KR20140067091A - 고체 유기규소 화합물을 포함하는 빌딩 재료의 몸체-소수화 방법 - Google Patents

고체 유기규소 화합물을 포함하는 빌딩 재료의 몸체-소수화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 20 ℃에서 고체이며, 하이드로카빌트리할로실란, 하이드로카빌트리하이드로카빌옥시실란, 또는 그의 혼합물 중에서 선택되는 1 몰 당량의 실란(S), 및 이들의 부분 가수분해물과 폴리하이드록시 화합물(P)가 몰 당량의 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼 당 0.3 내지 1.3 몰 당량의 하이드록시 라디칼이 존재하는 비율로 반응하여 제조할 수 있는 유기규소 화합물(O)를 사용하는 기재의 몸체-소수화 방법에 관한 것이다. 본 발명은 유기규소 화합물(O) 및 소수화시키고자 하는 기재를 함유하는 빌딩 재료 혼합물을 추가로 제공한다.

Description

고체 유기규소 화합물을 포함하는 빌딩 재료의 몸체-소수화 방법{PROCESS FOR THE BODY-HYDROPHOBIZATION OF BUILDING MATERIALS COMPRISING SOLID ORGANOSILICON COMPOUNDS}
본 발명은 20 ℃에서 고체인 유기규소 화합물을 사용하는 빌딩 재료의 몸체-소수화(body-hydrophobization) 방법, 및 이러한 유기규소 화합물을 포함하는 빌딩 재료 혼합물에 관한 것이다.
실리콘을 기본으로 하는 광물성 빌딩 재료용 액체의 수용성 또는 수분산성 소수화 조성물이 오랫동안 개발되어 왔다. 특히, 알칼리금속 오가노실리코네이트, 예컨대 포타슘 메틸실리코네이트는 소수화용, 더욱 특히 광물성 빌딩 재료의 함침용으로 이미 수십년간 사용되어 왔다. 이들의 신속한 수용해도로 인하여, 이들은 수용액의 형태로 고체에 적용될 수 있으며, 이때 물이 증발된 후 보통 천연적으로 발생하는 이산화탄소의 영향하에 이들은 단단히 부착되고 오랫동안 발수성인 표면을 형성한다. 반면에, 몸체-소수화의 경우에, 오가노실리케이트 수용액은 임의로 추가의 희석 후에, 예를 들어, 석고계 빌딩 재료의 수성 슬러리와 혼합된다. 석고 빌딩 재료가 경화 및 건조된 후, 그의 물 흡수는 소수화되지 않은 빌딩 재료와 비교하여 크게 감소한다. 예를 들어, 석고의 몸체-소수화의 이점은 빌딩 재료가 소수성 구역에 의해 둘러싸일 뿐아니라 철저하게 발수성이 된다는 것이다. 이는 석고와 같이 수용성으로 되는 경향이 있는 빌딩 재료의 경우에, 또는 빌딩 재료가 발수 처리된 후 조각으로 잘라지는 경우에 특히 중요하다. 이 공정은, 예를 들어, 석고 플라스터보드, 석고 벽판 패널, 또는 석고 섬유 보드의 생산에 채용된다.
그러나, 석고 플라스터 및 석고 충전 화합물 또는 석고계 스크리드(screed) 시스템 또는 타일 접착제는 봉투 또는 사일로(silo) 안의 분말로서 빌딩 현장에 공급되며, 빌딩 현장에서 혼합수와 교반함으로써 구성된다. 따라서, 석고 플라스터, 석고 충전 화합물, 석고 수선 충전재 분말, 석고계 타일 접착제 및 유사한 광물성 빌딩 재료의 경우에, 즉시사용형 건조 믹스에 첨가될 수 있으며, 예를 들어, 빌딩 현장과 같은 현장에서의 적용중에 단지 물의 첨가에 의해 짧은 시간에 그의 소수화 효과를 전개하는 고체 소수화제가 요구된다. 이를 건조-믹스 적용이라 부른다. 예를 들어, 미국 특허 제2,803,561호에는 석고의, 그리고, 예를 들어, 독일 특허 공개 제10107614호에는 시멘트질의 타일 접착제의 소수화를 위한 건조-믹스 첨가제로서 사용하기 위한 고체 알칼리금속 실리코네이트가 기재되어 있다. 그러나, 이들의 고알칼리성으로 인하여 이들은 매우 자극성인 효과를 나타낸다. 그 결과, 이들은 먼지 흡입에 의한 기도의 자극, 폐부종의 전개 또는 심지어 비가역적인 안구 손상과 같은, 취급으로 인한 상당한 건강상의 위험을 유발한다.
현재 기술 수준에 따른, 대부분의 통상적인, 중성의 건조-믹스 소수화제는 지원 시스템(supported system)이며, 이는 사실상 액체 형태인 소수화제, 예컨대 활성 실란 및/또는 실록산 성분이, 예를 들어, 화학적으로 다소 불활성인 지원 재료(support material)에 적용됨을 의미한다. 이 경우에 적용되는 소수화제의 양은 건조하고 자유-유동성인 분말을 생성할 수 있는 정도이다. 국제 특허 공개 제2010-052201호에 기재된 바와 같이, 지원 재료는 사실상 무기질, 예를 들어, 실리카 및 실리케이트일 수 있거나, 사실상 유기질, 예를 들어, 폴리비닐 알콜일 수 있다. 액체 소수화제는 혼합수와 철저하게 혼합되는 결과로 그의 효과를 나타낸다. 통상의 건조-믹스 소수화제는 일련의 단점들을 가지고 있다. 특히 알킬실록산을 함유하는 제품의 경우에, 분말의 고소수성 및 여전히 물과 혼합되고자 하는 빌딩 재료 위로의 소수화제의 조기 이동은 지연된 초기 혼화성의 문제를 초래한다. 그 결과, 시간의 손실에 추가하여, 지연된 물 습윤의 결과 빌딩 재료로부터 원치 않는 먼지가 형성된다. 그 대신에 가수분해성 (알콕시)실란을 함유하는 통상의 건조-믹스 소수화제는 사용시, 예를 들어, 메탄올과 같이 건강에 유해할 수 있는 휘발성 성분을 내놓는다(국제 특허 공개 제2010-052201호 참조). 더구나, 지원 시스템 내의 활성 실란 성분이 분무-건조 작업 중에도, 후속의 보관 과정 중에도 증발할 수 있다는 것이 공지되어 있다. 이는 또한, 활성 성분 함량을 감소시킨다. 저 분자량 알콕시 라디칼의 대부분을 고-비등점의 글리콜로 대체함으로써 이 단점을 제거하려는 시도가 있었다. 이와 관련하여, 각 경우에, 높은 수-용해도는 소수화 효과의 전제조건이며, 이러한 용해도는 글리콜의 비율이 높아야지만 실현될 수 있다고 생각되었다. 따라서 기술된 제품은 관례적으로 액체 또는 그의 수용액이며, 상응하게 높은 글리콜 농도를 지닌다.
미국 특허 공개 제2887467A호에서는, 예를 들어, 약 150 ℃의 온도에서 수불용성 실세스퀴옥산을 에틸렌 글리콜과 반응시켜 수용성 실세스퀴옥산을 합성하고 있으며; 여기에서는 규소 원자당 적어도 3 당량의 에틸렌 글리콜이 존재하여야만 한다. 따라서, 얻어지는 제품은 원칙적으로 소수화제로 사용하기에 적합하다.
독일 특허 제1076946호는 메틸- 및/또는 에틸알콕시실란(적어도 50 몰%의 모노알킬트리알콕시실란)과 에틸렌 글리콜의 반응에 의한 액체이며 수용성인 반응 산물의 제조 방법을 기술하며; 여기에서는 알콕시기당 에틸렌 글리콜의 1개 초과의 하이드록실기가 사용된다. 트랜스알콕실화에 촉매로 작용하는 것은 (알콕시실란 제조로부터의) HCl의 잔류물이다. 수용액은 특히 석조(masonry) 및 유리 섬유 표면의 소수화에 기여한다. 그러나, 액체는 건조-믹스 첨가제로 사용될 수 없다.
에틸렌 글리콜을 프로필렌 글리콜로 대체하면 수불용성 산물이 얻어지며, >100 ℃의 온도도 내구성이 낮은 수불용성 산물을 초래한다.
독일 특허 제1076946　AS호 및 미국 특허 공개 제2,887,467　A호에 기재된 제품은 수용성 소수화 함침용 조성물이다. 이들은 적합한 소수화제를 얻기 위해서는 규소 원자당 필수적으로 적어도 3배 과량의 극성 치환체가 필요하다는 것을 특징으로 한다. 여기에서 소수화하는 것은 극성기가 아니라 규소계 성분이다. 효과적인 소수화를 위해 적어도 생성된 소수화 산물이 더 이상 수용성이 아닌 정도까지 제거되어야 하는 고 비율의 극성 치환체의 결과, 양호한 효과를 얻기 위해서는 많은 양의 소수화제가 첨가되어야 한다. 극성기의 제거는 가수분해 및 축합에 적합한 반응 조건을 필요로 하며, 이는 이들 산물의 유용성을 제한한다.
독일 특허 제102004056977호 및 또한 국제 특허 공개 제2006/097206호에서, 2.0-2.99 몰 당량의 글리콜(실란 몰 당량 당)과 알킬트리할로실란 또는 알킬트리알콕시실란의 액체, 수용성 또는 자가-에멀젼화 반응 산물이 임의로 발수성 석고 블렌드용 또는 목재, 종이 및 직물의 광물질의 소수화 함침 및 프라이밍용 소수화 첨가제로서 염기(알칼리금속/알칼리토금속 산화물/수산화물)와 조합하여 사용된다.
미국 특허 제2,441,066호는 오가노할로실란과 적어도 2개의 알콜성 하이드록실기를 함유하는 화합물의 반응에 대한 작업을 기술한다. 실란:폴리알콜 중량비는 1.4:1 내지 3.3:1 범위이다. 디- 및 트리할로실란으로부터, 주로 불용성 고체가 얻어진다. 산물은 함침용 조성물로서 작용할 수 있다.
본 발명은 20 ℃에서 고체이며, 하이드로카빌트리할로실란, 하이드로카빌트리하이드로카빌옥시실란, 또는 그의 혼합물 중에서 선택되는 몰 당량의 실란 S, 또는 이들의 부분 가수분해물과 폴리하이드록시 화합물 P가 몰 당량의 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼 당 0.3 내지 1.3 몰 당량의 하이드록실 라디칼이 존재하는 몰비로 반응하여 제조가능한 유기규소 화합물 O를 사용한 기재의 몸체-소수화 방법을 제공한다.
앞에서 언급한 선행기술과 대조적으로, 몰 당량의 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼 당 0.3 내지 1.3 몰 당량의 하이드록실 라디칼이 존재하는 몰비로 1 몰 당량의 실란 S가 폴리하이드록시 화합물 P와 반응함으로써 매우 양호한 소수화를 일으키는 안정한 산물이 얻어진다는 것이 발견되었다. 이들 고체 산물이 낮은 수용해도만을 나타내는 것을 고려하면 이는 더욱더 놀라운 일이다. 이들의 이점은 이들이 즉시사용형 건조-믹스 빌딩 재료 혼합물에 고체로 이용될 수 있다는 점이다. 이들 유기규소 화합물 O는, 예를 들어, 국제 특허 공개 제2006/097206호(여기에는 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼 당 존재하는 1.33 - 1.93 하이드록실 라디칼이 있다)의 글리콜-작용성 실록산보다 더욱 효율적인데, 왜냐하면 소수성이 전개되기 위해 제거되어야만 하는 극성 기의 양이 더 적으며, 따라서 역으로 소수화 실록산 분획의 양이 더 크기 때문이다. 게다가, 이 결과로, 이들 산물이 채용되는 경우 나오는 휘발성 유기 성분의 양이 감소한다.
실란 S의 하이드로카빌 라디칼은 바람직하게 임의로 치환된 C1-C15 하이드로카빌 라디칼이다. C1-C15 하이드로카빌 라디칼의 예는 알킬 라디칼, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸 라디칼; 헥실 라디칼, 예컨대 n-헥실 라디칼; 헵틸 라디칼, 예컨대 n-헵틸 라디칼; 옥틸 라디칼, 예컨대 n-옥틸 라디칼 및 이소옥틸 라디칼, 예컨대 2,2,4-트리메틸펜틸 라디칼; 노닐 라디칼, 예컨대 n-노닐 라디칼; 데실 라디칼, 예컨대 n-데실 라디칼; 도데실 라디칼, 예컨대 n-도데실 라디칼; 알케닐 라디칼, 예컨대 비닐 및 알릴 라디칼; 사이클로알킬 라디칼, 예컨대 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 라디칼, 및 메틸사이클로헥실 라디칼; 아릴 라디칼, 예컨대 페닐, 나프틸, 안트릴 및 페난트릴 라디칼; 알크아릴 라디칼, 예컨대 o-, m-, 및 p-톨릴 라디칼; 크실릴 라디칼 및 에틸페닐 라디칼; 아르알킬 라디칼, 예컨대 벤질 라디칼, 알파- 및 β-페닐에틸 라디칼이다.
치환된 C1-C15 하이드로카빌 라디칼의 예는 불소, 염소, 브롬 및 요오드 원자에 의해 치환된 알킬 라디칼, 예컨대 3,3,3-트리플루오로-n-프로필 라디칼, 2,2,2,2',2',2'-헥사플루오로이소프로필 라디칼, 헵타플루오로이소프로필 라디칼, 및 할로아릴 라디칼, 예컨대 o-, m-, 및 p-클로로페닐 라디칼(여기에서 실란 S는 하이드로카빌옥시실란이다), 아미노 작용기에 의해 치환된 알킬 라디칼, 예컨대 3-아미노프로필 라디칼, N-페닐아미노메틸 라디칼, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필라디칼, N-몰폴리노메틸 라디칼, N-옥틸아미노메틸 라디칼, 티올 작용기에 의해 치환된 알킬 라디칼, 예컨대 티오프로필 라디칼, 에폭시 작용기에 의해 치환된 알킬 라디칼, 예컨대 글리시딜옥시프로필 라디칼, 및 에틸사이클로헥센 옥사이드 라디칼이다. 특히 바람직한 것은 비치환된 C1-C8 알킬 라디칼이며, 더욱 특히 메틸 라디칼 및 에틸 라디칼이다.
실란 S의 하이드로카빌옥시 라디칼은 바람직하게 C1-C15 하이드로카빌옥시 라디칼이다. C1-C15 하이드로카빌옥시 라디칼의 예는 이가의 산소 원자를 통해 규소 원자에 결합된 상기 C1-C15 하이드로카빌 라디칼이다. 특히 바람직한 것은 비치환된 C1-C3 알킬 라디칼이고, 더욱 특히 메틸 라디칼 및 에틸 라디칼이다.
실란 S의 할로 라디칼은 바람직하게 클로로 라디칼이다.
실란 S는 적은 비율로, 바람직하게 5 몰% 이하, 더욱 특히 2　몰% 이하로 디하이드로카빌디할로실란, 트리하이드로카빌할로실란, 테트라할로실란, 디하이드로카빌디하이드로카빌옥시실란, 트리하이드로카빌하이드로카빌옥시실란, 및 테트라하이드로카빌옥시실란 중에서 선택된 실란을 추가로 포함할 수 있다.
실란 S는 또한 적은 비율로, 바람직하게 5 몰% 이하, 더욱 특히 2　몰% 이하로 가수분해에 의해 실란 S로부터 형성되는 실록산을 추가로 포함할 수 있다.
실란 S는 또한, 예를 들어, 메틸클로로실란 제조로부터의 증류 잔류물로부터 적은 비율로, 바람직하게 5 몰% 이하, 더욱 특히 2　몰% 이하의 디실란을 추가로 포함할 수 있다.
할로 라디칼 및 하이드로카빌옥시 라디칼 이외에도, 실란 S는 적은 비율로, 바람직하게 10　몰% 이하, 더욱 특히 5　몰% 이하의 Si-결합된 수소를 포함할 수 있다.
폴리하이드록시 화합물 P는 총 40개 이하의 탄소 원자, 바람직하게 25개 이하, 더욱 특히 15개 이하의 탄소 원자를 지닌 선형 또는 분지형, 단량체성 또는 올리고머성 C2-C6 글리콜, 및 또한 혼합 글리콜, 더욱 특히 C2-C4 글리콜, 3 내지 12개의 탄소 원자를 가지는 트리-, 테트라-, 펜타-, 및 헥사-하이드록시 화합물, 및 C2-C12 하이드록시카복실산을 바람직하게 포함한다.
글리콜 중에서 사용가능한 것으로 특히 바람직한 것은 에틸렌 글리콜 또는 그의 올리고머, 프로필렌 글리콜 또는 그의 올리고머, 및 또한 프로필렌 글리콜과 에틸렌 글리콜 단위를 갖는 혼합 글리콜이다. 올리고머는 바람직하게 6개 이하, 더욱 특히 3개 이하의 단량체 단위를 가진다. 분지형 또는 선형 C2-C25 글리콜 라디칼의 예로는 알파, 오메가-디하이드록시-작용성 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜(=1,2-프로판디올), 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 피나콜, 디-, 트리-, 및 테트라에틸렌 글리콜, 디-, 트리-, 및 테트라프로필렌 글리콜, 1 - 5개의 에틸렌 글리콜 단위 및 1 - 5개의 프로필렌 글리콜 단위를 갖는 알파, 오메가-디하이드록시-작용성 혼합 글리콜, 및 또한 그의 혼합물, 및 비스-(하이드록시메틸)우레아를 들 수 있다. 특히 바람직한 것은 프로필렌 글리콜 및 에틸렌 글리콜, 더욱 특히 프로필렌 글리콜이다.
3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 트리-, 테트라-, 펜타-, 및 헥사-하이드록시 화합물 중에서 특히 바람직한 것은 3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 트리-, 테트라-, 펜타-, 및 헥사-하이드록시 화합물이다. 예로는 글리세롤, 1,2,4-부탄트리올, 1,1,1-트리스(하이드록시메틸)에탄, 펜타에리트리톨, 메소-에리트리톨, D-만니톨, 사카라이드, 예컨대 D-(+)-만노즈, D-(+)-글루코즈, 및 D-프락토즈를 들 수 있다. 또한, 그의 축합 산물의 경우에, 디- 및 폴리사카라이드, 예컨대 D-(+)-수크로즈, 사이클로덱스트린, 셀룰로즈 및 전분, 및 또한 그의 유도체, 예를 들어, 이들의 메틸, 에틸 및 하이드록시에틸 유도체, 또는 부분적으로 또는 완전히 가수분해된 폴리비닐 아세테이트도 사용될 수 있다.
C2-C12 하이드록시카복실산, 바람직하게 C2-C8 하이드록시카복실산 중에서 특히 바람직한 것은 방향족 및 선형 또는 분지형 하이드록시알킬카복실산, 예컨대 살리실산, 만델산, 4-하이드록시벤조산, 2,4-디하이드록시벤조산, 3,5-디하이드록시벤조산, 글리콜산, 락트산, 2,2-비스-(하이드록시메틸)프로피온산, 타르타르산, 시트르산, 3-하이드록시부티르산, 2-하이드록시이소부티르산이고; 특히 바람직한 것은 선형 또는 분지형 하이드록시알킬카복실산, 더욱 특히 락트산이다.
실란 S에서 할로 또는 하이드로카빌옥시 몰 당량 당, 폴리하이드록시 화합물 P에서 유래한 하이드록실기를 적어도 0.5 몰 당량, 더욱 바람직하게 적어도 0.7, 더욱 특히 적어도 0.9, 및 바람직하게 1.3 이하, 더욱 바람직하게 1.2 이하, 더욱 특히 1.1 이하로 사용하는 것이 바람직하다.
하이드로카빌옥시 라디칼, 더욱 바람직하게 알킬트리알콕시실란을 지닌 실란 S를 사용하는 것이 바람직하다. 예로는 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, 이소프로필트리메톡시실란, n-부틸트리메톡시실란, 2-메틸-1-프로필트리메톡시실란, 2-부틸트리메톡시실란, 사이클로헥실트리메톡시실란, 2-사이클로헥실-1-에틸트리메톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, 이소헥실트리메톡시실란, n-헵틸트리메톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, 이소옥틸트리메톡시실란, 데실트리메톡시실란, 운데실트리메톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 및 헥사데실트리메톡시실란을 들 수 있다.
반응은 전형적으로 0 ℃ 내지 200 ℃, 바람직하게 20 ℃ 내지 120 ℃ 범위의 온도에서 일반적인 방법에 따라 진행되며, 한 성분, 예를 들어, 실란 S를 먼저 도입하고 다른 성분, 예를 들어, 폴리하이드록시 화합물 P를 계량하여 도입하거나, 연속 요법에 도움이 되는 양쪽 성분의 병행 계량에 의해 진행되기도 한다. 여기에서 - 특히 고체를 사용하는 경우 - 용매를 사용할 수 있다. 반응, 특히 하이드로카빌트리하이드로카빌옥시 실란의 반응을 가속하기 위하여, 산(예: 염산, 황산, 아세트산, 인산, 암모늄염) 또는 염기(예: 소듐 메톡사이드, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 불화칼륨)와 같은 촉매를 사용할 수 있다. 할로겐화 수소가 제거되면, 이는 반응 혼합물로부터 기체 형태로 쉽게 제거될 수 있으며, 이용을 위해 옮겨진다. 알콜 제거 산물이 형성되면, 이는 증류에 의해 쉽게 제거될 수 있지만, 단, 이는 반응물질과의 비등점 차이가 있어야만 허용되며, 마찬가지로 이용을 위해 옮겨진다(예를 들어, 하이드로카빌트리하이드로카빌옥시 실란의 제조를 위한 원료 재료로서 재생 이용된다).
일반적으로, 그러나 바람직하게 실란 S의 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼에 대해 화학양론적 양의 OH를 사용하는 경우, 유기규소 화합물 O에서 잔류 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼의 비를 최소화하기 위하여 반응 혼합물에 물을 첨가할 수 있다. 이 방법을 통해 얻을 수 있는 고체 유기규소 화합물 O도 본 발명에 의해 제공된다. 이들은 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼 몰 당량 당 존재하는 하이드록실 라디칼 0.3 내지 1.3 몰 당량의 몰비로 상기 정의된 바와 같은 실란 S를 폴리하이드록시 화합물 P와 반응시켜 제조되며, 동시에 폴리하이드록시 화합물 P의 정량적 변환에 의해 여전히 이론적으로 잔류하는 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼을 가수분해하기에 적어도 충분하지만 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼의 몰 당량 당 2 몰 당량을 초과하지 않는 물 분획이 존재한다.
열 전달을 개선하기 위하여, 더욱 특히 알칸, 방향족 및 알킬방향족과 같은 탄화수소 그룹 중에서 선택된 불활성 용매가 바람직하게 첨가된다. 더욱 특히 바람직한 것은 유리되는 알콜 및/또는 물과 공비혼합물을 형성하는 물질 또는 조성물이며, 이는 결과적으로 알콜의 제거를 촉진하고/하거나 건조를 촉진한다.
유기규소 화합물 O에서, 잔류하는 할로 라디칼의 농도는 바람직하게 1 wt% 미만, 더욱 바람직하게 0.1 wt% 미만이고, 하이드로카빌옥시 라디칼의 농도는 Si의 몰을 기준으로 하여 바람직하게 35 몰% 미만, 더욱 바람직하게 25 몰% 미만, 더욱 특히 10　몰% 미만이다.
하이드로카빌트리하이드로카빌옥시 실란이 실란 S로 사용되고 하이드록시카복실산이 폴리하이드록시 화합물 P로 사용되는 경우, 유리되는 산과 알콜은 반응 중에 에스테르를 형성할 수 있다. 이 경우에, 채용되는 반응물질의 화학양론은 유기규소 화합물 O에서의 몰비에 정확하게 상응하지 않는다. 그러나, 이는 단지 미미한 정도로만 일어나며, 특히 물성 프로파일이 적용(application)을 해치는 경우, 도입 재료의 몰비의 적절한 순응에 의해 보완될 수 있다. 형성될 수 있는 에스테르는 건조 작업 중에 증류될 수 있거나, 반응 혼합물에 잔류할 수 있다. 반응 조건, 예컨대 온도 및 압력을 변화시킴으로써 에스테르화를 억제할 수 있다. 반응 혼합물 중에 유리된 알콜의 농도를 낮게 유지시키기 위하여, 반응을 바람직하게 감압 및/또는 승온 하에 수행함으로써 평형 상태로부터 알콜을 영구적으로 제거한다.
불완전 변환은 또한, 반응물질이 채용되는 비에 대해 유기규소 화합물 O의 몰비 변화를 유발한다. 이는 필요한 경우 당업자에 의해 반응 조건, 예컨대 몰비, 온도, 반응 시간의 변화를 통해 쉽게 교정된다.
적용에 있어서, 기재에서, 실리콘 수지 네트워크가 유기규소 화합물 O로부터 형성되고, 현저한 소수성이 얻어진다. 유기규소 화합물 O와 소수화시키고자 하는 기재를 사용하여, 바람직하게 분말 형태인 빌딩 재료 혼합물을 얻는 것이 바람직하다. 빌딩 재료 혼합물은 바람직하게 시멘트 및/또는 석고를 기본으로 한다. 이들 빌딩 재료 혼합물은 바람직하게 건축 현장에서 인 사이투로 가공된다. 빌딩 재료 혼합물은, 예를 들어, 내부 및 외부 렌더(render), 충전 화합물, 시멘트계 접착제, 예컨대 타일 접착제 및 기타 접착제, 스크리드(screed) 및 치장 벽토 회반죽(stucco plaster)을 포함한다.
그러나, 유기규소 화합물 O는 생산 작업 중에 조 혼합물에 첨가됨으로써 완성품의 소수화 처리에 사용될 수도 있다. 그의 예로는 특히 석고 플라스터보드, 석고 섬유보드, 시멘트 섬유보드, 건축 외장 요소, 및 석고 벽면 패널을 생산하기 위한 컨베이어-라인 석고를 들 수 있다. 특히 바람직한 것은 석고계 빌딩 재료에서 사용하는 것이다. 유기규소 화합물 O는 매우 효율적인 소수화제이며, 빌딩 재료 혼합물에 1 중량% 미만의 비율로 존재하는 경우에도 5　wt% 미만으로 DIN EN 520에 따른 물 흡수의 감소를 나타낸다.
고체 유기규소 화합물 O는 물질 자체로 몸체-소수화에 사용될 수 있거나, 다른 성분들과 함께 제제로서 사용된다. 이들은 소수화시키고자 하는 고체 빌딩 재료에 바람직하게 고체로서 혼합된다(건조-믹스 적용). 이들은 공정 직전에 물과 혼합되면 이들의 활성이 전개된다. 적어도 하나의 유기규소 화합물 O 및 물을 포함하는 석고 제품의 경우에 생산 작업 중에 사용되는 이들의 가장 단순한 제제는 수성의 시멘트계 또는 석고계 분산액 또는 현탁액, 및 또한 석고계 슬러리이다. 이러한 제제는 또한, 통상적으로 사용되는 소수화제, 예컨대 상기 원용된 문서에서 언급된 실란, 실록산, 실리코네이트, 및 실리케이트, 및 또한 임의로 추가의 유화제를 포함할 수 있다.
수성, 비수성 또는 용매계 제제가 유기규소 화합물 O와 다른 성분들을 조합하여 얻어지며, 이들 조합이 자동적으로 균질한 혼합물을 생성하지는 않는다.
본 발명의 방법을 실행하기 위한 제제를 생산하는데 사용될 수 있는 성분은, 예를 들어, 다음과 같다:
- H-실록산,
- 부가적으로 오가노작용성 라디칼 또는 알킬 또는 아릴 라디칼을 가질 수 있는 알콕시- 및 아릴옥시실란, 및 또한 이로부터 얻을 수 있는 가수분해물 및 축합물, 및 또한 이들의 혼합물,
- 알킬 또는 아릴 실리코네이트,
- 소듐 또는 포타슘 물유리,
- 하나 이상의 메틸기 대신에 다른 유기기, 예컨대 메틸 라디칼 이외의 하이드로카빌 라디칼을 운반할 수 있는 폴리디메틸실록산 오일(이들 하이드로카빌 라디칼에서 탄소쇄는 헤테로원자, 예컨대 S, N, O, P 등 또는 그밖에 존재할 수 있는 유기 작용기의 혼입의 결과 중단될 수 있다),
- 실리콘 수지,
- 하나 이상의 유기 용매, 예컨대 방향족 용매, 케톤, 에스테르, 알콜, 지방족 및 사이클로지방족 용매, 이온성 액체, 및 글리콜,
- 물,
- 유기 계면활성제,
- 유기 중합체, 예컨대 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아크릴레이트, 스티렌 아크릴레이트 공중합체, 폴리비닐부티랄, 폴리우레탄, 및 폴리에폭시드,
- 선형 및 분지형, 임의로 유기적으로 작용화된 폴리하이드록실화 탄화수소, 예컨대 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 및 고급 글리콜, 당, 예컨대 글리코즈, 만노즈 및 헥소즈,
- 시멘트,
- 석고,
- 석회,
- 또는 열거된 성분들의 조합(여기 열거된 성분들 이외에, 빌딩 재료 제제를 생성하는데 사용될 수 있는 종류의 다른 것도 사용가능하다).
혼합시키고자 하는 성분이 균질하고 균일한 활성 성분 혼합물로 가공될 수 있는 것이 여기에서 절대적으로 요구되지는 않는다. 임의로, 복수의 액체 상 또는 고체 및 액체 상으로 구성된 다중상 혼합물이 형성될 수 있으며, 생성된 산물의 밀도(consistency)는 저점도 유체 또는 페이스트 또는 크림, 또는 분말의 것일 수 있다. 제제는 바람직하게 페이스트와 유사하거나 고체이며, 더욱 바람직하게 고체이다.
유기규소 화합물 O는 염기성이 아니며; pH는 10 미만이다. 따라서, 유기규소 화합물 O는 염기성이 아닌 빌딩 재료를 소수화하기 위한 제제를 얻기 위해 사용될 수 있다. 염기성이 아님은 물과 접촉하였을 때 제제가 10 미만의 pH에 도달함을 의미한다.
예를 들어, 섬유 시멘트, 콘크리트, 염기성 석고 등과 같은 염기성 빌딩 재료의 소수화의 경우에, 제제 자체가 염기성 활성화제를 포함할 필요는 없다. 석고와 같은 중성 기재에서는, 염기성 활성화제를 사용하여 소수성을 신속하게 전개시킬 수 있다. 이 경우에 염기성 성분이 제제 자체 내로 혼입될 수 있으며, 그 결과로서 제제의 유용성이 제한되지 않는 경우에는, 후속의 적용에서만 방출되거나 제제 내의 추가 개질없이 사용되는 방식으로 제제 내부에서 임의로 마스킹될 수 있다. 이 염기성 성분은 그 자체로 소수화 효과를 보유할 필요가 없다. 이는 촉매량으로만 요구된다. 활성화를 위해 염기성 성분을 사용하는 경우의 통상적인 양은 채용된 유기규소 화합물 O의 질량을 기준으로 하여 0.01 - 5.0 중량% 범위이며, 목적하는 속도의 소수성 전개 및/또는 각 성분의 촉매적 효과의 정도에 따라 선택된다. 염기성 활성화제의 예로는 생석회 또는 소석회, 알칼리금속 또는 알칼리토금속 수산화물, 시멘트, 유기 아민 화합물, 알칼리금속 실리케이트 및 알칼리금속 실리코네이트를 들 수 있다. 마찬가지로 산성 활성화제도 채용가능하며, 상응하는 예는 유기 카복실산 또는 암모늄 화합물이다.
제제는 바람직하게 수성 제제, 분산액 또는 현탁액의 형태로 사용된다. 수성 제제를 생성하기 위하여 계면활성제가 사용될 수 있거나, 또는 이들은 유기규소 화합물 O를 직접 물에 도입함으로써 계면활성제의 첨가 없이 제조될 수 있다. 특히 유기규소 화합물 O가 물에서 자가-에멀젼화되는 경우에 계면활성제를 사용하지 않고 수성 제제를 제조하는 것이 가능하다.
상기 화학식의 모든 기호는 각 경우에 독립적인 정의를 가진다. 모든 화학식에서 규소 원자는 4가이다.
하기 본 발명의 실시예 및 비교 실시예에서, 각 경우에 달리 언급되지 않는 한, 모든 양적 수치 및 퍼센트 수치는 중량을 기준으로 하며, 모든 반응은 0.10 MPa(abs.)의 압력하에 수행된다.
제조 실시예 1: 메틸트리메톡시실란 및 프로필렌 글리콜(프로판-1,2-디올)의 반응 산물(1:1.5 ⇒ (프로필렌 글리콜)OH : MeO = 1.0)
질소를 사용하여 불활성화되고, 패들 교반기, 적하 깔대기, 온도계 및 환류 응축기가 달린 물 분리기가 장착된 500 ml 5-구 둥근바닥 플라스크에서, 100 g의 이소파르 E(ExxonMobil로부터 상업적으로 구입가능한, 113 - 143 ℃의 비등범위를 갖는 이소파라핀 탄화수소 혼합물) 중의 50　g(0.36　mol)의 메틸트리메톡시실란 (Wacker Chemie AG로부터 상업적으로 구입가능) 용액을 환류할 때까지 가열하였다. 이소파르 E를 사용하여 물 분리기의 위 끝부분까지 채웠다. 교반하면서, 41.2　g(0.54 mol)의 프로필렌 글리콜(= 1,2-프로판디올, Sigma Aldrich로부터 구입 가능)을 16분간 계량하여 넣었다. 혼합물을 30분간 환류하에 가열하였다. 이 가열중에, 비등점이 90 ℃에서 77 ℃로 떨어졌다. 증류액이 물 분리기에서 하부 상(lower phase)으로 분리되었다. 118 ℃의 비등점 이하에서, 42.9　g의 맑은 무색의 증류액을 수집하였고, 이를 기체 크로마토그래피로 분석한 결과 71.4% 메탄올, 4.5% 메틸트리메톡시실란, 및 21.2% 이소파르 E를 함유하였다. 회수된 메틸트리메톡시실란의 양을 고려하면, 메틸트리메톡시실란 중 91%의 메톡시 라디칼이 제거되었고, 따라서 실란/글리콜 몰비는 1:1.56이었다. 증류 중의 반응 혼합물 정착물은 페이스트와 유사한 백색 고체였으며, 그 후 이를 플라스크 안에서 100 ℃/5　mbar로 일정한 중량이 될 때까지 건조하였다. 51 g의 미세한 백색의 자유-유동성 분말이 분리되었고, 그의 고체 함량은 55%였다(160 ℃에서 Mettler Toledo로부터의 HR73 할로겐 수분 분석기 고체-함량 저울을 사용하여 측정함).
물 중의 10% 현탁액을 제조하고(1　g의 고체가 9　g의 물에 들어 있음), 22 ℃에서 약 10분간 교반하고 5　㎛ 필터를 통해 여과하였다. 상기 언급된 방법에 의해 측정된 여액의 고체 함량은 0.34%였다(5%의 고체가 용해되었음을 의미함).
제조 실시예 2: 메틸트리메톡시실란, 글리세롤(프로판-1,2,3-트리올) 및 물의 반응 산물(1:0.5:1 ⇒ (글리세롤)OH : OMe = 0.5)
질소를 사용하여 불활성화되고, 패들 교반기, 적하 깔대기, 온도계 및 환류 응축기가 장착된 500 ml 5-구 둥근바닥 플라스크에서, 69.3 g(0.5 mol)의 메틸트리메톡시실란(Wacker Chemie AG로부터 상업적으로 구입가능) 및 100　g의 메탄올 혼합물을 환류까지 가열하였다. 23.3　g(0.25　mol)의 글리세롤(Aldrich로부터 상업적으로 구입가능) 및 4.5　g(0.25　mol)의 탈염수 용액을 10분간 교반하면서 계량하여 넣었다. 혼합물을 1시간 동안 환류(66 ℃)로 유지하였다. 그 후, 플라스크와 환류 응축기 사이에 물 분리기를 설치하고, 사이클로헥산(Merck로부터 상업적으로 구입가능)으로 채웠다. 185　g의 사이클로헥산을 혼합물에 가하고, 이를 비등할 때까지 가열하였다(75 ℃). 물 분리기에서, 증류액을 상부 상과 하부 상으로 분리하였다. 총 188.7 g의 하부 상을 얻었다. 기체 크로마토그래피로 분석한 결과, 이 상은 63.6% 메탄올, 2.7% 메틸트리메톡시실란 및 33.6% 사이클로헥산을 함유하였다. 잔류물을 160　g의 사이클로헥산, 4.5　g(0.25　mol)의 탈염수 및 0.2 g의 진한 염산과 혼합하였다. 물 분리기에서 환류(79 ℃) 온도로 가열하였다. 증류액은 물 분리기에서 상부 상 및 하부 상으로 분리되었다. 총 16　g의 하부 상이 얻어졌다. 기체 크로마토그래피로 분석한 결과, 이는 83% 메탄올, 9.1% 물 및 7.8% 사이클로헥산을 함유하였다. 회수된 메틸트리메톡시실란의 양을 고려하면, 메틸트리메톡시실란에서 75%의 메톡시 라디칼이 제거되었고, 이에 따라 실란/글리세롤 몰비는 1:0.54였다. 증류 과정 중에, 반응 혼합물은 백색 현탁액을 형성하였고, 이는 100 ℃/1　hPa에서 증발되어 건조되었다. 48.7　g의 미세한 백색의 자유-유동성 분말이 분리되었고, 이의 고체 함량은 80.2%였다(160 ℃에서 Mettler Toledo로부터의 HR73 할로겐 수분 분석기 고체-함량 저울을 사용하여 측정함).
물 중의 10% 현탁액을 제조하고(1　g의 고체가 9　g의 물에 들어 있음), 22 ℃에서 약 10분간 교반하고 5　㎛ 필터를 통해 여과하였다. 상기 언급된 방법에 의해 측정된 여액의 고체 함량은 1.9%였다(23%의 고체가 용해되었음을 의미함).
고체의 원소 분석 결과 23.2% Si, 28% C 및 6.5% H를 얻었으며, 이는, 예를 들어, 대략적으로 하기 화학식에 상응한다:
Figure pct00001

제조 실시예 3: 메틸트리메톡시실란, 락트산(2-하이드록시프로피온산) 및 물의 반응 산물(1:1.5:1.3 ⇒ (락트산)OH : MeO = 1.0)
질소를 사용하여 불활성화되고, 패들 교반기, 적하 깔대기, 온도계 및 환류 응축기가 달린 물 분리기가 장착된 500 ml 5-구 둥근바닥 플라스크에서, 50　g(0.36　mol)의 메틸트리메톡시실란(Wacker Chemie AG로부터 상업적으로 구입가능) 및 100　g의 이소파르 E(ExxonMobil로부터 상업적으로 구입가능한, 113 - 143 ℃의 비등범위를 갖는 이소파라핀 탄화수소 혼합물)를 50 ℃에서 초기 충전물로 도입하였다. 이소파르 E를 사용하여 물 분리기의 위 끝부분까지 채웠다. 교반하면서, 56.7 g(0.54 mol)의 락트산(85% 형태, Sigma로부터 구입가능, 8.5　g(0.47　mol)의 물 함유)을 11분간 계량하여 넣었다. 이 첨가 중에, 혼합물을 62 ℃까지 가열하였다. 반시간 동안 환류 온도로 가열한 다음 증류액을 취하여 물 분리기에서 2개의 액체 상으로 분리하였다. 116 ℃의 비등 온도이하에서, 48.5　g의 맑은 무색의 증류액이 하부 상으로 수집되었고, 기체 크로마토그래피 분석 결과 이 상은60.9% 메탄올, 10% 락트산, 25.6% 메틸 락테이트 및 3.2% 이소파르 E를 함유하였다. 따라서, 메틸트리메톡시실란에 존재하는 96%의 메톡시 라디칼이 메탄올 또는 메틸 락테이트의 형태로 제거되었다. 증류 과정 중에 반응 혼합물로부터 백색 고체가 침전되었다. 스트리핑에 의해 휘발성 성분을 제거하여 52.2　g의 미세한 백색의 자유-유동성 분말을 얻었으며, 그의 고체 함량은 60%였다(160 ℃에서 Mettler Toledo로부터의 HR73 할로겐 수분 분석기 고체-함량 저울을 사용하여 측정함). 증류액의 양 및 조성은 MeSiO3/2　:　락트산 몰비가 1:1, 즉, (락트산)OH : MeSi　=　0.67인 것으로 나타났다.
원소 분석의 결과, 분말은 18.9　wt% 규소를 함유하였으며, 이는 하기 평균적인 화학식에 잘 들어맞았다: MeSi(O2/2)(OH)(CH3CH(O1/2)COO1/2).
물 중의 10% 현탁액을 제조하였고(9　g의 물 중의 1　g의 고체), 약 10분간 22 ℃에서 교반하고 5　㎛ 필터를 통해 여과하였다. 상기 언급한 방법에 의해 측정된 여액의 고체 함량은 2.47%였다(35%의 고체가 용해되었음을 의미함).
제조 실시예 4: 메틸트리메톡시실란, 글리세롤(프로판-1,2,3-트리올) 및 물의 반응 산물(1:0.33:2 ⇒ (글리세롤)OH : MeO = 0.33)
질소를 사용하여 불활성화되고, 패들 교반기, 적하 깔대기, 온도계 및 환류 응축기가 장착된 500 ml 5-구 둥근바닥 플라스크에서, 69.3 g(0.5 mol)의 메틸트리메톡시실란(Wacker Chemie AG로부터 상업적으로 구입가능) 및 100　g의 메탄올을 환류할 때까지 가열하였다. 10분 동안 15.3　g(0.165　mol)의 글리세롤(Aldrich로부터 상업적으로 구입가능) 및 18　g(1　mol)의 탈염수 용액을 교반하면서 계량하여 넣었다. 혼합물을 2시간 동안 환류하였다(67 ℃). 그 후, 물 분리기를 플라스크와 환류 응축기 사이에 설치하고, 이소파르 E(ExxonMobil로부터 상업적으로 구입가능한, 113 - 143 ℃의 비등범위를 갖는 이소파라핀 탄화수소 혼합물)로 채웠다. 208　g의 이소파르 E를 혼합물에 첨가하고, 이를 비등할 때까지 가열하였다. 물 분리기에서, 증류액을 상부 상과 하부 상으로 분리하였다. 119 ℃의 비등 온도 이하에서 179.5　g의 하부 상을 얻었다. 기체 크로마토그래피에 의한 분석에 따르면, 이는 88.4% 메탄올, 7.4% 이소파르 E 및 4.2% 물을 함유하였다. 따라서, 메톡시 라디칼이 정량적으로 제거되었다. 증류 과정 중에, 반응 혼합물은 백색 현탁액을 형성하였으며, 이를 100 ℃/1　hPa에서 건조될 때까지 증발시켰다. 53.3　g의 미세한 백색의 자유-유동성 분말을 분리하였으며, 그의 고체 함량은 83.3%였다(160 ℃에서 Mettler Toledo로부터의 HR73 할로겐 수분 분석기 고체-함량 저울을 사용하여 측정함).
물 중의 10% 현탁액을 제조하였고(9　g의 물 중의 1　g의 고체), 약 10분간 22 ℃에서 교반하고 5　㎛ 필터를 통해 여과하였다. 상기 언급한 방법에 의해 측정된 여액의 고체 함량은 0.28%였다(3.3%의 고체가 용해되었음을 의미함).
제조 실시예 5: 메틸트리메톡시실란, 락트산(2-하이드록시프로피온산) 및 물의 반응 산물(1:0.95:1.5 ⇒ (락트산)OH : MeO = 0.63)
오일 배쓰를 사용하여 60 ℃로 조정되고, 패들 교반기, 2개의 적하 깔대기, 온도계 및 상단에 탑재된 증류 어셈블리가 장착된 500 ml 5-구 둥근바닥 플라스크에서, 진공 펌프를 사용하여 압력을 300　hPa로 설정하였다. 35.9　g(0.34 mol)의 락트산(85% 형태, Sigma로부터 상업적으로 구입가능, 5.4 g(0.3 mol)의 물 함유) 및 4.4 g(0.24　mol)의 물을 포함하는 용액을 45분에 걸쳐 플라스크 내로 계량하여 가하면서 50　g(0.36　mol)의 메틸트리메톡시실란(Wacker Chemie AG로부터 상업적으로 구입가능)을 교반하면서 2개의 적하 깔대기로부터 가하였다. 휘발성 성분이 리시버(receiver)에 수집되는 동안 잔류물이 점차 점성으로 되었다. 계량이 끝난 후에, 1시간 동안 완전한 진공(5　hPa)하에 건조시켰다. 37.4　g의 맑은 무색의 증류액이 분리되었고, 기체 크로마토그래피에 의한 분석 결과 91.3% 메탄올(= 이론량의 98.5%), 4.1% 메틸 락테이트(= 사용된 락트산의 4.3%) 및 4.1% 물을 함유하였다. 그리고 잔류물로서 52.3　g의 곱게 미립자로 되고 57.6%의 고체 함량(160 ℃에서 Mettler Toledo로부터의 HR73 할로겐 수분 분석기 고체-함량 저울을 사용하여 측정함)을 지닌 백색 분말이 얻어졌다. 증류액의 양과 조성은 MeSiO3/2 : 락트산의 몰비가 1:0.91, 즉, (락트산)OH : MeSi = 1.1임을 나타내었다.
하기 적용 실시예에서, 분말 형태의 표준 상업적 석고 플라스터 또는 석고 충전 화합물(골드밴드 라이트 마감 플라스터, MP　75 기계-적용 플라스터 및 유니플롯 충전 화합물, Knauf Gips KG으로부터 구입, Iphofen, Germany)을 건조 형태의 상기 제조 실시예로부터 얻은 유기규소 화합물 O의 다양한 양과 효과적으로 혼합하였다. 그 후에, 이들 건조 믹스를 교반하면서 혼합수에 나누어 첨가하고, 팩 위에 표시된 요법에 따라, 물과 믹스를 전기적으로 작동하는 패들 교반기를 사용하여 적당한 속도로 함께 교반하여 균질한 슬러리를 형성하였다(골드밴드 라이트 마감 플라스터: 300　g 석고 분말 및 200　g 물; MP　75 기계-적용 플라스터: 300　g 석고 분말 및 180　g 물; 유니플롯 충전 화합물: 300　g 석고 분말 및 180　g 물 - 각 경우에 팩 지침에 따름). 생성된 슬러리를 PVC 링(직경: 80　mm, 높이 20　mm)에 붓고, 석고를 24시간에 걸쳐 23 ℃ 및 50% 상대 대기 습도에서 경화시켰다. 석고 시험 시편을 링으로부터 탈형한 후에 시험 시편을 40 ℃의 강제-공기 건조 캐비넷 안에서 일정한 중량이 될 때까지 건조시켰다. DIN　EN　520에 따른 물 흡수를 측정하기 위하여, 건조 중량을 측정 한 후 시험 시편을 120분간 물 밑에 보관하였고, 이때 시료를 금속 격자판 위에 수평으로 위치시키고 시험 시편의 가장 높은 점 위로 물 수위가 5 mm 되도록 하였다. 120분 후 시험 시편을 물에서 꺼내고 물에 의해 포화된 스폰지 위로 물이 떨어지게 하였으며, 하기 식에 따라 습윤 중량과 건조 중량으로부터 퍼센트 물 흡수를 계산하였다:
퍼센트 물 흡수 = {[질량(습윤)-질량(건조)]/질량(건조)}·100%
적용 실시예 1: 메틸트리메톡시실란과 프로필렌 글리콜의 1:1.5 반응 산물(제조 실시예 1의 산물)을 사용한 석고 충전 화합물(Knauf UNIFLOTT®)의 소수화
표 1은 적어도 0.6　wt% 이상의 첨가 수준에서부터 2가지 석고 플라스터의 물 흡수가 5　wt% 한계 미만으로 내려감을 보여준다. 그러나, 제조 실시예 1의 산물은 석고 충전 화합물에 특히 적합하여 - 여기에서는 0.2　wt%의 가장 낮은 첨가 수준에서도 5 wt% 한계 미만의 물 흡수를 보였다.
적용 실시예 2: 메틸트리메톡시실란, 글리세롤(프로판-1,2,3-트리올) 및 물의 1:0.5:1 반응 산물(제조 실시예 2의 산물)을 사용한 2가지 석고 플라스터의 소수화
표 1은 메틸트리메톡시실란, 글리세롤 및 물의 반응 산물도 매우 효율적으로 석고 플라스터를 소수화시킴을 보여준다. 이 경우에 단지 0.4%의 첨가 수준에서 5　wt% 미만의 물 흡수를 나타내었다.
적용 실시예 3: 메틸트리메톡시실란, 락트산(2-하이드록시프로피온산) 및 물의 1:1.5:1.3 반응 산물(제조 실시예 3의 산물)을 사용한 2가지 석고 플라스터의 소수화
메틸트리메톡시실란과 락트산 및 물의 반응 산물은 매우 효율적이며, 2가지 상이한 석고 플라스터에서 특히 효과적인 소수화제인 것으로 입증되었다. 표 1에서 입증되는 바와 같이, 이 실시예에서의 물 흡수는 사용된 석고 플라스터에 따라 단지 0.2　wt% 이상의 첨가 수준에서 2% 미만이었다.
적용 실시예 4: 메틸트리메톡시실란, 글리세롤(프로판-1,2,3-트리올) 및 물의 1:0.33:2 반응 산물(제조 실시예 4의 산물)을 사용한 2가지 석고 플라스터의 소수화
제조 실시예 4의 경우에, 사용된 글리세롤의 양은 제조 실시예 2와 비교하여 감소되었다. 소수화 효율은 적용 실시예 2에 비해 저하되었다 - 매뉴얼 플라스터의 경우에, 0.6%의 첨가 수준에서도 물 흡수는 5　wt% 미만으로 떨어지지 않았다.
적용 실시예 5(비교 실시예, 본 발명이 아님):
보통의 건조-믹스 소수화 첨가제 SILRES® POWDER G(Wacker Chemie AG)와의 비교에 의해 현재 상업적으로 구입가능한 제품과의 차이를 명백히 알 수 있다. 단지 1.4%의 SILRES® POWDER　G 첨가 수준에 의해 매뉴얼 석고 플라스터에 의한 10% 모세관 물 흡수가 달성되었고; 1.6%의 SILRES® POWDER　G를 사용하여 5% 미만의 모세관 물 흡수가 달성되었다.
적용 실시예 6: 메틸트리메톡시실란, 락트산(2-하이드록시프로피온산) 및 물의 1:0.95:1.5 반응 산물(제조 실시예 5의 산물)을 사용한 석고 플라스터의 소수화
제조 실시예 5의 경우에, 사용된 락트산은 제조 실시예 3과 비교하여 감소되었다. 소수화 효율은 적용 실시예 3에 비해 저하되어, 매뉴얼 플라스터의 경우 물 흡수는 단지 0.6%의 첨가 수준의 경우 5 wt% 미만으로 떨어졌다.
표 1은 DIN　EN　520에 따른 석고 시험 시편의 물 흡수를 보고한다.
물 흡수 WT% (괄호 안은 wt% 단위의 첨가 수준)
제조 실시예로부터의 첨가제,
미처리(첨가제 없음)		 시험 기재: Knauf Uniflott 석고 충전 화합물 시험 기재: Knauf MP 75 석회-석고
기계-적용 플라스터		 시험 기재: Knauf Goldband
석회-석고 매뉴얼 플라스터
16.3 (0.0) 39.9 (0.0) 36.3 (0.0)
1 4.9 (0.2)
2.8 (0.4)
2.2 (0.6)		 30.7 (0.2)
14.3 (0.4)
2.2 (0.6)		 22.0 (0.2)
12.7 (0.4)
3.0 (0.6)
2 7.3 (0.2)
2.1 (0.4)
2.2 (0.6)		 12.7 (0.2)
4.3 (0.4)
1.5 (0.6)
3 1.7 (0.2)
2.0 (0.4)
2.1 (0.6)		 5.8 (0.2)
1.1 (0.4)
1.1 (0.6)
4 21.8 (0.2)
4.7 (0.4)
2.2 (0.6)		 36.3 (0.2)
29.6 (0.4)
6.7 (0.6)
5* 10.7 (1.4)
3.2 (1.6)
1.6 (1.8)
6 34.9 (0.2)
17.1 (0.4)
1.5 (0.6)
* 본 발명이 아님

Claims (12)

  1. 20 ℃에서 고체이며, 하이드로카빌트리할로실란, 하이드로카빌트리하이드로카빌옥시실란, 또는 그의 혼합물 중에서 선택되는 몰 당량의 실란 S, 또는 이들의 부분 가수분해물과 폴리하이드록시 화합물 P가 몰 당량의 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼 당 0.3 내지 1.3 몰 당량의 하이드록실 라디칼이 존재하는 몰비로 반응하여 제조가능한 유기규소 화합물 O를 사용한 기재의 몸체-소수화(body-hydrophbization) 방법.
  2. 하이드로카빌트리할로실란, 하이드로카빌트리하이드로카빌옥시실란, 또는 그의 혼합물 중에서 선택되는 몰 당량의 실란 S, 또는 이들의 부분 가수분해물과 폴리하이드록시 화합물 P가 몰 당량의 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼 당 0.3 내지 1.3 몰 당량의 하이드록실 라디칼이 존재하는 몰비로 반응하며, 동시에 폴리하이드록시 화합물 P의 정량적 변환에 있어서 여전히 이론적으로 잔류하는 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼을 가수분해하기에 적어도 충분하지만 할로 또는 하이드로카빌옥시 라디칼의 몰 당량 당 2 몰 당량을 초과하지 않는 물 분획이 존재하는, 20 ℃에서 고체인 유기규소 화합물 O를 제조하는 방법.
  3. 제2항의 방법에 의해 얻을 수 있는 유기규소 화합물 O.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    실란 S의 하이드로카빌 라디칼이 치환되거나 비치환된 C1-C15 하이드로카빌 라디칼인 방법.
  5. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    실란 S의 하이드로카빌옥시 라디칼이 비치환된 C1-C3 알킬 라디칼인 방법.
  6. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    실란 S의 할로 라디칼이 클로로 라디칼인 방법.
  7. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리하이드록시 화합물 P가 선형 또는 분지형, 단량체성 또는 올리고머성 C2-C6 글리콜, 및 또한 혼합 글리콜, 3 내지 12개의 탄소 원자를 가지는 트리-, 테트라-, 펜타-, 및 헥사-하이드록시 화합물, 및 또한 C2-C12 하이드록시카복실산 중에서 선택되는 방법.
  8. 제1항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    유기규소 화합물 O가 생산 작업 중에 조 혼합물에 첨가됨으로써 완성품의 소수화 처리에 사용되는 방법.
  9. 제1항, 제4항, 제5항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    유기규소 화합물 O가 소수화시키고자 하는 고체 빌딩 재료에 고체 재료로서 혼합되는 방법.
  10. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조가능한 유기규소 화합물 O와 소수화시키고자 하는 기재를 포함하는 빌딩 재료 혼합물.
  11. 제10항에 있어서,
    소수화시키고자 하는 기재가 시멘트, 석고 및 그의 혼합물 중에서 선택되는 빌딩 재료 혼합물.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    내부 및 외부 렌더(render), 충전 화합물, 접착제, 스크리드(screed) 및 치장 벽토 회반죽(stucco plaster) 중에서 선택되는 빌딩 재료 혼합물.
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