[發明專利]硅烷醇的堿金屬鹽粉末的制備方法

無效

• 申請號: 201280046119.1
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN103827125A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: M·施特普;M·米勒;B·派舍奈爾
• 申請（專利權）人: 瓦克化學股份公司
• 主分類號: C07F7/08
• 分類號: C07F7/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 彭麗丹;過曉東

本發明涉及一種由烷氧基硅烷、堿金屬氫氧化物和水制備硅烷醇鹽的粉末(P)的方法，其中水和醇在兩個步驟中被除去。

堿金屬有機硅醇鹽例如甲基硅醇鉀已用于疏水化幾十年了，尤其是用于礦物建筑材料的疏水化。由于其在水中良好的溶解性，因而可以水溶液形式施加至固體上，待水分蒸發后，在二氧化碳的影響下其形成牢固附著、持久耐水的表面。由于其基本上不含可水解斷裂的有機基團，因此有利地，在發生固化時不會釋放不希望的揮發性有機副產物。

堿金屬有機硅醇鹽的制備，尤其是甲基有機硅醇鉀或甲基有機硅醇鈉的制備，已被經常描述。在大多數情況下，關注于即用型且儲存穩定的水溶液的制備。例如DE4336600要求保護一種由有機三氯硅烷開始通過中間體有機三烷氧基硅烷進行的連續方法。該方法的優點是形成的副產物氯化氫和醇被回收，并且形成的硅醇鹽溶液基本上不含氯。

在包裝袋或料倉中，即用型建筑材料混合物例如水泥或石膏抹灰和填料或瓦磚粘合劑主要以粉末的形式提供到建筑工地，并在工地與水混合。為此需要固體疏水劑，其可以添加到即用型干混合物中，并在工地例如建筑工地施用期間，僅在添加水后的短時間內發展其疏水作用。這被稱為干混應用。固體形式的有機硅醇鹽已被證明是用于該目的的有效的疏水劑。他們的應用已被描述于，例如以下說明書中：申請PCT/EP2011/061766要求保護具有減少的堿金屬含量的固體有機硅醇鹽。其是通過用堿金屬氫氧化物水溶液水解烷氧基硅烷或鹵素硅烷以及在惰性溶劑作為夾帶劑的幫助下共沸干燥所得的任選存在醇的硅醇鹽水溶液來進行制備。US2567110描述了由堿金屬硅(氧)烷醇鹽和氯硅烷得到中性(聚)硅氧烷。實施例1描述了通過單甲基硅氧烷水解產物與1摩爾當量的氫氧化鈉溶液在乙醇存在下反應制備甲基硅醇鈉。通過蒸餾掉溶劑分離出固體，然后在170℃下干燥至恒重。在工業規模上，該用于分離固體的方法是不可操作的，因為通過蒸發進行濃縮的過程中在反應容器的壁上形成牢固粘附的沉淀物。

迄今為止所描述的在分離固體中通過蒸發濃縮的方法的另一個缺點是以下事實，堿金屬硅醇鹽熱分解，這有反應安全的問題。例如，在643J/g的高度放熱的反應中，甲基硅醇鉀(K:Si=1:1)在超過120℃下分解失去甲基。在絕熱條件下，溫度升至超過300℃。因此，還認為熱分解發生在DE1176137要求保護的在旋轉爐上在350-400℃下干燥硅醇鹽水溶液的方法中。不考慮這些，如此高的溫度也需要特殊的、昂貴的材料和復雜的安全措施，尤其是當存在易燃溶劑時。而且，從主要是或完全是堿金屬硅醇鹽的水溶液開始，需要大量能量用于蒸發溶劑水，這損害了該方法的經濟性或對于轉化為工業規模在設備上太復雜。

US2438055描述了硅醇鹽作為固體形式的水合物的制備。在該專利中，單有機三烷氧基硅烷或單有機三氯硅烷的水解產物與1-3摩爾當量的堿金屬氫氧化物在醇的存在下反應。形成的硅醇鹽作為水合物通過蒸發掉醇或通過添加相應的非極性溶劑而結晶。在實施例1中，描述了固體甲基硅醇鈉水合物的制備：為此，1摩爾當量的甲基三乙氧基硅烷與飽和氫氧化鈉溶液形式(即50重量%)的1摩爾當量的氫氧化鈉反應。為了使硅醇鹽結晶，向溶液中添加甲醇。顯然在此過程中僅有一部分硅醇鹽沉淀。實際上，通過母液的蒸發濃縮，進一步分離出固體，該固體通過P₂O₅在140℃下干燥時顯示出21%的失重。沒有提及關于相對比例的任何情況。

在US2803561中，烷基三氯硅烷水解為相應的烷基硅酸，隨后與堿金屬氫氧化物反應得到堿金屬硅醇鹽的水溶液，通過添加至多10%的醇或酮使其穩定。沒有描述如何干燥硅醇鹽。提及了將干燥的硅醇鹽用于石膏的疏水化。

本發明提供一種由硅烷醇的鹽、硅烷醇的水解/縮合產物的鹽或硅烷醇與硅烷醇水解/縮合產物的鹽一起，和選自堿金屬離子的陽離子制備粉末(P)的方法，其中陽離子與硅的摩爾比為0.1-3，其中在第一步中，烷氧基硅烷、其水解/縮合產物、或烷氧基硅烷與其水解/縮合產物一起，用堿金屬氫氧化物和水進行水解，其中所述烷氧基選自甲氧基、乙氧基、1-丙氧基和2-丙氧基；在第二步中，存在于水解產物中的至少總計20重量%的水和醇被從第一步制備的水解產物中蒸餾掉；以及在第三步中，在低于第二步的壓力下除去殘留水和醇。