[发明专利]基于三(烷氧基甲硅烷基烷基)胺的含水硅烷体系及其用途

说明书

本发明涉及一种基于三甲硅烷基化氨基官能硅化合物的含水组合物，所述组合物基本不含有机溶剂并且即使在交联期间也基本不再释放醇，并且涉及其制备方法，和其例如用于金属、玻璃或矿物表面例如混凝土和砖的疏水化，作为粘结促进剂、作为底漆或尤其用于岩石加固的用途。

人们对包含低含量或者不含有机溶剂并且因此更加环境友好的含水硅烷体系存在越来越大的兴趣。然而通常，这些含水体系不是长时间稳定的。

水溶性氨基聚硅氧烷的制备描述于EP 0 590 270 A2中。使氨基硅烷在50%醇溶液中与规定量的水混合并且初始水解。缺点是高有机溶剂含量和相关的低闪点。稀的含水聚硅氧烷混合物在80℃固化。

DE 103 35 178 A1公开了制备可水稀释的硅烷体系，例如3-氨基丙基三烷氧基硅烷和双(三烷氧基甲硅烷基丙基)胺在醇溶剂中的混合物。该硅烷混合物用规定摩尔量的水部分水解。硅烷混合物具有25－99.99%的醇含量并且不含VOC(挥发性有机化合物)。

US 5 051 129公开了水溶性氨基硅烷和烷基三烷氧基硅烷的水溶液组合物。通过将规定量的水加入硅烷混合物并且随后调温到60℃进行制备。由此制备的硅烷混合物以特定比例溶于水中并且用于表面疏水化。

EP 0 716 128 A1公开了水基含有机聚硅氧烷的组合物、其制备方法和其应用。水溶性氨基烷基烷氧基硅烷与烷基三烷氧基硅烷和/或二烷基二烷氧基硅烷混合并且在规定pH下加入水得到含有机聚硅氧烷的组合物。

由氨基烷基三烷氧基硅烷和双甲硅烷基氨基硅烷反应的反应产物组成的含水硅烷体系被EP 1 031 593 A2公开。基于双甲硅烷基氨基硅烷单独水解的这些水溶液据信不适合于应用，因为它们容易凝胶化和絮凝。

WO 00/39177 A2描述了双甲硅烷基氨基硅烷和/或双甲硅烷基聚硫烷在含水含醇溶液中的应用。硅烷与水、醇和任选的乙酸混合，并且水解至少24 h。随后施加至金属。

US 6,955,728 B1描述了乙酰氧基硅烷与其它硅烷组合用于水溶液中，和其在金属上的应用。对于出售推荐2-组分体系形式的未水解浓缩物或者无水预混浓缩物，以防止硅烷缩合。混合后所述水溶液总是包含水解醇。

DE 1008703涉及一种对玻璃纤维涂覆或涂胶的方法。为了该目的，将氨基烷氧基硅烷施加至玻璃纤维。这例如由具有0－60重量%水含量的醇溶液进行。

WO 2005/014741 A1涉及基于还包含少量三(三烷氧基甲硅烷基丙基)胺的氨基硅烷的反应产物的含水醇制剂。所述制剂具有25－99重量%的醇含量并且适用于改性玻璃纤维。

本发明的目的是提供基于三甲硅烷基化氨基官能烷氧基硅烷的含水并且基本无VOC和/或溶胶-凝胶基组合物，所述组合物可以多方面使用，尤其具有腐蚀保护和底涂性能并且即使在低温下也交联，并且显著耐磨。特别希望提供可由其制备的层和产物。

根据独立权利要求实现了该目的；优选的实施方案详述于从属权利要求和说明书中。

惊奇地发现，基于硅化合物的稳定含水，基本无醇的组合物可由三氨基官能烷氧基硅烷，尤其是式IX的三氨基官能烷氧基硅烷，与有机官能烷氧基硅烷，尤其是与烷基官能烷氧基硅烷，优选式VI的烷基官能烷氧基硅烷，获得，所述硅化合物以基本完全水解的形式存在。另外应该着重强调这些组合物即使在低温下也有利地交联。

因此根据本发明发现，可由三(三乙氧基甲硅烷基丙基)胺(三-AMEO)制备具有特定性能的稳定的基本无VOC的含水硅烷体系，下面也称为组合物。例如，由三-AMEO和正丙基三甲氧基硅烷(PTMO)形成的含水共缩合物当施加至玻璃板、金属表面或其它合适的基材表面时，在室温干燥后表现出高稳定性(Festigkeit)和疏水性。与基于双(三乙氧基甲硅烷基丙基)胺(双-AMEO)或其它硅烷体系，例如基于氨基硅烷或纯的烷基硅烷的共缩合物相比，三-AMEO基硅烷体系固化明显更快，这对于各种各样的应用，尤其是对于基材的涂覆特别有利。此外，得到的涂层对于侵蚀性化学影响，例如沸水、酸性环境影响、芥末或常规清洗流体明显更稳定。

令人惊奇地，在室温在金属或玻璃表面上固化12小时的本发明组合物在沸水中不会分离。得到的固化层在基材上保持基本不变。发现得到的固化涂层在室温在12小时后即使相对于醋去污剂、芥末和烤炉清洁剂而言也稳定。猜测这可归因于可能的与基材更强的交联，但不受该理论的束缚。