Гидрофобизирующий порошок и его применение

Гидрофобизирующий порошок и его применение

Реферат

Изобретение относится к применению твердого материала для гидрофобизации строительных растворов, не содержащих или содержащих менее 5 масс.% цемента, порошка для их гидрофобизации, сухих рецептур строительного раствора, не содержащих или содержащих менее 5 масс.% цемента, а также к способам их получения.

Строительные растворы, не содержащие или содержащие менее 5 масс.% цемента, в частности бесцементные строительные растворы, становятся все более популярными в последние годы. Гипс, в частности, в форме сульфата кальция гидравлического схватывания, такой как α- и β-полугидрат, или в форме ангидрита I, II или III, является их типичным представителем и общеизвестным строительным сырьем. Его используют во множестве различных рецептур и конструктивных исполнений. Примерами являются, например, применение при монтаже сухих стен, где часто используется гипсокартонный лист, при оштукатуривании внутренних помещений, в плиточных клеях, в области настилки полов, а также в сегменте подручных или выполняемых в домашних условиях работ.

Основным недостатком гипсовых материалов гидравлического схватывания, однако, является их чувствительность к воде, поскольку она препятствует наружному применению или применению в помещениях с повышенной атмосферной влажностью, таких как ванные комнаты. По этой причине неоднократно предпринимались попытки разработать рецептуры гипсовых продуктов таким образом, чтобы отвержденные гипсовые продукты имели гидрофобизирующую природу и/или пониженную абсорбцию воды, чтобы повысить водостойкость.

Таким образом, описаны различные технологии, которые используют жидкие соединения на основе кремния, такие как, например, силаны, силоксаны, алкоксисиланы и/или органосиланы, в качестве гидрофобизирующих компонентов.

В EP 1698602A1 описана гипсовая смесь с улучшенными механическими и гидрофобными свойствами, содержащая равномерно диспергированную добавку, состоящую из по меньшей мере одного алкоксисилана и/или алкоксифункционализованного полисилана и по меньшей мере одной соли минеральных кислот и металлов подгрупп с IIIB по VIII, IB или IIB, причем соли металлов не выступают в качестве солей металлов, которые катализируют конденсацию силанола в какой-либо заметной степени. Для получения гипсовой смеси силановый компонент и соль металла сначала смешивают с водой в любом порядке. Затем получают гипсовую пасту введением коммерчески доступного строительного гипса в водные смеси.

В EP 051150A1 описаны формованные изделия, сформированные из материалов, содержащих гипс или содержащих гипс в качестве преобладающего компонента, которым была сообщена гидрофобность путем обработки смесью алюмината щелочного металла и алкилсиланов в водном или водно-спиртовом растворе. В качестве алкильных групп используются этильная, пропильная или н-бутильная группы.

EP 819663A1 относится к гипсовой смеси, содержащей гипс, первый силан, имеющий формулу (RO)₃SiR или (RO)₂SiR₂, и второй силан, имеющий формулу (RO)₃SiR' или (RO)₂SiRR', где каждый R может быть одним и тем же или разным и представляет низшую алкильную группу, и R' представляет низшую алкильную группу, которая замещена заместителем, выбранным из амино-, амино-низшей алкил-амино- или диалкилентриамино-группы.

Публикация WO 2007/009935A2 относится к способу получения гидрофобных материалов, в частности гипсовых продуктов. Для этой цели алкилалкоксисиланы, арилалкоксисиланы, алкенилалкоксисиланы и их смеси прежде всего гидролизуют в кислых условиях, в результате чего образуются полисилоксаны. Затем их смешивают с минералом и/или наполнителем, в процессе чего необязательно также может быть добавлен катализатор конденсации.

В GB 2433497A описан способ получения гидрофобного минерала и/или наполнителя, который включает приведение в контакт минерала и/или наполнителя в порошкообразной форме с гидролизуемым органосиланом, водой и катализатором для гидролиза и конденсации органосилана в условиях, таких что органосилан гидролизуется в присутствии минерала и/или наполнителя и продукт гидролиза органосилана конденсируется с образованием полиорганосилоксана в присутствии минерала или наполнителя.

Важный недостаток таких систем состоит в том, что они предоставляются только как 2-компонентные системы, причем порошкообразные гипсовые компоненты должны быть смешаны с дополнительными жидкостями помимо воды, такими как соединение на основе жидкого силана, на месте строительства или изготовления непосредственно перед применением. Это представляет собой дополнительные расходы и может вести к проблемам обеспечения качества. Следовательно, большим преимуществом является то, когда все необходимые сырьевые материалы, в частности также гидрофобизирующие компоненты, присутствуют в порошкообразной форме. Это предоставляет возможность получать на фабрике сухую смесь строительного раствора, которую лишь необходимо смешать с водой на месте перед использованием.

Чтобы преодолеть данную проблему в EP 919526A1 предлагается строительный материал, включающий гидрофобный порошок, содержащий кремниевую кислоту в качестве материала основы и гидрофобные компоненты, которые являются жидкими при 10°C и содержат кремнийорганическое соединение, растворитель и/или воду и эмульгатор, где порошок содержит 5-80 масс.% кремнийорганического соединения. В EP 1120384A1 описан гидрофобизирующий агент для строительного материала, связанного гипсом, содержащего материал-основу, включающий органический или неорганический порошок, имеющий площадь поверхности по BET более 5 м²/г, и по меньшей мере один органополисилоксан, имеющий Si-связанные атомы водорода, в котором каждая молекула имеет по меньшей мере один Si-связанный атом водорода.

Другой подход предпринят в EP 741760 A1, который относится к композиции редиспергируемого в воде полимерного порошка, которая изготовлена из нерастворимых в воде органических полимеров и содержит от 0,1 до 30% одного или более соединений кремния, которые являются диспергируемыми в воде и имеют точку кипения при нормальном давлении >160°C. Соединения кремния могут представлять собой силаны, полисиланы, олигосилоксаны, карбосиланы, поликарбосиланы, карбосилоксаны, поликарбосилоксаны и полисилилендисилоксаны. В EP 1394198A1 раскрыта гидрофобно модифицированная полимерная композиция, включающая полимер в форме водной полимерной дисперсии или редиспергируемого в воде полимерного порошка, органические соединения кремния и жирные кислоты и/или их производные.

В EP 228657A2 описаны редиспергируемые в воде порошки, которые содержат водорастворимый полимер и по меньшей мере одно органическое соединение кремния, в которых по меньшей мере 50 масс.% органического(их) соединения(й) кремния, использованного(ых) для получения данных порошков, имеют точку кипения по меньшей мере 150°C при 1020 гПа. Порошки получают распылительной сушкой водных смесей водорастворимых полимеров и органического соединения кремния, и они могут быть использованы с гидравлическими связующими, такими как цемент и известь. Однако не упоминается, что такие продукты могут быть использованы в системах на основе гипса, и, в частности, не упоминается об их гидрофобизации. Это, однако, описано в EP 278518 A1 в способе получения гидрофобных масс из гипса, где применяются органополисилоксаны со Si-связанным водородом в форме порошков. Их получают распылительной сушкой смеси воды, водорастворимого, пленкообразующего полимера с точкой помутнения между 35°C и 98°C и органополисилоксана.

В DE 19535833A1 раскрыт способ получения редиспергируемых в воде порошков на основе этиленненасыщенных полимеров, которые модифицированы добавками. Добавки являются жидкими при температуре 50°C или ниже и нанесенными на пылевидный материал-носитель, и полученный порошок добавляют после сушки. Пример 6 описывает адсорбцию метилтриэтоксисилана на Rotisorb в качестве материала-носителя, вслед за чем полученный продукт смешивают с редиспергируемым порошком, стабилизированным поливиниловым спиртом. Rotisorb является универсальным абсорбентом, производимым Roth из каменной муки, которая представляет собой нерастворимую в воде силикатную смесь. Примеры применения с 7 по 9 основаны на клее для керамической плитки, содержащем портландцемент. Рецептуры строительного раствора, не содержащие или содержащие менее 5 масс.% цемента, не раскрыты, а также не раскрыто применение порошка примера 6. Более того, органосиланы, адсорбированные на неорганических носителях, как раскрыто в примере 6, обнаруживают заметно худшую смачиваемость, чем органосиланы, имеющие водорастворимые полимеры в качестве материала-носителя, в частности когда органосиланы смешаны с водорастворимым полимером в воде с последующей сушкой данной смеси.

DE 19542442A1 относится к способу получения редиспергируемых в воде порошкообразных композиций, включающих кремнийорганические соединения, распылительной сушкой водной смеси, включающей одно или более кремнийорганических соединений и один или более водорастворимых органических полимеров, где часть препятствующего слипанию агента вводят в верхнюю треть сушилки одновременно с водной смесью, и остаток препятствующего слипанию агента вводят в поток высушенного порошка или примешивают в высушенный порошок. Кремнийорганическое соединение может быть выбрано из большого перечня кремнийсодержащих соединений, включая любую их смесь. Порошковая композиция дополнительно может включать водорастворимый полимер и препятствующий комкованию агент, где предпочтительно, чтобы количество водорастворимого полимера составляло от 5 до 40 масс.% в расчете на суммарную массу кремнийорганического соединения, что соответствует отношению кремнийорганического соединения к водорастворимому полимеру от 95,2:4,8 до 71,4:28,6. Показано, что порошки могут быть использованы повсеместно и среди прочего для целей, где используется их гидрофобная активность. Кроме того, утверждается, что они подходят для применения в группе многих других строительных композиций. В примерах получают порошки, содержащие органополисилоксан и поливиниловый спирт, которые, как показано, являются стойкими к комкованию и сыпучими.

Все данные подходы, где кремнийорганические соединения находятся в порошкообразной форме, покрывают весьма широкий диапазон различных кремнийорганических соединений для применения, по существу, в любом строительном материале или - если сосредоточиться на гидрофобизации гипса - они относятся к органополисилоксанам с Si-связанным водородом в форме порошков. Последние, однако, могут легко реагировать с образованием водорода, что в присутствии кислорода и искры может приводить к взрывам или к образованию пузырьков в матрице, в которую они введены.

Более того, было найдено, что хотя коммерческие, основанные на октилалкоксисилане порошки, описанные в EP 228657A2, ведут к превосходной гидрофобности строительных компаундов на основе цемента, они не показывают какого-либо эффекта в отношении гидрофобности и/или пониженного поглощения воды в бесцементных рецептурах, таких как строительные растворы на основе гипса.

Следовательно, задача данного изобретения заключалась в том, чтобы предоставить материал, который может быть легко смешан в сухие рецептуры строительного раствора, не содержащие или содержащие менее 5 масс.% цемента, и который при смешении с водой и после высыхания должен обеспечить превосходную гидрофобность и/или снижение абсорбции воды. Более того, материал, а также рецептуры строительного раствора, содержащие материал, должны быть стабильны при хранении и должны показывать хорошую смачиваемость при смешении с водой. Более того, недостатки известного уровня техники должны быть минимизированы или устранены.

Неожиданно было обнаружено, что данная цель может быть достигнута применением твердого материала, включающего по меньшей мере органосилан и материал-носитель, для гидрофобизации строительных растворов, в котором

a) органосилан имеет формулу

R₁Si(OR')₃ (I) или

R₁R₂Si(OR')₂ (II),

в которой R₁ и R₂ являются одинаковыми или разными и представляют собой линейную или разветвленную C₁-C₄-алкильную и/или алкенильную группу, OR' представляет собой ацетокси-, C₁-C₄-алкокси- и/или C₂-C₆-метоксиалкокси- и/или этоксиалкокси-группу, и

b) материал-носитель является твердым при комнатной температуре, и

в котором массовое отношение органосилана к материалу-носителю составляет от примерно 70:30 до примерно 1:99, твердый материал находится в форме порошка, гранулята и/или чешуек, и количество цемента в конечной рецептуре равно нулю или менее 5 масс.% в расчете на суммарную массу конечной рецептуры в сухой и неотвержденной форме.

Альтернативно, задача достигнута способом гидрофобизации строительных растворов путем смешения по меньшей мере одного твердого материала, включающего по меньшей мере один органосилан и материал-носитель, как определено выше, с другими компонентами указанных строительных растворов, причем количество цемента в конечной рецептуре равно нулю или менее 5 масс.% в расчете на суммарную массу конечной рецептуры в сухой и неотвержденной форме.

В другом варианте осуществления цель может быть также достигнута порошком, включающим по меньшей мере органосилан и материал-носитель, подходящий для гидрофобизации строительных растворов, в котором

a) по меньшей мере один органосилан имеет формулу

R₁Si(OR')₃ (I) или

R₁R₂Si(OR')₂ (II),

в которой R₁ и R₂ являются одинаковыми или разными и представляют собой линейную или разветвленную C₁-C₄-алкильную и/или алкенильную группу, OR' представляет собой ацетокси-, C₁-C₄-алкокси- и/или C₂-C₆-метоксиалкокси- и/или этоксиалкокси-группу, и

b) материал-носитель представляет собой по меньшей мере один водорастворимый полимер, который является твердым при комнатной температуре, и

в котором массовое отношение органосилана к материалу-носителю составляет от примерно 70:30 до примерно 1:99, и количество цемента в конечной рецептуре равно нулю или менее 5 масс.% в расчете на суммарную массу конечной рецептуры в сухой и неотвержденной форме.

Заявлен также способ получения сухой рецептуры строительного раствора, отличающийся тем, что компоненты строительного раствора смешаны в сухом виде с порошком по изобретению и количество цемента в конечной рецептуре равно нулю или менее 5 масс.% в расчете на суммарную массу конечной рецептуры в сухой и неотвержденной форме.

Изобретение дополнительно предоставляет сухую рецептуру строительного раствора, получаемую согласно изложенному в изобретении способу получения сухих рецептур строительного раствора.

Неожиданно было обнаружено, что высушенные гидрофобные строительные компаунды, полученные данными способами, дают гидрофобную поверхность и/или показывают сниженную абсорбцию воды. Достигнутое снижение абсорбции воды согласно EN520 типично составляет по меньшей мере примерно 25 масс.%, предпочтительно по меньшей мере примерно 50 масс.%, в частности по меньшей мере примерно 75 масс.% и более, по сравнению со строительным компаундом без твердого материала.

Весьма неожиданно было найдено, что твердые материалы, такие как порошки на основе алкилалкоксисиланов с короткой алкильной цепью, например C₁-C₄-алкильной цепью, действительно гидрофобизируют строительные растворы, не содержащие или содержащие менее 5 масс.% цемента, тогда как они не оказывают эффекта в цементирующих строительных растворах. Напротив, алкилалкоксисиланы с немного более длинной алкильной цепью, такие как, например н-октилтриэтоксисилан, гидрофобизируют рецептуры на основе цемента, но не оказывают эффекта или оказывают только весьма слабый эффект на рецептуры, не содержащие или содержащие менее 5 масс.% цемента, такие как рецептуры на основе гипса, а также бесцементные и безгипсовые рецептуры.

Кроме того, совсем нельзя было ожидать того, что полученные продукты были бы настолько стабильны при хранении. Так, несмотря на их относительно высокое давление пара при комнатной температуре, данные алкилалкоксисиланы не испаряются из порошков по изобретению. Хотя алкилалкоксисиланы довольно хорошо защищены материалом-носителем, они, очевидно, могут полностью высвободиться в нужное время, когда содержащую их рецептуру строительного раствора смешивают с водой.

Более того, оказалось неожиданным, и это представляет собой очевидную силу порошка по изобретению, что он имеет весьма хорошую смачиваемость и легко диспергируется и/или редиспергируется при контакте с водой в течение нескольких секунд, самое большее при легком перемешивании. Порошок, также как твердый материал, использованный по изобретению, дает строительные компаунды, не содержащие или содержащие менее 5 масс.% цемента, имеющие превосходную гидрофобность и/или показывающие четкое снижение адсорбции воды. Несмотря на этот факт, смачиваемость данных сухих рецептур строительного раствора, содержащих порошок и/или твердый материал, водой по большей части является превосходной по сравнению с другими добавками, дающими тот же или схожий эффект. Дополнительно, большое преимущество состоит в том, что отсутствует угроза безопасности в ходе и после смешения рецептуры строительного раствора с водой, поскольку водород не образуется в нанесенном строительном компаунде, а также не наблюдается образования пузырьков.

Хотя предпочтительные органосиланы имеют точку кипения в диапазоне температуры входящего газа или по меньшей мере имеют довольно высокое давление пара при данной температуре, оказалось весьма неожиданным, что было возможно получить порошок по изобретению, используя такой способ, без значительной потери органосилана, для которого ожидалось испарение в ходе распылительной сушки. Более того, неожиданно было обнаружено, что водорастворимый материал-носитель, действующий как стабилизатор органосилана в водной эмульсии, в конечном счете образовывал паронепроницаемую оболочку вокруг органосилана, инкапсулируя таким образом органосилан и не допуская какую-либо значительную потерю органосилана даже в условиях хранения при повышенной температуре, например при 40 и 50°C.

Вследствие неожиданно высокой эффективности твердого материала, и, в частности, порошка, в расчете на суммарное сухое количество неотвержденной рецептуры строительного раствора, необходимо добавлять лишь малые количества. Это отличается от ожидаемого, поскольку порошки по изобретению содержат довольно большое количество гидрофильного, водорастворимого полимера, который, кажется, действительно не оказывает отрицательного воздействия на гидрофобность и абсорбцию воды.

Поскольку твердый материал по изобретению и, в частности, порошок по изобретению придают рецептуре строительного раствора гидрофобный эффект, то возможно, и это обеспечивает преимущество, вводить их в сухую рецептуру уже на фабрике, что допускает точную дозировку и гомогенное распределение и делает ее получение в особенности простым и экономичным. В случае применения данную сухую рецептуру впоследствии необходимо лишь смешать с соответствующим количеством воды и использовать по назначению, что влечет за собой много преимуществ, таких как, например, простота в обращении, упрощенная логистика и/или стойкость рецептуры к замерзанию-оттаиванию. Сухие рецептуры строительного раствора, не содержащие или содержащие менее 5 масс.% цемента, следовательно, типичнее всего смешивают с водой лишь незадолго до их использования.

В контексте данного изобретения строительные растворы, не содержащие или содержащие менее 5 масс.% цемента, представляют собой типичнее всего строительные растворы на основе гипса или безгипсовые строительные растворы. Специалистом в данной области они также часто называются “бесцементными строительными растворами”, хотя они могут содержать вплоть до примерно 5 масс.% цемента. Однако предпочтительно они содержат менее примерно 3 масс.%, в частности менее примерно 1 масс.% и наиболее предпочтительно примерно 0 масс.% цемента и/или гипса соответственно, в расчете на суммарную массу конечной рецептуры в сухой и неотвержденной форме. Подразумевается, что общий термин цемент относится к портландцементу согласно EN197-1 CEM I, II, III, IV и V, а также к цементу на основе фосфата кальция и/или алюминатному цементу, такому как цемент на основе алюмината кальция и цемент на основе сульфоалюмината кальция. Подразумевается, что общий термин гипс относится к сульфату кальция в форме α- и/или β-полугидрата и/или к ангидриту формы I, II и/или III.

Кремнийорганические соединения могут быть растворимыми, нерастворимыми или лишь частично растворимыми в воде. Однако благодаря своей химической природе они часто нерастворимы или лишь частично растворимы в воде.

Алкильные группы R₁ и R₂ органосилана, имеющего формулу (I) или (II), могут быть замещенными или незамещенными. Однако замещенные алкильные группы, в общем, менее предпочтительны или не являются предпочтительными, тогда как в предпочтительном варианте осуществления алкильные группы являются незамещенными.

Более того, часто предпочтительно, чтобы алкильные группы R₁ и R₂ органосилана, имеющего формулу (I) и/или (II), были выбраны из группы, состоящей из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила, изобутила, трет-бутила, винила и/или аллила. Особенно предпочтительными являются метильная, этильная, н-пропильная и/или изопропильная группы, и наиболее предпочтительными являются этильная, н-пропильная и/или изопропильная группы.

Когда OR' представляет собой алкоксигруппу, она предпочтительно выбрана из группы, состоящей из метокси, этокси, н-пропокси, изопропокси, н-бутокси, втор-бутокси, изобутокси и/или трет-бутокси. Особенно предпочтительными являются метокси-, этокси-, н-пропокси- и/или изопропоксигруппы, и наиболее предпочтительными являются метокси- и/или этоксигруппы.

Когда OR' представляет собой метоксиалкокси- и/или этоксиалкоксигруппу, они предпочтительно выбраны из группы, состоящей из этоксиметокси, метоксиэтокси, этоксиэтокси, метоксипропокси, этоксипропокси и/или метоксибутокси. Особенно предпочтительными являются этоксиметокси-, метоксиэтокси- и/или метоксипропоксигруппы.

В приведенных примерах термин пропил включает н-пропил и/или изопропил, бутил включает н-бутил, изобутил, втор-бутил и/или трет-бутил, пропокси включает н-пропокси и/или изопропокси и бутокси включает н-бутокси, изобутокси, втор-бутокси и/или трет-бутокси.

Типичные органосиланы формулы (I) представляют собой алкил- и/или алкенилалкоксисиланы. Их неограничивающие примеры включают метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилтриметоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилтриэтоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилтрипропоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилтрибутоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдиметоксиэтоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдиметоксипропоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдиметоксибутоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдиэтоксиметоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдиэтоксипропоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдиэтоксибутоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдипропоксиметоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдипропоксиэтоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдипропоксибутоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдибутоксиметоксисилан; метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдибутоксиэтоксисилан и/или метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдибутоксипропоксисилан, причем этил- и пропилтриметоксисилан, а также этил- и пропилтриэтоксисилан являются особенно предпочтительными.

Типичные неограничивающие примеры органосиланов формулы (II) включают диметил-, диэтил-, метилэтил-, дипропил-, метилпропил-, этилпропил-, дибутил-, метилбутил-, этилбутил-, пропилбутил-, дивинил-, метилвинил-, этилвинил-, пропилвинил-, бутилвинил-, диаллил-, метилаллил-, этилаллил-, пропилаллил-, бутилаллилдиметоксисилан и/или его метоксиэтокси-, диэтокси-, метоксипропокси-, этоксипропокси-, дипропокси- и/или дибутокси-варианты, причем диэтил- и дипропилдиметокси- и/или диэтоксисилан являются особенно предпочтительными.

Когда R₁, R₂ и/или OR' являются замещенными, предпочтительные заместители представляют собой одну или более аминогрупп и/или атомов галогена, таких как Cl, Br, F. Типичными примерами галогенированных органосиланов являются хлорметилтриметоксисилан, хлорметилтриэтоксисилан, хлорэтилтриметоксисилан, хлорэтилтриэтоксисилан, хлорпропилтриметоксисилан, хлорпропилтриэтоксисилан, трифторпропилтриметоксисилан, трифторпропилтриэтоксисилан, трифторпропилтрипропоксисилан, трифторпропилтрибутоксисилан и/или трифторпропилметилдиметоксисилан.

Типичными примерами органосиланов, содержащих одну или более аминогрупп, являются 3-аминопропилтриметоксисилан, 3-аминопропилтриэтоксисилан, N-(2-аминоэтил)-3-амино-2-метилпропил-диметоксиметилсилан, N-(2-аминоэтил)-3-амино-пропил-триметоксисилан, 3-аминопропилдиэтоксиметилсилан и триметоксисилилпропилдиэтилентриамин, причем 3-аминопропилтриметоксисилан и/или 3-аминопропилтриэтоксисилан являются особенно предпочтительными.

В другом варианте осуществления органосилан формулы (I) и/или (II) представляет собой ацетоксисилан, который содержит в качестве OR'-группы одну или более ацетоксигрупп, такой как моноацетоксисиланы, диацетоксисиланы и/или триацетоксисиланы. Неограничивающими примерами являются метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилтриацетоксисилан, метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдиацетоксиметоксисилан, метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилдиацетоксиэтоксисилан, метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилацетоксидиметоксисилан, метил-, этил-, пропил-, бутил-, винил- и/или аллилацетоксидиэтоксисилан и/или диметил-, диэтил-, дипропил-, дибутил-, метилвинил- и/или метилаллилдиацетоксисилан.

В общем, предпочтительно, чтобы твердый материал и, в частности, порошок, не содержал органосиланов со связанными с кремнием атомами водорода и/или органополисиланов.

Материал-носитель предпочтительно представляет собой водорастворимый полимер, сочетание водорастворимого и нерастворимого в воде полимера и/или неорганический материал.

Предпочтительными неорганическими материалами-носителями являются препятствующие комкованию агенты, гидросиликаты магния, оксид титана в виде частиц, разновидности оксида алюминия, отбеливающие глины, активированный оксид алюминия, вермикулиты, такие как бентонит, вспученный перлит, а также фосфаты, такие как Na-фосфат. Особенно предпочтительными являются кремниевые кислоты с BET-поверхностью по меньшей мере 50 м²/г, в частности по меньшей мере 100 м²/г.

Органические полимеры в качестве материалов-носителей могут быть водорастворимыми, нерастворимыми в воде и/или диспергируемыми в воде. Как правило, органический полимер представляет собой один или более синтетических полимеров и/или по меньшей мере один биополимер, такой как полисахариды, пептиды и/или белки, которые могут быть получены из природного источника и/или синтетически. Органический полимер может быть необязательно синтетически модифицирован. Органические полимеры, если они не растворены или не диспергированы, представляют собой твердые вещества при комнатной температуре и предпочтительно высокомолекулярные соединения. Когда используют несколько органических полимеров, также можно использовать сочетание одного или более природных соединений с одним или более синтетически полученными соединениями. Часто предпочтительно, когда органические полимеры являются водорастворимыми и/или диспергируемыми в воде.

Биополимеры и их производные, предпочтительно используемые в качестве материала-носителя, представляют собой, например, растворимые в холодной воде полисахариды и простые эфиры полисахаридов, такие как, например, простые эфиры целлюлозы, простые эфиры крахмала (амилозы и/или амилопектина и/или их производных), гуаровые простые эфиры, декстрины и/или альгинаты. Также могут быть использованы синтетические полисахариды, такие как анионные, неионные или катионные гетерополисахариды, в частности ксантановая камедь, велановая камедь и/или диутановая камедь. Полисахариды могут быть, но не обязательно должны быть, химически модифицированы, например, карбоксиметильной, карбоксиэтильной, гидроксиэтильной, гидроксипропильной, метильной, этильной, пропильной, сульфатной, фосфатной и/или длинноцепной алкильной группами. Предпочтительно используемыми пептидами и/или белками являются, например, желатин, казеин и/или соевый белок. Особенно предпочтительными биополимерами являются декстрины, крахмалы, простые эфиры крахмала, казеин, соевый белок, желатин, гидроксиалкилцеллюлоза и/или алкилгидроксиалкилцеллюлоза, в которой алкильная группа может быть одинаковой или разной и предпочтительно представляет собой C₁-C₆-группу, в частности метильную, этильную, н-пропильную и/или изопропильную группу.

Предпочтительные синтетические, водорастворимые органические полимеры в качестве материала-носителя могут состоять из одного или нескольких полимеров, например одного или более поливинилпирролидонов и/или поливинилацеталей с молекулярной массой от 2000 до 400000, полностью или частично омыленных поливиниловых спиртов и их производных, которые могут быть модифицированы, например, аминогруппами, группами карбоновых кислот и/или алкильными группами, со степенью гидролиза предпочтительно от примерно 70 до 100 мол.%, в частности от примерно 80 до 98 мол.% и вязкостью по Höppler в 4% водном растворе предпочтительно от 1 до 100 мПа, в частности от примерно 3 до 50 мПа (измерена при 20°C согласно DIN53015), а также меламинформальдегидсульфонатов, нафталинформальдегидсульфонатов, продуктов полимеризации пропиленоксида и/или этиленоксида, включая их продукты сополимеризации и продукты блок-сополимеризации, продуктов сополимеризации стирола-малеиновой кислоты и/или простого винилового эфира-малеиновой кислоты. Особенно предпочтительными являются синтетические органические полимеры, в частности частично омыленные, необязательно модифицированные, поливиниловые спирты со степенью гидролиза от 80 до 98 мол.% и вязкостью по Höppler в 4% водном растворе от 1 до 50 мПа и/или поливинилпирролидон.

Предпочтительные синтетические, нерастворимые в воде и/или диспергируемые в воде органические полимеры в качестве материала-носителя основаны на эмульсионных и/или дисперсионных полимерах, которые при диспергировании в воде являются типично пленкообразующими при комнатной температуре. Наиболее типично, они основаны на винилацетате, этилен-винилацетате, этилен-винилацетат-винилверсатате, этилен-винилацетат-(мет)акрилате, этилен-винилацетат-винилхлориде, винилацетат-винилверсатате, винилацетат-винилверсатат-(мет)акрилате, винилверсатат-(мет)акрилате, чистом (мет)акрилате, стирол-акрилате и/или стирол-бутадиене, где винилверсатат предпочтительно представляет собой C₄-C₁₂-виниловый сложный эфир и продукты полимеризации могут содержать примерно 0-50 масс.%, в частности примерно 0-30 масс.% и особенно предпочтительно примерно 0-10 масс.% дополнительных мономеров, в частности мономеров с функциональными группами.

Когда твердый материал присутствует в форме порошка и/или гранулята, средний диаметр составляет типично менее примерно 5 мм, предпочтительно менее примерно 2 мм, в частности менее примерно 0,5 мм и наиболее предпочтительно менее примерно 0,2 мм, но в общем по меньшей мере примерно 10 мкм или более, предпочтительно примерно 30 мкм или более, в частности примерно 50 мкм или более. Для гранулятов средний диаметр составляет типично примерно 0,05 мм или выше, предпочтительно примерно 0,1 мм или выше. Для порошков средний диаметр составляет типично от примерно 20 мкм до примерно 500 мкм и предпочтительно от примерно 50 мкм до примерно 250 мкм.

Более того, полезно, когда твердый материал, в частности порошок и гранулят, являются легкотекучими, а также устойчивыми по отношению к слипанию и устойчивыми при хранении.

Часто предпочтительно, когда твердый материал является растворимым, диспергируемым и/или редиспергируемым в воде, что облегчает распределение органосилана в матрице, ведя к повышенной эффективности. При диспергировании в воде средний диаметр составляет, например, примерно 30 мкм или менее, предпочтительно примерно 20 мкм или менее. Способы определения среднего диаметра, такие как, например, рассеяние света, известны специалисту в данной области.

Массовое отношение органосилана к материалу-носителю составляет предпочтительно примерно 60:40 или менее, в частности примерно 50:50 или менее. Более того, материал-носитель представляет собой водорастворимый полимер и/или неорганический материал, массовое отношение органосилана к материалу-носителю составляет примерно 5:95 или выше, предпочтительно примерно 10:90 или выше, в частности примерно 20:80 или выше, а когда материал-носитель представляет собой, например, сочетание водорастворимого полимера и нерастворимого в воде полимера, то оно составляет примерно 2:98 или более и предпочтительно примерно 5:95 или более.

Порошок по изобретению может быть получен высушиванием водной эмульсии по меньшей мере одного органосилана и по меньшей мере одного водорастворимого полимера и/или сочетания по меньшей мере одного водорастворимого и по меньшей мере одного нерастворимого в воде полимера. Водная эмульсия может быть получена, например, посредством периодического и/или непрерывного смешения, приводя к эмульсиям с предпочтительным содержанием твердых органосилана и материала-носителя от примерно 10 до примерно 80 масс.%, в частности от примерно 25 до примерно 70 масс.% в расчете на суммарное количество водной эмульсии.

Сушка может быть осуществлена посредством любого подходящего способа. Предпочтительными являются распылительная сушка, лиофильная сушка, сушка в псевдоожиженном слое, сушка в барабанной сушилке, гранулирование, такое как, например, гранулирование в псевдоожиженном слое, и/или скоростная сушка, причем распылительная сушка является особенно предпочтительной. Распылительная сушка может быть проведена, например, посредством распылительного колеса или однокомпонентной или многокомпонентной форсунки. Если необходимо, подлежащая сушке смесь, однако, может быть разбавлена водой, чтобы добиться подходящей вязкости для сушки. Температура сушки в принципе не имеет существенных ограничений. Однако по соображениям безопасности температура входящего газа, как правило, не должна превышать примерно 200°C, в частности примерно 175°C. Чтобы добиться достаточно эффективной сушки, часто предпочтительными являются температуры примерно 110°C или выше, в частности примерно 120°C или выше.

Более того, твердый материал в форме, например, порошка, гранулята и/или чешуек, может быть получен другими способами. Другие предпочтительные способы представляют собой, например, адсорбцию по меньшей мере одного органосилана на органическом или неорганическом материале и/или гранулирование, сушка в барабанной сушилке, лиофильная сушка и/или сушка в псевдоожиженном слое. Такие технологии хорошо известны специалисту в данной области.

В одном варианте осуществления твердый материал дополнительно содержит катализатор для катализа гидролиза связей Si-OR' с образованием групп Si-OH и/или катализа конденсации групп Si-OH с образованием связей Si-O-Si. Альтернативно или дополнительно, если требуется катализатор, он может быть добавлен отдельно.

Наиболее типично, катализатор представляет собой основание, кислоту, амин, фторидную соль, соль металла, комплекс металла, металлоорганическое соединение и/или органическое соединение металла, причем металл предпочтительно представляет собой переходный металл, и/или находится в форме порошка, гранулята