專利名稱：處理礦物表面的方法
處理礦物表面的方法本發(fā)明涉及一種處理礦物表面的方法，特別是處理建筑結構的方法。 建筑結構的外壁隨著時間而發(fā)生老化。由于環(huán)境以及由于損害例如涂 畫的影響，建筑的外觀隨著時間的遷移變差。因此，在壁面清潔、紀念碑 的護理和天然石材的恢復的領域中，經常必須除去在敏感基材上的污垢。 在大面積的情況下，這通常通過噴水吹洗來處理，但優(yōu)選通過噴砂來處理。 為了防止表面再次快速受到污損，它們可以在噴砂之后密封。已經知 道各種方法來保護石頭的表面。例如，DE 199 42 243公開了一種聚氨酯樹脂水^ft體，其含有用于密 封石材的粘合促進劑。粘合促進劑的目的是改進對光滑表面的粘合作用。 從所述分散體形成的涂層是"可呼吸的"，但是防水的。DE 101 24 499描述了 一種基于硅樹脂的涂料，此涂料含有一部分用于 表面的粉碎石材。因為硅樹脂具有強的固有顏色，所以對于石材的目的是 使表面石材具有光學特性。DE 39 39 566描述了石頭保護材料，其含有烷氧M烷封端的聚氨酯。 石材防護材料的目的是不僅賦予石材以疏水性，而且賦予石材以親水性。DE 197 06 904描述了 一種用于礦物基材的浸漬材料，該材料是基于含 有異氰酸酯基團的化合物。浸潰材料的目的是防止石材變成疏水性的。浸漬組合物還應當能用于含鹽的石材。EP 689 908描述了 一種氟化聚氨酯的水分散體，其目的是防止石材和 水泥受到環(huán)境影響。EP 1 170 271描述了一種固化天然石塊的方法。該方法包括在真空下 用塑性材料浸漬石塊。目的是提高石塊的強度。但是，此方法是昂貴和不 方便的，完全不適合用于更新建筑物。US 4,810,533描述了處理已經受環(huán)境影響而損害的多孔表面的方法。 該方法包括先用溶劑處理表面以除去有機污垢。然后用沙子對表面進行噴 砂，然后用水處理，從而除去疏松的顆粒。隨后，用有機溶劑除去水，并 用布清潔表面。最后，將濕固化性聚氨酯涂在清潔后的表面上。聚氨酯可 以用刷子、噴嘴或特定輥子涂布。此方法是費力且耗時的。本發(fā)明的目的是發(fā)現一種處理礦物表面的簡單方法，該方法允許清除 損害和污垢，并且能長期防止表面受環(huán)境的影響，目的是聚氨酯應當使用 常規(guī)和可得的原料制備。此目的如下實現先通過噴水或特別通過噴砂除去表面上的污垢，然 后在表面上施用脂族疏水性聚氨酯。本發(fā)明因此提供了 一種處理礦物表面的方法，該方法包括以下步驟a) 處理礦物表面以除去污垢，和b) 用塑性材料涂布表面，其中包括使用透明的致密的以脂族多異氰酸酯為基礎的疏水性聚氰酯 作為步驟b)中的塑性材料。在步驟a)中，如上所述，從礦物表面清除污垢。這可以通過常規(guī)公 知的方法完成。已經證明噴水和噴砂是特別有效的。在噴水的情況下，使用水在高應力下的動能來清潔。從高壓窄噴嘴噴 出的水(最高300MPa)打擊表面，由此導致從表面除去污垢。甚至更有效的并且特別優(yōu)選的是噴砂。噴砂表示通過不同種類顆粒的 作用來清潔表面，或將在壓縮空氣或離心力作用下加速的噴砂劑噴到要清 潔的目標上。這可以在各種實施方案中通過旋轉噴砂或壓縮空氣噴砂來進 行。在旋轉噴砂的情況下，噴砂劑通過在靜態(tài)裝置中的輪子旋轉而噴射。 壓縮空氣噴砂可以在靜態(tài)或動態(tài)基礎上操作。噴砂劑用壓縮空氣加速，由 此以較高的速度打擊所噴射的基材。在一個優(yōu)選的實施方案中，直徑為0.5-1.5mm的石英妙、被噴到要清潔 的表面上，這在壓縮空氣鼓風機的幫助下進行(0.7MPa)。為了實現對表面的長期改進，在步驟b)中將疏水性脂族聚氨酯涂布到表面上。這種涂布可以按照常規(guī)方式進行，優(yōu)選通過噴涂進行。聚氨酯涂層的厚度優(yōu)選是0.5mm至lcm，特別是0.5-3mm。在步驟a)和b)之間，表面可以被清潔。在這方面，可以通過以下方 式除去附著在表面上的疏松顆粒例如通過機械方式，通過刷的方式，通 過壓縮空氣，或通過水進行。聚氨酯優(yōu)選是致密和透明的，從而防止對表面的光學性質造成損害， 特別是在建筑物正面的情況下。出于相同的原因，使用脂族聚氨酯，它們 是基于脂族多異氰酸酯的聚氨酯，這是因為這些聚氨酯與基于芳族多異氰 酸酯的聚氨酯相比，不會隨著時間而發(fā)生黃變。下面討論根椐本發(fā)明使用的疏水性聚氨酯的細節(jié)。疏水性聚氨酯的合成組分一般是具有自由異氰酸酯基團的化合物以及 具有能與異氰酸酯基團發(fā)生反應的基團的化合物。能與異氰酸酯基團發(fā)生 反應的基團一般是羥基和氨基。羥基是優(yōu)選的，因為氨基的反應活性很高， 所以必須快速對反應混合物進行加工。通過這些合成組分的反應所形成的 產物一般在下面稱為聚氨酯。在施用合成組分以制備疏水性聚氨酯的過程中，未固定的道路或路床 石材的頂層不是必須處于干態(tài)。驚奇的是，即使當有濕石頭時，在聚氨酯 和石頭之間也獲得了有效的粘合。疏水性聚氨酯甚至能在水中固化，這是 因為即使在未固定的道路上的水坑也不會顯著損害聚氨酯的輸送。所用的多異氰酸酯是所述的脂族多異氰酸酯。優(yōu)選的代表性例子是六 亞甲基二異氰酸酯(HDI)和異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)。因為脂族多 異氰酸酯的高揮發(fā)性，所以它們主要以它們的反應產物的形式使用，特別 是作為縮二脲、脲基曱酸酯或異氰脲酸酯使用。具有至少兩個能與異氰酸酯基團反應的氫原子的化合物一般是多官能 醇，稱為多元醇，或不太優(yōu)選的是多官能胺。所用聚氨酯的疏水性可以特別通過向聚氨酯體系的至少一種起始組 分、優(yōu)選向多元醇組分中加入羥基官能的脂肪族化學組分來達到。這些是已知能使用的一系列羥基官能的脂肪族化學組分。例子是蓖麻 油；羥基改性的油，例如葡萄子油、黑孜然芽油、南瓜子油、琉璃苣子油、 豆油、麥芽油、菜子油、向日葵油、花生油、杏仁殼油、乳香黃連木油、 杏仁油、橄欖油、澳洲堅果油、鱷梨油、沙棘油、芝麻油、榛殼油、月見 草油、野玫瑰油、大麻油、薊油、胡桃木油；羥基改性的以下述酸為基礎 的脂肪酯肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸、11-十八碳烯酸、巖芽酸、順-9-二 十碳烯酸、芥酸、神經酸、亞油酸、亞麻酸、十八碳三烯酸、花生四烯酸、 二十碳五烯酸、4，7，11-二十二碳三烯-18-炔酸和二十二碳六烯酸。優(yōu)選使用 蓖麻油和其與氧化烯或酮-曱醛樹脂的反應產物。最后提到的化合物是例如 以商品名Desmophen 1150由Bayer AG銷售。另一類優(yōu)選使用的脂肪族化學多元醇可以通過環(huán)氧化脂肪酯與醇進行 開環(huán)反應并在合適時隨后進一步進行酯交換反應而獲得。向油和脂肪中引 入羥基是主要通過將這些產物中存在的烯屬雙鍵環(huán)氧化、然后將所得的環(huán) 氧基與一元醇或多元醇反應來完成的。這由環(huán)氧化物環(huán)產生了羥基，或在 多官能醇的情況下產生了具有高羥基數目的結構。因為油和脂肪一般是甘 油酯，所以平行的酯交換反應也與上述反應同時發(fā)生。以此方式獲得的化 合物優(yōu)選具有500-1500g/mol的分子量。這種產物例如由Henkel銷售。脂肪族化學多元醇的用量優(yōu)選是從>0重量％到100重量％,特別是從 75重量％到100重量％，在各種情況下基于所有具有至少兩個能與異氰酸 酯基團反應的氫原子的化合物的總重量計。在本發(fā)明方法的一個特別優(yōu)選的實施方案中，所用的致密聚氨酯是通 過使多異氰酸酯與具有至少兩個能與異氰酸酯基團反應的氫原子的化合物 反應制備的，其特征在于所述具有至少兩個活潑氫原子的化合物含有至少 一種脂肪族化學多元醇和至少一種苯酚改性的芳烴樹脂，特別是茚-苯并呋 喃樹脂。這些聚氨酯以及它們的合成組分具有足夠高的疏水性，使得它們 能原則上即使在水下也能固化。所用的具有苯酚端基的那些苯酚改性芳烴樹脂優(yōu)選是苯酚改性的茚-苯并呋喃樹脂，更優(yōu)選芳烴樹脂的工業(yè)混合物，特別是包含通式(I)化合 物作為主要組分的那些 OH(I)其中n是2-28。這種產物是可從商業(yè)獲得的，例如以商品名 NOVARES⑧由Rtitgers VFT AG銷售。苯酚改性的芳烴樹脂、特別是苯酚改性的茚-苯并呋喃樹脂一般具有 0.5-5.0重量％的羥基含量。脂肪族化學多元醇與苯酚改性的芳烴樹脂(特別是苯酚改性的茚-苯并 呋喃樹脂)之間的重量比優(yōu)選是100: 1到100: 50。與所述化合物 一起，也可以使用其它具有至少兩個活潑氫原子的化合 物?？紤]到高的耐水解性，優(yōu)選使用聚醚醇。這些醇是通過常規(guī)公知的方 法制備的， 一般使氧化烯與H-官能起始物質進行加成反應。所用的聚醚醇 優(yōu)選具有至少3的官能度，羥值是至少400mgKOH/g，優(yōu)選至少600 mgKOH/g，特別是400-1000 mgKOH/g。它們通常通過使至少三官能起始 物質與氧化烯反應制備。可以使用的起始物質包括優(yōu)選在分子中具有至少 3個羥基的醇，例如甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇和蔗糖。所 用的氧化烯優(yōu)選是氧化丙烯。反應混合物可以與其它常規(guī)組分混合，例如催化劑和常規(guī)助劑和添加 劑。反應混合物應當特別與干燥劑例如沸石混合，從而防止在組分中聚集 水，進而防止聚氨酯發(fā)泡。將這些物質優(yōu)選加入具有至少兩個能與異氰酸 酯基團反應的氫原子的化合物中。此混合物一般在本領域中稱為多元醇組 分。為了改進復合材料的長期穩(wěn)定性，有利的是加入UV穩(wěn)定劑。所用的聚氨酯可以原則上在不存在催化劑的情況下制備。為了改進固 化，可以使用催化劑。選擇的或優(yōu)選的催化劑應當是具有盡可能長的反應 時間的那些。這表示反應混合物能長期保持為液體。原則上，可以在完全 沒有催化劑的情況下操作。本發(fā)明使用的聚氨酯優(yōu)選不含含硅原子的有機化合物。但是，為了實 現有利的流變性能，例如觸變性，或為了實現固化聚氨酯在彎曲表面上的
較高膜厚度，可以使用無機的硅化合物，特別是熱解法二氧化硅。用量優(yōu)選是從>0重量份到5重量份。多異氰酸酯與具有至少兩個能與異氰酸酯基團反應的氫原子的化合物 的組合應當按照使得異氰酸酯基團的化學計算過量優(yōu)選為至少5%、特別 是5-60%的比率進行。優(yōu)選使用的疏水性聚氨酯具有特別優(yōu)良的加工性能。因此，這些聚氨 酯顯示出在礦物表面上的有效粘合。盡管存在水，但是聚氨酯的固化實際 上致密地進行。致密的聚氨酯即使在薄層的情況下也顯示完全致密的固化。因此，優(yōu)選使用的聚氨酯特別適合用于保護礦物表面。在礦物表面和 聚氨酯之間形成的復合材料具有高強度。此外，特別當使用疏水性很高的 聚氨酯時，基本上沒有聚氨酯的水解降解，因此通過本發(fā)明方法處理的礦 物表面具有4艮長的耐久性。為了實施本發(fā)明方法，多異氰酸酯優(yōu)選與具有至少兩個活潑氬原子的 化合物混合，并將此混合物涂到表面上，在這里固化成最終的聚氨酯。涂 布可以例如通過展涂、輥涂或噴涂進行，特別通過噴涂進行。本發(fā)明的方法實現了對礦物表面的簡單耐久的保護作用。此方法可以 特別用于建筑物外壁的更新，特別是建筑物正面的更新。由于聚氨酯的疏 水性涂飾，所以它們能長期保護表面免受風化的影響。所以，即佳爽霜也 難以引起涂層的任何損害。涂層具有比常規(guī)體系更長的壽命，所以正面的 清潔可以在較長的時間間隔進行，所述正面的清潔是昂貴且不方便的，而 且特別在噴砂的情況下也損害正面。因為涂層是對顏色穩(wěn)定的，所以不會損害建筑物的外觀。
權利要求
1. 一種處理礦物表面的方法，該方法包括以下步驟a)處理礦物表面以除去污垢，和b)用塑性材料涂布表面，其中包括使用透明的致密的疏水性聚氨酯作為步驟b)中的塑性材料，所述疏水性聚氨酯是通過使i)多異氰酸酯與ii)具有至少兩個能與異氰酸酯基團反應的氫原子的化合物反應制備的。
2. 根據權利要求l的方法，其中至少一種脂族多異氰酸酯用作多異氰 酸酯i)。
3. 根據權利要求l的方法，其中步驟a)通過噴砂進行。
4. 根據權利要求l的方法，其中步驟a)通過噴水進行。
5. 根據權利要求l的方法，其中在步驟b)中所用的聚氨酯是在沒有 使用含硅原子的有機化合物的情況下制備的。
6. 根據權利要求l的方法，其中在步驟b)中所用的聚氨酯是通過在 聚氨酯體系的至少 一種起始組分中使用羥基官能的脂肪族化學組分而制備 的。
7. 根據權利要求l的方法，其中在步驟b)中所用的聚氨酯是通過使 用羥基官能的脂肪族化學組分作為聚氨酯體系的組分ii)而制備的。
8. 根據權利要求l的方法，其中在步驟b)中所用的聚氨酯是通過在 聚氨酯體系的多元醇組分中使用基于所有具有至少兩個能與異氰酸酯基團 反應的氫原子的化合物的總重量計從>0重量％到100重量％的羥基官能的 脂肪族化學組分而制備的。
9. 根據權利要求l的方法，其中在步驟b)中所用的聚氨酯是通過在聚氨酯體系的多元醇組分中使用基于所有具有至少兩個能與異氰酸酯基團 反應的氫原子的化合物的總重量計從〉75重量％到100重量％的羥基官能的脂肪族化學組分而制備的。
10. 根據權利要求l的方法，其中在步驟b)中所用的聚氨酯是通過使用具有苯酚端基的苯酚改性芳烴樹脂而制備的。
11. 根據權利要求1的方法，其中具有苯酚端基的苯酚改性芳烴樹脂 是苯酚改性的茚-苯并呋喃樹脂。
12. 根據權利要求1的方法，其中具有苯酚端基的苯酚改性芳烴樹脂 是通式(I)的苯酚改性茚-苯并呋喃樹脂其中n是2-28。
13.根據權利要求l的方法，其中聚氨酯的液體起始組分是通過噴涂、 輥涂或展涂而涂到礦物表面上的，這些組分在所述表面上固化成最終的聚 氨酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理礦物表面的方法，該方法包括以下步驟a)處理礦物表面以除去污垢，和b)用塑性材料涂布表面。所述方法的特征在于使用透明的致密的疏水性聚氨酯作為步驟b)中的塑性材料，所述疏水性聚氨酯是通過使i)多異氰酸酯與ii)具有至少兩個能與異氰酸酯基團反應的氫原子的化合物反應制備的。
文檔編號C09D175/04GK101400751SQ200780009031
公開日2009年4月1日 申請日期2007年3月2日 優(yōu)先權日2006年3月15日
發(fā)明者A·艾森哈特, H·U·施密特, J·羅澤 申請人:巴斯夫歐洲公司