[发明专利]硅树脂乳液及其在疏水熟石膏中的用途

说明书

本发明涉及硅树脂乳液，以及使石膏疏水的方法，其中用H-硅氧烷和硅树脂乳液处理石膏。

含有两个或多个直接附着在硅上的氢原子的硅氧烷(H-硅氧烷)，尤其是多甲基氢硅氧烷，非常适于石膏的疏水化。这是所有试剂当中最有效的，即，通过添加非常少的量得到非常良好的疏水性，通常利用量为0.2-0.6％。由于所述含H产物的量受合成需要的Müller-Rochow法硅烷的限制，因此需要寻找替代方案。

石膏的疏水化在建筑产品化学中是典型的情况。在Linda Jakobsmeier的论文(Munich Technical University，2000)中对石膏疏水化做了深入的描述。多甲基氢硅氧烷和三甲氧基甲基硅烷的效果被详细报道。三甲氧基甲基硅氧烷是不利的，因为其形成甲醇。

DE 10220659 A描述了通过添加淀粉醚而改善H-硅氧烷的憎水效果。

H-硅氧烷的憎水效果同样可以通过添加碱性化合物而改善。这通常引起与其他石膏板成分的不相容。在碱性区域中脱附氢使得增加安全要求成为必要。

多甲基氢硅氧烷的水乳液也用于石膏的疏水化。

EP 1083157 A描述了由有机氢硅氧烷、聚乙烯醇、水和含氨基官能团的化合物组成的乳液，所述含氨基官能团的化合物例如为氨基硅烷或有机胺。

US 2007022913 A描述了由石膏、作为非常昂贵催化剂的粉煤灰、氧化镁和水与无溶剂的甲基氢硅氧烷的乳液的石膏浆体。

DE 19517346 A描述了有机硅化合物的乳液，尤其是含有烷氧基的有机硅化合物的乳液。其指出了烷氧基硅烷的乳液的弱的储存稳定性和减低的疏水效果。例如在DE 19707219和DE 19904496中也探讨了甲氧基硅烷的应用。

例如，US 5776245声明，乳化剂的存在不利于疏水效果。

本发明解决的问题是提供有机氢化聚硅氧烷的替代品用于石膏的疏水化。

本发明提供硅树脂乳液(SE)，其通过一种方法得到，在该方法中第一步包括将100重量份的通式I的烷基三烷氧基硅烷

R(R¹O)₃Si    (I)，

与0-5重量份的通式II的烷基烷氧基硅烷

R′_a(R¹’O)_bSi    (II)，

与400-2500重量份的水和

5-50重量份的乳化剂在10-100℃下混合，形成醇R¹OH，具有或没有R¹′OH，第二步包括将第一步的产物醇R¹OH和任选存在的R¹′OH蒸馏出，直到总醇含量不超过0.5wt％，其中

R和R′是1-10个碳原子的烷基部分，

R¹和R¹′是1-6个碳原子的烷基部分，

a是0、1、2或3，和

b是1、2、3或4。

本发明还提供一种用于石膏疏水化的方法，所述方法包括用由通式III、IV、V、VI、和VII的单元构造的H-硅氧烷和上述硅树脂乳液(SE)处理石膏：

R³₃SiO_1/2    (III)，

R³HSiO_2/2    (IV)，

R³₂SiO_2/2    (V)，

R³SiO_3/2    (VI)，

SiO_4/2    (VII)，

其中

R³代表1-10个碳原子的烷基部分。

在石膏的疏水化中，硅树脂乳液(SE)不仅替代一些H-硅氧烷，而且相比于单独使用H-硅氧烷，在硅树脂乳液(SE)中明显更少量的硅树脂(S)足以达到相当或高出的石膏疏水化。存在协同效应。

与甲基三甲氧基硅烷的浓乳液或完全水解产物不同，硅树脂乳液(SE)在数月的储存时间后仍保留其石膏疏水能力。令人惊奇的是，储存数月的硅树脂乳液(SE)与H-硅氧烷组合使用，产生显著的石膏疏水化效果。由于含有乳化剂得到的石膏疏水性通过乳化的硅树脂的疏水效应而被强烈地超补偿。

硅树脂乳液(SE)用于使石膏疏水化的应用是不干扰环境的，因为醇的残留量很小。