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1. WO2020108762 - PROCÉDÉ D'HYDROFUGATION DE MATÉRIAU LÉGER MINÉRAL

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[ DE ]

Verfahren zur Hydrophobierung von mineralischem Leichtbaustoff

Die Erfindung betrifft die Hydrophobierung von Granulat aus mineralischem Leichtbaustoff mit einer Creme, die Ci-Ci2-Alkyl-Ci-Cö-alkoxysilane enthält.

Granulate aus mineralischem Leichtbaustoff, wie Blähton und Perlite werden als Dämmmaterialien für viele Anwendungen hydrophobiert . Als Hydrophobiermittel für mineralische

Substrate werden Alkylalkoxysilane seit langer Zeit verwendet. Die Broschüre „CONSTRUCTION I HYDROPHOBIERUNG I SILRES® BS, OPTIMIEREN SIE IHRE DÄMMSTOFFE! 03.13" der Wacker Chemie AG, München beschreibt die Hydrophobierung von Blähton und Perlite mit wasserbasierten Siloxan-, Silanemulsionen und

Siliconatlösungen . Wasserbasierte Siloxan-, Silanemulsionen und Siliconatlösungen müssen, um sich homogen auf dem zu

hydrophobierenden Material zu verteilen, sehr stark mit Wasser (1:4 bis 1:10) verdünnt werden. Das hat den Nachteil, dass der mineralische Leichtbaustoff bei der hydrophobierenden

Behandlung sehr viel Wasser aufsaugt. Daher muss das Material anschließend nachgetrocknet werden. Dies erfordert hohe

Investitionskosten und Energieverbrauch. Alternativ wird der hydrophobierte mineralische Leichtbaustoff im nassen Zustand zur Anwendung transportiert. Dies führt zu Logistikkosten aufgrund deutlich höherem Gewicht. Gegebenenfalls ist das

Material aufgrund seiner hohen Restfeuchte gar nicht

verwendbar .

In der EP0101816 ist die Hydrophobierung von saugfähigen

Baustoffen mit reinen Alkylalkoxysilanen beschrieben. Wird Silan pur verwendet ist eine homogene und gleichmäßige

Verteilung auf dem zu hydrophobierenden Material gänzlich ausgeschlossen. Organische lösemittelbasierte Silanlösungen müssen ebenfalls stark verdünnt verwendet werden. Zudem weisen organische Lösemittel viele weitere bekannte Nachteile wie Flammpunkt, VOC, Umweltbelastung, Kosten, etc. auf.

In EP819665A werden Hydrophobierungscremes auf Basis von

Alkylalkoxysilanen zur Imprägnierung von saugfähigen Baustoffen eingesetzt. Die Cremes werden mit Rakel, Pinsel oder durch Spritzen aufgetragen. Der Wirkstoffgehalt dieser Cremes liegt vorzugsweise bei 60 bis 95 %.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Hydrophobierung von Granulat aus mineralischem Leichtbaustoff, bei dem in einem Behälter der mineralische Leichtbaustoff mit einer Creme, welche

1) Ci~Ci2-Alkyl-Ci~C6-alkoxysilane und

2) Wasser und

3) Emulgator enthält,

versetzt wird und mindestens 1 Stunde gelagert wird.

Die Creme wird nur in den Behälter gegeben und muss nicht homogen und gleichmäßig aufgetragen werden. Daher ist lediglich ein einfaches und günstiges Dosier-Equipment erforderlich.

Sprühsysteme werden nicht benötigt.

Die Creme kann wie geliefert verwendet werden und muss nicht vor Ort verdünnt oder anderweitig vorbehandelt werden. Dadurch entfällt ein Verlust an Einsatzstoffen bei ungeplanten Um- und Abstellungen der Produktion.

Vorteil der Creme ist, dass sie aufgrund ihrer Viskosität nicht schnell vom zu hydrophobierenden Material aufgesaugt wird, sondern sich nach Brechen der Emulsion erst über die Gasphase verteilen kann. Es reicht eine Dosierung pro Behälter.

Vorzugsweise wird der mineralische Leichtbaustoff mit einer einzigen Portion Creme versetzt.

Ein reines flüssiges Silan läuft im Gebinde komplett nach unten und wird dort vom zu hydrophobierenden mineralischen

Leichtbaustoff aufgesaugt. Jene Granulate des Leichtbaustoffs, die in direkten Kontakt mit dem flüssigen Silan gekommen sind, saugen sich mit dem Hydrophobiermittel voll. Dieses reagiert dann mit dem Leichtbaustoff ab (Hydrolyse/Kondensation) und macht diesen extrem hydrophob. Aber bei gegebener möglichst niedriger und kosteneffizienter Dosierung reicht die

Konzentration an Restwirkstoff, welcher nicht aufgesaugt wurde, dann nicht mehr aus, um zu verdampfen und damit dann den ganzen mineralischen Leichtbaustoff gleichmäßig zu hydrophobieren . In der Creme liegt der Wirkstoff auf dem mineralischen

Leichtbaustoff und zieht nur langsam ein und verdampft

gleichmäßig .

Reines Silan hat einen deutlich niedrigeren Flammpunkt als in Creme-Form, was Lagerung und Handhabung von Cremes deutlich verbessert .

Gegenüber wasserbasierten Siloxan- und Silanemulsionen und wässrigen Siliconatlösungen wird bei Anwendung von Creme sehr viel weniger Wasser eingebracht.

Das Verfahren erfordert keine Nachtrocknung des behandelten mineralischen Leichtbaustoffs.

Die Hydrophobierung kann direkt im finalen Verkaufsgebinde durchgeführt werden. Es ist keine zusätzliche Reaktionszeit zu beachten; die Hydrophobierung findet während der normalen

Lagerung beim Fabrikanten und während des Versands statt.

Vorzugsweise ist der Behälter, in welchem der mineralische Leichtbaustoff mit der Creme versetzt wird, gasdicht

verschlossen .

Die im Verfahren einsetzbaren mineralischen Leichtbaustoffe weisen Schüttdichten von vorzugsweise 30 bis 1000 kg/m3 , insbesondere 50 bis 800 kg/m3 auf.

Bevorzugte mineralische Leichtbaustoffe sind Blähton, Perlite, Vermiculit, Blähglas und Schaumglasgranulat.

Bevorzugt weisen die bevorzugt eingesetzten mineralischen Leichtbaustoffe folgende Schüttdichten auf:

Perlite 40 bis 150 kg/m3, insbesondere 50 bis 100 kg/m3.

Blähton 150 bis 900 kg/m3, insbesondere 200 bis 700 kg/m3. Blähglas 150 bis 600 kg/m3, insbesondere 190-530 kg/m3.

Schaumglasgranulat 100 bis 300 kg/m3, insbesondere 130-250 kg/m3.

Vermiculit 50 bis 200 kg/m3, insbesondere 70-140 kg/m3.

Als Creme werden wasserhaltige Zubereitungen bezeichnet, die Emulsionssysteme aus nicht mit Wasser mischbarer Ölphase, nämlich Ci-Ci2-Alkyl-Ci-C6-alkoxysilane als Wirkstoffe (A) und Emulgatoren sind. Dies bezeichnet man als hydrophile Creme vom Öl in Wasser (O/W) -Typ.

Die wässrigen Cremes weisen vorzugsweise eine Viskosität von 300 bis 5000 mPa-s, insbesondere 400 bis 1500 mPa-s auf, gemessen bei 25 °C, mit einem luftgelagerten Rheometer MCR3XX der Firma Anton Paar, Deformationssweep bis 100 %, 10 Hz und einer Scherrate vom 250 s_1.

Vorzugsweise besitzen die Ci-Ci2~Alkyl-Ci-C6~alkoxysilane 1 oder 2 gleiche oder verschiedene, unsubstituierte oder halogen substituierte, über SiC gebundene einwertige Ci-Ci2~Alkylreste und die übrigen Reste sind gleiche oder verschiedene C1-C6-Alkoxyreste .

Beispiele für die Ci-Ci2~Alkylreste sind der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl-, tert . -Butyl-, n-Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-Pentyl-, tert . -Pentylrest ;

Hexylreste, wie der n-Hexylrest; Heptylreste, wie der n-Heptylrest; Octylreste, wie der n-Octylrest und iso-Octylreste, wie der 2 , 2 , 4-Trimethylpentylrest ; Nonylreste, wie der n-Nonylrest; Decylreste, wie der n-Decylrest und Dodecylreste, wie der n-Dodecylrest ; Cycloalkylreste, wie Cyclopentyl- ,

Cyclohexyl-, 4-Ethylcyclohexyl-, Cycloheptylreste,

Norbornylreste und Methylcyclohexylreste .

Beispiele für halogensubstituierte Ci-Ci2-Alkylreste sind mit Fluor-, Chlor-, Brom- und Jodatomen substituierte Alkylreste, wie der 3 , 3 , 3-Trifluor-n-propylrest , der 2 , 2 , 2 , 2 ' , 2 ' , 2 ' -Hexafluorisopropylrest und der Heptafluorisopropylrest .

Besonders bevorzugt sind die nicht substituierten Ci-Cs-Alkylreste .

Beispiele für Ci-Cß-Alkoxyreste sind der Methoxy, Ethoxy-, n-Propoxy-, Isopropoxy-, n-Butoxy-, iso-Butoxy-, sec . -Butoxy- , tert . -Butoxyrest ; Pentyloxyreste, wie der n-Pentyloxyrest und Hexyloxyreste, wie der n-Hexyloxyrest . Die Ethoxyreste sind besonders bevorzugt.

Die Alkoxyreste können mit Halogenatomen substituiert sein, jedoch ist dies nicht bevorzugt.

Die wässrigen Cremes enthalten mindestens einen an sich

bekannten Emulgator.

Als anionische Emulgatoren eignen sich besonders:

1. Alkylsulfate, besonders solche mit einer Kettenlänge von 8 bis 18 C-Atomen, Alkyl- und Alkarylethersulfate mit 8 bis 18 C-Ato en im hydrophoben Rest und 1 bis 40 Ethylenoxid (EO) - bzw. Propylenoxid ( PO) einheiten .

2. Sulfonate, besonders Alkylsulfonate mit 8 bis 18 C-Atomen, Alkylarylsulfonate mit 8 bis 18 C-Atomen, Tauride, Ester und Halbester der Sulfobernsteinsäure mit einwertigen Alkoholen oder Alkylphenolen mit 4 bis 15 C-Atomen; gegebenenfalls können diese Alkohole oder Alkylphenole auch mit 1 bis 40 EO-Einheiten ethoxyliert sein.

3. Alkali- und Ammoniumsalze von Carbonsäuren mit 8 bis 20 C-Atomen im Alkyl-, Aryl-, Alkaryl- oder Aralkylrest.

4. Phosphorsäureteilester und deren Alkali- und Ammoniumsalze, besonders Alkyl- und Alkarylphosphate mit 8 bis 20 C-Atomen im organischen Rest, Alkylether- bzw. Alkaryletherphosphate mit 8 bis 20 C-Atomen im Alkyl- bzw. Alkarylrest und 1 bis 40 EO-Einheiten .

Als nichtionische Emulgatoren eignen sich besonders:

5. Polyvinylalkohol, der noch 5 bis 50 %, vorzugsweise 8 bis 20% Vinylacetateinheiten aufweist, mit einem

Polymerisationsgrad von 500 bis 3000.

6. Alkylpolyglycolether , vorzugsweise solche mit 8 bis

40 EO-Einheiten und Alkylresten von 8 bis 20 C-Atomen.

7. Alkylarylpolyglycolether, vorzugsweise solche mit 8 bis 40 EO-Einheiten und 8 bis 20 C-Atomen in den Alkyl- und

Arylresten .

8. Ethylenoxid/Propylenoxid (EO/PO) -Blockcopolymere,

vorzugsweise solche mit 8 bis 40 EO- bzw. PO~Einheiten .

9. Additionsprodukte von Alkylaminen mit Alkylresten von 8 bis 22 C-Atomen mit Ethylenoxid oder Propylenoxid.

10. Fettsäuren mit 6 bis 24 C-Atomen.

11. Alkylpolyglykoside der allgemeinen Formel R*-0-Zo, worin R* einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit im Mittel 8 - 24 C-Atomen und Zo einen

Oligoglykosidrest mit im Mittel o = 1 - 10 Hexose- oder

Pentoseeinheiten oder Gemischen davon bedeuten.

12. Naturstoffe und deren Derivate, wie Lecithin, Lanolin, Saponine, Cellulose; Cellulosealkylether und

Carboxyalkylcellulosen, deren Alkylgruppen jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatome besitzen.

13. Polare Gruppen enthaltende lineare Organo (poly) siloxane, insbesondere solche mit Alkoxygruppen mit bis zu 24 C-Atomen und/oder bis zu 40 EO- und/oder PO-Gruppen.

Als kationische Emulgatoren eignen sich besonders:

14. Salze von primären, sekundären und tertiären Fettaminen mit 8 bis 24 C-Atomen mit Essigsäure, Schwefelsäure,

Salzsäure und Phosphorsäuren.

15. Quartäre Alkyl- und Alkylbenzolammoniumsalze, insbesondere solche, deren Alkylgruppen 6 bis 24 C-Atome besitzen,

insbesondere die Halogenide, Sulfate, Phosphate und Acetate.

16. Alkylpyridinium- , Alkylimidazolinium- und

Alkyloxazoliniumsalze, insbesondere solche, deren Alkylkette bis zu 18 C-Atome besitzt, speziell die Halogenide, Sulfate, Phosphate und Acetate.

Als ampholytische Emulgatoren eignen sich besonders:

17. Langkettig substituierte Aminosäuren, wie N-Alkyl-di- (aminoethyl-) glycin oder N-Alkyl-2-aminopropionsäuresalze .

18. Betaine, wie N- (3-Acylamidopropyl) -N, N-dimethylammonium-salze mit einem C8-Cl8-Acylrest und Alkyl-imidazolium-Betaine .

Bevorzugt als Emulgatoren sind nichtionische Emulgatoren, insbesondere die vorstehend unter 6. aufgeführten Alkyl-polyglycolether, die unter 9. aufgeführten Additionsprodukte von Alkylaminen mit Ethylenoxid oder Propylenoxid, die unter 11. aufgeführten Alkylpolyglykoside und der unter 5. auf geführte Polyvinylalkohol. Besonders bevorzugte Polyvinyl alkohole enthalten noch 5 bis 20 %, insbesondere 10 bis 15 % Vinylacetateinheiten und weisen vorzugsweise einen

Polymerisationsgrad von 500 bis 3000, insbesondere von 1200 bis 2000 auf.

Die Creme kann zusätzlich zu Ci-Ci2-Alkyl-Ci-C6-alkoxysilan und Emulgator weitere Bestandteile enthalten. Weitere Bestandteile sind beispielsweise Alkoxygruppen enthaltendes

Organopolysiloxan, Organopolysiloxan mit Aminoalkylgruppen, organische Lösemittel, Füllstoffe, Puffersubstanzen, Fungizide, Bakterizide, Algicide, Mikrobicide, Geruchsstoffe, Korrosions inhibitoren und Entschäumer.

Ein bevorzugter weiterer Bestandteil ist Alkoxygruppen

enthaltendes Organopolysiloxan, vorzugsweise mit einem

Siedepunkt bei 1 MPa von höchstens 270 °C, insbesondere höchstens 260 °C. Die Organopolysiloxane können zusätzlich Hydroxylgruppen enthalten, die eine Bindung an die

Leichtbaustoffe erleichtern.

Die Organopolysiloxane weisen vorzugsweise eine Viskosität von höchstens 2000 mPa . s auf.

Besonders geeignet sind die Organopolysiloxane aus Einheiten der allgemeinen Formel (I)

RxSi (OR1) ySi (OH) z04-x-y-z (I),

2

in der

R gleiche oder verschiedene einwertige, gegebenenfalls halo gensubstituierte, über SiC gebundene C]_-C^2 Kohlenwasser- stoffreste,

R gleiche oder verschiedene einwertige C^-Cg-Alkylreste, x 0, 1, 2 oder 3, durchschnittlich 0,8 bis 1,8,

y 0, 1, 2 oder 3, durchschnittlich 0,01 bis 2,0 und

z 0, 1, 2 oder 3, durchschnittlich 0,0 bis 0,5 bedeuten, mit der Maßgabe, dass die Summe von x, y und z höchstens 3,5 beträgt .

Beispiele für die C]_-C]_2_K°hlenwasserstoffreste sind die vorstehend bei den Alkylalkoxysilanen aufgeführten

Alkylreste und halogensubstituierten C -C]_2~Alkylreste, die Alkenylreste, wie der Vinyl-, Allyl, n-5-Hexenyl-, 4-Vinyl- cyclohexyl- und der 3-Norbornenylrest ; Arylreste, wie der Phenyl-, Biphenylyl-, Naphthyl-, Anthryl- und Phenanthrylrest ; Alkarylreste, wie o-, m-, p-Tolylreste, Xylylreste und

Ethylphenylreste; Aralkylreste, wie der Benzylrest, der alpha-und der ß-Phenylethylrest . Besonders bevorzugt sind die nicht substituierten C^-Cg-Alkylreste und der Phenylrest.

Obwohl in der vorstehend aufgeführten Formel nicht aufgeführt, kann ein Teil der Reste R durch direkt an Siliciumatome gebundene Wasserstoffatome ersetzt sein. Dies ist jedoch nicht bevorzugt .

Beispiele für die Reste R^ sind der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, sec.-Butyl-, und tert . -Butylrest ;

Pentylreste, wie der n-Pentylrest und Hexylreste, wie der n-Hexylrest, wobei die Methyl- und Ethylreste besonders bevorzugt sind .

Vorzugsweise hat x einen durchschnittlichen Wert von 0,9 bis 1,2. Vorzugsweise hat y einen Wert von 0,01 bis 1,2.

Vorzugsweise hat z einen durchschnittlichen Wert von 0,0 bis

0,2.

Beispiele für Organosiloxane sind solche, die durch Umsetzung von Methyltrichlorsilan und gegebenenfalls einem C]_-Cg-Alkyltrichlorsilan und gegebenenfalls Dimethyldichlorsilan oder Phenyltrichlorsilan mit Methanol oder Ethanol in Wasser

erhältlich sind, wie die Organopolysiloxane der Summenformeln

CH3Si(OC2H5)o,80i,i,

C6H5Si (OC2H5) 0, 72°1, 14,

(CH3) o, 7 (iso-Octyl)

CH3 (OC2H5) of 02siol, 49 oder

(CH3) 1,2

Ein bevorzugter weiterer Bestandteil ist Organopolysiloxan mit Aminoalkylgruppen . Das Organopolysiloxan mit Aminoalkylgruppen ist vorzugsweise aufgebaut aus Einheiten der allgemeinen Formel (III)


2

in der

R2 gleiche oder verschiedene einwertige, von basischem

Stickstoff freie, gegebenenfalls halogensubstituierte, SiC-gebundene C -C20 KoILlenwasserstoffreste bedeutet,

R.3 gleiche oder verschiedene einwertige, gegebenenfalls halogensubstituierte, SiC-gebundene basischen Stickstoff aufweisende C^-Cgg-Kohlenwasserstoffreste bedeutet,

R^ gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoffatom oder Ci-Cg-Alkylreste,

a 0, 1, 2 oder 3,

b 0, 1, 2 oder 3, durchschnittlich mindestens 0,05 und

c 0, 1, 2 oder 3 bedeuten,

mit der Maßgabe, dass die Summe aus a, b und c kleiner oder gleich 3 ist und dass die Aminzahl des Organopolysiloxans mindestens 0,01 beträgt.

Die Aminzahl bezeichnet die Anzahl der ml 1-N-HC1, die zum Neutralisieren von 1 g Organopolysiloxan erforderlich sind. Die Aminzahl des Organopolysiloxans beträgt vorzugsweise mindestens 0,1, insbesondere mindestens 0,2, und vorzugsweise höchstens 8, insbesondere höchstens 4.

Beispiele und bevorzugte Beispiele für den Rest R^ sind vorstehend bei Rest R aufgeführt. Insbesondere sind der Methyl-und der Isooctylrest bevorzugt.

Vorzugsweise ist an jedes Siliciumatom, an das ein

Wasserstoffatom gebunden ist, auch ein Kohlenwasserstoffrest , insbesondere ein Methylrest, gebunden.

Bevorzugt handelt es sich bei Rest R^ um einen Rest der

allgemeinen Formel (IV)

R52NR6- (IV)

worin

R5 gleich oder verschieden sein kann und Wasserstoff oder einwertigen, gegebenenfalls substituierten C2-C]_Q- Kohlenwasserstoffrest oder Cg-Cgg-Aminokohlenwasserstoffrest und

R® einen zweiwertigen C^-C^-Kohlenwasserstoffrest bedeuten.

Beispiele für den Rest R^ sind die für Rest R gegebenen

Beispiele für Kohlenwasserstoffreste sowie mit Aminogruppen substituierte Kohlenwasserstoffreste, wie Aminoalkylreste, wobei der Aminoethylrest besonders bevorzugt ist.

Vorzugsweise ist an jedes Stickstoffato in den Resten der allgemeinen Formel (IV) mindestens ein Wasserstoffatom

gebunden .

Bevorzugt handelt es sich bei Rest R^ um zweiwertige

Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen,

besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere um den n-Propylenrest .

Beispiele für Rest R6 sind der Methylen-, Ethylen-, Propylen-, Butylen-, Cyclohexylen- , Octadecylen- , Phenylen- und

Butenylenrest .

Bevorzugte Beispiele für Reste R^ sind

H2N (CH2 ) 3-,

H2N (CH2) 2NH (CH2) 2-,

H N (CH2) 2NH (CH2) 3-,

H2N(CH2)2-,

H3CNH (CH2) 3-,

C2H5NH ( CH2 ) 3- ,

H3CNH (CH2) 2-,

C2H5NH(CH2)2-,

H2N (CH2 ) 4-,

H2N(CH2)5-,

H (NHCH2CH ) 3-,

C4H9NH (CH2 ) 2NH (CH2) 2-,

cyclo-CgH]-]_NH (CH2) 3-,

cyclo-CgH]-]_NH (CH2) 2-,

(CH3 ) 2N (CH2 ) 3- ,

(CH3)2N(CH2)2- ,

(C2H5)2N(CH2)3- und

(C2H5)2N(CH2)2- .

Die Beispiele für Alkylreste R1 gelten im vollen Umfang auch für den Rest R® .

Beispiele und bevorzugte Beispiele für den Rest sind vorstehend bei Rest R^- aufgeführt. Insbesondere sind der

Methyl- und der Ethylrest bevorzugt.

Der bevorzugte durchschnittliche Wert für a ist 0 bis 2, insbesondere 0 bis 1,8.

Der bevorzugte durchschnittliche Wert für b ist 0,1 bis 0,6, insbesondere 0,15 bis 0,30.

Der bevorzugte durchschnittliche Wert für c ist 0 bis 0,8, insbesondere 0,01 bis 0,6.

Vorzugsweise haben die Organopolysiloxane mit Aminoalkylgruppen eine Viskosität von 5 bis 5000, insbesondere von 100 bis 3000 mPa-s bei 25 °C.

Organopolysiloxane mit Aminoalkylgruppen können in bekannter Weise, beispielsweise durch Äquilibrieren bzw. Kondensieren von aminofunktionellen Silanen mit Organopolysiloxanen, die

Alkoxygruppen und/oder Hydroxylgruppen enthalten und die frei von basischem Stickstoff sind, hergestellt werden.

Die Menge an Ci-Ci2-Alkyl-Ci-C6-alkoxysilan in den wässrigen Cremes beträgt vorzugsweise 40 bis 90 Gew.-%, insbesondere 60 bis 80 Gew . -% .

Die Menge an Organopolysiloxan mit Aminoalkylgruppen in den wässrigen Cremes beträgt vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 10 Gew.~%.

Die Menge an Emulgator in den wässrigen Cremes beträgt

vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 5 Gew.-%.

Weitere optionale Bestandteile sind beispielsweise organische Lösemittel, Füllstoffe, Puffersubstanzen, Fungizide,

Bakterizide, Algicide, Mikrobicide, Geruchsstoffe,

Korrosionsinhibitoren und Entschäumer. Die bevorzugte Menge an weiteren Bestandteilen mit Ausnahme von Alkoxygruppen

enthaltendes Organopolysiloxan, Organopolysiloxan mit

Aminoalkylgruppen, beträgt höchstens 2, insbesondere 0,5 Gew.~% der Gesamtmenge der Cremes.

Die wässrigen Cremes werden nach üblichen Verfahren zur

Herstellung von wässrigen Cremes hergestellt.

Dazu kann entweder nach einem in EP-A-819 665 beschriebenen Verfahren zunächst eine Creme aus den Komponenten Ci-Ci2~Alkyl-Ci-C6~alkoxysilan, gegebenenfalls Organopolysiloxan mit

Aminoalkylgruppen und Emulgator hergestellt werden.

Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden Ci-Ci2-Alkyl-Ci-Cö-alkoxysilan und gegebenenfalls Organopolysiloxan mit

Aminoalkylgruppen vorgemischt und langsam in die wässrige

Lösung des Emulgators einemulgiert bis eine cremeartige

Konsistenz erreicht wird.

Ebenfalls bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem Ci-Ci2-Alkyl-Ci-C6-alkoxysilan und gegebenenfalls Organopolysiloxan mit

Aminoalkylgruppen nur mit einem Teil der Gesamtmenge an

Emulgator vorgemischt und bis zur einer cremeartigen Konsistenz in die Wasser/Emulgatormischung einemulgiert werden.

Die Herstellung der wässrigen Cremes erfolgt vorzugsweise in Druckemulgiermaschinen, Kolloidmühlen oder insbesondere in einer schnelllaufenden Stator-Rotor-Rührvorrichtung nach Prof.

P. Willems.

Der geschlossene Behälter, in welchem der mineralische

Leichtbaustoff mit der Creme versetzt wird, kann beliebig sein.

Beispielsweise ist er ein Kessel, Sack oder eine Tonne. Der Behälter fasst vorzugsweise mindestens 1 Liter bis 10 m3, insbesondere 20 Liter bis 4 m3.

Vorzugsweise werden pro 100 Gewichtsteile Granulat aus

mineralischem Leichtbaustoff, 0,015 bis 0,5 Gewichtsteile, insbesondere 0,03 bis 0,2 Gewichtsteile Creme eingesetzt.

Die Lagerung dauert vorzugsweise 2 Stunden bis 30 Tage, insbesondere 10 Stunden bis 10 Tage. Die Temperatur bei der Lagerung beträgt vorzugsweise 1 °C bis 40 °C, insbesondere 5 °C bis 30 °C.

Für besondere Anwendungen des hydrophobierten Granulats aus mineralischem Leichtbaustoff kann dieses nachgetrocknet werden.

Beispiele

In den folgenden Beispielen sind, falls jeweils nicht anders angegeben, alle Mengen- und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen, alle Drücke 0,10 MPa (abs.) und alle Temperaturen 20 ° C .

Methoden :

Die Verwendung einer repräsentativen Probe ist durch

Mischung der Blähton-Pellets bzw. der Perlite vor

Bestimmung der Wasseraufnahme gewährleistet.

Water Absorption DIN EN 1097-6 (Pyknometer „Method for aggregate particles between 4 mm and 31,5 mm")

Material :

Blähton: Leca® 10-20 (https://www.weber.dk/lecar- produkter/produkter/lecar-letklinker/lecar-10-20. html) ; Schüttdichte 245 kg / m3

Perlite: Superlite 0/3 nach DIN EN 13055-1 erhältlich bei der Firma Knauf Aquapanel, Deutschland

Emulsion 1: wässrige, 60 Gew.-%ige (Festgehalt) Emulsion eines Polydimethylsiloxanöls , welches in a, w - Position Silanolgruppen und eine Viskosität zwischen 50 bis

110 mPa s (DIN 51562) aufweist.

Lösung 1: wässrige Lösung von Kaliummethylsiliconat mit einem Festgehalt von 55 %, einer Dichte von 1,4 g/cm3 (bei 25 °C) , einem pH-Wert von 13-14 und einem K2O Gehalt von 20 Gew.-%.

Silan 1: Gemisch aus isomeren Octyltriethoxysilanen mit iso-Octylsilan als Hauptkomponente (CAS 35435-21-3) und einem Flammpunkt von 42 °C (ISO 3679).

Emulsion 2: wässrige, 40 Gew.-%ige (Festgehalt)

Silanemulsion eines Gemisches aus isomeren

Octyltriethoxysilanen mit iso-Octylsilan als

Hauptkomponente .

BigBag: 1000 x 1000 x 1550 mm; Material Körper PP 200 g/m2 + Beschichtung PE 25 g/m2, Material Deckel PP 80 g/ 2 + Beschichtung PE 30 g/m2, Material Boden PP 200 g/m2 + Beschichtung PE 25 g/m2; Nenntragfähigkeit 1250 kg; mit zusätzlichem PE Inliner; erhältlich von der Firma

Schleiers Industrieverpackungen, 35321 Laubach,

Deutschland

Eimer aus PP mit Deckel, Volumen 5 1, Außendurchmesser 225 mm, Außenhöhe 225 mm Farbe Weiß,

Sack luftdicht: 630 x 480 x 170 mm; Material LDPE weiß; Foliendicke 200 pm, Gewicht 186 g; erhältlich von der Firma Bischof und Klein SE & Co. KG, Rahestraße 47, 49525 Lengerich, Deutschland

Sack perforiert; 520 x 800 x 180 mm; Material Außenlage Papier weiß (80 g) , zweite Lage PE (20 pm) , Innenlage Papier braun (70 g) , Gewicht 274 g; erhältlich von der Firma Mondi, Erich-Hausmann-Straße 1, 4687 Trebsen,

Deutschland

Als Ci~Ci2~Alkyl-Ci~C6~alkoxysilan wird eingesetzt:

H: Gemisch aus isomeren Octyltriethoxysilanen mit iso- Octylsilan als Hauptkomponente .

Als Organopolysiloxan mit Aminoalkylgruppen wird eingesetzt:

N: Kondensationsprodukt eines in den endständigen Einheiten je eine Si-gebundene Hydroxylgruppe aufweisenden a, w - Dihydroxymethylpolysiloxans und N- ( 2-Aminoethyl ) -3-amino- propyltrimethoxysilan in Gegenwart von KOH mit einer

Aminzahl von etwa 0,24 bis 0,35 mg KOH/g (DIN 53176), einer Viskosität von 600 bis 1600 m z/s bei 25 °C (DIN 51562-1) und einem mit !H-NMR bestimmten Restmethoxygehalt von weniger als 5 Mol.-%, bezogen auf die anfangs im N-(2- Aminoethyl) -3-aminopropyl-trimethoxysilan vorhandenen

Methoxygruppen .

Als Emulgatoren werden eingesetzt:

El: Umsetzungsprodukt aus Stearylamin und Propylenoxid mit

einer Alkalizahl von 38 bis 45 mg KOH/g (DIN 53176).

E2 : Isotridecylalkoholglykolether mit 10 Ethylenoxideinheiten, 80 %ig in Wasser.

VE-Wasser ist vollentsalztes Wasser

Herstellung von Creme 1:

1,6 g Emulgator El und 2,0 g E2 wurden mit 154 g VE-Wasser vermischt und anschließend 32 g Komponente N in einer

schnelllaufenden Stator-Rotor-Rührvorrichtung einemulgiert. In die so erhaltene Emulsion wurden dann 608 g Silan H sowie langsam portionsweise (4 Portionen) bis zum Erhalt einer

weißen, wässrigen Creme in einer schnelllaufenden Stator-Rotor-Rührvorrichtung eingearbeitet. Die so erhaltene Creme 1 wies eine Dichte bestimmt nach DIN 51757-4 (Verfahren 3)

(Schwingungsmessgerät DMA 4500 M der Firma Anton Paar) von 0,91 g/cm3 auf und eine Viskosität von 780 mPa-s (25 °C,

luftgelagertes Rheometer MCR3XX der Firma Anton Paar,

Deformationssweep bis 100%, 10 Hz und einer Scherrate vom 250 s_1) . Der Flammpunkt wurde nach ISO 3679 zu 68 °C bestimmt.

1. Vergleichsbeispiel - Blähton (Referenzwert ohne

Hydrophobierung)

Blähton wurde bei 40 DC im Trockenschrank bis zur Gewichts konstanz getrocknet. Dann wurde die Wasseraufnahme bzgl.

trockenem Blähton nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 19,7 % bestimmt .

2. Beispiel - Blähton niedrige Creme 1 Dosierung

500 g Blähton wurden in einen Eimer gefüllt. 0,13 g Creme 1 (0,025 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer Portion auf den Blähton gegeben (kein ümrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurden die Blähton Pellets bei 40 °C im Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dann wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der

Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 43,1 % bestimmt .

3. Beispiel - Blähton optimale Creme 1 Dosierung

500 g Blähton wurden in einen Eimer gefüllt. 0,25 g Creme 1 (0,05 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer Portion auf den Blähton gegeben (kein ümrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurden die Blähton Pellets bei 40 °C im Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dann wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der

Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 64,1 % bestimmt .

4. Beispiel - Blähton optimale Creme 1 Dosierung ohne

Trocknen der Blähton Pellets

500 g Blähton wurden in einen Eimer gefüllt. 0,25 g Creme 1 (0,05 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer Portion auf den Boden eines Eimers gegeben. 500 g Blähton wurden dazu gegeben (kein Umrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel

verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 64,3 % bestimmt.

5. Beispiel - Blähton höhere Creme 1 Dosierung

500 g Blähton wurden in einen Eimer gefüllt. 0,75 g Creme 1 (0,15 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer Portion auf den Blähton gegeben (kein Umrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurden die Blähton Pellets bei 40 °C im Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dann wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der

Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 62,8 % bestimmt. Dieses Beispiel zeigt, dass bereits bei einer

Dosierung von 0,05 Gew.~% Creme 1 bzgl. Blähton die optimale Dosierung bzgl. maximal möglicher Hydrophobie erreicht wurde (Plateau) .

6. Beispiel - Blähton optimale Creme 1 Dosierung bei niedriger Lagerungstemperatur

0,25 g Creme 1 (0,05 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer Portion auf den Blähton gegeben (kein Umrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen. Das Gebinde wurde bei 5 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 63,9 % bestimmt.

Dieses Beispiel zeigt, dass das Verfahren auch bei niedrigeren Lagerungstemperaturen funktioniert .

7. Beispiel - Blähton optimale Creme 1 Dosierung im

luftdichten Sack

6 g Creme 1 (0,05 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden mit einer

Spritze in einer Portion an einer Stelle in einen luftdichten Sack (gefüllt mit 12 kg Blähton) gegeben. Die Einstichstelle wurde mit Klebeband verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 63,8 % bestimmt.

8. Beispiel - Blähton optimale Creme 1 Dosierung im

perforierten Sack bei Raumtemperatur

6 g Creme 1 (0,05 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden mit einer

Spritze in einer Portion an einer Stelle in einen perforierten Sack (gefüllt mit 12 kg Blähton) gegeben. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 64,1 % bestimmt.

9. Beispiel - Blähton optimale Creme 1 Dosierung im

perforierten Sack bei niedriger Lagerungstemperatur

6 g Creme 1 (0,05 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden mit einer

Spritze in einer Portion an einer Stelle in einen perforierten Sack (gefüllt mit 12 kg Blähton) gegeben. Das Gebinde wurde bei 4 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 63,7 % bestimmt.

10. Beispiel - Blähton optimale Creme 1 Dosierung im

luftdichten BigBag

175 g Creme 1 (0,05 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer

Portion an einer Stelle in der Mitte (am Schnittpunkt der 3 Diagonalen des Würfels) des luftdichten BigBags (gefüllt mit 350 kg Blähton) gegeben. Der BigBag wurde luftdicht

verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 63,3 % bestimmt.

11. Vergleichsbeispiel - Blähton Siliconölemulsion

500 g Blähton wurden in einen Eimer gefüllt. 10 g Emulsion 1 (0,2 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer Portion auf den Blähton gegeben (kein ümrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurden die LECA Pellets bei 40 °C im Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dann wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der

Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 2,1 % bestimmt .

12. Vergleichsbeispiel - Blähton Siliconölemulsion

verdünnt

500 g Blähton wurden in einen Eimer gefüllt. 10 g Emulsion 1 (0,2 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden mit 50 g Wasser verdünnt und anschließend in einer Portion auf den Blähton gegeben (kein Umrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen.

Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert.

Anschließend wurden die Blähton Pellets bei 40 °C im

Trockenschrank bis zur Gewichts onstanz getrocknet. Dann wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der

Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 2,3 % bestimmt .

13. Vergleichsbeispiel - Blähton Siliconat

500 g Blähton wurden in einen Eimer gefüllt. 10 g Lösung 1 (0,2 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer Portion auf den Blähton gegeben (kein Umrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurden die Blähton Pellets bei 40 °C im Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dann wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der

Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 3,2 % bestimmt .

14. Vergleichsbeispiel - Blähton Siliconat verdünnt

500 g Blähton wurden in einen Eimer gefüllt. 10 g Lösung 1 (0,2 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden mit 50 g Wasser verdünnt und anschließend in einer Portion auf den Blähton gegeben (kein Umrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen.

Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert.

Anschließend wurden die Blähton Pellets bei 40 °C im

Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dann wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der

Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 2,9 % bestimmt .

15. Vergleichsbeispiel - Blähton Silan

500 g Blähton wurden in einen Eimer gefüllt. 0,25 g Silan 1 (0,05 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer Portion auf den Blähton gegeben (kein Umrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 25,9 % bestimmt.

16. Vergleichsbeispiel - Blähton Silan im luftdichten

BigBag

175 g Silan 1 (0,05 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer

Portion an einer Stelle in der Mitte (am Schnittpunkt der 3 Diagonalen des Würfels) des luftdichten BigBags (gefüllt mit 350 kg Blähton) gegeben. Der BigBag wurde luftdicht

verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 18,3 % bestimmt.

17. Vergleichsbeispiel - Blähton Silanemulsion

500 g Blähton wurden in einen Eimer gefüllt. 0,625 g Emulsion 2 (0,125 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer Portion auf den Blähton gegeben (kein Umrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 26,7 % bestimmt.

18. Vergleichsbeispiel - Blähton Silanemulsion im

luftdichten BigBag

438 g Emulsion 2 (0,125 Gew.-% bzgl. Blähton) wurden in einer Portion an einer Stelle in der Mitte (am Schnittpunkt der 3 Diagonalen des Würfels) des luftdichten BigBags (gefüllt mit 350 kg Blähton) gegeben. Der BigBag wurde luftdicht

verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde die relative (bzgl. unbehandeltem Blähton) Reduktion der Wasseraufnahme nach 24 Stunden nach DIN EN 1097-6 zu 17,5 % bestimmt.

19. Vergleichsbeispiel - PERLITE (Referenzwert ohne

Hydrophobierung)

Superlite 0/3 wurde bei 40 °C im Trockenschrank bis zur

Gewichtskonstanz getrocknet. Dann wurde die Wasserabweisung nach ASTM 303-77 zu 87 ml bestimmt.

20. Beispiel - PERLITE Creme 1

80 g Superlite 0/3 wurden in einen Eimer gefüllt. 0,08 g Creme 1 (0,1 Gew.-% bzgl. Superlite 0/3) wurden in einer Portion auf Perlite gegeben (kein Umrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde der Perlite bei 40 °C im

Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dann wurde die Wasserabweisung nach ASTM 303-77 zu 184 ml bestimmt.

21. Vergleichsbeispiel - PERLITE Silan

80 g Superlite 0/3 wurden in einen Eimer gefüllt. 0,08 g Silan 1 (0,1 Gew.-% bzgl. Superlite 0/3) wurden in einer Portion auf Perlite gegeben (kein Umrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde der Perlite bei 40 °C im

Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dann wurde die Wasserabweisung nach ASTM 303-77 zu 141 ml bestimmt.

22. Vergleichsbeispiel - PERLITE Silanemulsion

80 g Superlite 0/3 wurden in einen Eimer gefüllt. 0,15 g

Emulsion 2 (0,19 Gew.-% bzgl. Superlite 0/3) wurden in einer Portion auf Perlite gegeben (kein Umrühren) und der Eimer wurde mit einem Deckel verschlossen. Das Gebinde wurde bei 25 °C für eine Woche gelagert. Anschließend wurde der Perlite bei 40 °C im Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dann wurde die Wasserabweisung nach ASTM 303-77 zu 122 ml bestimmt.

Tabelle 1 : Hydrophobierung von Blähton


*nicht erfindungsgemäß

Tabelle 2 : Hydrophobierung von Perlite


*nicht erfindungsgemäß

Die Beispiele zeigen, dass Hydrophobiermittel wie Emulsion 1, Lösung 1, Silan 1 und Emulsion 2 entweder kaum oder signifikant schlechter wirken als Creme 1. Emulsion 1, Lösung 1, Silan 1 und Emulsion 2 werden - dort wo sie auf den Blähton auftreffen vom zu hydrophobierenden Material aufgesaugt. Dieser

Partikel ist dann superhydrophob. Aber bei niedriger Dosierung reicht die Konzentration an Restwirkstoff dann nicht mehr aus, um sich zu verteilen und damit dann den ganzen Blähton /

Perlite / mineralischen Leichtbaustoff gleichmäßig zu

hydrophobieren . In Creme-Form liegt der Wirkstoff auf dem

Blähton, zieht nur langsam ein und verdampft gleichmäßig und sorgt damit für eine gleichmäßige und homogene Hydrophobierung des gesamten Blähtons / Perlites / mineralischen

Leichtbaustoffs. Das funktioniert auch zuverlässig bei tieferen Temperaturen (z. B. 5 °C) und in größeren Gebinden (z. B. 1 m3) , sofern diese luftdicht sind.