水溶性有机硅醇盐粉末的制作方法

文档序号:3515297阅读:3555来源:国知局
专利名称:水溶性有机硅醇盐粉末的制作方法
水溶性有机硅醇盐粉末本发明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。本发明提供粉末(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,其中阳离子对硅的摩尔比为O. 1-0. 89。粉末(P)可以自由流动,并且是稳定的,可以用水形成稳定的水溶液。粉末(P)可以以安全和可靠的方法生产,所述方法易于在工业上实施。本发明还提供一种生产粉末(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CV6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-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,丫是氢、卩、(1、&'、或(《4,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-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,和以(、和(1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、C1、和Br的基,那么每摩尔F、C1、和Br存在另外一摩尔的碱式盐,以及至少50%的基R1和R2含有不超过3个碳原子,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/或气体形式的化合物HY,所述液体F在反应条件下是惰性的,其沸点高于释放的化合物HY的沸点,并且在100°C /I巴下对固体形式产生的硅醇盐的溶解性不超过lwt%,
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(Pl)的形式分
离硅醇盐。本发明还提供可以通过该方法生产的粉末(Pl)。还优选通过该方法生产粉末(P)。粉末⑵在20°C下的水溶解度优选至少为20wt%,更优选至少30wt%,更特别的是至少40wt%。在粉末(P)中,优选阳离子对硅原子的摩尔比至少为0.2,优选至少O. 4,更优选至少O. 5,和不超过O. 85,更优选不超过O. 75,更特别的是不超过O. 7。阳离子优选选自钠和钾。粉末(P)优选是甲基硅醇盐。 粉末⑵和(Pl)的平均粒径优选不超过500 μ m,更优选不超过300 μ m,更特别的是不超过200 u m。在第三步中,通过蒸馏去除的水分源自第一步中添加的水以及通过缩合过程产生的水。在第三步中,惰性的液体F可以作为共沸剂用于水分的蒸馏去除。严格地讲,在本发明的方法中的各个步骤不需要一个接一个按时间地单独进行,而是依据所用物质的属性设计方法,以使为了时空产量的最大化,其可以平行运行或至少无缝流进相互之中。代替通式I的单体化合物,不仅可以使用通式I的硅烷的混合物,而且可以使用其水解/缩合产物,其例如通过单体硅烷的部分水解或用含水的醇对相应氯硅烷前体醇解而形成,任选地在与各自单体的混合物中。在通式I的硅烷的情况下,为了迅速和完全反应,优选特定份数的未水解和/或缩合单体,因而混合物作为整体优选含有至少60%,更优选至少80%,和更特别的是至少90%的其所有含硅成分为单体形式。例如当通过本发明的方法的第二步骤中的蒸馏去除的醇HOR4已经含有特定份数的水,并且再次用于制备烷氧基硅烷时,可容忍的低聚物份数升高。根据物质建立的环路显著提升了整个程序的经济性。也可以使用通式I的化合物的混合低聚物,或者所述混合低聚硅烷与通式I的单体硅烷的混合物。任何存在于通式I的化合物或其低聚物中的通过水解形成的硅醇基团在此不会被破坏。优选的情况是对于不超过10mol%,更特别的是不超过lmol%的通式I的化合物,Y是氢。R1和R2可以是直链、支化、环状、芳香、饱和、或不饱和的。R1和R2中的氨基的实例为取代基-NR5R6,其中R5和R6可以是氢或C1-C8-烷基、环烷基、芳基、芳烷基或烷芳基取代基,可以用-OR7取代,其中R7可以是C1-C8-烷基、芳基、芳烷基或烷芳基。如果R5和R6是烷基取代基,其中的非相邻CH2单元可以用-O-、-S-、或-NR3-代替。R5和R6还可以构成环状系统。R5优选为氢或具有1-6个碳原子的烷基取代基。通式I中的R1和R2的各自优选为具有1-18个碳原子的单价烃基,未取代或由卤素原子或氣基、烧氧基或甲娃烧基取代。特别优选未取代的烧基、环烧基、烧芳基、芳烧基、和苯基。烃基R1和R2优选具有1-6个碳原子。特别优选甲基、乙基、丙基、3,3,3-三氟丙基、乙稀基、和苯基,尤其是甲基。
取代基R1和R2的其他实例如下正丙基、2-丙基、3-氣丙基、2-(二甲基娃烧基)乙基、2-(二甲氧基娃烧基)乙基、2-(三乙氧基硅烷基)乙基、2-( 二甲氧基硅烷基)乙基、2-( 二乙氧基硅烷基)乙基、正丁基、2- 丁基、2-甲基丙基、叔丁基、正戊基、环戊基、正己基、环己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基、正i^一烷基、10-1烯基、正十二烷基、异十三烷基、正十四烷基、正十六烧基、乙烯基、烯丙基、苯甲基、P-氯苯基、o-(苯基)苯基、m-(苯基)苯基、p-(苯基)苯基、1-萘基、2-萘基、2-苯乙基、1-苯乙基、3-苯丙基、3-(2_氨基乙基)氨基丙基、3-氨基丙基、N-吗甲基、N-吡甲基、3-(N-环己基)氨基丙基、1-N-咪唑丙基。R1 和 R2 的其他实例为取代基-(CH2O)n-R8' -(CH2CH2O)m-R9'和-(CH2CH2NH)凡其中n、m和ο表示1-10的值,更特别的是1、2、或3,而R8和R9具有R5和R6的定义。R3优选为氢或1-6个碳原子的烷基,未取代或用卤素原子取代。R3的实例为上述R1所列的那些。·通式I中的R4可以具有烯基不饱和双键或是饱和的。优选具有1-4个碳原子的单价烷基,任选用具有1-3个碳原子的烷氧基取代,可以是直链或支化的。所讨论的取代基优选是直链烷基,非常优选甲基或乙基,乙基特别是甲基。取代基R4的其他实例如下正丙基、2_丙基、正丁基、2_ 丁基、2_甲基丙基、叔丁基、2-(甲氧基)乙基、2-(乙氧基)乙基、1_丙稀_2-基。如果d=0,那么优选a=2或3时的通式I的化合物,任选地其水解/缩合产物的份数,或者其在与a=l时的通式I的硅烷的混合水解/缩合产物的份数使得可以产生的固体中,至少20g,优选至少40g,更优选至少50g可以在20°C下溶解在50g去离子水中,形成澄清溶液,而基于通式I的硅烷和/或其水解/缩合产物的总量,份数优选为0-20mol%,更优选0_10mol%,更特别的是0mol%。优选的,d是数值O。优选在不超过20mol%,更特别的是不超过5mol%的通式I的化合物中,d的数值为1、2或3。a= I时的通式I的化合物的实例如下MeSi (OMe) 3、MeSi (OEt) 3、MeSi (OMe) 2 (OEt) , MeSi (OMe) (OEt) 2、MeSi (OCH2CH2OCH3) 3、H3C-CH2-CH2-Si (OMe) 3、(H3C) 2CH_Si (OMe) 3、CH3CH2CH2CH2-Si (OMe) 3、(H3C) 2CHCH2-Si (OMe) 3、tBu-Si (OMe) 3、PhSi (OMe) 3、PhSi (OEt) 3、F3C-CH2-CH2-Si (OMe) 3、H2C=CH-Si (OMe) 3、H2C=CH-Si (OEt) 3、H2C=CH-CH2-Si (OMe) 3、Cl-CH2CH2CH2-Si (OMe) 3、cy-Hex-Si (OEt) 3、Cy-Hex-CH2-CH2-Si (OMe) 3、H2C=CH-(CH2)9-Si (OMe) 3> CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3) -CH2-Si (OMe) 3、十六烷基-Si (OMe) 3、Cl-CH2-Si (OMe) 3、H2N- (CH2) 3_Si (OEt) 3、cy-Hex-NH- (CH2) 3_Si (OMe) 3、H2N- (CH2) 2_NH_ (CH2) 3_Si (OMe) 3、O (CH2CH2) 2N-CH2_S1- (OEt) 3、PhNH-CH2-Si (OMe) 3> 十六烷基 _SiH3、MeSi (OEt) 2H、PhSi (OEt) 2H、PhSi (OMe) 2H、MeSi (OEt) H2、丙基-Si (OMe) 2H、MeSiH3' MeSi (OEt) (OMe) H、(MeO) 3S1-CH2CH2-Si (OMe) 3、(EtO) 3S1-CH2CH2-Si (OEt)3Xl3S1-CH2CH2-SiMeci2Xl3S1-CH2CH2-SiCl3Xl3S1-(CH2)6-SiCl3,(MeO)3SiSi (OMe)2Me, MeSi (OEt)2Si (OEt)3, MeSiCl2SiCl3, Cl3SiSiCl3, HSiCl2SiCl2H,HSiCl2SiCl3, MeSiCl3, MeSiCl2H, H2C = CH-SiCl3, PhSiCl3, F3C-CH2-CH2-SiCl3、Cl-CH2CH2CH2-SiCl3, MeSi (OMe) Cl2, MeSi (OEt) C1H、EtSiBr3, MeSiF3, Cl-CH2-SiCl3,Cl2CH-SiCl3O优选MeSi (OMe) 3、MeSi (OEt) 3、(H3C) 2CHCH2_Si (OMe) 3 和 PhSi (OMe) 3,以及优选甲基三甲氧基硅烷和/或其水解/缩合产物。在a=2时的通式I的化合物的实例如下Me2Si (OMe) 2, Me2Si (OEt) 2, Me2Si (OCH (CH3) 2) 2、MeSi (OMe) 2CH2CH2CH3、Et2Si (OMe)2' Me2Si (OCH2CH2OCH3)2' MeSi (Ome)2Et' (H3C)2CH-Si (OMe)2Me' Ph-Si (OMe)2Me't-Bu-Si (OMe)2Me, Ph2Si (OMe)2, PhMeSi (OEt)2, MeEtSi (OMe)2, F3C-CH2-CH2-Si (OMe)2Me'H2C = CH-Si (OMe) 2Me, H2C = CH-CH2-Si (OMe) 2Me, Cl-CH2CH2CH2-Si (OMe) 2Me,cy-Hex-Si (OMe) 2Me、Cy-Hex-CH2-CH2-Si (OMe) 2Me、H2C=CH- (CH2)「Si (OMe) 2Me、Cl-CH2-SiMe (OMe) 2、H2N- (CH2)「SiMe (OEt) 2、cy-Hex-NH- (CH2)「SiMe (OMe) 2、H2N- (CH2) 2-NH- (CH2) 3-SiMe (OMe)2, 0 (CH2CH2) 2N-CH2_SiMe (OMe)2, PhNH-CH2-SiMe (OMe)2,
(MeO) 2MeS1-CH2CH2-SiMe (OMe)2, (EtO) 2MeS1-CH2CH2_SiMe (OEt)2, Cl2MeS1-CH2CH2-SiMeCl2,Cl2MeS1-CH2-SiMeCl2, (MeO) 2MeSiSi (OMe) 2Me、MeSi (OEt) 2SiMe (OEt)2, MeCl2SiSiMeCl2,HClMeSiSiMeClH, Me2SiCl2' Me2SiClH' H2C=CH-SiMeCl2' Ph2SiCl2' MePhSiCl2'F3C-CH2-CH2-SiMeCl2, Cl-CH2CH2CH2-SiMeCl2, Me2Si (OMe)CU Me2Si (OEt) H、EtSiMeBr2,Me2SiF2, Cl-CH2-SiMeCl2, Cl2CH-SiMeCl2, Me2Si (OEt) H、Me2SiH2, Et2SiH2, EtMeSiH2,Ph2SiH2、Me2Si (OMe) Si (OMe) 3、Me2Si (OMe) Si (OMe) Me2、十六烷基-SiMeH2、Me2Si (OMe) SiMe3'Me2Si (OMe) SiMe (OMe)20优选Me2Si (OMe)2^Me2Si (OEt)2^MeSi (OMe)2CH2CH2CH3^P Ph-Si (OMe) 2Me,特别优选Me2Si (OMe) 2 和 MeSi (OMe) 2CH2CH2CH3。Me代表甲基,Et代表乙基,Ph代表苯基,t_Bu代表2,2_ 二甲基丙基,cy_Hex代表环己基,而hexadecyl代表正十六烧基。在此至关重要的是,在通式I的化合物或其水解/缩合产物中的全部取代基R1的至少50%,优选至少60%,更优选至少70%,不超过100%,优选不超过90%,更优选不超过80%
为甲基、乙基或丙基。碱式盐的pKb优选不超过12,更优选不超过10,更特别的是不超过5。所用的碱式盐是在水中形成溶剂化氢氧根离子,包含碱金属离子或铵离子作为其阳离子的化合物。所用的碱金属盐优选为碱金属氢氧化物,如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、和氢氧化铯,更优选氢氧化钠和氢氧化钾。碱金属盐的其他实例为碱金属碳酸盐,如碳酸钠和碳酸钾,以及碱金属碳酸氢盐,如碳酸氢钠,碱金属甲酸盐,如甲酸钾,碱金属娃酸盐(水玻璃),如原娃酸钠、偏硅酸钠、七氧三硅二钠或硅酸钾。而且还可以使用碱金属氧化物、碱金属氨基化物或碱金属烷氧化物,优选可以产生与所用的通式I的硅烷相同的醇的那些。优选通式NR4的单体胺阳离子是有机铵离子,其中至少一个取代基R表示有机取代基。R具有R1的定义和优选定义。通式NR4的单体胺的铵离子的实例为Me4N、Et4N、nPr4N、iPr4N、nBu4N、苯甲基 NMe3、十二烷基-NMe3、以及通式为 H3N- [CH2CH2-O-] q-H 和 C12H25HN- {[CH2CH2-O-] 4_H}([CH2CH2-O-J4-Hl 的那些。另外,优选有机铵离子是低聚胺或聚胺的阳离子,其在阳离子中具有多于一个胺官能性,例如通式H3N-[CH丄-NH3Cl,其中r表示数值1-10,以及H3N-[[CH2]S_NH]t-[CH2]S-NH2,其中S表示数值1-6,t表示数值1-10000,更特别的是上至1000,更优选上至100。在低聚胺和聚胺的情况下,胺官能性的部分可以以盐酸盐、硫酸氢盐或磷酸盐的形式存在。作为铵盐,优选使用市售或可以即制即用的季铵氢氧化物、碳酸铵或烷氧基铵。在水溶性胺的情况下,优选使用水溶液,因为在水溶液中,存在氢氧化铵来平衡游离胺,因而盐不必另外分离。也可以使用不同盐的混合物,可以是不同的碱金属的混合物,实例为氢氧化钠和氢氧化钾的混合物,以及碱金属盐和铵盐的混合物,实例为碱金属氢氧化物和铵盐的混合物,例如氢氧化钾和乙醇胺或碳酸钠和四甲基氢氧化铵。技术级的碱式盐(即纯度为以重量计80%-99%)的典型附加成分,如水或其他盐部分,如钾盐中的钠部分或氢氧化物中的碳酸盐部分,通常无需分离,可以容忍。另一个优选的变体是任选在与其他碱金属盐的混合物中使用碱金属硅酸盐的水性制剂,优选碱金属氢氧化物。如果已经作为商业产品大量生产水性硅酸盐制剂(溶液、悬浮液、乳液),这是可以的,因为仅需一步另外的反应步骤以产生 粉末(Pl)。优选选择碱式盐的量,以使阳离子对硅原子的摩尔比至少为O. 2,优选至少O. 4,更优选至少O. 5,更特别优选至少O. 6,以及不超过O. 9,优选不超过O. 85,更优选不超过
O.75,和更特别优选不超过O. 7。在通式I中存在选自F、Cl、和Br的基时,F、Cl、和Br存在的量与碱,优选与碱金属氢氧化物以化学计量的量反应。得到的中和产物不可能或非常难于从有机硅醇盐中分离,因此优选保持在本发明的粉末(Pi)中,从而降低了其活性成分含量。因此,优选的,不超过50mol%,更特别的是不超过20mol%,和非常优选不超过5mol%的通式I的化合物具有氟、氯和/或溴作为Y。本发明的方法的一个优势在于可容忍的所用的物质的变化非常广泛,以及关于其纯度的相当低的要求。为此,本方法非常良好地适于从二级产物中得到价值以及从全部硅烷/硅氧烷系统中得到废物一例如,从直接硅烷合成、部分烷基化氯硅烷混合物、氢化硅烷化的副产物、含催化剂蒸馏残渣、CVD操作的缩合物、以及其他中得到残渣。也可以有液体、固体或气体杂质或副产物存在,其如果不导致分解,可以保持在产物中——例如,二氧化硅或金属盐,如氯化铁、氧化铁、氧化铝或含钼催化剂——或可以容易地通过加工去除——如溶剂。优选使用的水的量相应于取代基Y完全水解需要的量,任选通过所用的碱式盐可消除的HY的量而减少,也可以通过任选在碱金属盐、铵盐或有机铵盐中键合的水的物质的量,或者任选在缩合过程中形成的水而减少。尽管在化学上,水的量没有上限,但是在经济的角度上,水的份数被最小化,因为过量的水需要被再去除。由于计量碱式盐溶液比固体更加容易,因此期望量的碱式盐优选用于需要量的水的溶液中。因此,过量的水是合理的和可接受的,当,例如,在水中溶解度低的碱式盐需要比上下文中的本发明的方法中水解所需要更大量的水,以产生饱和溶液,或者当盐溶液在工业上可以以相应的浓度得到。过量的水也可以用于加速水解反应和/或减少粉末P或Pl中的任何可能的未水解取代基Y。—个减少水的份数的可能性是或者以纯净形式作为固体,或者作为有机溶剂中的溶液添加碱式盐或碱式盐混合物,优选在相同的醇中,其如果适当的话,在水解反应期间被产生,以独立地计量需要的最小量的水。当使用可水解碱金属烷氧化物、烷氧化铵、氢氧化铵或碱金属氨基化物作为碱式盐时,这个变体是适当的。然而,也可以使用不同溶剂的组合,如水和醇的混合物,醇、胺、和水的混合物,或者胺和水的混合物。在反应条件下,惰性液体F不会干预反应。在1013hPa下,惰性液体F的沸点优选比在第二步中产生的化合物HY的沸点高至少10°C,更优选至少30°C。适合的惰性液体F优选为烃,如烷烃、环烷烃、芳香烃或烷芳烃,或者其混合物,以及醚。优选使用烷烃和烷烃混合物、环烷烃、和烷芳烃,更优选烷烃混合物。烷烃混合物的优势品质是其优惠价格和其在各种确定沸程下的即用性。液体F的实例正己烷、环己烷、正庚烷、环庚烷、正辛烷、环辛烷、正壬烷、正癸烷、正十二、2-甲基庚烷、甲基环庚烷、甲基环己烷、异链石蜡,如源自ExxonMobil的Isopai# C、E、G、H、L、和M、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、乙基苯、甲基叔丁基醚、二乙醚、二苯 醚、苯甲醚、和二正丁醚。在全部混合物中,选择液体F的比例以确保可以容易地搅拌得到的悬浮液。这一比例优选至少为固体的预期量的50wt%,更优选至少100wt%,和优选不超过500wt%,更特别的是不超过300wt%。优选一开始就引入通式I的硅烷和/或其水解/缩合产物,并定量量入碱式盐和水,优选以水溶液的形式。如果一些或全部的Y为F、Cl、Br,那么可以更倾向于一开始就引入碱式盐和水。为了溶解反应物或降低粘性,添加溶剂是有利的。为此,优选添加醇H0R4,其可以在水解过程中在任何情况下在反应混合物中形成,或者为惰性液体F。反应通常在(TC _150°C的温度下和环境气压的压力下发生。可选的,可以在更低或更高的压力下实施本方法。可以利用在水解期间产生的反应热,以加热反应混合物。因此,定量量入时间基本上受反应的热性能或反应器的冷却时间引导。热性能通常不足以使混合物沸腾并完全蒸馏去除任何产生的醇。因此,优选的,在定量量入期间或者当在定量量入停止时,进行加热至沸腾,通过蒸馏去除产生出的醇。为了使时空产量最大化,在此,惰性液体F优选以一定速率定量量入,以使反应容器的添加水平保持恒定,即,使得仅有去除的醇的体积被液体F代替。如果液体F与产生出的醇互溶,并具有比醇更低的比重,那么所述过程可以容易地自动化,例如在收集醇馏分之前使用填充了惰性液体F的分液器。在所述情况下,返回到反应容器中的液体F的量精确地与通过蒸馏去除的醇的量相同。当反应停止时,可以通过分离器的底阀回收醇并再次使用,例如,用于制备通式I的硅烷。在所述过程的情况下,水解反应的进程可以容易地通过测定分离器中的醇的量来监控,例如通过体积或重量测量,并确定终点。在蒸馏去除醇后,优选加热混合物至一定程度,使残余的醇和水,以及在缩合过程中形成的任何水,在循环中去除,同时硅醇盐作为固体沉淀。当使用分液器时,水作为液体F的馏分中的下层相收集,因而干燥过程同样可以容易的通过检查分离出的水的量而检测。如果产生的醇溶解在惰性液体F中,那么优选进行无分液器的蒸馏至更高沸点液体F的沸点。一个选择是通过具有适当的分离性能的精馏柱进行分馏,以通过蒸馏将醇、液体F、和——任选的——水彼此分离。在所述情况下,得到的馏分典型的是醇、液体F、和——任选的——水的混合物,其或者可以单独纯化,或者直接再次用于制备起始化合物。在所述程序变体中,优选在蒸馏期间,以一定量用新鲜的液体F重新加满,以使在各个情况下,反应混合物可以保持搅拌。如果在反应混合物中不存在醇或者没有醇产生,即,如果Y=氢、F、Cl、和/或Br,那么有气体裂解产物形成,即氢、HF、HC1、或HBrJP /或形成的低挥发性盐,其保留在产物中,意味着在反应结束后,可以立即分离惰性液体。在另一个优选方法变体中,特别适于连续法,首先制备硅醇盐的溶液,通过通式I的有机硅烷(或其水解/缩合产物,或通过通式I的有机硅烷与其水解/缩合产物一起)与碱式盐在水存在下(水解)反应(连续地,例如,通过DE 4336600中描述的方法,优选使用至少对于水解必要量的水,以及无需完全蒸馏去除产生的醇)。这优选在不存在惰性液体F下进行。在同时进行的第二和第三步骤中,在溶液中的挥发性成分蒸发和硅醇盐作为固体沉淀的条件下,将形成的硅醇盐溶液与惰性液体F接触。形成的硅醇盐溶液,其以及硅醇盐还包含水解产物,如醇或碱式盐的氟化物、氯化物或溴化物,任选还有过量的水,优选与液体F混合。当通过蒸馏去除挥发性成分时,以液体F中的悬浮液得到固体硅醇盐,可以在第四步中通过过滤、离心、沉降或惰性液体F的蒸发而分离。在所述情况下,优选一开始就引入惰性液体F,并在一定条件下定量量入硅醇盐的溶液,以确保挥发性成分的立刻蒸发。在每个特别情况下的最优化条件可以容易地由技术人员通过改变液体F的量、温度、压力和/或量入速率测定。如果硅醇盐溶液以精细分离的形式一一例如通过喷雾嘴——与惰性液体F接触,那么可以加速蒸发过程。在此,优选在表面下直接将硅醇盐溶液引入到液体F中。为了加速蒸发过程,对于一些量入的硅醇盐溶液中的挥发性成分,还可以在上游步骤中脱除或蒸馏去除,在所述情况下,在经济的角度上,在水解期间,仅仅添加完全反应所需量的水是可取的。在定量引入期间直接形成的硅醇盐颗粒可以以悬浮液的形式连续从反应容器中移出,提供到任选连续固体分离过程中。几乎可以完全回收液体F,并再次用于过程 中。这样,可以保持较低的设备尺寸和储备液体F(支持)量,尽管相应地得到较高的产率。所述方法版本的另一个正面效果是硅醇盐溶液在蒸馏条件下(优选高于室温)的较短停留时间,甚至使热不稳定的硅醇盐溶液完全转化成悬浮液而没有分解现象,所述悬浮液通常享有相当高的热稳定性。另一个优势在于,通过定量量取硅醇盐溶液期间的液体F的温度,可以影响形成的硅醇盐颗粒的粒径分布。通常而言,较低的温度导致较大的粒径分布。本发明的方法的一个优势在于,在所述过程中,混合设备和反应器壁上的固体到膏状堆积物随着干燥过程的程度而脱离,形成精细悬浮液,粉末(PD可以通过简单的固体分离而从悬浮液中分离,如通过过滤、沉降或离心。在一个优选方案中,在环境气压或在减压的压力下蒸馏去除精细悬浮液中的挥发性成分,并干燥得到的粉末(PD。这优选在低于悬浮液和/或干燥固体的分解温度的温度下发生,所述温度需要单独测定(例如通过DSC测量)一那么典型地,在低于120°c的温度下,优选低于100°C,更优选低于80°C。所述温和干燥防止过热和导致的不可控制的分解反应。在固体分离过程中分离出的液体F可以用于冲洗滤饼,以冲掉固体的最终残留,增加产量。固体,特别是通过过滤、沉降或离心分离的固体,可以通过任选将加热的惰性气体通过系统,或在干燥箱或加热混合器中,任选在减压下进一步干燥一优选至恒重。本方法可以分批操作进行,使用——例如一一在多功能设备中的常规类型的搅拌罐或顶部安装了蒸馏附属设备的桨叶式干燥器。由于低沉积水平,在生产过程中,在各个批次的固体沉积之间通常不需要清洗反应器。然而,如果有必要清洗,例如在生产的最后,可以轻易地通过用水简单冲洗或任选地泛流设备,这是便宜和没有有害排放的。在管式反应器或在诸如捏合设备或单螺杆或双螺杆挤出机或水平桨叶式干燥器的混合/输送设备一一优选具有多个腔用于各个加工步骤一中的连续过程同样是可以的,并且对于工业生产是有利的。粉末(P)和(Pl)非常适于用作疏水化剂,更特别的是用于矿物质和建筑材料、诸如纤维素和羊毛的天然纤维、以及合成纤维的疏水化剂。对诸如织物、纸张、和纸板的加工纤维的疏水化同样已有可能性。在矿物建筑材料中,基于石膏的建筑材料是优选的,其优选含有至少10wt%和更特别的是至少20wt%的石膏。在石膏中,优选被称为活性石膏的那些半水合硫酸钙(CaS04*0. 5H20),例如以建筑灰泥、粉饰灰泥、熟石膏或绝缘灰泥的形式,以及硬石膏(CaSO4,硬石膏II和III),·由已知的煅烧加工得到,源于天然石膏或合成石膏。在煅烧加工中,可以以各种形式和不同比例得到二水硫酸钙、半水硫酸钙、和无水形态。其他类型的灰泥,如抹平灰泥、人造大理石、硬石膏、和合成灰泥(在烟道气脱硫、磷酸和氢氟酸的生产、或有机羧酸的生产中得到的)也是非常适合的。依据目标应用(例如石膏板、石膏墙板面板、石膏灰泥、填充化合物、粉饰灰泥等)和开采或来源区域,使用具有不同组合物的石膏作为原材料,尽管通常仅使用术语“石膏基建筑材料”。石膏可以包含添加剂,其便于石膏模型或石膏产品的生产,或者其强化石膏模型和石膏产品的品质。添加剂的实例为填料,如二氧化硅、碳酸钙、和纤维,加速剂,如二水硫酸钙、硫酸钾、或硫酸铝,延缓剂,如蛋白质或者酒石酸或柠檬酸的盐,塑化剂和石膏灰浆的减水剂,如三聚氰胺_、萘-或木质素-磺酸盐或者聚羧酸酯,硬纸板的附着力促进齐U,如淀粉,灰泥和填料化合物的附着力促进剂,如可再分散聚合物粉末,PH调节添加剂,如熟石灰,或水泥。优选对建筑材料粉末疏水化,更特别的是石膏基建筑材料。更特别地使用粉末(P)和(Pi)作为干混疏水化剂。粉末(P)和(Pl)起初是可以用水润湿的(亲水的),使得建筑材料粉末的混合质量非常良好,未被削弱。而后,粉末随着时间迅速发展出疏水性,这对于建筑材料,如石膏灰泥、石膏填充化合物、或石膏基瓷砖胶黏剂的凝固是必要的,因此其显示亲水性和疏水性间的优越的平衡。在其作用机理中,其不包含任何挥发性有机化合物(VOV)。作为其结果,以及其专门不含添加的支撑材料的事实的结果,其在可用的最有效石膏疏水化剂和最有效的干混疏水化剂之中。所讨论的石膏的pH对于疏水化效果并不重要。可以使用pH为7的中性石膏粉末混合物,同样可以使用PH3-7间的酸性石膏粉末混合物,以及PH7-13间的碱性石膏粉末混合物。对于在具有高PH水平的混合物中使用,优选甲基硅醇盐与基于更高烷基取代基的硅醇盐的混合物,或者由通式I的不同硅烷的混合物制备的硅醇盐的混合物,其中至少一些取代基R1和R2含有多于一个C原子。在此优选碱金属甲基娃醇盐与碱金属乙基娃醇盐和/或碱金属丙基硅醇盐的组合,或者由通式I的硅烷的混合物制备的碱金属硅醇盐,其中取代基R1和R2为甲基取代基,以及通式I的硅烷,其中取代基R1和R2为甲基或丙基,优选粉末(P)中或粉末(Pl)的取代基R1和R2中,至少20mol%和更特别的是至少40mol%的有机取代基具有至少3个碳原子。
粉末(P)和(Pl)不仅适于作为干混疏水化添加剂;其同样适用于工业制造的其他石膏建筑材料的疏水化,其中的液体疏水化剂迄今已经在使用。这些包括,非常特别的,石膏纤维板面板,其中为了机械补强,将有机或无机纤维添加到石膏粉或石膏泥浆中,以及石膏块或壁板面板,其通过灰泥砌筑砂浆粘合形成干燥构造中的固体壁,类似砖的方式。同样可以用粉末⑵和(Pl)为熟石膏粉末提供斥水性,以为雕塑、雕像、装饰、特殊组件、触压成型、和其他基于灰泥的专家制造,家用或其他范围,提供对水的任何影响的抗性。用碱金属甲基硅醇盐溶液生产石膏板的可能性目前已被限制。由于硅醇盐溶液的高pH,甚至在生产期间,发生硬纸板与灰泥核心间的分离。然而,用由本发明的生产程序得到的粉末(P)和(P1),已经可以显著降低碱金属氢氧化物的含量,使得石膏灰浆中的PH更低。这表现出在pH敏感应用中使用的优势,在此到目前为止不可能使用碱金属甲基硅醇盐 溶液。在PH中性雪花石膏灰泥的情况下,在水溶液中添加2%甲基硅醇钾(SILRESx BS16,源自Wacker Chemie AG)导致pH从7上升到12,而添加O. 8%甲基硅醇钾粉末(钾对硅的摩尔比0. 64)仅导致pH从7上升到11 (用指示剂棒测量),在两种情况下都达到低于5%的吸水量。与例如基于聚甲基氢硅氧烷的硅树脂流体(例如来自Wacker Chemie AG的SILRESh BS 94)相比,其活性成分含量约为100%,由相当低活性成分含量的硅醇盐溶液产生的其他限制同样可以消除,尤其对于用粉末(P)和(PD生产石膏板。由于生产相关的原因,40-60%的市售硅醇盐溶液含有水,而对于粉末(P)和(Pl)则不然。其优选完全由活性成分构成(即,在Y#F、Cl、Br的情况下),并且不含任何水。然而,与传统有机疏水化粉末相反,其不倾向于经历粉尘爆炸,这对于例如与在空气中干混生产相关的安全操作而言是另一个关键优势。为了在对PH更加敏感的应用中,以及还在石膏板的生产中添加碱金属甲基硅醇盐粉末后,减弱PH的进一步上升,存在将粉末(P)和(Pl)与固体形式的酸性、PH降低或缓冲添加剂混合的可能性,其仅在将水添加到应用中方能显示活性。在液体碱金属甲基硅醇盐溶液的情况下,所述方法不可行,因为在水溶液中,甚至在应用之前,同时有中和反应,碱金属甲基硅醇盐会不稳定并失活。所述类型的酸性添加剂可以是存在于水中提供缓冲或酸性反应效果的所有物质,其可以以固体形式分离或在可水解或水溶性涂布物质胶囊化,所述涂层物质例如为聚乙烯醇、明胶或多糖(例如环糊精),所述物质的实例为硫酸氢盐、硫酸酯、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、磷酸酯和亚磷酸酯,诸如氯化铁的铁盐、诸如硫酸铝或硝酸铝的铝盐、酸性粘土、沸石、硅胶、离子交换剂、长链单元或多元羧酸及其烷基或硅烷酯或其酸酐、铵盐或鱗盐、酸性反应有机化合物,如维他命C(抗坏血酸)、苯酚、海藻酸或磺酸及其酯、氨基磺酸、牛磺酸、氨基酸,如甘氨酸、谷氨酸、或半胱氨酸、膦酸及其酯、氨基膦酸、亚磺酸及其酯、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸、内酯、或磺内酯。粉末(P)和(PI)也可以与其他普通疏水化添加剂组合使用。例如,其补强了输送线石膏(例如用于石膏板面板)中的基于甲基氢聚硅氧烷的硅树脂流体(例如WackerChemie AG的SILRES,BS 94)的疏水化效果。粉末(P)和(PI)同样适用于包含其他水力自硬粘合剂的建筑材料的疏水化,如水泥(波特兰、铝酸盐、矿渣、氧化镁、或磷酸盐水泥)、水玻璃、或石灰。因此,粉末(P)和(Pl)可以用在包括石工工程和粘合砂浆、基础底层和装饰底层、瓷砖粘合、勾缝料、Tics系统的粘合砂浆和补强砂浆、粉末涂料、水泥密封灰浆、填充化合物、自流平地板化合物和找平、以及修补砂浆的系统中。目前在中性到弱碱性建筑材料,尤其是用烧结粘土或中性石材制成的产品的斥水性浸溃中使用的是碱金属烷基硅醇盐的稀释溶液。在此,用含水浓缩物(例如WackerChemie AG的SILRES BS 16)生产非常稀的水溶液,在工作中,在应用的生产工作中,用水稀释,或通过配方设计师处理建筑表面,用于生产底漆,或用于自制应用。粉末(P)和(PD在此提供下列优势,代替含水浓缩物,可以提供终端用户以100%的粉末形式,其而后同样可以通过在水中溶解,而调节到期望的溶液稀释程度。这样,可以得到显著降低的运输和储存成本。对于碱金属烷基硅醇盐在石工工程中用于建立干燥器条件的钻孔注入,这一优势同样是明显的,其中使用或不用压力将疏水化剂(例如,稀释的甲基硅醇钾溶液)注入现有的石工产品中可以水平隔离渗透的潮气。碱金属烷基硅醇盐同样可以用作硅树脂涂料中的疏水化添加剂。在此,同样可以使用碱金属烷基硅醇盐的水稀释液,其同样可以用非常浓的粉末(P)和(PD生产。还在此, 通过从浓缩物中的平衡中去除水,可以显著降低输送和储存成本。除了已经描述的应用外,粉末(P)和(Pl)例如还可以用于下列应用中的疏水化性质脲醛树脂的疏水化;基于苯乙烯丙烯酸酯的底漆;丙烯酸涂料的生产;用于产生半导体的浓缩硅酸盐/硅醇盐的绝缘层的液体;颗粒的疏水化(例如过氧化物、过碳酸盐、色素颜料);纤维素对潮湿的稳定化;与磷酸盐组合用于改善用其浸溃过的木材的抗湿、抗真菌、和耐火性能;添加到钻孔冲洗流体中(例如在石墨侧面),用于减少钻孔中的钻探流体渗漏到沙石中的损失(颗粒的疏水涂层强化了钻孔的清洗,防止冲洗流体附着在颗粒上);阻燃泡沫、板或灭火粉末的疏水化;防涂鸦涂料;可注入砂浆和水泥的添加剂;酸和/或水性生物或有机介质的吸收剂;与碱金属硅酸盐组合用于土壤固化和土壤疏水化,如在EP 992565中所述;垃圾填埋场的疏水化添加剂,用于防止环境破坏性的渗漏/提取;弹性体的酸中和和任选补强填料;与SiH化合物或铝粉组合用于石膏基或水泥基泡沫(例如加气混凝土)的添加剂;与生物杀灭剂组合,用于织物、植物种子、纤维素材料、木材、石材的疏水/抗菌剂的即时混合;补强和疏水化浙青的添加剂;基于金属硅氧烷与金属盐反应的催化剂,例如招、钛、锌、鹤、镧、铅、镉、铺、铜、镍、错、钴、银、钥、铁、锡、钼、和IE;仅在与水接触时活化并同时具有中和和疏水化效果的基础;洗衣粉或洗碟机用洗涤剂的辅助剂;色素颜料添加剂;添加到涂层中以抵消积垢;所有可能的固体的干燥疏水化(例如肥料、引诱剂、除草齐U、杀虫剂、颜料、吸湿盐、玻璃纤维、玻璃珠、天然石材、沙子、白垩、熟石灰或生石灰、纸张、参见前述的纤维、杀菌剂、混凝土粉、珍珠岩、膨胀粘土、膨胀玻璃、金属粉末、木粉、木材微球、木片、陶瓷粉、陶土粉、粘土、无机填料);自流助剂;异质碱性催化剂,用于提升有机硅化合物在例如平衡反应中的反应性;用于去除旧涂层的剥离添加剂、用于木材纤维板面板的添加剂(例如MDF面板)。在所有上述应用中,粉末(P)和/或(Pl)还可以以固体形式或任选溶解的形式添加到已经含水的基材混合物中用以疏水化。所述程序是适合的,例如如果建筑材料仅在建筑场所与粉末(P)或(PD混合。那么,期望效果的程度可以容易地通过添加的粉末(P)或(PD的量来调节。在上述通式中的所有上述符号在各自情况下具有其彼此独立的定义。在全部通式中,硅原子是四价的。在以下发明性和对比实施例中,在每种情况下,除非另外指出,所有数量数字和百分数数字以重量计给出,所有反应在O.1OMPa(abs.)的压力下进行。制备实施例1:源自甲基三甲氧基硅烷/KOH (I; O. 85)的硅醇盐在用氮气惰性化并配有桨叶式搅拌器、滴液漏斗、温度计、和具有回流冷凝管的分水器的500ml五颈圆底烧瓶中,加入75g(0. 55mol)甲基三甲氧基娃烧(购自Wacker ChemieAG)和 65g Isopar E (异链经混合物,沸程 113_143°C,购自 ExxonMobil)。用 Isopar E 充满分水器。伴随着在350rpm下搅拌,在10分钟内将30. 9g(0. 47mol)氢氧化钾(85%形式,购自AppliChem)在19. 8g软化水的溶液定量量入。在所述定量添加的过程中,反应混合物 出作为下层的馏分。上至121°C的沸腾温度,收集到64.9g澄清无色的馏分,含有一依据气相色谱分析——83. 3%的甲醇、14. 6%的水、和1. 7%的Isopar E。因此甲基三甲氧基硅烷中的甲氧基取代基的水解是定量的。在蒸馏期间,在反应混合物中析出膏状白色固体,并逐渐分解成精细颗粒,形成悬浮液。通过压力吸滤器中的Beco KD3过滤器板过滤悬浮液,通过氮气,直到恒重。这样给出61.1g精细、白色、可自由流动的粉末,固含量为100%(用源自Mettler Toledo的HR 73卤素水分分析仪在160°C下测定)。甚至在缺乏空气下,在室温下储存两星期后,用所述固体制备的50%浓度水溶液显示不会沉淀。通过差示扫描量热法(DSC)研究固体的热稳定性。对于测量,以3K/min的恒定加热速率将约5mg物质加热到415°C,记录在所述过程期间发生的热通量。所用的样品架是额定压力F20钢坩埚,其确保没有蒸发损失的可能。在起始于229°C的范围内,物质显示609J/g的分解洽。依据粒径分析(Sympatec Helos),所有颗粒100%小于150 μ m ;最大分布密度在47 μ m0非本发明的,对比实施例1—通过烘烤去除水分而对甲基硅醇钾水溶液(Silres BS16 Wacker Chemie AG)干燥的实验在三颈瓶中加热市售的54%浓度的甲基硅醇钾水溶液(SilreZ BS16,WackerChemie AG)。通过在液体表面以上2cm以约40L/h通过氮气而浓缩溶液。随着浓度上升,产品经历非常严重的起泡,逐渐有白色固体析出,起始于烧瓶边缘。在122°C时,温度经过10分钟上升到277°C。在所述时间期间,水完全蒸发。在烧瓶边缘形成牢固附着的白色壳。固体的29Si NMR光谱显示甲基基团的大约定量损失。制备实施例2 :源自甲基三甲氧基硅烷/KOH(1:O. 64)的硅醇盐在用氮气惰性化并配有桨叶式搅拌器、滴液漏斗、温度计、和具有回流冷凝管的分水器的500ml五颈圆底烧瓶中,加入50g(0. 367mol)甲基三甲氧基娃烧(购自WackerChemie AG)和 65g Isopar E (异链经混合物,沸程 113_143°C,购自 ExxonMobil)。用 IsoparE充满分水器。伴随着在300rpm下搅拌,在12分钟内将15. 4g(0. 23mol)氢氧化钾(85%形式,购自AppliChem)在14. 9g(0. 826mol)软化水的溶液定量量入。加热反应混合物至沸腾温度,一旦蒸馏开始,就降低搅拌器速度至50rpm。在分水器中分离出作为下层的馏分。上至85°C的沸腾温度,收集到34. 4g澄清无色的馏分,含有一依据气相色谱分析一87. 8%的甲醇、4. 9%的水、和5. 7%的Isopar E。从分水器中排出下层,再次用Isopar E完全填充分水器,上至118°C的沸腾温度下在循环中去除水。这样得到10. Sg作为下层的馏分,含有一依据气相色谱分析一50. 2%的甲醇和49. 7%的水。因此甲基三甲氧基硅烷中的甲氧基取代基的水解是定量的。在蒸馏期间,在反应混合物中析出膏状白色固体,并逐渐分解成精细颗粒,形成悬浮液。通过压力吸滤器中的Beco KD3过滤器板过滤悬浮液,通过氮气,直到恒重。这样给出38g精细、白色、可自由流动的粉末,固含量为99. 7%(用源自MettlerToledo的HR73卤素水分分析仪在160°C下测定)。甚至在缺乏空气下,在室温下储存两星期后,用所述固体制备的50%浓度水溶液显示 不会沉淀。在滤液的气相色谱中仅可检测到Isopar E。固体的元素分析给出29. l%S1、ll. 2%C、3. 6%Η、29· 9%0、和 26. 2%Κ,相应的 S1:K 摩尔比为O. 65 (理论值0. 64)。通过差示扫描量热法(DSC)研究固体的热稳定性。在213°C之上的范围内,物质显示512J/g的分解焓。依据粒径分析(Sympatec Helos),所有颗粒100%小于150 μ m ;最大分布密度在23 μ m0制备实施例3 :源自甲基三甲氧基硅烷/KOH (1:0. 60)的硅醇盐在用氮气惰性化并配有桨叶式搅拌器、滴液漏斗、温度计、和具有回流冷凝管的分水器的500ml五颈圆底烧瓶中,加入30g(0. 22mol)甲基三甲氧基娃烧(购自Wacker ChemieAG)和 50g Isopar E (异链烃混合物,沸程 113_143°C,购自 ExxonMobil)。用 Isopar E 充满分水器。伴随着在350rpm下搅拌,在12分钟内将8. 7g(0. 13mol)氢氧化钾(85%形式,购自AppliChem)在9.1g(O. 5mol)软化水的溶液定量量入。加热反应混合物至沸腾温度,一旦蒸馏开始,就降低搅拌器速度至50rpm。在分水器中分离出作为下层的馏分。上至119°C的沸腾温度,收集到25. 4g澄清无色的馏分,含有一依据气相色谱分析一80. 4%的甲醇、18. 4%的水、和1%的Isopar E。在蒸馏期间,在反应混合物中析出膏状白色固体,并逐渐分解成精细颗粒,形成悬浮液。通过压力吸滤器中的Beco KD3过滤器板过滤悬浮液,通过氮气,直到恒重。这样给出19. Sg精细、白色、可自由流动的粉末,固含量为100%(用源自Mettler Toledo的HR73卤素水分分析仪在160°C下测定)。甚至在缺乏空气下,在室温下储存两星期后,用所述固体制备的50%浓度水溶液显示不会沉淀。通过差示扫描量热法(DSC)研究固体的热稳定性。在221°C之上的范围内,物质显示468J/g的分解焓。制备实施例4:在三颈瓶中将200g市售的54%浓度的甲基硅醇钾水溶液(Silres# BS16, WackerChemie AG)与173g Isopar E的混合物加热至沸腾温度(121°C )。在分水器中分出109.1g水。在蒸馏期间,析出膏状白色固体,其逐渐分解成精细颗粒,形成悬浮液。通过压力吸滤器中的Beco KD3过滤器板过滤悬浮液,通过氮气,直到恒重。这样给出61.1g精细、白色、可自由流动的粉末,固含量为100%(用源自Mettler Toledo的HR73卤素水分分析仪在160°C下测定)。甚至在缺乏空气下,在室温下储存两星期后,用所述固体制备的50%浓度水溶液显示不会沉淀。固体的元素分析显示2. 6%S1、9. 5%C、3. 3%H、32. 7%0、和29. 55%K,相应的S1:K摩尔比为1. 01。
通过差示扫描量热法(DSC)研究固体的热稳定性。在222°C之上的范围内,物质显示634J/g的分解焓。制备实施例5:源自甲基三甲氧基硅烷/丙基二甲氧基二乙氧基硅烷/KOH(O. 9:0. 1:0. 85)的硅醇盐在用氮气惰性化并配有桨叶式搅拌器、滴液漏斗、温度计、和具有回流冷凝管的分水器的500ml五颈圆底烧瓶中,加入27g(0. 198mol)甲基三甲氧基娃烧(购自WackerChemie AG)、3· 9g(O. 02)正丙基(甲基)二乙氧基硅烷(在实验室中通过正丙基(甲基)二氯硅烷与乙醇反应制备)和20gIsOpar E (异链烃混合物,沸程113-143 °C,购自ExxonMobil)。用Isopar E充满分水器。伴随着在350rpm下搅拌,在12分钟内将12. 4g(0. 188mol)氢氧化钾(85%形式,购自AppliChem)在7. 9g(0. 44mol)软化水的溶液定量量入。混合物升温至48°C。加热反应混合物至沸腾温度。在分水器中分离出作为下层的馏分。上至95°C的沸腾温度,收集到19. 4g无色、略微浑浊的馏分,含有一依据气相色谱 分析——78. 5%的甲醇、7. 5%的乙醇、3. 5%的水、和8. 2%的Isopar E。从分水器中排出下层,再次用Isopar E完全填充分水器,上至131°C的沸腾温度下在循环中去除水。这样产生6. 2g作为下层的馏分,依据气相色谱分析含有46. 9%的甲醇、4. 7%的乙醇和48. 4%的水。在蒸馏期间,在反应混合物中析出膏状白色固体,并逐渐分解成精细颗粒,形成悬浮液。添加IOg环己烷,通过压力吸滤器中的Beco KD3过滤器板过滤悬浮液,通过氮气,直到恒重。这样给出21. 4g精细、白色、可自由流动的粉末,固含量为99. 5%(用源自Mettler Toledo的HR73卤素水分分析仪在160°C下测定)。甚至在缺乏空气下,在室温下储存两星期后,用所述固体制备的50%浓度水溶液显示不会沉淀。制备实施例6:源自甲基三甲氧基硅烷/丙基三乙氧基硅烷/KOH (O. 75:0. 25:0. 85)的硅醇盐在用氮气惰性化并配有桨叶式搅拌器、滴液漏斗、温度计、和具有回流冷凝管的分水器的500ml五颈圆底烧瓶中,加入33. 7g(0. 247mol)甲基三甲氧基硅烷(购自WackerChemieAG) U7g(O. 082)正丙基三乙氧基硅烷(在实验室中通过正丙基三氯硅烷与乙醇反应制备)和67. 4g Isopar E(异链烃混合物,沸程113-143。。,购自ExxonMobil)。用IsoparE充满分水器。伴随着在250rpm下搅拌,在12分钟内将15. 4g(0. 28mol)氢氧化钾(85%形式,购自AppliChem)在11. 9g(0. 66mol)软化水的溶液定量量入。反应混合物升温至51°C。加热反应混合物至沸腾温度(60°C)。在分水器中分离出作为下层的馏分。上至95°C的沸腾温度,收集到36.1g无色、略微浑浊的馏分,含有一依据气相色谱分析一56. 7%的甲醇、25. 3%的乙醇、3. 6%的水、和11. 5%的Isopar E。从分水器中排出下层,再次用IsoparE完全填充分水器,上至118°C的沸腾温度下在循环中去除水。这样得到8. 2g作为下层的馏分,依据气相色谱分析含有43. 8%的甲醇、17. 2%的乙醇、和38. 7%的水。在蒸馏期间,在反应混合物中析出膏状白色固体,并逐渐分解成精细颗粒,形成悬浮液。通过压力吸滤器中的Beco KD3过滤器板过滤悬浮液,通过氮气,直到恒重。这样给出33. 2g精细、白色、可自由流动的粉末,固含量为99. 5% (用源自Mettler Toledo的HR 73卤素水分分析仪在160°C下测定)。甚至在缺乏空气下,在室温下储存两星期后,用所述固体制备的50%浓度水溶液显示不会沉淀。制备实施例7 :源自甲基三甲氧基硅烷/Na0H/K0H(l. 0:0. 26:0. 39)的硅醇盐
在用氮气惰性化并配有夹套、桨叶式搅拌器、滴液漏斗、温度计、和具有回流冷凝管的分水器的IOOOml四颈圆底烧瓶中,加入50g(0. 36mol)甲基三甲氧基硅烷(购自Wacker Chemie AG)和66.5g Isopar E (异链经混合物,沸程 113_143°C,购自 ExxonMobil),用导热油通过双层夹套加热至40°C。用Isopar E充满分水器。伴随着在200rpm下搅拌,在 12 分钟内将 9. 3g(0. 14mol)氢氧化钾(85% 形式,购自 AppliChem)和 3. 7g(0.094mol)的氢氧化钠(98%形式,购自Aldrich)在14. 8g(0. 82mol)软化水的溶液定量量入。反应混合物升温至61°C。加热反应混合物至沸腾温度(68°C)。在分水器中分离出作为下层的馏分。上至118°C的沸腾温度,收集到41. 6g无色、略微浑浊的馏分,含有一依据气相色谱分析——81. 5%的甲醇(=理论量的98%)、16. 9%的水、和1. 2%的Isopar E。在蒸馏期间,在反应混合物中析出膏状白色固体,并逐渐分解成精细颗粒,形成悬浮液。通过压力吸滤器中的Beco KD3过滤器板过滤悬浮液,通过氮气,直到恒重。这样给出30g精细、白色、可自由流动的粉末,固含量为99. 8%(用源自Mettler Toledo的HR 73卤素水分分析仪在160°C下测定)。甚至在缺乏空气下,在室温下储存两星期后,用所述固体制备的50%浓度水溶液显示不会沉淀。制备实施例8 :源自甲基三甲氧基硅烷/KOH (1:0.65)的硅醇盐(通过蒸发干燥)在用氮气惰性化并配有桨叶式搅拌器、滴液漏斗、温度计、和具有回流冷凝管的分水器的500ml五颈圆底烧瓶中,加入50g(0. 36mol)甲基三甲氧基娃烧(购自Wacker ChemieAG)和31. 8g Isopar E(异链烃混合物,沸程113-143°C,购自ExxonMobil)。伴随着在300rpm下搅拌,在10分钟内将31. 8g的50%浓度的氢氧化钾水溶液(O. 23mol的氢氧化钾)和2.1g(O. 117mol)软化水的溶液定量量入。在所述定量量入期间,混合物升温至58°C。在回流(66°C )下加热一小时,而后将馏分转至分水器,用Isopar E充满分水器。上至118°C的沸腾温度,收集到49g无色、略微浑浊的馏分,含有一依据气相色谱分析一84面积%的甲醇、14面积%的水、和2面积%的180 &1· E0在蒸馏期间,在反应混合物中析出膏状白色固体,并逐渐分解成精细颗粒,形成悬浮液。在70°C的油浴温度下,在5hPa下,搅拌中蒸馏出全部挥发成分。这样给出37. 3g精细、白色、可自由流动的粉末,固含量为99. 5% (用源自Mettler Toledo的HR73卤素水分分析仪在160°C下测定)。甚至在缺乏空气下,在室温下储存两星期后,用所述固体制备的50%浓度水溶液显示不会沉淀。在类似地制备的粉末上测定最小点火能上至IOJ的最大可能点火能设定,在流态化的灰尘中没有燃烧。制备实施例9 :源自甲基三甲氧基硅烷/三甲基甲氧基硅烷/KOH(O. 9:0. 1:0. 65)的硅醇盐在用氮气惰性化并配有桨叶式搅拌器、滴液漏斗、温度计、和具有回流冷凝管的分水器的500ml五颈圆底烧瓶中,加入70g(0. 5mol)甲基三甲氧基娃烧(购自WackerChemieAG)、6g(O. 05)三甲基甲氧基硅烷(在实验室中通过三甲基氯硅烷与甲醇反应制备)、和 98. 6g Isopar E (异链经混合物,沸程 113_143°C,购自 ExxonMobil)。用 IsoparE充满分水器。伴随着在300rpm下搅拌,在6分钟内将40. 5g的50%浓度的氢氧化钾水溶液(O. 36mol的氢氧化钾)和3. 2g软化水的溶液定量量入。在所述定量量入期间,混合物升温至63°C。加热混合物至沸腾温度(70°C)。在分水器中分离出作为下层的馏分。上至118°C的沸腾温度,收集到60. 3g无色、略微浑浊的馏分,依据气相色谱分析,含有84面积%的甲醇、10. 8面积%的水、3. 3面积%的Isopar EjP O. 8面积%的三甲基甲氧基硅烷。保留的悬浮液随后在完全油泵真空(5hPa)下搅拌加热至70°C蒸发至干。这样给出55.9g精细、白色、可自由流动的粉末,固含量为99. 9%(用源自Mettler Toledo的HR73卤素水分分析仪在160°C下测定)。甚至在缺乏空气下,在室温下储存两星期后,用所述固体制备的50%浓度水溶液显示不会沉淀。制备实施例10:源自甲基三甲氧基硅烷/3,3,3_三氟丙基三甲氧基硅烷/KOH(O. 9:0. 1:0. 65)的硅醇盐在用氮气惰性化并配有桨叶式搅拌器、滴液漏斗、温度计、和具有回流冷凝管的分水器的500ml五颈圆底烧瓶中,加入50g(0. 36mol)甲基三甲氧基娃烧(购自Wacker ChemieAG)、8. Sg (O. 04) 3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷(购自Fluka)、和39. 7g Isopar E(异链烃混合物,沸程113_143°C,购自ExxonMobil)。用Isopar E充满分水器。伴随着在350rpm下搅拌,在12分钟内将17. 2g氢氧化钾(85%浓度,购自AppliChem) (O. 26mol氢氧化钾)和15. 3g软化水的溶液定量量入。在所述定量量入期间,混合物升温至67°C。加热混合物至沸腾温度(70°C )。在分水器中分离出作为下层的馏分。上至119°C的沸腾温度,收集到48. 5g 无色、略微浑浊的馏分。保留的悬浮液随后在完全油泵真空(5hPa)下搅拌加热至70°C蒸发至干。这样给出45. 9g精细、白色、可自由流动的粉末,固含量为99. 7%(用源自MettlerToledo的HR73卤素水分分析仪在160°C下测定)。甚至在缺乏空气下,在室温下储存两星期后,用所述固体制备的50%浓度水溶液显示不会沉淀。制备实施例11 :源自甲基三甲氧基硅烷/K0H(1:0. 65)的硅醇盐——模拟连续加
工a)在甲醇中水解(一硅醇盐的水、甲醇溶液=溶液A)在用氮气惰性化并配有桨叶式搅拌器、两个滴液漏斗、温度计、和回流冷凝管的500ml五颈瓶中加入25g(0. 36mol)甲醇,加热至回流(约65°C )。随后平行地并各自在30分钟内从一个滴液漏斗定量加入71. 7g的36. 6%浓度氢氧化钾水溶液(0. 47mol Κ0Η,2. 5mol水),而从另一个滴液漏斗中加入100g(0. 72mol)甲基三甲氧基娃烧(购自WackerChemieAG)到沸腾的甲醇中。继续回流30分钟,而后蒸馏出起始引入量的甲醇(25g)。剩余残渣为165. 8g无色澄清液体(=溶液A),固含量为45. 4% (用源自Mettler Toledo的HR73卤素水分分析仪在160°C下测定)。b)在水解溶液中水解在用氮气惰性化并配有桨叶式搅拌器、两个滴液漏斗、温度计、和回流冷凝管的500ml五颈瓶中加入25g(0. 36mol)甲醇,加热至回流(约65°C )。随后平行地并各自在30分钟内从一个滴液漏斗定量加入71. 7g的36. 6%浓度氢氧化钾水溶液(0. 47mol Κ0Η,2. 5mol水),而从另一个滴液漏斗中加入100g(0. 72mol)甲基三甲氧基娃烧(购自WackerChemieAG)到沸腾的甲醇中。在所述定量加入期间,沸点上升到72°C。剩余残渣为267. 6g无色澄清液体(=溶液B),固含量为45. 3% (用源自Mettler Toledo的HR73卤素水分分析仪在160°C下测定)。c)粉末分离在用氮气惰性化并配有桨叶式搅拌器、一个滴液漏斗、温度计、和具有回流冷凝管的分水器的500ml五颈圆底烧瓶中,加入100g Isopar E (异链烃混合物,沸程113_143°C,购自ExxonMobil),而后将所述起始添加物加热至110°C。在此之前,用Isopar E充满分水器。伴随着在300rpm下搅拌,以一定速度定量量入262.1g溶液B,以使温度不低于100°C并不高于110°C。蒸发出存在于溶液B中的挥发性成分(基本上是甲醇和水)并在回流冷凝管中冷凝。在Isopar E中,以精细分离的形式分出硅醇盐,形成白色悬浮液,其可以容易地搅拌。在分水器中作为下层分离出145. 2g无色、略微浑浊馏分。保留的悬浮液随后在完全油泵真空(5hPa)下搅拌加热至100°C蒸发至干。这样给出115. 2g精细、白色、可自由流动的粉末,固含量为99. 8%(用源自Mettler Toledo的HR73卤素水分分析仪在160°C下测定)。甚至在缺乏空气下,在室温下储存两星期后,用所述固体制备的50%浓度水溶液不显示任何沉淀。应用实施例1:用碱金属-硅摩尔比为O. 85的甲基硅醇钾粉末(制备实施例1的产物)对雪花石膏饰面灰泥疏水化将粉末形式的标准市售pH中性饰面灰泥(雪花石膏灰泥,产自HilligesGipswerk GmbH und Co. KG, Osterode,德国)与不同量的干燥形式的甲基娃醇钾粉末有效混合。随后依据O. 6的水/灰泥因子,将所述干燥混合物在搅拌下分批添加到混合的水·中,用中速的电控桨叶式搅拌器将水和混合物搅拌到一起,形成均匀灰浆。而后将得到的灰浆倒入PVC环中(直径80mm,高20mm),在23°C下和50%的相对湿度下固化灰泥24小时。在从环中将灰泥样品脱模后,在鼓风干燥箱中于40°C下将其干燥到恒重。为了依据DINEN520测定吸水量,在测定干重后,将样品在水中储存120分钟,样品水平放置在铅板合金上,水平面在样品的最高点之上5mm。120分钟后,从水中取出样品,使其在用水饱和的海绵上滴完,依据下列等式有湿重和干重计算百分吸水率百分吸水率={[质量(湿)-质量(干)]/质量(干)} · 100%如表I所示,制备实施例1的甲基硅醇钾粉末,以< I的碱金属-硅摩尔比(依据通式I),已经提供非常有效的灰泥疏水化。在不超过O. 6%的添加水平下,吸水率低于10% ;在不超过O. 8%的添加水平下,吸水率低于5%。通过定量添加甲基硅醇钾粉末,灰泥(灰浆)的pH上升未添加时为7,添加O. 2%的甲基娃醇钟粉末时为9,而添加O. 6%的甲基娃醇钟粉末时为10%(使用指示剂棒测量)。在其他应用实施例2-5中,将典型的粉末形式的市售灰泥(Goldband轻浆整理灰泥和机械应用灰泥MP 75,产自Knauf Gips KG, Iphofen,德国)与不同量的干燥形式的甲基硅醇钾粉末有效混合。而后,依据包装上注明的处方,将所述干燥混合物在搅拌下分批添加至混合的水中,用电控桨叶式搅拌器在中速下将水和混合物搅拌到一起,形成均匀灰浆(Goldband轻浆整理灰泥300g灰泥粉末和200g水;机械应用灰泥MP 75 300g灰泥粉末和ISOgA—每个情况下依据包装说明)。而后将得到的灰浆倒入PVC环中(直径80mm,高20mm)。如上述应用实施例1所述进行干燥、脱模、以及百分吸水率的测定。应用实施例2 :用碱金属-硅摩尔比为O. 85的甲基硅醇钾粉末(制备实施例1的产物)对两个灰泥疏水化表I显示,碱金属-硅摩尔比为I的甲基硅醇盐粉末(依据通式I)同样提供非常有效的灰泥疏水化。依据所用的灰泥,在不超过O. 3%的添加水平下,吸水率小于10%。而在不超过O. 4%的添加水平下,吸水率不超过5%。应用实施例3 :用碱金属-硅摩尔比为O. 64的甲基硅醇钾粉末(制备实施例2的产物)对两个灰泥疏水化
作为减少碱金属含量至碱金属-硅摩尔比为O. 64的结果,疏水化剂的功效进一步提升。在本实施例中,对于一个灰泥,甚至在不超过O. 2%的添加水平下,吸水率低于10%;甚至在不超过O. 3%的添加水平下,两个灰泥的吸水率都小于5%。灰泥(灰浆)的pH不受定量添加的甲基硅醇盐粉末影响不添加是为12. 5,添加1.0%的甲基硅醇盐粉末时也是12. 5 (用指示剂棒测量)。应用实施例4:如果在样品干燥后,不像在应用实施例3中那样立即进行吸水率测试,而是代之以在三天后,那么如果停留时间延长,可以再次观察到疏水化剂功效的提升。在O. 2%的添加水平下,两个灰泥现在都仅吸收不到5%的水;在添加量不超过O. 3%下,两个灰泥的吸水率均显著低于5%。
应用实施例5:与干混疏水化添加剂SILRESa PULVER G (ffacker Chemie AG)的比较强调了相对于现有传统市售产品的不同。仅通过添加1. 4%的S丨LRES# PULVER G才能达到10%的毛细吸水率;通过1. 6% WSlLRESi' PULVER G,毛细吸水率低于5%。表1.依据DIN EN 520的灰泥样品的吸水率
权利要求
1.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R1和R2含有不超过3个碳原子, 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/或气体形式的化合物HY,所述液体F在反应条件下是惰性的,其沸点高于释放的化合物HY的沸点,并且在100°C /I巴下对固体形式产生的硅醇盐的溶解性不超过lwt%, 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(Pl)的形式分离硅醇盐。
3.权利要求2的方法,其中在缺乏惰性液体F下进行第一步骤,以及在同时实施的第二和第三步骤中,在溶液的挥发性成分蒸发的条件下,形成的硅醇盐溶液与惰性液体F接触,硅醇盐以固体形式沉淀。
4.权利要求2或3的方法,其中碱式盐选自氢氧化钠和氢氧化钾。
5.权利要求2-4之一的方法,其中使用烃类作为惰性液体F。
6.通过权利要求2-5之一的方法生产的粉末(Pl)。
7.依据权利要求1的粉末(P)和依据权利要求6的粉末(Pl),其在20°C下的水溶解度至少为20%。
8.依据权利要求1的粉末(P)和依据权利要求6或7的粉末(Pl),其平均粒径不超过500 μ m。
9.权利要求2-5之一的方法和依据权利要求6-8之一的粉末(Pl),其中R1和R2各自为具有1-6个碳原子的烷基。
10.权利要求2-5和9之一的方法和依据权利要求6-9之一的粉末$1),其中¥是(《4,R4是具有1-4个碳原子的烷基。
11.依据权利要求1的粉末(P)和依据权利要求6-10之一的粉末(Pl)作为疏水化剂的用途。
12.权利要求11的用途,其是作为用于矿物建筑材料的疏水化剂的用途。
13.权利要求12的用途,其中矿物建筑材料基于石膏。
14.粉末形式的建筑材料,其基于石膏,包含O.01%-10%的依据权利要求1的粉末(P)或依据权利要求6-10之一的粉末(P1)。
全文摘要
本发明提供粉末(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。
文档编号C07F7/18GK103003287SQ201180035574
公开日2013年3月27日 申请日期2011年7月11日 优先权日2010年7月21日
发明者D·席尔德巴赫, D·奥尔, K-H·菲利克斯, M·施特普 申请人:瓦克化学股份公司
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