CS217055B1 - Způseb výroby prostředků obsáhajících jako aktivní složky fenylalkoxysilany, fenylalkoxypolysilfenylény, fenvlalkoxypolysiloxany a fenylalkoxypolysilany - Google Patents

Abstract

Podstatou vynálezu je způsob výroby' prostředků obsahujících jako aktivní složky fenylalkoxysilany, fenylalkoxypelysilfer.ylény, fenylelkoxypolysiloxsny & fer.ylalkoxypolysilany o viskozitě 0,6 až 5 mís při 20 *C, hustotě 0,85 až 0,95, pH 5,0 až 6,9 pre zpevňování, konzervaci a hydrofobizaci pískovcových, maltovinových, cihelných a keramických materiálů, esterifikací chlcrsilanů, chlorpolysilanů nebo jejich směsi alifatickým alkoholem s 1 až 5 atomy uhlíku. Jako výchozí surovina k esterifikací se použije 20 až 50 %._hmot. toluenový roztok destilačních zbytků z rektifikace fenylchlorsilanů, připravených syntézou z křemíku a chlerbenzenu, výsledný produkt se zehřátím na teplotu 112 až 120 *C zbaví chlorovodíku vzniklého esterifikací, zbytková kyselost se zneutralizuje např. práškovým zinkem a neutrální produkt se před aplikací na stavební materiál zředí směsí organických rozpouštědel mísitelných s vodou, např. směsí acetonu s ethanelem na koncentraci siloxanových složek 10 až 30 % hmot. Popsaný způsob je použitelný obecně ve stavebnictví pro zpevňování pískovcových, maltovinových, cihelných, keramických aj. materiálů. Výhodnost použití popsaného vy nálezu je doložena dvěma příklady.

Description

Vynálezise týká způsebu výreby prostředků obsahujících jeke aktivní složky fenylalkexysilany, fenylalkexypelysilfenylény, fenylalkoxypelysilexany a fenylalkexypejLysilany.

Při rektifikaci fenylchlersilanů, připravených přímou syntézou z křemíku a chlerbenzenu za katalýzy mědi při vysokých teplotách, po oddělení ch produktů tj. fenyltrichlorsilenu a difenyldichlersilenu zůstávají v destilačním ketli zbytky v mnežství de 10 %_t což při stávajícím rozsahu výroby fenylchlersilanů činí mnoho desítek tun. ^řre tyté zbytky není desud žádná upotřebení, i když obsahuji některé velmi cenné produkty a desud se likvidují spalaváním. Zbytky jsou peletuhé konsistence, obsahují kapalné i tuhé části, z nichž některé teplem tají, jiné zůstávají tuhé i při vyšších teplotách. Te znamená, že odděleni tuhých částí při vysoké viskezitě zbytku není běžnými jednoduchými metodami možné. Destilační zbytky jsou až na anorganické podíly rozpustné v organických rozpouštědlech. Filtrevání v rozteku je možné, ale obtížné, a te i z toho důvodu, že zbytky obsahují chlersilany, které se ne vzduchu hydrelyzují. V tomto stevu je rovněž obtížné odstranit z destilačních zbytků hnědočerné zabarvení. Při orientační analýze bylo zjištěné, že destilační zbytky neobsahují uhlovodíky, ale velmi složitou směs erganekřemičitýhh sloučenin, z nichž byl identifikován trifenylchlorsilan, difenyldichlorsilan, déle fenylchlorpelysilexaby a fenylchlorpelysilfenylény, které nebyle nežne se stávajícím technickým zařízením izolovat a identifikovat.

Pro zpracování silikonových monomerů - chlorsilanů na finální predukty se běžně používá hydrolýza vodou, v ménším měřítku i esterifikace alifatickými alkoholy (Bažant a kol. : Silikeny, SNTL Praha 1954).

Předmět-.- tohoto vynálezu umožňuje využití destilačních zbytků z rektifikace fenylchlorsilanů pre přípravu zpevňujících a hydrofobizačních prostředků pre stavebnictví.. Vzhledem k tomu, že destilační zbytky mají velmi vysoký a pro uvedený účel aplikace nepříznivý poměr R/Si je možno je upravit přídavkem vicefunkčních silikonových monomerů, především pomocí methylchlersilenů nebe tetrachlorsilanu.

Základem technologického postupu podle vynálezu je esterigikace přítomných chlorsilanů, chlorsil-oxanů, chlerpcfysilanů nebo jejich směsí alkoholem s 1 až 5 sterny uhlíku.za vzniku * alkoxyderivátů. Tímto jednoduchým způsobem se připraví organekřemičité prostředky ;ro Opevňování stavebních materiálů rozrušených povětrnostními vlivy a exhalacemi a jejich konservaci hydrefebizací. K vytvoření hydrefobníhe ergenekřemičitéhe gelu dechází pe hydrelýze alkexylevých skupin vlhkostí přítomnou ve stavebním materiálu. Vzhledem ke svému obsahu fénylových skupin mají erganekřemičité gely dobmeu adolnest preti povětrnostním vlivům a zvláště ultrafialovému záření. Další příznivou skutečností je, že fenylsilikonevé polymery mají daleko delší živetnest a edelnest při zvýšených teplotách než methylsilexany. Pro urychlení hydrolýzy alkoxylových skupin je vhodné přidat katalyzáter, který může být kyselé, neutrální nebe alkalické povahy. Vzniklý organekřemičitý gel neuzavírá povrch porézního stavebního materiálu, ale umožňuje průchod pro vodní páru a plyny.

V dalším je fermeu příkladů pepsán způseb zpracování destilačních zbytků z rektifikace fenylchlersilanů připravených syntézou z křemíku a chlerbenzenu na predukty použitelné ve stavebnictví.

Příklad 1 kg destilačních zbytků z rektifikace fenylchlersilanů · ebsahu 35 % hmat. trifenylchlersilenu, 5 % hmat. difenyldichlersilanu, zbytek tváří fenylchlorpolysilfenylény, fenylchlorpelysilexany a fenylchlerpolysilany, obsah hydrolizovatelného chloru 18,8 & hmat. byle rozpuštěno v teluenu na 50 hmat. % roztek. Takte připravený roztek byl zfiltrován přes skleněnou tkaninu k odstranění tuhýcn podílů. Do zfiltrovaného roztoku bylo přidáno 20 kg methyltrichlarsilanu a ve vzorku stanoven hydrolyzevstelný cnlor. Upravený roztok byl umístěn do smaltovaného kotle opatřeného míchadlem, přívodem reakčních produktů a odvodem plynných reakčních zplodin a dolním vypouštěcím kohoutem. Za míchání bylo postupně přidáváno 60 kg ethylalkoholu. Ethylalkohol nutný k esterifikaci byl určen na zákl&óě obsahu hydrolyzov&telného chloru. Teplota reakční směsi v kotli se zvýšila na 60 °C. Přebytek ethylalkoholu a zbylý chlorovodík byly odstraněny oddestilováním do teploty 120 *C v kapalině. K odstranění posledních zbytků chlorovodíku byl ke kapalině přidán práškový zinek a tuný podíl dekantován. Získané estery byly zředěny směsí acetonu a ethylalkoholu 1:1 na koncentraci 20 % a přidáno 1 % kyseliny fosforečné (počítáno na aktivní složku) jako katalyzátor hydrolýzy ethozylových skupin.

Produkt má viskozitu 2 mPa.S při 20 ®C, hustotu 0,915, penetrační schopnost v pískovci z lokality Mšeno 100 mm za 230 s, pH=5,9. ^xakto připravený produkt byi. použit pro zpevnění pískovcového pláště stavebního objektu. Aplikace byla provedena napuštěním pomocí plochého štětce tak,aby prostředek stékal po povrchu kamene a pomalu se vsakoval. Upotřeoa prostředku byla Oré 1 na 1 m . Při prohlídce stavu objektu po i xěsí:; oyle zjištěno, že povrch pískovce, který původně bylo možno drolit prsty, je pevný, vyzazujw vysekou hvdrefobitu a materiál není nasáklivý pro vodu.

Příklad 2

100 kg destilačních zbytků z rektifikace fenylcnlorsiltnů ze syntézy z křemíku a cni.orbenzenu o obsahu 40 % hmot. trifenylchlorsilanu, 8 % hmot.difenylchlorsilanu, zbytek tvoří fenylchlorpolysiloxany, fenylchlerpolysilany, a fenylchlorpolysilfenylény, obsah hydrclyzovetelného chloru 17,6 % hmot., bylo rozpuštěno v benzinu na koncentraci 50 % hmot. s zfiltreváne přes hustou skleněnou tkaninu, aby se odstranily tuhé nerozpustné podíly, Zfiltrovaný roztok byl umístěn do smaltovaného kotle opatřeného míchadlem, přívodem reakčních komponent, odvodem plynných zplodin a dolní výpusti. Do kotle bylo za míchání postupně přidáváno 30 kg butylalkohalu. Butylalkohol nutný k esterifikaci byl zjištěn stanovením hydrelyzovatelného chloru ve vzorku. V této operaci .unikle podstatné množství chlorovodíku. Teplota reakční směsi v kotli se zvýšila na 60 °C. Přebytek butylalkoholu a zbylý chlorovodík byly odstraněny při destilaci do teploty 135 °C v kapalině. K odstraněni posledních zbytků chlorovodíku byl ke kapalině přidán ethanolát sodný a tuhý podíl byl dekantován. Získané estery byly zředěny směsí acetonu a isopropanolu na koncentraci 30 % hmot. ε přidáno 1 % hmot. kyseliny fosforečné (počítáno na aktivní složku) jako katalyzátor alkoxylových skupin. Vzniklý produkt má viekezitu 2,3 mPa.s při 20 *C, hustotu 0,930, jeho maximální penetrační schopnost za 10 hodin v cihelném zdivu je 260 mm, pH=5,5. Takto připravený produkt byl použit pro impregnaci cihelné krytiny na objektu, kterou prosakovala deštová voda. Napouštění bylo provedeno postřikem z tlakového postřikovacíhe přístroje v množství 0,35 1 na 1 m . ^řři prohlídce objektu za 1 měsíc bylo zjištěno, že cihelná krytina je hydrofobní, zpevněná a nepropustná pro dštovou vedu.

Způsob,zpracování destilačních zbytků podle vynálezu představuje ekonomicky výhodné zhodnocení cenných organokřemičitých sloučenin, jejichž syntetická příprava by byla jinak velmi nákladná. Dosud je nutné tyto odpady pracnými a ekolcgicky nežádoucími postupy likvidovat, zatímco způsobem podle vynálezu je možné z nich získat prostředky výhodně použitelné pro speciální účely ve stavebnictví.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob výroby prostředků obsahujících jako aktivní složky fenylslkoxysilany, fenylalkoxypolysilfenylény, fenylalkoxypolysiloxany a fenylalkoxypolysilany o viskozitě 0,6 až 5 mPa.s při 20 ®C, hustotě 0,85 až 0,95, pH 5,0 až 6,9 pro zpevňování, konzervaci a hydrofobizaci pískovcových, maltovinových, cihelných a.keramických materiálů esterigikací chlorsilanů, chlorailoxanů, chlorpolysilanů nebo jejich směsi alifatickým alkoholem β 1 až 5 atomy uhlíku, vyznačený tím, že jako výchozí suroviny k esterifikaci se použije 20 až 50 % hmot. toluenový roztek destilačných zbytků z rektifikace fenylchlersilanů, připravených syntézoá z křemíku a chlorbenzenu, výsledný produkt se zahřátía na teplotu 112 až 120 ®C zbaví chlorovodíku vzniklého esterifikaci, zbytková kyselost se zneutralizuje např. práškovým zinkem a neutrální produkt se před aplikací na stavební materiál zředí směsi organických rozpouštědel mísitelných s vodou, např. směsi acetonu s ethanolem, na konceatra ci siloxanových složek 10 až 30 % hmot..
2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že do zředěného toluenového roztoku destilačních zbytků se přidá 5 až 50 b hmot trifunkčních organokřemičitých monomerů, např. methyltrichlorsilanu.
3. 3. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že do zředěného toluenového roztoku destilačních zbytků se přidá 5 až 50 % hmot. směsi difunkčních a/nebo trifunkčních a/nebo tetrafunkčních monomerů, např. dimethyldichlorsilenu a/nebo methyltrichlorsilanu a/nebo tetrachlorsilanu.