本发明专利技术提供粉末(P)，其包含有机硅烷醇的盐、或有机硅烷醇的水解/缩合产物的盐，所述盐具有选自碱金属离子、铵离子、和有机铵离子的阳离子，其中阳离子对硅的摩尔比为0.1-0.89。本发明专利技术还提供了生产粉末(P1)的方法，其中，在第一步骤中，将通式1(R1)aSi(Y)b(-Si(R2)3-c(Y)c)d(1)的有机硅烷或者其水解/缩合产物在水和碱式盐存在下水解，其中R1、R2、Y、a、b、c和d每个在权利要求2中限定，碱金属盐的量使得每摩尔硅具有至少0.1mol且不超过3mol的阳离子，在第二步骤中，在液体F存在下，去除在水解反应期间或其后从反应混合物中释放的蒸汽和/或气体形式的挥发性化合物HY，所述液体F在反应条件下是惰性的，在第三步骤中，在液体F存在下，通过蒸馏去除水，形成硅醇盐的悬浮液，和在第四步骤中，通过过滤、离心、沉降或惰性液体F的蒸发，以粉末(P1)的形式分离硅醇盐。本发明专利技术同样提供了粉末(P)和(P1)用于疏水化的用途，以及粉末形式的石膏建筑材料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水溶性有机硅醇盐粉末本专利技术涉及水溶性有机硅醇盐粉末，生产其的方法，以及其用途，尤其是用于矿物建筑材料的疏水化。碱金属有机硅醇盐，如甲基硅醇钾，已经使用了几十年，用于使材料疏水，尤其是矿物建筑材料。由于其在水中的高溶解性，其可以以水溶液的形式施加到固体上，随着水的蒸发，伴随形成持久耐水表面，其在二氧化碳的影响下而牢固附着。由于其实际上不含可水解消除的有机取代基，从而有利地，在发生固化时不会产生不期望的挥发性有机副产物。碱金属有机硅醇盐的制备 ，尤其是甲基硅醇钾或钠，已经被经常描述。在大多数情况下，关注于生产水溶液，其即刻可以应用，并且是储存稳定的。例如，DE 4336600要求一种连续方法，起始于有机三氯硅烷，通过有机三烷氧基硅烷作为中间体进行。该方法的有利特征在于形成的醇和氯化氢副产物被回收，形成的硅醇盐溶液实际上不含氯。作为与水互溶性以及溶液的储存稳定性的先决条件，描述的碱金属氢氧化物对烷氧基硅烷的摩尔比至少为I。这也在其他专利中被确认，例如US 4252569，其中为了制备水溶性金属硅醇盐溶液，作为完全反应以及合成的碱金属硅醇盐的溶解性的先决条件，碱金属氢氧化物对氯硅烷(使用其水解/烷氧基化产物)的摩尔比被确定为至少O. 9-1。该产物的缺点在于，活性成分含量——相当于硅烷部分——与占少数的碱金属相匹配。降低碱金属对硅烷的摩尔比至显著< I的水平，同时保持效力，将是经济和技术上有优势的。水溶性有机硅醇盐尤其适用于建筑材料的疏水化一即，赋予憎水性。通常而言，其为无机建筑材料，实际上可以是硅酸盐或非硅酸盐的。特别的，甲基硅醇盐的水溶液在此具有重大意义。其更特别地为钾衍生物(甲基硅醇钾)或钠衍生物(甲基硅醇钠)。有机硅醇盐的水溶液尤其适用于弱酸性到弱碱性建筑材料的疏水化，更特别的是包含耐火粘土、天然石材或石膏的产品。在此，疏水试剂可以或者通过浸溃或者整体疏水化而施加。在浸溃的情况下，例如，将耐火粘土或天然石材的产品浸没在有机硅醇盐的水稀释液中特定时间，或者用所述类型的稀释液喷雾，水稀释溶液中的活性物质通过毛细管作用渗透到建筑材料的多孔微结构中。在几分钟或若干小时或甚至几天后，在建筑材料干燥后，依据普通条件，发展出疏水区域，其围绕建筑材料，显著降低其毛细管吸水性。在整体疏水化的情况下，在进一步适当地稀释后，有机硅醇盐的水溶液与例如基于石膏的建筑材料的水浆混合。在固化和干燥后，石膏建筑材料的吸水性的测量显示相比于未疏水化的建筑材料的显著降低的吸水性。石膏的整体疏水化的优势例如在于建筑材料不仅被疏水区域围绕，而且彻头彻尾地耐水。这对于具有水溶性趋势的建筑材料，如石膏，或者如果在耐水处理后，将建筑材料切成片，是尤其重要的。例如，在石膏板面板、石膏墙板面板或石膏纤维板面板的生产中，使用本技术。然而，在包装袋或仓库中，将石膏灰泥和石膏填料或石膏基花砖粘合剂作为粉末提供到建筑工地上，在工地通过搅拌用水和好。为了在石膏灰泥、石膏填料、石膏修补填料粉末、石膏基花砖粘合剂和类似的矿物建筑材料中应用，因而，需要固体疏水化剂，其可以添加到即用型干燥混合物中，在工地上应用期间，仅在添加水后的短时间内发展疏水作用，如在建筑工地上。这被称为干混应用。依据领域内的现有状态，绝大多数的传统干混疏水化剂是支持系统，表示将实际上为液态，例如活性硅烷和/或硅氧烷成分的疏水化剂施加在或多或少化学惰性的支持材料上。在所述情况下施加的疏水化剂的量仅仅使得产生干燥和可自由流动的粉末。这产生仅仅30-50%的活性含量——由此推断，非活性支持材料的质量占总质量的50-70%。支持材料可以是无机的——例如二氧化硅和硅酸盐——或者有机的——例如聚乙烯醇，如在WO2010052201中所述。通过与水组合用于配制混合物，并通过充分混合，液体疏水化剂发展其作用，同时支持材料保持在固化的建筑材料中，作为无功能的填充材料。支持材料甚至可以具有对完全固化的建筑材料的负面作用——例如，已知聚乙烯醇趋向于增加石膏建筑材料的亲水性，这是事与愿违的。传统的干混疏水化剂具有一系列缺点。对于这些已知产品，产生的问题在于，粉末的高疏水性和疏水化剂向仍在与水混合的建筑材料上的过早迁移，导致初始互溶性的延迟。结果，除了时间损失外，作为用水润湿被延迟的结果，从建筑材料中形成不期望的灰尘。同样，传统干混疏水化剂具有相当低的活性含量，因为其通常由固体支持物上的液体活性硅氧烷成分构成，如在WO 2010052201的实施例1中所述。除了其支持活性外，支持物不具重要性，活性含量的增加将导致粘稠的干混疏水化剂，其不再可自由流动。结果，所述疏水化剂不再足够有效。US 2567110描述了中性(聚)硅氧烷的应用，起始于碱金属硅(氧烷)醇盐和氯硅烷。实施例1描述了甲基硅醇钠的制备，通过单甲基硅氧烷水解产物与I摩尔当量的氢氧化钠水溶液在乙醇存在下反应。通过过滤去除溶剂分离出固体，而后在170°c下干燥至恒重。在工业规模上，所述类型的分离固体的方法是不可操作的，因为蒸发伴随着在反应容器的壁上形成牢固粘合的外壳。在关于分离固体中的蒸发的另一个缺点在于以下事实，碱金属硅醇盐经历热分解，这代表反应安全问题。例如，在643 J/g的高度放热的反应中，甲基硅醇钾(K:Si=l:l)在超过120°C下经历分解，损失甲基。在绝热条件下，所述情况下的温度上升至超过3000C (参见对比实施例1)。而且，从碱金属硅醇盐的水溶液起始，需要非常大量的能量蒸发水溶剂，这影响方法的经济性。在US 2438055,US 2803561JPDE 1176137中描述了硅醇盐粉末。其中描述的硅醇盐原则上适于作为干混疏水化剂。然而，该疏水化作用太低，生产方法不适用，特别是不适用于工业生产。US 2438055描述了硅醇盐作为固体形式的水合物的制备。在该专利中，单有机三烷氧基硅烷或单有机三氯硅烷的水解产物与1-3摩尔当量的碱金属氢氧化物在醇存在下反应。以水合物形式得到的硅醇盐通过蒸发掉醇或通过添加相应的非极性溶剂而结晶。在实施例1中，描述了固体甲基硅醇钠水合物 的制备lmol当量的甲基三乙氧基娃烧与饱和氢氧化钠水溶液形式(即50wt%)的Imol当量的氢氧化钠反应。为了使娃醇盐结晶，向溶液中添加甲醇。显然，在此过程中，仅有一部分硅醇盐沉淀。实际上，通过母液的蒸发，可以分离出其他固体，当通过P2O5在140°C下干燥时，显示21%的失重。关于比例，没有提及任何情况。US 2803561提出，烷基三氯硅烷水解，给出相应的烷基硅酸，其随后与碱金属氢氧化物反应给出碱金属硅醇盐的水溶液，通过添加上至10%的醇或酮使其稳定。没有描述如何干燥硅醇盐。提及了将干燥的硅醇盐用于石膏的疏水化。DE 1176137描述了通过甲基三氯硅烷与NaOH水溶液反应制备碱金属甲基硅醇盐。用甲基三氯硅烷对碱金属甲基硅醇盐酸化，得到的甲基硅酸被沉淀，洗涤至不含NaCl，干燥，再与NaOH反应，给出30%浓度的Na碱金属甲基硅醇盐溶液，在400°C下干燥2分钟，得到硅醇盐粉末。本专利技术提供粉末(P)，其包含有机硅烷醇 的盐、有机硅烷醇的水解/缩合产物的盐、或有机硅烷醇与其水解/缩合产物一起的盐，所述盐具有选自碱金属离子、铵离子、和有机铵离子的阳离子，其中阳离子对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.21 DE 102010031624.51.粉末(P)，其包含有机硅烷醇的盐、有机硅烷醇的水解/缩合产物的盐、或有机硅烷醇与其水解/缩合产物一起的盐，所述盐具有选自碱金属离子、铵离子、和有机铵离子的阳离子，其中阳离子对硅的摩尔比为O. 1-0. 89。2.生产粉末(Pl)的方法，该方法通过以下步骤进行 在第一步骤中，将通式I的有机硅烷或者其水解/缩合产物、或者通式I的有机硅烷与其水解/缩合产物一起在水和选自碱金属离子、铵离子、和有机铵离子的阳离子的碱式盐存在下水解，(R1)aSi(Y)b(-Si(R2)3-c(Y)c)d (I) 其中 R1和R2各自为单价S1-C键接的烃基，其为非取代的，或者被卤素原子、氨基、或CV6烷基或Cu烷氧基取代的甲硅烷基取代，并具有1-30个碳原子，其中一个或多个非相邻的-CH2-单元可以用基团-0-、-S-、或-NR3-代替，并且其中一个或多个非相邻=CH-单元可以用-N=代替， R3是氢或具有1-8个碳原子的单价烃基，其为非取代的，或者被卤素原子或NH2基团取代， Y是氢、F、Cl、Br、或 OR4， R4是单价烃基，其为非取代的，或者被卤素原子或甲硅烷基取代，具有1-10个碳原子，其中一个或多个非相邻的CH2单元可以用基团-O-、-S-、或-NR3-代替，以及其中一个或多个非相邻的=CH-单元可以用基团-N=代替，a代表数值1、2或3，和 b、c、和d代表数值0、1、2或3， 条件是 b+c ^ I, a+b+d=4,， 计算碱式盐的量，以使每摩尔硅具有至少O.1mol且不超过3mol的阳离子，如果通式I的有机硅烷含有选自F、Cl、和Br的基，那么每摩尔F、Cl、和Br存在另外一摩尔的碱式盐，以及至少50%的基...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·席尔德巴赫，D·奥尔，KH·菲利克斯，M·施特普，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。