[发明专利]有机硅酸盐粉末、用于生产其的方法及其用于疏水化矿物建筑材料的用途

说明书

本发明涉及有机硅酸盐粉末，涉及用于生产它们的方法，以及涉及它们的用途、尤其是用于疏水化矿物建筑材料的用途。

数十年来碱金属有机硅酸盐已经用于疏水化，即，用于赋予建筑材料疏水性。一般而言，这些是本质上可以是硅酸盐或非硅酸盐的无机建筑材料。特别地，甲基硅酸盐的水溶液在此具有很大的重要性。其更具体地是钾衍生物（甲基硅酸钾）或钠衍生物（甲基硅酸钠）。由于它们在水中的高溶解性，使得它们能够以水溶液的形式应用到固体上，其中水的蒸发伴随着在二氧化碳的影响下牢固附着的持久的疏水性表面的形成。由于它们实际上不含可水解消除的有机基团，有利地发生固化，而不会释放不期望的挥发性有机副产物。

有机硅酸盐的水溶液尤其适用于疏水性的弱酸性至弱碱性建筑材料，更特别地是包含烧制粘土、天然石材、水泥或石膏的产品。

在此，疏水化剂可以通过浸渍或者大规模疏水化来应用。在浸渍的情况下，例如，将烧制粘土或天然石材的产品浸没在有机硅酸盐的水稀释液中持续一定时间，或者用所述类型的稀释液喷雾，水溶液中的活性物质通过毛细管作用渗透到建筑材料的多孔微结构中。在建筑材料干燥后的几分钟或数小时或甚至多天之后，依据当时的条件，发展出疏水区域，其围绕建筑材料并显著地降低其毛细管吸水性。在大规模疏水化的情况下，在适当时进一步稀释之后，有机硅酸盐的水溶液与建筑材料的水浆混合。与未疏水化的建筑材料相比，在建筑材料已经固化和干燥后，其吸水性的测量显示出显著降低的吸水性。

例如，US2803561描述了用于疏水化含钙砖石（石膏、石灰石）的有机硅酸盐的水溶液和甲基硅酸盐粉末的水溶液的用途。

碱金属有机硅酸盐、尤其是甲基硅酸钾或钠的制备，已经被经常描述。在大多数情况下，焦点在于生产随时可使用且储存稳定的水溶液。

例如，EP650968描述了由有机三氯硅烷开始并通过有机三烷氧基硅烷作为中间体而进行的连续方法。所述方法的有利特征在于形成的醇和氯化氢副产物被回收且形成的硅酸盐溶液实际上不含氯。

例如，石膏或水泥的大规模疏水化的优势在于建筑材料不仅被疏水区域围绕，而且是完全疏水性的。这对于建筑材料而言是尤其重要的，其具有成为水溶性的趋向如石膏，或者如果在疏水性处理之后将建筑材料切成片。该技术用于例如石膏板面板、石膏墙板面板或石膏纤维板面板的生产。

然而，将灰泥和填料或瓷砖粘合剂以粉末、在袋中或仓库中的形式提供至建筑工地，并且在工地通过搅拌用水配制。为了应用在石膏或水泥类灰泥、填料、修补填料粉末、瓷砖粘合剂和类似的矿物建筑材料中，因此，需要固体疏水化剂，其可以添加到即用型干燥混合物中并在工地上（例如，在建筑工地上）在应用期间仅在添加水后在较短时间内即发挥其疏水作用。这称为干式混合应用。

根据本领域的现有状态，大多数常规干式混合疏水化剂是支持系统，这意味着将实际上为液态的疏水化剂如活性硅烷和/或硅氧烷成分应用到或多或少具有化学惰性的支持材料上。在这种情况下，使用的疏水化剂的量仅能够产生干燥的且可自由流动的粉末。这仅产生30-50%的活性含量—由此推断，非活性支持材料的量占总量的50-70%。如在WO2010052201中所述的，支持材料可以是无机物—实例是二氧化硅和硅酸盐—或者有机物—实例是聚乙烯醇。通过与用于配制混合物的水组合，并且通过强烈混合，液体疏水化剂发挥其作用，同时支持材料作为无功能的填充材料保留在固化的建筑材料中。支持材料对于完全固化的建筑材料甚至可以具有负面作用—例如，已知聚乙烯醇趋向于增加石膏建筑材料的亲水性，这是起相反作用的。