制备存储稳定有机硅树脂的方法与流程

文档序号:13078474阅读:346来源:国知局
本发明属于制备有机硅化合物并且尤其是有机硅树脂的方法的领域。
背景技术
:有机硅树脂被广泛地用在商业产品中。尤其是,带有羟基基团的mdt有机硅树脂被用于石材、混凝土、砂浆(mortier)、砖、瓦、木材等类型的多孔性建筑材料和建筑的防水。这些多孔材料是湿气敏感的。有机硅树脂可经由可以是连续或不连续的方法,通过氯硅烷的直接水解或逆水解来制备。术语“直接水解”在此是指通过将氯硅烷混合物添加到水性介质中进行的水解。术语“逆水解”在此是指通过将水性相添加到氯硅烷混合物中进行的水解。术语“不连续方法”或“批量方法”在此是指对于其来说不同步骤在时间上接续的方法。术语“稳定混合物”在此是指下述这样的混合物:在至少6个月的时间周期期间、优选在至少12个月的时间周期期间并且甚至更优选在至少18个月的时间周期期间,该混合物的运动粘度在存储时不会增加超过10%相对。作为现有技术,可以提及授权专利ep-907622-b1。因而,所述专利描述了用于建筑材料防水的有机硅树脂的水性乳液。在这个所述文献中描述了通过在异丙醚介质中的逆水解制备有机硅树脂的不连续方法。但它具有许多缺陷,即连续释出气态氢氯酸,需要使用能够吸附该气态氢氯酸的装置,这带来了经济影响,而且气态氢氯酸的不合时宜的泄漏会给操作者的健康和安全带来严重风险。此外,由于在40%氢氯酸存在下在20℃下异丙醚在水中大约45%的溶解度,因此所述水在可能的再循环之前需要进行处理,这再次对成本造成了影响。此外还需要使用不含烯烃的异丙醚,因为烯烃可与氢氯酸反应形成氯烷烃,这可导致硅烷醇单元的不合时宜的缩合并且因而导致有机硅树脂的凝胶化。因而需要使用经纯化的异丙醚,这再次对成本造成了影响。此外,由于存在残余可水解氯,因此这种有机硅树脂在存储时会发生变化。其粘度剧烈且快速地增加。由于所有这些原因,因此需要持续改进制备有机硅树脂的方法。技术实现要素:本发明的目的在于用于通过直接水解制备存储稳定混合物的方法,所述混合物基于由单官能基团(m单元)、二官能单元(d单元)和三官能单元(t单元)组成的有机硅树脂。所述有机硅树脂具有羟基(也被称作oxhydryles或hydroxys)官能团含量以及受控分子量分布。这些羟基官能团可无区别地由有机硅树脂的单元d或t携带。其涉及到一方面避免使用逆水解方法并因而避免连续释出气态氢氯酸,并且另一方面避免使用异丙醚,该异丙醚由于其溶解度的原因而对水解后的水的容易再循环是有害的。其涉及到实施简单且便宜的方法,因此其不要求在水解步骤期间添加诸如醇、酮、烷氧基硅烷或表面活性剂的添加剂。其涉及到避免水解、处理和水解后缩合步骤期间的凝胶化。其还涉及避免基于带有羟基官能团的mdt有机硅树脂的混合物的化学和物理特性的任何变化,同时在配制基于有机硅树脂的稳定混合物并且在防水涂料中使用之后保持良好的防水性能。术语“防水涂料(revêtementhydrofugeant)”尤其是指外部和内部油漆,例如水基油漆,粗涂灰泥(crépis),清漆(lazures),浸渍料(imprégnations),半厚涂料(rse)或者用于建筑物面的油漆。因而,本发明的基本目的在于提供用于制备基于有机硅树脂的稳定混合物的方法,其实施简单,相对于已知方法来说不要求大的额外工业投资也不要求高能量消耗,并且其使得能够获得基于有机硅树脂的稳定混合物,所述稳定混合物可被用在建筑材料的防水涂料中。更特别地,本发明的目的还在于提供基于有机硅树脂的稳定混合物,其可被用在建筑材料的防水涂料中并且可赋予它良好的防水性能。本发明的另一个目的在于提供包含这种基于有机硅树脂的稳定混合物的有机硅水性组合物。本发明的另一个目的在于获得包含有机硅水性组合物的油漆,而该有机硅水性组合物本身包含这种基于有机硅树脂的稳定混合物。本发明的另一个目的在于获得多孔建筑材料的防水剂(hydrofugeant)。所有这些目的以及其它目的通过本发明得以实现,本发明涉及用于制备存储稳定混合物x的方法,所述存储稳定混合物x包含:i.有机硅树脂r,其由甲硅烷氧基单元m、d和t构成,其中:·m是式:(z1)3sio1/2的甲硅烷氧基单元,·d是式:(z2)2sio2/2的甲硅烷氧基单元,并且·t是式:z3sio3/2的甲硅烷氧基单元在所述式中,符号z1、z2和z3是相同或不同的,各自表示:-包含1-8个碳原子的线性或支化烷基基团,并且优选该烷基基团选自甲基,乙基,丙基或辛基,并且甚至更优选该基团是甲基,-包含5-8个碳原子的环烷基基团,其任选地被至少一种卤素取代,-包含6-12个碳原子的芳基基团,其任选地被至少一种卤素取代,优选苯基或二氯苯基,-具有包含5-14个碳原子的烷基部分和包含6-12个碳原子的芳基部分的基团,其任选地被至少一种卤素、包含1-6个碳原子的烷基基团和/或包含1-3个碳原子的烷氧基基团取代,-羟基基团,-氢原子,或者-包含2-6个碳原子的烯基基团;并且条件是,对于至少一个单元d或t,至少一个符号z2或z3是羟基基团,以及ii.至少一种包含至少一个环氧基团e的有机化合物o,所述方法包括以下步骤a)至g):a)由以下物质制备混合物a:○60-71%重量的式r1sicl3的氯硅烷,○15-25%重量、优选19-25%重量的式(r2)2sicl2的氯硅烷,○7.5-20%重量、优选7.5-16.5%重量的式(r3)3sicl的氯硅烷,以及○任选地,芳族烃ah,在所述式中,符号r1、r2和r3是相同或不同的,各自表示:■包含1-8个碳原子的线性或支化烷基基团,并且优选该烷基基团选自甲基,乙基,丙基或辛基,并且甚至更优选该基团是甲基,■包含5-8个环碳原子的环烷基基团,其任选地被至少一种卤素取代,■包含6-12个碳原子的芳基基团,其任选地被至少一种卤素取代,优选苯基或二氯苯基,■具有包含5-14个碳原子的烷基部分和包含6-12个碳原子的芳基部分的基团,其任选地被至少一种卤素、包含1-6个碳原子的烷基基团和/或包含1-3个碳原子的烷氧基基团取代,■氢原子,以及■包含2-6个碳原子的烯基基团;b)在搅拌下并且同时保持5-60℃的温度,将混合物a添加到由水性相和溶剂相构成的两相混合物b中以进行混合物a的氯硅烷的水解,所述两相混合物b由水、芳族烃ah和任选的盐酸水溶液ca制备,c)任选地,在30-60℃的温度下保持搅拌至少1小时,优选1-8小时,以允许水解后缩合反应,d)停止搅拌,以分离水性相和溶剂相,e)分离溶剂相并且用水洗涤,并且优选一直到洗涤水的ph为中性,f)将有机硅树脂r与溶剂相分离,优选通过脱挥发分来进行,并且g)在搅拌下将至少一种包含至少一个环氧基团e的有机化合物o添加到步骤f)获得的所述有机硅树脂r中,以能够获得所述混合物x。在此上下文中,根据本发明的方法具有以下优点:-不连续释出气态氢氯酸并且因而对于操作者来说没有卫生和安全的风险,也没有环境风险,-不形成凝胶,-通过例如消除水解步骤期间添加剂的添加以及水在其再循环之前的再处理而使该方法得到简化,并且-在存储时基于有机硅树脂的混合物没有变化。在此理解为下述这样的混合物:在至少6个月的时间周期期间、优选在至少12个月的时间周期期间并且甚至更优选在至少18个月的时间周期期间,该混合物的运动粘度在存储时不会增加。在有机硅命名法中,例如为了描述它们,可使用单元m、d和t。字母m表示式(ch3)3sio1/2的单官能单元,在包含这种单元的聚合物中硅原子连接到仅一个氧原子上。字母d表示二官能单元(ch3)2sio2/2,其中硅原子连接到两个氧原子上。字母t表示式(ch3)sio3/2的三官能单元,其中硅原子连接到三个氧原子上。这些单元可以是官能化的,这样的结果是一个或多个ch3基团由另外的基团如以上提及的z1、z2和z3替代。它们则被称作单元m、d和t,同时具体指明特定基团。优选地,本发明涉及存储稳定混合物x的制备方法,所述存储稳定混合物x包含:i.有机硅树脂r,其由甲硅烷氧基单元m、d和t构成,其中:·m是式:(z1)3sio1/2的甲硅烷氧基单元,·d是式:(z2)2sio2/2的甲硅烷氧基单元,并且·t是式:z3sio3/2的甲硅烷氧基单元在所述式中,符号z1、z2和z3是相同或不同的,各自表示:-包含1-8个碳原子的线性或支化烷基基团,并且优选该烷基基团选自甲基,乙基,丙基或辛基,并且甚至更优选该基团是甲基,-包含5-8个碳原子的环烷基基团,其任选地被至少一种卤素取代,-包含6-12个碳原子的芳基基团,其任选地被至少一种卤素取代,优选苯基或二氯苯基,-具有包含5-14个碳原子的烷基部分和包含6-12个碳原子的芳基部分的基团,其任选地被至少一种卤素、包含1-6个碳原子的烷基基团和/或包含1-3个碳原子的烷氧基基团取代,-羟基基团,-氢原子,或者-包含2-6个碳原子的烯基基团;并且条件是,对于至少一个单元d或t,至少一个符号z2或z3是羟基基团,以及ii.至少一种包含至少一个环氧基团e的有机化合物o,所述方法包括以下步骤a)至g):a)由以下物质制备混合物a:○60-71%重量的式r1sicl3的氯硅烷,○15-25%重量、优选19-25%重量的式(r2)2sicl2的氯硅烷,○7.5-20%重量、优选7.5-16.5%重量的式(r3)3sicl的氯硅烷,以及○任选地,芳族烃ah,在所述式中,符号r1、r2和r3是相同或不同的,各自表示:■包含1-8个碳原子的线性或支化烷基基团,并且优选该烷基基团选自甲基,乙基,丙基或辛基,并且甚至更优选该基团是甲基,■包含5-8个环碳原子的环烷基基团,其任选地被至少一种卤素取代,■包含6-12个碳原子的芳基基团,其任选地被至少一种卤素取代,优选苯基或二氯苯基,■具有包含5-14个碳原子的烷基部分和包含6-12个碳原子的芳基部分的基团,其任选地被至少一种卤素、包含1-6个碳原子的烷基和/或包含1-3个碳原子的烷氧基取代,■氢原子,以及■包含2-6个碳原子的烯基基团;b)在搅拌下并且同时保持5-60℃的温度下将混合物a添加到由水性相和溶剂相构成的两相混合物b中以进行混合物a的氯硅烷的水解,所述两相混合物b由水、芳族烃ah和任选的盐酸水溶液ca制备,c)在30-60℃的温度下保持搅拌至少1小时,优选1-8小时,使得能够进行水解后缩合反应,d)停止搅拌,以分离水性相和溶剂相,e)分离溶剂相并且用水洗涤,并且优选一直到洗涤水的ph为中性,f)将有机硅树脂r与溶剂相分离,优选通过脱挥发分来进行,并且g)在搅拌下将至少一种包含至少一个环氧基团e的有机化合物o添加到在步骤f)获得的所述有机硅树脂r中,使得能够获得所述混合物x。式r1sicl3、(r2)2sicl2和(r3)3sicl的氯硅烷的总和为100%。优选地,所用的氯硅烷是三甲基氯硅烷(me3sicl)、二甲基二氯硅烷(me2sicl2)和甲基三氯硅烷(mesicl3)。优选地,在步骤b)中,两相混合物b由水、盐酸水溶液ca和芳族烃ah构成,并且盐酸浓度相对于两相混合物b的总水量计为小于25%重量。两相混合物b的水浓度使得总水与氯硅烷完全水解所需的水的质量比率为大于6。在步骤b)的氯硅烷的添加结束时,芳族烃ah可任选地被添加以确保允许引入所述氯硅烷的设备的冲洗。优选地,在步骤b)中,在混合物a已经被添加到两相混合物b中之后,芳族烃ah的浓度相对于所用氯硅烷和芳族烃ah的总重量计为40-70%重量,优选地,相对于所用氯硅烷和芳族烃ah的总重量计为49-61%重量。甚至更优选地,芳族烃ah选自甲苯、二甲苯及其混合物。关于操作者的卫生和安全,在保持温度的步骤c)结束时,可任选地添加水,以降低水性相的酸度。在保持温度的步骤c)结束时,可任选地添加溶剂ah,以促进溶剂相与水性相之间的分离。在保持温度的步骤c)结束时,可任选地添加添加剂以促进水性相从溶剂相的分离。作为添加剂的实例,可以提及盐、极性溶剂如醇。术语“包含至少一个环氧基团e的有机化合物o”根据本发明被理解为是指下述这样的化学物质,所述化学物质包含桥接在链或环状系统(在下文为环醚)的相邻或不相邻碳-碳键上的氧。术语“环氧化物(époxyde)”表示包含三元环醚的环氧化合物的亚类。它们也被称作氧杂环烷烃(oxacycloalcanes),更通常被缩写为oxiranes。作为包含至少一个环氧基团e的有机化合物o,可以提及例如脂肪酸酯的环氧化物,也被称作脂肪酸的环氧化酯或者环氧化脂肪酸酯,为以下通式(i)的化合物或化合物混合物:其中r’是包含1-16个碳原子的线性或支化烷基基团,(n+x+m)大于或等于6,x等于1、2或3,并且(n+m)大于或等于3。用于制备这种化合物或化合物混合物的方法被描述于专利申请wo2009/138508中。例如可以提及油酸烷基酯的环氧化物或者硬脂酸烷基酯的环氧化物。还可以提及脂肪酸甘油酯的环氧化物,为以下通式(ii)的化合物或化合物混合物:其中n、x和m如上定义。例如可以提及环氧化大豆油、环氧化蓖麻油和环氧化亚麻籽油。还可提及六氢邻苯二甲酸的环氧化物,缩水甘油基正丁基氧化物(1-丁氧基-2,3-环氧基丙烷),缩水甘油基甲苯基氧化物(1,2-环氧基-3-(甲苯基氧基)丙烷),缩水甘油基苯基氧化物(1,2-环氧基-3-苯氧基丙烷),缩水甘油基2-乙基环己基氧化物(1-(2-乙基环己基)-2,3-环氧基丙烷),1,4-丁二醇二缩水甘油基醚(1,4-双(2,3-环氧基丙氧基)丁烷),双酚a二缩水甘油基醚(2,2-双(p-(2,3-环氧基丙氧基)苯基)丙烷)和新戊二醇二缩水甘油基醚(1,3-双(2,3-环氧基丙氧基)-2,2-二甲基丙烷)。优选地,在步骤g)中添加包含至少一个环氧基团e的有机化合物o,以使得其含量相对于所述有机硅树脂r的重量计为0.1%-1%,并且优选地相对于所述有机硅树脂r的重量计为0.1%-0.75%。优选地,在步骤g)中添加的包含至少一个环氧基团e的有机化合物o是环氧化脂肪酸酯,并且甚至更优选地,在步骤g)中添加的包含至少一个环氧基团e的有机化合物o是环氧化大豆脂肪酸的2-乙基己基酯。更特别地,为了限制可对挥发性化合物比率具有影响的低分子量化合物的存在并且优化最终涂料的防水性能,本发明涉及存储稳定混合物x,其可根据如上所述的本发明方法获得,由带有羟基基团的有机硅树脂r和包含至少一个环氧基团e的有机化合物构成,具有根据标准astmd445-94的300-25000mm2/s的运动粘度以及通过cpg/气体分析法测量的0.2-4%重量的羟基官能团比率。羟基基团的剂量确定根据标准nft75-100,由所述基团利用氢化铝锂还原之后释出的氢体积通过cpg/气体分析法来进行。有机硅树脂r具有7.5-18%的m单元比率,16-27%的总d单元比率以及60-70%的总t单元比率,摩尔百分数通过29sinmr确定。术语“总d单元”在此是指单元d和doh。术语“总t单元”在此是指单元t和toh。本发明的另一个目的涉及水性有机硅分散体y,其特征在于该水性有机硅分散体y包含:·至少一种如上所述的根据本发明的混合物x,·至少一种表面活性剂s,以及·水w。优选地,这种水性分散体是水包油乳液的形式。当表面活性剂s被用在根据本发明的分散体中时,它优选是非离子表面活性剂。在本发明的上下文中,可任选地使用阴离子表面活性剂。作为实例,可以提及烷基硫酸基或磺酸基芳族烃酸的碱金属盐,并且优选的非离子表面活性剂是聚氧乙烯化脂肪醇。可用的表面活性剂的量是通常用于进行乳化的量,尤其如专利us-a-2891920中所述。非离子(优选)、离子或两性表面活性剂可单独使用或者作为彼此的混合物使用。在实践中,根据本发明的分散体每70-10%、优选70-40%重量非水性相包含30-90%、优选30-60%重量的水。本发明的另一个目的涉及尤其可用在油漆配制剂中的水性配制剂f,其包含:-如上所述的根据本发明的水性有机硅分散体y,所述有机硅分散体以相对于一种或多种有机分散体(一种或多种粘结剂)总重量计为优选最高达150%重量并且甚至更优选40-100%重量存在;-硅质或非硅质填料,优选选自:沉淀二氧化硅,气相法二氧化硅,胶体二氧化硅或者粉末状二氧化硅,碳酸盐,滑石,tio2,以及其混合物;-一种或多种有机分散体(一种或多种粘结剂),优选选自包含苯乙烯和/或(甲基)丙烯酸的(共)聚合物的那些;以及选自以下的化合物中的至少之一:-增稠剂,选自丙烯酸系纤维素基增稠剂,聚氨酯,天然胶以及其混合物;-聚结剂,优选选自有机溶剂并且更优选选自二醇类和/或脂族石油馏分;-润湿剂、分散剂,优选选自磷酸酯和/或聚丙烯酸类;-表面活性剂;-中和剂;-杀生物剂;-稀释剂;-增塑剂,优选选自非反应性有机硅油;-消泡剂;以及-颜料或着色剂(有机或矿物的)。术语“有机分散体”或“粘结剂”在此是指由以下物质的(共)聚合获得的有机聚合物的胶乳:-至少一种乙烯基单体,选自苯乙烯,邻甲基苯乙烯和乙烯基甲苯;-至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯单体;以及-任选地,至少一种烯属不饱和单或二羧酸单体。本发明的另一个目的涉及油漆p,其特征在于它们包含如上所述的根据本发明的水性有机硅分散体y或水性配制剂f。本发明的另一个目的涉及如上所述的根据本发明的水性有机硅分散体y或水性配制剂f在油漆领域中的用途。根据本发明的油漆可根据常用技术被施用于例如建筑物面。作为实例,它可经由任何合适的装置如细刷、粗刷、喷雾器等被施用到表面上。在其上可施用根据本发明的涂料组合物的表面可以是各种性质的:例如金属如铝,木材,水泥,砖,利用粘结底漆预涂覆或未涂覆。本发明的另一个目的涉及非水性防水组合物用于浸渍多孔建筑材料的用途,所述非水性防水组合物是包含至少一种如上所述的根据本发明的混合物x的液体有机硅组合物l。根据本发明的一种实施方案,该液体有机硅组合物l包含:a)至少一种如上所述的根据本发明的混合物x,b)至少一种通式(iii)的金属醇盐ma:v[(och2ch2)a-or5]n(iii)其中:-v是选自以下的金属:ti,zr,ge,mn和al;-n=v的化合价;-取代基r5是相同或不同的,各自表示线性或支化c1-c12烷基基团,-a等于0、1或2;-条件是,当符号a等于0时,烷基基团r5包含2-12个碳原子,并且当符号a等于1或2时,烷基基团r5包含1-4个碳原子;以及c)至少一种通式(iv)的交联剂c:si[(och2ch2)a-or]4(iv)其中:取代基r是相同或不同的,各自表示线性或支化c1-c12烷基基团,并且-a等于0、1或2。可使用的金属醇盐ma的量相对于混合物x计为≥5%重量,优选≥6%重量并且甚至更优选≥7%重量。可使用的交联剂c的量相对于混合物x计为≥4%重量,优选≥5%重量并且甚至更优选≥6%重量。本发明的另一个目的涉及多孔建筑材料的防水方法,其中将如上所述的非水性液体有机硅组合物l施用到所述材料上。本发明的最后目的涉及一种方法,在该方法中所述非水性液体有机硅组合物l被施用到选自以下基底的多孔材料上:石材,混凝土,砂浆,砖,瓦和木材。具体实施方式以下的实施例和试验以非限制性说明的方式给出。它们尤其使得能够更清楚地理解本发明并且显示其所有优点并且考虑多种实施变化形式。实施例a)使用的原料:-来自sigma-aldrich公司的三甲基氯硅烷。-来自sigma-aldrich公司的二甲基二氯硅烷。-来自sigma-aldrich公司的甲基三氯硅烷。-软化水。-ah:来自vwrinternational公司的:normapur级甲苯。-ca:来自vwrinternational公司的盐酸水溶液(~37或33%重量)。-有机化合物o:dehysolrb35,来自btc公司:环氧化脂肪酸的2-乙基己基酯(cas68082-34-8)。对于所有实施例来说,术语“中性ph”是指ph为7(ph试纸精度)。b)根据本发明的混合物x的制备1.根据本发明的混合物x1根据直接水解方法,由4.38g三甲基氯硅烷、8.55g二甲基二氯硅烷和26.95g甲基三氯硅烷组成的氯硅烷混合物在氮气吹扫下被逐滴添加到搅拌的反应器中,所述反应器预先容纳43g甲苯ah,43.3g水和18.9g的37%重量的盐酸溶液ca(直接法)。将反应介质的温度保持在5-60℃。在该添加结束时,添加7g甲苯ah并且然后使反应介质达到50℃持续1小时。在温度保持结束时,将反应介质冷却到30℃,然后缓慢添加100g水,以降低水性相的盐酸浓度。在搅拌停止时,则反应介质分离成两相。提取水性相并且有机相用水洗涤,一直到洗涤水的ph为中性。有机相的溶剂在60℃下在小于5毫巴的压力下蒸发2小时。获得17.6g有机硅树脂r1,其具有1209mm2/s的运动粘度和0.8%重量的羟基官能团比率,并且向其中添加0.035g的dehysolrb35,即有机化合物o,以获得混合物x1。混合物x1的29sinmr分析揭示出以下的分布:单元相对硅mol%m10.88d(oh)0.70d22.72t(oh)7.86t57.84在直接水解步骤b)期间不存在异丙醚并且在该方法的步骤g)期间包含添加的有机化合物o的情况下,根据直接水解法而非逆水解法所获得的混合物x1具有大于6个月的在本发明意义上的稳定性,即混合物x1的运动粘度在存储时不会增加超过10%相对。2.根据本发明的混合物x2混合物x2的制备类似于混合物x1的制备,不同之处在于在50℃下的平台持续时间,其为4小时而非一小时。在溶剂蒸馏结束时,获得18.1g有机硅树脂r2,向其中添加0.036g的dehysolrb35,即有机化合物o,以获得混合物x2,其具有1404mm2/s的运动粘度和0.6%重量的羟基官能团比率。混合物x2的29sinmr分析揭示出以下的分布:单元相对硅mol%m11.3d(oh)0.70d23.3t(oh)8.3t56.4在直接水解步骤b)期间不存在异丙醚并且在该方法的步骤g)期间包含添加的有机化合物o的情况下,根据直接水解法而非逆水解法所获得的混合物x2具有大于6个月的在本发明意义上的稳定性,即混合物x2的运动粘度在存储时不会增加超过10%相对。3.根据本发明的混合物x3混合物x3的制备类似于混合物x1的制备,不同之处在于在添加氯硅烷混合物之前在反应器中初始存在的37%重量的盐酸ca以及水的量,它们分别为31.7g和37.3g。在溶剂蒸馏结束时,获得18g有机硅树脂x3,向其中添加0.036g的dehysolrb35,即有机化合物o,以获得混合物x3,其具有979mm2/s的运动粘度和0.83%重量的羟基官能团比率。混合物x3的29sinmr分析揭示出以下的分布:单元相对硅mol%m10.5d(oh)-d25.5t(oh)4.7t59.3在直接水解步骤b)期间不存在异丙醚并且在该方法的步骤g)期间包含添加的有机化合物o的情况下,根据直接水解法而非逆水解法所获得的混合物x3具有大于6个月的在本发明意义上的稳定性,即混合物x3的运动粘度在存储时不会增加超过10%相对。4.根据本发明的混合物x4混合物x4的制备类似于混合物x1的制备,不同之处在于氯硅烷混合物,其由3.01g三甲基氯硅烷、8.9g二甲基二氯硅烷和28g甲基三氯硅烷组成。在溶剂蒸馏结束时,获得17.6g有机硅树脂r4,向其中添加0.035g的dehysolrb35,即有机化合物o,以获得混合物x4,其具有12319mm2/s的运动粘度和1.05%重量的羟基官能团比率。29sinmr分析揭示出以下的分布:单元相对硅mol%m7.6d(oh)-d23.6t(oh)12.0t56.0在直接水解步骤b)期间不存在异丙醚并且在该方法的步骤g)期间包含添加的有机化合物o的情况下,根据直接水解法而非逆水解法所获得的混合物x4具有大于6个月的在本发明意义上的稳定性,即混合物x4的运动粘度在存储时不会增加超过10%相对。5.根据本发明的混合物x5混合物x5的制备类似于混合物x1的制备,不同之处在于氯硅烷混合物,其由5.99g三甲基氯硅烷、8.16g二甲基二氯硅烷和25.72g甲基三氯硅烷组成。在溶剂蒸馏结束时,获得18.3g有机硅树脂r5,向其中添加0.036g的dehysolrb35,即有机化合物o,以获得混合物x5,其具有300mm2/s的运动粘度和0.95%重量的羟基官能团比率。29sinmr分析揭示出以下的分布:单元相对硅mol%m14.7d(oh)0.52d21.2t(oh)9.2t54.4在直接水解步骤b)期间不存在异丙醚并且在该方法的步骤g)期间包含添加的有机化合物o的情况下,根据直接水解法而非逆水解法所获得的混合物x5具有大于6个月的在本发明意义上的稳定性,即混合物x5的运动粘度在存储时不会增加超过10%相对。6.根据本发明的混合物x6由174g三甲基氯硅烷、339g二甲基二氯硅烷和1069g甲基三氯硅烷构成的氯硅烷混合物被缓慢添加到容纳有1800g水和1800g甲苯ah的搅拌的10升反应器中。反应介质的温度被保持在5-60℃。在添加氯硅烷结束时,反应介质的温度被保持在50℃下1小时。在温度保持结束时,将200g甲苯和3000g水添加到之前的混合物中。在沉降之后,提取水性相并且洗涤有机相,一直到获得中性ph,有机相的溶剂在60℃下在小于5毫巴的压力下蒸发8小时。在8小时的脱挥发分之后,将0.2%的dehysolrb35即有机化合物o添加到所获得的有机硅树脂r6中。如此获得的混合物x6具有1270mm2/s的运动粘度和0.64%重量的羟基官能团比率。在直接水解步骤b)期间不存在异丙醚并且在该方法的步骤g)期间包含添加的有机化合物o的情况下,根据直接水解法而非逆水解法所获得的混合物x6具有大于6个月的在本发明意义上的稳定性,即混合物x6的运动粘度在存储时不会增加超过10%相对。c)对比实施例的制备1.对比试验n°1对比试验n°1的制备类似于混合物x1,不同之处在于甲苯被异丙醚替换。在溶剂蒸馏结束时,获得19g有机硅树脂,其具有150mm2/s的运动粘度并且包含0.54%重量的羟基单元,处于粘度目标之外,即该粘度不在300至25000mm2/s之间。由于其它所有因素都是相同的,因此替换甲苯的异丙醚的使用无法获得符合本发明的树脂。2.对比试验n°2由8.57g二甲基二氯硅烷和26.95g甲基三氯硅烷组成的氯硅烷混合物在氮气吹扫下被逐滴添加到搅拌的反应器中,所述反应器容纳有38.4g甲苯,38.7g水和16.8g的37%重量的盐酸溶液。将反应介质的温度保持在5-60℃。在该添加结束时,添加6.2g甲苯,然后使反应介质的温度达到50℃持续1小时。在温度保持结束时,反应介质被冷却到30℃,然后缓慢添加100g水,以降低水性相的盐酸浓度。在搅拌停止时,不发生相分离,并且白色固体大量存在于壁上。混合物a中不存在三甲基氯硅烷使得无法获得如本发明所定义的树脂。本发明人的贡献在于确认在混合物a中的三甲基氯硅烷的合适浓度范围。3.对比试验n°3由2.05g三甲基氯硅烷、9.10g二甲基二氯硅烷和28.80g甲基三氯硅烷组成的氯硅烷混合物在氮气吹扫下被逐滴添加到搅拌的反应器中,所述反应器容纳有43g甲苯,43.3g水和18.9g的37%重量的盐酸溶液。将反应介质的温度保持在5-60℃。在该添加结束时,添加7g甲苯,然后使反应介质的温度达到50℃持续1小时。在温度保持结束时,反应介质被冷却到30℃,然后缓慢添加100g水,以降低水性相的盐酸浓度。在搅拌停止时,反应介质无法分离,因为它是不均匀的:存在固体凝胶。在混合物a中存在5%的三甲基氯硅烷并不足以避免形成凝胶。本发明人的贡献在于确认在混合物a中的三甲基氯硅烷的合适浓度范围。4.对比试验n°4由2.02g三甲基氯硅烷、9.10g二甲基二氯硅烷和28.80g甲基三氯硅烷组成的氯硅烷混合物在氮气吹扫下被逐滴添加到搅拌的反应器中,所述反应器容纳有43g甲苯,31.7g水和37.3g的37%重量的盐酸溶液。将反应介质的温度保持在5-60℃。在该添加结束时,添加7g甲苯,然后使反应介质的温度达到50℃持续1小时。在温度保持结束时,反应介质被冷却到30℃,然后缓慢添加100g水,以降低水性相的盐酸浓度。在搅拌停止时,反应介质分离成两相。提取水性相,但介质是不均匀的:在有机相中存在固体凝胶。在混合物a中存在5%的三甲基氯硅烷并不足以避免形成凝胶,即使是在相比于对比试验n°3来说更大量的37%盐酸溶液的存在下。本发明人的贡献在于确认在混合物a中的三甲基氯硅烷的合适浓度范围。5.对比试验n°5由12.03g三甲基氯硅烷、6.77g二甲基二氯硅烷和21.18g甲基三氯硅烷组成的氯硅烷混合物在氮气吹扫下被逐滴添加到搅拌的反应器中,所述反应器容纳有43g甲苯,43.3g水和18.9g的37%重量的盐酸溶液。将反应介质的温度保持在5-60℃。在该添加结束时,添加7g甲苯,然后使反应介质的温度达到50℃持续1小时。在温度保持结束时,反应介质被冷却到30℃,然后缓慢添加100g水,以降低水性相的盐酸浓度。在搅拌停止时,反应介质分离成两相。提取水性相,并且有机相用水洗涤,一直到洗涤水的ph为中性。有机相的溶剂在60℃下在小于5毫巴的压力下蒸发2小时。获得18.8g有机硅树脂,其具有23mm2/s的粘度并且包含0.8%重量的羟基官能团,处于粘度目标之外,即该粘度不在300至25000mm2/s之间。在混合物a中存在30%的三甲基氯硅烷并不能够获得如根据本发明定义的树脂。本发明人的贡献在于确认在混合物a中的三甲基氯硅烷的合适浓度范围。d)dehysolrb35即有机化合物o对混合物x的稳定性的影响1.根据本发明的混合物x7和x7bis根据直接水解方法,由174g三甲基氯硅烷、339g二甲基二氯硅烷和1069g甲基三氯硅烷构成的氯硅烷混合物被缓慢添加到10升的搅拌的反应器中,所述反应器容纳有1718g水,750g的33%盐酸ca和1706g甲苯ah。反应介质的温度被保持在5-60℃。在氯硅烷添加结束时添加278g甲苯。然后,使反应介质的温度达到50℃持续1小时。在温度保持结束时,将反应介质冷却到30℃,并且添加3967g水到先前混合物中。在沉降之后,提取水性相并且洗涤有机相,一直到获得中性ph,有机相的溶剂在60℃下在小于5毫巴的压力下蒸发2-5小时。a)在两小时脱挥发分之后,进行取样。由此取样获得的有机硅树脂r7具有1938mm2/s的运动粘度和0.52%的羟基官能团含量。将0.2%重量dehysolrb35即有机化合物o添加到有机硅树脂的一部分中。如此获得混合物x7。另一部分保留不添加dehysolrb35即有机化合物o。对两个部分的粘度随时间的监测显示出在dehysolrb35即有机化合物o的存在下没有提高。有机化合物o因而使得能够将本发明的树脂稳定化,即混合物x7的运动粘度在存储时不会增加超过10%相对。另一方面,没有dehysolrb35即没有有机化合物o的部分在存储六个月之后具有其乘以1.85的运动粘度。不存在有机化合物o的树脂不是存储稳定的。有机化合物o的添加对于可任选进行乳化的树脂的稳定性来说是必需的。b)与该取样并行地,继续脱挥发分。在五小时的脱挥发分之后,将0.2%的dehysolrb35即有机化合物o添加到获得的有机硅树脂r7bis中。如此获得的混合物x7bis具有1860mm2/s的运动粘度和0.59%重量的羟基官能团比率。2.根据本发明的混合物x8和x9根据直接水解方法,由174g三甲基氯硅烷、339g二甲基二氯硅烷和1069g甲基三氯硅烷构成的氯硅烷混合物被缓慢添加到10升的搅拌的反应器中,所述反应器容纳有3345g水,1647g的33%盐酸ca和1706g甲苯ah。反应介质的温度被保持在5-60℃。在氯硅烷添加结束时添加278g甲苯。然后,使反应介质的温度达到50℃持续1小时。在温度保持结束时,将反应介质冷却到30℃,添加2000g水到先前混合物中。在沉降之后,提取水性相并且洗涤有机相,一直到获得中性ph,有机相的溶剂在60℃下在小于5毫巴的压力下蒸发2-5小时30分钟。a)在两小时脱挥发分之后,进行取样。向获得的有机硅树脂r8中添加0.2%的dehysolrb35即有机化合物o。如此获得的混合物x8具有0.19%重量的羟基官能团含量以及在存储时不提高的5485mm2/s的粘度。有机化合物o因而使得能够将本发明的树脂稳定化,即混合物x8的运动粘度在存储时不会增加超过10%相对。b)与该取样并行地,继续脱挥发分。在五小时30分钟的脱挥发分之后,将0.2%的dehysolrb35即有机化合物o添加到获得的有机硅树脂r9中。如此获得的混合物x9具有3487mm2/s的运动粘度和0.21%重量的羟基官能团比率。e)乳液的制备1.所用原料-有机硅树脂r和根据本发明的包含至少一个环氧基团e的有机化合物o的混合物x。-水溶性羟基化烷基氨基硅烷:通过汽提已从其去除了醇的具有20%活性物质的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的水性水解产物(来自momentive的商业产品silquestrvs142)-具有烷氧基基团的硅烷:otes=辛基三乙氧基硅烷,来自sigma-aldrich-表面活性剂s:乙氧基化(8个乙氧基单元)脂肪醇(13个碳的链),由solvay公司以名称销售2.根据本发明的混合物x10根据直接水解方法,由174g三甲基氯硅烷、339g二甲基二氯硅烷和1069g甲基三氯硅烷构成的氯硅烷混合物被缓慢添加到10升的搅拌的反应器中,所述反应器容纳有1800g水,670g的37%盐酸ca和1706g甲苯ah。反应介质的温度被保持在5-60℃。在氯硅烷添加结束时添加278g甲苯。然后,使反应介质的温度达到50℃持续1小时。在温度保持结束时,将反应介质冷却到30℃,添加3967g水到先前混合物中。在沉降之后,提取水性相并且洗涤有机相,一直到获得中性ph,有机相的溶剂在60℃下在小于5毫巴的压力下蒸发8小时。在八小时脱挥发分之后,向获得的有机硅树脂中添加0.2%的dehysolrb35即有机化合物o。如此获得的混合物x10具有1019mm2/s的粘度以及0.49%重量的羟基官能团比率。3.制备水性分散体y的方法可考虑多种制备水性分散体y的操作程序。非限制性地,在本实施例中考虑的操作程序在于:1)在1l配备有旋转锚的槽中混合15.8g水和25.3g表面活性剂s2)向此水与表面活性剂s的混合物中引入342.8g的混合物x,然后是14.5g的硅烷otes,这种引入通过在大约100rpm的搅拌下逐渐进行,以获得水包油乳液。3)进行14.5g水溶性硅烷silquestvs142的后添加并且继续搅拌大约1小时。4)添加184.6g水以稀释乳液到希望的活性物质比率。如此获得白色外观的液体,其通过使用mastersizer2000(malvern)的激光粒度分析所确定的体积中值直径针对3种不同的有机硅树脂在下面给出。乳液y1y2y3乳化的混合物xx9x10x7bis根据本发明的混合物x的oh比率(%重量)0.21%0.49%0.59%根据本发明的混合物x的粘度3487mm2/s1019mm2/s1860mm2/s乳液的d[4,3]0.197μm0.179μm0.201μm乳液的粒度根据标准iso13320(2009)通过使用mastersizer2000–hydro2000g粒度分析仪通过激光衍射测量。f)油漆配制剂为了评价混合物x的乳液y对油漆最终性能的贡献,制备了两种类型的油漆。一种p1具有1.13的cpv/cpvc比率,而另一种p2具有0.80的cpv/cpvc。它们的组成在下表中给出。临界体积颜料浓度cpvc是下述这样的体积颜料浓度,对于该体积颜料浓度来说,粘结剂非常恰好地填充假定要接触的粉末状材料的粒子之间保留可用的体积,并且在高于该值时,膜的某些性能会显著变化。体积颜料浓度cpv是在产品中所含的未形成膜的颜料和/或填料材料和/或其它固体粒子的总体积与非挥发性材料的总体积之比,以百分数表示。油漆的成分和组成如下所示1.耐湿磨性(rah)试验用于内部或外部应用的油漆必须能够容易地进行清洁而不劣化。对于这种类型的产品来说,聚合物的粘结力,即其确保整体内聚力的能力是决定性的因素。一种用于定量这种性能的措施在于评价油漆的耐湿磨性。耐湿磨性的定义根据标准iso11998,耐湿磨性等于油漆膜在使用归一化装置进行的限定的磨损循环之后的厚度损失。原理其涉及到评价限定厚度的油漆膜耐受水性介质中通过刷子或研磨片的往复运动施加的研磨作用的能力。结果的表达对于标准iso11998·对于每个试件,应用如下公式:△m*106/(39*387*ds),其中:△m是试件在试验之前和之后的重量差,ds是油漆的干燥密度。·对于每种油漆,计算平均值和标准偏差。·以μm表达结果,其对应于油漆膜的厚度的损失。根据厚度损失以及研磨循环数对油漆进行分类:类别1:在200次研磨下<5μm,对于具有高粘结剂比率的油漆而言。类别2:在200次研磨下≥5μm且<20μm,该油漆是可擦洗的。类别3:在200次研磨下≥20μm且<70μm,该油漆是可洗的。类别4:在40次研磨下<70μm。类别5:在40次研磨下≥70μm。2.透水性(w24)该操作模式(标准nfen1062-3,1999年2月)具体说明用于确定应用于外部砖石和混凝土的油漆产品和类似产品的对液体水的渗透性的方法。这种方法可应用于用于多孔载体的油漆产品和涂层体系,所述多孔载体例如是:砖、混凝土和灰浆(enduits)。原理用于外部砖石和混凝土的涂料对于防止径流水渗透到多孔矿物载体中是起到重要作用的。这种标准借助于高多孔性的矿物砖来评价,所述矿物砖的面之一涂覆有涂层或者涂层体系。将试件在确定条件下浸入水中,并且试件以有规律的时间间隔进行称重。当质量变化与时间间隔的平方根成正比时,对液体水的渗透性通过质量变化来确定。结果的表达确定随着时间的平方根变化的水质量的增加。曲线的线性部分的斜率是液体水的渗透系数w,表示为kg/m2.vt小时。为了获得系数w,需要用质量的增加除以以m2表示的表面积,或者用斜率除以表面积。该表面积将是未被石蜡覆盖的表面积。通常地,w针对24小时的周期进行计算。如果曲线的一部分在24小时之前获得,则小时数应当被指示为w的下标(如:w6)。3.蒸气渗透性sd该操作模式使得能够根据标准nfeniso7783-2来确定油漆膜允许水蒸气通过的能力。将油漆施加到250μm厚的多孔聚乙烯板上。在多个洗涤/干燥循环之后,涂覆的板被切割并且被置于容纳150ml饱和磷酸二氢铵溶液的坩埚上。从测量的质量损失确定“sd”因子,其对应于使得水蒸气流等于穿过油漆膜观察到的流的静止空气层的厚度(以米表示)。4.油漆的评价结果:这些油漆具有令人满意的性能,对应于根据以上提及的标准的以下分类:对于rah(5-20μm)来说为类别2,对于w24(≤0.10kg/m2.h0.5)来说为类别3,并且对于sd(<0.14m)来说为类别1。g)非水性液体有机硅组合物l作为多孔建筑材料防水剂(hydrofugeant)的用途1.所用原料-有机硅树脂r和根据本发明的包含至少一个环氧基团e的有机化合物o的混合物x。-钛酸丁酯mati(obu)4,来自dorfketalspecialtycatalystsllc公司(usa)。-硅酸乙酯csi(oet)4,来自bluestarsilicones公司-石油溶剂(whitespirit),来自quimidrogas.a.公司(西班牙)2.非水性有机硅组合物l1的配制剂可考虑多种制备非水性有机硅组合物l的操作程序。非限制性地,在本实施例中考虑的操作程序在于:在150ml烧杯中引入并均化根据本发明的4.2g混合物x8、0.32g钛酸丁酯、0.22g硅酸乙酯和71.4g石油溶剂。获得非水性有机硅组合物l1。3.石材的处理在均化之后,非水性有机硅组合物l1被用于以下的处理:-3个石材(在此为savonnières石材)通过以一分钟的间隔浸入到溶液中2次10秒的持续时间来进行处理。-使石材在23℃下在大气中在50%相对湿度下干燥15天。4.防水性的评价防水性通过毛细管作用的水吸收来评价:使经处理的石材与水接触,然后定期称重。对3个石材取平均值,并且水吸收的下降通过利用未处理对照组的水吸收归一化样品的水吸收来确定。在与水接触28天之后,则获得90%的水吸收的下降,反映出经处理石材的良好防水效力。当前第1页12
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