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一种用于填缝剂增强和防水处理的湿固化液体组合物及其制法和用途

技术摘要:
本发明公开了一种用于填缝剂增强和防水处理的湿固化液体组合物(C)及其制法和用途。该湿固化液体组合物(C)由反应性防水剂、催化剂、烷氧基硅改性聚合物及其他功能组分混合制得,具有低黏度、高水解交联反应活性、环境友好、健康安全,在填缝剂施工完全干燥后,涂于填缝  全部
背景技术:
填缝剂也叫勾缝剂,通常是以白色或灰色硅酸盐水泥为主料,配以滑石粉、石英粉 或重质碳酸钙和颜料等粉体,以及可分散胶粉和少量的木制纤维、纤维素醚、憎水剂等混合 而成,使用前加水进行搅拌混合,用橡皮填缝刀或软质刮板,把拌好的填缝剂沿砖面对角线 方向压入已经清洁过的缝里,填满缝隙,并把多余部分刮走。填缝剂的优点是易操作、黏合 性强、收缩小、具有较好的抗压和耐磨损防裂纹的性能。其缺点易脏黑、缺乏弹性和不具备 防水性能。使用一段时间后容易脏、掉粉末和发黑。尤其像卫生间这种用水频率高的区域使 用后容易后期缝隙渗水滋生细菌有异味影响家人的健康。 对于上述情况,主要有两种解决方法,一种是清理旧的填缝剂重新进行填缝剂填 缝施工;另一种是清理旧的水泥基填缝剂,换成树脂基的美缝剂,目前的树脂基美缝剂主要 是双组分的环氧树脂体系,其防水性、防霉性、防污性都非常优秀,但其施工需要瓷砖间留 有比较宽的缝隙,一般旧的使用填缝剂的瓷砖铺贴留缝宽度都比较小,很难进行树脂基美 缝剂的施工操作。 因此,期望得到一种用于填缝剂增强和防水处理的低粘度液体防水化合物,具有 简单易用,对人体健康和生态环境无害,高效可靠。对已施工的填缝剂进行增强加固和防水 处理,或者对已劣化的填缝剂进行修补和防水处理,并能够实现在有人居住的环境下进行 防水操作而不影响正常的生活。
技术实现要素:
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种用于填缝剂增强和防水处理 的湿固化液体组合物,具有低粘度而且简单易用,对人体健康和生态环境无害,高效可靠, 从而能够实现在有人居住的环境下进行原有填缝剂的增强和防水施工。 为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案: 本发明首先公开了一种用于填缝剂增强和防水处理的湿固化液体组合物(C),该 组合物包含: (1)100质量份具有式(I)的结构的反应性防水剂(W): R-[Si(OR1) R2a (3-a)]b   (I) 式(I)中: -R选自含有1至40个碳原子的单价或多价烃基,其中碳链可被氧原子分隔,但R与 Si(OR1) R2a (3-a)是通过C-Si键连接;优选地R为具有4至20个碳原子的纯支链或无支链的烃 基。尤其优选的基团R为异辛基、正辛基、癸基、十二烷基、十四烷基,和十六烷基。 5 CN 111592824 A 说 明 书 2/18 页 -R1在每次出现时可以是相同或者不同的,代表单价的1至4个碳原子的烃基部分; 优选为甲基或乙基 -R2在每次出现时可以是相同或者不同的,代表单价的1至20个碳原子的烃基部 分;优选为甲基; -a在每次出现时可以是相同或者不同的,为1或2或3;优选为2或3,更加优选为3, -b为大于0的整数,代表R中碳原子上的H原子被-Si(OR1)aR2(3-a)取代的数量;优选 为1或2,更加优选为1。 优选的,具有式(I)的结构的反应性防水剂(W)选自4至24个碳原子的烷基或烯基 的主链/支链/脂环烃/芳香烃中单个碳原子上的氢被三甲氧基硅基/三乙氧基硅基/甲基二 甲氧基硅基取代/甲基二乙氧基硅基取代所形成的烷氧基化合物的一种或多种的混合物, 更加优选的是主链或支链的端头碳源自上的氢原子被烷氧基硅取代的结构。其中,“/”代表 “或”。 本发明的具有式(I)的结构的反应性防水剂(W)可通过本领域中已知的各种方法 制备。在一种具体的方法中,具有式(I)的结构的反应性防水剂(W)通过使烯烃(即含有碳碳 双键的烃)与H-Si(OR1) R2a (3-a)的可水解的含氢基硅氧烷进行硅-氢加成反应得到;或者由烯 烃(即含有碳碳双键的烃)与H-SiCl3或H-Si(CH3)Cl2的含氢基的氯硅烷进行硅-氢加成反 应,再与甲醇或者乙醇进一步反应得到。而含有碳碳双键的中间体的硅-氢加成反应条件是 本领域中熟知的,例如描述于《Comprehensive  Handbook  of  Hydrosilylation》 B.Marciniec(ed),Pergamon  Press,NewYork(1992)。 优选的,R是具有6至20个碳原子的烷基或烃基,因为更高碳原子数的烃基避免了 施用期间的蒸发,固化后具有更好的疏水性;而过高于碳原子的烯烃难于制得,成本也较 高。 具有式(I)的结构的反应性防水剂(W)可以选择但不仅限于包括异辛基三甲氧基 硅烷、异辛基三乙氧基硅烷、n-辛基三甲氧基硅烷、n-辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅 烷、癸基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十四烷基三甲氧 基硅烷、十四烷基三乙氧基硅烷、十六基三甲氧基硅烷、十六基三乙氧基硅烷,以及带更长 烷基的硅烷 (2)0.5至50质量份数份含胺基的硅氧烷催化剂(C1)和含金属的催化剂、胍和咪的 催化剂(C2)组合; 含胺基的硅氧烷催化剂(C1)可以含氨基的硅氧烷,也可以是含氨基的低聚硅氧 烷,该含氨基的硅烷或低聚硅氧烷在湿固化液体组合物(C)中亦为粘接促进剂。优选的包含 H2N(CH2)3-、H2N(CH2) 32NH(CH2)3-和HN(R )-(CH2)3-(H3CO)3Si(CH2)3NH(CH2)3-基团。 本发明中,可以优选但不仅限于下列含氨基的硅氧烷实例:H2N(CH2)3-Si(OCH3)3、 H2N(CH2)3-Si(OC2H5)3、H2N(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、H2N(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3、H2N(CH2)2NH (CH2)3-Si(OCH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、H2N (CH2)2NH(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH (CH2)3-Si(OC2H5)3、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3- Si(OC2H5)2CH3、HN(n-C4H9)(CH2)3-Si(OCH3)3、HN(n-C4H9)(CH2)3-Si(OC2H5)3、HN(n-C4H9) (CH2)3Si(OCH3)2CH3、HN(n-C4H9)(CH2)3Si(OC2H5)2CH3、HN(环-C6H11)(CH2)3-Si(OCH3)3、HN(环- 6 CN 111592824 A 说 明 书 3/18 页 C6H11)(CH2)3-Si(OC2H5)3、HN(环-C6H11)(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、HN(环-C6H11)(CH2)3-Si(OC2H5) 2CH3、HN(C6H5)(CH2)3-Si(OCH3)3、HN(C6H5)(CH2)3-Si(OC2H5)3、HN(C6H5)(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、 HN(C6H5)(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3、HN[(CH2)3Si(OCH3)3]2、HN[(CH2)3Si(OC2H5)3]2、HN[(CH2)3Si (OCH3)2CH3]2、HN[(CH2)3Si(OC2H5)2CH3]2、HN(n-C4H9)(CH2)-Si(OCH3)3、HN(n-C4H9)(CH2)-Si (OC2H5)3、HN(n-C4H9)(CH2)Si(OCH3)2CH3、HN(n-C4H9)(CH2)Si(OC2H5)2CH3、HN(环-C6H11)(CH2)- Si(OCH3)3、HN(环-C6H11)(CH2)-Si(OC2H5)3、HN(环-C6H11)(CH2)-Si(OCH3)2CH3、HN(环-C6H11) (CH2)-Si(OC2H5)2CH3、HN(C6H5)(CH2)-Si(OCH3)3、HN(C6H5)(CH2)-Si(OC2H5)3、HN(C6H5)(CH2)- Si(OCH3)2CH3、HN(C6H5)(CH2)-Si(OC2H5)2CH3以及他们的部分的水解得到的齐聚物或者共聚 物,优选为商业化可得或是通过化学中常用的制备方式可得到的。 用于本发明的组合物的催化剂(C2)可以是任何期望的迄今为止已经公开的含金 属固化催化剂、胍和脒。本发明使用的含金属固化催化剂(C2)优选地是含金属钛化合物和 含金属锡化合物。合适的本发明的含含金属的催化剂(C2)包括但不仅限于含金属钛化合 物,如双(乙酰乙酸乙酯)合二异丙氧基钛(IV),钛酸四异丙酯,钛酸四丁酯,钛酸四异丁酯, 丁基磷酸酯、乙醇和异丙醇的钛络合物等,以及他们的混合物。商业上可以获得的含钛催化 剂包含但不仅限于:DorfKetal的 PITA,726,TPT,9000,BTM和IAM。有机锡(IV)化 合物,如二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、二马来酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡(DBTA)、二辛酸二 丁基锡(DOTDL)、乙酰丙酮合二丁基锡(DBTAc)、氧化二丁基锡(DBTO)、二乙基己酸二丁基 锡、二硬脂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡(DOTDL)、二马来酸二辛基锡、二乙酸二辛基锡、 二辛酸二辛基锡、乙酰丙酮合二辛基锡、氧化二辛基锡、二乙基己酸二辛基锡、二硬脂酸二 辛基锡、正硅酸乙酯与二辛基锡或二丁基锡的配合物等;亚锡(II)催化剂,如辛酸亚锡、环 烷酸亚锡等。本发明的催化剂(C1)可以是脒,如1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)或1, 8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU);或胍,如1,3-二苯基胍、1,1,2-三甲基胍、1,1,3, 3-四甲基胍、1,1,2,3,3-五甲基胍、2-乙基-1,1,3,3-四甲基胍、2-丁基-1,1,3,3-四甲基 胍。本发明使用的催化剂(C2)优选是商业化产品。 优选的,基于100质量份的反应性防水剂(W),应含有1至35质量份的含胺基的硅氧 烷催化剂(C1)和含金属的催化剂、胍和咪的催化剂(C2)组合;含胺基的硅氧烷催化剂(C1) 可以是含氨基的硅烷,也可以是含氨基的低聚硅氧烷,该含氨基的硅烷或低聚硅氧烷在湿 固化液体组合物(C)中还作为粘接促进剂。催化剂(C2)与催化剂(C1)中胺基团的摩尔比是0 至100:1,优选的摩尔比为0至10:1,更加优选为0至1:1;本发明的催化剂组合特别优选为含 胺基的硅氧烷催化剂(C1)和含金属锡、钛的催化剂(C2)的组合,更特别优选为含金属钛 (IV)的催化剂(C2) . (3)0至300质量份具有式(II)的结构的烷氧基硅改性烷改性聚合物(A)。 P-[L-(CR32)c-Si(OR4) R5d (3-d)]e   (II) 式(II)中: -P独立的代表为数均分子量为100至100000g/mol的c价聚合物部分,经由L官能团 与烷氧基硅改性基-(CR32)c-Si(OR4) 5dR (3-d)键接,键合位置可以在P的任意位置。 -R3在每次出现时可以是相同的也可以是不同的,并且代表氢原子或单价的1至10 个碳原子的直链或者支链的烃基,或者是7至15个碳原子的芳香族取代烷烃,或者是6至14 个碳原子的芳香烃基团;优选为H原子 7 CN 111592824 A 说 明 书 4/18 页 -R4在每次出现时可以是相同或者不同的,代表单价的1至4个碳原子的烃基部分; -R5在每次出现时可以是相同或者不同的,代表单价的1至20个碳原子的烃基部 分; -L在每次出现时可以是相同或者不同的,代表聚合物部分P与烷氧基硅基- (CR32)c-Si(OR4)dR5(3-d)的连接基团。可为化学键(“-”)、氧(-O-)、硫(-S-)、胺(-NR99-)、-O-C (=O)-NH-、-S-C(=O)-NH-、-NR99-C(=O)-NH-、-NH-C(=O)-NR99-、-NH-C(=O)-S-,其中, R99在每次出现时可以是相同或者不同的,代表氢,或具有1至10个碳原子的直链或者支链的 一价烃基基团,或3-20个碳原子的含脂肪环或取代基为脂肪环的烃基,或6至20个碳原子的 单价芳香烃基团或取代基含芳香族基团的单价烃基基团,或含有-C(=O)-的基团,或- (CR32)c-Si(OR4) 5dR (3-d); -c在每次出现时可以是相同或者不同的,为0至10的整数;优选为1至4,更加优选 为1或3. -d在每次出现时可以是相同或者不同的,为1或2或3; -e>0,代表P中与-L-(CR3 42)c-Si(OR )dR5(3-d)发生键合的基团的平均官能度,可以为 整数也可以为小数;优选为e≥1;更加优选为2至4。 优选的,烷氧基硅改性烷改性聚合物(A)为一种主链结构或者多种主链结构的直 链或者非直链或的主链结构混合物,其聚合物部分P为具有优异的耐水性能和耐水解性能 的聚硅氧烷、聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚烯烃衍生物、聚丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸 酯,醇、胺、酚、酸等含活泼氢的化合物与环氧氯丙烷的缩合反应物链段,或者由以上链段反 应而成的聚氨酯,聚酰胺、聚酰亚胺、聚脲、聚酯主链的单个或者两个以上的混合,具有400 至25000g/mol的数均分子量;优选的烷氧基硅改性基-(CR3 ) -Si(OR4) R5 中R32 c d (3-d) 为氢原 子,R5为甲基:当c=0时,L为氧原子,且键合在P的Si原子上,或者L为化学键“-”,-Si(OR4) R5d (3-d)直接与P中的碳原子连接;当c=1时选择R4为甲基且d=2或选择R4为乙基且d=3;当c =3时选择R4为甲基且d=2或3,或者选择R4为乙基且b=3,c=1或3时L为硫(-S-)、胺(- NR99-)、-O-C(=O)-NH-、-S-C(=O)-NH-、-NR99-C(=O)-NH-、-NH-C(=O)-NR99-、-NH-C(= O)-S-。 烷氧基硅基团可以通过自由基反应,加成反应,包括亲核加成、亲电加成、硅氢加 成、巯-烯加成、Michael加成、Diels-Alder加成,开环加成等,或者缩合反应,包括酯化反 应、酰胺化反应等,或异氰酸酯官能化合物与具有与异氰酸酯反应基团的化合物之间的反 应等化学中常用的方法键接至聚合物部分(P1)的任意位置,如端头或/和接枝在链段中间 等。 优选地,前述的烷氧基硅改性聚合物(A)可以通过但不限于以下公开的合成路线 进行制:备(1)异氰酸酯基硅烷与羟基官能团的多元醇直接反应制备,可以参考专利文献 EP1535940,WO2006/136261;(2)异氰酸酯基硅烷与羟基封端的聚氨酯的反应制备,可以参 考专利US5990257,CN105085863,CN105085864中所述;(3)胺基硅烷与异氰酸酯封端的聚氨 酯预聚物反应制备,可以参考专利文献WO2001/016201中所述的制备方法;(4)含Si-H键的 烷氧基硅改性烷与烯基封端的聚氧化烯基醚或者聚氨酯;(5)含胺基聚合物与异氰酸酯基 硅氧烷反应;(6)含羧基或者羧酸酐基团的聚合物与含胺基的硅氧烷反应;(7)含烯基的聚 合物和含巯基的硅烷进行反应,可通过自由基反应或者Michael加成反应进行制备;(8)含 8 CN 111592824 A 说 明 书 5/18 页 α,β-不饱和羰基基团的聚合物,如含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯基团等,与含胺基的硅烷的 “烯-胺”反应制备等;(9)具有聚硅氧烷主链结构烷氧基改性的硅倍半氧烷(A)制备可参照 描述于DE102007010544,WO  2008/107331中的方法进行制备,一般具有Si-O-Si键合的笼状 的或聚合体结构的聚硅氧烷化合物。 具有式(II)结构的烷氧基硅改性聚合物(A)其中一个实施例优选结构为:P-[O-C (=O)-NH-CH2-Si(CH3)(OCH3)2] 或P1c -[O-C(=O)-NH-(CH2)3-Si(OCH3)3]e,可以通过上述的 (1)或(2)的合成路线进行制备。 具有式(II)结构的烷氧基硅改性聚合物(A)另一个实施例优选结构为P-[NH-C(= O)-NR99-(CH2)3-Si(OCH3)3]e;可以通过上述的(3)的合成路线制备。 具有式(II)结构的烷氧基硅改性聚合物(A)另一个实施例优选结构为P[-C(=O)- NR99-(CH2)3-Si(OCH3)3]e;可以通过上述的(6)的合成路线制备。 具有式(II)结构的烷氧基硅改性聚合物(A)另一个实施例优选结构为:P[-O- (CH2)3-Si(OCH3)3]e;可以通过上述的(4)的合成路线制备。 具有式(II)结构的以聚硅氧烷为主链的烷氧基硅改性聚合物(A)优选烷氧基改性 的聚倍半硅氧烷硅化合物,具体的甲氧基硅基改性的聚甲基倍半硅氧烷硅化合物、甲氧基 硅基改性的聚苯基基倍半硅氧烷硅化合物、乙氧基硅基改性的聚甲基倍半硅氧烷硅化合 物、乙氧基硅基改性的聚苯基基倍半硅氧烷硅化合物、甲氧基硅基和乙氧基硅基改性的聚 甲基倍半硅氧烷硅化合物、甲氧基硅基和乙氧基硅基改性的聚苯基倍半硅氧烷硅化合物、 甲氧基硅基和乙氧基硅基改性的聚甲基倍半硅氧烷-聚苯基倍半硅氧烷硅化合物。优选地 平均数均分子量为具有400g/mol至10000g/mol,更加优选平均数均分子量为具有500g/mol 至3000g/mol;在23℃和101kPa下可以是固体或液体,优选地是液体,具有10至100000mPas、 更加优选地50至50000mPas、特别优选100至20000mPas的粘度。本发明使用的以聚硅氧烷为 主链的烷氧基硅改性聚合物(A)是商业化产品或者可以通过在硅化学中常用的方法制备得 到。 关于一种用于填缝剂增强和防水处理的湿固化液体组合物(C)的制法,优选的,基 于100质量份具有式(I)的结构的反应性防水剂(W);5至250质量份具有式(II)的结构的烷 氧基硅改性聚合物(A),更加优选为10至200份,特别优选为20至150质量份的具有式(II)的 结构的烷氧基硅改性烷改性聚合物(A),聚合物(A)赋予湿固化液体组合物(C)的表面成膜 性以及组合物(C)固化后的韧性,从而达到防水、增强和防开裂等性能。 本发明中具有式(II)的结构的烷氧基硅改性聚合物(A),优选为以聚烯烃链段为 主链的烷氧基硅改性聚合物(A)、以聚氧化丙烯基醚或聚四氢呋喃聚醚为主链或基于聚氧 化丙烯基醚链段的聚氨酯为主链或基于聚四氢呋喃链段的聚氨酯为主链的烷氧基硅改性 聚合物(A),以及以聚碳酸酯为主链或以基于聚碳酸酯链段的聚氨酯为主链的烷氧基硅改 性聚合物(A)中的一种或几种的混合。 作为一种具体的具有式(I)结构的以聚烯烃主链的烷氧基硅改性聚合物(A)制备 过程如下:使用结构式为O=C=N-(CR3 4 52)c-Si(OR )dR (3-d)的含异氰酸酯基的硅氧烷和与羟 基封端的聚烯烃作为原料,按照NCO:OH=1:1(摩尔比),在通氮气保护的气氛下,70~90℃ 下反应3小时得到具有式(I)结构以聚烯烃主链的烷氧基硅改性聚合物(A),其中烷氧基硅 键接在主链的端头。羟基封端的聚烯烃,可选择羟基封端聚丁二烯,羟基封端聚异戊二烯, 9 CN 111592824 A 说 明 书 6/18 页 羟基封端丁二烯-苯乙烯共聚物,羟基封端聚月桂烯,羟基封端聚1-丁烯,羟基封端聚异丁 烯,羟基封端聚1-辛烯等,优选为含共轭烯烃单体经自由基或活性聚合或者共聚的端羟基 聚合物或者共聚物。 更具体的制备方法为:使用异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷(O=C=N-(CH2)3-Si (OCH3)3)或者异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(O=C=N-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3)或异氰酸酯基 丙基甲基二甲氧基硅烷(O=C=N-(CH2)3-Si(OCH3)2(-CH3))与羟基封端液体聚丁二烯 (HTPB),其数均分子量优选在1000g/mol至8000g/mol的范围内,作为原料,按照NCO:OH=1: 1(摩尔比),在通氮气保护的气氛下,80~90℃反应3小时得到具有式(I)结构以聚烯烃主链 的烷氧基硅改性聚合物(A1)。本领域技术人员还可参考专利文献WO2016/180649中描述的 方法制备具有式(I)结构以聚烯烃主链的烷氧基硅改性聚合物(A)。 另外,在市场上也可以商业方法取得具有式(I)结构以聚烯烃主链的烷氧基硅改 性聚合物(A)中,比如 EP  ST-M和 EP  ST-E  100,两种产品可以在 EVONIK公司购得。其中, EP  ST-M是三甲氧基硅烷封端的液体聚丁二烯, EP  ST-E  100为三乙氧基硅封端的液体聚丁二烯。 本发明中具有式(II)结构的烷氧基硅改性聚合物(A)还可优选为聚烯烃的主链, 将烷氧基硅接枝至聚烯烃主链上,具体的合成可以选择使用含烯基的烷氧基硅化合物,如 乙烯基烷氧基硅烷、烯丙基烷氧基硅烷、丙烯酸酯基烷氧基硅烷、甲基丙烯酸酯基烷氧基硅 烷等与烯烃单体聚烯烃进行反应,将烯基硅烷插入聚烯烃的主链中,具体的信息可以参阅 专利文献DE19635882.5和DE19724835.7。在本发明的一个实施例中作为另一个优选的具有 结构(I)的具有聚烯烃主链的烷氧基硅改性聚合物(A1)可以选择EVONIK的商业化产品 206,其数均分子量为10600g/mol,软化点(环球法)为98℃,常温下为固 体,需要预先溶解或溶胀并分散至稀释剂后加入至组合物(C)的配方中。 另一种将烷氧基硅接枝至聚烯烃主链上的方法如下: 1)选择由含有共轭不饱和双键的聚烯烃或共聚烯烃,如聚丁二烯,聚异戊二烯、聚 丁二烯-苯乙烯共聚物等,优选为双键含量高、分子量高粘度较小的液体聚烯烃; 2)在无引发剂体系下加热反应将一定量的马来酸酐接通过Ene反应和Diels- Alder反应等周环反应机理枝到上述含不饱和双键的聚烯烃链上。优选的马来酸酐与聚烯 烃的摩尔比在1.5至5.0的范围内。更优选的为2至4的范围内。 上述将马来酸酐接枝到聚烯烃的更多的制备细节可以参考文献: B.C.Trivedi.Maleic  Anhydride.New  York:Plenum  Press.1982:P147—149; H.M.R.Hoffrnan  Angew.Ene  reaction.Chem.Internal,Edil...1969.8(8):P556 ~577. 在市场上可得的马来酸酐改性聚烯烃,可选择 MA75(EVONIK商售产 品)或者 130MA8, 142MA3(CRAY  VALLEY商售产品); 3)将马来酸酐改性聚烯烃在经稀释的条件下,与稍过量的HN(-R99)--(CR32)c-Si (OR4) 5dR (3-d)的含胺基的ɑ、β或γ-氨基硅烷反应即可得到具有式(I)结构的烷氧基硅接枝至 聚烯烃主链上烷氧基硅改性聚合物(A1)。 作为一种选择,可根据专利WO  2009/106699中描述的方法获得以聚氧化丙烯基醚 10 CN 111592824 A 说 明 书 7/18 页 或聚四氢呋喃聚醚为主链或基于聚氧化丙烯基醚链段的聚氨酯为主链或基于聚四氢呋喃 链段的聚氨酯为主链的烷氧基硅改性聚合物(A) 作为另一种选择,在市场上可得的商售以聚氧化丙烯基醚或聚四氢呋喃聚醚为主 链或基于聚氧化丙烯基醚链段的聚氨酯为主链或基于聚四氢呋喃链段的聚氨酯为主链的 烷氧基硅改性聚合物(A2)中,可以选用 STP-E  15(瓦克化学商售产品),其为含 有三甲氧基硅烷封端的聚氧化丙烯醚,为γ-型三甲氧基硅烷末端的聚合物,其数均分子量 为8000mol/g~12000mol/g,粘度在10000cps;亦可选择 STP-E  10(瓦克化学商 售产品),其为含有二甲氧基硅烷封端的聚醚的ɑ-型二甲氧基硅烷末端聚合物,其数均分子 量在8000mol/g至12000mol/g,粘度在10000cps。同样在商售的烷氧基硅改性聚合物(A2) 中,可以选择迈图高新材料基团的SPUR 系列产品,如SPUR 1050,SPUR 1015HM等产品,也可 以选择KANEKA公司的MSTM  Polymer,优选以三甲氧基硅封端的聚醚或者聚(甲基)丙烯酸酯 (MA系列或XMAP系列),或其他商售的类似结构的通过上述路线合成的烷氧基硅封端聚醚或 聚氨酯等产品。 作为再一种选择,以聚氧化丙烯基醚或聚四氢呋喃聚醚为主链或基于聚氧化丙烯 基醚链段的聚氨酯为主链或基于聚四氢呋喃链段的聚氨酯为主链的烷氧基硅改性聚合物 (A)可根据以下方法获得:式HO-~~-OH的聚醚多元醇与化学计量过量的式OCN-~~-NCO 的二异氰酸酯的反应形成具有至少两个末端-NCO基团的聚氨酯聚醚嵌段;随后在前一步骤 中获得具有至少两个末端-NCO基团的聚氨酯聚醚嵌段与与化学计量的或者稍过量的含仲 胺基的ɑ、β或γ-氨基硅烷反应。更多的制备细节可以参考专利WO  2013/136108,本发明中 不做赘述。 以聚碳酸酯为主链或以基于聚碳酸酯链段的聚氨酯为主链的烷氧基硅改性聚合 物(A)也可以通过类似于或同于以聚氧化丙烯基醚或聚四氢呋喃聚醚为主链或基于聚氧化 丙烯基醚链段的聚氨酯为主链或基于聚四氢呋喃链段的聚氨酯为主链的烷氧基硅改性聚 合物(A2)的合成方法进行制备,原料聚碳酸酯二元醇优选的为数均分子量为500至3000g/ mol,更加优选的为1000至2000g/mol,以三甲氧基硅基封端或三乙氧基硅基封端或二甲氧 基硅基封端,优选的是三甲氧基硅基或三乙氧基硅基封端,更加优选的是以三甲氧基硅基 封端。 (4)该组合物(C)中,除反应性防水剂(W)、催化剂(C1)、催化剂(C2)以及可选的烷 氧基硅改性聚合物(A)外,还可包含其他任选如下功能组分(F): a)0至20份的除水稳定剂(F1)、可以去除体系中由于各组分或者由于包装材料的 密封性等原因带入的微量水分;可以选择:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯 基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、正硅酸酯类或他们的部分水解的硅烷偶联剂低聚物; 优选为乙烯基三甲氧基硅烷或苯基三甲氧基硅烷。 b)0至300份的非活性增塑剂(F2),可以选择酯类、醚类、烃类等不与其他组分有化 学反应的高沸点液体化合物。非反应性增塑剂选择的一般原则是(1)在<80℃下既不与水反 应,也不与其他组分有反应,(2)在20℃和101kPa下是液体,在101kPa下具有>250℃的沸点, (3)在湿固化液体组合物(C)中及湿固化交联后相容性良好,在使用温度(一般是-45至80 ℃)不产生析出。可以选择完全酯化的芳香族或脂肪族羧酸,完全酯化的磷酸的衍生物,完 全酯化的磺酸的衍生物,支链或非支链的饱和烃,聚苯乙烯,聚丁二烯,聚异丁烯,聚酯,以 11 CN 111592824 A 说 明 书 8/18 页 及聚醚。羧酸酯可以选择是苯二甲酸酯,如苯二甲酸二辛基酯、苯二甲酸二异辛基酯、和苯 二甲酸双十一烷基酯、全氢化苯二甲酸酯,如1,2-环己烷二羧酸二异壬基酯和1,2-环己烷 二羧酸二辛基酯;己二酸酯,如己二酸二辛基酯;苯甲酸酯;偏苯三酸的酯、二醇酯;饱和的 烷二醇的酯,如2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯以及2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异 丁酸酯。聚醚具有优选地200至20  000g/mol的摩尔质量的聚乙二醇、聚THF、和聚丙二醇。优 选使用的是具有至少200g/mol、更优选地大于500g/mol、更具体地大于900g/mol的摩尔质 量(或者在聚合物增塑剂的情况下,平均摩尔质量Mn)的增塑剂(D)。它们优选地具有最多20  000g/mol、更优选地最多10  000g/mol、更具体地不大于8  000g/mol的摩尔质量或者平均摩 尔质量Mn。更加优选使用的是不含苯二甲酸酯的环保增塑剂,如全氢化的苯二甲酸酯、偏苯 三酸的酯、聚酯或聚醚。本发明中优选的添加0至150份高沸点的非活性增塑剂,且增塑剂在 体系中相容性好,无析出。特别优选的非活性增塑剂可选择:2000至6000g/mol平均分子量 的聚氧化丙烯基醚,环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯(DINCH)。。 c)0至50份的粘接促进剂(F3),含胺基的硅烷或低聚硅氧烷的催化剂(C1)可作为 粘接促进剂单独使用或者和含其他官能团的硅烷偶联剂配合使用,所述其他官能团包括: 巯基、甲基丙烯酸酯基、脲基、氨基甲酸酯、异氰酸酯基团、酸酐基团或环氧基团;具体的可 选但不仅限于:CH2(O)CHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3、CH2(O)CHCH2O(CH2)3Si(OC2H5)3、CH2(O)CHCH2O (CH2)3Si(OCH3)2(CH3)、CH2(O)CHCH2O(CH2)3Si(OC2H5)2(CH3)、2-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基) 马来酸酐、H2NC(=O)NH(CH2)3-Si(OCH3)3、H2NC(=O)NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、H2NC(=O)NH (CH2)3-Si(OCH3)2(CH3)、H2NC(=O)NH(CH2)3-Si(OC2H5)2(CH3)、H2NC(=O)NH(CH2)-Si (OCH3)3、H2NC(=O)NH(CH2)-Si(OC2H5)3、H2NC(=O)NH(CH2)-Si(OCH3)2(CH3)、H2NC(=O)NH (CH2)-Si(OC2H5)2(CH3)、H3COC(=O)NH(CH2)3-Si(OCH3)3、H3COC(=O)NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、 H3COC(=O)NH(CH2)3-Si(OCH3)2(CH3)、H3COC(=O)NH(CH2)3-Si(OC2H5)2(CH3)、H3COC(=O)NH (CH2)-Si(OCH3)3、H3COC(=O)NH(CH2)-Si(OC2H5)3、H3COC(=O)NH(CH2)-Si(OCH3)2(CH3)、 H3COC(=O)NH(CH2)-Si(OC2H5)2(CH3)、H5C2OC(=O)NH(CH2)3-Si(OCH3)3、H5C2OC(=O)NH (CH2)3-Si(OC2H5)3、H5C2OOC(=O)NH(CH2)3-Si(OCH3)2(CH3)、H5C2OC(=O)NH(CH2)3-Si (OC2H5)2(CH3)、H5C2OC(=O)NH(CH2)-Si(OCH3)3、H5C2OC(=O)NH(CH2)-Si(OC2H5)3、H5C2OC(= O)NH(CH2)-Si(OCH3)2(CH3)、H5C2OC(=O)NH(CH2)-Si(OC2H5)2(CH3)、HS(CH2)3Si(OCH3)3、HS (CH2)3Si(OC2H5)3、HS(CH2)3Si(OCH3)2(CH3)、HS(CH2)3Si(OC2H5)2(CH3)、CH2=C(CH3)C(=O)O (CH2)3Si(OCH3)3、CH2=C(CH3)C(=O)O(CH2)3Si(OC2H5)3、CH2=C(CH3)C(=O)O(CH2)3Si (OCH3)2(CH3)、CH2=C(CH3)C(=O)O(CH2)3Si(OC2H5)2(CH3)、CH2=C(CH3)C(=O)O(CH2)Si (OCH3)3、CH2=C(CH3)C(=O)O(CH2)Si(OC2H5)3、CH2=C(CH3)C(=O)O(CH2)Si(OCH3)2(CH3)、 CH2=C(CH3)C(=O)O(CH2)Si(OC2H5)2(CH3)、CH2=CHC(=O)O(CH2)3Si(OCH3)3、CH2=CHC(= O)O(CH2)3Si(OC2H5)3、CH2=CHC(=O)O(CH2)3Si(OCH3)2(CH3)、CH2=CHC(=O)O(CH2)3Si (OC2H5)2(CH3)、CH2=CHC(=O)O(CH2)Si(OCH3)3、CH2=CHC(=O)O(CH2)Si(OC2H5)3、CH2=CHC (=O)O(CH2)Si(OCH3)2(CH3)、CH2=CHC(=O)O(CH2)Si(OC2H5)2(CH3)、以及以上硅烷的部分 水解的齐聚或共聚低聚物;O=C=N-(CH2)3-Si(OCH3)3、O=C=N-(CH2)3-Si(OC2H5)3、O=C= N-(CH2)3-Si(OCH3)2(CH3)、O=C=N-(CH2)3-Si(OC2H5)2(CH3)、O=C=N-(CH2)-Si(OCH3)3、O= C=N-(CH2)-Si(OC2H5)3、O=C=N-(CH2)-Si(OCH3)2(CH3)、O=C=N-(CH2)-Si(OC2H5)2(CH3)、 以及以上硅烷由NCO基团反应得到的三聚体硅烷。本发明的组合物包含粘合促进剂,C2单独 12 CN 111592824 A 说 明 书 9/18 页 或者与以上所述的共同使用,基于100重量份的聚合物(A),包含的量优选地是0.5至30重量 份,更优选地1至10重量份。; d)0至50份的其他功能助剂(F4),如抗氧剂、UV吸收剂、HALS、耐热稳定剂、颜料、阻 燃剂、抗菌剂、防霉剂等。烷氧基硅改性聚合物中含有大量的饱和或不饱和聚烯烃链段,一 般需要加入抗氧剂、UV吸收剂、HALS或耐热稳定剂减缓或防止其降解,提高防水组合物(C) 的服务寿命,抗氧剂可以选择酚类抗氧剂(如BHT,1010、1015、1076、1135、1141、245、1425 等)、亚磷酸酯抗氧剂(如TNPP、168等)、硫类抗氧剂(1035、1192、TM610等)、碳自由基捕获剂 (苯并呋喃酮、叔胺氮氧化物、双酚单丙烯酸酯等)或复合抗氧剂。UV吸收剂可选二苯甲酮类 和苯并三唑类(2-(2́ -羟基-5́ -甲基苯基)苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲 氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并 三唑);受阻胺光稳定剂(HALS)能捕获高分子中所生成的活性自由基,从而抑制光氧化过 程,达到光稳定目的。 以上所述的组分可以仅包含一种结构和功能的组分或者不同种类的混合物。通过 以任何顺序混合以上各组分来形成用于填缝剂增强和防水处理的湿固化液体组合物(C)的 方法。 本发明中一种用于填缝剂增强和防水处理的湿固化液体组合物(C),优选的,包 含: (1)100质量份具有式(I)的结构的反应性防水剂(W); (2)1至35质量份数份含胺基的硅氧烷催化剂(C1)和含金属的钛(IV)的催化剂 (C2)组合; (3)20至200质量份具有式(II)的结构的烷氧基硅改性烷改性聚合物(A)。 (4)以及,可包含以下其他任选的功能组分(F): a)0至20份的除水稳定剂(F1), b)0至300份的非活性增塑剂(F2), c)0至50份的粘接促进剂(F3), d)0至50份的其他功能助剂(F4)。 在制备过程中,可以以任何顺序混合以上各组分,得到本发明的湿固化组合物 (C)。也可以以已知的任何方式,例如通过通常用于生产湿气固化组合物(如室温固化单组 份有机硅胶粘剂、单组份湿气固化聚氨酯胶粘剂、防水涂料等)的方法和混合技术来生产本 发明的组合物,还可以任意地改变将各种成分彼此混合的顺序并且可以按连续化生产或不 连续化生产进行。 本发明的湿气固化组合物(C)优选地是单组分的可交联组合物。可替代地,本发明 的组合物可以是双组分的可交联系统的一部分,其中,将水(纯水或者其他形式所带水、或 者反应形成水)添加至第二组分中。或者将催化剂C1和催化剂(C2)及其他水解活性组分以 及低水解活性组分独立为一个组分,水(纯水或者其他形式所带的水、或者反应形成水)与 低水解活性的硅氧烷封端聚合物(A)及其他低水解活性组分作为另一个组分。 本发明的组合物可在不含水的情况下存储,并且在遇水时是可交联的。通常空气 的含水量足以用于本发明的湿气固化组合物(C)的交联,因此本发明的湿气固化组合物(C) 优选在室温下交联。如果期望的话,还可以在高于或低于室温的温度下,如,在-5℃至15℃ 13 CN 111592824 A 说 明 书 10/18 页 下或在30℃至50℃下,和/或通过超过空气的标准水含量的水浓度进行交联。交联优选在大 气压力下进行,即在约90至110kPa大气压力下。 因此,本发明的湿固化组合物(C)可以在不含水的情况下可储存,且在室温下遇水 后交联的组合物的所有最终用途。 本发明中一种用于填缝剂增强和防水处理的湿固化液体组合物(C)的用法,是在 水泥基填缝剂施工完毕并完全干燥后,在填缝剂上进行一次或几次的渗透,遇湿气后,组合 物(C)水解交联固化,使填缝剂增强,疏水化并具有优异的耐候性、耐久性、耐水性、耐磨性 和耐腐蚀性、防开裂和脱离;或者是在水泥基填缝剂老化、劣化、开裂或剥离失效后,在认真 清理缝隙和填缝剂后,对填缝剂进行一次或多次渗透操作并对开裂或脱落缝隙进行一次或 多次灌注操作,遇湿气后,组合物(C)水解交联固化,使原有的填缝剂增强,疏水化并具有优 异的耐候性、耐久性、耐水性、耐磨性和耐腐蚀性、防开裂和脱离,并可对缝隙和防水基面进 行免砸砖防水堵漏;渗透和灌注操作可以借助注射器、挤胶枪、尖嘴挤胶壶等器具和设备进 行施工。 本发明的有益之处在于: (1)本发明中使用的有机硅氧烷反应性防水剂(W)渗入至填缝剂的孔隙中,所含烷 氧基硅基团在催化剂(C1)和(C2)存在下,遇到空气中的水份或填缝剂中的水分后,在填缝 剂的孔隙和表面快速水解交联固化为以硅-氧键合的聚硅氧烷网络结构,对填缝剂进行改 性和增强,含有疏水的烷基长链(-R),分布填缝剂内部和表面使其疏水性增加,从而大大提 高了填缝剂的耐水性,降低了水在填缝剂内渗透性。 (2)本发明的烷氧基硅改性聚合物(A)中引入大量的具有优异的耐水性、耐水解性 能的高分子的非极性的聚烯烃链段,聚醚、聚酯或聚碳酸酯链段,赋予固化后的防水组合物 优良的弹性,对填缝剂加固的同时赋予刚性的填缝剂以韧性,对瓷砖以及瓷砖粘接材料等 产生的位移有良好的随从性和应力缓和而产生不开裂或剥离,从而大大延长填缝剂的耐久 性。 (3)本发明用于填缝剂增强和防水处理的湿固化液体组合物(C)粘度低,易渗透, 能够快速交联和固化,可以作为渗透型的免砸砖液体防水单组份湿固化组合物,用于由于 原防水层老化失效、混凝土收缩、开裂或孔隙引起的渗水漏水等防水失效,低粘度液体防水 组合物在瓷砖缝隙处注入,并可以经发生渗水的通道进行渗入,遇水或湿气固化为具有弹 性和疏水性的耐候性耐水性俱佳的高聚物,从而达到免砸砖堵漏的目的,另外低粘度液体 也会向孔隙周边渗入并固化,形成加固层,从而避免孔隙缝进一步扩展。 (4)本发明用于填缝剂增强和防水处理的湿固化液体组合物(C)不含任何有机溶 剂和低沸点挥发物,并可以做到不含非活性增塑剂,降低了VOC和消除增塑剂的缓慢释放, 组合物中可不含有机锡等催化剂,固化产生的醇类物质,基本无味,对人体伤害较小,开窗 通风的情况下可以实现在有人居住的房屋内进行防水堵漏操作。在合理的配方设计下可快 速而完全的固化,在2小时内可以完成已干燥填缝剂的渗透防水、堵漏或加固增强等操作。
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