JP2002226490A - n−プロピルエトキシシロキサンのオリゴマー混合物、その製法およびその使用 - Google Patents
n−プロピルエトキシシロキサンのオリゴマー混合物、その製法およびその使用Info
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Abstract
性を有する、通常の条件下でコンクリートならびに他の
無機建築資材を疎水化するための蒸発しても安全な生成
物を提供する。 【解決手段】 オリゴマー化度2〜6を有するn−プロ
ピルエトキシシロキサン80〜100質量%を含有する
n−プロピルエトキシシロキサンのオリゴマー混合物。
Description
シシロキサンの特殊な混合物、その製法およびその使用
に関する。
は例えば、吸湿性鉱物物質を疎水化する際に使用され
る。
アルコキシシランにエステル化され、それに続きアルキ
ルアルコキシシロキサンへの所定の加水分解および縮合
のための出発化合物として使用される相応するアルキル
クロロシランから出発する2工程方法による、鎖式およ
び/または環式C3〜C18−アルキルアルコキシシロ
キサンの製造を記載している。この場合、所定の加水分
解もしくは縮合のために、Si1モル当たり1モルを上
回る水を使用する。こうして得られるアルキルアルコキ
シシロキサンは通常、オリゴマー混合物として存在す
る。加水分解によりアルコールが分離されると、このア
ルキルアルコキシシロキサンは、アルキル−ならびにア
ルコキシ基の他にヒドロキシ基も有することがある。そ
うではない場合は、EP0814110A1に記載のシ
ロキサンは2〜20のオリゴマー化度を有する。即ちこ
れは1分子当たり2〜20個のSi単位を有し、粘度1
00mPa・sまでを有し、かつ殊には無機表面の疎水
化のために使用される。
めの薬剤は一般的に、支持体中への作用物質の劣悪な浸
透特性をもたらす。ことに、低いW/C比を有するコン
クリートのような高密度支持体の場合である。W/C比
は水とセメントとの比を表している。即ち、水の割合が
高い程、コンクリート中の、後の空孔割合が高くなる。
さらに、比較的高いオリゴマー化度を有する作用物質の
場合、支持体表面の変色が生じることがあり、この場合
にこのことは、支持体に高級オリゴマーが浸透しないこ
とに起因するか、または少なくとも、支持体表面の不所
望な光沢もしくは油状の外観を認めることができる。
キシシロキサン、殊にはイソブチルトリメトキシシラン
ベースの系の製法を教示しており、その際、所定の加水
分解のためにアルコキシシラン1モル当たり水0.1〜
0.6モルを使用する。この場合、高い割合のシランモ
ノマー、即ち出発化合物を含有するアルコール含有混合
物が生じ、それによってこの生成物は施与の際に、高い
割合の揮発モノマーを有し、さらに、低い引火点を有す
る。低い引火点を有する生成物には多くの国で、殊には
EU、日本、米国で厳しい輸送および労働安全規則が適
用される。
i−プロピル−もしくはi−およびn−ブチルトリメト
キシシランの加水分解を教示しており、その際、触媒、
例えばジブチルスズラウレートならびに溶剤、例えばテ
トラヒドロフランを使用する。
撥水性に整えるための、Si単位2〜9個を有する溶剤
不含のオルガノアルコキシシロキサンを開示しており、
その際、このはじく特性を改善するために、シロキサン
にフルオロ有機化合物を添加することができる。オルガ
ノアルコキシシロキサンのオルガノ基は特に、C1〜C
30−アルキル/シクロアルキル/アリールアルキル/
アルカリールまたはこれらの混合物であり、さらにオレ
フィン系の、もしくはヘテロ原子もしくはフルオロ原子
で置換されたオルガノ基が挙げられる。殊には、4〜8
個のC原子を含有し、かつ2〜4のオリゴマー化度を有
するアルキル基を有するオルガノアルコキシシロキサン
を挙げられ、その際、1,3−ジ−n−オクチル−1,
1,3,3−テトラエトキシ−および−メトキシジシロ
キサンが特に際立っている。適切に特殊なジシロキサン
を製造することは迂遠であり、かつ経費がかかる。
−およびジアミノアルキル官能性ポリシロキサノールの
他にメチル−、エチル−、i−プロピル−およびn−ブ
チル−、殊にオクチル官能性ポリシロキサノールが明ら
かである。それらの製造は相応するアルコキシシランの
所定の加水分解により行われ、その際、生成物はかなり
の割合の加水分解アルコールもしくは顕著な量の溶剤、
例えばトルエンまたはメチルイソブチルケトンを有す
る。
疎水化のために、溶剤不含のC3〜C8−アルキルアル
コキシシラン、即ちモノマーのアルキルアルコキシシラ
ンを使用することを教示している。
えばn−プロピルトリエトキシシラン(PTEO)、イ
ソブチルトリエトキシシラン(IBTEO)またはオク
チルトリエトキシシラン(OCTEO)は確かに比較的
良好な浸透特性を有するが、その固有の蒸気圧ゆえに希
釈されることがあり、これにより材料損失および環境負
荷をもたらす(VOC「揮発性有機化合物」という欠点
を伴う。
揮発性溶剤中に溶かしてC3〜C8−アルキルアルコキ
シシランを施与することも公知である。この場合にも、
顕著な蒸発損量が明白である。さらに、PTEO、IB
TEOならびに揮発性溶剤中の前記の溶液は低い引火点
を有する。
℃未満を有するエマルジョンをもたらし、従ってこれは
可燃性液体と分類され、相応して貯蔵、輸送および取り
扱いが迂遠である。
には高い分子量を有するアルコキシシラン、即ち多くの
炭素原子を有するアルキル鎖を有するアルキルアルコキ
シシラン、例えばオクチルトリエトキシシランを使用し
ていた。OCTEOは通常、オクテンをトリクロロシラ
ンを付して加水分解し、引き続き非常に迂遠な方法でエ
ステル化することにより製造される。この場合、高価な
製品となる。
ロシラン(PTS)が副生成物として生じる。しかし、
PTSおよびPTEOの需要は市場で入手可能な量を上
回っている。
題は、殊にはPTEOまたはIBTEOよりも高い引火
点および良好な施与もしくは作用特性を有する、通常の
条件下でコンクリートならびに他の無機建築資材を疎水
化するための蒸発しても安全な生成物を提供することで
ある。本発明の特別な関心事は、さらに十分な加水分解
安定性を有する、PTSまたはPTEOをベースとする
化合物を提供することであった。
り、請求項の記載に相応して解決される。
ンまたはn−プロピルトリクロロシランをエタノール溶
液で、かつ加水分解もしくは縮合触媒の存在下に、有利
には塩化水素(HCl)の存在下に、Si1モル当たり
水0.65〜0.85モルの添加下に、良好に混合しな
がら40〜120℃の範囲、有利には60〜100℃の
範囲、特に有利には70〜90℃、極めて有利には80
℃の範囲の温度で、所定に加水分解し、かつ縮合し、そ
の際、30分〜24時間の反応時間の後に、有利には3
〜6時間後に、特に有利には4時間後にアルコールを部
分的に、または完全に揮発性触媒と共に系から除去する
と、オリゴマー化度2〜6を有するn−プロピルエトキ
シシロキサン90〜100質量%がその中に存在するn
−プロピルエトキシシロキサンの特殊なオリゴマー混合
物が得られることが判明した。通常、こうして得られた
本発明の混合物はエタノール≦5質量%、有利には2質
量%未満を含有し、特に有利にはエタノール含有率は
0.001〜0.5質量%未満、即ち、検出限界までで
あり、その際、濃縮物の残りの成分が本発明のオリゴマ
ーである。
によるオリゴマー混合物は特に、その模範的な経済性に
おいて、その驚くほど簡単な製造性および安定性、有利
かつ匹敵する低い粘度において、良好な加水分解安定性
において、ならびに本発明の濃縮物で明らかに60℃を
上回る引火点において優れている。本発明のオリゴマー
混合物はさらに、無機支持体、殊にコンクリートおよび
多孔性無機ファサード資材を撥水性に整えるために優れ
て好適である。さらに、本発明の混合物は優れた適用特
性を有する。本発明のオリゴマー混合物を施与すると、
またはこのオリゴマー混合物が添加されている水性エマ
ルジョンを施与すると、コンクリートへの非常に良好な
浸透、したがって簡単かつ経済的に、優れた深部含浸を
達成することができる。本発明により処理された支持体
は通常、変色を示すことはない。さらに、本発明のオリ
ゴマー混合物は通常、蒸発しても安全であり、かつ非常
に貯蔵安定性があり、水中のエマルジョンの場合でも5
0%水性エマルジョンを数年の期間の後に使用すること
ができる。さらに本発明のオリゴマー混合物を有利に、
モノマーのオルガノ官能性シランおよび/またはシロキ
サンと一緒に使用することができる。
次の一般式:
ができ、その際、nはオリゴマー化度を示している。即
ち、オリゴマー化度は1分子当たりのSi単位の数を示
している。オリゴマー化度を測定するために、現在の研
究ではゲル浸透クロマトグラフィー(GPC法)および
29Si−NMR−法を使用する。ここで、明確に定義
されたオリゴマーに関して例えば100質量%を有する
オリゴマー混合物が記載されている場合、この記載は、
前記の方法での相応するオリゴマーの今日の検出限界
(約1%)に関する。
ために本出願では、いわゆるM−、D−およびT−構造
を用いる。このようなシロキサン構造の名称を命名する
ために、"Roempp Chemielexikon" 見出し語:シリコー
ンを参照することができる。
度2〜6、有利にはオリゴマー化度3〜6を有するn−
プロピルエトキシシロキサン80〜100質量%をオリ
ゴマー混合物が含有することを特徴とする、n−プロピ
ルエトキシシロキサンのオリゴマー混合物である。
するn−プロピルエトキシシロキサン90〜100質量
%を有する本発明のオリゴマー混合物が有利である。
するn−プロピルエトキシシロキサン少なくとも95質
量%を有する本発明のオリゴマー混合物が特に有利であ
る。
割合のn−プロピルエトキシシロキサンを含有し、その
際、各記載はそれぞれ、他の成分、即ち主にn−プロピ
ルエトキシシロキサンにより100質量%まで補完され
る:M2−構造を有し、n=2のオリゴマー化度を有す
るn−プロピルエトキシシロキサン0〜30質量%、特
に有利には5質量%未満、極めて有利には0.001〜
1質量%未満、M2D−および/またはD3−構造を有
するn−プロピルエトキシシロキサン10〜40質量
%、特に有利には15〜35質量%、この際、前記の構
造はそれぞれ、オリゴマー化度n=3を有するn−プロ
ピルエトキシシロキサンの分子量に相応している、M2
D2−および/またはM3T−および/またはD4−構
造を有するn−プロピルエトキシシロキサン30〜60
質量%、特に有利には35〜50質量%、極めて有利に
は35〜45質量%、この際、前記の構造はそれぞれ、
オリゴマー化度n=4を有するn−プロピルエトキシシ
ロキサンの分子量に相応している、M2D3−および/
またはM3DT−および/またはD5−構造を有するn
−プロピルエトキシシロキサン5〜30質量%、特に有
利に10〜25質量%、極めて有利に15〜24質量
%、この際、前記の構造はそれぞれ、オリゴマー化度n
=5を有するn−プロピルエトキシシロキサンの分子量
に相応している、M2D4−および/またはM3D2T
−および/またはM4T2−および/またはD6−構造
を有するn−プロピルエトキシシロキサン0.1〜25
質量%、特に有利に0.5〜20質量%、極めて有利に
5〜20質量%、この際、前記の構造はそれぞれ、オリ
ゴマー化度n=6を有するn−プロピルエトキシシロキ
サンの分子量に相応している。
シシロキサンのオリゴマー混合物は6よりも高いオリゴ
マー化度を有するn−プロピルエトキシシロキサン10
質量%未満、有利には0〜8質量%、特に有利に0.0
01〜5質量%未満を含有してよい。
n=7〜20のオリゴマー化度を有するn−プロピルエ
トキシシロキサン0〜5質量%未満を含有する。
20よりも高いオリゴマー化度を有するn−プロピルエ
トキシシロキサン0〜1質量%未満を含有する場合も、
好適である。
キサンのオリゴマー混合物は有利には、即ち検出可能な
範囲では専ら、n=2〜6のオリゴマー化度を有するよ
うなn−プロピルエトキシシロキサンを、特に有利には
n=3〜6を有するようなものを含有する。
のエタノールを全混合物に対して0〜5質量%未満の量
で、有利には遊離のエタノール0.001〜2質量%、
特に有利には1質量%未満の量で含有してよい。
には、粘度3〜20mPa・s、特に有利には3〜10
mPa・s、きわめて有利には4〜8mPa・sを、こ
とには粘度4〜7mPa・sを有する。粘度測定は一般
に、DIN53015により行う。
リエトキシシランまたはn−プロピルトリクロロシラン
をエタノール溶液で、かつ加水分解もしくは縮合触媒の
存在下に、有利には塩化水素の存在下に、Si1モル当
たり水0.65〜0.85モルの添加下に、40〜12
0℃の範囲の温度で、所定に加水分解し、縮合し、かつ
好適には5分〜24時間の反応時間の後に、アルコール
および場合により存在する揮発性触媒、例えば塩化水素
を反応系から除去することを特徴とする、n−プロピル
エトキシシロキサンのオリゴマー混合物の製法である。
除去を有利には、生成物を傷めないように減圧下に蒸留
により行う。
により生成物混合物として得られ、これは好適には濃縮
物として、溶解した形で、またはエマルジョンとして、
場合により他の作用物質と組み合わせて使用することが
できる。
り得られるn−プロピルエトキシシロキサンのオリゴマ
ー混合物である。
油(疎油化;Oleophobierung)、汚れをはじき、生物の
寄生(Biobefall)および/または腐食を抑制するよう
に、無機表面を整えるために本発明のn−プロピルエト
キシシロキサンのオリゴマー混合物を使用することでも
ある。好適には本発明のオリゴマー混合物を落書き防止
用途(Antigraffitianwendung)のために、または落書
き防止用途のための薬剤中で、殊にはフルオロ有機化合
物もしくはフッ素官能性シランまたはシロキサンと組み
合わせて使用することができる。
ロキサンのオリゴマー混合物は建築資材または建築物の
深部含浸のための使用に、殊には無機建築資材、例えば
コンクリート、石灰質砂岩、花崗岩、しっくい、大理
石、真珠岩、クリンカー・タイル、レンガ、多孔性タイ
ルおよびカッヘル、テラコッタ、天然石、多孔性コンク
リート、繊維入りセメント、コンクリートからなる完成
建築部材、無機上塗り材、セメント製の床、粘土製品、
さらに人造石、壁、ファサード、床ならびに建築物、例
えば橋、港湾施設、住宅用建物、工業用建物および公共
建物、例えばパーキングビル、駅舎または学校、さらに
完成部品、例えば枕木またはL石(L−Stein)に(多
少の例を挙げると)、好適である。
合物を、テキスタイル、皮革、セルロースおよびデンプ
ン製品を疎水化および表面変性するために、ガラス−お
よび鉱物繊維を被覆するために、結合剤として、または
結合剤のための添加剤として、充填剤の表面変性のため
に、分散液およびエマルジョンのレオロジー特性の改善
のために、付着助剤として、例えば無機支持体への有機
ポリマーの付着を改善するために、分離剤として、架橋
剤として、または塗料およびラッカー用の添加剤として
使用することができる。
ピルエトキシシロキサンのオリゴマー混合物を平滑な、
多孔性の、かつ/または粒状の支持体、例えば粉末、粉
塵、砂、繊維、無機または有機支持体の切片、例えば石
英、ケイ酸、熱分解法ケイ酸、酸化ケイ素含有鉱物、酸
化チタンおよび他の酸素含有チタン鉱物、酸化アルミニ
ウムおよび他の酸化アルミニウム含有鉱物、水酸化アル
ミニウム、例えば三水酸化アルミニウム、酸化マグネシ
ウムおよび酸化マグネシウム含有鉱物、水酸化マグネシ
ウム、例えば二水酸化マグネシウム、炭酸カルシウムお
よび炭酸カルシウム含有鉱物、ガラス繊維、鉱物綿繊
維、さらに特殊なセラミック粉末、例えば炭化ケイ素、
窒化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウ
ム、炭化タングステン、金属または金属粉末、ことに、
アルミニウム、マグネシウム、ケイ素、銅、鉄ならびに
金属合金、カーボンブラックを処理するために使用する
ことである。
縮した形で、希アルコール溶液として、または炭化水素
物質に溶解して使用する。殊にその場合、本発明のオリ
ゴマー混合物を0.1〜100質量%、有利には1〜4
0質量%、特に有利には20〜40質量%の濃度で使用
する。アルコールとして例えばメタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、n−プロパノール、n−、i−
およびt−ブタノール、有利にはエタノールを、炭化水
素物質として5〜20個のC原子を有する線状または分
枝鎖脂肪族または芳香族系、例えばペンタン、ヘキサ
ン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ト
ルエン、キシレン、パラフィンまたはホワイト油、有利
にはベンジンを使用することができる。
物を、アルキルシラン、例えばメチルトリメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキ
シシラン、プロピルトリエトキシラン、n−およびi−
ブチルトリメトキシシラン、n−およびi−ブチルトリ
エトキシシラン、n−およびi−ペンチルトリメトキシ
シラン、n−およびi−ペンチルトリエトキシシラン、
n−およびi−ヘキシルトリメトキシシラン、n−およ
びi−オクチルトリメトキシシラン、n−およびi−オ
クチルトリエトキシラン、ヘキサデシルトリメトキシシ
ラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、オクタデシル
トリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラ
ン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシ
ラン、n−およびi−ブチルメチルジメトキシシラン、
n−およびi−ブチルメチルジエトキシシラン、シクロ
ヘキシルメチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメ
トキシシラン、ジイソブチルジメトキシシランおよびイ
ソブチル−イソプロピルジメトキシシラン、ビニルシラ
ン、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシランおよびビニルトリス−(2−メトキシエトキ
シシラン)、アミノアルコキシシラン、例えば3−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルト
リエトキシシラン、N−(n−ブチル)−3−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルメチル
ジエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシ
シラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N
−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、N−アミノエチル−3−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、トリアミノ官能性プロピルトリメトキシシラ
ンおよび3−(4,5−ジヒドロイミダゾリル)プロピ
ル−トリエトキシシラン、グリシドエーテル−もしくは
グリシジルアルキル官能性アルコキシシラン、例えば3
−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランおよび
3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、フ
ルオロアルキル官能性アルコキシシラン、例えばトリデ
カフルオロオクチルトリエトキシシランおよびトリデカ
フルオロオクチルトリメトキシシラン、アクリル−また
はメタクリル官能性アルコキシシラン、例えばアクリル
オキシプロピルトリメトキシシラン、アクリルオキシプ
ロピルトリエトキシシラン、3−メタクリルオキシプロ
ピルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピ
ルトリエトキシシラン、3−メタクリルオキシ−2−メ
チル−プロピルトリメトキシシランおよび3−メタクリ
ルオキシ−2−メチル−プロピルトリエトキシシラン、
メルカプト官能性アルコキシシラン、例えばメチルカプ
トプロピルトリメトキシシランおよびメルカプトプロピ
ルトリエトキシシラン、スルファン−またはポリスルフ
ァン官能性アルコキシシラン、例えばビス−(トリエト
キシシリルプロピル)−テトラスルファン、ビス−(ト
リメトキシシリルプロピル)−テトラスルファン、ビス
−(トリエトキシシリルプロピル)−ジスルファン、ビ
ス−(トリメトキシシリルプロピル)−ジスルファン、
ビス−(トリエトキシシリルプロピル)−スルファン、
ビス−(トリメトキシシリルプロピル)−スルファン、
ビス−(トリエトキシシリルプロピル)−ペンタスルフ
ァンおよびビス−(トリメトキシシリルプロピル)−ペ
ンタスルファンからなる列からの少なくとも1種のオル
ガノアルコキシシランと(ここで、これらのオルガノシ
ロキサンは組成に対して0.5〜99.5%の濃度で存
在してよい)、かつ/またはビニル官能性シロキサン、
ビニル−アルキル−官能性シロキサン(共縮合物)、メ
タクリル−官能性シロキサン、アミノ−官能性シロキサ
ン、アミノアルキル−アルキル官能性シロキサン、アミ
ノアルキル−フルオロアルキル−官能性シロキサンまた
は相応する共縮合物ならびに縮合物からなる列からの少
なくとも1種のオルガノシロキサンと(これらは例え
ば、EP0590270A、EP0748357A、E
P0814110A、EP0879842A、EP08
46715A、EP0930342A、DE19818
923A、DE19834990A、DE198493
08A、DE19904132AならびにDE1990
8636Aに記載されている)、かつ/または少なくと
も1種のケイ酸エステル、例えばテトラメトキシシラ
ン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロピルシリ
ケート、テトラブチルグリコールシリケートならびにエ
チルポリシリケートと、かつ/または少なくとも1種の
オリゴマーのケイ酸エステル、例えばDYNASYLA
N(登録商標)40またはDE2744726Cならび
にDE2809871Cも参照を組成物中で一緒に使用
することでもある。
水分解−および/または縮合触媒の存在下に使用する。
これにより、ドリップ効果をさらに改善することができ
る。このような加水分解もしくは縮合触媒の例は、鉱
酸、例えば塩化水素、硫酸、硝酸、有機酸、例えばギ
酸、酢酸、チタン酸塩、例えばチタン酸テトラブチル、
チタン酸テトラプロピル、チタン酸テトラエチル、ジル
コン酸塩、例えばジルコン酸テトラブチル、ジルコン酸
テトラプロピル、ジルコン酸テトラエチル、有機スズ化
合物、例えばDBTL=ジブチルスズラウレートであ
る。これらの酸を例えば水性の、もしくは希釈された、
さらに濃縮した形で使用することができる。
のオリゴマー混合物はことに、良好な加水分解安定性に
おいて際立っているので有利に、高い引火点を有する安
定な水性エマルジョンを処方することができる。
0538555A1に記載されているような低粘度から
高粘度のペースト状の水性エマルジョン中の油相として
使用するために有利である。例えば、本発明のオリゴマ
ー混合物は、例えば乳化剤、緩衝剤、例えば炭酸ナトリ
ウム、増粘剤、殺生剤、ことには殺カビ剤、殺藻剤と一
緒に水性エマルジョン中で使用することができる。
ばDE1518551A、EP0587667A、EP
0716127A、EP0716128A、EP083
2911A、EP0846717A、EP084671
6A、EP0885895A、DE19823390A
ならびにDE19955047Aに記載されているよう
な少なくとも1種の水溶シラン共縮合物と、かつ/また
はUS5112393、US3354022またはWO
92/06101に記載されているような少なくとも1
種の、場合により水溶性のフルオロ有機化合物と、かつ
/または水乳化されたシリコーンワックスと一緒に使用
することもできる。
リゴマー混合物を含有する組成物または薬剤であり。即
ち本発明のオリゴマー混合物をそのまま、または組成物
または薬剤を製造する際の出発成分として使用する、目
的はさらに、本発明の薬剤または本発明の組成物を支持
体表面に塗布し、かつ場合により熱により、かつ/また
は光化学的に、例えばIR−またはUV照射により後処
理することにより、支持体を処理するための方法であ
る。
即ち本発明の組成物または薬剤を使用して得られる支持
体上の被覆または支持体の含浸である。
れた支持体、例えば本発明で処理されたコンクリート、
石灰質砂岩、クリンカー・タイル、レンガ、テラコッ
タ、人造石、天然石、多孔性コンクリート、繊維入りセ
メントおよび粘土物品でもある。
持体をベースとする物品も本発明の目的に数えることが
できる。例は、本発明により含浸されたコンクリート完
成品からなるもの、例えば、完成家屋、トンネル、橋お
よび容器である。
ように製造することができる。
エタノールを用いて完全にエステル化することによりn
−プロピルトリクロロシランから自体公知のようにプロ
ピルトリエトキシシランを製造することができる。引き
続き、エステルの部分加水分解を実施する。通常、好適
な触媒、例えばHClを添加しながら反応を行う。好適
には希釈溶液の状態で処理する。このために、エタノー
ルを過剰に使用することができる。加水分解のために有
利には、n−プロピルトリエトキシシラン1モル当たり
水0.65〜0.85モルを所定に使用する。加水分解
を有利には高温、通常は40〜120℃で行い、かつ一
般には、全ての水が反応するように処理する。生じる加
水分解アルコールは好適には揮発性触媒と一緒に、反応
混合物から蒸留により除去することができる。このため
に通常、比較的高い温度、通常は40〜180℃で、真
空下に、通常は<10mバール(絶対)で処理する。蒸
留による後処理を完遂するために、共留剤として不活性
ガス流を使用することができ、有利にはこのために乾燥
窒素を使用する。無色中性の塔底生成物は更なる後処理
を必要とせずにそのまま、建造物保護剤として、または
水性エマルジョン系のための油相として使用することが
できるか、または前記の他の用途のために使用すること
ができる。
の合成は、n−プロピルトリクロロシラン、水およびエ
タノールから直接行うこともできる。加水分解のために
さらに、使用するn−プロピルトリクロロシラン1モル
当たり水0.65〜0.85モルを使用する。有利に
は、水をエタノールと混合し、これにn−プロピルトリ
クロロシランを添加して、反応させるが、その際、エタ
ノールを反応の化学量論に対して有利には過剰に使用す
る。好適にはこの場合、反応室からHClを除去する。
反応を有利には高めた温度で実施する(前記参照)。残
りのHClは、さらにエタノールを添加し、かつ真空下
に高めた温度で留去することにより除去することができ
る。もしくは中和のために、即ち反応および反応混合物
からのHClの除去のために、塩基、例えばナトリウム
エチラートまたはアンモニアを使用することができる。
通常、相応する塩、塩化ナトリウムもしくは塩化アンモ
ニウムが生じ、これは沈殿により反応混合物から除去す
ることができる。
され、これは例えば次の物理化学的特性および次のオリ
ゴマー分布を有する: 引火点: 118℃ 沸点: 268℃ 粘度: 4.5mPa・s 含水率: ≦0.05% 遊離エタノール: ≦0.1%。
ジョンの引火点特性を表している。
ルトリエトキシシラン(水中にPTEO50質量%)、
モノマーのi−ブチルトリエトキシシラン(水中にIB
TEO50質量%)、モノマーのn−オクチルトリエト
キシシラン(水中にWS405 OCTEO50質量
%)および実験生成物9892(水中にn−プロピルエ
トキシシロキサン50質量%;実施例1参照)の引火点
が記載されている。引火点が55℃未満である生成物は
ドイツ化学物質法により表示が義務付けられている。比
較的高い温度(40℃)での貯蔵期間が長くなるにつれ
て、引火点が遊離の加水分解アルコールにより低下する
ことを、このグラフは示している。本発明の生成物VP
S9892およびOCTEOベースのWS405は実質
的に同じ引火点特性を示すが、PTEO−縮合物をベー
スとする本発明の生成物はかなり価格的に有利である。
加えて、PTEOおよびIBTEOからなるエマルジョ
ンは安定でなく、わずか1日後に、著しい枠張り(Aufr
ahmen)が生じる。このようなエマルジョンは建造物保
護の用途には使用することができない。引火点測定はこ
の場合それぞれ、激しい均質化の後に実施する。
る。
当たり水0.8モル)からのオリゴマーのn−プロピル
シロキサン混合物:生成物名称VPS9892の製造 2l−二重ジャケット攪拌装置中にn−プロピルトリエ
トキシシラン(PTEO)を予め装入し、かつ約80℃
に加熱する。この温度で滴下漏斗を用いてエタノール、
水および塩酸からなる混合物を滴加する。引き続き、反
応混合物全てを4時間、還流下に沸騰させる。この後、
使用したエタノールおよび加水分解で生じたエタノール
を先ず周囲圧力で、引き続き真空下に留去する。底部に
残留する液体がVPS9892である。
81g。
i1モル当たり水0.6モルで加水分解) 4l−二重ジャケット攪拌装置中にn−プロピルトリエ
トキシシラン(PTEO)を予め装入し、かつ約80℃
に加熱する。この温度で滴下漏斗を用いてエタノール、
水および塩酸からなる混合物を滴加する。引き続き反応
混合物全てを4時間、還流下に沸騰させる。この後、使
用したエタノールおよび加水分解で遊離されたエタノー
ルを先ず周囲圧力で、引き続き真空下に留去する。底部
に残留する液体が所望のプロピルシロキサンである。
30.9g。
ラフィー。GPCを用いて混合物を異なる分子サイズに
分離することができる。標準と比較することにより、個
々の分子量を決定することができる。) モノマー 5% M2 63% M2D、D3 27% M2D2、M3T、D4 3% M2D3、M3DT、D5および高級オリゴマー 2
% 粘度 2.8mPa・s(DIN53015) 引火点 97℃(EN22719) 比較例A オリゴマーのプロピルシロキサン混合物の製造(Si1
モル当たり水1.6モルを用いて加水分解) 4l−二重ジャケット攪拌装置中にn−プロピルトリエ
トキシシラン(PTEO)を予め装入し、かつ約80℃
に加熱する。この温度で滴下漏斗を用いて、エタノー
ル、水および塩酸からなる混合物を滴加する。引き続
き、反応混合物全体を4時間、還流下に沸騰させる。そ
の後、使用したエタノールおよび加水分解で遊離された
エタノールを先ず周囲圧力で、引き続き真空下に留去す
る。底部に残留する液体が所望のプロピルシロキサンで
ある。
い含水率が判明し、これにより、有効な水使用量が、使
用されるSi1モル当たり水約1.33モルの値まで低
下しうる。
22g GPCによる組成: M2 0% M2D、D3: 0% M2D2、M3T、D4: 8% M2D3、M3DT、D5: 8% M2D4、M2D2T、M4T2、D6: 14% 高級オリゴマー 70% 粘度: 165mPa・s(DIN53015) 引火点: 136℃(EN22719) 例4 石灰質砂岩へのVPS9892の浸透特性 石灰質砂岩試験片(許諾された市販の石灰質砂岩、寸法
5×5×5cm、空気循環キャビネット中60℃で質量
が一定になるまで乾燥させ、続いて実験室中、室温で約
3時間冷却)を5秒間、VPS9892中に2回浸漬さ
せる。各含浸工程の間に30秒、試験片のしずくをき
る。第2の含浸の後に、過剰な含浸剤を吸収性の布でた
たきとる。引き続き、試験片を実験室で、約1週間室温
で反応させる。この後、試験片をハンマーまたはのみで
半分に割る。新らしい破断面を水性染料溶液(アゾルビ
ンS)で処理する。親水性の部分は赤く着色されるが、
水性インクでは湿らないので疎水性の部分は無色のまま
である。着色されなかった部分は浸透部分の深さを示し
ている。これを、適当な基準を用いて様々な部分で測定
し、平均値を出す。VPS9892で処理された試験片
では、平均された浸透深さは5mmであり、従って永続
的な疎水化に十分である。1mm未満の浸透深さは、不
十分な疎水効果を示している。VPSを含浸された試験
片は視覚的に確認できる表面変化を示さない。反応の後
に(実験室で1週間)、表面に粘着性はない。VPS9
892は従って、多孔性無機建築資材の疎水性含浸のた
めに優れて好適である。
サン混合物の浸透特性石灰質砂岩試験片(許諾された市
販の石灰質砂岩、寸法5×5×5cm、空気循環キャビ
ネット中60℃で質量が一定になるまで乾燥させ、続い
て実験室中、室温で約3時間冷却)を5秒間、例EP0
814110Aに記載のオクチルシロキサン中に2回浸
漬させる。各含浸工程の間に30秒、試験片のしずくを
きる。第2の含浸の後に、過剰な含浸剤を吸収性の布で
たたきとる。引き続き、試験片を実験室で、約1週間室
温で反応させる。この後、試験片をハンマーまたはのみ
で半分に割る。新らしい破断面を水性染料溶液(アゾル
ビンS)で処理する。親水性の部分は赤く着色される
が、水性インクでは湿らないので疎水性の部分は無色の
ままである。着色されなかった部分が浸透深さを示して
いる。これを、好適な尺度を用いて様々な部分で測定
し、かつ平均値を出す。例EP0814110Aに記載
のオクチルシロキサンで処理された試験片の場合、平均
の浸透深さは<1mmであり、従って永続的な疎水化に
は不十分である。1mm未満の浸透深さは不十分な疎水
効果を示している。例EP0814110Aに記載のオ
クチルシロキサンを含浸された試験片は僅かだが、明ら
かに認めうる表面暗色化を示す。このことは疎水性含浸
の場合には望ましくない。反応(実験室で1週間)の後
に表面に粘着性はない。このような生成物は非常に限定
的に、多孔性無機建築資材の疎水性含浸に好適である。
合物(Si1モル当たり水1.6モルを用いて加水分
解)の浸透特性 石灰質砂岩試験片(許諾された市販の石灰質砂岩、寸法
5×5×5cm、空気循環キャビネット中60℃で質量
が一定になるまで乾燥させ、引き続き実験室中で、室温
で約3時間冷却)を5秒間、Si1モル当たり水1.6
モルで加水分解されたオリゴマーのプロピルシロキサン
中に2回浸漬させる。各含浸工程の間に30秒、試験片
のしずくをきる。第2の含浸の後に、過剰な含浸剤を吸
収性の布でたたきとる。この後、試験片をハンマーまた
はのみで半分に割る。新らしい破断面を水性染料溶液
(アゾルビンS)で処理する。親水性の部分は赤く着色
されるが、水性インクでは湿らないので疎水性の部分は
無色のままである。着色されなかった部分が浸透深さを
示している。これを、好適な尺度を用いて様々な部分で
測定し、かつ平均値を出す。Si1モル当たり水1.6
モルで加水分解されたオリゴマーのプロピルシロキサン
で処理された試験片の場合、平均の浸透深さは<1mm
であり、従って永続的な疎水化には不十分である。1m
m未満の浸透深さは不十分な疎水効果を示している。
されたオリゴマーのプロピルシロキサンで含浸された試
験片は明らかに認めうる表面暗色化を示す。このこと
は、疎水性含浸では望ましくない。反応(実験室中1週
間)の後に、表面に粘着性はない。このような生成物は
多孔性無機建築資材の疎水性含浸には不適当である。
火点を示すグラフ。
Claims (30)
- 【請求項1】 n−プロピルエトキシシロキサンのオリ
ゴマー混合物において、オリゴマー化度2〜6を有する
n−プロピルエトキシシロキサン80〜100質量%を
該オリゴマー混合物が含有することを特徴とする、オリ
ゴマー混合物。 - 【請求項2】 オリゴマー混合物中に含有されるn−プ
ロピルエトキシシロキサン90〜100質量%がオリゴ
マー化度3〜6を有する、請求項1に記載のオリゴマー
混合物。 - 【請求項3】 オリゴマー化度2〜6を有するn−プロ
ピルエトキシシロキサン少なくとも95質量%をオリゴ
マー混合物が含有する、請求項1に記載のオリゴマー混
合物。 - 【請求項4】 オリゴマー化度3〜6を有するn−プロ
ピルエトキシシロキサン少なくとも95質量%をオリゴ
マー混合物が含有する、請求項1から3までのいずれか
1項に記載のオリゴマー混合物。 - 【請求項5】 オリゴマー化度n=2を有するn−プロ
ピルエトキシシロキサン0〜30質量%をオリゴマー混
合物が含有する、請求項1から4までのいずれか1項に
記載のオリゴマー混合物。 - 【請求項6】 M2D−および/またはD3構造を有す
るn−プロピルエトキシシロキサン10〜40質量%を
オリゴマー混合物が含有する、請求項1から5までのい
ずれか1項に記載のオリゴマー混合物。 - 【請求項7】 M2D2−および/またはM3T−およ
び/またはD4−構造を有するn−プロピルエトキシシ
ロキサン30〜60質量%をオリゴマー混合物が含有す
る、請求項1から6までのいずれか1項に記載のオリゴ
マー混合物。 - 【請求項8】 M2D3−および/またはM3DT−お
よび/またはD5−構造を有するn−プロピルエトキシ
シロキサン5〜30質量%をオリゴマー混合物が含有す
る、請求項1から7までのいずれか1項に記載のオリゴ
マー混合物。 - 【請求項9】 M2D4−および/またはM3D2T−
および/またはM4T2−および/またはD6−構造を
有するn−プロピルエトキシシロキサン0.1〜25質
量%をオリゴマー混合物が含有する、請求項1から8ま
でのいずれか1項に記載のオリゴマー混合物。 - 【請求項10】 n=6よりも高いオリゴマー化度を有
するn−プロピルエトキシシロキサン10質量%未満を
オリゴマー混合物が含有する、請求項1から9までのい
ずれか1項に記載のオリゴマー混合物。 - 【請求項11】 n=7〜20のオリゴマー化度を有す
るn−プロピルエトキシシロキサン5質量%未満をオリ
ゴマー混合物が含有する、請求項10に記載のオリゴマ
ー混合物。 - 【請求項12】 n=20よりも高いオリゴマー化度を
有するn−プロピルエトキシシロキサン1質量%未満を
オリゴマー混合物が含有する、請求項10に記載のオリ
ゴマー混合物。 - 【請求項13】 オリゴマー混合物が遊離エタノール≦
5質量%を含有する、請求項1から12までのいずれか
1項に記載のオリゴマー混合物。 - 【請求項14】 オリゴマー混合物が粘度3〜20mP
a・sを有する、請求項1から13までのいずれか1項
に記載のオリゴマー混合物。 - 【請求項15】 請求項1から14までのいずれか1項
に記載の、n−プロピルエトキシシロキサンのオリゴマ
ー混合物の製法において、n−プロピルトリエトキシシ
ランまたはn−プロピルトリクロロシランをエタノール
溶液で、加水分解もしくは縮合触媒の存在下に、Si1
モル当たり水0.65〜0.85モルの添加下に、40
〜120℃の範囲の温度で加水分解し、縮合させ、かつ
反応系からアルコールならびに塩化水素を除去すること
を特徴とする、オリゴマー混合物の製法。 - 【請求項16】 請求項15の記載により得られる、請
求項1から14までのいずれか1項に記載のn−プロピ
ルエトキシシロキサンのオリゴマー混合物。 - 【請求項17】 水、油、汚れを弾き、生物の寄生およ
び/または腐食を抑制するように無機表面を整えるため
の、請求項1から16までのいずれか1項に記載のオリ
ゴマー混合物の使用。 - 【請求項18】 建築資材または建築物に含浸させるた
めの、請求項17に記載の使用。 - 【請求項19】 平滑な、多孔性の、かつ/または粒状
支持体を処理するための、請求項1から18までのいず
れか1項に記載のオリゴマー混合物の使用。 - 【請求項20】 無機表面を処理するための、水、油、
汚れもしくは塗料を弾くか、または腐食を防ぐか、また
は粘着をもたらすように金属、セラミック、建築資材お
よび建築物、例えば鉄、スチール、レンガ、石材、天然
石、コンクリート、石灰質砂岩、大理石、敷石、人造
石、板ガラス、中空ガラス、複合ガラス、橋、屋根、フ
ァサードを整えるための、テキスタイル、皮革、セルロ
ースおよびデンプン製品を疎水化および表面変性するた
めの、ガラス−および鉱物繊維を被覆するための、結合
剤としての、または結合剤のための添加剤としての、充
填剤の表面変性のための、分散液およびエマルジョンの
レオロジー特性の改善のための、付着助剤としての、無
機支持体への有機ポリマーの付着を改善するための、分
離剤としての、架橋剤としての、または塗料およびラッ
カー用の添加剤としての、請求項1から19までのいず
れか1項に記載のオリゴマー混合物の使用。 - 【請求項21】 濃縮した形で、希アルコール溶液とし
て、または炭化水素中の溶液としてオリゴマー混合物を
使用する、請求項1から20までのいずれか1項に記載
のオリゴマー混合物の使用。 - 【請求項22】 オリゴマー混合物を(i)アルキル
−、ビニル−、アミノオルガノアルコキシシラン、グリ
シドエーテル−もしくはグリシジルオキシアルキル官能
性アルコキシシラン、フルオロオルガノ官能性アルコキ
シシラン、アクリル−またはメタクリル官能性アルコキ
シシラン、メルカプト官能性アルコキシシラン、スルフ
ァン−またはポリスルファン官能性アルコキシシランの
列からの少なくとも1種のオルガノアルコキシシランお
よび/または(ii)ビニル官能性シロキサン、グリシ
ジルオキシアルキル官能性シロキサン、アルキル官能性
シロキサン、メタクリル官能性シロキサン、フルオロア
ルキル−もしくはフルオロオルガノ官能性シロキサンな
らびに相当する共縮合物の列からの少なくとも1種のオ
ルガノシロキサンおよび/または(iii)少なくとも
1種のケイ酸エステルおよび/または(iv)少なくと
も1種のオリゴマーのケイ酸エステルと一緒に組成物で
使用する、請求項1から21までのいずれか1項に記載
のオリゴマー混合物の使用。 - 【請求項23】 加水分解触媒および/または縮合触媒
の存在下での、請求項1から22までのいずれか1項に
記載のオリゴマー混合物の使用。 - 【請求項24】 オリゴマー混合物を水性エマルジョン
中の油相として使用する、請求項1から23までのいず
れか1項に記載のオリゴマー混合物の使用。 - 【請求項25】 オリゴマー混合物を少なくとも1種の
水溶シラン共縮合物および/または少なくとも1種の水
溶性フルオロ有機化合物および/または少なくとも1種
の水乳化シリコンワックスと一緒に使用する、請求項1
から24までのいずれか1項に記載のオリゴマー混合物
の使用。 - 【請求項26】 請求項1から16までのいずれか1項
に記載のオリゴマー混合物を含有し、かつ請求項17か
ら25までのいずれか1項に記載のように使用される、
組成物または薬剤。 - 【請求項27】 支持体の処理法において、請求項26
に記載の薬剤または組成物を支持体表面に施与し、かつ
場合により熱により、かつ/または光化学的に後処理す
ることを特徴とする、支持体の処理法。 - 【請求項28】 請求項27の記載により得られる、支
持体上の層または支持体の含浸。 - 【請求項29】 請求項27の記載により得られる、表
面処理された支持体。 - 【請求項30】 請求項28または29に記載の表面処
理された支持体をベースとする、物品。
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