DE102007047373A1

DE102007047373A1 - Aktiviertes Silan

Info

Publication number: DE102007047373A1
Application number: DE102007047373A
Authority: DE
Inventors: Hagen Dr. Hünig
Original assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2009-04-09
Also published as: EP2195325A1; EP2195325B1; ATE519768T1; WO2009043599A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aktiviertes Silan, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen, die Verwendung des aktivierten Silans als Bestandteil eines Bindemittels für Mineralwolle sowie ein Mineralwolleprodukt, wobei das aktivierte Silan z. B. erhältlich ist durch Umsetzung eines Silans mit einem C1- bis C12-Alkyl- oder Cycloalkylalkohol ein Acetal- oder Halbacetal-bildendes oder einem mit Wasser ein geminales Diol bildendes Keton oder mit einem offenkettigen oder cyclischen Acetal oder Halbacetal oder geminalen Diol eines Ketons, wobei das Acetal, Halbacetal oder geminale Diol folgender allgemeiner Formel entspricht: $F1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aktiviertes Silan gemäß dem Patentanspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines aktivierten Silans gemäß Anspruch 5, die Verwendung eines solchen als Bestandteil eines Bindemittels für Mineralwolle gemäß Anspruch 7 sowie ein Mineralwolleprodukt gemäß Anspruch 8.
Bei der Herstellung von gebundenen Mineralwolleprodukten aus einer Glas- oder Mineralschmelze hat es sich seit langem bewährt, im Anschluss an die Zerfaserung der Schmelze ein Bindemittel auf Phenol-Formaldehyd-Harzbasis auf die noch heißen Fasern aufzubringen. Dies geschieht vorzugsweise im Fallschacht im Anschluss an die Zerfaserung, beispielsweise nach dem Düsenblasverfahren gemäß der DE 35 09 426 A1 .
Hierbei wird ein Phenol-Formaldehydharz als bekanntestes Bindemittel des Standes der Technik vorzugsweise auf die Fasern als wässrige Lösung, bzw. Dispersion, aufgesprüht, wobei das Phenol-Formaldehydharz dann aufgrund der noch relativ hohen Temperaturen der Fasern auf der Faseroberfläche zu polymerisieren beginnt und durch den Polymerisationsprozess die einzelnen Fasern, insbesondere an Kreuzungspunkten von Fasern, miteinander verbindet, weil die Fasern, die auf einem Kreuzungspunkt übereinander liegen, dort durch erstarrte Harztröpfchen mehr oder weniger eingebettet werden und somit die Verschiebbarkeit der einzelnen Fasern untereinander zunächst behindert wird und später beim Aushärten mittels Heißgasen, beispielsweise in einem Tunnelofen, im wesentlichen ganz verhindert wird.
Ein derartiges Bindemittel wird beispielsweise in der US 3,231,349 beschrieben. Aus Umweltschutzgründen sowie aus Gründen der Arbeitsplatzsicherheit werden mittlerweile immer mehr Versuche unternommen, die klassischen Phenol-Harzbindemittel aufgrund ihres Formaldehydgehaltes und ihrer Formaldehydemission durch alternative, formaldehydfreie Bindemittel zu ersetzen.
So beschreibt beispielsweise die DE 10 2005 056 791 A1 zu vorliegender Anmeldung eine aushärtbare, formaldehydfreie, wässrige Bindemittelzusammensetzung für Glas- und Mineralwollefasern auf Basis von polymeren Polysäuren, einem Amin und einem aktivierten Silan.
Als aktiviertes Silan wird in der DE 10 2005 056 791 A1 im Rahmen einer Bindemittelzusammensetzung mit weiteren Komponenten beschrieben, dass es:

• erhältlich ist durch eine Umsetzung eines Silans, ausgewählt aus der Gruppe: Mono-, Di-, und Trialkoxysilanen mit einer C₁ bis C₈-Alkoxygruppe, wobei das Alkoxysilan wenigstens eine C₂ bis C₁₀-Aminoalkylgruppe oder eine C₂ bis C₁₀-N-Aminoalkylgruppe trägt; 3(2-Aminoethylamino)propyl-trimethoxysilan; (MeO)₃-Si-(CH₂)₃-NH-(CH₂)₃-Si-(OMe)₃; 3-Aminopropylsilantriol; Aminosilan mit ethoxyliertem Nonylphenolat; Phenyl-CH₂-NH-(CH₂)₃-NH-(CH₂)₃-Si-(OMe)₃·HCl; sowie deren Mischungen;

Ausgehend von diesem Stand der Technik war es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, weitere Additive für Bindemittelzusammensetzungen, insbesondere formaldehydfreie für Mineralfasern, zur Verfügung zu stellen, welche nach dem Aushärten vergleichbare Eigenschaften eines Phenol-Formaldehydbindemittels aufweisen, ohne jedoch dessen Emissionsproblematik, insbesondere bei der Herstellung von Mineralwolleprodukten, aufzuweisen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein aktiviertes Silan, welches erhältlich ist durch Umsetzung eines Silans, ausgewählt aus der Gruppe: Mono-, Di-, und Trialkoxysilanen mit einer C₁ bis C₈-Alkoxygruppe, wobei das Alkoxysilan wenigstens eine C₂ bis C₁₀-Aminoalkylgruppe oder eine C₂ bis C₁₀-N-Aminoalkylgruppe trägt; 3(2-Aminoethylamino)propyl-trimethoxysilan; (MeO)₃-Si-(CH₂)₃-NH-(CH₂)₃-Si-(OMe)₃; 3-Aminopropylsilan-triol; Aminosilan mit ethoxyliertem Nonyl-phenolat; Phenyl-CH₂-NH-(CH₂)₃-NH-(CH₂)₃-Si-(OMe)₃·HCl; sowie deren Mischungen
mit
einem mit einem C₁ bis C₁₂-Alkyl- oder Cycloalkylalkohol ein Acetal- oder Halbacetal-bildendes oder einem mit Wasser ein geminales Diol bildendes Keton gemäß Formel (1) mit wenigstens einer Carbonylgruppe; oder
mit
einem offenkettigen oder cyclischen Acetal oder Halbacetal oder geminalen Diol eines Ketons gemäß Formel (1):
worin R1 und R2 gleich oder ungleich, unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: H; C₁ bis C₉-Alkyl; C₂ bis C₉-Alkenyl mit 1–4 Doppelbindungen, C₁ bis C₉-Hydroxyalkyl; Aryl mit 5 oder 6 C-Atomen im Cyclus oder Hetreoaryl mit 1–4 Heteroatomen und 4–8 C-Atomen im Cyclus, Cycloalkyl mit 5–10 C-Atomen, Heterocycloalky 1–4 Heteroatomen und 4–8 C-Atomen im Cyclus, Carbonyl, Carboxyl, C1–C9 n-Alkylcarbonyl mit einer Position der Carbonylfunktion von 1–9, C1–C9 Alkoxycarbonly worin der Alkylrest insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist;
und wobei das Acetal, Halbacetal oder geminale Diol folgender allgemeiner Formel (2) entspricht:
worin R3 und R4 gleich oder ungleich, unabhängig voneinander C₁ bis C₁₂-Alkyl- oder C₁ bis C₁₂-Cycloalkyl oder H ist und R1 und R2 dieselbe Bedeutung wie in Formel (1) aufweisen
oder
in dem R3 ein n-Alkylrest mit 2–5 C-Atomen und R1 und R2 dieselbe Bedeutung wie in Formel (1) aufweisen oder R1 und R2 gleich H und R3 gleich 2-Oxypropyl ist,
oder
man das Silan mit Mischungen aus den genannten Acetalen und geminalen Diolen umsetzt.
Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
Eine Verwendung des aktivierten Silans gemäß Anspruch 7 löst die Aufgabe ebenfalls.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Mineralwolleprodukt gemäß Anspruch 8.
Das aktivierte Silan gemäß der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise geeignet als Bestandteil einer Bindemittelzusammensetzung für Mineralfasern gemäß DE 10 2005 056 791 A1 enthaltend:

– eine wässrige Dispersion wenigstens einer polymeren Polycarbonsäure;
– wenigstens eine Amin-Verbindung mit der allgemeinen Formel (1)
worin R1, R2 und R3 unabhängig voneinander gleich oder ungleich H und R1 der allgemeinen Formel (2) entspricht:
mit einem Wert für n von 2–10 und R2 und R3 unabhängig voneinander gleich oder ungleich H sind oder der allgemeinen Formel (3) entsprechen:
– wobei m einen Wert von 1–50 annehmen kann und die Molekularmasse der Amin-Verbindung ungefähr 20 000 g/mol nicht übersteigt;

Ein bevorzugtes Silan zur Herstellung des aktivierbaren Silans der vorliegenden Erfindung ist 3-Aminopropyltriethoxysilan. Es ist kommerziell preisgünstig erhältlich.
Als Carbonylverbindungen zur Herstellung des aktivierten Silans werden Dihydroxyaceton oder Acetylaceton ihrer leichten Verfügbarkeit wegen bevorzugt eingesetzt, jedoch kann das aktivierte Silan auch mit einem enolisierbaren Keton mit wenigstens einer Carbonylgruppe oder einem Keton mit wenigstens einer OH-Gruppe, wobei das Keton 3 bis 12 C-Atome enthält oder einem alkyl, aryl oder heteroarlyl substituiertem Aldyhd hergestellt werden, wobei die Acetalisierung in diesem Fall eine verbesserte Stabilität gegen Sauerstoff bedingt.
Das erfindungsgemäße aktivierte Silan eignet sich somit einerseits als Additiv für formaldehydfreie Bindemittel jedoch andererseits auch als Additiv für konventionelle Phenolformaldehydharzbindemittel. Zum einen können mit dem erfindungsgemäßen Additiv absolut formaldehydfreie Mineralwolleprodukte hergestellt werden und zum anderen sind die Bindemittel und damit natürlich auch die Mineralwolleprodukte nach Aushärtung wasserfest.
Zur Herstellung von formaldehydfrei gebundener Mineralwolle mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel-Bestandteil bringt man das Bindemittel im Anschluss an die Zerfaserung einer Mineralschmelze auf die noch heißen Fasern auf und setzt das mit dem Bindemittel beaufschlagte Mineralwolleprodukt einem Aushärteprozess aus. Hierbei wird das Bindemittel insbesondere durch Besprühen der aus der Mineralschmelze ausgezogenen Fasern im Fallschacht auf die Fasern aufgebracht.
Ein so hergestelltes gebundenes Mineralwolleprodukt erfüllt sämtliche mechanischen und chemischen Anforderungen wie ein unter Verwendung von klassischem Phenol-Formaldehydharz gebundenes Mineralwolleprodukt.
Ohne daran gebunden zu sein, scheint die Aktivierung des Silans mit den Acetalverbindungen möglicherweise nach folgendem Reaktionsschema abzulaufen, gezeigt mit dem Ketal von Acetylaceton:
Durch die Aktivierung des Silans – im obigen Reaktionsschema ist am Beispiel des aus der Hydrolyse von 3-Aminopropyltriethoxysilan hervorgegangenen γ-Aminopropylsilantriol – durch Umsetzung mit den gezeigten beispielhaften Acetalen, entsteht am aktivierten Molekül eine „Kunststoffseite", welche durch den N-Teil gebildet wird zusätzlich zu einer Glasseite, die durch den Si-Teil gebildet wird.
Im Stand der Technik wurde die Aminogruppe des Silans mit Formaldehyd zu einer Schiff'schen Base umgesetzt, die wiederum mit dem Phenol-Formaldehydharz reagierte.
Somit ist ein im Stand der Technik notwendiger Formaldehydgehalt des Bindemittels nicht mehr erforderlich, weil das aktivierte Silan einen N-haltigen Molekülteil trägt, der an den Bindemittel-Kunststoff – z. B. an das Umsetzungsprodukt des Polyacrylats mit der Aminverbindung, insbesondere Alkanolamin, aber auch an den Ring aktivierter aromatischer Systeme unter Ausführung einer C-Alkylierung – koppeln kann, welches so über den Silanlinker an die Glasoberfläche der heißen Faser gebunden wird. Diese hydrolytischen Verknüpfungen laufen auf der noch heißen Faser schnell ab.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aufgrund der Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
1: Eine schematische Ansicht von über den Si-Teil eines aktivierten Silans an eine Glasfaser gekoppelten Silans; und
2: eine schematische Ansicht eines auf einer Faser über ein aktiviertes Silan an eine Glasoberfläche gebunden Kunststoff.
Der Gesamtzusammenhang am Beispiel der oben erwähnten Bindemittelzusammensetzung mit aktiviertem Silan als Bestandteil in Verbindung mit der Herstellung von Mineral- oder Glasfasern ist nochmals anschaulich in 1 und 2 gezeigt.
Hierbei darf die dargestellte molekulare Anordnung lediglich als Schema aufgefasst werden. Natürlich können beispielsweise gewollt mit Vernetzern und dem Alkanolamin noch innerhalb des Kunststoffes, im Beispielsfalle Polyacrylat, Vernetzungsreaktionen auftreten. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, dass unbeabsichtigte Nebenreaktionen – wie bei jeder Polymerisation – vorkommen können. Daher kann man den Inhalt der 1 und 2 lediglich als Modellvorstellung betrachten, die jedoch für das Verständnis der Erfindung hilfreich ist.
Ausführungsbeispiele
Die mit aktiviertem Silan ausgestatteten Harze wurden nach verschiedenen Testmethoden im Labor und am Fertigprodukt getestet. Die Ergebnisse wurden den Bindemittelsystemen basierend auf den gleichen Grundharzen mit Silan ohne Aktivierung gegenübergestellt. Zunächst sei die Darstellung der entsprechenden Acetale aus dem entsprechenden Alkohol und der jeweiligen Carbonylverbindung beschrieben.

Allgemeine Arbeitsvorschrift: Jeweils 0,1 mol der entsprechenden Carbonylverbindung werden mit 250 ml des jeweiligen Alkohols und 0,1 g Toluensulfonsäure am Wasserabscheider gekocht bis kein Wasser mehr übergeht. Als Schleppmittel dient Methylenchlorid. Nach vollendeter Reaktion werden Schleppmittel und Alkoholüberschuß im Vakuum abgezogen. Der Rückstand wird mit Methylenchlorid aufgenommen und zur Entfernung der Toluensulfonsäure mit wenig gesättigter Natriumcarbonatlösung ausgeschüttelt. Die so gewaschene Lösung wird mit Natriumsulfat getrocknet. Anschließend wird das Lösungsmittel abgezogen und der Rückstand getrocknet. Die Reinheit des Produktes kann einfach durch IR-Spektroskopie überprüft werden, da sich die Vollständigkeit der Reaktion am Fehlen der jeweiligen Carbonylbande bei ~ 1700 cm^–1 zu erkennen gibt. Tabelle 1 Darstellung der Acetale

Carbonylverbindung	Acetal	Masse 0,1 mol Ansatz in g	Alkohol	Ausbeute g/%
β-Resorcylaldehyd	1	13,8	Methanol	8,47/46
Thiophen-2-carbaldehyd	2	11,2	Methanol	8,54/54
Acetylaceton	3	10,0	Ethanol	22,1/89

Die jeweiligen Acetale wurden mit zwei verschiedenen Bindemitteln zur Aktivierung des Silans verwendet.
Bindemittel 1: Zum Einsatz kam ein nicht neutralisiertes Phenolharz mit einem Feststoffgehalt von 46% bei dem der Restgehalt an freiem Formaldehyd durch einen aktivierten Aromaten abgefangen wurde. Angestrebt wurde ein Bindemittel mit einem Feststoffgehalt von 40%.

Zusammensetzung ohne Acetal: 100 g Harz, 1,1 g Resorcin, 0,5 g 3-Aminopropyltriethoxysilan, 17,8 g Wasser

Das Bindemittel 1 ohne Aktivierung des Silans diente gleichzeitig als Referenz 1.
Bindemittel 2: Zum Einsatz kam eine Polyacrylsäure mit einem Feststoffgehalt von 50% die mit Ethanolamin auf einen pH-Wert von 7,0 neutralisiert wurde. Angestrebt wurde ein Bindemittel mit einem Feststoffgehalt von 40%.

Zusammensetzung ohne Acetal: 100 g Harz, 0,5 g 3-Aminopropyltriethoxysilan, 83,1 g Wasser

Das Bindemittel 2 ohne Aktivierung des Silans diente gleichzeitig als Referenz 2.
Die Aktivierung des Silans erfolgte allgemein in der folgenden Weise. Im jeweiligen Verdünnungswasser wurde das Silan vorgelegt und mittels Glycolsäure auf einen pH-Wert von 6,0 gestellt. Anschließend wurde die jeweilige Menge des Acetals zugegeben und bis zur kräftigen Gelbverfärbung gerührt. Die Lösung des Silans wurde zum jeweiligen Bindemittelansatz gegeben. Tabelle 2 Einsatzmengen des jeweiligen Aktivators

Bindemittel Acetal Masse in mg Variante

1 1 383 1.1

1 2 233 1.2

1 3 516 1.3

2 1 424 2.1

2 2 364 2.2

2 3 572 2.3
Bestimmung der Glas-Kunststoffhaftung
Allgemeine Arbeitsmethode:
Eingesetzt wurden kreisrunde Scherben mit einem Durchmesser von 7 cm bzw. einer Fläche von 38,5 cm². Die Fläche wurde durch Auszählung mittels Rasterschablone ermittelt. Die Werte wurden gerundet.
Auf einem kreisrunden Scherben aus feuerpolierten Glas einer Zusammensetzung gemäß EP 1522532A1 werden 5 Tropfen einer 20% Bindemittellösung gleichmäßig verteilt. Der Film wird zur Vermeidung von Inhomogenitäten zunächst bei 50°C getrocknet und anschließend 2h bei 150°C gehärtet. Die beschichteten Scherben werden 24 h in Wasser bei 70°C gelagert. Anschließend wird der Flächenanteil des abgelösten Kunststoffes bestimmt. Ein technisch sinnvoll einzusetzendes Bindemittel sollte zu wenigstens 75% der Fläche nach dem Test noch am Glas haften. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3: Anteil des abgelösten Kunststoff nach Lagerung bei 70°C in Wasser für 24 Stunden (Angaben auf ganze Zahlen gerundet)

Bindemittelvariante Fläche absolut in cm² Prozent

1.0 Referenz 36 > 95

1.1 2 5

1.2 3 7

1.3 3 9

2.0 Referenz 37 > 95

2.1 12 30

2.2 17 45

2.3 3 8
Die Ergebnisse in Tabelle 3 belegen recht eindeutig, dass für eine ausreichende Glas- Kunststoffhaftung eine Aktivierung des Silans notwendig ist und das Imin eine für den Kunststoff gut passende Funktionalität aufweisen sollte. Dies erklärt die vergleichsweise schlechteren Ergebnisse im Fall der Aktivierung der Polyacrylsäure mit aromatischen Systemen (2.1; 2.2).
Mit den jeweiligen Bindemittelvarianten wurden Musterdämmstoffe mit einem Sollglühverlust von 3,7% und einer Sollrohdichte von 50 kg/m³ bei einer Dicke von 50 mm hergestellt. Die Musterdämmstoffe wurden in Probekörper von 200 × 200 mm zerschnitten und dem Nord-Test (7d, 70°C und 95% relative Luftfeuchte) unterzogen. Als Maß für die Brauchbarkeit des Bindemittelsystems diente die Dickenänderung nach Nord-Test. Zum Vergleich weist eine Platte dieser Rohdichte nach dem vollständigen Entfernen des Bindemittels durch Ausglühen eine Dicke von etwa 170 mm auf. In Tabelle 4 sind die Ergebnisse dieser Testmethode gezeigt. Tabelle 4 Dicke von Musterdämmstoffen einer Rohdichte vor und nach Nord-Test (Mittelwerte gerundet)

Bindemittelvariante Dicke in mm vor Nord-Test Dicke in mm nach Nord-Test

1.0 Referenz 60 90

1.1 55 60

1.2 60 70

1.3 50 60

2.0 Referenz 65 130

2.1 60 100

2.2 50 90

2.3 50 65
Auch die Ergebnisse in Tabelle 4 belegen den positiven Effekt der erfindungsgemäßen Aktivierung des Silans gegenüber den Referenzwerten. Ebenso bestätigt sich die vergleichsweise schlechtere Wirksamkeit der Aktivierung mit aromatischen Systemen im Fall der Polyacrylsäure.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3509426 A1 [0002]
- US 3231349 [0004]
- DE 102005056791 A1 [0005, 0006, 0012]
- EP 1522532 A1 [0037]

Claims

Aktiviertes Silan, welches erhältlich ist durch Umsetzung eines Silans, ausgewählt aus der Gruppe: Mono-, Di-, und Trialkoxysilanen mit einer C₁ bis C₈-Alkoxygruppe, wobei das Alkoxysilan wenigstens eine C₂ bis C₁₀-Aminoalkylgruppe oder eine C₂ bis C₁₀-N-Aminoalkylgruppe trägt; 3(2-Aminoethylamino)propyl-trimethoxysilan; (MeO)₃-Si-(CH₂)₃-NH-(CH₂)₃-Si-(OMe)₃; 3-Aminopropylsilan-triol; Aminosilan mit ethoxyliertem Nonylphenolat; Phenyl-CH₂-NH-(CH₂)₃-NH-(CH₂)₃-Si-(OMe)₃·HCl; sowie deren Mischungen mit einem mit einem C₁ bis C₁₂-Alkyl- oder Cycloalkylalkohol ein Acetal- oder Halbacetal-bildendes oder einem mit Wasser ein geminales Diol bildendes Keton gemäß Formel (1) mit wenigstens einer Carbonylgruppe; oder mit einem offenkettigen oder cyclischen Acetal oder Halbacetal oder geminalen Diol eines Ketons gemäß Formel (1):
worin R1 und R2 gleich oder ungleich, unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: H; C₁ bis C₉-Alkyl; C₂ bis C₉-Alkenyl mit 1–4 Doppelbindungen, C₁ bis C₉-Hydroxyalkyl; Aryl mit 5 oder 6 C-Atomen im Cyclus oder Heteroaryl mit 1–4 Heteroatomen und 4–8 C-Atomen im Cyclus, Cycloalkyl mit 5–10 C-Atomen, Heterocycloalky 1–4 Heteroatomen und 4–8 C-Atomen im Cyclus, Carbonyl, Carboxyl, C1–C9 n-Alkylcarbonyl mit einer Position der Carbonylfunktion von 1–9, C1–C9 Alkoxycarbonly worin der Alkylrest insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist; und wobei das Acetal, Halbacetal oder geminale Diol folgender allgemeiner Formel (2) entspricht:
worin R3 und R4 gleich oder ungleich, unabhängig voneinander C₁ bis C12-Alkyl- oder C₁ bis C₁₂-Cycloalkyl oder H ist und R1 und R2 dieselbe Bedeutung wie in Formel (1) aufweisen oder in dem R3 ein n-Alkylrest mit 2–5 C-Atomen und R1 und R2 dieselbe Bedeutung wie in Formel (1) aufweisen oder R1 und R2 gleich H und R3 gleich 2-Oxypropyl ist,
oder man das Silan mit Mischungen aus den genannten Acetalen und geminalen Diolen umsetzt.
Aktiviertes Silan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Silan 3-Aminopropyltriethoxysilan ist.
Aktiviertes Silan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Carbonylgruppen in dem Keton gemäß Formel (1) acetalisiert sind.
Aktiviertes Silan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Keton ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: Dihydroxyaceton; Monohydroxyaceton; Acetylaceton.
Verfahren zur Herstellung eines aktivierten Silans gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Silan, ausgewählt aus der Gruppe: Mono-, Di-, und Trialkoxysilanen mit einer C₁ bis C₈-Alkoxygruppe, wobei das Alkoxysilan wenigstens eine C₂ bis C₁₀-Aminoalkyl-gruppe oder eine C₂ bis C₁₀-N-aminoalkylgruppe trägt; 3(2-Aminoethylamino)propyl-trimethoxysilan; (MeO)₃-Si-(CH₂)₃-NH-(CH₂)₃-Si-(OMe)₃; 3-Aminopropylsilan-triol; Aminosilan mit ethoxyliertem Nonyl-phenolat; Phenyl-CH₂-NH-(CH₂)₃-NH-(CH₂)₃-Si-(OMe)₃·HCl; sowie deren Mischungen umsetzt mit einem mit einem C₁ bis C₁₂-Alkyl- oder Cycloalkylalkohol ein Acetal- oder Halbacetal-bildendes oder einem mit Wasser ein geminales Diol bildendes Keton gemäß Formel (1) mit wenigstens einer Carbonylgruppe; oder mit einem offenkettigen oder cyclischen Acetal oder Halbacetal oder geminalen Diol eines Ketons gemäß Formel (1):
worin R1 und R2 gleich oder ungleich, unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: H; C₁ bis C₉-Alkyl; C₂ bis C₉-Alkenyl mit 1–4 Doppelbindungen, C₁ bis C₉-Hydroxyalkyl; Aryl mit 5 oder 6 C-Atomen im Cyclus oder Heteroaryl mit 1–4 Heteroatomen und 4–8 C-Atomen im Cyclus, Cycloalkyl mit 5–10 C-Atomen, Heterocycloalky 1–4 Heteroatomen und 4–8 C-Atomen im Cyclus, Carbonyl, Carboxyl, C1–C9 n-Alkylcarbonyl mit einer Position der Carbonylfunktion von 1–9, C1–C9 Alkoxycarbonly worin der Alkylrest insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl ist; und wobei das Acetal, Halbacetal oder geminale Diol folgender allgemeiner Formel (2) entspricht:
worin R3 und R4 gleich oder ungleich, unabhängig voneinander C₁ bis C12-Alkyl- oder C₁ bis C₁₂-Cycloalkyl oder H ist und R1 und R2 dieselbe Bedeutung wie in Formel (1) aufweisen oder in dem R3 ein n-Alkylrest mit 2–5 C-Atomen und R1 und R2 dieselbe Bedeutung wie in Formel (1) aufweisen oder R1 und R2 gleich H und R3 gleich 2-Oxypropyl ist,
oder man das Silan mit Mischungen aus den genannten Acetalen und geminalen Diolen umsetzt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man vorzugsweise in einem Kessel mit mechanischem Rührer, Wasser, vorzugsweise Verdünnungswasser für das Ansetzen einer Bindemittelzusammensetzung, vorlegt; die entsprechende Menge der Carbonylverbindung und entsprechendem Alkohol oder das Acetal und/oder geminale Diol, zugibt und bis zur vollständigen Auflösung rührt, wobei man gegebenenfalls bei schlecht in Wasser löslichen Verbindungen vorsichtig erwärmt bzw. unter kräftigem Rühren ein Dispergierhilfsmittel zusetzt; man zu dieser Lösung das Silan zugibt; und man bis zur deutlichen Verfärbung der Lösung rührt.
Verwendung eines aktivierten Silans gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 als Bestandteil eines Bindemittels für Mineralwolle.
Mineralwolleprodukt, enthaltend ein Bindemittel mit einem aktivierten Silan gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 als Bestandteil.