203375. lajstromszámú szabadalom • Porózus felületek hidrofóbizáló hatású felületkezelésére alkalmas polisziloxán készítmények és eljárás a polisziloxánok előállítására
3 HU 203 375 B 4 A (3) és (4) típusú cserereakciók csak erélyes körülmények között, Lewis-sav típusú katalizátorokkal lefolytatott reakcióknál kerülnek előtérbe, a (2) szerinti funkciós-csoport csere azonban az eddig legkedvezőbbnek ismert vastartalmú katalizátorok esetében is lejátszódik, így rontja a termék reprodukálhatóságát. Aklór-szilánok és az alkoxi-szilánok és az alkoxi-szilánok között lejátszódó (1) típusú kondenzációs reakció preparatív hasznosíthatóságának megjavítását célzó vizsgálataink során azt találtuk, hogy a szilíciumhoz kapcsolódó alkoxi-csoport alkil-részének kémiai felépítése igen specifikusan befolyásolja az (1) típusú kondenzációs reakcióra való készségét Az R = metil-, etil-, n-propil-, i-propil-, n-butil-, i-butil-, sec-butil- és tercbutil-csoportok esetében a reakció lejátszódik, míg a klórszubsztituáltalkil-csoportok, így a 2-klór-etil-, 2-terc.butil > i-propil > sec.butil > metil > Az (5) sorrend azonos azzal a sorral, amelyet más módszerekkel az alkil-csoport csoport-elektronegativitására nyertek, és az alkil-rész sztérikus hatásának csekély szerepét jelzi az (1) szerinti kondenzációs reakcióban. Különösen szembetűnő az igen erős árnyékoló hatású, térgátlásáról nevezetes tere .butil-csoport és az ugyancsak árnyékoló hatású i-propil-csoport nagy reakciókészsége. A klór-alkil-csoportok inaktiváló hatását az (1) szerinti kondenzációs reakció szempontjából a 2-klór-etilcsopott teljes reakcióképtelensége mutatja a legszembetűnőbben. Ez gyakorlati szempontból is igen jól hasznosítható felismerés, mert ugyanaz a 2-klór-etil-csoport mutatkozott a legreakcióképesebbnek az alkoxi-csoportok közül a hidrolitikus reakciókban és az alábbi, ugyancsak heterofrunkciós jellegű kondenzációs reakcióban (1.150 947 sz. magyar szabadalom): ^Si - OH + RO - Sis -» sSi - O - Si= + R - OH (6) A (6) típusú reakció igen fontos szerepet játszik az ún. kétkomponensű szilikongumik térhálósításakor, segítségével a láncvégi szilanol-csoportok szobahőmérsékleten is reagáltathatók tri- vagy tetrafunkciós, ezért térhálósodást előidéző alkoxi-szilánokkal. Ez a reakció játssza a főszerepet a klór-szilánokból és alkoxi-szilánokból készülő szilikon-gyanták előálh'tásakor a reakció befejező fázisában is. A találmány szerinti eljárással az (1) típusú heterofunkciós kondenzáció tévén olyan szerves polisziloxánok állíthatók elő, amelyeken igen reakcióképes funkciós csoportok maradnak klór-alkoxi-csoportok formájában, miközben a kiindulási szerves szilícium vegyületek funkcionalitását előre meghatározható módon csökkenthetjük klór-alkoxi-csoportoknak a kiindulási vegyületekben való alkalmazásával, ezáltal jelentős mértékben kiküszöbölve a (2), (3) és (4) átrendeződési reakciók zavaró hatását Ily módon a találmány szerinti eljárással az eddig ismert eljárásoktól eltérően előre meghatározott szerkezetet megközelítő, hidrolitikus hatásra igen reakcióképes funkciós csoportot is tartalmazó szerves polisziloxánokat állíthatunk elő. Az eljárással nyert szerves polisziloxánok kitűnő eredménnyel alkalmazhatók mint filmképző és bevonatok) szilikon-gyanták, és-klór -propil-, 3-klór-propil-csoport esetében a kondenzációs reakció nem megy végbe. Ez az alapvető különbség az alkil-csoportok és a halogén-szubsztiluált alkilcsoportok között vizsgálataink szerint lehetővé teszi, hogy a klór-szilánok és az alkoxi-szilánok funkcionalitását az (1) típusú kondenzációs reakció szempontjából előre megválasztható módon egy, kettő vagy akár három értékkel csökkenthessük, ugyanakkor ez a funkcionalitás a termékben igen reakcióképes formában megmaradjon és hatását kifejtse, pl. atmoszférikus nedvesség hatására. Az alkoxi-csoport alkil-részének szerepét vizsgálva megállapítottuk, hogy az alkoxi-csoport kondenzációra való hajlamát az alkil-rész minősége a következő sorrend szerint befolyásolja: > n-propil > n-butil» kloro-alkil; (5) különösen előnyös tulajdonságuk az atmoszférikus hatásokra való térhálósodás, felületekhez való rögzülés képessége. Az eljárás szerint előállított metil polisziloxánok szilikát-típusú porózus felületeken vékony rétegben felhordva igen gyorsan, az oldószer elpárolgásával azonos sebességgel rögzülnek, így különösen alkalmasak az építőiparban hidrofobizáló hatású felületkezelésre, épületek felületének víztaszító és elpiszkolódást gátló kezelésére, továbbá egyéb porózus és nagy fajlagos felületű anyagok, szálak rostok, porszerű anyagok felületkezelésére. Az (1) szerinti kondenzációs reakcióra alkalmas klórszilánokat az alábbi általános képlet jellemzi: R nSiCV,,) (7) ahol R’ a szilíciumhoz szilícium-szén kötéssel kapcsolódó szerves csoportot, úgymint alkil-csoportot, pl. metil-, etil-, alkenil-csoportot, pl. vinil-, allil-; szubsztituált alkil-csoportot, pl. 3-oxipropil-; aromás-csoportot, pl. fenil-; szubsztituált aromás-csoportot, pl. p-klór-fenil-csoportot jelent, és n = 0,1,2 vagy 3. Az (1) szerinti kondenzációs reakcióra alkalmas alkoxi-szilánokat az R;Si(ORVn, (8) általános képlet jellemzi, ahol R’ és n jelentése azonos a (7) képlet szerinti jelentéssel és R1-4 szénatomszámú, egyenes láncú vagy elágazó alkil-csoportot, úgymint metil-, etil-, n-propil-, i-propil-, n-butil-, iso-butil-, secbutil- vagy terc-butil-csoportot jelöl. Az (1) szerinti reakció aktív kiindulási anyagai azok a szilíciumvegyületek is, amelyekben ugyanazon szilícium atomhoz mind klór, mind alkoxi-csoport kapcsolódik, és amelyeket az alábbi képlet jellemez: R 'SKOR^Cl, (9) ahol R\ R és n jelentése azonos a (7) és (8) képletekben megadott jelentésükkel,/? és q lehet 1,2 vagy 3 azzal a kikötéssel, hogy n + p + q = 4. 5 10 15 etil 25 30 35 40 45 50 55 60 3
