[發(fā)明專利]從硅醇的堿金屬鹽制備固體的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380026952.4
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN104540838A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·施特普;C·金貝爾;D·席爾德巴赫
• 申請（專利權(quán)）人: 瓦克化學(xué)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(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 安琪;張曉威

本發(fā)明涉及一種在惰性有機液體的存在下從堿金屬有機硅酸鹽(organosiliconate)的水溶液中制備固體堿金屬有機硅酸鹽的方法。

所述堿金屬有機硅酸鹽也稱為有機硅酸的堿金屬鹽。

堿金屬有機硅酸鹽例如甲基硅酸鉀(potassium?methylsiliconate)已經(jīng)幾十年用于防水(hydrophobicization)特別是無機建筑材料(mineral?building?material)的防水。由于堿金屬有機硅酸鹽在水中良好的溶解性，它們可以水溶液形式施加到固體上，其在水蒸發(fā)后，在二氧化碳的作用下，在固體上形成牢固粘合的、持久的防水表面。因為它們基本上不含可水解脫除的有機基團，所以有利地發(fā)生固化而不釋放不期望的揮發(fā)的有機副產(chǎn)物。

堿金屬有機硅酸鹽特別是甲基硅酸鉀和甲基硅酸鈉的制備已被多次記載。在大多數(shù)情況下，制備即用型和儲存穩(wěn)定的水溶液是主要目標(biāo)。

例如，DE?4336600保護了一種連續(xù)方法，其以有機三氯硅烷為原料并經(jīng)由中間體有機三烷氧基硅烷。這里的一個有利方面是形成的副產(chǎn)物氯化氫和醇被回收，并且形成的硅酸鹽溶液是幾乎無氯的。

即用型建筑材料混合物例如水泥或者石膏灰泥(gypsum?plaster?renders)和刮膜(knifing)組合物或者瓷磚粘結(jié)劑(tile?adhesive)主要以袋裝或貯倉的粉末形式運送到建筑工地，并且僅在那里與補充水(make-up?water)混合。這需要可在工地例如在建筑工地上使用的過程中僅在加入水時被加入到即用型干燥混合物中并在短時間內(nèi)發(fā)揮其防水作用的固體防水劑(hydrophobicizing?agent)。固體形式的有機硅酸鹽已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)是用于此目的的非常有效的防水添加劑。然而，迄今僅有少數(shù)的用于制備它們的工業(yè)應(yīng)用方法被公開。

US?2438055公開了固體形式的硅酸鹽水合物的制備。在該公開中，單有機三烷氧基硅烷(monoorganotrialkoxysilane)或者單有機三氯硅烷(monoorganotrichlorosilane)的水解物與1-3摩爾當(dāng)量的堿金屬氫氧化物在醇的存在下反應(yīng)。以水合物形式獲得的硅酸鹽通過蒸發(fā)醇或者通過加入合適的非極性溶劑而結(jié)晶出來。在實施例1中，描述了固體甲基硅酸鈉的制備：為了該目的，使1摩爾當(dāng)量的甲基三乙氧基硅烷與1摩爾當(dāng)量的飽和氫氧化鈉溶液(即50重量％)形式的氫氧化鈉反應(yīng)。為了結(jié)晶硅酸鹽，將甲醇加入到所述溶液中。顯然，這里僅有部分硅酸鹽沉淀。母液的蒸發(fā)得到了進一步的固體，其在140℃下用P₂O₅干燥時表現(xiàn)出21％的重量損失。對于比例并未提及。

在US?2803561中，將烷基三氯硅烷水解為相應(yīng)的烷基硅酸并隨后將后者與堿金屬氫氧化物反應(yīng)以制備堿金屬硅酸鹽的水溶液，其通過加入醇和酮來穩(wěn)定化。

WO2012/022544公開了一種可行的方法，其中優(yōu)選的有機烷氧基硅烷的水解是通過堿金屬氫氧化物水溶液在惰性溶劑的存在下進行的，并且生成的醇隨后與剩余的水一起蒸出。固體硅酸鹽在惰性溶劑中沉淀并可以例如通過過濾或蒸發(fā)來分離。一個缺點是醇的回收伴隨著固體的分離。只要移出一些醇，硅酸鹽就在混合物中沉淀。但是，水解和干燥/分離有利地在兩個獨立的儀器中進行，其對于各自的方法步驟是最佳的，并且不必放置為彼此直接相鄰。因此，在該情況下懸浮液(在惰性溶劑中的固體)必須從水解車間傳送或轉(zhuǎn)移至干燥車間，其由于不可控的沉降行為而可能導(dǎo)致沉積和技術(shù)問題。此外，必須分離由溶劑、醇和水組成的三組分混合物。醇和水的主要部分可以在合適的與所述惰性溶劑的極性和密度差下通過簡單相分離而分離出。但是，因為乙醇和更高級的醇在常規(guī)、工業(yè)應(yīng)用溶劑中是可溶的并因而僅可通過復(fù)雜的精餾從溶劑中分離，所述方法被限制在以甲醇為消除產(chǎn)物，并因此被限制在以甲氧基硅烷為原料。此外，小部分溶劑基本上溶解于醇/水相中，使得醇的循環(huán)困難。

本發(fā)明提供一種從堿金屬有機硅酸鹽的水溶液中制備固體堿金屬有機硅酸鹽的方法，所述固體堿金屬有機硅酸鹽的堿金屬與硅的摩爾比為0.1-3，所述水溶液具有不超過5重量％的含量的醇和不超過1重量％的含量的鹵素陰離子，其中從所述水溶液中移除水是在惰性液體F的存在下進行的。

由于從水溶液中移除了水，因此以在惰性液體F中的容易分離的懸浮液形式獲得固體金屬有機硅酸鹽。在該方法中，在制備堿金屬有機硅酸鹽的水解步驟中形成的解離產(chǎn)物(優(yōu)選醇或鹵化氫)的簡便且徹底的循環(huán)是可能的。