DE102010003870A1

DE102010003870A1 - Verwendung wässriger Alkyl- und Amino-funktionalisierter Silizium enthaltender Co-Kondensate zur Massenhydrophobierung mineralischer Baustoffe

Info

Publication number: DE102010003870A1
Application number: DE102010003870A
Authority: DE
Inventors: Dr. Friedel Manuel; Spomenko Ljesic
Original assignee: Evonik Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2011-10-13
Also published as: WO2011128129A1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung von wässerigen amino- und alkylfunktionellen Silizium enthaltender Co-Kondensaten zur Hydrophobierung, vorzugsweise zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen, insbesondere von mineralischen Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoffen, vorzugsweise Gips.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von wässerigen amino- und alkylfunktionellen Silizium enthaltender Co-Kondensaten zur Hydrophobierung, vorzugsweise zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen, insbesondere von mineralischen Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoffen, vorzugsweise Gips.
Gips wird unter vielfältigen Einsatzbedingungen als Bau- und Werkstoff eingesetzt. Der Fachmann weiß, dass Gips Calciumsulfat ist, das in verschiedenen Hydratationsstufen vorliegen kann. Bedingt durch die leichte Entwässerbarkeit (Dehydratation) des, z. B. natürlich vorkommenden oder aus industriellen Prozessen gewonnenen, CaSO₄·2H₂O hat es ein vielfältiges Anwendungsgebiet. Dehydratisiertes Gipsanhydrit oder -hemihydrat erlangt durch Zugabe von Wasser unter Bildung eines kristallinen Gefüges eine mehr oder weniger hohe Festigkeit und kann dann als Baustoff verwendet werden. Gipsprodukte, wie Gipsplatten und Gipsfaserplatten, werden häufig hergestellt, indem Gipsanhydrit oder -hemihydrat in Wasser vormischt wird und den entstehenden Gipsbrei (Slurry) auf großen Bandanlagen auf Karton aufbringt, mit einer zweiten Lage Karton abdeckt, in eine gewünschte Form bringt und abbinden lässt (Gips-Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e. V. (Hrsg.), 2006).
In Feuchträumen oder Aussenanwendungen ist der Nutzen von Gips als Baustoff allerdings begrenzt, da auch abgebundener Gips eine gewisse Wasserlöslichkeit besitzt und sich bei Durchfeuchtung auflösen würde. Zum Einsatz kommen daher wasserabweisend (hydrophob) ausgerüstete Gipsplatten und -elemente. Besonders erwünscht und wirtschaftlich ist die Hydrophobierung von Gipselementen in der Masse (Massenhydrophobierung) bereits während der Produktion. Dabei ist es vorteilhaft möglich, den wässrigen Gipsbrei mit einem Zusatzmittel zu versetzen, welches dem abgebundenen Material die hydrophoben Eigenschaften verleiht. Vorteilhaft handelt es sich dabei um ein wässriges System oder ein in Wasser leicht lösliches, bzw. dispergierbares System, welches zusammen mit dem Anmachwasser dem entwässerten Gipsanhydrit oder -hemihydrat zugegeben werden kann.
So ist aus US 2007/0028809 die gemeinsame Verwendung von monomeren Siliconaten und einer Hydroxycellulose zur hydrophobierenden Ausstattung von Gips bekannt. Die US 5110684 , WO 00/47536 , DE 4124892 und DE 10220659 betreffen jeweils die Verwendung von hydridisch H-substituierten Siloxanen gegebenenfalls in Gegenwart eines weiteren substituierten Silans zur wasserabweisenden Ausrüstung von Gips. Der bei der Verwendung solcher H-substituierten Siloxane entstehende Wasserstoff bedingt erhöhte Anforderungen an den Arbeitsschutz und die Sicherheitsvorkehrungen.
Aus EP 1112986 und US 2006/0107876 sind jeweils Verfahren zur Herstellung wasserabweisender Gipse bekannt, bei denen Silane und/oder Siloxan und mindestens ein zusätzlicher Katalysator zu einer Gipsmischung gegeben werden. So offenbart die US 2006/0107876 die Verwendung eines Glykol-funktionalisierten Siloxans in Gegenwart von Alkalihydroxiden. Die EP 1112986 betrifft die Verwendung von hydridisch substituierten Siloxanen und einem Katalysator, wie Portlandzement.
GB 2433497 offenbart hydrophobierte Gipsmischungen, die durch Zugabe des pulverförmigen Gipses zu einem hydrolysierbaren Organosilan, Wasser und einem Katalysator erhalten werden, wobei das Organosilan erst in Gegenwart des Gipses hydrolysiert wird. Dazu wird empfohlen den Katalysator erst unmittelbar vor der Zugabe des Stuckgipses zu den monomeren Organosilanen zuzugeben. Nachteil der beschriebenen Mischungen ist der VOC-Gehalt der bevorzugt eingesetzten Alkoxy-Silane. Zudem ist die Reaktivität der Alkoxy-Silane in solchen Gipsmischungen bei Zugabe von nur katalytischen Mengen an bspw. Natriumhydroxid gering und die so erreichbare wasserabweisende Wirkung ist im Allgemeinen nicht ausreichend groß, wie die offenbarten Beispiele belegen.
Die EP 0 819 663 B1 offenbart ein Gipsgemisch, in dem eine physikalische Mischung eines mit Niedrigalkyl-Gruppen substituierten Silans sowie ein mit Amino-Gruppen, Amino-niedrigalkyl-amino-Gruppen oder Dialkylentriamin-Gruppen substituiertes Trialkoxysilan gleichmäßig dispergiert sind. Als mögliche Gewichtverhältnisse der beiden Silane wird 1:1 bis 9:1 angegeben. Die gesamte wässrige Gipsmischung ist VOC haltig und enthält noch den gesamten Hydrolysealkohol der beiden Silane.
Nachteilig ist dieser VOC-Gehalt bei der industriellen Herstellung von Gipskartonplatten, da besondere Sicherheitsmaßnahmen zur Reinhaltung der Raumluft und bezüglich des Flammschutzes zu treffen sind. Zudem wird zu poröser Gips gebildet. Aus EP 0796826 sind hydrophobe Gipsmischungen bekannt, die zusätzlich zu den in EP 0819663 beschriebenen Silanmischungen noch Polysiloxane enthalten. Dabei handelt es sich um H-substituierte Polysiloxane, mit den vorstehend erläuterten Nachteilen.
Aus WO 2007/009935 schließlich ist ein Verfahren bekannt, in dem der VOC-Gehalt der hydrophobierenden Komponenten abgesenkt wird, indem ein Vorkondensat herstellt wird, bevor das entstehende Siloxan zur Gipsmischung gegeben wird. Nachteilig wiederum ist die Notwendigkeit der Zugabe eines zweiten Katalysators zur Gipsmischung. Wird auf diesen zweiten Katalysator verzichtet, ist die erreichbare wasserabweisende Wirkung nicht zuverlässig ausreichend stark gegeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, eine Zusammensetzung aufzufinden, die die Hydrophobierung von mineralischen Baustoffen, insbesondere von Gips, in der Masse erlaubt, ohne dass schädliche, flüchtige Stoffe in zu hoher Konzentration freigesetzt werden und/oder ohne einen zusätzlichen Katalysator einzusetzen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den Angaben in den Patentansprüchen gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe durch die erfindungsgemäße Verwendung einer Zusammensetzung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen sowie in der Beschreibung ausgeführt. Das erfindungsgemäß verwendete wasserlösliche amino- und alkylfunktionelle Silizium enthaltendes Co-Kondensat wird nachfolgend als Co-Kondensat bezeichnet.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Zusammensetzung zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen, enthaltend im Wesentlichen als Hydrophobierungsmittel mindestens ein wasserlösliches amino- und alkylfunktionelles Co-Kondensat und Wasser, wobei insbesondere das Co-Kondensat aus amino- und/oder alkylfunktionellen Alkoxysilanen abgeleitet ist, und vernetzende Strukturelemente aufweist, die kettenförmige, cyclische und/oder vernetzte Strukturen bildet, wobei mindestens eine Struktur des Co-Kondensats in idealisierter Form der allgemeinen Formel I entspricht, (R²O)[(R²O)_1-x(R³)_xSi(B)O]_b[Si(C)(R⁵)_y(OR⁴)_1-yO]_c[Si(D)₂O]_dR⁶·(HX)_e (I) wobei in den aus Alkoxysilanen abgeleiteten Strukturelementen

– B einem Aminoalkyl-Rest der allgemeinen Formel IIa oder IIb entspricht R¹⁰ _h*NH_(2-h*)[(CH₂)_h(NH)]_j[(CH₂)_l(NH)]_n-(CH₂)_k- (IIa), worin h, l und k unabhängig ganzen Zahlen entsprechen mit 0 ≤ h ≤ 6; h* = 0, 1 oder 2, j = 0, 1 oder 2; 0 ≤ l ≤ 6; n = 0, 1 oder 2; 0 ≤ k ≤ 6 und R¹⁰ einem Benzyl-, Aryl-, Vinyl-, Formyl-Rest und/oder einem linearen, verzweigten und/oder cyclischen Alkyl-Rest mit 1 bis 8 C-Atomen entspricht, und/oder [NH₂(CH₂)_m]₂N(CH₂)_p- (IIb), wobei m und p unabhängig ganzen Zahlen entsprechen, mit 0 ≤ m ≤ 6 und 0 ≤ p ≤ 6,
– C einem linearen, verzweigten oder cyclischen Alkyl-Rest mit 1 bis 20 C-Atomen entspricht,
– D unabhängig jeweils einem linearen, verzweigten oder cyclischen Alkyl-Rest mit 1 bis 8 C-Atomen entspricht, und
– wobei R², R⁴ und/oder R⁶ unabhängig Wasserstoff oder ein linearer oder verzweigter Alkyl-Rest mit 1 bis 4 C-Atomen sind und R³ und/oder R⁵ unabhängig einem linearen oder verzweigten Alkyl-Rest mit 1 bis 4 C Atomen und/oder Aryl-Rest entsprechen und
– HX eine Säure darstellt, wobei X ein anorganischer oder organischer Säure-Rest ist,
– mit x = 0 oder 1, y = 0 oder 1, b ≥ 1, c ≥ 0, d ≥ 0, und e ≥ 0 mit der Maßgabe, dass (c + d) ≥ 1. Wie ausgeführt können h, l und k in Formel IIa unabhängig sowie auch m oder p in Formel IIb unabhängig einer Zahl ausgewählt aus 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 entsprechen. Bevorzugt ist in Formel IIa k = 1 oder 3 mit h = 2 und/oder l = 2, insbesondere mit j = 1 und n = 1, alternativ kann h = 2 und j = 1 mit n 0 = sein. Gleichfalls bevorzug ist k = 6 mit j = 0, n = 0 und h* = 0. In Formel IIb ist bevorzugt p = 1 oder 3 mit m = 2. Als anorganischer oder organischer Säure-Rest kommen dem Fachmann übliche bekannte Säure-Reste in Betracht, die sich beispielsweise durch Zugabe von HCl, HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄, Ameisensäure, Essigsäure sowie weitere üblicher Säuren bilden können.

Wobei das Co-Kondensat, insbesondere der Formel I, aus Alkoxysilanen abgeleitet ist, wie beispielsweise aus mindestens einem Aminoalkoxysilan der Formel B-Si(R³)_x(OR²)_3-x und Alkylalkoxysilanen der allgemeinen Formeln C-Si(R⁵)_y(OR⁴)_3-y und/oder D₂Si(OR⁴)₂ und in Gegenwart von Wasser hydrolysiert und/oder kondensiert wurden und der Hydrolysealkohol und ggf. eingesetzte organische Lösemittel vorzugsweise im Wesentlichen vollständig entfernt wurden, wobei die Reste C, D, R², R³ und/oder R⁴ wie vorstehend definiert sind.
Bevorzugt verwendbare Co-Kondensate, insbesondere der Formel I, umfassen:
Aminofunktionelle Strukturelemente, insbesondere [(R²O)_1-x(R³)_xSi(B)O] mit x = 0 oder 1, vorzugsweise ist x = 0, weisen als aminofunktionelle Gruppe, insbesondere B, und gegebenenfalls zusätzlich als Alkyl-Gruppe vorzugsweise die folgenden auf:
Aminopropyl-, Diaminoethylen-3-propyl-, Triaminodiethylen-3-propyl-, abgeleitet aus H₂N(CH₂)₂NH(CH₂)₂NH(CH₂)₃Si(OCH₃)₃; Aminopropyl- und Methyl- als R³; 2-Aminoethyl-, 2-Aminoethyl- und Methyl- als R³, 6-Amino-n-hexyl-, 6-Amino-n-hexyl- und Methyl- als R³; 3-Amino-n-propyl-, 1-Aminomethyl-, 1-Aminomethyl- und Methyl- als R³; N-Butyl-3-aminopropyl-, N-Butyl-3-aminopropyl- und Methyl- als R³; N-Butyl-1-aminomethyl-, N-Butyl-1-aminomethyl-, und Methyl- als R³; N-Formyl-3-aminopropyl-, N-Formyl-3-aminopropyl- und Methyl- als R³.
Bevorzugt verwendbare Co-Kondensate, insbesondere der Formel I, umfassen als rein alkylfunktionelle Strukturelemente, insbesondere unabhängig [Si(C)(R⁵)_y(OR⁴)_1-yO] und/oder [Si(D)₂O] mit y = 0 oder 1, vorzugsweise ist y = 0, die folgenden Alkyl-Gruppen, insbesondere unabhängig als C und/oder D: C ist ein linearer oder verzweigter Alkyl-Rest mit 1 bis 20 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 8 C-Atomen, bevorzugt ein Methyl-, Ethyl, besonders bevorzugt n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl, iso-Butyl-, tert.-Butyl, Hexyl-, Octyl- oder Hexadecyl-Rest. D ist ein linearer, verzweigter oder cyclischer Alkyl-Rest 1 bis 8 C-Atomen, bevorzugt ein Methyl-, Ethyl-, besonders bevorzugt n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl, iso-Butyl-, Pentyl, Hexyl-, Heptyl-Octyl-Rest und/oder Hexadecyl-, jeweils bevorzugt Methyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, iso-Butyl- und/oder Octyl-Rest.
Besonders bevorzugte, erfindungsgemäß verwendbare Co-Kondensate sind:
Aminopropyl- und iso-Butyl-funktionelle Co-Kondensate, die gegebenenfalls teilweise, vorzugsweise vollständig hydrolysiert vorliegen.
Generell können die Co-Kondensate lineare Olimogere mit M-, und D-Strukturen sein, oder cyclische Strukturen aus D-Strukturen oder auch vernetzte Oligomere mit M-, D- und T-Strukturen, wie sie dem Fachmann hinlänglich für über Siloxan-(O-Si-O-)-Brücken verknüpfte Co-Kondensate aus Alkoxysilanen bekannt sind, die sich durch Hydrolyse- und zumindest teilweise Kondensation aus Alkoxysilanen bilden können. Die verwendeten Co-Kondensate können regellos, statistisch verteilte Co-Kondensate und/oder Block-Co-Kondensate sein.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind Co-Kondensate für die erfindungsgemäße Verwendung besonders geeignet, wenn sie ein Verhältnis von Amino-funktionellen Gruppen B zu Alkyl-funktionellen Gruppen C und/oder D im Bereich von 1:10 bis 10:1 aufweisen, bevorzugt 1:5 bis 5:1, ganz besonders bevorzugt 1:3 bis 3:1.
Bevorzugt verwendete Co-Kondensate weisen nur einen geringen VOC-Gehalt von etwas über > 200 g/l auf, bevorzugt unter 150 g/l, weiter bevorzugt sind unter 100 g/l. Bestimmt nach ASTM D5095-91.
Erfindungsgemäß konnten besonders gute Ergebnisse für die Hydrophobierung in der Masse für die nachfolgenden mineralischen Baustoffe erzielt werden, wie insbesondere mit Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltenden im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoffen, insbesondere ist der Baustoff ein Alkali- und/oder Erdalkalimetallsulfat oder ein Alkali- und/oder Erdalkalimetallcarbonat, unabhängig voneinander als Anhydrat, als Hydrat, eine Modifikation dieser oder Mischungen davon, bevorzugt ein Erdalkalisulfat, Alkalimetallsulfat, Erdalkalicarbonat, Alkalimetallcarbonat oder eine Mischung enthaltend mindestens eine dieser Verbindungen, besonders bevorzugt CaSO₄, CaSO₄·xH₂O, mit x = 0, 0,5 oder 2; CaCO₃, MgCO₃, BaCO₃, Na₂CO₃, K₂CO₃, bevorzugt ist Calciumsulfat in verschiedenen Hydratationsformen, insbesondere Calcium-Dihydrat, Calcium-Hemihydrat, Calciumsulfatanhydrit; Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat jeweils in Form der natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Mineralien sowie wasserfrei oder wasserhaltig oder deren Modifikationen.
Bevorzugt erfolgt die Verwendung einer Zusammensetzung enthaltend das Co-Kondensat, insbesondere der Formel I, zu 0,002 bis 10 Gew.-% umfassend zusätzlich mindestens einen mineralischen Baustoff und Wasser, wobei ad 100 Gew.-% mit Baustoff und Wasser eingestellt wird. Weiter bevorzugt ist eine Verwendung mit einem Gehalt an Co-Kondensat in der Zusammensetzung von 0,01 bis 5 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,1 bis 3,5 Gew.-%, besonders vorzugsweise von 0,2 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,2 bis 1,0 Gew.-%, mit Baustoff und Wasser ad 100 Gew.-%.
Zudem wird vorzugsweise das Co-Kondensat, insbesondere der Formel I oder dessen Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte mit mindestens einem mineralischen Baustoff, vorzugsweise Gipsanhydrit und/oder Gipshemihydrat, gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser gemischt. Wobei vorzugsweise ein Verhältnis von Baustoff zu Wasser von 4:1 bis 1:4 eingestellt wird, insbesondere für Gips, Gipsanhydrit und/oder Gipshemihydrat zu Wasser von 4:1 bis 1:4, vorzugsweise etwa von 1:2.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird (i) das mindestens eine Co-Kondensat, insbesondere der Formel I, oder dessen Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte und gegebenenfalls Wasser mit (ii) einer Mischung enthaltend mindestens einen mineralischen Baustoff und Wasser gemischt, insbesondere ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltender und im Wesentlichen nicht-silikatischer Baustoff. Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung indem ein Gemisch umfassend mindestens ein Co-Kondensat, Wasser und mineralischer Baustoff (i) gegebenenfalls geformt wird, und (ii) ausgehärtet wird. Je nach Bedarf kann nach der Formgebung überstehendes Wasser abdekantiert werden oder durch andere Massnahmen, wie Filtrieren abgetrennt werden. Dem Fachmann ist klar, dass das Aushärten durch einen aktiven Trocknungsprozess als auch bei Umgebungsbedingungen erfolgen kann. Durch diesen Verfahrensschritt wird ein in der Masse hydrophobiertes Produkt bzw. Artikel erhalten. Bevorzugte Artikel sind Gipskartonplatten, ausgehärtete Gipsprodukte oder Gipselemente. Dies kann beispielsweise auch ein Stuckgips sein, der für Feuchträume geeignet sein soll.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung, bei der (i) mindestens ein Co-Kondensat, insbesondere der Formel I, mit einem Verhältnis der Amino-Gruppe B zu Alkyl-Gruppen C und/oder D im Bereich von 1:10 bis 10:1, bevorzugt 1:5 bis 5:1, ganz besonders bevorzugt 1:3 bis 3:1; mit einem Gemisch von (ii) Gipsanhydrit oder -hemihydrat und Wasser gemischt wird; insbesondere im Verhältnis von 4:1 bis 1:4, bevorzugt von 3:1 bis 1:3, besonders bevorzugt von 3:1 bis 1:1, besser um 2:1; und vorzugsweise homogenisiert werden, nachfolgend wird die hergestellte Mischung (iv) in eine Form überführt oder auf ein Band, das ein Filterband sein kann, und (v) ausgehärtet. Im Schritt (iv) kann auch ein Aufbringen auf Karton vorgesehen werden.
Darüber hinaus kann bei der erfindungsgemäßen Verwendung mindestens eine weitere der folgenden Komponenten aus der Reihe Pigmente, Füllstoffe, Binder, Vernetzer, optische Aufheller, Lackhilfsstoffe oder andere Hilfsstoffe zugesetzt werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Artikel erhältlich nach der erfindungsgemäßen Verwendung, wie vorzugsweise ein in der Masse hydrophobiertes Element aus mindestens einem mineralischen Baustoff und dem Co-Kondensat.
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung sowie die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, näher, ohne die Erfindung auf diese Beispiele zu beschränken.
Beispiel 1:
Herstellung eines Co-Kondensats aus iso-Butyltrimethoxysilan und Aminopropylsilan
In einem 500 ml Laborrührreaktor mit Temperaturfühler, Tropftrichter und Rückflusskühler werden unter Stickstoffüberlagerung 442 g 3-Aminopropyltriethoxysilan und 356 g Isobutyltrimethoxysilan vorgelegt. Innerhalb von 30 min werden 144 g Wasser zugetropft. Die Temperatur soll dabei nicht über 60°C ansteigen, gegebenenfalls ist zu kühlen. Das Reaktionsgemisch wird 2 Stunden bei 60°C gerührt. Danach ersetzt man den Rückflusskühler durch eine Destillationsbrücke und destilliert 50% (ca. 234 g) des entstandenen Hydrolysealkohols ab. Ein Gemisch aus 500 g Wasser, 120,5 g Ameisensäure und 0,42 g Salzsäure wird anschließend innerhalb von 30 Minuten zugetropft. Die Temperatur soll dabei erneut nicht über 60°C ansteigen, gegebenenfalls ist zu kühlen. Bei einem Druck von 150 mbar und einer Sumpftemperatur von 50°C wird nun innerhalb von ca. 5 Stunden ein Methanol/Ethanol/Wasser-Gemisch abdestilliert und gleichzeitig durch Wasser ersetzt. Dabei wird Wasser so zugetropft, dass das Volumen der Lösung konstant bleibt. Wenn die Kopftemperatur ca. 50°C beträgt und das Kopfprodukt nur noch aus Wasser besteht, wird die Destillation beendet.
Beispiel 2:
Herstellung einer Zusammensetzung mit Hydrophobierungsmittel, Baustoff und Wasser-Herstellung der Gipsprobekörper
2.1 Referenz:
Unmodifizierter, im Handel erhältlicher Gips (bspw. der Firma Knauf) wird in einem Behälter mit Wasser versetzt. Dabei entspricht das Massenverhältnis von Wasser zu Gips gleich 0,5. Diese Mischung kann für 4 Tage aushärten.
2.2 Erfindungsgemäß:
Unmodifizierter, im Handel erhältlicher Gips (bspw. der Firma Knauf) wird in einem Behälter mit Wasser versetzt. Dabei entspricht das Massenverhältnis von Wasser zu Gips gleich 0,5. In diese Mischung wird die unter Beispiel 1 hergestellte Mischung gegeben und durch Rühren homogenisiert. Anschließend kann die Zusammensetzung für 4 Tage aushärten.
2.3 Ausprüfung der Gips-Probekörper:

Die Unterwasserlagerung erfolgt gemäß den Vorgaben der DIN EN 520. Es wird die Gewichtszunahme der Prüfkörper gemessen. Die Gewichtszunahme soll kleiner 5 Gew.-% sein. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Ergebnisse der Ausprüfung.

Prüfkörper	Zugabemenge (bez. auf Gips)	Gewichtszunahme nach Unterwasserlagerung (DIN EN 530)
3.1 unbehandelt	-	24,4 Gew.-%
3.2 Co-Kondensat-Siloxan aus AMEO/iso-Butyltrimethoxysilan	2,0 Gew.-%	3.1 Gew.-%

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2007/0028809 [0004]
US 5110684 [0004]
WO 00/47536 [0004]
DE 4124892 [0004]
DE 10220659 [0004]
EP 1112986 [0005]
US 2006/0107876 [0005]
GB 2433497 [0006]
EP 0819663 B1 [0007]
EP 0796826 [0008]
EP 0819663 [0008]
WO 2007/009935 [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Gips-Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e. V. (Hrsg.), 2006 [0002]
ASTM D5095-91 [0019]
DIN EN 520 [0032]
DIN EN 530 [0032]

Claims

Verwendung einer Zusammensetzung zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen enthaltend im Wesentlichen als Hydrophobierungsmittel mindestens ein wasserlösliches amino- und alkylfunktionelles Co-Kondensat und Wasser, wobei das Co-Kondensat aus amino- oder alkylfunktionellen Alkoxysilanen abgeleitet ist und vernetzende Strukturelemente aufweist, die kettenförmige, cyclische und/oder vernetzte Strukturen bildet, wobei mindestens eine Struktur des Co-Kondensats in idealisierter Form der allgemeinen Formel I entspricht, (R²O)[(R²O)_1-x(R³)_xSi(B)]_b[Si(C)(R⁵)_y(OR⁴)_1-yO]_c[Si(D)₂O]_dR⁶(HX)_e (I) wobei in den aus Alkoxysilanen abgeleiteten Strukturelementen – B einem Aminoalkyl-Rest der allgemeinen Formel IIa oder IIb entspricht R¹⁰ _h*NH(_2-h*)[(CH₂)_h(NH)]_j[(CH₂)_l(NH)]_n-(CH₂)_k- (IIa), worin h, l und k unabhängig ganzen Zahlen entsprechen, mit 0 ≤ h ≤ 6; h* = 0, 1 oder 2, j = 0, 1 oder 2; 0 ≤ l ≤ 6; n = 0, 1 oder 2; 0 ≤ k ≤ 6 und R¹⁰ einem Benzyl-, Aryl-, Vinyl-, Formyl-Rest und/oder einem linearen, verzweigten und/oder cyclischen Alkyl-Rest mit 1 bis 8 C-Atomen entspricht, und/oder [NH₂(CH₂)_m]₂N(CH₂)_p- (IIb), wobei m und p unabhängig ganzen Zahlen entsprechen, mit 0 ≤ m ≤ 6 und 0 ≤ p ≤ 6, – C einem linearen, verzweigten oder cyclischen Alkyl-Rest mit 1 bis 20 C-Atomen entspricht, – D unabhängig jeweils einem linearen, verzweigten oder cyclischen Alkyl-Rest mit 1 bis 8 C-Atomen entspricht, und – wobei R², R⁴ und/oder R⁶ unabhängig Wasserstoff oder ein linearer oder verzweigter Alkyl-Rest mit 1 bis 4 C-Atomen sind und R³ und/oder R⁵ unabhängig einem linearen oder verzweigten Alkyl-Rest mit 1 bis 4 C Atomen und/oder Aryl-Rest entsprechen und – HX eine Säure darstellt, wobei X ein anorganischer oder organischer Säure-Rest ist, – mit x = 0 oder 1, y = 0 oder 1, b ≥ 1, c ≥ 0, d ≥ 0, und e ≥ 0 mit der Massgabe, dass (c + d) ≥ 1.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Co-Kondensat ein Verhältnis von Amino-funktionellen Gruppen B zu Alkyl-funktionellen Gruppen C und/oder D im Bereich von 1:10 bis 10:1 aufweist, bevorzugt 1:5 bis 5:1, ganz besonders bevorzugt 1:3 bis 3:1.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Massenhydrophobierung mineralischer Baustoffe verwendet wird, insbesondere Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltende im Wesentlichen nicht-silikatische Baustoffe, insbesondere ist der Baustoff ein Alkali- und/oder Erdalkalimetallsulfat, ein Alkali- und/oder Erdalkalimetallcarbonat, unabhängig voneinander als Anhydrat, als Hydrat, eine Modifikation dieser oder Mischungen davon, bevorzugt ein Erdalkalisulfat, Alkalimetallsulfat, Erdalkalicarbonat, Alkalimetallcarbonat oder eine Mischung enthaltend mindestens eine dieser Verbindungen, besonders bevorzugt CaSO₄, CaSO₄·xH₂O, x = 0, 0,5 oder 2; CaCO₃, MgCO₃, BaCO₃, Na₂CO₃, K₂CO₃, bevorzugt ist Calciumsulfat in verschiedenen Hydratationsformen, insbesondere Calcium-Dihydrat, Calcium-Hemihydrat, Calciumsulfat-anhydrit; Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat jeweils in Form der natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Mineralien sowie wasserfrei oder wasserhaltig oder deren Modifikationen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Co-Kondensat in der Zusammensetzung umfassend zusätzlich mindestens einen mineralischen Baustoff und Wasser auf 0,002 bis 10 Gew.-% eingestellt wird und ad 100 Gew.-% mit Baustoff und Wasser.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Co-Kondensat oder dessen Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte mit mindestens einem mineralischen Baustoff gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser gemischt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass (i) das mindestens eine Co-Kondensat oder dessen Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte und gegebenenfalls Wasser mit (ii) einer Mischung enthaltend mindestens einen mineralischen Baustoff, insbesondere ein Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoff, und Wasser gemischt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Baustoff zu Wasser 4:1 bis 1:4, insbesondere für Gips, Gipsanhydrit und/oder Gipshemihydrat zu Wasser von 4:1 bis 1:4, vorzugsweise etwa 1:2 ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass (i) gegebenenfalls geformt und (ii) ausgehärtet wird.
Artikel erhältlich nach Anspruch 8.