KR100915216B1 - Production method of methylsiliconate monomer usable water-soluble water cutoff silicone from wasted chlorosilane - Google Patents

Production method of methylsiliconate monomer usable water-soluble water cutoff silicone from wasted chlorosilane Download PDF

Info

Publication number
KR100915216B1
KR100915216B1 KR1020090003195A KR20090003195A KR100915216B1 KR 100915216 B1 KR100915216 B1 KR 100915216B1 KR 1020090003195 A KR1020090003195 A KR 1020090003195A KR 20090003195 A KR20090003195 A KR 20090003195A KR 100915216 B1 KR100915216 B1 KR 100915216B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silane
methylsiliconate
water
monomer
waste
Prior art date
Application number
KR1020090003195A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김광식
이관호
Original Assignee
(주)실란텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)실란텍 filed Critical (주)실란텍
Priority to KR1020090003195A priority Critical patent/KR100915216B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100915216B1 publication Critical patent/KR100915216B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0834Compounds having one or more O-Si linkage
    • C07F7/0836Compounds with one or more Si-OH or Si-O-metal linkage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/18Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20Waste processing or separation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

A method for manufacturing a methylsiliconate monomer which is able to use as aqueous water repellent from waste silane chloride is provided to produce aqueous silicon water repellent which is widely used in industry using waste by-product of silane. A method for manufacturing a methylsiliconate monomer which is able to use as an aqueous silicon water repellent from waste silane chloride comprises: a step of adding KOH or NaOH in waste silane chloride containing MTCS (methyltrichloro silane) to hydrolyse mixture in alkaline pH; a step of separating aqueous solution in the mixture to isolated methylsiliconate monomer of the structural formula 1 or 2; and a step of adding an active carbon, filtering and concentrating the methylsiliconate monomer. The waste silane chloride mixture comprises TMCS, DMDCS(dimethyldichloro Silane), alkan of 4-9 carbon atoms, trisiloxane, hydrosilane or cyclic compound.

Description

폐 염화실란으로부터 수성 실리콘 발수제로 이용가능한 메틸실리콘네이트 단량체의 제조방법{Production Method of Methylsiliconate Monomer Usable Water-Soluble Water Cutoff Silicone from Wasted ChloroSilane}Production Method of Methylsiliconate Monomer Usable Water-Soluble Water Cutoff Silicone from Wasted ChloroSilane

본 발명은 폐 염화실란으로부터 수성 실리콘 발수제로 이용가능한 메틸실리콘네이트 단량체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the preparation of methylsiliconate monomers usable from waste silanes as aqueous silicone water repellents.

발수제는 오늘날 건축재료로서 중요한 부분을 차지하고 있는 콘크리트, 벽돌, 타일 등의 외부를 물로부터 보호하는 중요한 역할을 한다. 콘크리트, 벽돌, 타이들은 미세한 구멍들을 많이 가지고 있기 때문에 쉽게 수분이 흡수되는 단점을 가지고 있다. 벽면에 흡수된 수분은 단열효과를 저하시키고, 팽창, 수축 등으로 인하여 벽면을 갈라지게 하거나 타일과 같은 외장재를 벽면으로부터 떨어뜨릴 뿐 아니라 얼룩을 만들어 외관을 해치고, 내부의 철분을 건축물의 수명을 단축시키기도 한다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 여러가지 방법이 이용되고 있는데, 그 중 하나가 벽면을 발수제로 처리하는 것이다.Water repellents play an important role in protecting the exterior of concrete, bricks and tiles, which are an important part of today's building materials. Concrete, bricks, and ties have the disadvantage of easily absorbing moisture because they have many fine holes. Moisture absorbed on the wall lowers the thermal insulation effect, and not only cracks the wall surface due to expansion and contraction, but also drops the exterior materials such as tiles from the wall, creates stains and damages the exterior, and shortens the life of the building. Sometimes. Therefore, various methods are used to solve this problem, one of which is to treat the wall surface with a water repellent.

일반적으로 발수제는 기본 재료의 내부 구조에 변화를 시키지 않고, 표면에 소수성 피막을 형성시켜 물의 투과를 방지하는 물질이라고 정의되고 있으며 소수성 물질을 유기 용제에 용해시킨 유기용제형 또는 유화제를 이용해서 물에 분산시키는 유화제형이 많이 쓰이며, 저분자의 완전수성으로 된 것이 공기중에서 탄산가스와 반응한 후 고분자 물질로 변화되는 수성 발수제의 3가지 형태의 발수제가 널리 사용되고 있다.Generally, a water repellent is defined as a substance that does not change the internal structure of the base material and forms a hydrophobic film on the surface to prevent permeation of water, and an organic solvent type or an emulsifier in which a hydrophobic substance is dissolved in an organic solvent is applied to water. The emulsifier type to disperse is widely used, and three types of water repellents, which are water repellents that are converted into high molecular materials after reacting with carbon dioxide gas in the air which is made of low molecular perfect water, are widely used.

이중 유기용제형은 화재의 위험과 유기용제가 휘발되어 대기를 오염시키는 문제가 있으며, 유화제형은 유화제 자체가 상존되어 있어 공기중의 수분이 유화제에 의해 발수제에 용해될 수 있어 발수력이 약화되는 문제가 있으며, 완전수용성은 발수력을 갖기 위해서는 통상 2일 내지 14일의 상당한 기간이 필요하다는 문제가 있으나 환경적인 측면이나 우수한 발수력과 경제성 등이 유리하여 선진국에서는 널리 사용되고 있으나, 아직 우리나라에는 잘 알려져 있지 않은 발수제이다.The organic solvent type has the problem of fire and polluting the air due to the volatilization of the organic solvent, and the emulsifier type has the presence of emulsifier itself, so that water in the air can be dissolved in the water repellent agent by the emulsifier. There is a problem, and full water solubility requires a considerable period of 2 to 14 days in order to have water repellency, but it is widely used in developed countries due to its environmental aspects, excellent water repellency and economic efficiency, but is still well used in Korea. It is not known water repellent.

실리콘 발수제는 건축물의 표면에 도장되어 물의 흡수를 줄임으로써 건축물의 수명을 연장시키는 용도로 사용되어지고 있다. 이러한 높은 효과는 실리콘 자체의 특성적인 물성으로부터 연유하는데, 물에 비교했을 때 매우 낮은 표면장력을 갖기 때문에 좋은 퍼짐성을 갖게 되고, 이러한 퍼짐성을 건축물의 미세한 기공의 표면에 적용하는 것이다. 즉, 실리콘 침투제는 건축물 외벽에 수분의 증가에 대해 화학적으로 막아줄 뿐만 아니라 소수성을 부여하는 용도로도 사용되므로, 상기한 분야에서 사용되는 실리콘 침투제의 침투능력은 매우 중요한 물성이라고 할 수 있 다.Silicone water repellent is applied to the surface of the building to reduce the absorption of water is used to extend the life of the building. This high effect is derived from the characteristic properties of silicon itself, which has a very low surface tension compared to water, and thus has a good spreadability, and applies this spreading to the surface of the fine pores of a building. In other words, since the silicon penetrant not only chemically prevents the increase of moisture on the exterior wall of the building, but also is used to impart hydrophobicity, the penetrating ability of the silicon penetrant used in the above-mentioned field is very important.

또한, 실리콘은 오랫동안 침투성 표면 발수제의 원료로써 사용되어져 왔는데, 지금까지 알려진 용제형 발수제로는 실란형, 폴리실록산형, 실란과 실록산 혼합형 등이 있으며 이것들은 각각의 특성에 따라 적용되는 분야가 다르다. 일반적으로 사용되는 용제형 실란 발수제는 분자의 크기가 작아서 콘크리트 등의 건축물 표면에 도장되어 우수한 침투성과 동시에 양호한 발수성을 나타낸다. 또한, 용제형 폴리실록산 발수제는 상대적으로 분자량이 커서 침투성은 다소 낮지만 도장 표면 발수력이 상대적으로 높아 소부표면의 수분침투를 효율적으로 막을 수 있어서 건축물을 보호하여 그 수명을 연장시킨다. 그러나, 상기 용제형 실란 발수제는 높은 휘발성으로 인해 도장시 손실이 많으며, 가수분해에서 생성되는 알코올의 양이 많으므로 도장 환경이 좋지 않아지는 문제점이 있고, 용제형 폴리실록산 발수제는 휘발성이 낮아서 도장 손실을 줄일 수 있지만 반면에 침투성이 낮으므로 건물벽면 등에 도장 후 표면 손상에 의한 발수제의 손실이 생길 경우에는 그 발수성이 현저히 떨어지게 되어 콘크리트 내부가 수분에 의한 수명 저하를 초래하게 되는 문제점이 있다.In addition, silicone has been used as a raw material of the permeable surface water repellent for a long time, so far known solvent-type water repellents are silane type, polysiloxane type, silane and siloxane mixed type, and these are applied in different fields according to their characteristics. Generally used solvent-type silane water repellents are small in size of the molecule is coated on the surface of the building, such as concrete exhibits excellent permeability and good water repellency. In addition, the solvent-type polysiloxane water repellent has a relatively high molecular weight and a relatively low permeability, but the high water repellency of the painted surface can effectively prevent the water permeation of the baking surface, thereby protecting the building and extending its life. However, the solvent-type silane water-repellent is a loss in the coating due to the high volatility, the amount of alcohol generated in the hydrolysis has a problem that the coating environment is not good, the solvent-type polysiloxane water-repellent is a low volatility, the coating loss On the other hand, since the permeability is low, if the loss of the water repellent due to the surface damage after coating on the building wall, etc., the water repellency is remarkably degraded, causing the concrete interior to decrease the lifespan due to moisture.

종래의 실리콘 발수제는 알콕시 실란을 이용하는 것인데, 출원번호 제 10-2003-0011484호는 상기 알콕시 실란의 한 종류인 이소부틸트리알콕시실란을 제조하는 방법에 관한 것이고, 출원번호 제10-2003-0011484호는 장기간동안 안정한 에멀션 상태를 유지하며 콘크리트와 같은 다공성 무기 건축재료에 물이 흡수되는 것을 방지하는 침윤 방지제로 유용한 알킬알콕시실란의 수성 에멀션에 관한 것이며, 출 원번호 제10-2003-0013404호는 알콕시 실란의 공가수분해에 의한 발수성 알콕시 실록산 올리고머의 제조방법에 관한 것으로서, 알콕시 실란 모노머를 물과 산성 촉매를 사용하여 가수분해성이 있는 알콕시기의 일부를 가수분해와 축합에 의해 콘크리트 건축물 외벽에 도장되는 용제형 침투성 실리콘 발수제 원료로서 사용되는 것이다. 그러나, 상기 방법들은 실록산(siloxane)을 제조하기 위하여 알콕시 실란 모노머를 이용하여 알콕시 실록산 올리고머를 제조하는 것들로 우회적인 방법들이다.Conventional silicone water repellent is to use an alkoxy silane, Application No. 10-2003-0011484 relates to a method for producing isobutyltrialkoxysilane which is one kind of the alkoxy silane, Application No. 10-2003-0011484 Relates to aqueous emulsions of alkylalkoxysilanes which are useful as infiltration inhibitors to maintain stable emulsions for long periods of time and to prevent water from being absorbed by porous inorganic building materials such as concrete. Application No. 10-2003-0013404 discloses alkoxy. A method for producing a water-repellent alkoxy siloxane oligomer by cohydrolysis of silane, wherein a portion of a hydrolyzable alkoxy group is coated on the exterior wall of a concrete building by hydrolysis and condensation of the alkoxy silane monomer using water and an acid catalyst. It is used as a solvent-type permeable silicone water repellent raw material. However, these methods are bypasses to those for preparing alkoxy siloxane oligomers using alkoxy silane monomers to produce siloxanes.

본 발명자들은 이미 폐기실리콘 화합물로부터 실리콘 오일을 제조하는 특허를 출원한 바 있는데(출원번호 10-2008-0032138), 세계적인 실리콘 메이저 회사(Dow corning, MPM, Walker, KCC, Shinetsu, Rhodia 등)들이 실리콘화합물의 기초 원료인 실란화합물을 합성한 후 정제하는 과정에서 생성되는 여러 형태의 실란 폐기부산물이 발생하고 있다. 현재 정품 실리콘 오일을 생산하는 Dow Corning, Momentive(구GE/Bayer), Wacker Silicone사 등에서는 실리콘 금속 분말과 염화메틸을 250-300℃의 컬럼 반응기 내에서 기상반응 함으로 생성되는 조 실란(silane mixture)중 실리콘 고무(HTV, LSR, RTV-2) 및 실란트(RTV-1)에 필요한 dimethyldichlorosilane(M2), 및 trimethylchlorosilane(M3)는 분별증류하여 오일 및 포리머를 만드는데 사용하고 methyltrichlorosilane(M1)은 실란트 경화제인 crosslinker를 제조하는데 이용하며, 나머지 증류 잔재물(폐실란 가수물)은 지방족 탄화수소와 분별증류 되지 못한 M1+M2+M3 공비물(azeotropic mixture)과 disilane과 고비점인 trisilane의 복합 조성물로서 더 이상 활용 가치가 없어 이를 소각하 거나 생석회와 혼합 고화시켜 지하에 매립해 오고 있다.The present inventors have already applied for a patent for producing silicone oil from waste silicon compounds (Application No. 10-2008-0032138), and the world's leading silicon major companies (Dow corning, MPM, Walker, KCC, Shinetsu, Rhodia, etc.) Various types of silane waste by-products generated during the synthesis and purification of the silane compound, which is the basic raw material of the compound, are generated. Dow Corning, Momentive (formerly GE / Bayer) and Wacker Silicone Co., Ltd., currently producing genuine silicone oils, contain a mixture of silicon metal powder and methyl chloride by vapor phase reaction in a 250-300 ° C column reactor. Dimethyldichlorosilane (M2) and trimethylchlorosilane (M3) required for heavy silicone rubber (HTV, LSR, RTV-2) and sealant (RTV-1) are fractionally distilled to make oils and polymers, and methyltrichlorosilane (M1) is a sealant curing agent. The remaining distillation residue (waste silane hydrolyzate) is used as a crosslinker and is no longer useful as a composite composition of aliphatic hydrocarbons and undistilled M1 + M2 + M3 azeotropic mixture and disilane and high boiling point trisilane. It has not been incinerated or solidified with quicklime and has been buried underground.

이러한 폐실란 가수물을 MS oil(methyl siloxane oil) 또는 폐 hydrolysate라고 부르며 정품 실리콘 오일 생산시 생산 capacity의 약 2-4%를 배출한다. 따라서 세계 실리콘 메이저 회사들이 배출하는 폐실란 가수물은 년간 수 만톤에 달한다. 이는 지구 환경을 오염시킬뿐 아니라 소각할 때 발생하는 나노입자인 SiO2 백색 실리카(fumed silica)의 비산을 포집 처리하는 비용이 큰 문제로 대두되고 있다. 1톤의 폐기물을 소각할 때 약 500 ㎏의 흄드실리카 분말과 약 700 ㎏의 탄산가스를 발생시킨다.Such waste silane hydrolyzate is called MS oil (methyl siloxane oil) or waste hydrolysate and produces about 2-4% of the production capacity when producing genuine silicone oil. As a result, the world's silicon major companies emit tens of thousands of tonnes of waste silane water. This not only pollutes the global environment, but also raises the cost of collecting the scattering of SiO 2 fumed silica, which is a nanoparticle generated when incinerated. Incineration of one tonne of waste produces about 500 kg of fumed silica powder and about 700 kg of carbon dioxide.

다국적 실리콘 메이저 회사들은 이를 해결하기 위하여, 이러한 폐실란 가수물을 재활용할 수 있는 협력 업체를 수년간 발굴하는 노력을 경주해 왔으나 성공 하지 못했다. 왜냐하면 재래식 알카리 크래킹방법을 적용할 경우 폐실란 가수물 속에 함유한 트리하이드록시 실란이 즉시 망상구조 중합체(network crosslinked polymer)를 만들어 반응물 전체가 겔화되어 반응 프랜트를 불능화 시킴으로 모든 실리콘 협력업체들이 이를 거절했다. 폐 실란가수물을 재활용 불가능한 물질로 기피하고 있기 때문이다. 상기 본 발명자들이 출원한 폐실리콘 화합물로부터 실리콘 오일을 제조하는 특허출원(출원번호 10-2008-0032138)은 이러한 매우 부가 가치가 높은 실란트의 가소제로서의 대체품을 개발을 제공하는 것이었다.To solve this problem, multinational silicon major companies have been trying to find a partner that can recycle such waste silane hydrolyzate for many years, but have not succeeded. Because the conventional alkaline cracking method applied, all silicon partners rejected the trihydroxy silane in the waste silane hydrolyzate immediately, making the entire crosslinked polymer gel and disabling the reaction plant. . This is because waste silane water is avoided as a non-recyclable material. The patent application (Application No. 10-2008-0032138) for producing silicone oil from the above-mentioned waste silicon compound filed by the present inventors has been to provide a development of such a highly value-added sealant as a plasticizer.

이에, 더 나아가 본 발명자들은 실리콘 화합물의 생산 경험을 바탕으로 상기 폐기 실리콘 화합물의 이용방안을 다년간 연구하던 중, 여러 형태의 폐기 실란 혼합물중에서 trifunctional group을 함유하는 실란을 염기로 용해한 후 유수분리하여 물층에 수용성 알카리의 실리코네이트 형태로 실란 혼합물을 1차 분리하고 이를 활성탄을 사용하여 탈색 및 여과정제함으로써 수성발수제를 제조하고, 상기 발수제가 수성 발수제로 효과적으로 작용함을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors further studied the use of the waste silicon compound based on the experience of producing the silicon compound for many years, and then dissolved the silane containing the trifunctional group in various types of waste silane mixture with a base and then separated by oil and water to separate the water layer. The present invention was completed by preparing an aqueous water repellent by first separating the silane mixture in the form of a water-soluble alkali in the form of silicon and decolorizing and filtering and purifying it using activated carbon, and confirming that the water repellent acts effectively as an aqueous water repellent.

본 발명의 목적은 실리콘 화합물의 원료물질인 실란 화합물 제조과정에서 생성되는 실란의 폐기부산물을 이용하여 산업적으로 광범위하게 사용되는 수성 발수제를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an aqueous water repellent that is widely used industrially using waste by-products of silane produced during the preparation of a silane compound, which is a raw material of a silicone compound.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 ⅰ) MTCS(methyltrichloro Silane)을 포함한 폐 염화실란 혼합물에 KOH 또는 NaOH를 첨가하여 알카리 pH에서 상기 혼합물을 가수분해하는 단계; 및 ⅱ) 상기 가수분해된 혼합물 중에서 수용액만을 유수분리하여 하기 구조식 1 또는 구조식 2로 이루어지는 메틸실리콘네이트(methylsiliconate) 단량체를 분리하는 단계;를 포함하는 폐 염화실란으로부터 수성 실리콘 발수제로 이용가능한 메틸실리콘네이트 단량체의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention comprises the steps of: iii) hydrolyzing the mixture at alkaline pH by adding KOH or NaOH to the waste silane mixture including MTCS (methyltrichloro Silane); And ii) separating only the aqueous solution from the hydrolyzed mixture by oil and water to separate the methylsiliconate monomer having the following Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2; It provides a method for producing a monomer.

<구조식 1><Structure 1>

Figure 112009002567496-pat00001
Figure 112009002567496-pat00001

<구조식 2><Formula 2>

Figure 112009002567496-pat00002
Figure 112009002567496-pat00002

이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 폐 염화실란으로부터 수성 실리콘 발수제로 이용가능한 메틸실리콘네이트 단량체의 제조방법에 있어서, 상기 가순분해는 pH 11 내지 13에서 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 폐기 실란 혼합물은 MTCS 이외에 TMCS(trimethylchloro Silane), DMDCS(dimethyl Dichloro Silane), 탄소수 4 내지 9의 알칸, trisiloxane, Hydrosilane 및 Cyclic 화합물로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 물질이 포함되는 것이 바람직하다.In the method for producing a methylsiliconate monomer which can be used as an aqueous silicone water repellent agent from waste silane chloride of the present invention, it is preferable that the net decomposition is performed at pH 11 to 13, and the waste silane mixture is TMCS (trimethylchloro Silane), in addition to MTCS, It is preferable to include at least one material selected from the group consisting of dimethyl dichloro silane (DMDCS), alkanes having 4 to 9 carbon atoms, trisiloxane, hydrosilane, and cyclic compounds.

또한, 본 발명의 폐 염화실란으로부터 수성 실리콘 발수제로 이용가능한 메틸실리콘네이트 단량체의 제조방법에 있어서, 상기 ⅱ) 단계 이후에 추가적으로 상 기 수용액에 활성탄을 첨가하여 여과 및 농축하는 단계를 포함하는 것이 바람직하고, 이때 상기 활성탄은 분리된 수용액 100 중량부에 0.1 내지 10 중량부를 첨가하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에서 "중량부"는 각 조성성분의 무게를 비로 표시하는 것이다.In addition, in the method for producing a methylsiliconate monomer available from the waste silane chloride of the present invention as an aqueous silicone water repellent, after step ii), it is preferable to further include the step of filtration and concentration by adding activated carbon to the aqueous solution. In this case, the activated carbon is more preferably added 0.1 to 10 parts by weight to 100 parts by weight of the separated aqueous solution. In addition, "part by weight" in the present invention is to express the weight of each composition component as a ratio.

본 발명자들의 앞서 출원한 폐실리콘 화합물로부터 실리콘 오일을 제조하는 내용을 요약하면 다음과 같다.Summary of the present invention to prepare a silicone oil from the previously applied waste silicon compound as follows.

한 종류의 폐실란 가수물 중 일부를 GC 분석하여 가능한 구조식은 C6H6 12.02%, C6H18OSi2 13.35%, C7H16 2%, C6H18Si2 30.07%, C8H18 6.1%, C8H16 3.11%, C9H20 14.86%, C8H24O2Si3 4.23%, C12H30OSi4 10.85%, C8H24O4SiO4 3.41%과 같았다. 상기 물질들을 재분류 하면: 1) Hexane, Heptane, 기타 탄화수소 25-35%, 2) Hexamethyldisiloxane, 기타 trisiloxane 10-15%, 3) D3, D4, D5*, 기타 Cyclic 화합물 25-35%, 4) Disilane, Trihydroxysilane, 기타 Hydrosilane 10-15%이다. 이때, *(D3=Hexamethylcyclotrisiloxane) *(D4=Octamethylcyclotetrasiloxane) *(D5=Decamethylcyclopentasiloxane)이다.GC analysis of some of the waste silane hydrolysates allows for possible structural formulas: C 6 H 6 12.02%, C 6 H 18 OSi 2 13.35%, C 7 H 16 2%, C 6 H 18 Si 2 30.07%, C 8 H 18 6.1%, C 8 H 16 3.11%, C 9 H 20 14.86%, C 8 H 24 O 2 Si 3 4.23%, C1 2 H 30 OSi 4 10.85%, C 8 H 24 O 4 SiO 4 3.41% It was like Reclassifying these substances: 1) Hexane, Heptane, other hydrocarbons 25-35%, 2) Hexamethyldisiloxane, other trisiloxanes 10-15%, 3) D3, D4, D5 * , other Cyclic compounds 25-35%, 4) Disilane, Trihydroxysilane and other Hydrosilanes 10-15%. At this time, * (D3 = Hexamethylcyclotrisiloxane) * (D4 = Octamethylcyclotetrasiloxane) * (D5 = Decamethylcyclopentasiloxane).

상기 물질중 2)와 3)은 silicone oil을 구성하는 성분으로 유용하게 활용 할수 있으나 4)의 물질들은 증류에 의하여 분리가 불가능할 뿐 아니라 중합에 참여 할 경우 선상 구조가 아닌 망상구조를 만들어 Gel 또는 응고 현상을 일으킨다. 이 때, 상기 발명에서 trihydroxy silane(trifunctional)은 실리콘 오일 제조시 발생하는 부산물로서 제거되어야 하는 물질이었다.Of these substances, 2) and 3) can be usefully used as a constituent of silicone oil, but the substances of 4) can not be separated by distillation. Cause symptoms. In this case, trihydroxy silane (trifunctional) in the present invention was a material to be removed as a by-product generated in the production of silicone oil.

실란화합물의 공업적으로 제조하는 경우 일반적으로 모래 등에 존재하는 SiO2를 과량의 흑연, 석탄 등의 탄소와 고온에서 반응시켜 O2를 CO2로 제거하고 금속과 같은 성질의 Si를 제조하고 이를 실리콘(silicon)이라 한다. 상기 금속성 실리콘을 CH3Cl 및 구리 등의 촉매하에서 450℃의 고온에서 반응시켜(CH3)nSi(Cl)n으로 이루어지는 다양한 Methylchloro Silane을 제조한다. 메틸기 그룹(CH3)의 숫자에 따라 monofunctional(M3, trimethylchlorosilane), difunctional(M2, dimethyldichlorosilane), trifunctional(M1, methyltrichlorosilane) 및 tetrafunctional(M0, tetrachlorosilane)로 분류되는 혼합물(MSM, methylsilicone mixture)이 발생한다. 이들의 비율은 반응조건에 따라 달라지는데, 통상 M2가 65~85%, M1이 7~18%, M3가 2~4%, CH3SiHCl2가 ~0.5%, 기타 polysilanes이 6~8% 정도 생성된다. 이들은 분별증류와 같은 끓는점의 차이를 이용한 방법으로 정제한다. 그러나, 이들은 끓는점이 매우 유사하여 생성된 methylchloro Silane중 2~4%는 MSR(methysilane residue)로 불리우며 폐기부산물로 소각 등의 방법으로 제거된다. 앞서 출원한 실리콘 오일은 이러한 폐실리콘 화합물을 이용한 방법이다.In the industrial production of silane compounds, SiO 2 in sand or the like is generally reacted with carbon such as excess graphite and coal at high temperature to remove O 2 with CO 2 to prepare metal-like Si, and to produce silicon. It is called (silicon). The metallic silicon is reacted at a high temperature of 450 ° C. under a catalyst such as CH 3 Cl and copper to prepare various Methylchloro Silane consisting of (CH 3 ) n Si (Cl) n . Depending on the number of methyl groups (CH 3 ), a mixture of monofunctional (M3, trimethylchlorosilane), difunctional (M2, dimethyldichlorosilane), trifunctional (M1, methyltrichlorosilane), and tetrafunctional (M0, tetrachlorosilane) may occur. . Their proportions vary depending on the reaction conditions, typically 65-85% M2, 7-18% M1, 2-4% M3, ~ 0.5% CH 3 SiHCl 2 , and 6-8% other polysilanes. do. They are purified by methods using differences in boiling points such as fractional distillation. However, they have very similar boiling points, so 2 to 4% of the methylchloro silanes produced are called MSR (methysilane residue) and are removed by incineration as waste by-products. Silicone oil filed previously is a method using such a waste silicon compound.

본 발명은 폐실리콘 화합물을 이용한 또 다른 활용방안인데, 구체적으로 trifunctional(M1, methyltrichlorosilane)을 이용하는 방법이다. 앞서 제조한 methylchloro Silane 중에서 M2는 물이 제거되는 축합반응에 의하여 linear 형태의 siloxane을 제조할 수 있어서 가장 널리 활용되는 methylchloro Silane인데, 본 발명은 본래 활용도가 낮은 M1을 M2와 같은 linear 형태의 siloxane이 되어 발수제로 이용가능하도록 하는 방법을 제시한다.The present invention is another method using the waste silicon compound, specifically trifunctional (M1, methyltrichlorosilane) method. Among the methylchloro Silanes prepared above, M2 is the most widely used methylchloro Silane because it can produce linear siloxane by condensation reaction in which water is removed. To make it available as a water repellent.

본 발명의 수성 실리콘 발수제로 이용가능한 methylsiliconate 단량체의 제조방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다.When explaining the step of preparing a methylsiliconate monomer usable as an aqueous silicone water repellent of the present invention.

제 1단계 : MTCS(methyltrichloro Silane)을 포함한 폐 염화실란 혼합물에 KOH 또는 NaOH를 첨가하여 알카리 pH에서 상기 혼합물을 가수분해하는 단계First step: hydrolyzing the mixture at alkaline pH by adding KOH or NaOH to the waste silane mixture including MTCS (methyltrichloro Silane)

MTCS를 포함하는 폐 염화실란 혼합물(MSM, methyl siicon mixture)에 적절한 양의 KOH 또는 NaOH를 첨가한다. 대략 pH 11 내지 13, 바람직하게는 pH 12 정도이다. 이러한 반응에서 methylchloro Silane중 Cl 그룹중에서 2개는 hydroxyl 그룹으로 전환되고, 하나의 Cl은 OK 또는 ONa로 전환되는 methylsiliconate 단량체가 생성된다(하기 반응식). MTCS 이외의 실란 혼합물 내에 포함된 나머지 methylchloro Silane 역시 동일한 반응이 일어난다.Appropriate amount of KOH or NaOH is added to the waste methylsilane mixture (MSM) containing MTCS. Approximately pH 11-13, preferably pH 12 or so. This reaction produces a methylsiliconate monomer in which two of the Cl groups in the methylchloro silane are converted to hydroxyl groups and one Cl is converted to OK or ONa (Scheme). The same reaction occurs with the remaining methylchloro Silanes in the silane mixtures other than MTCS.

<반응식><Scheme>

Figure 112009002567496-pat00003
Figure 112009002567496-pat00003

제 2단계 : 수용액만을 유수분리하여 methylsiliconate 단량체를 분리하는 단계;Second step: separating the methylsiliconate monomer by oil and water separation of the aqueous solution;

상기 폐실란 혼합물 중에서 M3, M2 및 알칸계 지방족, trisiloxane, Hydrosilane 및 Cyclic 화합물과 같은 기타 탄화수소는 모두 유기용매에만 용해되는 소수성 특성을 나타내는데 반하여, M1에서 생성된 methylsiliconate 단량체는 물에 손쉽게 용해되는 성질을 나타낸다.In the waste silane mixture, M3, M2 and other hydrocarbons such as alkanes, aliphatic, trisiloxane, Hydrosilane, and Cyclic compounds all exhibit hydrophobic properties that are soluble only in organic solvents, whereas the methylsiliconate monomers produced in M1 are easily soluble in water. Indicates.

제 3단계 : methylsiliconate 단량체 수용액에 활성탄을 첨가하고 여과 및 농축하는 단계Step 3: adding activated carbon to the aqueous methylsiliconate monomer, filtration and concentration

상기 수용액에는 methylsiliconate 단량체 이외에 저분자량의 기타 물질이 용해될 수 있으므로, 저분자량을 투과시키는 활성탄을 이용하여 methylsiliconate 단량체를 고농도로 정제, 농축한다. 이때, 사용되는 활성탄은 NORIT(activated carbon)가 사용되는 것이 바람직하다.In addition to the methylsiliconate monomer in the aqueous solution may be dissolved in other substances of low molecular weight, the methylsiliconate monomer is purified and concentrated at a high concentration using activated carbon that transmits a low molecular weight. At this time, the activated carbon used is preferably NORIT (activated carbon) is used.

제 4단계 : methylsiliconate 단량체를 반응시켜 수성 실리콘 발수제를 제조하는 단계Step 4: preparing an aqueous silicone water repellent by reacting the methylsiliconate monomer

산업적으로 상기 제조된 methylsiliconate 단량체를 적절한 부위에 도포하면, 염기의 실리코네이트 monomer 형태로 발수제 중에 존재하다가 공기중의 탄산가스와 서서히 (통상은 2일 내지 2주) 결합하여 탄산염으로 해리되고, monomer 염기성 실리코네이트는 hydroxide 형태로 변화된 후 이들이 중합되어 불용성의 polysiloxane으로 변화되어 물을 침투시키지 않는 발수제가 된다.Industrially, when the methylsiliconate monomer prepared above is applied to an appropriate site, it is present in a water repellent in the form of a base silicone monomer, and slowly dissociates into a carbonate by gradually combining with carbon dioxide gas in the air (usually 2 to 2 weeks), and monomer basic Siliconates are converted to the hydroxide form and then polymerized into water-insoluble polysiloxanes, making them water repellents that do not penetrate water.

이와 같은 수용성 발수제는 물에 용해되는 methylsiliconate 단량체, 보다 바람직하게는 potassium methylsiliconate가 주요성분이며, 건축물의 벽면에 수증기는 통과시키나, 수분은 충분히 발수시키는 무색의 건축벽면 최종마감용 수용성 발수제로 이용된다. 이물질은 수증기가 올라오지 못하도록 차단시켜 주는 데에도 사용되며, 시공하면 10년 내지 20년 동안 유효하다.The water-soluble water repellent is a methylsiliconate monomer soluble in water, more preferably potassium methylsiliconate, the main component, it is used as a water-soluble water repellent for the colorless building wall final finish that allows water vapor to pass through the building walls, but water is sufficiently water repellent. Foreign substances are also used to block water vapor from rising and are effective for 10 to 20 years if installed.

빗물은 노출된 건축물 표면에 침투되어 용해성 염류를 용해시키어 결국에는 용해된 염류가 건축물 표면에 쌓여 얼룩이 지게 된다. 이러한 현상을 백화(efflorescence)라 하며 건축물을 보기 흉하게 한다. 콘크리트 표면의 노출로 야기되는 주요 문제점은 흡수성의 차이에 따른 치밀도(compaction)의 차이에 따른 patch(얼룩) 현상, 이끼 등의 성장에 따른 머리털 모양의 가는 갈라진 금, 철근의 부식, 습기가 벽면에 침투하여 반복적으로 얼음이 형성됨으로써 벽면이 갈라지는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 저온에서 구운 도기 제품인 게와나 벽돌, 무광택 바닥용 타일 등은 물을 흡수하거나 수용성 염류를 함유하여 제품 표면으로 이전되거나 보기흉한 제품이 되고, 수용성 염류의 용해와 결정이 연속적으로 장기간 반복되면 결국에는 붕괴되게 된다. 아울러, 석회석을 함유하는 저온에서 구운 도자기 제품의 경우 CaO/MgO의 입자들이 충분히 분쇄되지 않아 굽는 과정에서 물과 반응하는 silicates로 이동되지 않아 표면에 큰 구멍이 나기도 한다. 습할 수 있는 도기 제품은 이끼나 조류를 자라게 하여 건축물의 외관을 손상시키는 공통의 문제점을 갖게 된다. 이러한 현상은 건축물 표면에 단지 습기가 있을 때에만 관출된다. 만약 물의 흡수를 최소화하거나 방지할 수 있다면 이러한 현상은 방지될 것이다. Rainwater penetrates the exposed building surface to dissolve soluble salts, which eventually build up and stain the dissolved salts on the building surface. This phenomenon is called efflorescence and makes the building unsightly. The main problems caused by the exposure of the concrete surface are the patch phenomenon caused by the difference in the compaction due to the difference in absorbency, the hair cracking due to the growth of moss, the corrosion of the steel bars, and the moisture on the wall. As the ice breaks in and forms ice repeatedly, wall cracking may occur. In addition, pottery products, such as crab, brick, and matt floor tiles, baked at low temperatures, absorb water or contain water-soluble salts, which are transferred to the surface of the product, or become unsightly products. Eventually it will collapse. In addition, low-temperature baked porcelain products containing limestone do not pulverize the CaO / MgO particles sufficiently and do not migrate to silicates that react with water during baking, resulting in large holes in the surface. Moist pottery products have a common problem that causes moss or algae to grow and damage the appearance of the building. This phenomenon is observed only when there is moisture on the building surface. If this could be minimized or prevented, this would be avoided.

본 발명의 방법으로 제조된 실리코네이트는 벽 표명의 백탁 생성 현상(염류 흡수의 백화)을 방지시켜 주며, 바닥 타일을 깨끗하게 유지시켜 줌으로써, 콘크리트나 건축물에 거주하는 사람들의 안전, 건강, 안락함을 부여한다.The silicate prepared by the method of the present invention prevents the formation of white cloudiness (whitening of salt absorption) and keeps the floor tiles clean, thereby providing safety, health and comfort of people living in concrete or buildings. do.

이와 같이, 본 발명은 여러 형태의 폐기 실란 혼합물중에서 trifunctional group을 함유하는 실란을 염기로 용해한 후 유수분리하여 물층에 수용성 염기인 실리코네이트 형태로 실란 혼합물 중에서 1차 분리하고, 이를 활성탄소를 사용하여 탈색 및 여과정제하여 수성발수제로 제조하는 방법이다.As described above, the present invention dissolves a silane containing trifunctional group in various forms of waste silane mixture as a base, and then separates oil and water in the silane mixture in the form of a water-soluble base in the form of a silicate. Decolorization and filtration to prepare a water-based water repellent.

상기 제조방법으로 제조된 수성 발수제는 염기의 실리코네이트 monomer 형태로 발수제 중에 존재하다가 사용시 공기중의 탄산가스와 서서히 (통상은 2일 내지 2주) 결합하여 탄산염으로 해리되고, monomer 염기성 실리코네이트는 hydroxide 형태로 변화된 후 이들이 중합되어 불용성의 polysiloxane으로 변화되어 물을 침투시키지 않는 발수제로 사용하게 된다.The water-based water repellent prepared by the above method is present in the water repellent in the form of a base silicone monomer, and when used, is gradually dissolved (usually 2 days to 2 weeks) with carbon dioxide gas in the air to dissociate into carbonate, and the monomer basic silicon is hydroxide. After changing to form, they are polymerized into insoluble polysiloxane and used as a water repellent that does not penetrate water.

이러한 발수제의 유효 원료는 trifunctional group으로 되어 있는 silane이며, (OH)-, Cl-, 또는 이들의 복합인 여러 형태의 trifunctional silane을 사용할 수 있으며, 이러한 silane은 mono, di, tetrafunctional group과 혼합되어 있는 것들을 사용할 수 있다.An effective raw material of the water repellent is silane, which is a trifunctional group, and various types of trifunctional silanes (OH)-, Cl-, or a combination thereof may be used, and such silane is mixed with a mono, di, or tetrafunctional group. You can use them.

구체적으로, 본 발명의 수용성 실리콘 발수제의 제조방법은 trifunctional group으로 되어 있는 silane을 함유하는 폐실란 혼합물을 고속 호모 혼합기에서 고속으로 교반하면서 NaOH 또는 KOH와 같은 염기성액을 서서히 첨가하여 pH 12 정도에서 가수분해시키고, 이를 원심분리기로 유수분리하여 수용액만을 취하고 여기에 활성탄소 1% 정도를 첨가한 후 여과하여 농축하여 수성 실리콘 발수제로 이용가능한 methylsiliconate 단량체를 제조할 수 있다.Specifically, the method for preparing a water-soluble silicone water repellent agent of the present invention is to slowly add a basic liquid such as NaOH or KOH while stirring a high-speed waste silane mixture containing trisilane as a trifunctional group in a high-speed homomixer at Decomposition, it is separated by oil and water with a centrifuge to take only an aqueous solution, added about 1% of activated carbon, and then filtered and concentrated to prepare a methylsiliconate monomer usable as an aqueous silicone water repellent.

상기와 같은 공정에 의해 얻어지는 본 발명에 따른 methylsiliconate 단량체는 실리콘 화합물의 원료물질인 실란 화합물 제조과정에서 생성되는 실란의 폐기부산물을 이용하여 건축재료 등과 같은 활용하는 것 외에 산업적으로 광범위하게 사 용되는 수성 실리콘 발수제로 이용될 수 있다.The methylsiliconate monomer according to the present invention obtained by the above process is a water-based widely used industrially in addition to the use of waste by-products of the silane produced in the manufacturing process of the silane compound which is a raw material of the silicon compound, such as building materials It can be used as a silicone water repellent.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited to the following examples and may be changed to other embodiments equivalent to substitutions and equivalents without departing from the technical spirit of the present invention. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.

<실시예 1> methylsiliconate 단량체의 제조 1Example 1 Preparation of Methylsiliconate Monomer 1

다음과 같은 조성의 폐기 silane 혼합물을 원료로 하여 methylsiliconate 단량체를 제조하였다.A methylsiliconate monomer was prepared using the waste silane mixture having the following composition as a raw material.

MTCS(methyl trichloro Silane, MW=149.48 bp=66.4℃) : 45%MTCS (methyl trichloro Silane, MW = 149.48 bp = 66.4 ℃): 45%

TMCS(trimethyl chloro Silane, MW=108.64 bp=57.6℃) : 35%TMCS (trimethyl chloro Silane, MW = 108.64 bp = 57.6 ℃): 35%

DMDCS(dimethyl dichloro Silane, MW=129.06 bp=70℃) : 13%DMDCS (dimethyl dichloro Silane, MW = 129.06 bp = 70 ℃): 13%

hydrocarbon : 7%hydrocarbon: 7%

상기의 폐기 silane 혼합물 200 g을 2리터 용량의 고속 호모 mixer에 넣고, 500 rpm으로 교반하면서 20%의 NaOH 액을 서서히 첨가하여 pH 12로 가수분해한 후 원심분리기로 유수분리하여 수용액을 취하여 활성탄소 1%(NORIT, activated carbon, Osung Envitech)를 첨가한 후 여과하여 농축한 후 이를 수성발수제로 사용 가능한 methylsiliconate 단량체를 제조하였다.200 g of the waste silane mixture was placed in a high-speed homomixer having a capacity of 2 liters, and slowly added 20% NaOH solution while stirring at 500 rpm to hydrolyze to pH 12, followed by oil and water separation with a centrifuge to obtain activated carbon. After adding 1% (NORIT, activated carbon, Osung Envitech), concentrated by filtration to prepare a methylsiliconate monomer that can be used as an aqueous water repellent.

상기 methylsiliconate 단량체의 규격은 다음과 같다.The specification of the methylsiliconate monomer is as follows.

비중 : 1.32(20℃)Specific gravity: 1.32 (20 ℃)

알카리도 : 20%Alkaline degree: 20%

색 : 연한 볏집색Color: Light Crest Color

증발잔사(고형성분) : 48%Evaporation residue (solid component): 48%

<실시예 2> methylsiliconate 단량체의 제조 2Example 2 Preparation of Methylsiliconate Monomer 2

다음과 같은 조성의 폐기 silane 혼합물을 원료로 하여 methylsiliconate 단량체를 제조하였다.A methylsiliconate monomer was prepared using the waste silane mixture having the following composition as a raw material.

MTCS(methyl trichloro Silane, MW=149.48 bp=66.4℃) : 38%MTCS (methyl trichloro Silane, MW = 149.48 bp = 66.4 ℃): 38%

TMCS(trimethyl chloro Silane, MW=108.64 bp=57.6℃) : 42%TMCS (trimethyl chloro Silane, MW = 108.64 bp = 57.6 ℃): 42%

DMDCS(dimethyl dichloro Silane, MW=129.06 bp=70℃) : 20%DMDCS (dimethyl dichloro Silane, MW = 129.06 bp = 70 ℃): 20%

상기의 폐기 silane 혼합물 200 g을 2리터 용량의 고속 호모 mixer에 넣고, 500 rpm으로 교반하면서 20%의 NaOH 액을 서서히 첨가하여 pH 12로 가수분해한 후 원심분리기로 유수분리하여 수용액을 취하여 활성탄소 1%(NORIT, activated carbon, Osung Envitech)를 첨가한 후 여과하여 농축한 후 이를 수성발수제로 사용가능한 methylsiliconate 단량체를 제조하였다.200 g of the waste silane mixture was placed in a high-speed homomixer having a capacity of 2 liters, and slowly added 20% NaOH solution while stirring at 500 rpm to hydrolyze to pH 12, followed by oil and water separation with a centrifuge to obtain activated carbon. After adding 1% (NORIT, activated carbon, Osung Envitech), concentrated by filtration to prepare a methylsiliconate monomer that can be used as an aqueous water repellent.

상기 methylsiliconate 단량체의 규격 실시예 1과 거의 동일하였다.It was almost identical to the specification example 1 of the said methylsiliconate monomer.

<실험예 1> 발수성 테스트 1Experimental Example 1 Water repellency test 1

상기 실시예 1 및 실시예 2에서 취득한 methylsiliconate 단량체를 5배로 희석한 후 150 ㎜의 ACVANTEC(toyo) 정성 여지에 5 ㎖를 도포하여 3일간 방치하여 수성 발수제로 사용하였다. 상기 수성 발수제는 염기의 실리코네이트 monomer 형태가 공기중의 탄산가스와 서서히 결합하여 탄산염으로 해리되고, monomer 염기성 실리코네이트는 hydroxide 형태로 변화된 후 이들이 중합되어 불용성의 polysiloxane으로 변화되어 물을 침투시키지 않는 발수제가 된다.After diluting the methylsiliconate monomer obtained in Examples 1 and 2 by 5 times, 5 ml was applied to 150 mm of ACVANTEC (toyo) qualitative filter paper and left for 3 days to use as an aqueous water repellent. The water-repellent water-repellent agent is a silicate monomer form of the base is slowly combined with carbonic acid gas in the air to dissociate into a carbonate, monomer basic siliconate is changed to the hydroxide form, they are polymerized into an insoluble polysiloxane and does not penetrate water Becomes

상기 도포 부위에 물 0.5 ㎖을 떨어뜨렸을 경우 입사각의 130도 이상으로 발수력이 우수하였으며, 1일 이후에도 변화가 없었다. 수성 실리콘 발수제로서 전혀 손색없는 결과를 얻었다.When 0.5 ml of water was dropped on the application site, water repellency was excellent at 130 degrees or more of the incident angle, and there was no change after 1 day. As a water-based silicone water repellent, the results were comparable.

<실험예 2> 발수성 테스트 2Experimental Example 2 Water Repellency Test 2

상기 실시예 1 및 2에 따라 합성된 methylsiliconate 단량체의 발수성을 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 구체적으로, 상기 methylsiliconate 단량체를 5배로 희석하여 27일간 양생된 5×5×5 ㎝의 압축강도 270 ㎏/㎠의 콘크리트 시편에 도장하여 발수성 및 기타 항목을 시험하였다. 물성 비교를 위하여 발수제에 일반적으로 쓰이는 실란 모노머로서 이소부틸트리에톡시 실란에 동일한 시험(비교예 1)을 적용하였다.The water repellency of the methylsiliconate monomers synthesized according to Examples 1 and 2 was measured by the following method. Specifically, the methylsiliconate monomer was diluted 5 times and coated on a concrete specimen of 5 × 5 × 5 cm compressive strength 270 kg / cm 2 cured for 27 days to test water repellency and other items. The same test (Comparative Example 1) was applied to isobutyltriethoxy silane as a silane monomer commonly used in water repellents for physical property comparison.

휘발손실은 5 g의 시료를 105℃ 오븐에서 3시간 동안 방치하여 측정하였는 데, 실시예 1은 15 wt%, 실시예 2는 14 wt%였고, 비교예 1은 100% wt%이었다. 본 발명의 methylsiliconate 단량체는 수용성으로서 휘발성이 비교적 매우 낮았다.Volatilization loss was measured by leaving 5 g of the sample in a 105 ℃ oven for 3 hours, Example 1 was 15 wt%, Example 2 was 14 wt%, Comparative Example 1 was 100% wt%. The methylsiliconate monomers of the present invention were relatively water soluble and relatively low in volatility.

또한, 표면 발수력은 발수제를 시편에 도장한 후 물 1 ㎖를 표면에 떨어뜨려 생성된 상태를 육안으로 관찰하였는데, 실시예 및 비교예 모두 양호하였다. In addition, the surface water repellency was observed with the naked eye after the water repellent was applied to the specimen by dropping 1 ml of water on the surface, both examples and comparative examples were good.

또한, 흡수비는 발수제가 도장된 시편과 도장 되지 않은 시편을 1시간 동안 물에 담궈 흡수된 물의 양을 측정하여 비교(도장된 시편의 물 흡수량 / 발수제 도장이 되지 않은 시편의 물 흡수량)하였는데, 실시예 1은 0.05, 실시예 2는 0.06, 비교예 1은 0.11로서 흡수비가 매우 우수함을 확인하였다.In addition, the absorption ratio was compared by measuring the amount of water absorbed by immersing the water-repellent coated specimen and the unpainted specimen in water for 1 hour (water absorption of the coated specimen / water absorption of the non-water repellent specimen), It was confirmed that Example 1 is 0.05, Example 2 is 0.06, and Comparative Example 1 is 0.11, and the absorption ratio is very excellent.

Claims (5)

ⅰ) MTCS(methyltrichloro Silane)을 포함한 폐 염화실란 혼합물에 KOH 또는 NaOH를 첨가하여 알카리 pH에서 상기 혼합물을 가수분해하는 단계;Iii) hydrolyzing the mixture at an alkaline pH by adding KOH or NaOH to the spent silane chloride mixture including MTCS (methyltrichloro Silane); ⅱ) 상기 가수분해된 혼합물 중에서 수용액만을 유수분리하여 하기 구조식 1 또는 구조식 2로 이루어지는 methylsiliconate 단량체를 분리하는 단계; 및Ii) separating only the aqueous solution from the hydrolyzed mixture by oil and water to separate the methylsiliconate monomer consisting of the following Formula 1 or Formula 2; And ⅲ) 상기 수용액에 활성탄을 첨가하여 상기 methylsiliconate 단량체를 여과 및 농축하는 단계;를 포함하는 폐 염화실란으로부터 수성 실리콘 발수제로 이용가능한 메틸실리콘네이트(methylsiliconate) 단량체의 제조방법.Iii) filtering and concentrating the methylsiliconate monomer by adding activated carbon to the aqueous solution; and a method for preparing a methylsiliconate monomer which can be used as an aqueous silicone water repellent agent from waste silane. <구조식 1><Structure 1>
Figure 112009043415820-pat00004
Figure 112009043415820-pat00004
<구조식 2><Formula 2>
Figure 112009043415820-pat00005
Figure 112009043415820-pat00005
제 1항에 있어서, 상기 가순분해는 pH 11 내지 13에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 메틸실리콘네이트 단량체의 제조방법.The method of claim 1, wherein the pure decomposition is a method of producing a methylsiliconate monomer, characterized in that at pH 11 to 13. 제 1항에 있어서, 상기 폐 염화실란 혼합물은 MTCS 이외에 TMCS(trimethylchloro Silane), DMDCS(dimethyldichloro Silane), 탄소수 4 내지 9의 알칸, trisiloxane, Hydrosilane 및 Cyclic 화합물로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 물질이 포함되는 것을 특징으로 하는 메틸실리콘네이트 단량체의 제조방법.The method of claim 1, wherein the waste silane silane mixture contains one or more substances selected from the group consisting of trimethylchloro silane (TMCS), dimethyldichloro silane (DMDCS), alkanes having 4 to 9 carbon atoms, trisiloxane, hydrosilane, and cyclic compounds in addition to MTCS. Method for producing a methylsiliconate monomer, characterized in that. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 활성탄은 분리된 수용액 100 중량부에 0.1 내지 10 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 메틸실리콘네이트 단량체의 제조방법.The method of claim 1, wherein the activated carbon is 0.1 to 10 parts by weight of the separated aqueous solution is added to the method for producing a methylsiliconate monomer.
KR1020090003195A 2009-01-15 2009-01-15 Production method of methylsiliconate monomer usable water-soluble water cutoff silicone from wasted chlorosilane KR100915216B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090003195A KR100915216B1 (en) 2009-01-15 2009-01-15 Production method of methylsiliconate monomer usable water-soluble water cutoff silicone from wasted chlorosilane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090003195A KR100915216B1 (en) 2009-01-15 2009-01-15 Production method of methylsiliconate monomer usable water-soluble water cutoff silicone from wasted chlorosilane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100915216B1 true KR100915216B1 (en) 2009-09-08

Family

ID=41355271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090003195A KR100915216B1 (en) 2009-01-15 2009-01-15 Production method of methylsiliconate monomer usable water-soluble water cutoff silicone from wasted chlorosilane

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100915216B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980080796A (en) * 1997-03-28 1998-11-25 버나드스나이더 How to Treat Methylchlorosilane By-Products
KR19990078673A (en) * 1999-07-24 1999-11-05 이형길 Building Silicone Emulsion Water Repellent, Waterproofing Composition
KR20060070719A (en) * 2004-12-21 2006-06-26 주식회사 케이씨씨 Method for separating trimethylchlorosilane and producing electronic grade tetraethoxysilane and ethylsilicate for paint from tetrachlorosilane-trimethylchlorosilane azeotrope

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980080796A (en) * 1997-03-28 1998-11-25 버나드스나이더 How to Treat Methylchlorosilane By-Products
KR19990078673A (en) * 1999-07-24 1999-11-05 이형길 Building Silicone Emulsion Water Repellent, Waterproofing Composition
KR20060070719A (en) * 2004-12-21 2006-06-26 주식회사 케이씨씨 Method for separating trimethylchlorosilane and producing electronic grade tetraethoxysilane and ethylsilicate for paint from tetrachlorosilane-trimethylchlorosilane azeotrope

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4083413B2 (en) Process for the continuous production of mixtures of organoalkoxysiloxanes, mixtures thereof and their use
RU2613049C2 (en) Composition containing products of alkali metal propyl-functional siliconates block co-condensation with silicates and production method thereof
US8748645B2 (en) Water-soluble organosiliconate powder
JP4259791B2 (en) Oligomer mixture of n-propylethoxysiloxane, process for its production and use thereof
KR100817734B1 (en) Triamino- and fluoroalkyl-functional organosiloxanes, a composition comprising the same and a process for the preparation of the composition
CA2656793C (en) Methods of treating surfaces with ionic organosilicon compositions
US5074912A (en) Siloxane masonry water repellent emulsions
KR20140002803A (en) Organosiliconate powders, method for the production thereof and use thereof for hydrophobizing mineral building materials
JP2002138143A (en) Method of producing organic silicon compound and organic silicon compound
US9598316B2 (en) Solution comprising organofunctional alkali siliconates, silicates and method of production thereof
Roos et al. Evolution of silicone based water repellents for modern building protection
KR101368737B1 (en) Protection coating composition and coating method on the surface of the concrete structures using the same
KR100915216B1 (en) Production method of methylsiliconate monomer usable water-soluble water cutoff silicone from wasted chlorosilane
JP6081533B2 (en) Water dispersible silicone resin
US9528036B2 (en) Low-voc dialkyl-functional alkoxysiloxanes, processes and use thereof as hydrophobizing impregnating agents for mineral building materials
US5086146A (en) Methylalkoxy-methylalkyl cyclosiloxane copolymer
CN117088906A (en) Method for extracting methyl silicate from high-boiling hydrolysate and preparing water-based silica gel water repellent agent
KR100366106B1 (en) Water repellent composition
Boos 1.3 Conservation: silicon chemistry in building protection
JPH051280A (en) Siloxane water-repellent composition for masonry structure
CS217055B1 (en) Method of making the means containing as active components the phenylalcoxysilanes,phenylalcoxypolysilphenylenes,phenylenealcoxypolysiloxans and phenylalkoxypolysilanes
PL228194B1 (en) Method for preparing alkoxysilanes, hydrophobicizing-modifier mixture and a method for its preparation
NZ624725B2 (en) Composition comprising block cocondensates of propylfunctional alkaline siliconates and silicates, and method for the production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120823

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130826

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150826

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160810

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee