WO2014019878A1 - Non-film-forming formulations based on organosilicon compounds - Google Patents
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Classifications
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- B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
- B27K3/34—Organic impregnating agents
- B27K3/50—Mixtures of different organic impregnating agents
-
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
- C04B41/49—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes
- C04B41/4905—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon
- C04B41/4922—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon applied to the substrate as monomers, i.e. as organosilanes RnSiX4-n, e.g. alkyltrialkoxysilane, dialkyldialkoxysilane
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- B27K3/02—Processes; Apparatus
- B27K3/15—Impregnating involving polymerisation including use of polymer-containing impregnating agents
Definitions
- the invention relates to non-film-forming formulations based on organosilicon compounds, processes for their preparation and their use, in particular for
- Silanes and siloxanes have long been used for the protection of buildings, for example solutions of silanes in organic solvents ⁇ agents, as described for example in DE-A 1,069,057th
- EP-A 234 024 describes silane emulsions with nonionic emulsifiers which have an HLB of 4 to 15.
- alkylalkoxysilanes optionally siloxanes, and nonionic and cationic emulsifiers.
- the hydrophobizing agent must reduce the water absorption of the building material by the desired amount at least to 20% compared to the non-treated building material.
- the waterproofing agent must not form a film on the surface in order not to influence or even eliminate the water vapor permeability too much.
- the penetration depth into the building material should be more than one mm, so that the
- Hydrophobing is not ineffective even after a short time due to natural weathering. And last but not least, the building protection product must have the visual appearance of the
- R may be the same or different and represents monovalent, SiC-bonded hydrocarbon radicals having at least 4 carbon atoms,
- R 1 may be the same or different and monovalent, SiC-bonded hydrocarbon radicals having 1 to 4
- R 2 may be the same or different and represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 4 carbon atoms,
- a is 1, 2 or 3, preferably 1, and
- b is 0, 1 or 2, preferably 0 or 1,
- R 3 is the same or different and represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 8 carbon atoms,
- R 4 is the same or different and is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 8 carbon atoms, and
- n is an integer from 1 to 4,
- component (B) is used in amounts of from 0.1 to 20% by weight, based on the total weight of component (A) used.
- Glycols and / or glycol ethers based on the total weight of the alkylalkoxysilanes used, is used.
- formulations of the invention are in
- formulations according to the invention preferably consist of
- R is a hydrocarbon radical of 6 to 18 carbon atoms, more preferably one
- Hydrocarbon radical having 8 to 14 carbon atoms.
- R is an n-alkyl, iso-alkyl, aryl or
- Aralkyl radicals having at least 4 carbon atoms, preferably having 6 to 18 carbon atoms, particularly preferably having 8 to 14 carbon atoms.
- radical R examples include the n-hexyl radical, n-octyl radical and iso-octyl radical, such as the 2, 2, 4-trimethylpentyl radical, n-decyl radical, n-dodecyl radical, n-tetradecyl radical, n-hexadecyl radical and the
- the radical R 1 is preferably an optionally substituted alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methyl, ethyl, n-butyl or isopropyl radical, in particular a
- substituted alkyl radicals are alkyl radicals substituted by an oxygen atom, such as
- the radical R 2 is a hydrogen atom or an optionally substituted with organyloxy groups alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, preferably a hydrogen atom, a methyl, ethyl, n-butyl or i-propyl radical, in particular a hydrogen atom, a methyl or ethyl radical ,
- alkyl radicals substituted with organyloxy groups are the 2-methoxyethyl radical.
- Silanes of the formula (I) or their partial hydrolysates are commercially available or can be prepared by generally known chemical methods.
- silanes used in this invention (A) are isobutyltriethoxysilane, hexyltriethoxysilane, Hexylmethyl- diethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-Octyltributoxysilan, isooctyltriethoxysilane, n-decyl triethoxysilane, dodecylmethyldimethoxysilane, trimethoxysilane hexadecyl, octadecylmethyldimethoxysilane, octadecyl methyldiethoxysilane and octadecyltriethoxysilane ,
- Component (A) is preferably n-hexyltriethoxysilane, n-octyltriethoxysilane and isooctyltriethoxysilane and also their partial hydrolysates, where n-
- Octyltriethoxysilane and isooctyltriethoxysilane and their Generalhydrolysate are particularly preferred.
- component (A) is partial hydrolysates, those having 2 to 10 Si atoms are preferred. Partial hydrolysates usually arise from the fact that a part of the radicals OR 2 in the silanes of the formula (I) by reaction with water or
- oligomers which, in addition to groups OR 2, may also contain OH groups.
- Partial hydrolysates of silanes of the formula (I) may also be present as an impurity in the silane of the formula (I).
- R 3 is optionally substituted
- Alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms preferably R 3 is a methyl, ethyl, n-butyl, n-hexyl or isopropyl radical.
- radical R 4 is a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or a methyl, ethyl, n-butyl or i-propyl radical, particularly preferably a hydrogen atom, a methyl or ethyl radical.
- n is preferably 1, 2, 3 or 4, preferably 1 or 2.
- glycols and glycol ethers (B) are ethane-1,2-diol, propane-1,2-diol, butane-1,2-diol, hexane-1,2-diol,
- Diethylene glycol monobutyl ether Diethylene glycol monobutyl ether is particularly preferred.
- the non-film-forming formulations may also be aqueous dispersions and in addition to the components (A) and (B)
- emulsifiers (C) it is possible to use all emulsifiers which have hitherto been used for the preparation of siloxane dispersions.
- emulsifiers (C) can anionic, nonionic, cationic and amphoteric surfactants or their
- Polyvinyl alcohols in particular polyvinyl alcohols having a degree of saponification of 75-95%, can be used.
- the emulsifiers (C) are preferably
- nonionic emulsifiers or mixtures of nonionic emulsifiers and ionic emulsifiers.
- nonionic emulsifiers (C) used according to the invention are sorbitan fatty acid esters, ethoxylated sorbitan fatty acid esters, ethoxylated fatty acids, ethoxylated linear or branched alcohols having 10 to 20 carbon atoms, ethoxylated alkylphenols, pentaerythritol fatty acid esters, glycerol esters and alkylpolyglycosides.
- nonionic emulsifiers (C) to sorbitan fatty acid esters, ethoxylated sorbitan fatty acid esters, ethoxylated fatty acids, ethoxylated linear or branched alcohols having 10 to 20 carbon atoms and ethoxy ⁇ profiled triglycerides.
- the formulations according to the invention preferably contain no ethoxylated alkylphenols, since these are known to be environmentally incompatible.
- nonionic emulsifiers When nonionic emulsifiers are used as component (C), it may be just one type of nonionic emulsifier or a mixture of several nonionic emulsifiers. Preferably, at least one
- nonionic emulsifier (C) has an HLB value of greater than or equal to 12, in particular greater than or equal to 14, and is optionally used in admixture with nonionic emulsifiers having an HLB value less than 12.
- emulsifiers (C) are mixtures of nonionic emulsifiers, of which at least one emulsifier has an HLB value greater than or equal to 12.
- the proportion of emulsifiers (C) having an HLB value greater than or equal to 12 in the emulsifier mixture (C) is preferably at least 30% by weight.
- the HLB value expresses the balance between hydrophilic and hydrophobic groups of an emulsifier.
- the definition the HLB value and methods for their determination are well known and described, for example, in Journal of Colloid and Interface Science 298 (2006) 441-450 and the literature cited therein.
- anionic emulsifiers e.g. Alklysulfonate, alkyl sulfates and alkyl phosphates are used.
- cationic emulsifiers are all known quaternary ammonium compounds containing at least one
- substituted or unsubstituted hydrocarbon radical having at least 10 carbon atoms such as
- cationic emulsifiers are used as component (C), these are preferably aryl or alkyltrimethylammonium salts such as stearyltrimethylammonium chloride and cetyltrimethylammonium chloride, particularly preferred
- Benzyltrialkylammoniumsalze in particular trimethylbenzyl ammonium chloride and trimethylbenzylammonium methosulfate.
- quaternary imidazolinium compounds which carry at least one substituted or unsubstituted hydrocarbon radical having at least 10 carbon atoms, such as 1-methyl-2-stearyl-3-stearylamidoethylimidazolinium methosulfate, 1-methyl-2-norstearyl-3 stearyl-amido-ethyl-imidazolinium methosulfate, 1-methyl-2-oleyl-3-oleyl-amido-ethyl-imidazolinum-methosulfate,
- formulations according to the invention contain components (C) then in amounts of preferably 0.1 to 15 wt .-%, particularly preferably 0.3 to 8 wt .-%, each based on the total amount of the formulation.
- the water (D) used in the dispersions may be any type of water, such as natural waters, e.g. Rainwater, groundwater, spring water, river water and seawater, chemical waters, e.g. demineralized water, distilled or (multiply) redistilled water, water for medical or pharmaceutical purposes, e.g. purified water (Aqua purificata, Pharm. Eur. 3), aqua deionisata, aqua distillata, aqua bidestillata, aqua ad injectionam or aqua conservata, drinking water according to the German Drinking Water Ordinance and mineral waters.
- natural waters e.g. Rainwater, groundwater, spring water, river water and seawater
- chemical waters e.g. demineralized water, distilled or (multiply) redistilled water
- water for medical or pharmaceutical purposes e.g. purified water (Aqua purificata, Pharm. Eur. 3), aqua deionisata, aqua distillata, aqua bidestillata, aqua ad injectionam
- the water (D) used is preferably water having a conductivity of less than 10 S / cm, in particular less than 2 pS / cm.
- formulations according to the invention are aqueous dispersions, they contain water (D) in amounts of preferably 10 to 95% by weight, preferably 30 to 60% by weight, in each case based on the total amount of dispersion.
- water (D) is less than 30%, so that stable creamy products are obtained, which are particularly advantageous where a hydrophobic impregnation to vertical or water-repellent impregnation
- these creams according to the invention have a yield strength, determined by oscillating viscosity measurement according to DIN 54458, of at least 5 Pa, in particular at least 10 Pa.
- the formulations according to the invention preferably if they are aqueous dispersions, can
- the silanes (E) which may optionally be used according to the invention may be any, hitherto known, silanes which do not correspond to the formula (I), e.g. Alkoxysilanes such as tetraethoxysilane, alkylalkoxysilanes containing an alkyl radical of from 1 to 3 carbon atoms, e.g.
- Methyltrimethoxysilane or propylmethyldiethoxysilane, or containing substituted hydrocarbon radicals e.g.
- the formulations according to the invention preferably contain at most 1% by weight of silanes (E) which do not correspond to the formula (I), based on the amount of silane (A) of the formula (I).
- formulations according to the invention preferably if they are aqueous dispersions, can
- polyorganosiloxanes is intended to encompass both polymeric, oligomeric and dimeric organosiloxanes.
- Polyorganosiloxanes (F) may be any, hitherto known linear, cyclic and branched polyorganosiloxanes act.
- the polyorganosiloxanes (F) are preferably those which are selected from units of the formula
- R 5 c (R s O) d SiO (4- cd) / 2 (HD) wherein R 5 may be the same or different and is a hydrogen atom or a monovalent, SiC-bonded, optionally substituted hydrocarbon radical having 1 to 18 carbon atoms, in particular the methyl, isooctyl, or phenyl radical, means
- R 6 may be the same or different and is a hydrogen atom or a monovalent, optionally substituted
- Hydrocarbon radical having 1 to 4 carbon atoms Hydrocarbon radical having 1 to 4 carbon atoms
- c is 0, 1, 2 or 3, preferably 1, 2 or 3,
- d is 0, 1, 2 or 3, preferably 0 or 1
- the sum c + d is less than or equal to 3.
- the component (F) consisting of units of the formula (III) is preferably a liquid having a viscosity at 25 ° C. of from 5 to 10 000 000 mPas, preferably from 50 to 100 000 mPas, or a solid.
- Polydimethylsiloxanes which may contain hydroxyl groups and / or aminoalkyl groups, and silicone resins, which consist predominantly of trifunctional siloxane units.
- linear polyorganosiloxanes (F) with hydroxyl-terminated polydimethylsiloxanes having a viscosity of 20 to 200 mPas (25 ° C) or Aminoethylaminopropyl phenomenon carrying polydimethylsiloxanes having a viscosity of 100 to 5000 mPas (25 ° C) can be used.
- the formulations according to the invention preferably contain no polyorganosiloxanes (F) with more than 0.5% by weight of basic nitrogen, preferably no polyorganosiloxanes with more than 0.3% by weight of basic nitrogen, more preferably none
- polyorganosiloxanes (F) with basic nitrogen are contained in the formulations, then their proportion is preferably less than 10% by weight, preferably less than 5% by weight, based on the total weight of components (A).
- Polyorganosiloxanes (F) are octamethylcyclotetrasiloxane
- Decamethylcyclopentasiloxane and dodecamethylcyclohexasiloxane preferably contain less than 0.1% by weight of cyclic siloxanes.
- Polyorganosiloxanes (F) are alkoxy group-containing
- Organopolysiloxanes e.g. through implementation of
- Alkyltrichlorosilanes or phenyltrichlorosilane with ethanol in water can be produced and molecular formulas such as
- CH 3 Si (OCH 2 CH 3 ) ⁇ , ⁇ , ⁇ or C 6 H 5 Si (OCH 2 CH 3 ) 0> 7 ⁇ , 2 correspond to oligomeric siloxanes, which by hydrolysis / condensation of
- the optionally used branched polyorganosiloxanes (F) are either at 25 ° C. and 1000 hPa solids or have at 25 ° C a viscosity of preferably 10 to 1,000,000 mPas, preferably 100 to 100,000 mPas, particularly preferably 1,000 to 50,000 mPas , or a weight average molecular weight Mw of preferably 1000 to 100,000 g / mol, preferably 2,000 to
- the silicone resins (F) optionally used according to the invention may be both solid and liquid at 23 ° C. and 1000 hPa, preference being given to using liquid silicone resins (F).
- the optionally used polyorganosiloxanes (F) are silicone resins, mixtures of high-viscosity silicone resins with low-viscosity silicone resins or silicone oils being particularly preferred. These mixtures have a viscosity of preferably 100 to 25 ° C
- 100,000 mPas in particular 1,000 to 10,000 mPas.
- formulations according to the invention contain polyorganosiloxanes (F), these are amounts of preferably 5 to 1000 parts by weight, more preferably 50 to 200
- formulations according to the invention preferably if they are aqueous dispersions, can (G) other substances selected from the group of
- optionally used thickeners (G) are polyacrylic acid, polyacrylates, cellulose ethers, such as
- Carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose Carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, natural gums such as xanthan gum, and polyurethanes.
- optionally used catalysts (G) are amines and organometallic compounds, such as dibutyltin dilaurate.
- Adjustment of the pH (G) are aminosilanes as well as amines, such as monoethanolamine or alkali metal hydroxides. If it is necessary to ensure the constancy of the pH over an extended period of time, buffer systems such as salts of acetic acid, salts of phosphoric acid, salts of citric acid, in each case in combination with the free acid can be used depending on the desired pH become.
- the optionally used substances for adjusting the pH (G) are amines and
- Aminosilanes more preferably triethanolamine.
- component (G) is used to prepare the formulations according to the invention, these are amounts of preferably 0.01 to 5% by weight, particularly preferably 0.1 to 0.5% by weight, in each case based on the total amount of Formulation.
- the dispersions of the invention preferably contain
- compositions according to the invention are preferably free from fluorinated organic compounds
- the formulations according to the invention are preferably free of water-immiscible solvents which do not correspond to the formula (II) or contain these water-immiscible solvents in amounts of at most 1% by weight, based on the total amount of the dispersion.
- water-immiscible solvents are to be understood as meaning all solvents which are soluble at 20 ° C. and a pressure of 101.325 kPa with water in amounts of not more than 1 g / l.
- these water-immiscible solvents have a vapor pressure of 0.1 kPa or higher at 20 ° C.
- water-immiscible solvents examples include benzene, toluene, xylene, hexane, cyclohexane and paraffinic hydrocarbon mixtures.
- the dispersions according to the invention preferably contain no components beyond components (A) to (G).
- the components used according to the invention may each be one type of such a component as well as a mixture of at least two types of a respective component.
- non-film-forming formulations of the invention are prepared by mixing the components (A) and (B) and optionally (C) and optionally (D) and optionally (E) and optionally (F) and optionally (G) become. If the formulations according to the invention are aqueous dispersions, the preparation of these aqueouss takes place
- the preparation is carried out by simply stirring all components at temperatures of preferably 1 to 50 ° C and optionally subsequent homogenization, e.g. with jet dispersers, rotor-stator homogenizers at peripheral speeds of preferably 5 to 40 m / s, colloid mills or high-pressure homogenizers at homogenization pressures of preferably 50 to 2000 bar.
- homogenization e.g. with jet dispersers, rotor-stator homogenizers at peripheral speeds of preferably 5 to 40 m / s, colloid mills or high-pressure homogenizers at homogenization pressures of preferably 50 to 2000 bar.
- the components (A), (B), optionally (E) and optionally (F) are homogeneously mixed. This mixture then becomes one
- Components are preferably mixed with a high speed stirrer, e.g. a dissolver disk or a rotor-stator homogenizer mixed. This is preferably followed by homogenization with a high-pressure homogenizer.
- a high speed stirrer e.g. a dissolver disk or a rotor-stator homogenizer mixed. This is preferably followed by homogenization with a high-pressure homogenizer.
- the optional component (G) can be added at any time during the process.
- inventive method are components (C) and a
- the optional component (G) can be any one of the components (A), (B), optionally (E) and optionally (F) added and mixed homogeneously and then the remaining amounts of components (D) was added, mixed and homogenized .
- the optional component (G) can be any one of the components (A), (B), optionally (E) and optionally (F) added and mixed homogeneously and then the remaining amounts of components (D) was added, mixed and homogenized ,
- the optional component (G) can be any one of the component (D) presented, successively or jointly components (A), (B), optionally (E) and optionally (F) added and mixed homogeneously and then the remaining amounts of components (D) was added, mixed and homogenized .
- the optional component (G) can be any one of the component (G) presented, successively or jointly components (A), (B), optionally (E) and optionally (F) added and mixed homogeneously and then the remaining amounts of components (D) was added, mixed and homogenized .
- the dispersions of the invention are preferably milky, white to beige liquids.
- the dispersions according to the invention have a pH of preferably from 5 to 9, in particular from 6 to 8.
- the dispersions of the invention have a content of non-volatile compounds (for example determined according to ASTM D 5095) of preferably 10 to 90% by weight, particularly preferably 20 to 70% by weight.
- the dispersions according to the invention have a volume-average particle size of preferably 0.1 to 10 .mu.m, in particular from 0.3 to 1.5 .mu.m.
- the dispersity of the dispersions of the invention is in
- the dispersions of the invention have a viscosity of preferably less than 10,000 mPas, in particular less than 1,000 mPas, in each case measured at 25 ° C. according to DIN 53019-1.
- the formulations according to the invention have the advantage that they have a very high storage stability and do not cause discoloration.
- the formulations of the invention have the advantage that they do not form films and the water vapor permeability of the Building material received.
- the formulations according to the invention have the advantage that they can be produced inexpensively.
- the formulations according to the invention have the advantage that they are easy to handle.
- the formulations according to the invention have the advantage that they are easily dilutable and have a very high storage stability even in dilute form.
- the formulations according to the invention have the advantage that they have a very good and stable impregnation effect and a very good penetration behavior on different substrates.
- formulations according to the invention can be used for all purposes for which formulations based on organosilicon compounds have hitherto also been used. They are e.g. Excellent as a building protection agent, in particular for hydrophobing various mineral or organic substrates.
- the manner of using such dispersions is known to the person skilled in the art.
- Another object of the present invention is a process for the treatment of substrates, in which the substrates are brought into contact with the non-film-forming formulations according to the invention.
- Formulations that can be treated are mineral substances, such as masonry, mortar, brick, limestone, marble, limestone, sandstone, granite, porphyry, and concrete Aerated concrete, and organic materials such as wood, paper, cardboard, textiles, synthetic and natural fibers.
- the dispersions in the process according to the invention penetrate into the capillaries of the substrate and dry there.
- the treatment according to the invention is preferably a hydrophobic impregnation, coating,
- Priming or injecting more preferably a hydrophobic impregnation, wherein in particular the substrate is brought into contact with the dispersion and the dispersion penetrates partially or completely into the substrate.
- hydrophobic impregnation according to the invention can be used as impregnation of the surface of mineral materials and wood-based materials or as impregnation of mineral
- Wood materials e.g. concrete or roof tiles
- the Wasserauf ⁇ acquisition of the substrate is drastically reduced, which lowers the thermal conductivity, but also prevents the destruction of building materials by the influence of frost and thaw cycles or salt or wood materials by rot or fungal infestation. This not only ensures the value of the material treated in this way, but also low energy consumption during heating or air conditioning, for example.
- the application of the formulations according to the invention for the impregnation of building materials can also serve before, after or simultaneously for the use of stone hardeners; For example, it is possible to first solidify a building material consisting of loam with water glass and then to hydrophobicize it with the formulations according to the invention.
- the formulations according to the invention are prepared by conventional and hitherto known methods of distribution to the surface of the
- Substrates are given, such. by brushing, spraying, knife-coating, rolling, pouring, filling, dipping and rolling.
- the property of entering the masonry may be a material property or intrusion
- formulations according to the invention in particular as aqueous dispersions, can also be used for the formulation of paints in combinations with organic dispersions and pigments in order to render these paints hydrophobic
- the application of the formulation according to the invention can be concentrated or carried out in diluted form.
- aqueous dispersions can be used concentrated or diluted with water.
- the content of component (A) in the dispersion used is preferably from 2 to 35% by weight, in particular from 5 to 20% by weight.
- the process for treating substrates has the advantage that it is efficient and inexpensive, and that the substrates are long-term protected from the influence of water.
- Isooctyltriethoxysilane (available under the name SILRES® BS 1701 from Wacker Chemie AG) is mixed with 1% by weight of ethylene glycol (Example 1), with 1% by weight of diethylene glycol monobutyl ether
- Example 6 is repeated, but no diethylene glycol monobutyl ether is used.
- the particle size was 1.09 ⁇ m.
- Example 6 is repeated, but instead of 5 parts of diethylene glycol monobutyl ether, 1 part of ethylene glycol monobutyl ether is used.
- the particle size was 0.90 ⁇
- Methyl silicone resin that consists of 90 mol% trifunctional
- Siloxane units of CH 3 Si0 3/2 10% difunctional siloxane units of the formula (CH 3) 2 Si0 2/2, having a weight average molecular weight of 6700 g / mol and a content of ethoxy groups of 3.1 wt .-%, and of hydroxyl groups of 0, 57 wt.%, And 0.25 parts of aminoethyl-aminopropyltriethoxysilane.
- cetyltrimethylammonium chloride 40 parts of water with an Ultra-Turrax processed into an emulsion.
- 4 parts of a 50% aqueous emulsion of an amino-containing polydimethylsiloxane having a viscosity of 500 mPas and an amine number of 0.15 meq / g available under the name SILRES® BS 1306 from Wacker Chemie AG, D-Munich ) was added.
- the emulsion is homogenized with a high-pressure homogenizer (APV 2000, Invensys APV Unna) at 200 bar.
- the volume average particle size was 0, pm.
- the volume-average particle size was 0.39 ⁇ .
- Examples 8 and 9 were diluted to 7.5% solids and bricks were impregnated by immersion in these emulsions for five minutes. The results are summarized in Table 3.
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Abstract
A description is given of new, non-film-forming formulations based on organosilicon comounds, comprising (A) silanes of the formula RaR1
bSi(OR2)4-a-b (I), in which R may be identical or different and denotes monovalent, SiC-bonded hydrocarbon radicals having at least four carbon atoms, R1 may be identical or different and denotes monovalent, SiC-bonded hydrocarbon radicals having 1 to 3 carbon atoms, R2 may be identical or different and denotes a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 4 carbon atoms, a is 1, 2 or 3, preferably 1, and b is 0, 1 or 2, preferably 0 or 1, with the proviso that the sum total of a and b is 1, 2 or 3, and/or partial hydrolysates thereof, and (B) glycols or glycol ethers of the formula R3O(CH2CHR4O)nR3 (II), where R3 is identical or different and denotes a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 8 carbon atoms, R4 is identical or different and denotes a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 8 carbon atoms, and n is an integer from 1 to 4, with the proviso that component (B) is used in amounts of 0.1% to 20% by weight, based on component (A).
Description
Nicht-filmbildende Formulierungen auf Basis von Non-film-forming formulations based on
Organosiliciumverbindungen organosilicon
Die Erfindung betrifft nicht-filmbildende Formulierungen auf der Basis von Organosiliciumverbindungen, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung, insbesondere zur The invention relates to non-film-forming formulations based on organosilicon compounds, processes for their preparation and their use, in particular for
hydrophobierenden Imprägnierung und Massehydrophobierung von mineralischen und organischen Baustoffen. Silane und Siloxane werden seit langem für den Bautenschutz eingesetzt, z.B. Lösungen von Silanen in organischen Lösungs¬ mitteln, wie sie z.B. in DE-A 1069057 beschrieben sind. hydrophobic impregnation and mass hydrophobization of mineral and organic building materials. Silanes and siloxanes have long been used for the protection of buildings, for example solutions of silanes in organic solvents ¬ agents, as described for example in DE-A 1,069,057th
Wässrige Formulierungen auf der Basis von Alkylalkoxysilanen und -siloxanen sind ebenfalls bekannt. EP-Ä 234 024 beschreibt Silanemulsionen mit nichtionischen Emulgatoren, die einen HLB- ert von 4 bis 15 aufweisen. Aqueous formulations based on alkylalkoxysilanes and siloxanes are also known. EP-A 234 024 describes silane emulsions with nonionic emulsifiers which have an HLB of 4 to 15.
In DE 10 2007 047 907 AI sind wässrige Dispersionen DE 10 2007 047 907 A1 discloses aqueous dispersions
beschrieben, die Alkylalkoxysilane, ggf. Siloxane, sowie nichtionische und kationische Emulgatoren enthalten. which contain alkylalkoxysilanes, optionally siloxanes, and nonionic and cationic emulsifiers.
Bei der Hydrophobierung von Baustoffen sind mehrere wichtige Eigenschaften erforderlich. Das Hydrophobiermittel muss die Wasseraufnahme des Baustoffes um das gewünschte Maß mindestens auf 20% im Vergleich zum nichtbehandelten Baustoff reduzieren. Das Hydrophobiermittel darf keinen Film an der Oberfläche bilden, um die Wasserdampfdurchlässigkeit nicht zu stark zu beeinflussen oder sogar auszuschalten. Die Eindringtiefe in den Baustoff sollte mehr als einen mm betragen, damit die In the hydrophobing of building materials several important properties are required. The hydrophobizing agent must reduce the water absorption of the building material by the desired amount at least to 20% compared to the non-treated building material. The waterproofing agent must not form a film on the surface in order not to influence or even eliminate the water vapor permeability too much. The penetration depth into the building material should be more than one mm, so that the
Hydrophobierung nicht bereits nach kurzer Zeit aufgrund von natürlicher Verwitterung unwirksam ist. Und nicht zuletzt darf das Bautenschutzmittel das optische Erscheinungsbild des Hydrophobing is not ineffective even after a short time due to natural weathering. And last but not least, the building protection product must have the visual appearance of the
Baustoffes nicht verändern, also z.B. keine Verdunkelung oder Vergilbung bewirken.
Diese Balance der verschiedenen Eigenschaften ist bei den für den Bautenschutz verwendeten Formulierungen nur unzureichend ausgeprägt . Es bestand daher die Aufgabe Formulierungen bereitzustellen, die als Bautenschutzmittel einsetzbar sind, eine starke Do not change the building material, eg cause no darkening or yellowing. This balance of the various properties is insufficiently developed in the formulations used for building protection. It was therefore the task to provide formulations that can be used as building protection, a strong
Reduzierung der Wasseraufnahme bewirken, tief in den Baustoff eindringen und dabei weder einen Film auf der Oberfläche bilden noch zu Vergilbungen oder sonstigen optische Veränderungen der Oberfläche des behandelten Baustoffes führen. Reduction of water absorption, penetrate deep into the building material and thereby neither form a film on the surface nor lead to yellowing or other visual changes in the surface of the treated building material.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. The object is achieved by the invention.
Gegenstand der Erfindung sind Subject of the invention are
nicht-filmbildende Formulierungen auf Basis von Organosilicium- Verbindungen enthaltend containing non-film-forming formulations based on organosilicon compounds
(A) Silane der Formel (A) Silanes of the formula
RaR1 bSi(OR2 ) 4-a-b (I), worin R a R 1 b Si (OR 2 ) 4 -ab (I) wherein
R gleich oder verschieden sein kann und einwertige, SiC- gebundene Kohlenwasserstoffreste mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, R may be the same or different and represents monovalent, SiC-bonded hydrocarbon radicals having at least 4 carbon atoms,
R1 gleich oder verschieden sein kann und einwertige, SiC- gebundene Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 4 R 1 may be the same or different and monovalent, SiC-bonded hydrocarbon radicals having 1 to 4
Kohlenstoffatomen bedeutet, Carbon atoms means
R2 gleich oder verschieden sein kann und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, R 2 may be the same or different and represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 4 carbon atoms,
a 1, 2 oder 3, vorzugsweise 1, ist und a is 1, 2 or 3, preferably 1, and
b 0, 1 oder 2, vorzugsweise 0 oder 1, ist, b is 0, 1 or 2, preferably 0 or 1,
mit der Maßgabe, dass die Summe aus a und b 1, 2 oder 3 ist , with the proviso that the sum of a and b is 1, 2 or 3,
und/oder deren Teilhydrolysate und and / or their partial hydrolysates and
(B) Glycole oder Glycolether der Formel
R30 (CH2CHR40)nR3 (II), wobei (B) Glycols or glycol ethers of the formula R 3 O (CH 2 CHR 4 O) n R 3 (II) where
R3 gleich oder verschieden ist und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, R 3 is the same or different and represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 8 carbon atoms,
R4 gleich oder verschieden ist und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet und R 4 is the same or different and is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 8 carbon atoms, and
n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, n is an integer from 1 to 4,
mit der Maßgabe, dass Komponente (B) in Mengen von 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten Komponente (A) , eingesetzt wird. with the proviso that component (B) is used in amounts of from 0.1 to 20% by weight, based on the total weight of component (A) used.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Eigenschaftsbalance der Bautenschutzformulierungen wesentlich verbessert wird, wenn als Wirkstoff in den Bautenschutzformulierungen ein Alkylalkoxysilan in Kombination mit bis zu 20 Gew.-% an Surprisingly, it has been found that the property balance of the building protection formulations is substantially improved if, as active ingredient in the building protection formulations, an alkylalkoxysilane in combination with up to 20% by weight
Glycolen und/oder Glycolethern, bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten Alkylalkoxysilane, eingesetzt wird. Die Glycols and / or glycol ethers, based on the total weight of the alkylalkoxysilanes used, is used. The
Wirksamkeit wird durch den Zusatz der hydrophilen Additive nicht, wie man erwarten müsste, beeinträchtigt, sondern die Eindringtiefe wird signifikant verbessert, ohne dass eine Filmbildung oder eine Vergilbung stören. Efficiency is not compromised by the addition of the hydrophilic additives, as one would expect, but the penetration depth is significantly improved without disturbing film formation or yellowing.
Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen Formulierungen im Preferably, the formulations of the invention are in
Wesentlichen wasserfrei und enthalten höchstens 5 Gew.-% Essentially anhydrous and contain at most 5% by weight
Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierungen. Water, based on the total weight of the formulations.
Bevorzugt bestehen die erfindungsgemäßen Formulierungen ausThe formulations according to the invention preferably consist of
(A) Silanen der Formel (I) und/oder deren Teilhydrolysaten und(A) silanes of the formula (I) and / or their partial hydrolysates and
(B) Glycolen oder Glycolethern der Formel (II)
und höchstens 5 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierungen. (B) glycols or glycol ethers of the formula (II) and at most 5% by weight of water, based on the total weight of the formulations.
Bevorzugt sind sie wasserfrei. Vorzugsweise ist R ein Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt ein Preferably, they are anhydrous. Preferably, R is a hydrocarbon radical of 6 to 18 carbon atoms, more preferably one
Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen . Hydrocarbon radical having 8 to 14 carbon atoms.
Bevorzugt ist Rest R ein n-Alkyl-, iso-Alkyl-, Aryl- oder Preferably, R is an n-alkyl, iso-alkyl, aryl or
Aralkylreste mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen . Aralkyl radicals having at least 4 carbon atoms, preferably having 6 to 18 carbon atoms, particularly preferably having 8 to 14 carbon atoms.
Beispiele für den Rest R sind der n-Hexylrest, n-Octylrest und iso-Octylrest , wie der 2, 2, 4-Trimethylpentylrest, n-Decylrest, n-Dodecylrest , n-Tetradecylrest , n-Hexadecylrest und der Examples of the radical R are the n-hexyl radical, n-octyl radical and iso-octyl radical, such as the 2, 2, 4-trimethylpentyl radical, n-decyl radical, n-dodecyl radical, n-tetradecyl radical, n-hexadecyl radical and the
Octadecylrest . Octadecyl radical.
Vorzugsweise ist der Rest R1 ein gegebenenfalls substituierter Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt ein Methyl-, Ethyl-, n-Butyl- oder Isopropylrest , insbesondere ein The radical R 1 is preferably an optionally substituted alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methyl, ethyl, n-butyl or isopropyl radical, in particular a
Methylrest. Beispiele für substituierte Alkylreste sind mit einem Sauerstoffatom substituierte Alkylreste, wie der Methyl. Examples of substituted alkyl radicals are alkyl radicals substituted by an oxygen atom, such as
2-Methoxyethylrest . Vorzugsweise ist der Rest R2 ein Wasserstoffatom oder ein gegebenenfalls mit Organyloxygruppen substituierter Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt ein Wasserstoffatom, ein Methyl-, Ethyl-, n-Butyl- oder i-Propylrest , insbesondere ein Wasserstoffatom, ein Methyl- oder Ethylrest. Beispiele für mit Organyloxygruppen substituierte Alkylreste sind der 2- Methoxyethylrest .
Silane der Formel (I) oder deren Teilhydrolysate sind kommerziell verfügbar bzw. nach allgemein bekannten chemischen Methoden darstellbar. Beispiele für erfindungsgemäß eingesetzte Silane (Ä) sind Isobutyltriethoxysilan, Hexyltriethoxysilan, Hexylmethyl- diethoxysilan, n-Octyltrimethoxysilan, n-Octyltriethoxysilan, n-Octyltributoxysilan, Isooctyltriethoxysilan, n-Decyl- triethoxysilan, Dodecylmethyldimethoxysilan, Hexadecyl- trimethoxysilan, Octadecylmethyldimethoxysilan, Octadecyl- methyldiethoxysilan und Octadecyltriethoxysilan. 2-methoxyethyl radical. Preferably, the radical R 2 is a hydrogen atom or an optionally substituted with organyloxy groups alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, preferably a hydrogen atom, a methyl, ethyl, n-butyl or i-propyl radical, in particular a hydrogen atom, a methyl or ethyl radical , Examples of alkyl radicals substituted with organyloxy groups are the 2-methoxyethyl radical. Silanes of the formula (I) or their partial hydrolysates are commercially available or can be prepared by generally known chemical methods. Examples of silanes used in this invention (A) are isobutyltriethoxysilane, hexyltriethoxysilane, Hexylmethyl- diethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-Octyltributoxysilan, isooctyltriethoxysilane, n-decyl triethoxysilane, dodecylmethyldimethoxysilane, trimethoxysilane hexadecyl, octadecylmethyldimethoxysilane, octadecyl methyldiethoxysilane and octadecyltriethoxysilane ,
Bevorzugt handelt es sich bei Komponente (A) um n-Hexyl- triethoxysilan, n-Octyltriethoxysilan und Isooctyl- triethoxysilan sowie deren Teilhydrolysate, wobei n-Component (A) is preferably n-hexyltriethoxysilane, n-octyltriethoxysilane and isooctyltriethoxysilane and also their partial hydrolysates, where n-
Octyltriethoxysilan und Isooctyltriethoxysilan sowie deren Teilhydrolysate besonders bevorzugt sind. Octyltriethoxysilane and isooctyltriethoxysilane and their Teilhydrolysate are particularly preferred.
Falls es sich bei Komponente (A) um Teilhydrolysate handelt, sind solche mit 2 bis 10 Si-Atomen bevorzugt. Teilhydrolysate entstehen meist dadurch, dass ein Teil der Reste OR2 in den Silanen der Formel (I) durch Reaktion mit Wasser oder If component (A) is partial hydrolysates, those having 2 to 10 Si atoms are preferred. Partial hydrolysates usually arise from the fact that a part of the radicals OR 2 in the silanes of the formula (I) by reaction with water or
Wasserdampf abgespalten wurden und an Silizium gebundene OH- Gruppen entstehen. Diese können wiederum unter Abspaltung von Wasser zu Siloxanbindungen kondensieren, wodurch Oligomere entstehen, die neben Gruppen OR2 auch OH-Gruppen enthalten können. Teilhydrolysate von Silanen der Formel (I) können auch als Verunreinigung im Silan der Formel (I) enthalten sein. Vorzugsweise ist Rest R3 ein gegebenenfalls substituierterWater vapor were split off and arise bonded to silicon OH groups. These can in turn condense with elimination of water to form siloxane bonds, resulting in oligomers which, in addition to groups OR 2, may also contain OH groups. Partial hydrolysates of silanes of the formula (I) may also be present as an impurity in the silane of the formula (I). Preferably, R 3 is optionally substituted
Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt ist R3 ein Methyl-, Ethyl-, n-Butyl-, n- Hexylrest oder Isopropylrest . Alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, preferably R 3 is a methyl, ethyl, n-butyl, n-hexyl or isopropyl radical.
Vorzugsweise ist Rest R4 ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt ein Wasserstoffatom oder ein Methyl-, Ethyl-, n-Butyl- oder i-Propylrest , besonders bevorzugt ein Wasserstoffatom, ein Methyl- oder Ethylrest. In Formel (II) ist n vorzugsweise 1, 2, 3 oder 4, bevorzugt 1 oder 2. Preferably, radical R 4 is a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or a methyl, ethyl, n-butyl or i-propyl radical, particularly preferably a hydrogen atom, a methyl or ethyl radical. In formula (II), n is preferably 1, 2, 3 or 4, preferably 1 or 2.
Beispiele für Glycole und Glycolether (B) sind Ethan-1, 2-diol, Propan-1, 2-diol, Butan-1 , 2-diol , Hexan-1 , 2-diol , Examples of glycols and glycol ethers (B) are ethane-1,2-diol, propane-1,2-diol, butane-1,2-diol, hexane-1,2-diol,
Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglcoldibutylether, Ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dibutyl ether,
Propylenglycolmonohexylether, Diethylenglycol und Propylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol and
Diethylenglycolmonobutylether . Diethylenglycolmonobutylether ist besonders bevorzugt. Die nicht-filmbildenden Formulierungen können auch wässrige Dispersionen sein und neben den Komponenten (A) und (B) Diethylene glycol monobutyl ether. Diethylene glycol monobutyl ether is particularly preferred. The non-film-forming formulations may also be aqueous dispersions and in addition to the components (A) and (B)
(C) gegebenenfalls Emulgatoren und (C) optionally emulsifiers and
(D) Wasser in Mengen von 10 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die (D) water in amounts of 10 to 95 wt .-%, based on the
Gesamtmenge der wässrigen Dispersion, Total amount of aqueous dispersion,
enthalten. contain.
Als Emulgatoren (C) können alle Emulgatoren eingesetzt werden, die auch bisher für die Herstellung von Siloxandispersionen verwendet wurden. Als Emulgatoren (C) können anionische, nichtionische, kationische und amphotere Tenside oder derenAs emulsifiers (C) it is possible to use all emulsifiers which have hitherto been used for the preparation of siloxane dispersions. As emulsifiers (C) can anionic, nonionic, cationic and amphoteric surfactants or their
Mischungen eingesetzt werden. Alternativ können auch polymere Verbindungen, die emulgierende Eigenschaften haben, wie Mixtures are used. Alternatively, polymeric compounds that have emulsifying properties, such as
Polyvinylalkohole, insbesondere Polyvinylalkohole mit einem Verseifungsgrad von 75-95 %, eingesetzt werden. Polyvinyl alcohols, in particular polyvinyl alcohols having a degree of saponification of 75-95%, can be used.
Bei den Emulgatoren (C) handelt es sich bevorzugt um The emulsifiers (C) are preferably
nichtionische Emulgatoren oder um Mischungen aus nichtionischen Emulgatoren und ionischen Emulgatoren.
Beispiele für die erfindungsgemäß eingesetzten nichtionischen Emulgatoren (C) sind Sorbitanfettsäureester, ethoxylierte Sorbitanfettsäureester , ethoxylierte Fettsäuren, ethoxylierte lineare oder verzweigte Alkohole mit 10 bis 20 Kohlenstoff- atomen, ethoxylierte Alkylphenole, Pentaerythritfettsäurester, Glycerinester und Alkylpolyglycoside . nonionic emulsifiers or mixtures of nonionic emulsifiers and ionic emulsifiers. Examples of the nonionic emulsifiers (C) used according to the invention are sorbitan fatty acid esters, ethoxylated sorbitan fatty acid esters, ethoxylated fatty acids, ethoxylated linear or branched alcohols having 10 to 20 carbon atoms, ethoxylated alkylphenols, pentaerythritol fatty acid esters, glycerol esters and alkylpolyglycosides.
Bevorzugt handelt es sich bei den nichtionischen Emulgatoren (C) um Sorbitanfettsäureester, ethoxylierte Sorbitanfettsäure- ester, ethoxylierte Fettsäuren, ethoxylierte lineare oder verzweigte Alkohole mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen und ethoxy¬ lierte Triglyceride. It is preferable that the nonionic emulsifiers (C) to sorbitan fatty acid esters, ethoxylated sorbitan fatty acid esters, ethoxylated fatty acids, ethoxylated linear or branched alcohols having 10 to 20 carbon atoms and ethoxy ¬ profiled triglycerides.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Formulierungen keine ethoxylierten Alkylphenole, da diese bekannterweise nicht umweltverträglich sind. The formulations according to the invention preferably contain no ethoxylated alkylphenols, since these are known to be environmentally incompatible.
Wenn nichtionische Emulgatoren als Komponente (C) eingesetzt werden, kann es sich nur um eine Art eines nichtionischen Emulgators handeln oder um ein Gemisch von mehreren nichtionischen Emulgatoren. Vorzugsweise hat mindestens ein When nonionic emulsifiers are used as component (C), it may be just one type of nonionic emulsifier or a mixture of several nonionic emulsifiers. Preferably, at least one
nichtionischer Emulgator (C) einen HLB-Wert von größer oder gleich 12, insbesondere größer oder gleich 14, und wird gegebenenfalls im Gemisch mit nichtionischen Emulgatoren mit einem HLB-Wert kleiner 12 eingesetzt. nonionic emulsifier (C) has an HLB value of greater than or equal to 12, in particular greater than or equal to 14, and is optionally used in admixture with nonionic emulsifiers having an HLB value less than 12.
Vorzugsweise werden als Emulgatoren (C) Mischungen von nicht- ionogenen Emulgatoren eingesetzt, von denen mindestens ein Emulgator einen HLB-Wert größer oder gleich 12 hat. Dabei beträgt der Anteil an Emulgatoren (C) mit einem HLB-Wert größer oder gleich 12 im Emulgatorgemisch (C) bevorzugt mindestens 30 Gew.-%. Preferably used as emulsifiers (C) are mixtures of nonionic emulsifiers, of which at least one emulsifier has an HLB value greater than or equal to 12. The proportion of emulsifiers (C) having an HLB value greater than or equal to 12 in the emulsifier mixture (C) is preferably at least 30% by weight.
Der HLB-Wert ist Ausdruck des Gleichgewichts zwischen hydro- philen und hydrophoben Gruppen eines Emulgators. Die Definition
des HLB-Werts sowie Verfahren zu deren Ermittlung sind allgemein bekannt und z.B. in Journal of Colloid and Interface Science 298 (2006) 441-450 sowie der dort zitierten Literatur beschrieben . The HLB value expresses the balance between hydrophilic and hydrophobic groups of an emulsifier. The definition the HLB value and methods for their determination are well known and described, for example, in Journal of Colloid and Interface Science 298 (2006) 441-450 and the literature cited therein.
Als anionische Emulgatoren (C) können z.B. Alklysulfonate, Alkylsulfate und Alkylphosphate eingesetzt werden. As anionic emulsifiers (C), e.g. Alklysulfonate, alkyl sulfates and alkyl phosphates are used.
Beispiele für kationische Emulgatoren (C) sind alle bekannten quartären Ammoniumverbindungen, die mindestens einen Examples of cationic emulsifiers (C) are all known quaternary ammonium compounds containing at least one
substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen tragen, wie substituted or unsubstituted hydrocarbon radical having at least 10 carbon atoms, such as
Dodecyldimethylammoniumchlorid, Tetradecyltrimethylammonium- bromid, Stearyltrimethylammoniumchlorid, Distearyldimethyl- ammoniumchlorid, Cetyltrimethylammoniumchlorid, Behenyl- trimethylammoniumbromid, Dedec lbenzyldimethyla moniumchlorid und Benzyltrimethylammoniumchlorid . Dodecyldimethylammonium chloride, tetradecyltrimethylammonium bromide, stearyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, behenyltrimethylammonium bromide, Dedecbenzyldimethyla moniumchlorid and benzyltrimethylammonium chloride.
Wenn als Komponente (C) kationische Emulgatoren eingesetzt werden, so sind das bevorzugt Aryl- oder Alkyl- trimethylammoniumsalze wie Stearyltrimethylammoniumchlorid und Cetyltrimethylammoniumchlorid, besonders bevorzugt If cationic emulsifiers are used as component (C), these are preferably aryl or alkyltrimethylammonium salts such as stearyltrimethylammonium chloride and cetyltrimethylammonium chloride, particularly preferred
Benzyltrialkylammoniumsalze, insbesondere Trimethylbenzyl- ammoniumchlorid und Trimethylbenzylammoniummethosulfat . Benzyltrialkylammoniumsalze, in particular trimethylbenzyl ammonium chloride and trimethylbenzylammonium methosulfate.
Weitere Beispiele sind alle bekannten quartären Imidazolinium- verbindungen, die mindestens einen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen tragen, wie l-Methyl-2-stearyl-3- stearylamidoethyl-imidazolinium-methosulfat , l-Methyl-2- norstearyl-3-stearyl-amidoethylimidazolinium-methosulfat , l-Methyl-2-oleyl-3-oleylamidoethylimidazolinum-methosulfat ,Further examples are all known quaternary imidazolinium compounds which carry at least one substituted or unsubstituted hydrocarbon radical having at least 10 carbon atoms, such as 1-methyl-2-stearyl-3-stearylamidoethylimidazolinium methosulfate, 1-methyl-2-norstearyl-3 stearyl-amido-ethyl-imidazolinium methosulfate, 1-methyl-2-oleyl-3-oleyl-amido-ethyl-imidazolinum-methosulfate,
1-Methyl-2-stearyl-3-methylimidazolinum-methosulfat, 1-Methyl-1-methyl-2-stearyl-3-methylimidazolinum methosulfate, 1-methyl
2-behenyl-3-methylimidazolinum-methosulfat und l-Methyl-2- dodecyl-3-methylimidazolinum-methosulfat .
Wenn die erfindungsgemäßen Formulierungen Komponenten (C) enthalten dann in Mengen von bevorzugt 0,1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 8 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Formulierung. 2-phenyl-3-methylimidazolinum methosulfate and 1-methyl-2-dodecyl-3-methylimidazolinum methosulfate. If the formulations according to the invention contain components (C) then in amounts of preferably 0.1 to 15 wt .-%, particularly preferably 0.3 to 8 wt .-%, each based on the total amount of the formulation.
Bei dem in den Dispersionen eingesetzten Wasser (D) kann es sich um beliebige Arten von Wasser, wie etwa natürliche Wässer, wie z.B. Regenwasser, Grundwasser, Quellwasser, Flusswasser und Meerwasser, chemische Wässer, wie z.B. vollentsalztes Wasser, destilliertes oder (mehrfach) redestilliertes Wasser, Wässer für medizinische oder pharmazeutische Zwecke, wie z.B. gereinigtes Wasser (Aqua purificata; Pharm. Eur . 3), Aqua deionisa- ta, Aqua destillata, Aqua bidestillata, Aqua ad injectionam oder Aqua conservata, Trinkwasser nach deutscher Trinkwasserverordnung und Mineralwässer handeln. The water (D) used in the dispersions may be any type of water, such as natural waters, e.g. Rainwater, groundwater, spring water, river water and seawater, chemical waters, e.g. demineralized water, distilled or (multiply) redistilled water, water for medical or pharmaceutical purposes, e.g. purified water (Aqua purificata, Pharm. Eur. 3), aqua deionisata, aqua distillata, aqua bidestillata, aqua ad injectionam or aqua conservata, drinking water according to the German Drinking Water Ordinance and mineral waters.
Bevorzugt handelt es sich bei dem eingesetzten Wasser (D) um Wasser mit einer Leitfähigkeit von weniger als 10 S/cm, insbesondere um weniger als 2 pS/cm. The water (D) used is preferably water having a conductivity of less than 10 S / cm, in particular less than 2 pS / cm.
Wenn die erfindungsgemäßen Formulierungen wässrige Dispersionen sind dann enthalten sie Wasser (D) in Mengen von vorzugsweise 10 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 60 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Dispersion. If the formulations according to the invention are aqueous dispersions, they contain water (D) in amounts of preferably 10 to 95% by weight, preferably 30 to 60% by weight, in each case based on the total amount of dispersion.
In einer Variante der vorliegenden Erfindung ist Wasser (D) zu weniger als 30% enthalten, so dass standfeste cremige Produkte erhalten werden, die insbesondere dort vorteilhaft sind, wo eine hydrophobierende Imprägnierung an senkrechten oder In a variant of the present invention, water (D) is less than 30%, so that stable creamy products are obtained, which are particularly advantageous where a hydrophobic impregnation to vertical or water-repellent impregnation
waagerechten Flächen über Kopf zu verarbeiten sind. Es ist ein Kennzeichen dieser erfindungsgemäßen Cremes, dass sie eine Fließgrenze, bestimmt mit oszillierender Viskositätsmessung nach DIN 54458, von mindestens 5 Pa, insbesondere mindestens 10 Pa, aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen, vorzugsweise wenn sie wässrige Dispersionen sind, können horizontal surfaces are to be processed overhead. It is a characteristic of these creams according to the invention that they have a yield strength, determined by oscillating viscosity measurement according to DIN 54458, of at least 5 Pa, in particular at least 10 Pa. The formulations according to the invention, preferably if they are aqueous dispersions, can
(E) Silane, die von Komponente (A) verschieden sind, oder deren Teilhydrolysate, (E) silanes other than component (A) or their partial hydrolysates,
in Mengen von höchsten 5 Gew.-%, bezogen auf die in amounts of the highest 5 wt .-%, based on the
Gesamtmenge an Komponente (A) , Total amount of component (A),
enthalten . Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Silanen (E) kann es sich um beliebige, bisher bekannte Silane handeln die nicht der Formel (I) entsprechen, wie z.B. Alkoxysilane, wie Tetraethoxysilan, Alkylalkoxysilane, die einen Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen enthalten, wie z.B. contain . The silanes (E) which may optionally be used according to the invention may be any, hitherto known, silanes which do not correspond to the formula (I), e.g. Alkoxysilanes such as tetraethoxysilane, alkylalkoxysilanes containing an alkyl radical of from 1 to 3 carbon atoms, e.g.
Methyltrimethoxysilan oder Propylmethyldiethoxysilan, oder die substituierte Kohlenwasserstoffreste enthalten, wie z.B. Methyltrimethoxysilane or propylmethyldiethoxysilane, or containing substituted hydrocarbon radicals, e.g.
Glycidoxypropyltrimethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, Aminoethylaminopropylmethyldimethoxysilan . Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Formulierungen höchstens 1 Gew.-% an Silanen (E) , die nicht der Formel (I) entsprechen, bezogen auf die Menge an Silan (A) der Formel (I) . Glycidoxypropyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, aminoethylaminopropylmethyldimethoxysilane. The formulations according to the invention preferably contain at most 1% by weight of silanes (E) which do not correspond to the formula (I), based on the amount of silane (A) of the formula (I).
Die erfindungsgemäßen Formulierungen, vorzugsweise wenn sie wässrige Dispersionen sind, können The formulations according to the invention, preferably if they are aqueous dispersions, can
(F) lineare, cyclische oder verzweigte Polyorganosiloxane enthalte . (F) containing linear, cyclic or branched polyorganosiloxanes.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen von dem Begriff Polyorganosiloxane sowohl polymere, oligomere wie auch dimere Organosiloxane mitumfasst werden. In the context of the present invention, the term polyorganosiloxanes is intended to encompass both polymeric, oligomeric and dimeric organosiloxanes.
Bei den erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten In the case of the invention optionally used
Polyorganosiloxanen (F) kann es sich um beliebige, bisher
bekannte lineare, cyclische und verzweigte Polyorganosiloxane handeln . Polyorganosiloxanes (F) may be any, hitherto known linear, cyclic and branched polyorganosiloxanes act.
Bevorzugt handelt es sich bei den Polyorganosiloxanen (F) um solche, die aus Einheiten der Formel The polyorganosiloxanes (F) are preferably those which are selected from units of the formula
R5 c(RsO)dSiO(4-c-d)/2 (HD bestehen, wobei R5 gleich oder verschieden sein kann und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen, SiC-gebundenen, gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere den Methyl-, Isooctyl-, oder Phenylrest, bedeutet, R 5 c (R s O) d SiO (4- cd) / 2 (HD) wherein R 5 may be the same or different and is a hydrogen atom or a monovalent, SiC-bonded, optionally substituted hydrocarbon radical having 1 to 18 carbon atoms, in particular the methyl, isooctyl, or phenyl radical, means
R6 gleich oder verschieden sein kann und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen, gegebenenfalls substituierten R 6 may be the same or different and is a hydrogen atom or a monovalent, optionally substituted
Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Hydrocarbon radical having 1 to 4 carbon atoms,
insbesondere Wasserstoff, Methyl- oder Ethylrest, bedeutet, c 0, 1, 2 oder 3, vorzugsweise 1, 2 oder 3, ist, in particular hydrogen, methyl or ethyl radical, c is 0, 1, 2 or 3, preferably 1, 2 or 3,
d 0, 1, 2 oder 3, vorzugsweise 0 oder 1, ist und d is 0, 1, 2 or 3, preferably 0 or 1, and
die Summe c+d kleiner gleich 3 ist. the sum c + d is less than or equal to 3.
Die Komponente (F) bestehend aus Einheiten der Formel (III) ist vorzugsweise eine Flüssigkeit mit einer Viskosität bei 25°C von 5 bis 10 000 000 mPas, bevorzugt 50 bis 100 000 mPas, oder ein Feststoff . The component (F) consisting of units of the formula (III) is preferably a liquid having a viscosity at 25 ° C. of from 5 to 10 000 000 mPas, preferably from 50 to 100 000 mPas, or a solid.
Beispiele für gegebenenfalls eingesetzte Polyorganosiloxane (F) sind mit Triorganosiloxygruppen terminierte Examples of optionally used polyorganosiloxanes (F) are terminated with triorganosiloxy groups
Polydimethylsiloxane, die Hydroxylgruppen und/oder Aminoalkyl- gruppen enthalten können, und Siliconharze, die überwiegend aus trifunktionellen Siloxaneinheiten bestehen. Polydimethylsiloxanes which may contain hydroxyl groups and / or aminoalkyl groups, and silicone resins, which consist predominantly of trifunctional siloxane units.
Insbesondere können als lineare Polyorganosiloxane (F) mit Hydroxylgruppen terminierte Polydimethylsiloxane mit einer Viskosität von 20 bis 200 mPas (25°C) oder
Aminoethylaminopropylgruppen tragende Polydimethylsiloxane mit einer Viskosität von 100 bis 5000 mPas (25°C) eingesetzt werden . Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Formulierungen keine Polyorganosiloxane (F) mit mehr als 0,5 Gew.-% basischem Stickstoff, bevorzugt keine Polyorganosiloxane mit mehr als 0,3 Gew.-% basischem Stickstoff, besonders bevorzugt keine In particular, can be used as linear polyorganosiloxanes (F) with hydroxyl-terminated polydimethylsiloxanes having a viscosity of 20 to 200 mPas (25 ° C) or Aminoethylaminopropylgruppen carrying polydimethylsiloxanes having a viscosity of 100 to 5000 mPas (25 ° C) can be used. The formulations according to the invention preferably contain no polyorganosiloxanes (F) with more than 0.5% by weight of basic nitrogen, preferably no polyorganosiloxanes with more than 0.3% by weight of basic nitrogen, more preferably none
Polyorganosiloxane mit basischem Stickstoff, um Vergilbungen bei der Anwendung auszuschließen. Polyorganosiloxanes with basic nitrogen to exclude yellowing in the application.
Falls Polyorganosiloxane (F) mit basischem Stickstoff in den Formulierungen enthalten sind, dann beträgt deren Anteil vorzugsweise weniger als 10 Gew.-%, bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten (A) . If polyorganosiloxanes (F) with basic nitrogen are contained in the formulations, then their proportion is preferably less than 10% by weight, preferably less than 5% by weight, based on the total weight of components (A).
Beispiele für gegebenenfalls eingesetzte cyclische Examples of optionally used cyclic
Polyorganosiloxane (F) sind Octamethylcyclotetrasiloxan, Polyorganosiloxanes (F) are octamethylcyclotetrasiloxane,
Decamethylcyclopentasiloxan und Dodecamethylcyclohexasiloxan. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Formulierungen weniger als 0,1 Gew.-% an cyclischen Siloxanen. Decamethylcyclopentasiloxane and dodecamethylcyclohexasiloxane. The formulations according to the invention preferably contain less than 0.1% by weight of cyclic siloxanes.
Beispiele für gegebenenfalls eingesetzte verzweigte Examples of optionally used branched
Polyorganosiloxane (F) sind Alkoxygruppen enthaltende Polyorganosiloxanes (F) are alkoxy group-containing
Organopolysiloxane, die z.B. durch Umsetzung von Organopolysiloxanes, e.g. through implementation of
Methyltrichlorsilan und gegebenenfalls anderen Methyltrichlorosilane and optionally others
Alkyltrichlorsilanen oder Phenyltrichlorsilan mit Ethanol in Wasser herstellbar sind und Summenformeln wie Alkyltrichlorosilanes or phenyltrichlorosilane with ethanol in water can be produced and molecular formulas such as
CH3Si (OCH2CH3) ο,βθι,ι oder C6H5Si (OCH2CH3) 0>7θι,2 entsprechen, oligomere Siloxane, die durch Hydrolyse/Kondensation aus CH 3 Si (OCH 2 CH 3 ) ο, βθι, ι or C 6 H 5 Si (OCH 2 CH 3 ) 0> 7θι, 2 correspond to oligomeric siloxanes, which by hydrolysis / condensation of
Methyltriethoxysilan und Isooctyltriethoxysilan erhältlich sind und z.B. der Formel ( [ eSi03/2] 0,3-0,5 [IOSi03/2] 0,02-0,2 [EtOi/2] 0,3-0, e) x entsprechen, wobei Me für Methyl-, 10 für Isooctyl- und Et für Ethylrest sowie x für den Kondensationsgrad steht, und
Siliconharze aus Einheiten der Formel (III) , bei denen in mindestens 70% der Einheiten der Formel (III) c=l ist und in den anderen Einheiten der Formel (I) c=2 ist, vorzugsweise Siliconharze, bei denen in mindestens 80% der Einheiten der Formel (III), insbesondere 90% der Einheiten der Formel (III), c=l ist, mit einem Gehalt an Alkoxygruppen von 1 bis 6 Gew.-% und an Hydroxygruppen von 0,2 bis 1 Gew.-%. Methyltriethoxysilane and isooctyltriethoxysilane are available and, for example of the formula ([eSi0 3/2] 0.3-0.5 [IOSi0 3/2] 0.02-0.2 [Etoi / 2] 0.3 to 0, e) x where Me is methyl, 10 is isooctyl and Et is ethyl and x is the degree of condensation, and Silicone resins of units of the formula (III) in which c = 1 in at least 70% of the units of the formula (III) and in the other units of the formula (I) c = 2, preferably silicone resins in which at least 80% of the units of the formula (III), in particular 90% of the units of the formula (III), c = 1, with an alkoxy group content of 1 to 6% by weight and of hydroxyl groups of 0.2 to 1% by weight ,
Die gegebenenfalls eingesetzten verzweigten Polyorganosiloxane (F) sind entweder bei 25°C und 1000 hPa Feststoffe oder haben bei 25°C eine Viskosität von vorzugsweise 10 bis 1 000 000 mPas, bevorzugt 100 bis 100 000 mPas, besonders bevorzugt 1 000 bis 50 000 mPas, bzw. eine gewichtsmittlere Molmasse Mw von vorzugsweise 1000 bis 100 000 g/mol, bevorzugt 2 000 bis The optionally used branched polyorganosiloxanes (F) are either at 25 ° C. and 1000 hPa solids or have at 25 ° C a viscosity of preferably 10 to 1,000,000 mPas, preferably 100 to 100,000 mPas, particularly preferably 1,000 to 50,000 mPas , or a weight average molecular weight Mw of preferably 1000 to 100,000 g / mol, preferably 2,000 to
10 000 g/mol. 10 000 g / mol.
Die erfindungsgemäß gegebenenfalls eingesetzten Siliconharze (F) können bei 23°C und 1000 hPa sowohl fest als auch flüssig sein, wobei bevorzugt flüssige Siliconharze (F) eingesetzt werden. The silicone resins (F) optionally used according to the invention may be both solid and liquid at 23 ° C. and 1000 hPa, preference being given to using liquid silicone resins (F).
Bevorzugt handelt es sich bei den gegebenenfalls eingesetzten Polyorganosiloxanen (F) um Siliconharze, wobei Mischungen aus hochviskosen Siliconharzen mit niedrigviskosen Siliconharzen oder Siliconölen besonders bevorzugt sind. Diese Mischungen haben bei 25°C eine Viskosität von vorzugsweise 100 bis The optionally used polyorganosiloxanes (F) are silicone resins, mixtures of high-viscosity silicone resins with low-viscosity silicone resins or silicone oils being particularly preferred. These mixtures have a viscosity of preferably 100 to 25 ° C
100 000 mPas, insbesondere 1000 bis 10000 mPas. 100,000 mPas, in particular 1,000 to 10,000 mPas.
Falls die erfindungsgemäßen Formulierungen Polyorganosiloxane (F) enthalten, handelt es sich um Mengen von bevorzugt 5 bis 1000 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 50 bis 200 If the formulations according to the invention contain polyorganosiloxanes (F), these are amounts of preferably 5 to 1000 parts by weight, more preferably 50 to 200
Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Parts by weight, based in each case on 100 parts by weight
Komponente (A) . Component (A).
Die erfindungsgemäßen Formulierungen, vorzugsweise wenn sie wässrige Dispersionen sind, können
(G) weitere Stoffe ausgewählt aus der Gruppe der The formulations according to the invention, preferably if they are aqueous dispersions, can (G) other substances selected from the group of
Verdicker, Katalysatoren, Substanzen zum Einstellen des PH- Wertes, Duftstoffe, Farbstoffe, Konservierungsmittel und mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel Thickeners, catalysts, pH adjusters, perfumes, dyes, preservatives and water immiscible solvents
enthalten. contain.
Beispiele für gegebenenfalls eingesetzte Verdicker (G) sind Polyacrylsäure, Polyacrylate, Celluloseether, wie Examples of optionally used thickeners (G) are polyacrylic acid, polyacrylates, cellulose ethers, such as
Carboxymethylcellulose und Hydroxyethylcellulose, natürliche Gume, wie Xanthan Gum, und Polyurethane. Carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, natural gums such as xanthan gum, and polyurethanes.
Beispiele für gegebenenfalls eingesetzte Katalysatoren (G) sind Amine und metallorganische Verbindungen, wie Dibutylzinn- dilaurat . Examples of optionally used catalysts (G) are amines and organometallic compounds, such as dibutyltin dilaurate.
Beispiele für gegebenenfalls eingesetzte Substanzen zum Examples of optionally used substances for
Einstellen des pH-Wertes (G) sind neben Aminosilanen auch Amine, wie Monoethanolamin oder Alkalihydroxide. Wenn es erforderlich ist, um die Konstanz des pH-Wertes über eine längeren Zeitraum zu gewährleisten, können auch Puffersysteme, wie Salze der Essigsäure, Salze der Phosphorsäure, Salze der Zitronensäure, jeweils in Kombination mit der freien Säure je nach gewünschtem pH-Wert verwendet werden. Bevorzugt handelt es sich bei den gegebenenfalls eingesetzten Substanzen zum Einstellen des pH-Wertes (G) um Amine und Adjustment of the pH (G) are aminosilanes as well as amines, such as monoethanolamine or alkali metal hydroxides. If it is necessary to ensure the constancy of the pH over an extended period of time, buffer systems such as salts of acetic acid, salts of phosphoric acid, salts of citric acid, in each case in combination with the free acid can be used depending on the desired pH become. The optionally used substances for adjusting the pH (G) are amines and
Aminosilane, besonders bevorzugt um Triethanolamin . Aminosilanes, more preferably triethanolamine.
Falls zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formulierungen Komponente (G) eingesetzt wird, handelt es sich um Mengen von bevorzugt 0,01 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Formulierung. Die erfindungsgemäßen Dispersionen enthalten bevorzugt If component (G) is used to prepare the formulations according to the invention, these are amounts of preferably 0.01 to 5% by weight, particularly preferably 0.1 to 0.5% by weight, in each case based on the total amount of Formulation. The dispersions of the invention preferably contain
Komponente (G) .
Die erfindungsgemäßen Formulierungen sind aus ökologischen Gründen vorzugsweise frei von fluorierten organischen Component (G). For ecological reasons, the formulations according to the invention are preferably free from fluorinated organic compounds
Verbindungen und fluorhaltigen Polymeren. Compounds and fluorine-containing polymers.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen sind vorzugsweise frei von mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln, die nicht der Formel (II) entsprechen oder enthalten diese mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel in Mengen von höchstens 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Dispersion. The formulations according to the invention are preferably free of water-immiscible solvents which do not correspond to the formula (II) or contain these water-immiscible solvents in amounts of at most 1% by weight, based on the total amount of the dispersion.
Unter „mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln" im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle Lösungsmittel zu verstehen, die bei 20°C und einem Druck von 101,325 kPa mit Wasser in Mengen von maximal 1 g/1 löslich sind. For the purposes of the present invention, "water-immiscible solvents" are to be understood as meaning all solvents which are soluble at 20 ° C. and a pressure of 101.325 kPa with water in amounts of not more than 1 g / l.
Insbesondere haben diese mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel bei 20°C einen Dampfdruck von 0,1 kPa oder höher. In particular, these water-immiscible solvents have a vapor pressure of 0.1 kPa or higher at 20 ° C.
Beispiele für solche mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel sind Benzol, Toluol, Xylol, Hexan, Cyclohexan und paraffinische Kohlenwasserstoffgemische . Examples of such water-immiscible solvents are benzene, toluene, xylene, hexane, cyclohexane and paraffinic hydrocarbon mixtures.
Bevorzugt enthalten die erfindungsgemäßen Dispersionen keine über die Komponenten (A) bis (G) hinausgehenden Komponenten. The dispersions according to the invention preferably contain no components beyond components (A) to (G).
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Komponenten kann es sich jeweils um eine Art einer solchen Komponente wie auch um ein Gemisch aus mindestens zwei Arten einer jeweiligen Komponente handeln. The components used according to the invention may each be one type of such a component as well as a mixture of at least two types of a respective component.
Die erfindungsgemäßen nicht-filmbildenden Formulierungen werden hergestellt indem die Komponenten (A) und (B) und ggf. (C) und ggf. (D) und ggf. (E) und ggf. (F) und ggf. (G) miteinander vermischt werden.
Sind die erfindungsgemäßen Formulierungen wässrige Dispersionen, erfolgt die Herstellung dieser wässrigen The non-film-forming formulations of the invention are prepared by mixing the components (A) and (B) and optionally (C) and optionally (D) and optionally (E) and optionally (F) and optionally (G) become. If the formulations according to the invention are aqueous dispersions, the preparation of these aqueouss takes place
Dispersionen nach an sich bekannten Verfahren. Dispersions according to known methods.
Üblicherweise erfolgt die Herstellung durch einfaches Verrühren aller Bestandteile bei Temperaturen von vorzugsweise 1 bis 50°C und gegebenenfalls anschließendes Homogenisieren, z.B. mit Strahldispergatoren, Rotor-Stator-Homogenisatoren bei Umfangsgeschwindigkeiten von vorzugsweise 5 bis 40 m/s, Kolloidmühlen oder Hochdruckhomogenisatoren bei Homogenisierdrücken von bevorzugt 50 bis 2000 bar. Usually, the preparation is carried out by simply stirring all components at temperatures of preferably 1 to 50 ° C and optionally subsequent homogenization, e.g. with jet dispersers, rotor-stator homogenizers at peripheral speeds of preferably 5 to 40 m / s, colloid mills or high-pressure homogenizers at homogenization pressures of preferably 50 to 2000 bar.
In einer bevorzugten Äusführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Komponenten (A) , (B) , ggf. (E) und ggf. (F) homogen vermischt. Diese Mischung wird dann zu einer In a preferred embodiment of the process according to the invention, the components (A), (B), optionally (E) and optionally (F) are homogeneously mixed. This mixture then becomes one
Mischung aus Komponenten (C) und (D) gegeben, wobei die Mixture of components (C) and (D) given, wherein the
Mischreihenfolge variiert werden kann. Die eingesetzten Mix order can be varied. The used
Komponenten werden vorzugsweise mit einem schnelllaufenden Rührer, z.B. einer Dissolverscheibe oder einem Rotor-Stator- Homogenisator vermischt. Vorzugsweise schließt sich daran ein Homogenisieren mit einem Hochdruckhomogenisator an. Components are preferably mixed with a high speed stirrer, e.g. a dissolver disk or a rotor-stator homogenizer mixed. This is preferably followed by homogenization with a high-pressure homogenizer.
Die optionale Komponente (G) kann dabei zu einem beliebigen Zeitpunkt des Verfahrens zugegeben werden. The optional component (G) can be added at any time during the process.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des In a particularly preferred embodiment of the
erfindungsgemäßen Verfahrens werden Komponenten (C) und eininventive method are components (C) and a
Teil der Komponente (D) vorgelegt, nacheinander oder gemeinsam Komponenten (A) , (B) , ggf. (E) und ggf. (F) zugegeben und homoge vermischt und anschließend die restlichen Mengen an Komponenten (D) zugegeben, vermischt und homogenisiert. Die optionale Komponente (G) kann dabei zu einem beliebigen Part of the component (D) presented, successively or jointly components (A), (B), optionally (E) and optionally (F) added and mixed homogeneously and then the remaining amounts of components (D) was added, mixed and homogenized , The optional component (G) can be any
Zeitpunkt des Verfahrens zugegeben werden. Date of the procedure to be added.
Homogenisiertechniken einschließlich Hochdruckhomogenisatoren sind allgemein bekannt. Hierzu sei z.B. auf Chemie Ingenieur Technik, 74(7), 901-909 2002 verwiesen.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen sind vorzugsweise milchige, weiße bis beige Flüssigkeiten. Homogenisation techniques including high pressure homogenizers are well known. For example, refer to Chemie Ingenieur Technik, 74 (7), 901-909 2002. The dispersions of the invention are preferably milky, white to beige liquids.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen haben einen pH-Wert von vorzugsweise 5 bis 9, insbesondere von 6 bis 8. The dispersions according to the invention have a pH of preferably from 5 to 9, in particular from 6 to 8.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen haben einen Anteil an nicht flüchtigen Verbindungen (z.B. bestimmt nach ASTM D 5095) von vorzugsweise 10 bis 90 Gew.-% , besonders bevorzugt von 20 bis 70 Gew.-%. The dispersions of the invention have a content of non-volatile compounds (for example determined according to ASTM D 5095) of preferably 10 to 90% by weight, particularly preferably 20 to 70% by weight.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen haben eine volumenmittlere Teilchengröße von bevorzugt 0,1 bis 10 pm, insbesondere von 0,3 bis 1,5 um. The dispersions according to the invention have a volume-average particle size of preferably 0.1 to 10 .mu.m, in particular from 0.3 to 1.5 .mu.m.
Die Dispersität der erfindungsgemäßen Dispersionen ist im The dispersity of the dispersions of the invention is in
Bereich von bevorzugt 0,5 bis 5, besonders bevorzugt 1,5 bis 3. Dieser Wert wird berechnet aus (Dgo-D10) /D50, wobei Dx für die Teilchengröße steht, bei der x% des Volumens der inneren Phase sich in Teilchen kleiner oder gleich dieser Teilchengröße befinden gemessen nach dem Prinzip der Fraunhoferbeugung Range of preferably 0.5 to 5, more preferably 1.5 to 3. This value is calculated from (Dgo-D 10 ) / D 50 where D x is the particle size at which x% of the volume of the inner phase is in particles smaller than or equal to this particle size are measured according to the principle of Fraunhoferbeugung
(entsprechend ISO 13320) . (according to ISO 13320).
Die erfindungsgemäßen Dispersionen haben eine Viskosität von vorzugsweise weniger als 10000 mPas, insbesondere weniger als 1000 mPas, jeweils gemessen bei 25°C nach DIN 53019-1. The dispersions of the invention have a viscosity of preferably less than 10,000 mPas, in particular less than 1,000 mPas, in each case measured at 25 ° C. according to DIN 53019-1.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen haben den Vorteil, dass sie eine sehr hohe Lagerstabilität haben und keine Verfärbungen verursachen . The formulations according to the invention have the advantage that they have a very high storage stability and do not cause discoloration.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen haben den Vorteil, dass sie keine Filme bilden und die Wasserdampfdurchlässigkeit des
Baustoffes erhalten. The formulations of the invention have the advantage that they do not form films and the water vapor permeability of the Building material received.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen haben den Vorteil, dass sie kostengünstig herstellbar sind. The formulations according to the invention have the advantage that they can be produced inexpensively.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen haben den Vorteil, dass sie einfach in der Handhabung sind. The formulations according to the invention have the advantage that they are easy to handle.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen haben den Vorteil, dass sie leicht verdünnbar sind und auch in verdünnter Form eine sehr hohe Lagerstabilität haben. The formulations according to the invention have the advantage that they are easily dilutable and have a very high storage stability even in dilute form.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen haben den Vorteil, dass sie eine sehr gute und beständige Imprägnierwirkung und ein sehr gutes Eindringverhalten auf unterschiedlichen Untergründen ausprägen . The formulations according to the invention have the advantage that they have a very good and stable impregnation effect and a very good penetration behavior on different substrates.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen können für alle Zwecke · eingesetzt werden, für die auch bisher Formulierungen auf der Basis von Organosiliciumverbindungen eingesetzt worden sind. Sie sind z.B. hervorragend als Bautenschutzmittel geeignet, insbesondere zum Hydrophobieren verschiedener mineralischer oder organischer Untergründe. Die Art und Weise der Anwendung derartiger Dispersionen ist dem Fachmann bekannt. The formulations according to the invention can be used for all purposes for which formulations based on organosilicon compounds have hitherto also been used. They are e.g. Excellent as a building protection agent, in particular for hydrophobing various mineral or organic substrates. The manner of using such dispersions is known to the person skilled in the art.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von Substraten, bei dem die Substrate mit den erfindungsgemäßen nicht-filmbildenden Formulierungen in Kontakt gebracht werden. Another object of the present invention is a process for the treatment of substrates, in which the substrates are brought into contact with the non-film-forming formulations according to the invention.
Beispiele für Substrate, die mit den erfindungsgemäßen Examples of substrates containing the inventive
Formulierungen behandelt werden können, sind mineralische Stoffe, wie Mauerwerk, Mörtel, Ziegel, Kalkstein, Marmor, Kalksandstein, Sandstein, Granit, Porphyr, Beton und
Porenbeton, und organische Stoffe, wie Holz, Papier, Pappe, Textilien, Kunst- und Naturfasern. Formulations that can be treated are mineral substances, such as masonry, mortar, brick, limestone, marble, limestone, sandstone, granite, porphyry, and concrete Aerated concrete, and organic materials such as wood, paper, cardboard, textiles, synthetic and natural fibers.
Im Allgemeinen dringen die Dispersionen bei dem erfindungs- gemäßen Verfahren in die Kapillaren des Substrates ein und trocknen dort. In general, the dispersions in the process according to the invention penetrate into the capillaries of the substrate and dry there.
Bevorzugt werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mineralische Stoffe und Holzwerkstoffe eingesetzt. Preference is given to using mineral substances and wood-based materials in the process according to the invention.
Bei der erfindungsgemäßen Behandlung handelt es sich bevorzugt um eine hydrophobierende Imprägnierung, Beschichtung, The treatment according to the invention is preferably a hydrophobic impregnation, coating,
Grundierung oder Injektage, besonders bevorzugt um eine hydrophobierende Imprägnierung, wobei insbesondere das Substrat mit der Dispersion in Kontakt gebracht wird und die Dispersion partiell oder vollständig in das Substrat eindringt. Priming or injecting, more preferably a hydrophobic impregnation, wherein in particular the substrate is brought into contact with the dispersion and the dispersion penetrates partially or completely into the substrate.
Die erfindungsgemäße hydrophobierende Imprägnierung kann als Imprägnierung der Oberfläche von mineralischen Stoffen und Holzwerkstoffen oder als Imprägnierung von mineralischen The hydrophobic impregnation according to the invention can be used as impregnation of the surface of mineral materials and wood-based materials or as impregnation of mineral
Stoffen und Holzwerkstoffen über Injektion oder als Materials and wood-based materials via injection or as
Massehydrophobierung von mineralischen Stoffen und Mass hydrophobization of mineral substances and
Holzwerkstoffen, z.B. von Beton oder von Dachziegeln Wood materials, e.g. concrete or roof tiles
einschließlich engobierter Dachziegel, erfolgen. Including engobed tiles, done.
Durch die erfindungsgemäße Hydrophobierung wird die Wasserauf¬ nahme des Substrats drastisch reduziert, was die Wärmeleitfähigkeit absenkt, aber auch die Zerstörung der Baustoffe durch den Einfluss von Frost- und Tau-Zyklen oder Salz oder aber bei Holzwerkstoffen durch Fäulnis oder Pilzbefall verhindert. Damit wird nicht nur die Werthaltigkeit des so behandelten Werkstoffs gesichert, sondern z.B. auch ein niedriger Energieverbrauch beim Heizen oder Klimatisieren erzielt.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Formulierungen zur Imprägnierung von Baustoffen kann auch vor, nach oder simultan zur Anwendung von Steinverfestigern dienen; z.B. kann man einen aus Lehm bestehenden Baustoff erst mit Wasserglas verfestigen und dann mit den erfindungsgemäßen Formulierungen hydrophobieren . Due to the hydrophobization according to the invention the Wasserauf ¬ acquisition of the substrate is drastically reduced, which lowers the thermal conductivity, but also prevents the destruction of building materials by the influence of frost and thaw cycles or salt or wood materials by rot or fungal infestation. This not only ensures the value of the material treated in this way, but also low energy consumption during heating or air conditioning, for example. The application of the formulations according to the invention for the impregnation of building materials can also serve before, after or simultaneously for the use of stone hardeners; For example, it is possible to first solidify a building material consisting of loam with water glass and then to hydrophobicize it with the formulations according to the invention.
Für die erfindungsgemäßen Imprägnieranwendungen werden die erfindungsgemäßen Formulierungen durch gängige und bisher bekannte Methoden der Verteilung auf die Oberfläche des For the impregnation applications according to the invention, the formulations according to the invention are prepared by conventional and hitherto known methods of distribution to the surface of the
Substrates gegeben, wie z.B. durch Streichen, Spritzen, Rakeln, Rollen, Gießen, Spachteln, Tauchen und Walzen. Für die Substrates are given, such. by brushing, spraying, knife-coating, rolling, pouring, filling, dipping and rolling. For the
Mauerwerksbehandlung ist es erforderlich, dass die Masonry treatment requires that the
Zubereitungen weit in das Mauerwerk eindringen. Daher sind für die Mauerwerksbehandlung niedrigviskose Formulierungen Penetrate preparations far into the masonry. Therefore, for masonry treatment low viscosity formulations
bevorzugt. Die Eigenschaft in das Mauerwerk einzudringen kann eine Materialeigenschaft sein oder das Eindringen wird prefers. The property of entering the masonry may be a material property or intrusion
künstlich gefördert, indem die erfindungsgemäßen Formulierungen mit erhöhtem Druck in das Mauerwerk befördert werden. artificially promoted by the inventive formulations are conveyed under increased pressure in the masonry.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen, insbesondere als wässrige Dispersionen, können auch zur Formulierung von Anstrichstoffen in Kombinationen mit organischen Dispersionen und Pigmenten verwendet werden, um diesen Anstrichstoffen hydrophobe The formulations according to the invention, in particular as aqueous dispersions, can also be used for the formulation of paints in combinations with organic dispersions and pigments in order to render these paints hydrophobic
Eigenschaften zu geben. Diese Anwendung kann auch in To give properties. This application can also work in
Kombination mit fluororganischen Polymerdispersionen erfolgen, z.B. wenn neben einer Wasser abweisenden Wirkung auch ein Öl und Schmutz abweisende Wirkung gewünscht ist, z.B. um eine Beschädigung des Bauwerkes durch Graffiti zu verhindern. Combination with fluoroorganic polymer dispersions, e.g. if in addition to a water-repellent effect, an oil and dirt-repellent effect is desired, for. to prevent damage to the building by graffiti.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann je nach Substrat und der beabsichtigten Wirkung die Anwendung der erfindungsgemäßen Formulierung konzentriert oder in verdünnter Form erfolgen. Wenn als erfindungsgemäße Formulierungen wässrige Dispersionen
eingesetzt werden, können sie konzentriert oder aber mit Wasser verdünnt eingesetzt werden. Wenn die erfindungsgemäße Anwendung in verdünnter Form erfolgen soll, dann beträgt der Gehalt an Komponente (A) in der angewendeten Dispersion bevorzugt 2 bis 35 Gew.-%, insbesondere 5 bis 20 Gew.-%. In the method according to the invention, depending on the substrate and the intended effect, the application of the formulation according to the invention can be concentrated or carried out in diluted form. When as inventive formulations aqueous dispersions can be used concentrated or diluted with water. If the application according to the invention is to be carried out in diluted form, then the content of component (A) in the dispersion used is preferably from 2 to 35% by weight, in particular from 5 to 20% by weight.
Das Verfahren zur Behandlung von Substraten hat den Vorteil, dass es effizient und kostengünstig ist und dass die Substrate langfristig vor dem Einfluss von Wasser geschützt sind. The process for treating substrates has the advantage that it is efficient and inexpensive, and that the substrates are long-term protected from the influence of water.
In den nachfolgenden Beispielen beziehen sich alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen, soweit nicht anders angegeben, auf das Gewicht. Sofern nicht anders angegeben, werden die folgen¬ den Beispiele bei einem Druck der umgebenden Atmosphäre, also bei etwa 1000 hPa, und bei Raumtemperatur, also etwa 20°C bzw. einer Temperatur, die sich beim Zusammengeben der Reaktanten bei Raumtemperatur ohne zusätzliche Heizung oder Kühlung einstellt, durchgeführt. Zur Prüfung der Qualität und Stabilität wurden folgende In the following examples, all parts and percentages are by weight unless otherwise specified. Unless otherwise specified, the following ¬ the examples at a pressure of the surrounding atmosphere, ie at about 1000 hPa, and at room temperature, ie about 20 ° C and a temperature on combining the reactants at room temperature without additional heating or Cooling stops, carried out. To check the quality and stability were the following
Prüfungen der Emulsion durchgeführt: Tests of the emulsion carried out:
Teilchengrößenmessung (D[4,3] = volumenmittlere Teilchengröße) wurde mit einem Malvern Mastersizer X (Malvern Instruments GmbH D-Herrenberg; Messprinzip: Frauenhofer Beugung entsprechend ISO 13320) durchgeführt.
Particle size measurement (D [4,3] = volume-average particle size) was carried out with a Malvern Mastersizer X (Malvern Instruments GmbH D-Herrenberg, measuring principle: Frauenhofer diffraction according to ISO 13320).
Beispiel 1 - 3 und Vergleichs ersuch VI Example 1 - 3 and comparison request VI
Anwendung von nichtwässrigen Formulierungen Application of non-aqueous formulations
Isooctyltriethoxysilan (erhältlich unter dem Namen SILRES® BS 1701 bei der Wacker Chemie AG) wird mit 1 Gew. % Ethylenglycol (Beispiel 1), mit 1 Gew. % Diethylenglycolmonobutylether Isooctyltriethoxysilane (available under the name SILRES® BS 1701 from Wacker Chemie AG) is mixed with 1% by weight of ethylene glycol (Example 1), with 1% by weight of diethylene glycol monobutyl ether
(Beispiel 2) bzw. 1% Butylglycol (Beispiel 3) vermischt. Diese Mischungen und das reine Silan (Vergleichsversuch VI) werden mit einem Pinsel auf seitlich abgedichtete Mörtelscheiben aufgetragen, so dass die applizierte Menge 200g/m2 beträgt. Nach 6 Wochen Lagerung bei Raumtemperatur wird die (Example 2) or 1% butylglycol (Example 3). These mixtures and the pure silane (Comparative Experiment VI) are applied with a brush on laterally sealed mortar disks, so that the applied amount is 200g / m 2 . After 6 weeks of storage at room temperature, the
Wasseraufnahme bestimmt, anschließend werden die Mörtelscheiben zerbrochen und durch Anfärben die Eindringtiefe der Water absorption determined, then the mortar slices are broken and by staining the penetration of the
erfindungsgemäßen Formulierung bestimmt. determined according to the invention formulation.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt. The results are summarized in Table 1.
Vergleichsversuch V2 Comparative experiment V2
40 Teile Isooctyltriethoxysilan (erhältlich unter dem Namen SILRES® BS 1701 bei der Wacker Chemie AG, D-München) werden mit 1 Teil ethoxyliertem Sorbitanlaurat (HLB = 16,7) und 1 Teil Sorbitanlaurat (HLB = 8,6) mit einem Ultra-Turrax® (IKA®-Werke GmbH & Co. KG, D-Staufen) vermischt. Anschließend werden 57,3 Teile vollentsalztes Wasser (Leitfähigkeit <5 S/cm) langsam zugegeben; es wird eine milchige Öl-in-Wasser-Emulsion 40 parts of isooctyltriethoxysilane (available under the name SILRES® BS 1701 from Wacker Chemie AG, D-Munich) are mixed with 1 part of ethoxylated sorbitan laurate (HLB = 16.7) and 1 part of sorbitan laurate (HLB = 8.6) with an ultraviolet Turrax ® (IKA ® -Werke GmbH & Co. KG, D-Staufen) mixed. Then 57.3 parts of deionized water (conductivity <5 S / cm) are added slowly; It turns into a milky oil-in-water emulsion
erhalten. Zu dieser Emulsion werden noch 0,5 Teile receive. To this emulsion are still 0.5 parts
Hexadecyltrimethylammoniumchlorid (erhältlich unter der Hexadecyltrimethylammonium chloride (available under the
Bezeichnung Genamin® CTAC bei der Clariant GmbH, D-Frankfurt) und 0,2 Teile Konservierungsmittel Acticide® BX(N) (erhältlich bei der Thor Chemie GmbH, D-Speyer) zugegeben. Die so erhaltene Emulsion wird mit einem Hochdruckhomogenisator (APV 2000, Invensys APV Unna) bei 500 bar homogenisiert. Es wird eine dünnflüssige Emulsion erhalten, die eine volumenmittlere Name Genamin ® CTAC from Clariant GmbH, Frankfurt-D) and 0.2 part of preservative Acticide ® BX (N) (not added in the Thor Chemie GmbH, D-Speyer). The emulsion thus obtained is homogenized with a high-pressure homogenizer (APV 2000, Invensys APV Unna) at 500 bar. It is obtained a low viscosity emulsion having a volume average
Teilchengröße von 0,54 μπι aufweist.
Beispiel 4 Particle size of 0.54 μπι has. Example 4
Vergleichsversuch V2 wird wiederholt, aber es wird eine Comparative experiment V2 is repeated, but it becomes a
Mischung aus 39 Teilen Isooctyltriethoxysilan und einem Teil Diethylenglycolmonobutylether eingesetzt. Die Teilchengröße der Emulsion betrug 0,50 μιη. Mixture of 39 parts of isooctyltriethoxysilane and one part of diethylene glycol monobutyl ether used. The particle size of the emulsion was 0.50 μιη.
Beispiel 5 Example 5
Vergleichsversuch V2 wird wiederholt, aber es wird eine Comparative experiment V2 is repeated, but it becomes a
Mischung aus 39 Teilen Isooctyltriethoxysilan und einem Teil Ethylenglycolmonobutylether eingesetzt. Die Teilchengröße der Emulsion betrug 0,57 pm. Mixture of 39 parts of isooctyltriethoxysilane and one part of ethylene glycol monobutyl ether used. The particle size of the emulsion was 0.57 μm.
Die Emulsionen von Vergleichsversuch V2 sowie Beispiel 4 und 5 werden jeweils mit einem Pinsel auf seitlich abgedichtete The emulsions of Comparative Experiment V2 and Example 4 and 5 are each laterally sealed with a brush
Mörtelscheiben aufgetragen, so dass die applizierte Menge Applied mortar disks, so that the applied amount
200g/m2 beträgt. Nach 6 Wochen Lagerung bei Raumtemperatur wird die Wasseraufnahme bestimmt, anschließend werden die 200g / m 2 . After 6 weeks of storage at room temperature, the water absorption is determined, then the
Mörtelscheiben zerbrochen und durch Anfärben die Eindringtiefe der erfindungsgemäßen Formulierung bestimmt. Broken mortar discs and determined by staining the penetration depth of the formulation of the invention.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
The results are summarized in Table 1.
Tabelle 1: Prüfergebnisse der nichtwässrigen und wässrigen Table 1: Test results of nonaqueous and aqueous
Formulierungen an Mörtelscheiben Formulations on mortar slices
Die erfindungsgemäßen wasserfreien Formulierungen gemäß den Beispielen 1 - 3 dringen bei praktisch gleicher The anhydrous formulations according to Examples 1 to 3 according to the invention are virtually identical
Hydrophobierwirkung ca. doppelt so tief in das Material ein wie die Formulierung gemäß Vergleichsversuch VI, was die Hydrophobizing effect about twice as deep in the material as the formulation according to Comparative Experiment VI, which the
Dauerhaftigkeit der Imprägnierung wesentlich verbessert. Durability of the impregnation significantly improved.
Bei den wässrigen Formulierungen gemäß den Beispielen 4 und 5 ist bei der Prüfung auf der Mörtelscheibe nur eine geringe In the case of the aqueous formulations according to Examples 4 and 5, only a small amount is tested on the mortar disk
Verbesserung der Eindringtiefe zu beobachten jedoch eine etwas schlechtere Hydrophobierwirkung gegenüber der Formulierung gemäß Vergleichsversuch V2.
Beispiel 6 However, to improve the penetration depth to observe a slightly poorer hydrophobing effect compared to the formulation according to Comparative Experiment V2. Example 6
Herstellung von wässrigen Formulierungen mit Silan und Siloxan Preparation of aqueous formulations with silane and siloxane
Es wurden 0,75 Teile eines ethoxylierten Isotridecylalkohols mit 5 Ethylenglycolgruppen (HLB=11,2 erhältlich unter dem Namen Lutensol TO 5 bei der BASF SE D-Ludwigshafen) und 1,875 Teile einer 40%igen wässrigen Lösung eines ethoxyliertes Rizinusöls mit 200 Ethylenglycolgruppen (HLB=18,1, erhältlich unter dem Namen Atlas G1300 bei der Croda GmbH D-Nettetal) vermischt. Zu dieser Mischung wurden innerhalb von 3 min 32 Teile Isooctyl- triethoxysilan 5 Teile Diethylenglycolmonobutylether sowie 0,2 Teile Aminopropyltriethoxysilan zugegeben und weitere 3 min mit einem Ültra-Turrax® T 50 ( IKA®-Werke GmbH & Co. KG, D-Staufen) bei 4000/min vermischt. Innerhalb von 2 min wurden 15 Teile einer Mischung aus 200 Teile Polydimethylsiloxan mit Dimethyl- vinylendgruppen mit einer Viskosität von 1000 mPas und 95 Teile einer mit Hexadimethyldisilazan behandelten Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche von 130 g/m2 , einem Kohlenstoffgehalt von 2,1 % hinzugefügt und weitere zwei Minuten homogenisiert. Die Emulsion wurde mit 45 Teilen gereinigtem Wasser verdünnt, es wurden 0,63 Teile Cetyltrimethylammoniumchlorid (erhältlich unter dem Namen Genamin CTAC bei der Clariant GmbH) und mit 0,2 Teilen Acticide BX (N) (Konservierungsmittel von der Thor There were 0.75 parts of an ethoxylated isotridecyl alcohol with 5 ethylene glycol groups (HLB = 11.2 available under the name Lutensol TO 5 from BASF SE D-Ludwigshafen) and 1.875 parts of a 40% aqueous solution of an ethoxylated castor oil with 200 ethylene glycol groups (HLB = 18.1, available as Atlas G1300 from Croda GmbH D-Nettetal). To this mixture, within 3 min 32 parts isooctyl triethoxysilane 5 parts of diethylene glycol monobutyl ether and 0.2 parts of aminopropyltriethoxysilane and another 3 min with a Ültra-Turrax ® T 50 (IKA ® -Werke GmbH & Co. KG, D-Staufen) mixed at 4000 rpm. Within 2 minutes, 15 parts of a mixture of 200 parts of dimethylvinyl-terminated polydimethylsiloxane having a viscosity of 1000 mPas and 95 parts of a hexadimethyldisilazane-treated silica having a BET surface area of 130 g / m 2 , a carbon content of 2.1% were obtained. added and homogenized for another two minutes. The emulsion was diluted with 45 parts of purified water, 0.63 parts of cetyltrimethylammonium chloride (available as Genamin CTAC from Clariant GmbH) and 0.2 part of Acticide BX (N) (preservative from Thor
Chemie GmbH Speyer) konserviert. Dieser Emulsion werden noch 4 Teile einer 50%igen wässrigen Emulsion eines Aminogruppen enthaltenden Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von 500 mPas und einer Aminzahl von 0,15 meq/g (erhältlich unter der Bezeichnung SILRES® BS 1306 bei der Wacker Chemie AG, München) zugesetzt. Die Teilchengröße (Mittelwert der Volumenverteilung) dieser mit Wasser verdünnbaren Öl-in-Wasser-Emulsion betrug 7,0 μπι. Die Emulsion wird mit einem Hochdruckhomogenisator (APV 2000, Invensys APV Unna) bei 500 bar homogenisiert. Es wird eine dünnflüssige Emulsion erhalten, die eine volumenmittlere Teilchengröße von 0,70 μπτ. aufweist.
Vergleichsversuch V3 Chemie GmbH Speyer). 4 parts of a 50% aqueous emulsion of an amino group-containing polydimethylsiloxane having a viscosity of 500 mPas and an amine number of 0.15 meq / g (available under the name SILRES® BS 1306 from Wacker Chemie AG, Munich) are also added to this emulsion , The particle size (mean value of the volume distribution) of this water-dilutable oil-in-water emulsion was 7.0 μπι. The emulsion is homogenized with a high pressure homogenizer (APV 2000, Invensys APV Unna) at 500 bar. There is obtained a low-viscosity emulsion having a volume-average particle size of 0.70 μπτ. having. Comparative experiment V3
Beispiel 6 wird wiederholt, aber es wird kein Diethylenglycol- monobutylether verwendet. Die Teilchengröße betrug 1,09 pm. Example 6 is repeated, but no diethylene glycol monobutyl ether is used. The particle size was 1.09 μm.
Beispiel 7 Example 7
Beispiel 6 wird wiederholt, aber es wird anstelle 5 Teile Diethylenglycolmonobutylether 1 Teil Ethylenglycolmonobutyl- ether verwendet. Die Teilchengröße betrug 0,90 μπι Example 6 is repeated, but instead of 5 parts of diethylene glycol monobutyl ether, 1 part of ethylene glycol monobutyl ether is used. The particle size was 0.90 μπι
Die Prüfung erfolgte analog Vergleichsversuch V2 und Beispielen 4 und 5, wobei anstelle Mörtelscheiben Ziegelsteine verwendet wurden, und die Prüfergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt . The test was carried out analogously to Comparative Experiment V2 and Examples 4 and 5, wherein instead of mortar slices bricks were used, and the test results are summarized in Table 2.
Tabelle 2: Prüfergebnisse der wässrigen Formulierungen mit Table 2: Test results of the aqueous formulations with
Silanen und Siloxanen an Ziegelsteinen Silanes and siloxanes on bricks
Die erfindungsgemäßen Formulierungen gemäße den Beispielen 6 und 7 dringen bei der Prüfung auf Ziegelstein auch bei der Anwendung als wässrige Dispersion bei praktisch gleicher The formulations of the invention according to Examples 6 and 7 penetrate when tested on brick even when used as an aqueous dispersion at virtually the same
Hydrophobierwirkung ca. doppelt so tief in das Material ein wie die Formulierung gemäße Vergleichsversuch V3, was die Hydrophobic effect about twice as deep in the material as the formulation according to comparative experiment V3, which the
Dauerhaftigkeit der hydrophobierenden Imprägnierung wesentlich verbessert.
Vergleichsversuch V4 Durability of the hydrophobic impregnation significantly improved. Comparative experiment V4
Herstellung von wässrigen Formulierungen mit Silan und Siloxan Preparation of aqueous formulations with silane and siloxane
43 Teile des in Beispiel 1 verwendeten Isooctyltriethoxysilans werden mit 5 Teilen eines oligomeren Alkoxysiloxans der 43 parts of the isooctyltriethoxysilane used in Example 1 with 5 parts of an oligomeric alkoxysiloxane of
Summenformel CH3Si (0CH2CH3) ο,βθι,ι und mit 7 Teilen eines Molar formula CH 3 Si (0CH 2 CH 3 ) ο, βθι, ι and with 7 parts of a
Methylsiliconharzes das aus 90 mol% Trifunktionellen Methyl silicone resin that consists of 90 mol% trifunctional
Siloxaneinheiten CH3Si03/2 10 % Difunktionellen Siloxaneinheiten der Formel (CH3)2Si02/2 mit einer gewichtsmittleren Molmasse von 6700 g/mol und einem Gehalt an Ethoxygruppen von 3,1 Gew.-% und an Hydroxygruppen von 0,57 Gew.%, und 0,25 Teilen Aminoethyl- aminopropyltriethoxysilan vermischt. Die so erhaltene Mischung wird mit 0,9 Teilen eines ethoxylierten Isotridecylalkohols mit 5 Ethylenglycolgruppen (HLB = 11,2), 0,9 Teilen eines Siloxane units of CH 3 Si0 3/2 10% difunctional siloxane units of the formula (CH 3) 2 Si0 2/2, having a weight average molecular weight of 6700 g / mol and a content of ethoxy groups of 3.1 wt .-%, and of hydroxyl groups of 0, 57 wt.%, And 0.25 parts of aminoethyl-aminopropyltriethoxysilane. The resulting mixture is treated with 0.9 parts of an ethoxylated isotridecyl alcohol having 5 ethylene glycol groups (HLB = 11.2), 0.9 parts of a
ethoxyliertes Rizinusöls mit 200 Ethylenglycolgruppen (HLB = 18,1), 0,5 Teilen Cetyltrimethylammoniumchlorid und 40 Teilen Wasser mit einem Ultra-Turrax zu einer Emulsion verarbeitet. Dieser Emulsion werden noch 4 Teile einer 50%igen wässrigen Emulsion eines Aminogruppen enthaltenden Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von 500 mPas und einer Aminzahl von 0,15 meq/g (erhältlich unter der Bezeichnung SILRES® BS 1306 bei der Wacker Chemie AG, D-München) zugesetzt. Die Emulsion wird mit einem Hochdruckhomogenisator (APV 2000, Invensys APV Unna) bei 200 bar homogenisiert. Die volumenmittlere Teilchengröße betrug 0, pm . ethoxylated castor oil with 200 ethylene glycol groups (HLB = 18.1), 0.5 parts of cetyltrimethylammonium chloride and 40 parts of water with an Ultra-Turrax processed into an emulsion. 4 parts of a 50% aqueous emulsion of an amino-containing polydimethylsiloxane having a viscosity of 500 mPas and an amine number of 0.15 meq / g (available under the name SILRES® BS 1306 from Wacker Chemie AG, D-Munich ) was added. The emulsion is homogenized with a high-pressure homogenizer (APV 2000, Invensys APV Unna) at 200 bar. The volume average particle size was 0, pm.
Beispiel 8 Example 8
Vergleichsversuch V4 wird wiederholt, aber es wird 1 Teile Diethylenglycolmonobutylether zum Isooctyltriethoxysilan zugegeben. Die volumenmittlere Teilchengröße betrug 0,38 μπι.
Beispiel 9 Comparative experiment V4 is repeated, but 1 part diethylene glycol monobutyl ether is added to the isooctyltriethoxysilane. The volume-average particle size was 0.38 μπι. Example 9
Vergleichsversuch V4 wird wiederholt, aber es wird 1 Teil Ethylenglycolmonobutylether zum Isooctyltriethoxysilan Comparative experiment V4 is repeated but 1 part of ethylene glycol monobutyl ether is added to isooctyltriethoxysilane
zugegeben. Die volumenmittlere Teilchengröße betrug 0,39 μπι. added. The volume-average particle size was 0.39 μπι.
Die Emulsionen gemäß Vergleichsversuch V4 und gemäß den The emulsions according to comparative experiment V4 and according to the
Beispielen 8 und 9 wurden auf 7,5% Festgehalt verdünnt und Ziegelsteine wurden durch fünfminütiges Tauchen in diesen Emulsionen imprägniert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Examples 8 and 9 were diluted to 7.5% solids and bricks were impregnated by immersion in these emulsions for five minutes. The results are summarized in Table 3.
Tabelle 3: Prüfergebnisse der wässrigen Formulierungen mit Table 3: Test results of the aqueous formulations with
Silanen und Siloxanen an Ziegelsteinen Silanes and siloxanes on bricks
Anwendung als wässrige Dispersion doppelt so tief in das Application as aqueous dispersion twice as deep in the
Material ein wie die Formulierung gemäß Vergleichsversuch V4 , was die Dauerhaftigkeit der hydrophobierenden Imprägnierung wesentlich verbessert. Alle Imprägnierungen erfüllen die Material as the formulation according to Comparative Experiment V4, which significantly improves the durability of the hydrophobic impregnation. All impregnations meet the
Forderung, dass die Wasseraufnahme auf unter 20% bezogen auf die Wasseraufnahme der unbehandelten Substrate abgesenkt wird.
Demand that the water absorption is reduced to less than 20% based on the water absorption of the untreated substrates.
Claims
Patentansprüche claims
1. Nicht-filmbildende Formulierungen auf Basis von 1. Non-film-forming formulations based on
Organosiliciumverbindungen enthaltend Containing organosilicon compounds
(A) Silane der Formel (A) Silanes of the formula
RaR1 bSi (OR2) 4-a_b (I), worin R a R 1 b Si (OR 2 ) 4 - a - b (I) wherein
R gleich oder verschieden sein kann und einwertige, SiC-gebundene Kohlenwasserstoffreste mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, R may be the same or different and represents monovalent, SiC-bonded hydrocarbon radicals having at least 4 carbon atoms,
R1 gleich oder verschieden sein kann und einwertige, SiC-gebundene Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 3R 1 may be the same or different and monovalent, SiC-bonded hydrocarbon radicals having 1 to 3
Kohlenstoffatomen bedeutet, Carbon atoms means
R2 gleich oder verschieden sein kann und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Kohlenwasserstoff- rest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, a 1, 2 oder 3, vorzugsweise 1, ist und R 2 may be identical or different and is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 4 carbon atoms, a is 1, 2 or 3, preferably 1, and
b 0, 1 oder 2, vorzugsweise 0 oder 1, ist, b is 0, 1 or 2, preferably 0 or 1,
mit der Maßgabe, dass die Summe aus a und b 1, 2 oder 3 ist, with the proviso that the sum of a and b is 1, 2 or 3,
und/oder deren Teilhydrolysate und and / or their partial hydrolysates and
(B) Glycole oder Glycolether der Formel (B) Glycols or glycol ethers of the formula
R30(CH2CHR40)nR3 (II), wobei R 3 O (CH 2 CHR 4 O) n R 3 (II) where
R3 gleich oder verschieden ist und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, R 3 is the same or different and represents a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 8 carbon atoms,
R4 gleich oder verschieden ist und ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet und
n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, R 4 is the same or different and is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 8 carbon atoms, and n is an integer from 1 to 4,
mit der Maßgabe, dass Komponente (B) in Mengen von 0,1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf Komponente (A) , eingesetzt wird. with the proviso that component (B) is used in amounts of from 0.1 to 20% by weight, based on component (A).
Nicht-filmbildende Formulierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formulierungen im Wesentlichen wasserfrei sind und höchstens 5 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formulierungen, enthalten. Non-film-forming formulations according to claim 1, characterized in that the formulations are substantially anhydrous and contain at most 5 wt .-% water, based on the total weight of the formulations.
Nicht-filmbildende Formulierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formulierungen wässrige Non-film-forming formulations according to claim 1, characterized in that the formulations are aqueous
Dispersionen sind und Dispersions are and
(C) gegebenenfalls Emulgatoren und (C) optionally emulsifiers and
(D) Wasser in Mengen von 10 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der wässrigen Dispersion, (D) water in amounts of from 10 to 95% by weight, based on the total amount of the aqueous dispersion,
enthalten . contain .
Nicht-filmbildende Formulierungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrigen Dispersionen als Non-film-forming formulations according to claim 3, characterized in that the aqueous dispersions as
Emulgatoren (C) nichtionische Emulgatoren gegebenenfalls im Gemisch mit ionischen Emulgatoren enthalten. Emulsifiers (C) nonionic emulsifiers optionally in admixture with ionic emulsifiers.
Nicht-filmbildende Formulierungen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrigen Dispersionen als Emulgatoren (C) mindestens einen nichtionische Emulgator mit einem HLB-Wert größer oder gleich 12 gegebenenfalls im Gemisch mit nichtionischen Emulgatoren mit einem HLB-Wert kleiner 12 Non-film-forming formulations according to claim 3 or 4, characterized in that the aqueous dispersions as emulsifiers (C) at least one nonionic emulsifier having an HLB value greater than or equal to 12 optionally in admixture with nonionic emulsifiers having an HLB value less than 12
enthalten .
Nicht-filmbildende Formulierungen nach Anspruch 3, 4 odercontain . Non-film-forming formulations according to claim 3, 4 or
5, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrigen Dispersionen als Emulgatoren (C) kationischen Emulgatoren, vorzugsweise quartäre Ammoniumverbindungen oder quartäre Imidazolinium- verbindungen, enthalten. 5, characterized in that the aqueous dispersions as emulsifiers (C) cationic emulsifiers, preferably quaternary ammonium compounds or quaternary imidazolinium compounds containing.
Nicht-filmbildende Formulierungen einem der Ansprüche 1 bisNon-film-forming formulations of any of claims 1 to
6, dadurch gekennzeichnet, dass sie 6, characterized in that
(E) Silane, die von Komponente (A) verschieden sind, oder deren Teilhydrolysate, (E) silanes other than component (A) or their partial hydrolysates,
in Mengen von höchsten 5 Gew.-%, bezogen auf die in amounts of the highest 5 wt .-%, based on the
Gesamtmenge an Komponente (A) , Total amount of component (A),
enthalten . contain .
Nicht-filmbildende Formulierungen einem der Ansprüche 1 bisNon-film-forming formulations of any of claims 1 to
7, dadurch gekennzeichnet, dass sie 7, characterized in that they
(F) lineare, cyclische oder verzweigte Polyorganosiloxane enthalten . (F) contain linear, cyclic or branched polyorganosiloxanes.
Nicht-filmbildende Formulierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie Non-film-forming formulations according to any one of claims 1 to 8, characterized in that they
(G) weitere Stoffe ausgewählt aus der Gruppe der (G) other substances selected from the group of
Verdicker, Katalysatoren, Substanzen zum Einstellen des PH-Wertes, Duftstoffe, Farbstoffe, Konservierungsmittel und mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel Thickeners, catalysts, pH adjusters, perfumes, dyes, preservatives, and water immiscible solvents
enthalten . contain .
Verfahren zur Herstellung der nicht-filmbildenden Process for the preparation of non-film-forming
Formulierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (A) und (B) und ggf.
(C) und ggf. (D) und ggf. (E) und ggf. (F) und ggf. Formulations according to one of claims 1 to 9, characterized in that the components (A) and (B) and optionally (C) and, if appropriate, (D) and, if appropriate, (E) and, if appropriate, (F) and, if appropriate,
miteinander vermischt werden. be mixed together.
Verfahren zur Behandlung von Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate mit den nicht-filmbildenden Formulierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Kontakt gebracht werden. Process for the treatment of substrates, characterized in that the substrates are brought into contact with the non-film-forming formulations according to one of Claims 1 to 9.
Verfahren zur Behandlung von Substraten nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den zu Process for the treatment of substrates according to claim 11, characterized in that it belongs to the
behandelnden Substraten um mineralische Stoffe und treated substrates to mineral substances and
Holzwerkstoffe handelt. Wood materials is.
Verfahren zur Behandlung von Substraten nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Behandlung um eine hydrophobierende Imprägnierung, Process for the treatment of substrates according to claim 11 or 12, characterized in that the treatment is a hydrophobic impregnation,
Beschichtung, Grundierung oder Injektage handelt, wobei da Substrat mit der nicht-filmbildenden Formulierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in Kontakt gebracht wird und partiell oder vollständig in das Substrat eindringt. Coating, priming or injecting is, as there substrate is brought into contact with the non-film-forming formulations according to any one of claims 1 to 10 and partially or completely penetrates into the substrate.
Verfahren zur Behandlung von Substraten nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der hydrophobierenden Imprägnierung um die Imprägnierung der Oberfläche von mineralischen Stoffen oder Holzwerkstoffen um die Imprägnierung von mineralischen Stoffen oder Process for the treatment of substrates according to claim 11, 12 or 13, characterized in that the hydrophobic impregnation is the impregnation of the surface of mineral or wood-based materials to the impregnation of mineral substances or
Holzwerkstoffen über Injektion oder um die Wood materials via injection or around the
Massehydrophobierung von mineralischen Stoffen oder Mass hydrophobization of mineral substances or
Holzwerkstoffen handelt.
Wood materials is.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den mineralischen Stoffen um Ziegel, Kalksandstein und Beton handelt.
15. The method according to claim 14, characterized in that it is the bricks, sand-lime brick and concrete in the mineral substances.
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