WO2011128127A1 - Zusammensetzung geeignet zur massenmodifizierung von mineralischen baustoffen - Google Patents

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WO2011128127A1 PCT/EP2011/052098 EP2011052098W WO2011128127A1 WO 2011128127 A1 WO2011128127 A1 WO 2011128127A1 EP 2011052098 W EP2011052098 W EP 2011052098W WO 2011128127 A1 WO2011128127 A1 WO 2011128127A1
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trimethoxysilane
amine
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Manuel Friedel
Spomenko Ljesic
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Evonik Degussa Gmbh
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    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/25—Graffiti resistance; Graffiti removing

Definitions

  • the invention relates to a composition for the mass hydrophobization of mineral building materials, in particular of mineral alkali and / or
  • alkaline earth metal-containing and essentially non-silicate building materials comprising at least one hydrocarbon-functionalized silane of the formula I, its hydrolyzate and / or condensate and an amine of the formula II, a process for the preparation of this composition and the use of
  • Composition for mass hydrophobization of preferably gypsum preferably gypsum.
  • Gypsum is used under various conditions of use as a construction and material.
  • the person skilled in the art knows that gypsum is calcium sulfate, which is present in various forms
  • Hydration levels may be present. Due to the easy drainability (dehydration) of, for example, naturally occurring or obtained from industrial processes, CaSO 4 » 2H 2 O, it has a diverse range of applications.
  • Dehydrated gypsum anhydrite or hemihydrate obtains a more or less high strength by adding water to form a crystalline structure and can then be used as a building material.
  • Gypsum products such as gypsum boards and gypsum fibreboards are often made by premixing gypsum anhydrite or hemihydrate in water and spreading the resulting slurry over large areas
  • gypsum In wet rooms or outdoor applications, however, the use of gypsum as a building material is limited, since even set gypsum has a certain solubility in water and would dissolve when soaked. Water-repellent (hydrophobic) plasterboards and elements are therefore used. Particularly desirable and economical is the hydrophobing of gypsum elements in the mass (Massenhydrophobitation) already during production. It is advantageously possible to provide the aqueous gypsum slurry with an additive which gives the set material the hydrophobic properties.
  • EP 1 1 12986 and US 2006/0107876 each disclose processes for producing water-repellent plasters in which silanes and / or siloxanes and at least one additional catalyst are added to a gypsum mixture.
  • US 2006/0107876 discloses the use of a glycol-functionalized siloxane in the presence of alkali metal hydroxides.
  • EP 1 1 12986 relates to
  • GB 2433497 discloses hydrophobized gypsum mixtures obtained by adding the powdered gypsum to a hydrolyzable organosilane, water and a catalyst whereby the organosilane is hydrolyzed only in the presence of the gypsum.
  • a catalyst for this purpose it is recommended to add the catalyst to the monomeric organosilanes only immediately before the addition of the stucco.
  • the mixtures described is the VOC content of the alkoxy silanes preferably used.
  • the reactivity of the alkoxy silanes in such gypsum mixtures with the addition of only catalytic amounts of, for example, sodium hydroxide is low and the achievable water repellency is generally not sufficiently large, as the disclosed examples show.
  • EP 0 819 663 B1 discloses a gypsum mixture in which a physical mixture of a lower alkyl-substituted silane and one with amino groups, Amino-lower alkylamino groups or dialkylenetriamine groups substituted trialkoxysilane are uniformly dispersed.
  • the possible weight ratios of the two silanes are 1: 1 to 9: 1.
  • the entire aqueous gypsum mixture is VOC-containing and still contains the entire hydrolysis of the two silanes.
  • a porous gypsum is formed.
  • EP 0796826 discloses hydrophobic gypsum mixtures which, in addition to the silane mixtures described in EP 0819663, also contain polysiloxanes. These are H-substituted polysiloxanes, with the disadvantages explained above.
  • WO 2007/009935 discloses a process in which the VOC content of the hydrophobing components is lowered by preparing a precondensate before the resulting siloxane is added to the gypsum mixture.
  • a disadvantage in turn is the necessity of adding a second catalyst to the gypsum mixture. If this second catalyst is dispensed with, the achievable water-repellent effect is not reliably given sufficiently strong.
  • the object of the present invention is therefore to provide a composition and a process which provides the hydrophobing of
  • the invention relates to compositions for the mass hydrophobization of mineral building materials, in particular of alkali and / or alkaline earth metal-containing and substantially non-silicate building materials comprising at least one hydrocarbon-functionalized alkoxysilane, its hydrolysis and / or condensation products and an amine, in particular a water-soluble Alkylamine, which also has at least one hydroxy group, alkylene oxide group or at least one second amino group or is a water-soluble bis (trialkoxysilyl) alkyleneamine, wherein the weight ratio of the amine to the silane 0.2: 5 to 2.0: 0 , 5, preferably 0.4: 4 to 1, 5: 0.75,
  • the invention therefore relates to a composition, in particular for the mass hydrophobization of mineral building materials, preferably of alkali metal and / or alkaline earth metal-containing and substantially non-silicate
  • an amine of the general formula II in particular a water-soluble amine
  • the amine of the formula II is preferably a water-soluble alkylamine which has, as further groups, at least one hydroxyl group, alkylene oxide group or at least one second amino group or a water-soluble one
  • R 1 R 2 N-CR 4 R 5 -CH 2 R 3 (II) each independently of one another in formula II R 1 is a hydrogen or
  • R 2 is independently a hydrogen, hydroxyalkyl group having 1 to 6 C atoms, preferably having 1 to 4 C atoms, wherein both mono- or dihydroxyalkyl groups are included or R 2 is an -A-alkoxysilane moiety, with A is a bivalent linear alkylene or aminoalkylene each having 1 to 6 C atoms;
  • -A-alkoxysilane is a
  • R 3 is a hydroxy
  • polyalkyleneoxide- in particular polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethers;
  • Aminoalkyl group especially a co-aminoalkyl group
  • R 4 is a hydrogen, a hydroxy or hydroxyalkyl group having 1 to 6 C atoms, preferably having 1 to 4 C atoms
  • R 5 is a hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 C atoms, preferably a methyl group.
  • silane of the formula I, the hydrolysis and / or condensation products thereof and the amine of the formula II and the hydrolysis and / or condensation products and the mixtures thereof according to the invention are referred to as water repellents.
  • Composition a weight ratio of the amine of general formula II to the silane of formula I, in particular of the amine and silane used, 0.2: 5 to 2.0: 0.5, preferably 0.4: 4 to 1, 5: 0 , 75, more preferably 0.5: 3 to 1, 5: 0.8, most preferably 0.75: 2.8 to 1, 4: 0.9.
  • a gypsum modified with 0.5% by weight (with respect to the gypsum) of the mixture of ethanolamine and methyltrimethoxysilane according to the invention absorbs only 3.5% by weight of water (determined in accordance with DIN EN 520), while untreated gypsum 24, 4 wt .-% of water absorbs.
  • compositions of the invention are characterized in that they have in the composition consisting of silane of formula I and amine of formula II and their hydrolysis and / or condensation products and optionally water only a low VOC content of slightly above> 200g / l , preferably below 150 g / l, more preferably below 10Og / l. Determined according to ASTM D5095-91.
  • Preferred silanes of the formula I are the following: methyl (trimethoxysilane),
  • the doctor of chemistry as a person skilled in structural isomers, such as, but not
  • particularly preferred silanes of the formula I are particularly preferred.
  • the silanes of the formula I are in the composition comprising at least one amine of formula II, at least one alisrhen building material and water in relation to the total composition at about 0.002 wt% to 5 wt%, preferably from 0.01 to 4 wt%, more preferably from 0.1 to 3.5 wt%, more preferably at 0.2 to 3 wt .-% before.
  • Water-soluble alkylamines which preferably have a hydroxy group which render the amine water-soluble and at the same time form an interesterified silane of the formula I in the composition together with an alkoxysilane of the formula I or a silanol of the formula I have proven to be particularly preferred amines.
  • amines of formula II corresponding to a water-soluble alkylamine that as further groups at least one hydroxy group, alkylene oxide group or at least a second Amino group or a water-soluble
  • Bis (trialkoxysilyl) alkyleneamine such as (H 5 C 2 O) 3 Si (CH 2 ) 3 NH (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3.
  • compositions comprising the following amines of the formula II or reaction products thereof which may be obtained in the presence of water by hydrolysis and / or condensation and optionally with the silanes of the formula I where the amine of the formula II is selected from the group of the amines: Ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, co-amino oligoethylene oxide having at least 2 ethylene oxide units, preferably 2 to 10, in particular 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, bis (ethylene glycol) amine, tris ( ethylene glycol) amine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, tridecamethylenediamine, tetradecamethylenediamine, pentadecamethylenediamine, hexadecamethylenediamine, heptadecamethylenediamine, octadecamethylenediamine, 2-amino-2-methyl-1,3-propaned
  • the amines of the formula II are present in the composition comprising at least one silane of the formula I, at least one mineral building material and water in relation to the total composition with from 10 to 5% by weight, preferably from 0.01 to 4% by weight, more preferably from 0.1 to 3.5% by weight, more preferably from 0.2 to 3% by weight.
  • Compositions according to the invention preferably contain the following combinations: butyl (trimethoxysilane) and ethanolamine, butyl (trimethoxysilane) and octamethylenediamine, isobutyl (triethoxysilane) and ethanolamine, methyl (tri-methoxy) -silane and ethanolamine, isobutyl (triethoxysilane) and diethanolamine, Propyl (trimethoxysilane) and ethanolamine, propyl (trimethoxysilane) and diethanolamine,
  • Aminoalkylene such as - (CH 2 ) 2 -NH- (CH 2 ) 3 - in an A-alkoxysilane moiety
  • R 7 ⁇ or branched alkyl group with 1 to 4 C atoms
  • R hydrogen, linear or branched alkyl group having 1 to 4 C atoms
  • Preferred mineral building materials include, in particular mineral-containing alkali metal and / or alkaline earth metal substantially non-silicate building materials.
  • compositions of the invention are the mineral class of hydrous sulfates and or
  • Anhydrous carbonates in particular, are substantially free of silicates.
  • compositions according to the invention comprising, as hydrophobizing agents, a silane of the formula I and an amine of the formula II or their hydrolysis and / or condensation products for the mass hydrophobization of minerals and building materials, which have been applied to minerals of the mineral hydrated sulphates without foreign anions, have proven to be particularly suitable.
  • the anhydrous sulfates without foreign anions, the anhydrous carbonates without foreign anions as well as the hydrous carbonates are based without foreign anions.
  • Alkali metals are understood here to mean the alkaline earth metals as well as the alkali metals, such as Na, K, Li, Ca, Mg, etc. Particular preference is given to the mineral sulfates and / or carbonates of the alkali metals, such as those of the alkaline earth and alkali groups
  • gypsum preferably gypsum, gypsum anhydrite, Gipshfimihvdrat, calcium sulfate in various Hydration, as well as from the calcite group, in particular calcite (calcite or calcite), magnesite (MgCOs), and preferably the following carbonates such as calcium carbonate (limestone, chalk, scale, marble, especially marble from the minerals calcite, dolomite and / or aragonite (Ca [COs]), and / or calcium magnesium carbonate (dolomite) or else magnesium carbonate (magnesite),
  • calcite calcite or calcite
  • MgCOs magnesite
  • carbonates such as calcium carbonate (limestone, chalk, scale, marble, especially marble from the minerals calcite, dolomite and / or aragonite (Ca [COs]), and / or calcium magnesium carbonate (dolomite) or else magnesium carbonate (magnesite)
  • Barium carbonate witherite
  • potassium carbonate potash
  • sodium carbonate sodium carbonate
  • hydrous carbonates and / or mixtures of the aforementioned minerals.
  • gypsum is a calcium sulfate dihydrate
  • Typical plasters are known as stucco, gypsum, machine plaster,
  • Adhesive plaster or ready-made plaster Adhesive plaster or ready-made plaster.
  • the term calcium sulfate is understood to mean calcium sulfate in all hydration stages, such as calcium sulfate dihydrate, calcium sulfate hemihydrate, calcium sulfate anhydrate and mixtures thereof.
  • compositions according to the invention surprisingly show an outstanding water-repellent action even at low doses of the water repellent, even when stored in water.
  • the compositions contain at least one mineral building material, water and, as a hydrophobing agent, the silane of the formula I and the amine of the formula II, a mixture of these or their hydrolysis and / or condensation products, wherein the content of this composition of water repellents 0.002 to 10 wt.
  • -% in particular 0.01 to 5% by weight, preferably 0.1 to 4 wt .-%, particularly preferably 0.1 to 3.5 wt .-%, particularly preferably 0.2 to 3.0 wt %, more preferably 0.2 to 1, 0 wt .-%, ad 100 wt .-% building material and water.
  • subject of the invention is a process for the preparation of a
  • composition wherein the composition of the above
  • Water repellents includes, and optionally water. In addition is
  • the invention relates to a process for producing a composition, wherein the composition comprises the above-described water repellents and at least one mineral building material, and optionally water.
  • the invention further relates to a process for the production of a
  • An inventive method for producing a composition in particular for the mass hydrophobization of at least one mineral building material, preferably of mineral alkali metal-containing and im
  • obtainable by this method comprises preparing a mixture
  • R 1 is a hydrogen or hydroxyalkyl group having 1 to 6, preferably 1 to 4, C atoms, where the hydroxyalkyl group is mono- or dihydroxyalkyl groups
  • R 2 is a hydrogen, hydroxyalkyl group having 1 to 6, preferably 1 to 4 C atoms, wherein the " ⁇ yl group mono- or Dihydroxyalkyl groups; or R 2 is an -A-alkoxysilane moiety, with A being a bivalent linear alkylene or aminoalkylene each having 1 to 6 C atoms; as defined above
  • R 3 is a hydroxy, polyalkylene oxide group, preferably a polyethylene oxide, polypropylene oxide or polyether group; a -Methylene
  • R 4 is a hydrogen, hydroxy or
  • Hydroxyalkyl group having 1 to 6 Favor 1 to 4 C-atoms, wherein the
  • Hydroxyalkyl group comprises mono- or dihydroxyalkyl groups; R 5 on
  • the amine of the general formula II and the silane of the formula I are preferably used in a weight ratio of 0.2 to 5 to 2.0: 0.5, more preferably a weight ratio of 0.4: 4 to 1, 5: 0.75, more preferably 0.5: 3 to 1, 5: 0.8, most preferably 0.75: 2.8 to 1, 4: 0.9 used or adjusted.
  • silanes of the general formula I or their hydrolysis and / or condensation products are used in the process.
  • amines the amines of formula II are preferably used, which correspond to a water-soluble alkylamine and having as at least one further group at least one hydroxy group, alkylene oxide groups or at least one second amino group or a water-soluble
  • the silane of the formula I and the amine in the formula II or a mixture thereof with at least one mineral building material, in particular with an alkali metal-containing and substantially non-silicate building materials, optionally mixed in the presence of water According to a particularly preferred process variant, for the mass hydrophobization of mineral building materials (i) the silane of the formula I and the amine of the formula II, a mixture of these or their hydrolysis and / or condensation products mixed with (ii) a mixture containing at least one mineral building material, in particular an alkali metal-containing and substantially non-silicate building material, and water.
  • a further particularly preferred process variant is (i) the silane of the formula I and the amine of formula II, a mixture of these or their hydrolysis and / or condensation products and water mixed with (ii) a mixture containing at least one mineral alkali metal and in Essentially non-silicate building material and water.
  • a further particularly preferred process variant is (i) the silane of the formula I and the amine of formula II, a mixture of these or their hydrolysis and / or condensation products and water mixed with (ii) a mixture containing at least one mineral alkali metal and in Essentially non-silicate building material.
  • the amount of water repellent, building material and water is in the
  • Hydrophobizing agent the silane of the formula I and the amine of formula II, a mixture of these or their hydrolysis and / or condensation products, a content of hydrophobing agent in this composition of 0.002 to 10 wt .-%, in particular, the content of hydrophobing agent to 0 , 0.01 to 5 wt .-%, preferably 0.1 to 4 wt .-%, more preferably 0.1 to 3.5 wt .-%, particularly preferably 0.2 to 3.0 wt.
  • % more preferably to 0.2 to 1, 0 wt .-%, and ad 100 wt .-% with building material and water, wherein the ratio of building material to water is preferably adjusted to 4: 1 to 1: 4, in particular for Gypsum, preferably for gypsum anhydrite and / or
  • a mineral alkali metal-containing building material preferably as a mineral alkali metal-containing building material comes a gypsum, gypsum anhydrite, gypsum hemihydrate, calcite, calcite, magnesite, limestone, chalk, scale, marble dolomite aragonite, magnesite, witherite, Potash, soda, each anhydrous or water-containing and / or a mixture containing the aforementioned minerals into consideration, in particular natural
  • the ratio of building material to water is adjusted to 4: 1 to 1: 4, in particular for gypsum, preferably for gypsum anhydrite and / or gypsum hemihydrate to about 1: 2.
  • the invention also provides a process for the preparation of a
  • composition as described above, wherein in particular the water-containing composition, (i) is optionally formed, and (ii) is cured. Depending on requirements, after the shaping of supernatant water
  • Drying process can be done as well as at ambient conditions.
  • a composition which has been rendered hydrophobic in the composition is obtained, comprising a silane of the formula I and an amine of the formula II, the
  • the invention also provides a process in which (i) at least one silane of the formula I and one amine of the formula II are mixed in a weight ratio of 0.2: 5.0 to 2.0 to 0.5, (ii) gypsum anhydrite or hemihydrate is mixed with water;
  • composition according to the invention also provides the use of a composition for the mass hydrophobization of mineral building materials, in particular of
  • mineral alkali metal-containing and substantially non-silicate building materials preferably of alkali metal sulfate, alkali metal carbonate, the alkali and alkaline earth metals and independently present as anhydrate, as a hydrate, as modifications of these or as a mixture, for the treatment, modification, preparation of coatings, formulations , Substrates, articles, to
  • a composition comprising the silane of the formula I, the amine of the formula II and its hydrolysis and / or condensation products which is added to an aqueous preparation of a mineral building material or the mineral building material is an aqueous preparation of these
  • the invention also relates to a kit comprising in each case a) a silane of the formula I and b) an amine of the formula II and, if appropriate, separately c) a mineral building material, in particular a mineral alkali metal-containing and substantially non-silicate building material.
  • methyltrimethoxysilane (MTMS) is added in a ratio of 1: 1 with ethanolamine. The mixture is stirred for a few minutes and then used.
  • MTMS methyltrimethoxysilane
  • Example 1 A further mixture according to Example 1 was prepared and the formation of silane ester products of the formula I from the alkoxysilane used and the ethanolamine used was detected.
  • the gas chromatographically determined composition shows the increasing conversion of MTMS into the transesterification products and the adjustment of the chemical equilibrium under these conditions. Initially, there are 1-fold transesterified products, which are gradually transformed into multi-transesterified products.
  • Unmodified, commercially available plaster (eg the company Knauf) is added to a container with water.
  • Unmodified, commercially available plaster (eg the company Knauf) is added to a container with water.
  • the mass ratio of water to gypsum equals 0.5.
  • the mixture prepared under Example 1 is added and homogenized by stirring. Subsequently, the
  • the underwater storage is carried out in accordance with the specifications of DIN EN 520.
  • the weight increase of the specimens is measured.
  • the weight gain should be less than 5 wt .-%.
  • the following table shows the results of the test.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen, insbesondere von mineralischen Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoffen, umfassend mindestens ein Kohlenwasserstoff-funktionalisiertes Silan der Formel I, dessen Hydrolysat und/oder Kondensat sowie ein Amin der Formel II, ein Verfahren zur Herstellung dieser Zusammensetzung als auch die Verwendung der Zusammensetzung zur Massenhydrophobierung von vorzugsweise Gips.

Description

Zusammensetzung geeignet zur Massenmodifizierung von mineralischen
Baustoffen
Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen, insbesondere von mineralischen Alkali- und/oder
Erdalkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoffen, umfassend mindestens ein Kohlenwasserstoff-funktionalisiertes Silan der Formel I, dessen Hydrolysat und/oder Kondensat sowie ein Amin der Formel II, ein Verfahren zur Herstellung dieser Zusammensetzung als auch die Verwendung der
Zusammensetzung zur Massenhydrophobierung von vorzugsweise Gips.
Gips wird unter vielfältigen Einsatzbedingungen als Bau- und Werkstoff eingesetzt. Der Fachmann weiß, dass Gips Calciumsulfat ist, das in verschiedenen
Hydratationsstufen vorliegen kann. Bedingt durch die leichte Entwässerbarkeit (Dehydratation) des, z.B. natürlich vorkommenden oder aus industriellen Prozessen gewonnenen, CaSO4 »2H2O hat es ein vielfältiges Anwendungsgebiet.
Dehydratisiertes Gipsanhydrit oder -hemihydrat erlangt durch Zugabe von Wasser unter Bildung eines kristallinen Gefüges eine mehr oder weniger hohe Festigkeit und kann dann als Baustoff verwendet werden. Gipsprodukte wie Gipsplatten und Gipsfaserplatten werden häufig hergestellt, indem Gipsanhydrit oder -hemihydrat in Wasser vormischt wird und den entstehenden Gipsbrei (Slurry) auf großen
Bandanlagen auf Karton aufbringt, mit einer zweiten Lage Karton abdeckt, in eine gewünschte Form bringt und abbinden lässt (Gips-Datenbuch, Bundesverband der Gipsindustrie e.V. (Hrsg.), 2006).
In Feuchträumen oder Außenanwendungen ist der Nutzen von Gips als Baustoff allerdings begrenzt, da auch abgebundener Gips eine gewisse Wasserlöslichkeit besitzt und sich bei Durchfeuchtung auflösen würde. Zum Einsatz kommen daher wasserabweisend (hydrophob) ausgerüstete Gipsplatten und -elemente. Besonders erwünscht und wirtschaftlich ist die Hydrophobierung von Gipselementen in der Masse (Massenhydrophobierung) bereits während der Produktion. Dabei ist es vorteilhaft möglich, den wässrigen Gipsbrei mit einem Zusatzmittel zu versetzen, welches dem abgebundenen Material die hydrophoben Eigenschaften verleiht. Vorteilhaft handelt es sich dabei um ein wässrin<=!s System oder ein in Wasser leicht lösliches, bzw. dispergierbares System, welches zusammen mit dem Anmachwasser dem entwässerten Gipsanhydrit oder -hemihydrat zugegeben werden kann.
So ist aus US 2007/0028809 die gemeinsame Verwendung von monomeren
Siliconaten und einer Hydroxycellulose zur hydrophobierenden Ausstattung von Gips bekannt. Die US 51 10684, WO 00/47536, DE 4124892 und DE 10220659 betreffen jeweils die Verwendung von hydridisch H-substituierten Siloxanen gegebenenfalls in Gegenwart eines weiteren substituierten Silans zur wasserabweisenden Ausrüstung von Gips. Der bei der Verwendung solcher H-substituierten Siloxane entstehende Wasserstoff bedingt erhöhte Anforderungen an den Arbeitsschutz und die
Sicherheitsvorkehrungen.
Aus EP 1 1 12986 und US 2006/0107876 sind jeweils Verfahren zur Herstellung wasserabweisender Gipse bekannt, bei denen Silane und/oder Siloxan und mindestens ein zusätzlicher Katalysator zu einer Gipsmischung gegeben werden. So offenbart die US 2006/0107876 die Verwendung eines Glykol-funktionalisierten Siloxans in Gegenwart von Alkalihydroxiden. Die EP 1 1 12986 betrifft die
Verwendung von hydridisch substituierten Siloxanen und einem Katalysator, wie Portlandzement.
GB 2433497 offenbart hydrophobierte Gipsmischungen, die durch Zugabe des pulverförmigen Gipses zu einem hydrolysierbaren Organosilan, Wasser und einem Katalysator erhalten werden, wobei das Organosilan erst in Gegenwart des Gipses hydrolysiert wird. Dazu wird empfohlen den Katalysator erst unmittelbar vor der Zugabe des Stuckgipses zu den monomeren Organosilanen zuzugeben. Nachteil der beschriebenen Mischungen ist der VOC-Gehalt der bevorzugt eingesetzten Alkoxy- Silane. Zudem ist die Reaktivität der Alkoxy-Silane in solchen Gipsmischungen bei Zugabe von nur katalytischen Mengen an bspw. Natriumhydroxid gering und die so erreichbare wasserabweisende Wirkung ist im Allgemeinen nicht ausreichend gross, wie die offenbarten Beispiele belegen.
Die EP 0 819 663 B1 offenbart ein Gipsgemisch, in dem eine physikalische Mischung eines mit Niedrigalkyl-Gruppen substituierten Silans sowie ein mit Amino-Gruppen, Amino-niedrigalkyl-amino-Gruppen oder Dialkylentriamin-Gruppen substituiertes Trialkoxysilan gleichmäßig dispergiert sind. Als mögliche Gewichtverhältnisse der beiden Silane wird 1 :1 bis 9:1 angegeben. Die gesamte wässrige Gipsmischung ist VOC haltig und enthält noch den gesamten Hydrolysealkohol der beiden Silane. Nachteilig ist dieser VOC-Gehalt bei der industriellen Herstellung von Gipskartonplatten, da besondere Sicherheitsmaßnahmen zur Reinhaltung der Raumluft und bezüglich des Flammschutzes zu treffen sind. Zudem wird zu poröser Gips gebildet. Aus EP 0796826 sind hydrophobe Gipsmischungen bekannt, die zusätzlich zu den in EP 0819663 beschriebenen Silanmischungen noch Polysiloxane enthalten. Dabei handelt es sich um H-substituierte Polysiloxane, mit den vorstehend erläuterten Nachteilen.
Aus WO 2007/009935 schließlich ist ein Verfahren bekannt, in dem der VOC-Gehalt der hydrophobierenden Komponenten abgesenkt wird, indem ein Vorkondensat herstellt wird, bevor das entstehende Siloxan zur Gipsmischung gegeben wird.
Nachteilig wiederum ist die Notwendigkeit der Zugabe eines zweiten Katalysators zur Gipsmischung. Wird auf diesen zweiten Katalysator verzichtet, ist die erreichbare wasserabweisende Wirkung nicht zuverlässig ausreichend stark gegeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, eine Zusammensetzung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Hydrophobierung von
mineralischen Baustoffen, insbesondere von Gips, in der Masse erlaubt, ohne dass schädliche, flüchtige Stoffe freigesetzt werden und/oder kein zusätzlicher Katalysator eingesetzt werden muss.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den Angaben in den Patentansprüchen gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das erfindungsgemäße Herstellverfahren nach Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte
Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen sowie in der Beschreibung ausgeführt. Überraschend konnte die Aufgabe der Hydrophobierung von mineralischen
Baustoffen in der Masse mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen gelöst werden. Gegenstand der Erfindung sind Zusammensetzungen zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen, insbesondere von Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoffen, umfassend mindestens ein Kohlenwasserstoff-funktionalisiertes Alkoxysilan, dessen Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte und ein Amin, insbesondere ein wasserlösliches Alkylamin, dass zudem über mindestens eine Hydroxy-Gruppe, Alkylenoxid-Gruppe oder mindestens eine zweite Amino-Gruppe verfügt oder ein wasserlösliches Bis(trialkoxysilyl)alkylenamin ist, wobei das Gewichtsverhältnis des Amins zum Silan 0,2 : 5 bis 2,0 : 0,5 beträgt, bevorzugt 0,4 : 4 bis 1 ,5:0,75,
besonders bevorzugt 0,5:3 bis 1 ,5:0,8; ganz besonders bevorzugt 0,75:2,8 bis
1 ,4:0,9.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Zusammensetzung, insbesondere zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen, bevorzugt von Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen
Baustoffen, umfassend,
(i) mindestens ein Silan der Formel I,
R6-Si(R7)y(OR8)3-y (I) wobei R6 eine lineare, verzweigte oder cydische Alkyl-Gruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, Arylalkyl-Gruppe mit 7 bis 15 C-Atomen, Aryl-Gruppe mit 6, 10 oder 12 C-Atomen oder Alkenyl-Gruppe mit 1 bis 8 C-Atomen ist; und R7 eine lineare oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder Aryl-Gruppe ist; und jeweils unabhängig R8 ein Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder ein aus einem Hydroxy-funktionalisierten Amin der Formel II abgeleiteter Ester ist, und y gleich 0 oder 1 ist, vorzugsweise ist y gleich 0, oder ein zumindest teilweises Hydrolysat und/oder Kondensat davon, und
(ii) ein Amin der allgemeinen Formel II, insbesondere ein wasserlösliches Amin, bevorzugt ist das Amin der Formel II ein wasserlösliches Alkylamin, das als weitere Gruppen mindestens eine Hydroxy-Gruppe, Alkylenoxid-Gruppe oder mindestens eine zweite Amino-Gruppe aufweist oder ein wasserlösliches
Bis(trialkoxysilyl)alkylenamin ist;
R1R2N-CR4R5-CH2R3 (II) mit jeweils unabhängig voneinander in Formel II R1 ein Wasserstoff oder
Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C-Atomen ist, bevorzugt mit 1 bis 4 C-Atomen, wobei sowohl Mono- oder Dihydroxyalkyl-Gruppen umfasst sind; R2 unabhängig ein Wasserstoff, Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C-Atomen ist, bevorzugt mit 1 bis 4 C-Atomen, wobei sowohl Mono- oder Dihydroxyalkyl-Gruppen umfasst sind oder R2 eine -A-Alkoxysilan-Gruppierung ist, mit A ein bivalentes lineares Alkylen oder Aminoalkylen jeweils mit 1 bis 6 C-Atomen; bevorzugt ist -A-Alkoxysilan eine
C-gebundene organofunktionelle Alkoxysilan-Gruppe; R3 ist eine Hydroxy-,
Polyalkylenoxid-; insbesondere Polyethylenoxid, -Polypropylenoxid, Polyether;
-Methylen verbrückte Alkoxysilan-Gruppe, Amino-Gruppe, Alkylamin- oder
Aminoalkyl-Gruppe, insbesondere eine co-Aminoalkyl-Gruppe; R4 ist ein Wasserstoff, eine Hydroxy- oder Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C-Atomen, bevorzugt mit 1 bis 4C-Atomen; und R5 ist ein Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C-Atomen, bevorzugt eine Methyl-Gruppe. Wobei das Silan der Formel I, dessen Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte und das Amin der Formel II sowie die Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte sowie die Mischungen dieser erfindungsgemäß als Hydrophobierungsmittel bezeichnet werden.
Es hat sich als besonders bevorzugt erwiesen, wenn die erfindungsgemäße
Zusammensetzung ein Gewichtsverhältnis des Amins der allgemeinen Formel II zum Silan der Formel I, insbesondere des eingesetzten Amins und Silans, 0,2: 5 bis 2,0: 0,5 aufweisen, bevorzugt sind 0,4: 4 bis 1 ,5:0,75, besonders bevorzugt 0,5:3 bis 1 ,5:0,8, ganz besonders bevorzugt 0,75:2,8 bis 1 ,4:0,9. Die Kombination aus
Auswahl der Mischung des Amins und Silans sowie dem speziellen Gewichtsverhältnis erlaubt es, auf die Zugabe eines Katalysators in der Zusammensetzung zu verzichten und zugleich mit geringen I ir Mischung aus Silan der Formel I und Amin der Formel II eine hervorragende Hydrophobierung im abgebundenen Baustoff, insbesondere bei abgebundenem Gips zu ermöglichen, wie es das Beispiel zeigt. So nimmt ein mit 0,5 Gew.-% (in Bezug auf den Gips) der erfindungsgemäßen Mischung aus Ethanolamin und Methyltrimethoxysilan modifizierter Gips lediglich 3,5 Gew.-% Wasser (bestimmt nach DIN EN 520) auf, während unbehandelter Gips 24,4 Gew.-% Wasser aufnimmt.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie in der Zusammensetzung bestehend aus Silan der Formel I und Amin der Formel II sowie deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte und ggf. Wasser nur einen geringen VOC-Gehalt von etwas über > 200g/l aufweisen, bevorzugt unter 150 g/l, weiter bevorzugt sind unter 10Og/l. Bestimmt nach ASTM D5095-91 .
Als Silane der Formel I sind die folgenden bevorzugt: Methyl(trimethoxysilan),
Methyl(triethoxysilan), Ethyl(trimethoxysilan, Ethyl(triethoxysilan), Propyl(trimethoxy- silan), Propyl(triethoxysilan), Butyl(trimethoxysilan), Butyl(triethoxysilan), Pentyl- (trimethoxysilan), Pentyl(triethoxysilan), n-Hexyl(trimethoxysilan), n-Hexyl(tri- ethoxysilan), iso-Hexyl(trimethoxysilan), iso-Hexyl(triethoxysilan), Cyclohexyl(tri- methoxysilan), Cyclohexyl(triethoxysilan), Heptyl(trimethoxysilan), Heptyl(tri- ethoxysilan), Octyl(trimethoxysilan), Octyl(triethoxysilan), Propylmethyldimethoxysilan, Propylmethyldiethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan,
Phenyl(trimethoxysilan), Phenyl(triethoxysilan) oder eine Mischung enthaltend mindestens zwei der genannten Silane der Formel I. Sowie die dem promovierten Chemiker als Fachmann geläufigen Strukturisomere, wie bspw. aber nicht
abschließend: n-Propyltrimethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, n- bzw. i-Butyl- trimethoxysilan, n- bzw. i-Butyltriethoxysilan, n- bzw. i-Octyltrimethoxysilan, n- bzw. i- Octyltriethoxysilan. Davon besonders bevorzugte Silane der Formel I sind
Propyl(trimethoxysilan), Propyl(triethoxysilan), iso-Butyl(trimethoxysilan), iso- Butyl(triethoxysilan), Hexyl(triethoxysilan), Octyl(triethoxysilan), iso-Octyl(tri- ethoxysilan).
Die Silane der Formel I liegen in der Zusammensetzung umfassend mindestens ein Amin der Formel II, mindestens einen mir alisrhen Baustoff und Wasser in Bezug auf die Gesamtzusammensetzung mit etwa 0,002 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt zu 0,01 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt zu 0,1 bis 3,5 Gew.-%, weiter bevorzugt zu 0,2 bis 3 Gew.-% vor.
Als besonders bevorzugte Amine haben sich wasserlösliche Alkylamine erwiesen, die vorzugsweise über eine Hydroxygruppe verfügen, die das Amin wasserlöslich machen und zugleich zusammen mit einem Alkoxysilan der Formel I oder einem Silanol der Formel I ein umgeestertes Silan der Formel I in der Zusammensetzung bilden. So bildet sich erfindungsgemäß aus Ethanolamin und Methyltrimethoxysilan ein ein- bis mehrfach umgeestertes Silan der Formel I. Ebenfalls bevorzugt sind Amine der Formel II, die einem wasserlöslichen Alkylamin entsprechen, dass als weitere Gruppen mindestens eine Hydroxy-Gruppe, Alkylenoxid-Gruppe oder mindestens eine zweite Amino-Gruppe aufweist oder ein wasserlösliches
Bis(trialkoxysilyl)alkylenamin ist, wie (H5C2O)3Si(CH2)3NH(CH2)3Si(OC2H5)3.
Besonders bevorzugt sind Zusammensetzungen mit den folgenden Aminen der Formel II oder daraus gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser durch Hydrolyse- und/oder Kondensation entstandene Reaktionsprodukte sowie gegebenenfalls mit den Silanen der Formel I, wobei das Amin der Formel II ausgewählt ist aus der Gruppe der Amine: Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, co-Amino- oligoethylenoxid mit mindestens 2 Ethylenoxid-Einheiten, bevorzugt 2 bis 10, insbesondere 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, Bis(ethylenglykol)amin, Tris(ethylenglykol)amin, Octamethylendiamin, Nonamethylendiamin, Decamethylendiamin, Undecamethylen- diamin, Dodecamethylendiamin, Tridecamethylendiamin, Tetradecamethylendiamin, Pentadecamethylendiamin, Hexadecamethylendiamin, Heptadecamethylendiamin, Octadecamethylkendiamin, 2-Amino-2-methyl-1 ,3-propandiol, Bis(3-trialkoxysilyl)- alkylenamin, insbesondere Bis(3-trialkoxysilyl)propyl)amin; N-2-Aminoethyl-N'-(3- trialkoxysilyl)-ethylendiamin, insbesondere N-2-Aminoethyl-N'-(3-trimethoxysilyl)- ethylendiamin oder N-2-Aminoethyl-N'-(3-triethoxysilyl)-ethylendiamin.
Die Amine der Formel II liegen in der Zusammensetzung umfassend mindestens ein Silan der Formel I, mindestens einen mineralischen Baustoff und Wasser in Bezug auf die Gesamtzusammensetzung mit oh/»a n m Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt zu 0,01 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt zu 0,1 bis 3,5 Gew.-%, weiter bevorzugt zu 0,2 bis 3 Gew.-% vor.
Erfindungsgemäße Zusammensetzungen enthalten vorzugsweise die folgenden Kombinationen: Butyl(trimethoxysilan) und Ethanolamin, Butyl(trimethoxysilan) und Octamethylendiamin, iso-Butyl(triethoxysilan) und Ethanolamin, Methyl (tri methoxy)- silan und Ethanolamin, iso-Butyl(triethoxysilan) und Diethanolamin, Propyl(tri- methoxysilan) und Ethanolamin, Propyl(trimethoxysilan) und Diethanolamin,
Propyl(triethoxysilan) und Ethanolamin, Propyl(triethoxysilan) und Bis(ethylen- glykol)amin, iso-Butyl(triethoxysilan) und Bis(ethylenglykol)amin, Octyl(triethoxysilan) und Ethanolamin, iso-Octyl(triethoxysilan) und Diethanolamin, Propyl(triethoxysilan) und 2-Amino-2-methyl-1 ,3-propandiol oder iso-Butyl(triethoxysilan) und 2-Amino-2- methyl-1 ,3-propandiol.
Bevorzugte Amine der Formel II in der Zusammensetzung als auch zur Herstellung einer Zusammensetzung können wie nachfolgend dargestellt substituiert sein, vorzugsweise sind sie ausgewählt aus der Gruppe der Amine: mit a) R1 = -(CH2)2OH, R3 = OH, und R2=R4=R5= Wasserstoff; b) R1 = R2 = -(CH2)2OH und R3 = OH und R4=R5 = Wasserstoff, c) R1 = R2 = Wasserstoff und R3 = -O-((CH2)2-O-)nH mit n = eine ganze Zahl zwischen 1 bis 100, bevorzugt 1 bis 50, 1 bis 20, R4=R5 = H; d) R1 = -C(OH)H-C(OH)H2, R2 = Wasserstoff, R4 = R3 = -OH, R5 = H e) R1 = R2 = -C(OH)H- C(OH)H2, R3,R4 = -OH, R5 = Wasserstoff, f) R1 = R2 = Wasserstoff, R3 = -(CH2)mNH2, mit m = ganze Zahl ausgewählt aus 2 bis 18, insbesondere 6 bis 18, bevorzugt 6 bis 15, besonders bevorzugt 6 bis 12; g) R1 = R2 = Wasserstoff, R3 = -OH, R4 = -CH2OH, R5 = -CH3; h) R1 = Wasserstoff, R2 als A-Alkoxysilan-Gruppierung -(CH2)3- Si(R7)x(OR8)3-x, R3= -Methylen verbrückte Alkoxysilan-Gruppe wie -(CH2)- Si(R7)x(OR8)3-Xj mit R7 = lineare oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, R8 = Wasserstoff, lineare oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, x = 0 oder 1 ,und R4,R5=Wasserstoff für ein Bis(3-(trialkoxysilyl)propyl)amin; i) R1 =
Wasserstoff, R2 als -A-Alkoxysilan-Gruppierung, R4,R5=Wasserstoff, R3= -NH2 Amino-Gruppe, wie -NH2, R2 als Alkoxysilan-Gruppierung mit A = bivalentes
Aminoalkylen, wie -(CH2)2-NH-(CH2)3- in einer A-Alkoxysilan-Gruppierung
-(CH2)2-NH-(CH2)3-Si(R7)x(OR8)3-x mit R7= ΝΠΜΓΡ oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, R = Wasserstoff, lineare oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, x = 0 oder 1 , bevorzugt ist x = 0, R4,R5=Wasserstoff, wie vorzugsweise N- 2-Aminoethyl-N'-(3-(trialkoxysilyl)propyl)-ethylendiamin j) (R3 = OH, und
R1=R2=R4=R5= Wasserstoff.
Bevorzugte mineralische Baustoffe umfassen, insbesondere mineralische Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltende im Wesentlichen nicht-silikatische Baustoffe. Besonders bevorzugt ist der Baustoff ein Alkali- und/oder Erdalkalimetallsulfat, ein Alkali- und/oder Erdalkalimetallcarbonat, unabhängig voneinander als Anhydrat, als Hydrat, eine Modifikation dieser oder Mischungen davon, bevorzugt ein Erdalkalimetallsulfat, Alkalimetallsulfat, Erdalkalimetallcarbonat, Alkalimetallcarbonat oder eine Mischung enthaltend mindestens eine dieser Verbindungen, besonders bevorzugt CaSO4, CaSO4.xH20, mit x = 0, 0,5 oder 2; CaCO3, MgCO3, BaCO3, Na2CO3, K2CO3; bevorzugt ist Calciumsulfat in verschiedenen Hydratationsformen, insbesondere Calcium-Dihydrat, Calcium-Hemihydrat, Calciumsulfat-anhydrit;
Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Kaliumcarbonat,
Natriumcarbonat jeweils in Form der natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Mineralien sowie wasserfrei oder wasserhaltig oder deren
Modifikationen. Ebenfalls bevorzugte Baustoffe in erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind die Mineralklasse der wasserhaltigen Sulfate und oder der
wasserfreien Carbonate, die insbesondere im Wesentlichen frei von Silicaten sind.
Als besonders geeignet haben sich die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen umfassend als Hydrophobierungsmittel ein Silan der Formel I und ein Amin der Formel II oder deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte zur Massenhydrophobierung von Mineralien und Baustoffen erwiesen, die auf Mineralien der Mineralklasse der wasserhaltigen Sulfate ohne fremde Anionen, der wasserfreien Sulfate ohne fremde Anionen, der wasserfreien Carbonate ohne fremde Anionen als auch der wasserhaltigen Carbonate ohne fremde Anionen basieren. Unter Alkalimetallen werden vorliegend die Erdalkali- als auch die Alkalimetalle verstanden, wie Na, K, Li, Ca, Mg, etc. Besonders bevorzugt sind die mineralischen Sulfate und/oder Carbonate der Alkalimetalle, wie die der Erdalkali- und Alkali-Gruppe, wie
vorzugsweise Gips, Gipsanhydrit, Gipshfimihvdrat, Calciumsulfat in verschiedenen Hydratationsstufen, wie auch aus der Calcit-Gruppe, wie insbesondere Calcit (Kalcit oder Kalkspat), Magnesit (MgCOs), sowie vorzugsweise die folgenden Carbonate wie Calciumcarbonat (Kalkstein, Kreide, Kesselstein, Marmor, insbesondere Marmor aus den Mineralien Calcit, Dolomit und/oder Aragonit (Ca[COs]), und/oder Calcium- Magnesium-Carbonat (Dolomit) oder auch Magnesiumcarbonat (Magnesit),
Bariumcarbonat (Witherit), Kaliumcarbonat (Pottasche), Natriumcarbonat (Soda), der wasserhaltigen Carbonate; und/oder Mischungen der vorgenannten Mineralien.
Unter dem Begriff Gips wird erfindungsgemäß ein Calciumsulfat-Dihydrat
(CaSO4.2H2O) verstanden, wobei zugleich das natürlich vorkommende Mineral als auch die künstlich hergestellten Gipse erfasst werden sowie das Dihydrat, das sich aus der Hydratation von Calciumsulfat-Hemihydrat oder dem Anhydrit bildet.
Typische Gipse sind bekannt als Stuckgips, Putzgips, Maschinenputzgips,
Haftputzgips oder Fertigputzgips. Unter dem Begriff Calciumsulfat wird Calciumsulfat in allen Hydratationsstufen verstanden, wie Calciumsulfat-dihydrat, Calciumsulfat- Hemihydrat, Calciumsulfat-anhydrat sowie Mischungen dieser.
Die erfindungsgemäßen Baustoff enthaltenden und ausgehärteten Zusammensetzungen zeigen bereits bei geringer Dosierung des Hydrophobierungsmittels überraschend eine hervorragend wasserabweisende Wirkung, selbst bei einer Lagerung in Wasser. So enthalten die Zusammensetzungen mindestens einen mineralischen Baustoff, Wasser und sowie als Hydrophobierungsmittel das Silan der Formel I und das Amin der Formel II, eine Mischung dieser oder deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte, wobei der Gehalt dieser Zusammensetzung an Hydrophobierungsmittel 0,002 bis 10 Gew.-% beträgt, insbesondere 0,01 bis 5 Gew.- %, bevorzugt 0,1 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 3,5 Gew.-%, besonders vorzugsweise 0,2 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt sind 0,2 bis 1 ,0 Gew.-%, ad 100 Gew.-% Baustoff und Wasser.
Gleichfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer
Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung die vorstehend erläuterten
Hydrophobierungsmittel umfasst, sowie gegebenenfalls Wasser. Zudem ist
Gegenstand der Erfindung ein Verfahren ur Herstellung einer Zusammensetzung, wobei die Zusannnnensetzung die vorstehend erläuterten Hydrophobierungsmittel und mindestens einen mineralischen Baustoff umfasst, sowie gegebenenfalls Wasser. Weiter Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer,
gegebenenfalls geformten, und ausgehärteten Zusammensetzung mit
Hydrophobierungsmitteln und mineralischem Baustoff.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung, insbesondere zur Massenhydrophobierung von mindestens einem mineralischen Baustoff, vorzugsweise von mineralischen Alkalimetall enthaltenden und im
Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoffen, sowie einer Zusammensetzung
erhältlich nach diesem Verfahren, umfasst das Herstellen einer Mischung,
umfassend
(i) mindestens ein Silan der Formel I,
R6-Si(R7)y(OR8)3-y (I) wobei in der Formel I R6 eine lineare, verzweigte oder cyclische Alkyl-Gruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, Arylalkyl-Gruppe mit 7 bis 15 C-Atomen, Aryl-Gruppe mit 6, 10 oder 12 C-Atomen oder Alkenyl-Gruppe mit 1 bis 8 C-Atomen; R7 eine lineare oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder Aryl- Gruppe ist; und jeweils unabhängig R8 ein Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder ein aus einem Hydroxy-funktionalisierten Amin der Formel II abgeleiteter Ester ist, und y gleich 0 oder 1 ist, vorzugsweise ist y gleich 0, oder ein zumindest teilweises Hydrolysat und/oder Kondensat davon, und
(ii) ein Amin der allgemeinen Formel II, insbesondere ein wasserlösliches Amin der Formel II,
R1R2N-CR4R5-CH2R3 (II) mit jeweils unabhängig voneinander R1 ein Wasserstoff oder Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis 6, bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen, wobei die Hydroxyalkyl-Gruppe Mono- oder Dihydroxyalkyl-gruppen umfasst; R2 ein Wasserstoff, Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis 6, bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen, wobei dii "<yl-Gruppe Mono- oder Dihydroxyalkyl-gruppen umfasst; oder R2 eine -A-Alkoxysilan-Gruppierung, mit A ein bivalentes lineares Alkylen oder Aminoalkylen jeweils mit 1 bis 6 C-Atomen; wie vorstehend definiert; R3 eine Hydroxy-, Polyalkylenoxid-Gruppe, bevorzugt eine Polyethylenoxid, -Polypropylenoxid oder Polyether-Gruppe; eine -Methylen
verbrückte Alkoxysilan-Gruppe, Amin-, Alkylamin- oder Aminoalkyl-Gruppe, insbesondere als ω-Aminoalkyl-Gruppe; R4 ein Wasserstoff, Hydroxy- oder
Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis 6, bevorzug 1 bis 4 C-Atomen, wobei die
Hydroxyalkyl-Gruppe Mono- oder Dihydroxyalkyl-Gruppen umfasst; R5 ein
Wasserstoff, Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C-Atomen, bevorzugt Methyl ist.
Bevorzugt werden in dem Verfahren das Amin der allgemeinen Formel II und das Silan der Formel I in einem Gewichtsverhältnis von 0,2 bis 5 bis 2,0 : 0,5 eingesetzt, besonders bevorzugt wird ein Gewichtsverhältnis von 0,4 : 4 bis 1 ,5:0,75, weiter bevorzugt 0,5:3 bis 1 ,5:0,8, ganz besonders bevorzugt 0,75:2,8 bis 1 ,4:0,9 eingesetzt oder eingestellt.
Als bevorzugte Silane werden die vorstehend erläuterten Silane der allgemeinen Formel I oder deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte in dem Verfahren eingesetzt. Und als Amine werden vorzugsweise die Amine der Formel II eingesetzt, die einem wasserlöslichen Alkylamin entsprechen und, das als mindestens eine weitere Gruppe mindestens eine Hydroxy-Gruppe, Alkylenoxid-Gruppen oder mindestens eine zweite Amino-Gruppe aufweist oder ein wasserlösliches
Bis(trialkoxysilyl)alkylenamin ist. Ansonsten wird auf die vorstehend eingehend erläuterten Amine verwiesen, die zur Herstellung der Zusammensetzung eingesetzt werden, wie die Alkoholamine und Polymethlyendiamine etc.
Zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer Zusammensetzung wird das Silan der Formel I und das Am in der Formel I I oder eine Mischung dieser mit mindestens einem mineralischen Baustoff, insbesondere mit einem Alkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoffen, gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser gemischt. Gemäß einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen (i) das Silan der Formel I und das Amin der Formel II, eine Mischung dieser oder deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte gemischt mit (ii) einer Mischung enthaltend mindestens einen mineralischen Baustoff, insbesondere einen Alkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht- silikatischen Baustoff, und Wasser. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird (i) das Silan der Formel I und das Amin der Formel II, eine Mischung dieser oder deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte und Wasser gemischt mit (ii) einer Mischung enthaltend mindestens einen mineralischen Alkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoff und Wasser. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Verfahrensvariante wird (i) das Silan der Formel I und das Amin der Formel II, eine Mischung dieser oder deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte und Wasser gemischt mit (ii) einer Mischung enthaltend mindestens einen mineralischen Alkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoff.
Die Menge an Hydrophobierungsmittel, Baustoff und Wasser wird in dem
erfindungsgemäßen Verfahren so eingestellt, dass die Zusammensetzung
umfassend mindestens einen mineralischen Baustoff, Wasser und sowie als
Hydrophobierungsmittel das Silan der Formel I und das Amin der Formel II, eine Mischung dieser oder deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte, einen Gehalt an Hydrophobierungsmittel in dieser Zusammensetzung von 0,002 bis 10 Gew.-% aufweist, insbesondere wird der Gehalt an Hydrophobierungsmittel auf 0,01 bis 5 Gew.-% eingestellt, bevorzugt auf 0,1 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt auf 0,1 bis 3,5 Gew.-%, besonders vorzugsweise auf 0,2 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt auf 0,2 bis 1 ,0 Gew.-%, und ad 100 Gew.-% mit Baustoff und Wasser, wobei das Verhältnis von Baustoff zu Wasser vorzugsweise auf 4: 1 bis 1 :4 eingestellt wird, insbesondere für Gips, bevorzugt für Gipsanhydrit und/oder
Gipshemihydrat auf etwa 1 :2.
Als mineralische Baustoffe, vorzugsweise als mineralische Alkalimetall enthaltender Baustoff kommt ein Gips, Gipsanhydrit, Gipshemihydrat, Kalcit, Kalkspat, Magnesit, Kalkstein, Kreide, Kesselstein, Marmor Dolomit Aragonit, Magnesit, Witherit, Pottasche, Soda, jeweils wasserfrei oder wasserenthaltend und/oder eine Mischung enthaltend die vorgenannten Mineralien in Betracht, insbesondere natürlich
vorkommend oder synthetisch hergestellt sowie alle vorstehend genannten Baustoffe. In dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das Verhältnis von Baustoff zu Wasser auf 4: 1 bis 1 :4 eingestellt, insbesondere für Gips, bevorzugt für Gipsanhydrit und/oder Gipshemihydrat auf etwa 1 :2.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer
Zusammensetzung wie vorstehend beschrieben, wobei insbesondere die Wasser enthaltende Zusammensetzung, (i) gegebenenfalls geformt wird, und (ii) ausgehärtet wird. Je nach Bedarf kann nach der Formgebung überstehendes Wasser
abdekantiert werden oder durch andere Maßnahmen, wie Filtrieren abgetrennt werden. Dem Fachmann ist klar, dass das Aushärten durch einen aktiven
Trocknungsprozess als auch bei Umgebungsbedingungen erfolgen kann. Durch diesen Verfahrensschritt wird eine in der Masse hydrophobierte Zusammensetzung erhalten, umfassend ein Silan der Formel I und ein Amin der Formel II, deren
Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte bzw. Reaktionsprodukte.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren, in dem (i) mindestens ein Silan der Formel I und ein Amin der Formel II im Gewichtsverhältnis 0,2 : 5,0 bis 2,0 bis 0,5 gemischt werden, (ii) Gipsanhydrit oder -hemihydrat wird mit Wasser gemischt;
insbesondere im Verhältnis von 4:1 bis 1 :4, bevorzugt von 3:1 bis 1 :3, besonders bevorzugt von 3:1 bis 1 :1 , besser um 2:1 ; (iii) zu der Mischung aus (ii) wird die
Mischung aus (i) zugegeben und vorzugsweise homogenisiert, nachfolgend wird (iv) gegebenenfalls die in (iii) hergestellte Mischung in eine Form überführt oder auf ein Band, das ein Filterband sein kann, überführt, und (v) ausgehärtet. Im Schritt (iv) kann auch ein Aufbringen auf Karton vorgesehen werden.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mindestens eine weitere der folgenden Komponenten aus der Reihe Pigmente, Füllstoffe, Binder, Vernetzer, optische Aufheller, Lackhilfsstoffe oder andere Hilfsstoffe zugesetzt werden. Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung einer Zusammensetzung zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen, insbesondere von
mineralischen Alkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoffen, bevorzugt von Alkalimetallsulfat, Alkalimetallcarbonat, die Alkali- und Erdalkalimetalle umfassen und unabhängig voneinander als Anhydrat, als Hydrat, als Modifikationen dieser oder als Mischung vorliegen, zur Behandlung, Modifizierung, Herstellung von Beschichtungen, Formulierungen, Substraten, Artikeln, zur
Massenhydrophobierung von Elementen aus Baustoffen, organischer oder anorganischer Materialien oder Kompositmaterialien oder zur Beschichtung von Substraten, zur Hydrophobierung und Oleophobierung sowie zur schmutz- und farbabweisenden Ausrüstung von Oberflächen oder porösen Substraten, Metallen, Kunststoffen, für den Schutz von Bauten und Fassaden. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Zusammensetzung umfassend das Silan der Formel I, das Amin der Formel II sowie deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte, die einer wässrigen Zubereitung eines mineralischen Baustoffs zugesetzt wird oder der mineralische Baustoff wird einer wässrigen Zubereitung dieser
Zusammensetzung zugesetzt und gegebenenfalls die Herstellung von Artikeln, wie Gipskartonplatten oder Gipselementen. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Kit umfassend jeweils voneinander getrennt a) ein Silan der Formel I als auch b) ein Amin der Formel II und gegebenenfalls davon getrennt c) ein mineralischer Baustoff, insbesondere einen mineralischen Alkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoff.
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung sowie die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, näher, ohne die Erfindung auf diese Beispiele zu beschränken.
Beispiel 1 :
Herstellung Zusammensetzung mit Hydrophobierungsmittel Silan/Amin-Mischung
In ein sauberes, trockenes Glasgefäß wird Methyltrimethoxysilan (MTMS) in einem Verhältnis von 1 : 1 mit Ethanolamin versetzt. Die Mischung wird für einige Minuten gerührt und anschließend verwendet. Beispiel 2:
Herstellung Zusammensetzung mit Hydrophobierungsmittel Silan/Amin-Mischung
Es wurde eine weitere Mischung gemäß Beispiel 1 angesetzt und die Bildung von Silanesterprodukten der Formel I aus dem eingesetzten Alkoxysilan und dem eingesetzten Ethanolamin nachgewiesen. Die Zusammensetzung einer 1 :1
(Gewichtsteile, entspricht 1 :2,2 molare Anteile) Mischung MTMS und Ethanolamin bei 25 °C unter Luftatmosphäre, wurde mittels GC-Chromatographie untersucht (Agilent GC 5890, Flammenionisations-Detektion, Temperaturprogramm: 40° C - 7min - 10° C/min - 260 °C - 10 min, Injektion: 1 μΙ, Kapillarsäule: 30 m HP-5).
Figure imgf000017_0001
Die gaschromatographisch ermittelte Zusammensetzung zeigt die zunehmende Umwandlung von MTMS in die Umesterungsprodukte und die Einstellung des chemischen Gleichgewichts unter diesen Bedingungen. Zunächst entstehen 1 -fach umgeesterte Produkte, die sich allmählich in mehrfach umgeesterte Produkte umwandeln.
Beispiel 3:
Herstellung Zusammensetzung mit Hydrophobierungsmittel, Baustoff und Wasser - Herstellung der Gipsprobekörper 3.1 Referenz:
Unmodifizierter, im Handel erhältlicher Gips (bspw. der Firma Knauf) wird in einem Behälter mit Wasser versetzt. Dabei entspricht das Massenverhältnis von Wasser: Gips gleich 0,5. Diese Mischung kann für 4 Tage aushärten.
3.2 Erfindungsgemäß:
Unmodifizierter, im Handel erhältlicher Gips (bspw. der Firma Knauf) wird in einem Behälter mit Wasser versetzt. Dabei entspricht das Massenverhältnis von Wasser zu Gips gleich 0,5. In diese Mischung wird die unter Beispiel 1 hergestellte Mischung gegeben und durch Rühren homogenisiert. Anschließend kann die
Zusammensetzung für 4 Tage aushärten.
3.3 Ausprüfung der Gips-Probekörper:
Die Unterwasserlagerung erfolgt gemäß den Vorgaben der DIN EN 520. Es wird die Gewichtszunahme der Prüfkörper gemessen. Die Gewichtszunahme soll kleiner 5 Gew.-% sein. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Ergebnisse der Ausprüfung.
Figure imgf000018_0001

Claims

Patentansprüche:
1 . Zusammensetzung umfassend
(i) mindestens ein Silan der Formel I
R6-Si(R7)y(OR8)3-y (I) wobei in der Formel I
-R6 eine lineare, verzweigte oder cydische Alkyl-Gruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, Arylalkyl-Gruppe mit 7 bis 15 C-Atomen, Aryl-Gruppe mit 6, 10 oder 12
C-Atomen oder Alkenyl-Gruppe mit 1 bis 8 C-Atomen;
-R7 eine lineare oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder Aryl- Gruppe ist; und
- jeweils unabhängig R8 ein Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte Alkyl- Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder ein aus einem Hydroxy-funktionalisierten Amin der Formel II abgeleiteter Ester ist, und y gleich 0 oder 1 ist, oder ein zumindest teilweises Hydrolysat und/oder Kondensat davon, und
(ii) ein Amin der allgemeinen Formel II
R1R2N-CR4R5-CH2R3 (II) mit jeweils unabhängig voneinander
-R1 ein Wasserstoff oder Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C-Atomen,
-R2 ein Wasserstoff, Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C-Atomen oder eine
-A-Alkoxysilan-Gruppierung, mit A ein bivalentes lineares Alkylen oder
Aminoalkylen jeweils mit 1 bis 6 C-Atomen;
-R3 eine Hydroxy-, Polyalkylenoxid-, -Methylen verbrückte Alkoxysilan-Gruppe,
Amin-, Alkylamin- oder Aminoalkyl-Gruppe,
-R4 ein Wasserstoff, Hydroxy- oder Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis
6 C-Atomen,
-R5 ein Wasserstoff, Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C-Atomen ist. Zusammensetzung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gewichtsverhältnis des Amins der allgemeinen Formel II zum Silan der Formel I 0,2: 5 bis 2,0: 0,5 beträgt, bevorzugt 0,4: 4 bis 1 ,5:0,75, besonders bevorzugt 0,5:3 bis 1 ,5:0,8, ganz besonders bevorzugt 0,75:2,8 bis 1 ,4:0,9.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Silan der Formel I Methyl(trimethoxysilan), Methyl(triethoxysilan), Ethyl(trimethoxysilan), Ethyl(triethoxysilan), Propyl(trimethoxysilan),
Propyl(triethoxysilan), n-Butyl(trimethoxysilan), n-Butyl(triethoxysilan), iso- Butyl(trimethoxysilan), iso-Butyl(triethoxysilan), Pentyl(trimethoxysilan), Pentyl(triethoxysilan), n-Hexyl(trimethoxysilan), n-Hexyl(triethoxysilan), iso- Hexyl(trimethoxysilan), iso-Hexyl(triethoxysilan), Cyclohexyl(trimethoxysilan), Cyclohexyl(triethoxysilan), Heptyl(trimethoxysilan), Heptyl(triethoxysilan), Octyl(trimethoxysilan), Octyl(triethoxysilan), Propylmethyldimethoxysilan, Propylmethyldiethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Phenyl(trimethoxysilan), Phenyl(triethoxysilan) oder eine Mischung enthaltend mindestens zwei der genannten Silane der Formel I ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Amin der Formel II ein wasserlösliches Alkylamin ist, das mindestens eine Hydroxy-Gruppe, Alkylenoxid-Gruppen oder mindestens eine zweite Amino-Gruppe aufweist oder ein wasserlösliches Bis(trialkoxysilyl)alkylenamin ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Amin der Formel II ausgewählt ist aus der Gruppe der Amine:
Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, co-Amino-oligoethylenoxid mit mindestens 2 Ethylenoxid-Einheiten, Bis(ethylenglykol)amin,
Tris(ethylenglykol)amin, Octameth lon iannin, Nonamethylendiamin, Decamethylendiamin, Undecamethylendiamin, Dodecamethylendiamin,
Tridecamethylendiannin, Tetradecamethylendiamin, Pentadecamethylendiamin, Hexadecamethylendiamin, Heptadecamethylendiamin, Octadecamethylkendi- amin, 2-Amino-2-methyl-1 ,3-propandiol, Bis(3-trialkoxysilyl)alkylenamin, insbesondere Bis(3-trialkoxysilyl)propyl)amin; N-2-Aminoethyl-N'-(3-tri- alkoxysilyl)-ethylendiamin, insbesondere N-2-Aminoethyl-N'-(3-trimethoxysilyl)- ethylendiamin oder N-2-Aminoethyl-N'-(3-triethoxysilyl)-ethylendiamin.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie mineralische Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltende im
Wesentlichen nicht-silikatische Baustoffe umfasst, insbesondere ist der
Baustoff ein Alkali- und/oder Erdalkalimetallsulfat, ein Alkali- und/oder
Erdalkalimetallcarbonat, unabhängig voneinander als Anhydrat, als Hydrat, eine Modifikation dieser oder Mischungen davon, bevorzugt ein Erdalkalimetallsulfat, Alkalimetallsulfat, Erdalkalimetallcarbonat, Alkalimetallcarbonat oder eine Mischung enthaltend mindestens eine dieser Verbindungen, besonders bevorzugt CaSO4, CaSO4.xH20, x = 0, 0,5 oder 2; CaCO3, MgCO3, BaCO3, Na2CO3, K2CO3, bevorzugt ist Calciumsulfat in verschiedenen
Hydratationsformen, insbesondere Calcium-Dihydrat, Calcium-Hemihydrat, Calciumsulfat-anhydrit; Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat jeweils in Form der natürlich vorkommenden oder synthetisch hergestellten Mineralien sowie wasserfrei oder wasserhaltig oder deren Modifikationen.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie mindestens einen mineralischen Baustoff, Wasser und sowie als Hydrophobierungsmittel das Silan der Formel I und das Amin der Formel II, eine Mischung dieser oder deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte umfasst, wobei der Gehalt dieser Zusammensetzung an
Hydrophobierungsmittel 0,002 bis 10 Gew.-% beträgt, insbesondere 0,01 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 4 Gew -% h<=>sr>nders bevorzugt 0,1 bis 3,5 Gew.-%, besonders vorzugsweise 0,2 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt sind 0,2 bis 1 ,0 Gew.-%, mit Baustoff und Wasser ad 100 Gew.-%.
8. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung,
indem eine Mischung umfassend
(i) mindestens ein Silan der Formel I,
R6-Si(R7)y(OR8)3-y (I) wobei in der Formel I
- R6 eine lineare, verzweigte oder cyclische Alkyl-Gruppe mit 1 bis 12 C- Atomen, Arylalkyl-Gruppe mit 7 bis 15 C-Atomen, Aryl-Gruppe mit 6, 10 oder 12 C-Atomen oder Alkenyl-Gruppe mit 1 bis 8 C-Atomen;
- R7 eine lineare oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder Aryl- Gruppe ist; und
- jeweils unabhängig R8 ein Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte Alkyl- Gruppe mit 1 bis 4 C-Atomen oder ein aus einem Hydroxy-funktionalisierten Amin der Formel II abgeleiteter Ester ist, und y gleich 0 oder 1 ist,
vorzugsweise ist y gleich 0, oder ein zumindest teilweises Hydrolysat und/oder Kondensat davon, und
(ii) ein Amin der allgemeinen Formel II
R1R2N-CR4R5-CH2R3 (II) mit jeweils unabhängig voneinander
- R1 ein Wasserstoff oder Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C-Atomen,
- R2 ein Wasserstoff, Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis 6 oder eine
-A-Alkoxysilan-Gruppierung, mit A ein bifunktionelles
lineares Alkylen oder Aminoalkylen jeweils mit 1 bis 6 C-Atomen;
- R3 eine Hydroxy-, Polyalkylenoxid-Gruppe, -Methylen verbrückte Alkoxysilan- Gruppe, Amin-, Alkylamin- oder Aminoalkyl-Gruppe, R4 ein Wasserstoff, Hydroxy- oder Hydroxyalkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C- Atomen,
R5 ein Wasserstoff, Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 C-Atomen ist,
hergestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gewichtsverhältnis des Amins der allgemeinen Formel II zum Silan der Formel I 0,2: 5 bis 2,0: 0,5 beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Silan der Formel I Methyl(trimethoxysilan), Methyl(triethoxysilan), Ethyl(trimethoxysilan, Ethyl(triethoxysilan), Propyl(trimethoxysilan),
Propyl(triethoxysilan), n-Butyl(trimethoxysilan), n-Butyl(triethoxysilan), iso- Butyl(trimethoxysilan), iso-Butyl(triethoxysilan), Pentyl(trimethoxysilan), Pentyl(triethoxysilan), n-Hexyl(trimethoxysilan), n-Hexyl(triethoxysilan), iso- Hexyl(trimethoxysilan), iso-Hexyl(triethoxysilan), Cyclohexyl(trimethoxysilan), Cyclohexyl(triethoxysilan), Heptyl(trimethoxysilan), Heptyl(triethoxysilan), Octyl(trimethoxysilan), Octyl(triethoxysilan), Propylmethyldimethoxysilan, Propylmethyldiethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Phenyl(trimethoxysilan), Phenyl(triethoxysilan) oder eine Mischung enthaltend mindestens zwei der genannten Silane der Formel I ist.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Amin der Formel II mindestens eines der folgenden Amine umfasst Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, co-Amino-oligoethylenoxid mit mindestens 2 Ethylenoxid-Einheiten, Bis(ethylenglykol)amin, Tris(ethylen- glykol)amin, Octamethylendiamin, Nonamethylendiamin, Decamethylendiamin, Undecamethylendiamin, Dodecamethylendiamin, Tridecamethylendiamin, Tetradecamethylendiamin, Pentadecamethylendiamin, Hexadecamethylen- diamin, Heptadecamethylendiamin n^a °ramethylkendiamin, 2-Amino-2- methyl-1 ,3-propandiol, Bis(3-trialkoxysilyl)alkylenamin, insbesondere Bis(3- trialkoxysilyl)propyl)amin; N-2-Aminoethyl-N'-(3-trialkoxysilyl)-ethylendiannin, insbesondere N-2-Aminoethyl-N'-(3-trimethoxysilyl)-ethylendiamin oder N-2- Aminoethyl-N'-(3-triethoxysilyl)-ethylendiannin.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen das Silan der Formel I und das Amin der Formel II oder eine Mischung dieser mit mindestens einem mineralischen Baustoff gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser gemischt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass
(i) das Silan der Formel I und das Amin der Formel II, eine Mischung dieser oder deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte und gegebenenfalls Wasser mit
(ii) einer Mischung enthaltend mindestens einen mineralischen Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltenden und im Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoff und Wasser gemischt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zusammensetzung umfassend mindestens einen mineralischen Baustoff, Wasser und sowie als Hydrophobierungsmittel das Silan der Formel I und das Amin der Formel II, eine Mischung dieser oder deren Hydrolyse- und/oder Kondensationsprodukte hergestellt wird, wobei der Gehalt dieser Zusammensetzung an Hydrophobierungsmittel auf 0,002 bis 10 Gew.-% eingestellt wird, insbesondere auf 0,01 bis 5 Gew.-%, bevorzugt auf 0,1 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt auf 0,1 bis 3,5 Gew.-%, besonders
vorzugsweise auf 0,2 bis 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt auf 0,2 bis 1 ,0 Gew.-%, ad 100 Gew.-% mit Baustoff und Wasser
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mineralische Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltende Baustoff ein Gips, Gipsanhydrit, Gipshemihydrat, Kalcit, Kalkspat, Magnesit, Kalkstein, Kreide, Kesselstein, Marmor, Dolomit, Aragonit, Magnesit, Witherit, Pottasche, Soda, jeweils wasserfrei oder wasserenthaltend und/oder eine Mischung enthaltend die vorgenannten Mineralien ist, insbesondere natürlich
vorkommend oder synthetisch hergestellt, insbesondere ist der Baustoff ein Gipsanhydrit, Gipshemihydrat.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verhältnis von Baustoff zu Wasser auf 4: 1 bis 1 :4 eingestellt wird, insbesondere für Gips, Gipsanhydrit und/oder Gipshemihydrat auf etwa 1 :2.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass (i) gegebenenfalls geformt und (ii) ausgehärtet wird.
18. Zusammensetzung erhältlich nach einem der Ansprüche 8 bis 17.
19. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zur Massenhydrophobierung von mineralischen Baustoffen, insbesondere von mineralischen Alkali- und/oder Erdalkalimetall enthaltenden und im
Wesentlichen nicht-silikatischen Baustoffen, bevorzugt von Alkalimetallsulfat, Alkalimetallcarbonat, die die Alkali- und Erdalkalimetalle umfassen und unabhängig voneinander als Anhydrat, als Hydrat, als Modifikationen dieser oder als Mischung vorliegen; zur Massenhydrophobierung von Elementen aus Baustoffen, zur Behandlung, Modifizierung, Herstellung von Beschichtungen, Formulierungen, Substraten, Artikeln, organischer oder anorganischer
Materialien oder Kompositmaterialien oder zur Beschichtung von Substraten, zur Hydrophobierung und Oleophobierung sowie zur schmutz- und farbabweisenden Ausrüstung von Oberflächen oder porösen Substraten, Metallen, Kunststoffen, für den Schutz von Bauten und Fassaden.
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