DE2930483A1

DE2930483A1 - Silikonemulsionen zur behandlung von silikatteilchen, verfahren zu ihrer herstellung, silikonueberzogene silikatteilchen und ueberzugsverfahren

Info

Publication number: DE2930483A1
Application number: DE19792930483
Authority: DE
Inventors: William John Raleigh
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1978-07-31
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1980-02-21
Also published as: US4175159A; NO792498L; CA1150869A; BE877983A; GB2031445B; ZA792932B; AU4875579A; JPS5527389A; NL7905890A; PH15565A; IT1122258B; NZ190718A; AU528285B2; FR2432536A1; GR69228B; TR20929A; IT7924551A0; ES482769A1; GB2031445A

Description

Beschreibung

Silikonemulsionen zur Behandlung von Silikatteilchen, Verfahren zu ihrer Herstellung, silikonüberzogene Silikatteilchen und überzugsverfahren

Die Erfindung betrifft Silikonemulsionen und insbesondere Silikonemulsionen, die Silikatteilchen, wie zum Beispiel Perlit und Vermiculit, wasserbeständig machen. Perlit und Vermiculit sind natürlich vorkommende Kieselgesteine. Perlit ist ein vulkanisches glasartiges Aschengestein, während Vermiculit Glimmer ist.

Das Unterscheidungsmerkmal, das Perlit und Vermiculit von anderen mineralischen Gläsern unterscheidet, besteht darin, daß diese Gesteine beim Erhitzen auf einen geeigneten Punkt in ihrem Erweichungsbereich sich auf das vie:c-bis zwanzigfache ihres Ursprungsvolumens expandieren. Diese Expansion beruht auf dem Vorhandensein von 2 bis 6 Gew.-% von gebundenem Wasser in dem rohen perlit- bzw. Vermiculitgestein. Wenn man ein derartiges gemahlenes rohes Perlit- bzw. Vermiculitgestein auf eine

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Temperatur von mehr als 871° C (1600° F) erwärmt/ expandiert sich das rohe Gestein rasch in einer Weise, die Popcorn ähnelt/ indem das gebundene Wasser verdampft und zahllose winzige Blasen in den durch die Wärme erweichten glasartigen Teilchen erzeugt. Es sind diese winzigen durch Glas abgeschlossenen Blasen, die das sehr leichte Gewicht und andere außerordentliche physikalische Eigenschaften des expansierten Perlits bzw. Vermiculits ausmachen.

Expandierten Perlit bzw. Vermiculit kann man derart herstellen, daß er ein geringes Gewicht von etwa 32 kg/m³ (2 lb/ft³) aufweist, was einen derartigen expandierten Perlit bzw. Vermiculit für zahlreiche technische Anwendungen geeignet macht. Demgemäß hat ein derartiges Material wie Perlit bzw. Vermiculit, und insbesondere der expandierte Perlit, zahllose Anwendungen als Zusatzstoffe beim Ansatz von Schleifmitteln, akustischen Verputzen, akustischen Platten bzw. Fliesen, Holzkohlengrill-Unterbauten, Betonzuschlagsstoffen, Filterhilfen, Streckmitteln für Düngemittel, Gießpfannendeckeln, Gießereisand-Zusatzstoffen, inerten Trägern, Isolierplatten, lose eingefüllten Isolationen, Verpakkungsmaterialien, plastischen Farbstoffen bzw. Farbtexturen (paint texture), Rohrisolationen, Verputzzuschlagsstoffen, Verputztexturen (plaster texture), Vergußerdezusatzstoffen (potting soil additives), Bodenverbesserern bzw. Bodenkonditioniermitteln, Fliesenmörtelzuschlagsstoffen und Füllmitteln für das Innere von Wandplatten (wallboard core filler).

Beispielsweise bei der Anwendung als lose Füllung kann man ihn in die Höhlungen von Hohlblöcken, zum Beispiel in Betonblöcke, oder zwischen Ziegelwände oder andere Gebäudewände als Isolation einfüllen. Es wurde festgestellt, daß man ihn ferner in den Ansatz von Isolierplatten und anderen Arten von Wandmaterialien zur Erzielung von Isoliereigenschaften einarbeiten kann. Wenn

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man Perlit als lose eingefüllte Isolierung in Gebäudewänden verwendet, verzögert er den Durchgang von Wärme oder Kälte durch die Wand um 50 %.

Demgemäß fanden Perlit und Vermiculit als Isolation weitgehende Anwendung in der Bautechnik. Es gibt jedoch eine Schwierigkeit bei Perlit und Vermiculit als Isolation. Aufgrund der großen Oberfläche der Teilchen, nachdem man ihn expandiert hat, absorbiert und speichert er eine große Menge Feuchtigkeit. Demgemäß ist expandierter Perlit bzw. expandierter Vermiculit nach Herstellung vollkommen trocken, aber wenn man ihn Feuchtigkeit aussetzt, nimmt er 50 % der Feuchtigkeit auf, der er ausgesetzt ist und absorbiert sie.

Der Perlit bzw. Vermiculit, der Feuchtigkeit absorbiert hat, neigt ferner dazu, Feuchtigkeit in den Perlit- bzw. Vermiculitteilchen festzuhalten. Derartige Perlit- bzw. Vermiculitteilchen sind, wenn sie mit Feuchtigkeit gesättigt sind, wirkungslos und eine sehr schlechte thermische Isolationsbarriere. Demgemäß war es höchst wünschenswert, expandierten Perlit bzw. expandierten Vermiculit gegen die Adsorption von Wasserdampf beständig zu machen. Es gibt eine Anzahl von überzügen, die man verwenden kann, Vermiculit und Perlit gegen Wasserdampf beständig zu machen, jedoch gehören Silikone zu den Grundchemikalien der Technik, die eine Witterungsbeständigkeit und insbesondere Beständigkeit gegen Wasserdampf aufweisen. Silikonlösungen zur Anwendung in Gebäudewänden, um diese wasserabstoßend zu machen, sind bekannt. Demgemäß war es wünschenswert, eine Silikonüberzugslösung bzw. ein Silikonüberzugsmäterial zur Anwendung auf Perlit bzw. Vermiculit zu entwickeln und diese wasserbeständig zu machen. Demgemäß wurden verschiedene Silikonzusammensetzungen für diese Anwendung angesetzt. Eine derartige Silikonzusammensetzung zur Anwendung auf Perlit, um ihn wasserabstoßend zu machen, ist eine Emulsion einer Methylhydrogenpolysiloxanflüssigkeit.

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Um die Kosten des behandelten Perlits so niedrig wie möglich zu halten, ist es wünschenswert, den Silikonüberzug auf den Perlit auf möglichst billige Weise aufzubringen. Demgemäß wurde eine Methode entwickelt, die sich als höchst geeignet erwies, eine Lösung oder Emulsion des Silikons zu erzeugen und sie auf den erwärmten Perlit aufzusprühen, sobald er aus dem Ofen kommt.

Demgemäß wird dabei das Wasser in der wässrigen Emulsion verdampft und das Silikon härtet auf dem Perlit. Das ist ein einfacher und billiger Weg, den Silikonüberzug aufzubringen. Demgemäß war es höchst wünschenswert, Silikonüberzüge anzusetzen, die man mit einer einfachen Sprühmethode auf den expandierten Perlit bzw. expandierten Vermiculit aufbringen kann. Demgemäß konnte man wässrige Emulsionen der Methylhydrogeipolysiloxanflüssigkeit derart aufbringen. Die Schwierigkeit bei solchen Emulsionen und insbesondere bei Methylhydrogenpolysiloxanflüssigkeiten besteht jedoch darin, daß sie zeitweilig langsam Wasserstoff abgeben, wenn sie in den 209 1-Tonnen (55 gal) stehen, in welchen sie verpackt sind. Demgemäß muß man die Tonnen dauernd nachprüfen, damit das Wasserstoffgas in die Atmosphäre

entweicht und sich nicht in der Tonne ansammelt und möglicherweise ein Feuer oder eine Explosion ergibt.

Eine andere Art von Silikonzusammensetzungen, die sich als geeignet zum überziehen von expandiertem Perlit bzw. expandiertem Vermiculit erwies, ist eine wässrige Lösung von Natriummethylsilikonat. Natriummethylsilikonat ist eine wasserabstossende Verbindung, die nach Aufbringen auf Mauerwerk dieses wasserabstoßend macht. Die Schwierigkeit bei diesem Natriummethylsilikonat besteht darin, daß es korrodierend wirkt, und demgemäß von den Arbeitern vorsichtig gehandhabt werden muß, die das Material aufbringen und damit umgehen.

Eine andere Art von Silikon, das man verwenden könnte, ist ein 8101-60 SI-173

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alkoxyfunktionelles Silan, wie zum Beispiel Methyltrimethoxysilan, als wässrige Lösung oder als Dispersion in Wasser. Die Schwierigkeit bei derartigen Alkoxysxlanen besteht darin, daß sie, wenn man sie in einer ziemlich geringen Konzentration in Wasser dispergiert hat, hochentflammbare Stoffe sind, weil der reine Stoff einen Flammpunkt von 8,3° C (47° F) aufweist. Demgemäß wurde festgestellt, daß alle Silikonüberzüge des Standes der Technik für Silikatteilchen aus dem einen oder anderen Grund nicht wünschenswert sind, und zwar hauptsächlich wegen ihrer Entflammbarkeit oder Handhabungsschwierigkeiten. Demgemäß war es höchst wünschenswert, einen Silikonstoff oder eine Silikonüberzugszusammensetzung zu entwickeln, die die Silikatteilchen überzieht, zum Beispiel expandierten Perlit bzw. expandierten Vermiculit, nicht entflammbar ist und für die Arbeiter nicht gefährlich in der Handhabung ist, die in der Praxis die Zusammensetzungen anwenden.

Es war ferner wünschenswert, eine Silikonüberzugszusammensetzung herzustellen, die man leicht auf den expandierten Perlit bzw. expandierten Vermiculit aufbringen kann, sobald man den expandierten Perlit bzw. Vermiculit i-Π seiner Herstellungsanlage bzw. -vorrichtung hergestellt hat.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung gemäß einer Anwendungsform expandierten Perlit und expandierten Vermiculit betrifft, jedoch auch auf andere Silikatteilchen anwendbar ist. Es gibt andere Arten von Silikatteilchen, die man wasserbeständig machen will, indem man auf sie einen Silikonüberzug aufbringt. Die SiIikonzusammensetzungen des Standes der Technik, die man auf derartige Silikatteilchen aufbringen kann, um sie wasserbeständig zu machen, haben die genannten Nachteile. Demgemäß ist es höchst wünschenswert, daß man einen geeigneten Silikonüberzug für alle Typen von Silikatteilchen, einschließlich Perlit und Vermiculit, ansetzen kann.

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Demgemäß betrifft die Erfindung eine Silikonemulsion zur Behandlung von Silikatteilchen, um die Silikatteilchen wasserbeständig zu machen, enthaltend

(a) 40 bis 60 Gewichtsteile einer Silikonflüssigkeit mit R_oSiO-Einheiten, RSiO₁ ^-Einheiten und R,SiC> ^-Einheiten, wobei das Verhältnis der Organosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten von einschließlich 0,11 bis 1,4 variiert, und das Verhältnis der Triorganosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten von einschließlich 0,02 bis etwa 1 variiert, die Flüssigkeit einen Silanolgehalt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-% und eine Viskosität im Bereich von 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10" bis 10 000 centipoise) bei 25° C aufweist, und wobei R einen einwertigen Kohlenwasserstoff rest bedeutet;

(b) 0,5 bis 5 Gewichtsteile einer aliphatischen C,- pß-Karbonsäure;

(c) 0,1 bis 0,8 Gewichtsteile Ammoniak und

(d) 20 bis 150 Teile Wasser.

Das Verfahren zur Herstellung der überzogenen Silikatteilchen, zum Beispiel des überzogenen Perlits bzw. Vermiculits, besteht darin, daß man

(1) auf die Oberfläche der Silikatteilchen eine Silikonemulsion aufbringt, enthaltend

(a) 40 bis 50 Gewichtsteile einer Silikonflüssigkeit mit R₂SiO-Einheiten, RSiO₁ ^-Einheiten und R₃SiO₀ ^Einheiten, wobei das Verhältnis der Einheiten das gleiche wie oben angegeben ist, und die Flüssigkeit einen Silanolgehalt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-% und eine Viskosität im Bereich von 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25° C aufweist,

(b) 0,5 bis 5 Gewichtsteile einer aliphatischen Cg Karbonsäure,

(c) 0,1 bis 0,8 Gewichtsteile Ammoniak und

(d) 20 bis 150 Teile Wasser;

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(2) die Silikonemulsion härtet und das Wasser verdampft. Die beste Methode zum Härten der Silikonemulsion und zum Verdampfen des Wassers besteht darin, daß man die Silikonemulsion auf den expandierten Perlit bzw. Vermiculit aufbringt oder aufsprüht, den man auf mindestens 15 0° C erwärmt hat.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß man gemäß der Erfindung die genannte Emulsion und Konzentration der Bestandteile verwenden kann, wobei man anstelle der Silikonflüssigkeit mit den trifunktionellen Siloxyeinheiten, den difunktioneilen Siloxyeinheiten und den monofunktionellen Siloxyeinheiten ein Diorganopolysiloxanpolymeres mit Silanolendgruppen verwenden kann, wobei die organischen Gruppen einwertige Kohlenwasserstoffreste sind und die Viskosität des Polymeren im Bereich von 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25 ⁰C variiert. Der Rest R in der genannten Formel ist vorzugsweise ein Methylrest, und die aliphatische Karbonsäure ist Oleinsäure. Es sei darauf hingewiesen, daß der Vorteil der Herstellung der Emulsion, worin das Emulgiermittel ein Ammoniumsalz einer aliphatischen Karbonsäure ist, darin besteht, daß beim Erwärmen und Härten der Silikonemulsion der Ammoniak in die Atmosphäre verdampft/ und die aliphatische Karbonsäure hinterläßt, die ein öl ist, und die feuchtigkeitsbeständig wirkt. Wenn man beispielsweise ein Alkalimetallsalz einer aliphatischen Karbonsäure verwendet, dann bleibt nach dem Härten der Silikonflüssigkeit das Metallsalz auf der Oberfläche der Silikatteilchen, macht die Oberfläche etwas anfällig für die Feuchtigkeitsabsorption und verschlechtert die hydrophoben Eigenschaften des Silikonüberzugs. Demgemäß ist es wünschenswert, ein flüchtiges Emulgiermittel zu verwenden, so daß keine Gefahr besteht, daß das Emulgiermittel auf dem Silikonüberzug bleibt und ihn anfällig für die Aufnahme von Feuchtigkeit macht.

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In der Silikonemulsion verwendet man vorzugsweise eine Silikonflüssigkeit mit diorganodifunktionellen Siloxyeinheiten, monoorganotrifunktionellen Siloxyeinheiten und triorganomonofunktionellen Siloxyeinheiten anstelle des Diorganopolysiloxanpolymeren mit Silanolendgruppen als Silikonflüssigkeit zur Herstellung des SiIikonÜberzugs auf den Silikatteilchen, weil eine derartige Flüssigkeit billiger ist als das Diorganopolysiloxanpolymere mit Silanolendgruppen. Der Rest R in der Formel der Einheiten kann ein beliebiger einwertiger Kohlenwasserstoffrest oder "lalogenierter einwertiger Kohlenwasserstoff rest sein, beispielsweise ein C, Q-Alkylrest, wie zum Beispiel der Äthyl-, Methyl- oder Propylrest, usw., ein Alkenylrest, wie zum Beispiel der Vinyl- oder Allylrest, usw.; ein einkerniger Arylrest, wie zum Beispiel der Phenyl-, Methylphenyl- oder Äthylphenylrest, usw.; ein halogenierter einwertiger Kohlenwasserstoff rest, zum Beispiel ein Fluoralkylrest, beispielsweise der 3,3,3-Trifluorpropylrest. Insbesondere ist der Rest R ein Methylrest, weil er die billigste Silikonflüssigkeit ergibt, die Silanolgruppen zum Härten benötigt. Die Silikonflüssigkeit härtet, indem die Silanolgruppen kondensieren, Wasser freisetzen und eine SiOSi-Bindung bilden.

Demgemäß weisen vorzugsweise die trifunktioneilen Gruppen in der Silikonflüssigkeit 0,1 bis 8 % Hydroxygruppen an die Siliziumatome gebunden auf, und vorzugsweise weisen sie etwa 0,1 bis 2 Gew.-% Hydroxygruppen an die Siliziumatome gebunden auf. Wenn die genannte trifunktionelle Silikonflüssigkeit zu viel Silanol enthält, härtet sie nicht vollständig, wenn man nicht eine langwierige Erwärmungsstufe anwendet, und wenn zu wenig Silanolgruppen in der trifunktionellen Silikonflüssigkeit enthalten sind,härtet die Silikonflüssigkeit überhaupt nicht.

Das Verhältnis der verschiedenen Einheiten im Polymeren kann variieren, wie oben angegeben, wobei das Verhältnis der Organo-

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siloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten von einschließlich etwa 0,11 bis 1,4 variiert, und das Verhältnis der Triorganosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten von einschließlich 0,02 bis etwa 1 variiert.

Insbesondere hat das Verhältnis der Organosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten einen Wert von etwa einschließlich 0,11 bis etwa 0,36 und das Verhältnis der genannten Triorganosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten hat einen Wert im Bereich von einschließlich 0,02 bis etwa 0,04. Es wurde festgestellt, daß die trifunktioneile Silikonflüssigkeit mit den Einheiten im bevorzugten Bereich am einfachsten herzustellen ist und die besten Eigenschaften hat.Der grundlegende Vorteil des bevorzugten Verhältnisses der Triorganosiloxyeinheiten bzw. der Monoorganosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten besteht jedoch darin, daß innerhalb des bevorzugten Bereichs die Flüssigkeit am einfachsten herzustellen ist. Die verzweigte oder trifunktionelle Silikonflüssigkeit gemäß der Erfindung kann man herstellen, indem man eine Mischung von Diorganodihalogensilanen, R₂SiX-/ Organotrihalogensilanen, RSiX₃ und Triorganohalogensilanen, R^SiX hydrolisiert, worin R die gleiche Bedeutung wie oben hat und X ein Halogenatom ist, zum Beispiel ein Chloratom. Zweckmäßig erhält man eine Konzentration an abfließender bzw. freiwerdender Säure, die sich während der Hydrolyse der genannten Bestandteile bildet, von weniger als etwa 31 Gew.-% Säure, und vorzugsweise im Bereich von etwa 28 bis 32 % Säure. Wenn man die Hydrolyse bei einem pH-Wert von 5 bis etwa 7 durch Anwendung von Pufferstoffen vervollständigt, zum Beispiel von Alkalibicarbonaten, kann man die trifunktionelle Silikonflüssigkeit herstellen, wobei man 8 oder mehr Gew.-% Hydroxygruppen an Silikon gebunden hat. Vorzugsweise führt man die Hydrolyse bei einer Temperatur unterhalb von 30° C durch, aber eine Temperatur von 20 bis 40° C liefert wirkungsvolle Ergebnisse. Das Hydrolysat gewinnt man danach aus der Säureschicht und neutralisiert es mit einem üblichen Neutralisierungsmittel, zum Beispiel einem Alkalibicarbonat, beispielsweise Natriumbicarbonat,

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oder Ammoniak. Es gibt verschiedene Methoden, wie man die verzweigtkettige trifunktionelle Silikonflüssigkeit anders herstellen kann!als beschrieben. Beispielsweise kann man anstelle von Chlorsilanen alkoxyhaltige Silane hydrolysieren und eine trifunktionelle Silikonflüssi.,!<eit mit möglicherweise einigen Alkoxyresten erzielen. Derartige Alkoxyreste stören die Härtung der verzweigtkettigen Silikonflüssigkeit nicht.Also verläuft die Herstellung einer derartigen Flüssigkeit folgendermaßen: das Trxorganochlorsilan kann man mit dem Organotrichlorsilan mischen und auf das Verhältnis der monofunktionellen zu den trifunktionellen Gruppen mit einem Massenspektrometer analysieren. Danach kann man das difunktionelle Silan zugeben und das Verhältnis der trifunktionellen zu den difunktionellen Gruppen bestimmen, so daß es im Einklang mit dem oben Beschriebenen steht. Der Grund für diese Zugabe ist der, daß man die relativ kleine Menge an monofunktionellen Siloxyeinheiten in Gegenwart der großen Menge an trifunktioneilen Siloxyeinheiten nicht genau messen kann. Die Endmischung der Chlorsilane muß danach frei von SiH-Hydrosilan sein, weil die Anwesenheit derartiger Silane bewirkt, daß die Mischung bei der Hydrolyse geliert. Es ist ferner wichtig, daß man die genannten Verhältnisse der trifunktionellen Chlorsilane zu den difunktionellen Chlorsilanen und der monofunktionellen Chlorsilane zu den difunktionellen Chlorsilanen einhält, wenn die Mischung nicht bei der Hydrolyse gelieren soll, und wenn die Mischung die gewünschten Eigenschaften gemäß der Erfindung haben soll.

Demgemäß kann man danach vorzugsweise die Silanmischung kontinuierlich hydrolysieren, wobei man die Säurekonzentration im Hydrolysatausfluß bei etwa 20 % und die Temperatur der Hydrolyse unterhalb von 30° C hält. Die Silikonhydrolysat-Flüssigkeit kann man danach kontinuierlich von der wässrigen Säurephase abdekantieren. Danach kann man die Silikonflüssigkeit, die etwas Säure enthält, mit einer gesättigten Salzlösung (etwa 1 %) neutralisieren, oder man kann sie mit Natriumbicarbonat behandeln und

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die Acidität herabsetzen. Die gebildeten Salze kann man danach durch Abfiltrieren entfernen. Danach kann man die Silikonflüssigkeit mit trockener Fuller-Erde (2 %) neutralisieren, indem man sie bei etwa 90° C rührt. Nach Erwärmen 2 h lang kühlte man die Flüssigkeit ab und prüft ihre Acidität. Eine derartige Flüssigkeit, die man auf Acidität prüft, sollte nicht mehr als 25 Teile/Million . Säure enthalten. Wenn sie mehr als 25 Teile/Million Säure enthält, bewirkt die überschüssige Säure, daß die Flüssigkeit sich zersetzt oder zurückbildet.

Wenn also die verzweigtkettige Silikonflüssigkeit die Aciditätsprüfung nicht besteht, dann erwärmt man sie auf 90° C weitere 1 h, und wenn sie immer noch die Prüfung nicht besteht, verwendet man weitere Fuller-Erde (1 %) und setzt den Arbeitsgang wie beschrieben fort. Wenn schließlich die Flüssigkeit die Aciditätsprüfung besteht, filtriert man sie und entfernt alle Salze und die Fullei?-Erde. Wie bereits erwähnt, muß die Silanmischung praktisch frei von Methylhydrogendichlorsilan sein, damit das hydrolysierte Produkt die Vorschriften für das Endprodukt erfüllt. Nicht mehr als 0,2 % Silikonhydrid ist in der Ausgangsmischung tolerierbar.

Ferner sind Säurekonzentrationen von mehr als 29 % im Hydrolysatabfluß unerwünscht, weil sie die Möglichkeit des Gelierens der Silikonflüssigkeit im Hydrolysatgefäß erhöhen, und weil sie die flüssigen Bestandteile im Produkt erhöhen können. Eine niedrigere Säurekonzentration als 28 % im Hydrolysat steigert die Neigung der Säure und des Öls zu emulgieren, und verhindert eine wirkungsvolle Trennung von öl und Wasser durch Dekantieren. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß Temperaturen des Hydrolysates von mehr als 30° C im allgemeinen unerwünscht sind, obwohl man Temperaturen bis zu etwa 50° C tolerieren kann. Man muß jedoch vorsichtig sein, wenn man die Hydrolyse bei diesen hohen Temperaturen durchführt, weil Temperaturen oberhalb von 30° C bei der Hydrolyse bewirken können, daß die Silikonflüssigkeit in der Hydrolysatmischung geliert. Andererseits werden Temperaturen

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unterhalb von Raumtemperatur nicht nachteilig die Hydrolyse beeinflussen und können wünschenswert sein. Es sei darauf hingewiesen, daß man Temperaturen von 0⁰C und weniger ohne irgendwelche nachteilige Ergebnisse anwenden kann. Der einzige Nachteil einer derartigen Hydrolyse unterhalb von Raumtemperatur besteht darin, daß man eine zusätzliche Kühlvorrichtung benötigt, um die Reaktion bei dieser Temperatur durchzuführen.

Es sei forner darauf hingewiesen, daß die Lagerfähigkeit dur sauren trifunktionellen Silikonflüssigkeit sehr kurz ist, und daß überschüssige Acidität bewirkt, daß die Silikonflüssigkeit geliert. Demgemäß ist die Säurevorschrift bei der Herstellung der verzweigtkettigen Silikonflüssigkeit sehr wichtig.

Die Anwesenheit von Wasser in der Silikonflüssigkeit bei der erfindungsgemäßen Anwendung ist kein Nachteil, weil eine wässrige Emulsion die genannte Form der Silikonflüssigkeit ist. In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann man einen Katalysator zur Härtung der Emulsion oder der verzweigtkettigen Silikonflüssigkeit verwenden. Ein derartiger Katalysator beschleunigt die Härtung der verzweigtkettigen Silikonflüssigkeit. Beispiele für derartige Katalysatoren sind Metallsalze von Karbonsäuren, wie zum Beispiel Eisensalze von Karbonsäuren, beispielsweise Eisenoktoat, Zinkoktoat und andere derartige Salze. Derartige Salze erhöhen die Härtungsgeschwindigkeit der verzweigtkettigen Silikonflüssigkeit in den Emulsionen gemäß der Erfindung in höherem Maß, als ohne den Katalysator der Fall wäre. Die einzige Schwierigkeit beim Vorliegen eines derartigen Metallsalzes einer Karbonsäure als Katalysator sogar in einer geringen Konzentration von 0,01 bis 0,1 Gew.-% (bezogen auf die Silikonflüssigkeit) besteht darin, daß das Metallsalz der Karbonsäure ein Wiederbefeuchten bewirken kann, was nachstehend hinsichtlich der Emul- ' giermittel beschrieben wird, die man zusammen mit den Silikon-* emulsionen gemäß der Erfindung verwenden kann. Ein derartiges

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Metallsalz einer Karbonsäure kann die Wasserbeständigkeit oder die wasserabweisenden Eigenschaften des Silikonüberzugs zerstören, den man auf Silikatteilchen aufgebracht hat.

Ein anderer Stoff, den man als Silikonflüssigkeit zur Herstellung einer Silikonflüssigkeitsemulsion verwenden kann, die man auf Silikatteilchen aufbringt, wie zum Beispiel expandierten Perlit bzw. expandierten Vermiculit,ist eine Silikonemulsion eines Diorganopolysiloxanpolymeren mit Silanolendgruppen, wobei das Polymere eine Viskosität von etwa 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25° C und vorzugsweise eine Viskosität im Bereich von etwa 0,50 bis 50,00 g/cm.s (50 bis 5 000 centipoise) bei 25° C aufweist.

Hinsichtlich der genannten verzweigtkettigen Silikonflüssigkeit sei darauf hingewiesen, daß die genannten Viskositätsbegrenzungen für das Diorganopolysiloxanpolymere mit Silanolendgruppen auch die verzweigtkettige Silikonflüssigkeit betreffen. Demgemäß hat die verzweigtkettige Silikonflüssigkeit zweckmäßigerweise eine Viskosität im Bereich von etwa 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25° C und insbesondere im Bereich von 0,50 bis 50,00 g/cm.s (50 bis 5000 centipoise) bei 25° C.

Ein derartiges Diorganopolysiloxanpolymeres mit Silanolendgruppen ist vorzugsweise hauptsächlich linear mit etwa einem Maximum von 0,1 Gew.-% zusammengenommen an Monofunktionalität und Trifunktionalität. Die organischen Gruppen eines derartigen linearen Polymeren sind aus der aus beliebigen einwertigen Kohlenwasserstoffresten und halogenierten einwertigen Kohlenwasserstoffresten bestehenden Gruppe ausgewählt und beispielsweise C, g-Alkylreste, zum Beispiel Methyl-, Äthyl- oder Propylreste, usw., Zykloalkylreste, z.B. Zyklohexyl-, Zykloheptyl- oder Zyklooktylreste, usw.; einkernige Arylreste, wie zum Beispiel Phenyl-, Methylphenyl- oder Äthylphenylreste; halogenierte Alkylreste, wie zum Beispiel 3,3,3-Trifluorpropylreste, usw.. Insbesondere

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ist der organische Rest ein C g-Alkylrest, z.B. ein Methylrest. Eine Ijovorzuqto Forme i für diese linearen Diorganopolysi Loxanpolymeron m i L Si 1 anolondgruppcn L.^c;t die folgende:

Il

R¹

worin R¹ die gleiche Bedeutung hat, wie sie für die organischen Gruppen gegeben wurde, und t derart variiert, daß das Polymere im allgemeinen eine Viskosität im Bereich von 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25° C und insbesondere eine Viskosität im Bereich von 0,50 bis 50,00 g/cm.s (50 bis 5000 centipoise) bei 25° C aufweist. Eine Herstellungsmethode für ein derartiges Polymeres ist bekannt. Eine derartige Methode umfaßt im allgemeinen, daß man Diorganodichlorsxlane in Wasser hydrolysiert, danach die Acidität auf weniger als 25 Teile/ Million dadurch herabsetzt, daß man die überschüssige Säure/ Wasser-Phase dekantiert, die erhaltene Mischung erwärmt und die Säure abzieht. Schließlich gibt man zusätzlich eine Base zu und neutralisiert die Säure. Das erhaltene niedermolekulare Diorganopolysiloxanpolymere mit Silanolendgruppen filtriert man danach, entfernt die Salze und andere Verunreinigungen und erhält das relativ reine niedermolekulare Diorganopolysiloxanpolymerc! mit Silanolendgruppen. Um einen höhermolekularen Stoff zu erhalten, das heißt mit einer Viskosität von mehr als 10,00 g/cm.s (1000 centipoise) bei 25° C, nimmt man das erhaltene Hydrolysat, gibt danach kleine Menge von KOH zu, erwärmt das Hydrolysat bei erhöhter Temperatur und destilliert vorzugsweise überkop:^r relativ reine Oktaorganozyklotetrasiloxane ab. Diese Zyklotetrasiloxane mischt man in den gewünschten Anteilen und erhält die gewünschte Substitution im Endpolymeren. Zu diesem Zyklotetrasiloxan gibt man wieder etwa 50 bis 500 Teile/Million

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KOH und die gewünschten Mengen an Wasser oder wahlweise die gewünschten Mengen an niedermolekularen Silanoldiorganopolysiloxanpolymer-Hydrolysat zu. Die Menge an niedermolekularem Hydrolysat, das man durch Hydrolyse der Diorganodichlorsilane als Kettenabbrecher hergestellt hat, bestimmt das Endmolekulargewicht des gebildeten Diorganopolysiloxanpolymeren mit Silanolendgruppen. Demgemäß gibt man das Hydrolysat zu den Zyklotetrasiloxanen in den gewünschten Mengen, erwärmt die Mischung bei erhöhten Temperaturen, das heißt Temperaturen von mehr als 100° C für einen Zeitraum im Bereich von 1 bis 8h und erhält ein lineares Diorganopolysiloxanpolymeres mit Silanolendgruppen mit einer Viskosität von etwa 10,00 bis 100,00 g/cm.s (1000 bis 10 000 centipoise) oder mehr, falls gewünscht. Das KOH kann man danach mit einer milden Säure derart neutralisieren, daß die Säurekonzentration im Polymeren nicht 10 Teile/Million übersteigt, und danach kann man die Polymerisation der überschüssigen zyklischen Verbindungen abstoppen und das Diorganopolysiloxanpolymere mit Silanolendgruppen erhalten. Weitere Einzelheiten und Erklärungen hinsichtlich der Herstellung dieser Polymeren sind in der US-PS 3 833 205 (M.D. Beers) beschrieben, deren Offenbarungsgehalt durch diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Vorzugsweise verwendet man in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen die verzweigtkettige Silikonflüssigkeit, weil sie billiger als das lineare Diorganopolysiloxanpolymere mit Silanolendgruppen ist. Wiederum kann man ein derartiges lineares Polymeres mit Silanolendgruppen vorzugsweise mit einer höheren Geschwindigkeit härten, indem man das Metallsalz einer Karbonsäure verwendet, zum Beispiel Zinnsalze oder ein Eisensalz. Wie erwähnt, sind jedoch derartige Metallsalze von Karbonsäuren in den Zusammensetzungen gemäß der Erfindung unerwünscht, weil sie ein Wiederbefeuchten des Silikonüberzugs bewirken können, das heifit bewirken können, daß der Silikonüberzug Feuchtigkeit anzieht. Derartige Silikonstoffe kann man in Wasser dispergiert aufbringen und auf die Silikatteilchen aufsprühen, die überzogen werden sollen. Vorzugsweise sind sie jedoch emulgiert, weil Silikone

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- 23 in Wasser nicht löslich sind.

Demgemäß sind diese Stoffe zweckmäßig in Wasser eimilgiert, weil man sie leichter auf die Silikatteilchen aufsprühen kann und einen gleichmäßigen Überzug erzielt.

Demgemäß verwendet man auf 40 bis 60 Gewichtsteile der verzweigtkettigen Silikonflüssigkeit oder des linearen Diorganopolysiloxanpolymeren, die bzw. das emulgiert werden soll, im allgemeinen 0,5 bis 5 Gewichtsteile einer aliphatischen C_fi_20-Karbonsäure und 0,1 bis 0,8 Gewichtsteile Ammoniak zusammen mit 20 bis 150 Teilen Wasser und bildet eine stabile SiIikonemulsion. Die bevorzugte aliphatische Karbonsäure ist natürlich Oleinsäure. Man kann jedoch eine beliebige andere aliphatische Karbonsäure verwenden. Die bevorzugte Verbindung für das bevorzugte Kation, das das Emulgiersalz bildet, ist Ammoniak, weil beim Erwärmen Ammoniak aus der Emulsion in die Atmosphäre verdampft. Es ist wünschenswert, daß das Ammoniumion als Kation in dem Emulgiersalz in den Silikonemulsionen gemäß der Erfindung enthalten ist, um ein Phänomen zu verhüten, das als Wiederbefeuchten bekannt ist. Die Emulgiersalze, die mit Kationen gebildet sind, die beispielsweise Alkalimetallionen sind, zum Beispiel Natrium- und Kaliumionen, bewirken nach der Härtung der Silikonflüssigkeit und dem Abdampfen des Wassers einen Rückstand an Alkalimetallsalz auf dem Silikonüberzug. Derartige Salze ionisieren bzw. hydrolysieren in Anwesenheit von Feuchtigkeit und erlauben, daß die Feuchtigkeit durch den Silikonüberzug dringt, den man auf den Silikonteilchen gebildet hat. Demgemäß ist ein derartiges Wiederbefeuchten bei den üblichen Alkalimetall-Emulgiersalzen möglich. Es ist wünschenswert, daß derartige Salze nicht auf der Oberfläche des Silikonüberzugs oder gemischt mit dem Silikonüberzug vorliegen. Daher ist es wünschenswert, daß das Emulgiersalz ein Emulgiersalz mit einem Ammoniumkation ist.

Es muß nur eine ausreichende Menge an Ammoniak vorliegen, daß 81 01-GO M-17 '.

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sich ein geeignetes Ammonium-Emulgiersalz bildet, so daß man die Silikonflüssigkeit geeignet emulgieren kann und eine stabile wässrige Emulsion bilden kann. Wenn man danach die Emulsion auf die Silikatteilchen entweder dadurch auf bringt, daß man die Silikatteilchen erwärmt oder die Silikatteilchen vorher auf eine Temperatur von mindestens etwa 150 ⁰C erwärmt hat, verdampft einfach der Ammoniak in die Atmosphäre und hinterläßt eine aliphatische Karbonsäure, die ein öl ist, und die eher die wasserabstoßenden Eigenschaften des Silikonüberzugs verbessert als verschlechtert.

Man verwendet 40 bis 60 Gewichtsteile der verzweigtkettigen Silikonflüssigkeit oder des linearen Diorganopolysiloxans, 0,5 bis 5 Teile der aliphatischen Karbonsäure, 0,1 bis 0,8 Gewichtsteile Ammoniak und 20 bis 150 Teile Wasser und erzeugt die Silikonemulsion, wobei beliebige dieser Konzentrationen nicht kritisch sind. Die genannten Bestandteile kann man verwenden und variieren, wie gewünscht, und eine stabile Emulsion erzeugen. Demgemäß kann man die Bestandteile in den genannten Mengen und Konzentrationen verwenden und variieren, wie gewünscht. Es müssen ausreichende Mengen an Emulgiersalz vorhanden sein, daß sich das Karbonsäuresalz von Ammoniak bildet und daß es die Silikonflüssigkeit oder das lineare Diorganopolysiloxan in Wasser emulgiert. Wie anzunehmen ist, variiert die Konzentration von Ammoniumsalz plus Wasser plus Silikonflüssigkeit, die eine stabile Emulsion bildet, in weitem Ausmaß. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß man eine aliphatische Karbonsäure verwenden kann. Man kann jedoch andere Karbonsäuren als Emulgiermittel für Silikonflüssigkeiten verwenden. Es ist nur notwendig, daß die Karbonsäure, sei sie aliphatisch oder aromatisch, ein öl in ihrer reinen Form ist, so daß sie hydrophob ist und Wasser abstößt oder die wasserabstoßenden Fähigkeiten des Silikonüberzugs eher verbessert als verschlechtert,d.h.. als das Wasser an den Silikonüberzug anzuziehen. Beispiele für Karbonsäuren, die man als Emulgiermittel gemäß der Erfindung verwenden kann, sind nachstehend gegeben:

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Elaidinsäure, Azelainsäure, Pelargonsäure, Sebacinsäure, Caprylsäure, Stearinsäure, Stearolsäure, Koprasäure (Copric Acid), Undecansäure, Laurinsäure, Eru^asäure, Aupanodonsäure (Aupanodonic Acid), Behenolsäure, Melissinsäure, Arotsäure bzw. Orotsäure (Arotic Acid), Gaidinsäure (Gaidic Acid), Aleurtinsäure (Aleurtic Acid), Muconsäure, Myristinsäure, Isobuttersäure,Valeriansäure, Capronsäure, önanthsäure, Laktarsäure, Behensäure, Agarizinsäure, Erukasäure, Margarinsäure, Enanthsäure (enanthis acid), Rizinolsäure.

Die besonders bevorzugte Karbonsäure ist Oleinsäure, weil sie in jeder Hinsicht zufriedenstellend wirkt. Es sei darauf hingewiesen, daß man aromatische Karbonsäuren verwenden kann. Bei der Herstellung der Emulsion verwendet man vorzugsweise in der Emulsion 0,01 bis 0,5 Teile einer Silikon-Antischaumverbindung. Im allgemeinen umfaßt eine derartige Silikon-Antischaumverbindunggrundsätzlich eine Mischung oder Emulsion eines Polydimethylsiloxanpolymeren mit einer Viskosität von etwa 1,00 bis 100,00 g/cm.s (100 bis 10 000 centipoise) bei 25° C, das man als solches emulgiert hat oder mit den üblichen Emulgiermitteln vermischt hat, und das man in einen Füllstoff mischt, wie zum Beispiel in mit Silazan behandeltes aus Rauch abgeschiedenes Siliziumdioxid bzw. Rauch-Siliziumdioxid. Eine derartige Silikonflüssigkeit mit dem genannten Füllstoff allein oder mit dem genannten Füllstoff in emulgierter Form wird, sobald man sie in geringen Mengen bei der Herstellung einer Emulsion gemäß der Erfindung zugegeben hat, die Schaummenge vermindern, die sich während der Bildung der Emulsion bildet.

Die Menge an Emulgiermittel, das in der relativ geringen Menge an Antischaumverbindung vorhanden ist, die man zu der Emulsion zugibt, verschlechtert nicht die wasserabstoßenden Eigenschaften des Silikonüberzugs, der sich aus der Silikonemulsion gemäß der Erfindung bildet.

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Die Methode zur Bildung der Emulsion ist nachstehend beschrieben: Die verzweigtkettige Silikonflüssigkeit bzw. das Diorganopolysiloxanpolymere mit Silanolendgruppen pumpt man in einen Vormischbehälter. Danach gibt man die aliphatische Karbonsäure, die rein ist, zur Silikonflüssigkeit zu, mischt danach die Silikonflüssigkeit und die aliphatische Karbonsäure, wobei man rasches Rühren etwa 10 bis 60 min lang anwendet. Vorzugsweise führt man das Mischen bei einer Temperatur von 25 bis 50° C, insbesondere 25 bis 35° C durch. In einem separaten Behälter mischt man den Ammoniak und die Hälfte der gesamten Wassermenge, und mischt darin für einen Zeitraum im Bereich von etwa 10 bis 60 min, vorzugsweise 2 0 bis 4 0 min. Danach gibt man langsam die Ammoniak/ Wasser-Mischung in den Vormischbehälter zu, der die Silikonflüssigkeit und die aliphatische Karbonsäure enthält, rührt die Mischung und nimmt die Zugabe innerhalb von etwa 10 bis 60 min unter raschem Rühren vor, vorzugsweise 20 bis 40 min lang.

Danach gibt man zu dieser Konzentration von Bestandteilen eine geringe Menge von Antischaummittel und vermindert oder regelt den Schaum der Emulsion, der sich bildet, wenn sie gerührt wird. Danach gibt man den zweiten Teil oder den Rest des Wassers zu der Mischung zu und setzt das Rühren etwa 2 0 bis 60 min, vorzugsweise 30 bis 40 min lang fort. Die Emulsion analysiert man danach auf ihren Wassergehalt, und wenn er dem Wassergehalt der stabilen Emulsion entspricht, führt man danach die Emulsion durch einen

2 Homogenisator bei einem Druck von mehr als 35 kg/cm Überdruck (5 00 psig) und überführt sie danach in die nötigen Stahltonnen.

Die genannte Emulsion, die man auf diese Weise hergestellt hat, ist nicht entflammbar und setzt nur Spuren von Wasserstoffgas gelegentlich bei der Lagerung frei. Die Emulsion des linearen Diorganopolysiloxanpolymeren mit Silanolendgruppen stellt man im wesentlichen auf die gleiche Weise her, wie die Emulsion der verzweigtkettigen Silikonflüssigkeit. Es sei darauf hingewiesen, daß man in diesen Emulsionen auf dasGewicht der verzweigtkettigen

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Silikonflüssigkeit oder des linearen Diorganopolysiloxanpolymeren, das angegeben wurde, 0,01 bis 0,1 Gew.-% eines Metallsalzes einer Karbonsäure als Katalysator zum Härten der Silikonflüssigkeit oder des linearen Diorganopolysiloxanpolymeren verwenden kann. Derartige Salze bleiben jedoch auf den Silikonüberzügen, nachdem man diese gehärtet hat, und sind unerwünscht, weil sie eher dazu neigen, Feuchtigkeit den Silikonüberzug durchdringen zu lassen, als daß sie den Silikonüberzug beim Abweisen von Feuchtigkeit unterstützen. Wenn jedocn eine rasche Härtung ein ausgesprochenes Grundbedürfnis bei der Anwendung des Silikonüberzuges ist, und der Silikonüberzug nicht eine maximale Wasserbeständigkeit haben muß, kann man ein derartiges Salz in geringen Mengen verwenden und die Härtungsgeschwindigkeit des Silikonüberzugs erhöhen.

Die Emulsion enthält im allgemeinen etwa 30 bis 60 Gew.-% an Silikonfeststoffen. Wenn man die Emulsion dazu verwenden will, sie auf die Silikatteilchen aufzubringen, verdünnt man sie vorzugsweise derart mit Wasser, daß etwa 1 bis 5 Gew.-% an Silikonfeststoffen vorliegen, sprüht danach die Silikonemulsion mit einer üblichen Sprühvorrichtung auf die Silikatteilchen auf, wie sie aus dem Expansionsarbeitsgang kommen,d.h.. auf den expandierten Perlit, der den Heizofen veü.äßt und bevor er Raumtemperatur erreicht hat, eine Temperatur von mindestens 150° C und insbesonderemindeatens 300U hat. Die Silikonemulsion sprüht man auf die erwärmten Teilchen. Die Wärme in den erwärmten Teilchen bewirkt danach, daß das Wasser fast augenblicklich verdampft, härtet die Silikonflüssigkeit und ergibt eine rasche Bildung eines Silikonüberzugs auf den expandierten Perlit- bzw. Vermiculit-Silikatteilchen; in der gleichen Trocknungs- und Härtungsstufe verdampft der Ammoniak aus der Emulsion und hinterläßt die aliphatische Karbonsäure als öl auf dem Silikonüberzug.

Das genannte Verfahren ist das bevorzugte Verfahren zum Aufbrin-

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gen der Silikonemulsion auf Silikatteilchen, ist jedoch nur eine bevorzugte Ausführungsform. Andere Methoden kann man anwenden; man kann beispielsweise den Silikonüberzug auf den Perlit aufbringen und danach den Perlit bei erhöhten Temperaturen von mehr als 100° C erwärmen und den Silikonüberzug härten. Es sei darauf hingewiesen, daß erhöhte Temperaturen beim Aufbringen der Silikonemulsion gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt sind; wenn man nämlich keine erhöhte Temperatur anwendet und keinen Härtungskatalysator anwendet, härtet die verzweigtkettige Silikonflüssigkeit bzw. das lineare Diorganopolysiloxan mit Silanolendgruppen langsam über einen verlängerten Zeitraum, beispielsweise von Wochen. Demgemäß ist es ohne die Verwendung eines Metallsalzes einer Karbonsäure als Härtungskatalysator für die Silikonemulsion wünschenswert und notwendig, daß man sie auf die expandierten Perlitteilchen aufbringt und derartige Teilchen erwärmt , d.h. sie auf mehr als 150° C und insbesondere mehr als 300° C vorher erwärmt oder nachfolgend erwärmt oder gleichzeitig erwärmt, so daß die Silikonflüssigkeit in einem kurzem Zeitraum härtet und einen Silikonüberzug bildet.

Die Erfindung betrifft also eine Silikonemulsion zur Behandlung von Silikatteilchen, zum Beispiel Perlit und Vermiculit, um diese wasserbeständig zu machen, die eine Silikonflüssigkeit enthält, die aus difunktionellen Siloxyeinheiten, trifunktionellen Siloxyeinheiten und monofunktionellen Siloxyeinheiten besteht, wobei das Emulgiermittel in Wasser ein Reaktionsprodukt einer aliphatischen Karbonsäure mit Ammoniak ist. Die Silikonemulsion bringt man durch Aufsprühen auf die erwärmten Silikatteilchen auf, die man vorzugsweise auf mindestens 150° C erwärmt hat, so daß die Silikonflüssigkeit rasch auf den Teilchen härtet.

Nachstehend wird die Erfindung durch ein Beispiel näher erläutert, wobei alle Teile Gewichtsteile bedeuten.

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- 29 Beispiel

Man atellte eine Emulsion her, die eine Silikonflüssigkeit mit (CH₃J₃SiO_{0 5}~Einheiten, (CH₃) ₂SiO-Einheiten und CH₃SiO₁ ^Einheiten und einer Viskosität von 0,50 g/cm.s (50 centipoise) bei 25° C enthielt. Man bildete eine Emulsion aus der Flüssigkeit mit 50 Gew.-% der Silikonflüssigkeit, 1,40 Gew.-% Oleinsäure und 0,30 Gew.-% Ammoniak, wobei der Rest Wasser war. Einen Teil dieser Emulsion verdünnte man mit 20 Teilen Wasser. Die verdünnte Emulsion sprühte man auf ein trockenes Bett von Perlit und erwärmte den Perlit bei 149° C (300° F) 10 min lang. Der getrocknete Perlit war die Zusammensetzung A, und man prüfte ihn auf die Wasserabsorptionsfähigkeit.

Einen Teil der genannten Silikonemulsion mit 50 % Feststoffgehalt verdünnte man mit 30 Teilen Wasser. Die verdünnte Emulsion sprühte man auf ein trockenes Bett von Perlit und erwärmte den Perlit bei 149° C (300° F) 10 min lang. Der getrocknete Perlit war die Zusammensetzung B und man prüfte ihn auf die Wasserabsorptionsfähigkeit.

Einen Teil der genannten Emulsion mit 50% Feststoff verdünnte man mit 40 Teilen Wasser. Die verdünnte Emulsion sprühte man auf ein trockenes Bett von Perlit und erwärmte den Perlit bei 149° C (300° F) 10 min lang. Der getrocknete Perlit war die Zusammensetzung C und man prüfte ihn auf die Wasserabsorptionsfähigkeit.

Einen Teil der genannten Emulsion mit 50 % Feststoff verdünnte man mit 20 Teilen Wasser, sprühte die verdünnte Emulsion auf ein trockenes Bett von Perlit und erwärmte den Perlit bei 260° C (500° F) 10 min lang und stellte die Wasserverdampfung sicher. Der getrocknete Perlit war die Zusammensetzung D, und man prüfte sie auf die Wasserabsorptionsfähigkeit.

Prüfuncr auf die wasserabstoßenden Eigenschaften: 8101-60 SI-173

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Die wasserabstoßenden Eigenschaften der Perlitisolierung bestimmte man gemäß der nachstehenden Methode .Ein steif es Kunststoffrohr mit einem inneren Durchmesser von 50,8 mm (2 in) und einer Länge von ca. 30^5 cm (12 in) mit einem Kunst stoff sieb mit einer Maschenweite von 1,2 mm (16 mesh), das fest befestigt oder haftend die Bodenöffnung

des Rohrs bedeckte, wurde verwendet. Das Rohr wurde in einer Entfernung von 19,8 cm (7,77 in) von dem Ende markiert, das mit dem " Sieb bedeckt war, was ein Volumen von 400ml anzeigte.Das Kunststoffrohr füllte man mit der Perlitisolierung bis zu einem Niveau, das leicht oberhalb der 4 00 ml-Marke lag. Man verdichtete sie danach, indem man das Rohr von einer Höhe von etwa 7,6 cm (3 in) auf eine große Kautschukabfangvorrichtung 10 mal fallenließ. Als sich die Probe auf ein Niveau unterhalb der 400 ml-Marke verdichtet hatte, gab man weiteres Material derart zu, daß sich nach dem zehnten Fall das Niveau der Probe innerhalb von 3,2 mm (1/8 in) Abstand von der 4 00 ml-Marke befand. Das Rohr hielt man in vertikaler Stellung während des Verdichtens. Während man das Rohr in vertikaler Stellung hielt und einen Becher unter dem Rohr angeordnet hatte, schüttete man 50 ml Wasser auf die Perlitisolierung. Danach ließ man 3 min das Wasser durch die Probe fließen, kippte danach das Rohr ungefähr 45° und ließ das Wasser ablaufen, das sich auf dem Sieb gesammelt hat. Danach schüttete man Wasser, das sich in dem Becher gesammelt hatte, in ein graduiertes Gefäß, und zeichnete die Menge auf, die die Wassermenge darstellte, die durch die lose eingefüllte Isolation aus behandeltem Perlit abgestoßen worden war.

Die Ergebnisse sind nachstehend gezeigt:

Zusammensetzung % abgestoßenes Wasser

A 97

B 92

C 84

D 98

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Claims

Patentansprüche

■ V. Silikonemulsion zur Behandlung von Silikatteilchen, um die Silikatteilchen wasserbeständig zu machen, gekennzeichnet durch (a) 40 bis 60 Gewichtsteile einer Silikonflüssigkeit mit R Einheiten, RSiO₁ „-Einheiten und R,SiO -"Einheiten, wobei das Verhältnis der Organosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten von einschließlich 0,11 bis 1,4 variiert und das Verhältnis der Triorganosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten von einschließlich 0,02 bis etwa 1 variiert und die Flüssigkeit einen Silanolgehalt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-% und eine Viskosität im Bereich von 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25° C aufweist und R ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest ist;

(b) 0,5 bis 5 Gewichtsteile einer aliphatischen Cg_2C

(c) 0,1 bis 0,8 Gewichtsteile Ammoniak und

(d) 20 bis 150 Teile Wasser.

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2. Silikonemulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikatteilchen aus der aus Perlit und Vermiculit bestehenden Klasse ausgewählt sind.

3. Silikonemulsion nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Oleinsäure als aliphatische Karbonsäure.

4. Silikonemulsion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest R gemäß Anspruch 1 aus der aus C, £rAl'kylresten,VLnylresten und Phenylresten bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

5. Silikonemulsion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Methylrest als Rest R gemäß Anspruch 1.

6. Silikonemulsion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 0,01 bis 0,5 Gewichtsteilen einer Silikon-Antxschaumverbindung.

7. Silikonemulsion nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität im Bereich von 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25° C,in Wasser dispergiert oder emulgiert ,,als Antischaumverbindung.

8. Verfahren zur Bildung einer Silikonemulsion gemäß einött der vorhergehenden Ansprüche zur Behandlung von Silikatteilchen, um die Teilchen wasserbeständig zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) 40 bis 60 Gewichtsteile einer Silikonflüssigkeit mit R₂SiO-Einheiten, RSiO₁ ,--Einheiten und R₃SiO_{0 5}~Einheiten, worin das Verhältnis der Organosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten von einschließlich 0,11 bis 1,4 variiert und das Verhältnis der Triorganosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten von einschließlich 0,02 bis 1 variiert, die Flüssigkeit

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IB

— 3 —

einen Silanolgehalt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-% und eine Viskosität im Bereich von 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25° C aufweist und R ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest ist,

und 0,5 bis 5 Teile einer aliphatischen Karbonsäure mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen mischt;

(b) getrennt davon 20 bis 150 Teile Wasser mit 0,1 bis 0,8 Teilen Ammoniak mischt;

(c) unter Rühren die Ammoniak/Wasser-Mischung zu der Silikonflüssigkeit/Karbonsäure-Mischung zugibt und

(d) zusätzliches Wasser zugibt, wie benötigt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren bei einer Temperatur im Bereich von 25 bis 50° C durchführt.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß man etwa die Hälfte des Wassers in Stufe (b) und das restliche Wasser in Stufe (d) gemäß Anspruch 8 zugibt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Silikatteilchen aus der Klasse auswählt, die aus Perlit und Vermiculit besteht.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man Oleinsäure als aliphatische Karbonsäure verwendet.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß man den Rest R gemäß Anspruch 8 aus der Klasse auswählt, die aus C. o-Alkylresten, Vinylresten und Phenylresten besteht.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Methylrest als Rest R gemäß Anspruch 8 verwendet.

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ί5. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,01 bis 0,5 Gewichtsteile einer Silikon-Antischaumverbindung verwendet.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man als Antischaumverbindung ein Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität im Bereich von 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25° C, in Wasser dispergiert oder emulgiert» verwendet.

17. Silikonuberzogene Silikatteilchen, gekennzeichnet durch

(1) Silikatteilchen mit einem überzug aus

(2) der gehärteten Zusammensetzung enthaltend die nachstehende Mischung von Bestandteilen :

(a) 40 bis 6 0 Gewichtsteile einer Silikonflüssigkeit mit R₀SiO-Einheiten, RSiO₁ ^-Einheiten und R_QSiO^ ,--Einheiten, wobei das Verhältnis der Organosiloxyeinheiten zu den Diorgano-

■* siloxyeinheiten von einschließlich 0,11 bis 1,4 variiert^ das Verhältnis der Triorganosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten von einschließlich 0,02 bis etwa 1 variiert, die Flüssigkeit einen Silanolgehalt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-% und eine Viskosität im Bereich von 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25° C aufweist und R ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest ist und

(b) 0,5 bis 5 Gewichtsteile einer aliphatischen Cg p_-Karbonsäure.

18. Silikonüberzogene Silikatteilchen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikatteilchen aus der aus Perlit und Vermiculit bestehenden Klasse ausgewählt sind.

19. Silikonüberzogene Silikatteilchen nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch Oleinsäure als aliphatische Karbonsäure·

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20. Silikonüberzogene Silikatteilchen nach einem der Ansprüche

17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Rest R gemäß Anspruch 17 aus der aus C, g-Alkylresten, Vinylresten und Phenylresten bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

21. Silikonüberzogene Silikatteilchen nach einem der Ansprüche 17 bis 20, gekennzeichnet durch einen Methylrest als Rest R gemäß Anspruch 17.

22. Verfahren zum Überziehen von Silikatteilchen, um sie wasserbeständig zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß man

(1) auf die Oberfläche der Silikatteilchen eine Silikonemulsion aufbringt, enthaltend

(a) 40 bis 60 Gewichtsteile einer Silikonflüssigkeit mit R-SiO-Einheiten, RSiO₁ ^-Einheiten und R₃SiO₀ ,--Einheiten, wobei das Verhältnis der Organosiloxyeinheiten zu den Diorganosiloxyeinheiten von einschließlich 0,11 bis 1,4 variiert, das Verhältnis der Triorganosiloxyeinhexten zu den Diorganosiloxyexnhexten von einschließlich 0,02 bis etwa 1 variiert, die Flüssigkeit einen Silanolgehalt im Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-% und eine Viskosität im Bereich von 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25° C aufweist und R ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest ist;

(b) 0,5 bis 5 Gewichtsteile einer aliphatischen Cg on"^Kark°ⁿ~ säure;

(c) 0,1 bis 0,8 Gewichtsteile Ammoniak und

(d) 20 bis 150 Teile Wasser; und

(2) die Silikonemulsion härtet und das Wasser verdampft.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stufe (2) gemäß Anspruch 22 dadurch vervollständigt, daß man die Silikatteilchen auf mindestens 150° C vorwärmt.

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24. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet , daß man die Silikatteilchen aus der Klasse auswählt, die aus Perlit und Vermiculit besteht.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß man Oleinsäure als aliphatische Karbonsäure verwendet,

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß man den Rest R gemäß Anspruch 22 aus der Klasse auswählt, die aus C₁ o-Alkylresten, Vinylresten und Phenylresten besteht.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß man als Rest R gemäß Anspruch 22 einen Methylrest verwendet .

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Silikonemulsion 0,01 bis 0,5 Gewichtsteile einer Silikon-Antischaumzusammensetzung verwendet.

29. Silikonüberzogene Silikatteilchen, gekennzeichnet durch

(1) Silikatteilchen mit einem überzug aus

(2) der gehärteten Zusammensetzung,enthaltend die nachstehende Mischung von Bestandteilen:

(a) 40 bis 6 0 Gewichtsteile eines Diorganopolysiloxanpolymeren mit Silanolendgruppen und einer Viskosität im Bereich von 0,10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25°C, wobei der organische Rest ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest ist und

(b) 0,5 bis 5 Gewichtsteile einer aliphatischen Cg ~n-^Karkonsäure.

30. Verfahren zum überziehen von Silikatteilchen, um sie wasserbeständig zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß man

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(1) auf die Oberfläche der Silikatteilchen eine Silikonemulsion aufbringt, enthaltend

(a) 40 bis 60 Gewichtsteile eines Diorganopolysiloxanpolymeren mit Silanolendgruppen und einer Viskosität im Bereich von 0₇10 bis 100,00 g/cm.s (10 bis 10 000 centipoise) bei 25° C, wobei der organische Rest ein einwertiger Kohlenwasserstoff rest ist;

(b) 0,5 bis 5 Gewichtsteile einer aliphatischen C_g p-rKarbonsäure,

(c) 0,1 bis 0,8 Gewichtsteile Ammoniak und

(d) 20 bis 150 Teile Wasser; und

(2) die Silikonemulsion härtet und das Wasser verdampft.

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