорсилана -  патент 2453551 (20.06.2012)
функциональные фторсодержащие силаны и способ их получения -  патент 2398775 (10.09.2010)
способ получения фенилсодержащих хлорсиланов с алифатическими или циклопарафиновыми углеводородными растворителями -  патент 2373216 (20.11.2009)
гидро- и олеофобное средство для защиты строительных материалов и конструкций от вредного воздействия окружающей среды и водоэмульсионная композиция на его основе -  патент 2370476 (20.10.2009)
способ гриньяра с повышенным содержанием дифенилхлорсиланов -  патент 2354660 (10.05.2009)

Наверх