CN102209697A - 用于疏水化的粉末及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及至少一种包含有机硅烷和载体材料的固体在将灰浆疏水化中的用途，其中有机硅烷具有式R1Si(OR’)3或R1R2Si(OR’)2，其中R1和R2相同或不同且为线性或支化C1-C4烷基和/或链烯基，OR’为乙酰氧基、C1-C4烷氧基和/或C2-C6甲氧基烷氧基和/或乙氧基烷氧基，和所述载体材料在室温下为固体。水泥在最终配制剂中的量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量为0或小于5重量％。还要求保护一种包含硅烷和载体的粉末，其中所述载体为水溶性聚合物，不含水泥或包含基于未固化的灰浆配制剂的干重为小于5重量％水泥的干灰浆配制剂，以及制备所述配制剂和/或化合物的方法。

Description

用于疏水化的粉末及其用途
本发明涉及固体在疏水化不含水泥或包含小于5重量％水泥的灰浆中的用途，用于疏水化所述灰浆的粉末，不含水泥或包含小于5重量％水泥的干灰浆配制剂，以及制备所述灰浆的方法。
不含水泥或包含小于5重量％水泥的灰浆，特别是不含水泥的灰浆近年来越来越受欢迎。石膏，特别是水硬性硫酸钙如α-和β-半水合物形式或无水石膏I、II或III形式的石膏是其典型代表和非常普遍的建筑原材料。它用于多种不同的配制剂和方案中。例如用于干墙安装(其中经常使用石膏板)、室内粉刷、地砖胶粘剂、地板面以及勤杂工或自己动手做部分中。
然而，水硬性石膏材料的主要缺点是它们的水敏感性，这样它排除了外部应用或在具有增加的大气湿度的空间如湿室中的应用。由于这个原因，已经一次又一次尝试配制这样的石膏产品，使得固化的石膏产品具有疏水性和/或降低的吸水性以提高耐水性。
因此描述了使用液态硅基化合物如硅烷、硅氧烷、烷氧基硅烷和/或有机硅烷作为疏水化组分的多种技术。
EP 1 698 602 A1描述了一种具有改善的机械和疏水性能的石膏混合物，其包含均匀分散的由至少一种烷氧基硅烷和/或烷氧基官能化聚硅烷和至少一种无机酸与IIIB-VIII、IB或IIB副族金属的盐组成的添加剂，其中所述金属盐不代表以任何显著程度催化硅烷醇缩合的金属盐。为了制备该石膏混合物，首先将硅烷组分和金属盐与水以任何顺序混合。然后通过将市购建筑石膏引入含水混合物中制得石膏浆。
EP 051 150 A1描述了由包含石膏或包含石膏作为主要组分的材料形成的成型体，所述材料已经通过用碱金属铝酸盐和烷基硅烷的混合物在水或水-醇溶液中处理被疏水化。使用乙基、丙基或正丁基作为烷基。
EP 819 663 A1提到包含石膏、具有式(RO)3SiR或(RO)2SiR2的第一硅烷和具有式(RO)3SiR’或(RO)2SiRR’的第二硅烷的石膏混合物，其中各个R可相同或不同且表示低级烷基，且R’表示被选自氨基、氨基-低级烷基-氨基或二亚烷基三胺基团的取代基取代的低级烷基。
WO 2007/009935 A2涉及一种制备疏水材料，特别是石膏产品的方法。为此，首先将烷基烷氧基硅烷、芳基烷氧基硅烷、链烯基烷氧基硅烷及其混合物在酸性条件下水解，由此形成聚硅氧烷。然后将这些与矿物和/或填料混合，在该方法中还可以任选加入缩合催化剂。
GB 2 433 497 A描述一种制备疏水矿物和/或填料的方法，其包括使粉末形式的矿物和/或填料与可水解的有机硅烷、水和用于水解的催化剂接触以及有机硅烷在使得有机硅烷在矿物和/或填料存在下被水解且有机硅烷水解产物在矿物或填料存在下缩合形成聚有机硅氧烷的条件下的缩合。
该体系的重要缺点是它们仅在紧临施用前在建筑或生产场所作为2组分体系可得，其中粉末状石膏组分必须与水之外的其它液体如液态硅烷基化合物混合。这是额外的花费且可导致质量问题。因此，当所有必需的原料，特别是疏水化组分以粉末形式存在时，其是一个主要优势。这使得可以在工厂中制备干灰浆混合物，其仅必须在加工前与水现场混合。
为了克服该问题，EP 919 526 A1提出一种包含疏水粉末的建筑材料，所述疏水粉末包含作为载体材料的硅酸和在10℃下为液体且包含有机硅化合物、溶剂和/或水和乳化剂的疏水组分，其中所述粉末包含5-80重量％的有机硅化合物。EP 1 120 384 A1描述了一种用于包含载体材料的石膏结合建筑材料的疏水化试剂，其包含BET表面积大于5m2/g的有机或无机粉末和至少一种具有Si-键合氢原子的有机聚硅氧烷，其中每个分子具有至少一个Si-键合氢原子。
EP 741 760 A1采用了另一种方法，其提到由水不溶性有机聚合物制得且包含0.1-30％一种或多种硅化合物的水可再分散性聚合物粉末组合物，所述硅化合物可分散在水中且在常压下具有大于160℃的沸点。所述硅化合物可以为硅烷、聚硅烷、有机硅氧烷、碳硅烷、聚碳硅烷、碳硅氧烷、聚碳硅氧烷和聚亚甲硅二硅氧烷。EP 1 394 198 A1公开了疏水改性的聚合物组合物，其包含含水聚合物分散体或水可再分散的聚合物粉末形式的聚合物、有机硅化合物和脂肪酸和/或它们的衍生物。
EP 228 657 A2描述了包含水溶性聚合物和至少一种有机硅化合物的水可再分散性粉末，其中至少50重量％用于制备这些粉末的有机硅化合物在1,020hPa下具有至少150℃的沸点。该粉末通过喷雾干燥水溶性聚合物和有机硅化合物的含水混合物获得，且可以与水硬性粘合剂如水泥和石灰一起使用。然而，它没有提到该类产品可以用于石膏基体系中，特别是它没有提到将它们疏水化。但是，这通过由石膏制备疏水块的方法描述于EP278 518 A1中，其中使用粉末形式的具有Si-键合氢的有机聚硅氧烷。它们通过喷雾干燥水、浊点为35-98℃的水溶性成膜聚合物和有机聚硅氧烷的混合物而获得。
DE 195 35 833 A1公开了一种制备基于烯属不饱和聚合物的水可再分散性粉末的方法，所述粉末被添加剂改性。所述添加剂在50℃或更低的温度下为液体且被施用于粉状载体材料，在干燥后加入所得粉末。实施例6描述了甲基三乙氧基硅烷被吸附在作为载体材料的Rotisorb上，随后将所得产物与用聚乙烯醇稳定的可再分散粉末混合。Rotisorb是Roth利用岩石粉制得的万能吸收剂，其为水不溶性的硅酸盐混合物。应用实施例7-9基于包含卡特兰水泥的陶瓷地砖胶粘剂。没有公开不含水泥或包含小于5重量％水泥的灰浆配制剂，也没有公开实施例6粉末的用途。如实施例6所公开的吸附在无机载体上的有机硅烷与具有水溶性聚合物作为载体材料的有机硅烷相比显示出显著较差的润湿性，特别是当将有机硅烷与水溶性聚合物在水中混合并随后干燥该混合物时。
DE 195 42 442 A1提到一种通过喷雾干燥包含一种或多种有机硅化合物和一种或多种水溶性有机聚合物的含水混合物而制备水可再分散性粉末组合物的方法，其中将部分防结块剂与含水混合物同时注射入干燥器的上三分之一中，并将其余防结块剂引入干燥过的粉末流中或混入干燥过的粉末中。有机硅化合物可以选自许多含硅化合物，包括其任何混合物。该粉末组合物可以额外包含水溶性聚合物和防结块剂，其中优选水溶性聚合物的量基于有机硅化合物的总重量为5-40重量％，其对应于有机硅化合物与水溶性聚合物的比例为95.2∶4.8-71.4∶28.6。公开该粉末可到处施用，尤其其中目的是利用它们的疏水活性时。另外据说它们可以适用于许多不同建筑组合物中。在实施例中制得包含有机聚硅氧烷和聚乙烯醇的粉末，其确定是防结块的和自由流动的。
所有这些其中有机硅化合物为粉末形式的方法涵盖了非常宽范围的用于基本任何建筑材料的不同有机硅化合物，或者当集中于疏水化石膏时，它们涉及粉末形式的具有Si-键合氢的有机聚硅氧烷。然而，后者可易于反应形成氢气，而氢气在氧气和火星存在下可导致爆炸或导致在它们所引入的基体中形成气泡。
此外，发现虽然EP 228 657 A2描述的商用辛基烷氧基硅烷基粉末导致水泥基建筑化合物的优异疏水性，但是它们对不含水泥的配制剂如石膏基灰浆中的疏水性和/或降低的水吸收没有显示任何作用。
因此，本发明的目的是提供一种这样的材料，其能够容易地混入不含水泥或包含小于5重量％水泥的干灰浆配制剂中且在与水混合并干燥后必须显示优异的疏水性和/或吸水性的降低。此外，该材料以及包含该材料的灰浆配制剂需要是储存稳定的，且必须在与水混合时显示良好的润湿性。此外，现有技术的缺点必须被最小化或避免。
令人惊奇地，发现该目的可以通过使用至少包含有机硅烷和载体材料的固体将灰浆疏水化而获得，其中
a)所述有机硅烷具有下式：
R1Si(OR’)3    (I)或
R1R2Si(OR’)2  (II)
其中R1和R2相同或不同且为线性或支化C1-C4烷基和/或链烯基，OR’为乙酰氧基、C1-C4烷氧基和/或C2-C6甲氧基烷氧基和/或乙氧基烷氧基，和
b)所述载体材料在室温下为固体，且
其中有机硅烷与载体材料的重量比为约70∶30-约1∶99，所述固体为粉末、颗粒和/或片形式，且水泥在最终配制剂中的量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量为0或小于5重量％。
或者，该目的通过混合至少一种上述包含至少一种有机硅烷和载体材料的固体和所述灰浆的其它组分而将灰浆疏水化的方法实现，水泥在最终配制剂中的量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量为0或小于5重量％。
在另一实施方案中，该目的还可以用适于将灰浆疏水化的至少包含有机硅烷和载体材料的粉末获得，其中
a)至少一种有机硅烷具有下式：
R1Si(OR’)3    (I)或
R1R2Si(OR’)2  (II)
其中R1和R2相同或不同且为线性或支化C1-C4烷基和/或链烯基，OR’为乙酰氧基、C1-C4烷氧基和/或C2-C6甲氧基烷氧基和/或乙氧基烷氧基，和
b)所述载体材料为至少一种在室温下为固体的水溶性聚合物，且其中有机硅烷与载体材料的重量比为约70∶30-约1∶99，且水泥在最终配制剂中的量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量为0或小于5重量％。
还要求保护一种制备干灰浆配制剂的方法，其特征在于将灰浆组分与本发明粉末干混，且水泥在最终配制剂中的量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量为0或小于5重量％。
本发明还提供一种可根据本发明制备干灰浆配制剂的方法获得的干灰浆配制剂。
令人惊奇地，发现通过这些方法获得的干燥过的疏水建筑化合物显示疏水表面和/或降低的吸水性。与不具有该固体的建筑化合物相比，根据EN 520获得的吸水性的降低通常为至少约25重量％，优选至少约50重量％，特别是至少约75重量％及更大。
非常惊奇地发现，固体如基于具有短烷基链(例如C1-C4烷基链)的烷基烷氧基硅烷的粉末确实能够将不含水泥或包含小于5重量％水泥的灰浆疏水化，而它们对水泥灰浆不起作用。相反，具有稍微较长烷基链的烷基烷氧基硅烷如正辛基三乙氧基硅烷将水泥基配制剂疏水化，但是在不含水泥或包含小于5重量％水泥的配制剂如石膏基以及不含水泥和不含石膏的配制剂中不起作用或仅具有非常小的作用。
此外，根本没有预料到所得产品具有如此非常好的储存稳定性。因此，尽管它们在室温下的高蒸汽压，这些烷基烷氧基硅烷没有从本发明粉末中蒸发出来。尽管烷基烷氧基硅烷被载体材料非常好地保护，但是，很明显当包含它们的灰浆配制剂与水混合时，它们能够在适当的时候完全释放出来。
另外，没有预料到的是，且是本发明粉末的明显实力，它具有非常好的润湿性且在与水接触几秒后，至多通过轻微搅拌就能够容易地分散和/或再分散。根据本发明使用的粉末以及固体导致不含水泥或包含小于5重量％水泥的建筑化合物具有优异的疏水性和/或显示吸水性的显著降低。尽管该事实，包含粉末和/或固体的这些干灰浆配制剂与水的润湿性最典型地优于产生相同或类似效果的其它添加剂。此外，非常有利的是在灰浆配制剂与水混合期间和之后不会出现安全隐患，这是因为在施用的建筑化合物中没有形成氢气，且没有观察到形成气泡。
尽管优选的有机硅烷具有在入口气体温度范围内的沸点，或至少在该温度下具有非常高的蒸汽压，但是主要令人惊奇的是，使用该方法可以获得本发明的粉末，而有机硅烷没有显著损失，期望有机硅烷在喷雾干燥过程中蒸发。此外，令人惊奇地发现在水乳液中用作有机硅烷的稳定剂的水溶性载体材料最后在有机硅烷周围形成气密壳，因此将有机硅烷包封并避免有机硅烷甚至在提高的储存条件如40℃和50℃下任何显著的损失。
由于该固体，特别是该粉末令人惊奇的高效率，基于未固化灰浆配制剂的总干量，仅需要加入少量。这与所预期的相反，这是因为本发明粉末包含较大量亲水的水溶性聚合物，其似乎确实对疏水性和吸水性没有负面影响。
由于本发明固体，特别是本发明粉末赋予灰浆配制剂其疏水效果，可能有利的是已经在工厂中将它们引入干配制剂中，其能够获得精确的配料和均匀的分布，且使其制备特别简单和经济。对于使用，该干配制剂则仅必须与相应量的水混合并施用，这为其带来许多优点，例如简单的操作、简化的物流和/或配制剂的耐冻融性。不含水泥或包含小于5重量％水泥的干灰浆配制剂因此最典型地仅在它们施用前不久与水混合。
就本发明而言，不含水泥或包含小于5重量％水泥的灰浆最典型地是石膏基或不含石膏的灰浆。它们也经常被本领域熟练技术人员称作“不含水泥的灰浆”，但是它们可以包含至多约5重量％的水泥。然而，优选它们分别包含小于约3重量％，特别是小于1重量％，最优选约0重量％的水泥和/或石膏，基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量。一般术语水泥意指根据EN 197-1 CEM I、II、III、IV和V的卡特兰水泥，以及磷酸钙水泥和/或高铝水泥如铝酸钙水泥和硫铝酸钙水泥。一般术语石膏意指α-和/或β-半水合物形式的硫酸钙和/或I、II和/或III形式的无水石膏。
有机硅化合物在水中可以是溶解的、不溶的或仅部分溶解的。然而，由于其化学性质，它们在水中经常不溶或仅部分溶解。
具有式(I)或(II)的有机硅烷的烷基R1和R2可以被取代或未被取代。然而，一般较少优选或不优选取代的烷基，而在优选的实施方案中，烷基未被取代。
此外，经常优选具有式(I)和/或(II)的有机硅烷的烷基R1和R2选自如下基团：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、乙烯基和/或烯丙基。特别优选甲基、乙基、正丙基和/或异丙基，最优选乙基、正丙基和/或异丙基。
当OR’为烷氧基时，其优选选自如下基团：甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基和/或叔丁氧基。特别优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基和/或异丙氧基，最优选甲氧基和/或乙氧基。
当OR’为甲氧基烷氧基和/或乙氧基烷氧基时，其优选选自如下基团：乙氧基甲氧基、甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基、甲氧基丙氧基、乙氧基丙氧基和/或甲氧基丁氧基。特别优选乙氧基甲氧基、甲氧基乙氧基和/或甲氧基丙氧基。
在引用的实例中，术语丙基包括正丙基和/或异丙基，丁基包括正丁基、异丁基、仲丁基和/或叔丁基，丙氧基包括正丙氧基和/或异丙氧基，丁氧基包括正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基和/或叔丁氧基。
典型的式(I)有机硅烷为烷基和/或链烯基烷氧基硅烷。其非限定性实例包括甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基三甲氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基三乙氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基三丙氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基三丁氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二甲氧基乙氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二甲氧基丙氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二甲氧基丁氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二乙氧基甲氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二乙氧基丙氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二乙氧基丁氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二丙氧基甲氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二丙氧基乙氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二丙氧基丁氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二丁氧基甲氧基硅烷；甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二丁氧基乙氧基硅烷；和/或甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基和/或烯丙基二丁氧基丙氧基硅烷；其中特别优选乙基三甲氧基硅烷和丙基三甲氧基硅烷以及乙基三乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷。
典型的式(II)有机硅烷的非限定性实例包括二甲基-、二乙基-、甲基乙基-、二丙基-、甲基丙基-、乙基丙基-、二丁基-、甲基丁基-、乙基丁基-、丙基丁基-、二乙烯基-、甲基乙烯基-、乙基乙烯基-、丙基乙烯基-、丁基乙烯基-、二烯丙基-、甲基烯丙基-、乙基烯丙基-、丙基烯丙基-、丁基烯丙基-二甲氧基硅烷和/或其甲氧基乙氧基-、二乙氧基-、甲氧基丙氧基-、乙氧基丙氧基-、二丙氧基-、和/或二丁氧基-变体，其中特别优选二乙基-和二丙基-二甲氧基-和/或二乙氧基-硅烷。
当R1、R2和/或OR’被取代时，优选的取代基为一个或多个氨基和/或卤原子如Cl、Br、F。卤代有机硅烷的典型实例为氯甲基三甲氧基硅烷、氯甲基三乙氧基硅烷、氯乙基三甲氧基硅烷、氯乙基三乙氧基硅烷、氯丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三丙氧基硅烷、三氟丙基三丁氧基硅烷和/或三氟丙基甲基二甲氧基硅烷。
包含一个或多个氨基的有机硅烷的典型实例为3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基-2-甲基丙基二甲氧基甲基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基甲基硅烷和三甲氧基甲硅烷基丙基二亚乙基三胺，其中特别优选3-氨基丙基三甲氧基硅烷和/或3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
在另一实施方案中，式(I)和/或(II)的有机硅烷为乙酰氧基硅烷，其包含一个或多个乙酰氧基作为OR’基团，例如单乙酰氧基硅烷、二乙酰氧基硅烷和/或三乙酰氧基硅烷。非限定性实例为甲基-、乙基-、丙基-、丁基-、乙烯基-和/或烯丙基-三乙酰氧基硅烷，甲基-、乙基-、丙基-、丁基-、乙烯基-和/或烯丙基-二乙酰氧基甲氧基硅烷，甲基-、乙基-、丙基-、丁基-、乙烯基-和/或烯丙基-二乙酰氧基乙氧基硅烷，甲基-、乙基-、丙基-、丁基-、乙烯基-和/或烯丙基-乙酰氧基二甲氧基硅烷，甲基-、乙基-、丙基-、丁基-、乙烯基-和/或烯丙基-乙酰氧基二乙氧基硅烷，和/或二甲基-、二乙基-、二丙基-、二丁基-、甲基乙烯基-和/或甲基烯丙基-二乙酰氧基硅烷。
通常而言，优选该固体，尤其该粉末不包含具有硅键合的氢原子的有机硅烷和/或有机聚硅烷。
载体材料优选为水溶性聚合物、水溶性聚合物和水不溶性聚合物的组合和/或无机材料。
优选的无机载体材料为防结块剂、含水硅酸镁、粒状二氧化钛、氧化铝、漂白土、活性铝土、蛭石如膨润土、膨胀珍珠岩，以及磷酸盐如磷酸钠。尤其优选BET表面积为至少50m2/g，特别是至少100m2/g的硅酸。
作为载体材料的有机聚合物可以为水溶性的、水不溶性的和/或水可分散的。一般来说，有机聚合物为一种或多种合成的聚合物和/或至少一种生物聚合物如多糖、肽和/或蛋白质，其可能已经被天然制备和/或合成制备。有机聚合物可以任选地被合成改性。假若有机聚合物不溶或不分散，则它们在室温下为固体，且优选为较高分子量化合物。当使用几种有机聚合物时，还可以使用一种或多种天然化合物与一种或多种合成制备的化合物的组合。当有机聚合物为水溶性的和/或水可分散的时，通常是有利的。
优选用作载体材料的生物聚合物及其衍生物例如为冷水可溶的多糖和多糖醚如纤维素醚、淀粉醚(直链淀粉和/或支链淀粉和/或它们的衍生物)、瓜耳树胶醚、糊精和/或藻酸盐。还可以使用合成的多糖如阴离子、非离子或阳离子杂多糖，特别是黄原酸胶、文莱胶(welan gum)和/或定优胶(diutan gum)。多糖可以但不是必须例如被羧甲基、羧乙基、羟乙基、羟丙基、甲基、乙基、丙基、硫酸根、磷酸根和/或长链烷基化学改性。优选的可用肽和/或蛋白质例如为明胶、酪蛋白和/或大豆蛋白质。十分特别优选的生物聚合物为糊精、淀粉、淀粉醚、酪蛋白、大豆蛋白质、明胶、羟烷基纤维素和/或烷基羟烷基纤维素，其中烷基可以相同或不同且优选为C1-C6基团，特别是甲基、乙基、正丙基和/或异丙基。
作为载体材料的优选的合成水溶性有机聚合物可以由一种或几种聚合物组成，例如一种或多种聚乙烯基吡咯烷酮和/或分子量为2,000-400,000的聚乙烯醇缩醛；完全或部分皂化的聚乙烯醇及其衍生物，其可以例如被氨基、羧基和/或烷基改性，其中水解度优选为约70-100摩尔％，特别是约80-98摩尔％，且在4％水溶液中的郝普勒粘度优选为1-100mPas，特别是约3-50mPas(根据DIN 53015在20℃下测量)；以及三聚氰胺甲醛磺酸盐；萘甲醛磺酸盐；环氧丙烷和/或环氧乙烷的聚合产物，包括它们的共聚物和嵌段共聚物；苯乙烯-马来酸和/或乙烯基醚-马来酸共聚物。十分特别优选合成的有机聚合物，特别是部分皂化的任选改性的聚乙烯醇，其中水解度为80-98摩尔％且在4％水溶液中的郝普勒粘度为1-50mPas，和/或聚乙烯基吡咯烷酮。
作为载体材料的优选的合成水不溶性和/或水可分散性的有机聚合物基于乳液和/或分散体聚合物，当在水中分散时，它们通常在室温下形成膜。它们最通常基于乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯-(甲基)丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯-氯乙烯、乙酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯、乙酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯-(甲基)丙烯酸酯、叔碳酸乙烯酯-(甲基)丙烯酸酯、纯(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯和/或苯乙烯-丁二烯，其中叔碳酸乙烯酯优选C4-C12乙烯基酯，且聚合产物可以包含约0-50重量％，特别是约0-30重量％，十分优选约0-10重量％的其它单体，特别是具有官能团的单体。
当固体以粉末和/或颗粒的形式存在时，平均直径通常小于约5mm，优选小于约2mm，特别是小于约0.5mm，最优选小于约0.2mm，但是通常为至少约10μm或更高，优选约30μm或更高，特别是约50μm或更高。对于颗粒，平均直径通常为约0.05mm或更高，优选约0.1mm或更高。对于粉末，平均直径通常为约20-约500μm，优选约50-约250μm。
此外，当固体，特别是粉末和颗粒易于流动以及为块状和储存稳定的时是有帮助的。
当固体在水中可溶解、可分散和/或可再分散时通常是有利的，其有助于有机硅烷在基体中的分布，导致效率提高。当再分散于水中时，平均直径例如为约30μm或更低，优选约20μm或更低。测量平均直径的方法如光散射对于本领域熟练技术人员是已知的。
有机硅烷与载体材料的重量比优选为约60∶40或更低，尤其为约50∶50或更低。此外，当载体材料为水溶性聚合物和/或无机材料时，有机硅烷与载体材料的重量比为约5∶95或更高，优选约10∶90或更高，特别是约20∶80或更高，当载体材料例如为水溶性聚合物与水不溶性聚合物的组合时，有机硅烷与载体材料的重量比为约2∶98或更高，优选约5∶95或更高。
本发明粉末可以通过干燥至少一种有机硅烷和至少一种水溶性聚合物和/或至少一种水溶性聚合物和至少一种水不溶性聚合物的组合的含水乳液得到。例如可以通过分批和/或连续混合导致具有基于含水乳液的总量为约10-约80％重量％，特别是约25-约70重量％的有机硅烷和载体材料的优选固体含量的乳液而获得含水乳液。
干燥可以借助每一种合适的方法进行。优选喷雾干燥、冷冻干燥、流化床干燥、转鼓式干燥、造粒如流化床造粒和/或快速干燥，其中尤其优选喷雾干燥。喷雾干燥例如可以借助喷雾轮或单组件或多组件喷嘴进行。必要的话，待干燥的混合物仍可以用水稀释，以获得适于干燥的粘度。干燥温度原则上没有实际的限制。然而，由于考虑到安全性，一般而言，入口气体温度应该不超过约200℃，特别是不超过约175℃。为了保持充分高效的干燥，经常优选约110℃或更高，特别是约120℃或更高的温度。
此外，例如粉末、颗粒和/或片形式的固体可以通过其它方法获得。其它优选方法例如为将至少一种有机硅烷吸附到有机或无机材料上，和/或造粒、转鼓式干燥、冷冻干燥和/或流化床干燥。该类技术对于本领域熟练技术人员而言是熟知的。
在一个实施方案中，固体进一步包含用于催化Si-OR’键的水解以形成Si-OH基团和/或催化Si-OH基团的缩合以形成Si-O-Si键的催化剂。可替代地或另外，如果需要催化剂，可以单独添加它。
最通常地，催化剂为碱、酸、胺、氟化物盐、金属盐、金属配合物、有机金属和/或金属有机化合物，所述金属优选为过渡金属和/或为粉末、颗粒和/或片形式。如果催化剂为液体，则借助例如造粒、干燥、吸附和/或包封将其转化成固体形式通常是有利的。
合适的碱和酸对于本领域熟练技术人员而言是已知的。合适的碱可以例如为碱金属氢氧化物如锂、钠和/或钾氢氧化物，和/或碱土金属氢氧化物和/或氧化物如镁、钙、钡氢氧化物和/或氧化物，以及铝氧化物和/或氢氧化物。其它碱为例如碱金属和/或碱土金属的碳酸盐、硼酸盐、乙酸盐、甲酸盐、铝酸盐、磷酸盐，矿物粘合剂如水硬性粘合剂，包括水泥，特别是卡特兰水泥，例如根据EN 197-1CEM I，II，III，IV和V，和/或高铝水泥。优选钠和/或钾氢氧化物，镁和/或钙氧化物和氢氧化物，铝盐以及水泥。碱通常用于调节其中有机硅烷将水解和缩合的基体的pH至约8-14，优选约10-13。因此，在优选的实施方案中，当与水混合时，不含水泥或包含小于5重量％水泥的灰浆为碱性灰浆。为清晰起见，如果水泥用作碱，必须选择其量使得最终配制剂中的水泥总量为0或小于5重量％，基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量。
合适的酸为例如线性、支化、环状、饱和和/或不饱和的C1-C20羧酸或磺酸，特别是C1-C12羧酸或磺酸。
金属盐、金属配合物、有机金属和/或金属有机化合物优选包含至少一种元素体系的第3-15族的金属，特别是元素体系的第3族以及第14和15族的金属。特别优选锡、铋、锆、钒和/或钛化合物为有机金属和/或金属有机化合物。
金属盐、金属配合物和/或有机金属化合物的有机基团为例如由配位化学已知的配体，包括羧酸酯，聚羧酸酯，羟基羧酸酯，胺，乙酰丙酮化物，饱和和/或不饱和、线性和/或支化烷基、环烷基、芳基和/或烷氧基。尤其优选烷基和/或羧酸酯化合物。可以使用该类化合物中的一种或几种。
合适的有机金属化合物的非限定性实例为有机锡化合物，如烷基羧酸锡和羧酸锡，例如二月桂酸二丁基锡(IV)(DBTL)、二辛酸锡、二乙酸二丁基锡、氧化二丁锡、辛酸锡(II)、乙酸锡(II)、乙基己酸锡(II)、棕榈酸锡(II)、顺丁烯二酸二丁基锡、环烷酸锡、月桂酸锡、二乙酰基丙酮酸二丁基锡、二(2-乙基己酸)二辛基锡、二月桂酸二辛基锡(DOTL)、氧化二辛基锡、二羧酸二丁基锡、三-(2-乙基己酸)丁基锡、二新癸酸二丁基锡、月桂基锡氧烷、二酮酸二丁基锡、氧化二辛基锡(DOTO)、二乙酸二丁基锡(DBTA)、二丁基二氯化锡、二丁基硫化锡、氧化二丁锡(DBTO)、丁基二羟基氯化锡、丁基氧化锡(MBTO)、(二辛基马来酸)二丁基锡和/或四丁基锡。
有机钛化合物例如钛酸烷基酯和钛酸烷基酯配合物，例如羧酸锆、钛酸四丁基酯、钛酸四异丙基酯、钛酸四丙基酯和/或丙酮基钛酸四乙酰基酯。
有机铝化合物例如铝配合物，例如三乙酰基丙酮铝、三(乙基乙酰基乙酸基)铝、乙基乙酰基乙酸基二异丙氧基铝和/或乳酸铝。
有机锆化合物例如锆配合物，例如羧酸锆、乙酰基丙酮酸锆和/或四乙酰基丙酮酸锆。
有机锌化合物例如羧酸锌和其它锌配合物，例如2-乙基己酸锌(zinc-2-ethylcaproate)、2-乙基己酸锌(zinc-2-ethylhexanoate)、蓖麻醇酸锌、辛酸锌、乙酰基丙酮酸锌和/或草酸锌。
铋化合物例如羧酸铋和其它铋配合物，例如三(新癸酸)铋(III)、2-乙基己酸铋(III)、甲烷磺酸铋、羧酸铋、柠檬酸铋和/或氧化铋。
还可以使用其它有机金属化合物，特别是基于铅、镍、钴、铁、镉、铬、铜和/或钒的有机金属化合物，例如环烷酸铜、乙酰基丙酮酸铬、乙酰基丙酮酸铁、环烷酸铁、乙酰基丙酮酸钴、环烷酸钴、乙醇酸钼、辛酸铅和/或环烷酸铅。
作为胺可以使用伯胺、仲胺、叔胺和/或季胺。通常优选线性、支化和/或环状的烷基胺，在该情况中后者还可以具有芳香性质，例如咪唑及其衍生物。作为实例可以提及2-乙基-4-甲基咪唑。如果使用季胺，则通常使用氟化物作为抗衡离子。
胺的其它典型代表为具有饱和和/或不饱和C1-C24烷基，特别是C1-C12烷基的烷基胺，其中优选具有至少一个甲基、乙基、丙基和/或丁基的胺，且十分尤其优选具有至少一个甲基和/或乙基的胺。
基本可以使用每种氟化盐作为氟化盐。然而，优选氟化铵，例如四丁基氟化铵、四甲基氟化铵、苄基甲基氟化铵和/或甲基氟化铵及其与羰基化合物如乙酰基丙酮、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸2-乙基己酯、乙酰乙酸异丙酯或乙酰乙酸乙酯的加合物，金属氟化物如锂、钠、钾、铯、锌和/或铜氟化物，和/或有机金属氟化物如二丁基氟化锡。此外，氟化
Figure BDA0000059551460000141
氟化氢
Figure BDA0000059551460000142
四氟硼酸盐、六氟硅酸盐或氟磷酸是合适的氟化盐。
还可以使用两种或更多种不同的催化剂类型，例如一起使用碱和例如有机金属催化剂。
催化剂和有机硅烷的重量比为至少约1∶100，优选至少约1∶25，特别是至少约1∶15和/或至多约1∶1，优选至多约1∶2，特别是至多约1∶3。
根据本发明，固体，特别是本发明粉末可以包含其它添加剂。对于其它添加剂的性质，没有实际的限制，只要它们不参与任何不需要的反应。它们通常对不含水泥或包含小于5重量％水泥的灰浆具有重要作用。如果添加剂本身为粉状，则它们例如可以易于加入到粉末、颗粒和/或片中。如果它们为液体，则优选在根据本发明制备添加剂的干燥步骤之前和/或期间进行添加。这样，例如还可以添加其它水溶性和/或水不溶性有机聚合物。
优选的其它添加剂为粉状和/或液体消泡剂，润湿剂，烷基、羟基烷基和/或烷基羟基烷基多糖醚如纤维素醚、淀粉醚和/或瓜耳树胶醚，其中烷基和羟基烷基通常为C1-C4基团，合成的多糖如阴离子、非离子或阳离子杂多糖，特别是黄原酸胶或文莱胶，纤维素纤维，分散剂，流变控制添加剂，特别是液化剂、增稠剂和/或酪蛋白，水合控制添加剂，特别是促凝剂、固化促进剂和/或凝固抑制剂，气泡增效助剂(builder)，聚羧酸酯，聚羧酸酯醚，聚丙烯酰胺，完全和/部分皂化且任选改性的聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚环氧烷和聚(亚烷基)二醇，其中亚烷基通常为C2和/或C3基团。这些还包括嵌段共聚物，分散体和水可再分散性分散体粉末，也称作可再分散性聚合物粉末，基于水不溶性成膜聚合物例如基于乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯-(甲基)丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯-氯乙烯、乙酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯、乙酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯-(甲基)丙烯酸酯、叔碳酸乙烯酯-(甲基)丙烯酸酯、纯(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯和/或苯乙烯-丁二烯，其中叔碳酸乙烯酯优选为C4-C12乙烯基酯，且聚合产物可以包含约0-50重量％，特别是约0-30重量％，十分尤其优选约0-10重量％的其它单体，特别是具有官能团的单体，用于疏水化和/或用于降低吸水能力的其它添加剂，特别是基于硅烷、硅氧烷、聚硅氧烷、金属皂、脂肪酸和/或脂肪酸酯，用于减少发泡的添加剂如基于天然树脂的化合物，特别是松香和/或其衍生物，纤维如纤维素纤维，分散剂，用于填充气泡的添加剂，保水剂和/或颜料。填料和/或聚集体例如石英岩和/或碳酸盐砂和/或粉末如石英砂和/或石灰石粉末，碳酸盐，硅酸盐，白垩，层状硅酸盐，沉淀二氧化硅，轻质填料如空心玻璃微球，聚合物如聚苯乙烯球，硅铝酸盐，硅石，铝-硅石，水合硅酸钙，二氧化硅，硅酸铝，硅酸镁，水合硅酸铝，硅酸铝钙，水合硅酸钙，硅酸铝铁镁，偏硅酸钙，粘土如膨润土和/或硫化矿渣，以及火山灰如偏高岭土和/或潜在水硬性组分，在该情况中，填料和/或轻质填料还可以具有天然或人工形成的颜色。
特别优选的添加剂为聚合物分散体，可再分散性聚合物粉末，其它多糖醚，润湿剂，和疏水剂如硅氧烷、脂肪酸和/或脂肪酸酯以及流变控制添加剂和用于减少风化的添加剂。
加入到固体，特别是粉末、颗粒和/或片形式固体中的这些添加剂的量可以在宽范围内变化。对于表面活性材料，例如这些添加剂的比例可以非常小且为约0.01重量％或更高，特别是约0.1重量％及更高，但是一般而言不超过约10重量％，特别是不超过5重量％，基于有机硅烷和载体材料的总量。另一方面，例如水可再分散性聚合物粉末的比例可以较高且还可以为高达例如200倍的量或更高，基于有机硅烷和载体材料的总量。
由于固体，特别是粉末的高效率，仅需要小量，基于未固化灰浆配制剂的总干量。通常将固体加入到干灰浆配制剂中的量使得可水解有机硅烷的量为1.0重量％或更低，优选0.5重量％或更低，特别是0.2重量％或更低，最优选0.1重量％或更低，基于配制剂的干重。然而，可水解有机硅烷的添加量通常为至少0.001重量％，优选至少0.01重量％，基于配制剂的干重。
其中水泥量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量为0或小于5重量％的本发明灰浆配制剂优选为具有或不具有矿硬化组分的建筑材料配制剂。这时熟练技术人员尤其意指灰浆、混凝土、墙粉、涂料体系和结构粘合剂。这些配制剂通常包含一种或多种粘合剂。
在优选的实施方案中，固体，特别是粉末、颗粒和/或片形式的固体用于石膏基配制剂中。一般而言该类配制剂具有至少70重量％，特别是至少90重量％的石膏比例，以矿物粘合剂的总比例计，其中这基于配制剂的干含量计为至少15重量％，优选至少20重量％，特别是至少35重量％。
在另一优选实施方案中，不含水泥或包含小于5重量％水泥的块为所谓的不含水泥和不含石膏的灰浆，但是它包含其它矿物粘合剂，特别是潜在水硬性粘合剂，但是也可以使用其它水硬性和/或非水硬性粘合剂。
还在另一优选实施方案中，所述块不含矿物粘合剂或包含基于配制剂的干含量计小于5重量％，优选小于3重量％，特别是小于1重量％的矿物粘合剂。除了矿物粘合剂，两个实施方案都还可以额外包含非矿物粘合剂。
在许多情况下，当在与相同量的水混合，灰浆在室温下测量显示7.5或更高，优选8.0或更高，特别是10或更高的pH值时是有利的。
就本发明而言，非矿物粘合剂为固体材料以及高和/或低粘度液体。优选水溶性和/或水分散性聚合物如成膜分散体和/或基于乳液聚合物的可再分散性粉末，以及环氧树脂。
干灰浆配制剂通常，但不是一项原则，包含至少一种矿硬性粘合剂，其仅以非常小的量或者作为主要组分加入干灰浆配制剂中。
就本发明而言，矿物粘合剂为通常为固体的粘合剂，且其尤其至少由以下组分组成：a)水硬性粘合剂，特别是活化的鼓风炉渣和/或硅-石灰飘尘，b)潜在水硬性粘合剂如尤其火山灰和/或偏高岭土，其与钙源如氢氧化钙和/或水泥组合而水力地反应，和/或c)在空气和水影响下反应的非水硬性粘合剂，特别是石膏，其在本发明中尤其意指α-和/或β-半水合物形式的硫酸钙和/或I、II或III形式的无水石膏、氢氧化钙、氧化钙、生石灰、熟石灰、镁氧水泥和/或水玻璃。
然而，水泥也可以用作其它水硬性粘合剂，条件是最终配制剂中水泥的量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量为0或小于5重量％。优选的水泥尤其为卡特兰水泥，例如根据EN 197-1CEM I、II、III、IV和V，和/或磷酸钙水泥和/或高铝水泥如铝酸钙水泥、硫铝酸钙水泥。
优选的潜在水硬性粘合剂火山灰为偏高岭土、烧页岩、硅藻土、硅藻泥岩(moler)、稻壳灰、空气冷却的矿渣、偏硅酸钙和/或硫化矿渣、硫化凝灰岩、粗面凝灰岩、飘尘、硅粉、微硅粉、鼓风炉渣和/或硅尘。
优选的非水硬性粘合剂为石膏，在本发明中其尤其意指α-和/或β-半水合物形式的硫酸钙和/或I、II或III形式的无水石膏、氢氧化钙、氧化钙、石灰如生石灰和/或熟石灰、镁氧水泥和/或水玻璃。
在一个优选实施方案中，本发明的干灰浆配制剂为石膏干灰浆，其中石膏的比例以干灰浆计为至少约15重量％，优选至少约20重量％，特别是至少约35重量％，基于呈干且未固化形式的灰浆配制剂的总重量。
该类干灰浆配制剂优选包含约15-75重量％、特别是约20-70重量％、十分尤其优选约30-65重量％的至少一种类型的石膏，约20-80重量％、特别是约25-75重量％、十分尤其优选约30-65重量％的至少一种填料和/或聚集体，约0.01-5重量％、特别是0.05-3重量％、十分尤其优选约0.1-2重量％的本发明要使用的粉末、颗粒和/或片，以及至多约5重量％、尤其3重量％的其它添加剂例如多糖醚如纤维素醚及其烷基和/或羟基烷基衍生物、阻滞剂和/或促进剂、表面活性物质如消泡剂和/或润湿剂和水可再分散性聚合物粉末(也称作再分散粉末)以及本领域熟练技术人员已知的其它添加剂。所有量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量。
在另一实施方案中，干灰浆配制剂不含或基于呈干且未固化形式的灰浆配制剂的干含量计小于约5重量％，特别是小于约2.5重量％的矿硬性粘合剂，特别是水硬性粘合剂。
该类干灰浆配制剂优选包含约50-99.9重量％、特别是约60-95重量％的至少一种填料和/或聚集体，约0.01-5重量％、特别是0.05-3重量％、十分尤其优选约0.1-2重量％的本发明要使用的粉末、颗粒和/或片，约3-40重量％、特别是约5-30重量％的水可再分散性聚合物粉末，以及至多约15重量％、尤其至多约10重量％的其它添加剂例如多糖醚如纤维素醚及其烷基和/或羟基烷基衍生物、纤维素纤维、阻滞剂和/或促进剂、表面活性物质如消泡剂和/或润湿剂，任选矿硬性粘合剂以及本领域熟练技术人员已知的其它添加剂。所有量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量。
合适的聚集体和/或填料对于本领域熟练技术人员而言是已知的。非限定性实例为石英岩和/或碳酸盐砂和/或粉末如石英砂和/或石灰石粉末，碳酸盐，硅酸盐，白垩，层状硅酸盐和/或沉淀二氧化硅。此外，可以使用轻质填料如空心玻璃微球，聚合物如聚苯乙烯球，硅铝酸盐，硅石，铝-硅石，水合硅酸钙，硅酸铝，硅酸镁，水合硅酸铝，硅酸铝钙，水合硅酸钙硅石和/或硅酸铝铁镁，但也使用粘土如膨润土，在该情况中，填料和/或轻质填料还可以具有天然或人工形成的颜色。
本发明干灰浆配制剂可以配制成例如涂料或复合灰浆、用于制备石膏板的混合物、绝热灰浆、密封化合物、石膏和/或石灰和/或水泥砂浆、修补灰浆、接缝粘合剂、砖瓦粘合剂，特别是瓷砖粘合剂、胶合板灰浆、用于矿物粘合剂的灰浆、水泥底漆、混凝土涂料灰浆、粉末涂料、实木复合地板粘合剂、贴胶胶片、流平化合物和/或砂浆(screeds)。由于通过添加本发明固体获得的疏水性和低吸水性，该类灰浆可以在户外以及室内区域使用。它们优选用于干墙安装、粉刷以及勤杂工或自己动手做的地方中，且已经被配制成墙粉胶、光滑灰浆、抹面灰浆、接缝填料、接缝密封剂、砖瓦粘合剂、灰泥工作(stucco work)和/或模制用石膏组合物、流平化合物、石膏砂浆、石膏、石膏-石灰和/或合成树脂石膏、糊状粘合剂和/或水性涂料或者用于制备石膏板。
通过干混灰浆组分和固体，特别是本发明粉末获得的本发明不含水泥或包含基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量小于5重量％水泥的干灰浆配制剂可以通过混合所得干灰浆配制剂和水并将其施用在基材上或浇铸进模具中并将其干燥而进一步加工。所述干燥通常可在环境条件下和/或升高的温度下进行。当制造模制品时，特别优选后者。
或者，固体还可以作为单独组分直接在混合还未包含固体的干灰浆配制剂和水之前、之中和/或之后添加。在另一实施方案中，首先将固体溶解、分散和/或再分散在水中，例如在混合水中，且通过该方法与干灰浆配制剂混合。在任何时候，必须确保最终配制剂中的水泥量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量为0或小于5重量％。
在制备不含水泥或包含小于5重量％水泥的疏水建筑化合物的另一方法中，将本发明固体，优选粉末、颗粒和/或片形式的固体作为水溶液、分散体和/或再分散体施用在不含水泥或包含小于5重量％水泥的建筑化合物的表面上，并使其干燥。
该类基材的非限定性实例为矿物建筑材料、砖、组件部件和/或构件、矿物建筑材料如石灰砂石、花岗岩、石灰、石膏、大理石、珍珠岩、多孔砖和无孔砖、天然石材、砂浆、粘土制品，以及人工石材、砖石建筑、立面、顶板、砖和/或空心砖。
该方法导致最终所得基体的疏水性，其也被称作灰浆的块疏水性(mass hydrophobisation)，所述灰浆不含水泥或包含基于干且未固化的灰浆配制剂小于5重量％的水泥。
另外，使用该固体，特别是本发明粉末的该方法还适合防止结块和/或防止金属腐蚀，在该情况下金属涂有包含疏水且缩合的有机硅烷的层。
参考下述实施例进一步阐述本发明。除非另有说明，实验在23℃的温度和50％的相对湿度下进行。
实施例1：制备粉末1
在室温下将13.3g正丙基三乙氧基硅烷缓慢加入到在具有搅拌速度为1,000rpm的螺旋桨式搅拌器的500ml玻璃容器中的100g 20％聚乙烯醇水溶液中，其中所述聚乙烯醇的水解度为88摩尔％和4％溶液的郝普勒粘度为4mPas，其中硅烷被完全乳化。随后不需其它添加剂而借助常规喷雾干燥在125℃的初始温度下将所得乳液以良好收率干燥成白色的自由流动且易于水可再分散的粉末，在该方法中，在喷雾塔中没有出现显著的堵塞。
实施例2：制备粉末2
重复实施例1，不同之处在于加入2.5g甲基三乙氧基硅烷和2.5g正丙基三乙氧基硅烷作为硅烷组分。喷雾干燥以良好收率得到白色的自由流动且易于水可再分散的粉末，在该方法中，在喷雾塔中没有出现显著的堵塞。
实施例3：制备粉末3
重复实施例1，不同之处在于加入5.0g正丙基三乙氧基硅烷作为硅烷组分。喷雾干燥以良好收率得到白色的自由流动且易于水可再分散的粉末，在该方法中，在喷雾塔中没有出现显著的堵塞。
实施例4：制备粉末4
将4.0g正丙基三乙氧基硅烷滴加到在以1,000rpm搅拌的100ml容器中的10g珍珠岩F(Zimmerli Mineralwerk AG)中。得到白色的自由流动且均匀的粉末。
实施例5：制备粉末5
将4.0g正丙基三乙氧基硅烷滴加到在以1,000rpm搅拌的100ml容器中的10g珍珠岩F(Zimmerli Mineralwerk AG)中。得到白色的自由流动且均匀的粉末。
实施例6(参照)：制备粉末6
重复实施例1，不同之处在于加入5.0g正辛基三乙氧基硅烷作为硅烷组分。得到白色的自由流动且均匀的粉末。
实施例7：制备石膏基干灰浆母料TM-1
制备5kg干灰浆母料TM-1，其由420重量份Almod β石膏、100重量份α石膏、305重量份天然碳酸钙(Omyacarb BG10)、55重量份硅酸铝(高岭土)、90重量份水合硅酸铝镁(Plastorit)、20重量份市售的基于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的可再分散性聚合物粉末(Elotex MP2080)、3重量份市售的纤维素醚、2重量份氢氧化钙和0.1重量份市售的缓聚剂(Retardan P)组成。将所述组分在具有FESTO搅拌器的10升容器中混合直到得到均匀的干灰浆母料。
实施例8：制备不含水泥和石膏的干灰浆母料TM-2
以类似于TM-1的方式制备干灰浆母料TM-2，但是由696重量份碳酸钙(Omyacarb BG10)、200重量份水合硅酸铝镁(Plastorit)、100重量份硅酸铝(瓷土)、4重量份纤维素醚、3重量份氢氧化钙和30重量份市售的基于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的可再分散性聚合物粉末(Elotex MP2080)组成。
实施例9(参照)：制备水泥基干灰浆母料TM-3
以类似于TM-1的方式制备干灰浆母料TM-3，但是由340重量份卡特兰水泥CEM I 42.5R、603重量份石英砂(0.1-0.5mm)、30重量份氢氧化钙、2重量份纤维素醚和20重量份市售的基于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的可再分散性聚合物粉末(Elotex FX2320)组成。
制备灰浆预混物：
分别将100重量份TM-1和TM-2加入到42重量份水中并缓慢搅拌。将该混合物用40mm螺旋桨式搅拌器以950rpm的速度再搅拌1分钟。在3分钟的熟化时间之后，将灰浆再手动搅拌15秒钟并施用。
当混合TM-3和水时使用相同的程序，但是仅使用21重量份水并将水加入TM-3中。
实施例10：在EPS板上测量石膏灰浆的吸水性，按照EN520
在3分钟的熟化时间后，借助2mm厚的定距装置将混合的灰浆预混物施用到10mm厚的EPS板上(膨胀型聚苯乙烯；15kg/m3)并储存在23℃/50％相对湿度下7天。6天后借助聚硅氧烷水泥将直径为83mm和高度为20mm的聚丙烯圆柱抹上水泥。
称重该板，随后用90g水填充抹上水泥的圆柱并静置2小时。在除去剩余的水后，将湿表面擦干并再次称重。由水处理之前和之后测量的重量值之差计算吸水性，以kg/m2表示。
表1：在EPS板上按照EN520测量施用且干燥过的石膏灰浆TM-1的吸水性。所有实施例显示良好的灰浆施工性能。
Figure BDA0000059551460000211
a)TM-1干灰浆母料被补充至100重量％。
b)硅烷MTMS表示甲基三乙氧基硅烷
c)硅烷PTES表示正丙基三乙氧基硅烷
d)硅烷OTES表示正辛基三乙氧基硅烷
e)硅烷PhTMS表示苯基三甲氧基硅烷
f)硅烷PTES单独由聚乙烯醇(PVOH；如在实施例1中所述使用相同的类型)加入到TM-1中。在加入聚乙烯醇之前将其溶解在水中。组分的加入量与粉末3的相同。
g)低聚硅烷1为低聚度为2及更高的正丙基三乙氧基硅烷的低聚混合物。
h)低聚硅烷2为低聚度为2及更高的甲基三乙氧基硅烷的低聚混合物。
表1和2的结果表明少量本发明粉末已经降低施用且干燥过的石膏基灰浆TM-1以及施用且干燥过的不含石膏的灰浆TM-2的吸水性。然而，作为使水泥体系(例如粉末6以及硅烷OTES和硅烷PhTMS，甚至在较高的浓度下)疏水化的粉末中活性成分的烷基烷氧基硅烷没有显示任何相关的疏水性和吸水性的降低。如实施例A-14至A-16所示，当使用有机硅烷时，发现相同情况，即没有疏水性的显著提高。当在不含石膏的灰浆TM-2中使用有机硅烷时，也发现相同情况。
比较表1中的参照实施例A-6和实施例A-10的吸水性结果，明显可以看出仅存在两个组分硅烷PTES和PVOH不会对降低吸水性做出多大贡献。然而，当作为粉末添加时，在例如用载体如PVOH乳化硅烷并随后干燥所得混合物之后，相同组合物显著降低了不含水泥或包含小于5重量％水泥的干燥过的建筑化合物的吸水性。
此外，有趣地发现增加本发明粉末中硅烷的浓度不必然导致在相同粉末浓度下，由此在增加的硅烷负载量下改善的疏水性，如表1中粉末1(实施例A-7)相较于粉末3(实施例A-10)所观察到的。尽管该现象还不能完全被理解，但是认为较低剂量的硅烷导致在灰浆基体中的较好分布，其阻止太快的缩合。此外，相比于粉末1，粉末3中增加量的载体材料(聚乙烯醇)看起来对吸水性具有正面而非负面的作用。
表2：在EPS板上按照EN520测量施用且干燥过的不含石膏的灰浆TM-2的吸水性。所有实施例显示良好的灰浆施工性能。
Figure BDA0000059551460000231
a)TM-2干灰浆母料被补充至100重量％。
实施例11：测量表面疏水性
在3分钟的熟化时间后，借助2mm厚的定距装置将混合的灰浆预混物施用到10mm厚的EPS板上(膨胀型聚苯乙烯；15kg/m3)并储存在23℃/50％相对湿度下7天。将5滴(0.2ml)水施用在灰浆表面上并测量时间直到水从表面上消失。
表3：在EPS板上测量施用且干燥过的石膏灰浆TM-1的表面疏水性。所有实施例显示良好的灰浆施工性能。
Figure BDA0000059551460000232
a)TM-1干灰浆母料被补充至100重量％。
表4：在EPS板上测量施用且干燥过的不含石膏的灰浆TM-2的表面疏水性。所有实施例显示良好的灰浆施工性能。
Figure BDA0000059551460000241
a)TM-1干灰浆母料被补充至100重量％。
表3和4的结果很明显地显示少量本发明粉末已经显著地改善表面疏水性。然而，尽管可以用于将水泥体系疏水化的基于烷基烷氧基硅烷的粉末(例如粉末6)没有在石膏基灰浆中显示任何相关的疏水性，但是它们赋予吸水性的强烈降低以及提供在水泥基灰浆中的优异表面疏水性，如表5的结果所示。
表5：在EPS板上测量施用且干燥过的水泥基灰浆TM-3的表面疏水性。所有实施例显示良好的灰浆施工性能。
Figure BDA0000059551460000242
a)TM-3干灰浆母料被补充至100重量％。
这些结果清楚地显示本发明粉末显著改善了石膏基配制剂以及不含水泥和不含石膏配制剂的疏水性，同时吸水性显著地降低。然而，基于其它含硅化合物如辛基三乙氧基硅烷和有机聚硅氧烷的粉末没有提高这些灰浆的疏水性。

Claims (11)

1.一种至少包含有机硅烷和载体材料的固体在将灰浆疏水化中的用途，其特征在于：
a)所述有机硅烷具有下式：
R1Si(OR’)3      (I)或
R1R2Si(OR’)2    (II)
其中R1和R2相同或不同且为线性或支化C1-C4烷基和/或链烯基，OR’为乙酰氧基、C1-C4烷氧基和/或C2-C6甲氧基烷氧基和/或乙氧基烷氧基，和
b)所述载体材料在室温下为固体，且
其中有机硅烷与载体材料的重量比为约70∶30-约1∶99，所述固体为粉末、颗粒和/或片形式，且水泥在最终配制剂中的量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量为0或小于5重量％。
2.根据权利要求1的用途，其特征在于不含水泥或包含小于5重量％水泥的灰浆为石膏基灰浆或不含石膏的灰浆。
3.根据权利要求1或2的用途，其特征在于所述有机硅烷的烷基R1和R2选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、乙烯基和/或烯丙基。
4.根据权利要求1-3中任一项的用途，其特征在于所述烷氧基选自甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基和/或叔丁氧基。
5.根据权利要求1-4中任一项的用途，其特征在于所述载体材料选自一种或多种水溶性聚合物、水溶性聚合物与水不溶性聚合物的组合、水分散性聚合物和无机材料。
6.根据权利要求1-5中任一项的用途，其特征在于所述固体进一步包含用于催化Si-OR’键的水解以形成Si-OH基团和/或催化Si-OH基团的缩合以形成Si-O-Si键的催化剂。
7.根据权利要求1-6中任一项的用途，其特征在于所述催化剂为碱、胺、金属盐、金属配合物或其一种或多种的组合，其中所述金属优选为过渡金属且所述催化剂为粉末、颗粒或片形式。
8.适于将灰浆疏水化的至少包含有机硅烷和载体材料的粉末，其特征在于：
a)所述有机硅烷具有下式：
R1Si(OR’)3    (I)或
R1R2Si(OR’)2  (II)
其中R1和R2相同或不同且为线性或支化C1-C4烷基和/或链烯基，OR’为乙酰氧基、C1-C4烷氧基和/或C2-C6甲氧基烷氧基和/或乙氧基烷氧基，和
b)所述载体材料为至少一种在室温下为固体的水溶性聚合物，且其中有机硅烷与载体材料的重量比为约70∶30-约1∶99，且水泥在最终配制剂中的量基于呈干且未固化形式的最终配制剂的总重量为0或小于5重量％。
9.制备不含水泥或包含基于干且未固化的灰浆配制剂的总重量为小于5重量％水泥的干灰浆配制剂的方法，其特征在于将灰浆组分与根据权利要求8的粉末干混。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于将所述粉末以使得有机硅烷的量基于配制剂干重为1.0重量％或更低，优选0.5重量％或更低，特别是0.2重量％或更低的量加入干灰浆配制剂中。
11.可根据权利要求9或10获得的干灰浆配制剂。
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