[发明专利]用作使纤维水泥疏水化的添加剂的烷基硅树脂

说明书

本发明涉及烷基硅树脂(A)，其包含至少80重量％的通式(I)的单元：R¹_a(R²O)_bR³_cSiO_{(4‑a‑b‑c)/2}(I)，其中R¹、R²、R³代表权利要求1中所定义的烷基，a为0、1、2或3，b为0、1、2或3，以及c为0、1或2，条件是a+b+c的总和小于或等于3，并且在至少50％的所述通式(I)的单元中，a+b总和为0或1，以及在至少20％的所述通式(I)的单元中，c为1，其中烷氧基R²O的含量为5‑20重量％。本发明还涉及由氯硅烷、醇和水在反应塔中生产烷基硅树脂(A)的连续方法，以及使纤维水泥整体疏水化的连续方法，其中生产包含水、纤维、水泥和烷基硅树脂(A)的混合物，还涉及烷基硅树脂(A)在纤维水泥的整体疏水化中的用途。

本发明涉及烷基硅树脂(A)，生产烷基硅树脂(A)的连续性方法，用烷基硅树脂(A)对纤维水泥进行整体疏水化(bulk hydrophobicization)的连续性方法以及烷基硅树脂(A)用于纤维水泥的整体疏水化的用途。

有机硅化合物因具有优异的浸渍效果以防水抗污，对环境友好且生理上可接受，因此长期用于建筑保护。

常规的浸渍剂包含具有疏水性烷基的烷氧基硅烷，其中广泛使用具有8个碳原子的烷基，特别是正辛基或1,4,4-三甲基戊基。这类疏水化硅烷的典型代表是正辛基三乙氧基硅烷和1,4,4-三甲基戊基三乙氧基硅烷。

大多数市售的用于使建筑材料疏水化的组合物不仅包含上述硅烷，还包含其他有机硅化合物，特别是甲基硅树脂、线性聚二甲基硅氧烷或者例如用氨基改性的线性聚二甲基硅氧烷。相应的混合物可以纯净形式、在有机溶剂中的溶液形式或水乳液的形式施用。

原则上，可以分为两种施用形式。第一种，通过涂料配方使现有建筑例如混凝土桥梁、房屋外墙或屋顶瓦片在后续进行疏水化。在此，至少在为多孔建筑材料的情况下，所施用的涂料也可以渗透到基材中，从而在深度上至少产生一定的作用。与仅在表面施用的油漆或清漆相比，较小的表面损坏不会必然导致疏水保护作用的丧失。但是，对于仅表面浸渍的材料，更大的损坏或钻孔、切边、锯切或断裂的边缘会导致在相关位置失去保护作用。

虽然后续表面疏水化通常是对现有建筑而言唯一实用的浸渍方法，但是在生产基于水硬性粘合剂例如，混凝土或纤维水泥的部件时，可以在凝固过程之前添加疏水剂。这种整体疏水化的优点在于，以这种方式，对部件的整个体积而不仅仅只是对其表面提供了防水保护。在部件被损坏或有意切割或设有钻孔时，保护作用不会因此丢失。另外，整体疏水化节省了随后的涂覆固化部件的额外工作步骤。

在要疏水化的部件中，纤维增强的水泥复合材料尤其重要。

为了生产这些，通常首先将纤维和水泥，通常为常规的波特兰水泥的高度稀释的浆料脱水以得到具有约0.3mm厚度的膜，然后在辊上卷绕至在各种情况下所需的厚度。然后将卷起的纤维水泥层切割并弄平以得到平板，然后可以将平板切割成在各种情况下所需的形状和尺寸。固化可以在空气中进行数天(通常为1-2周)，也可以通过高压蒸煮在高温下显著更快地进行。在后一过程中，还可以将40％-60％的沙子添加到纤维水泥中。在升高的高压釜温度下，这种沙子与水泥中过量的石灰发生反应，形成钙-二氧化硅水合物。

首先且首要使用的纤维是石棉、纤维素、聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚乙烯醇(PVOH)或聚丙烯(PP)纤维。然而，也可以使用碳纤维和聚丙烯腈纤维。石棉纤维在其性能方面尤其具有大量优势，因为它们不仅具有很好的强度和刚性，而且作为无机材料也可以牢牢地结合到水泥基体上。与纤维素纤维不同，例如，石棉纤维也不会腐烂。

然而，由于石棉对健康的危害，这种纤维材料的使用量正在减少，特别是在西方工业国家；相应的产品已经在欧洲和北美完全消失了。然而，全世界使用的纤维板中超过50％仍含有石棉纤维。