含有二氧化硅和三甲基-1,6-六亚甲基二胺的水分散体制造技术

本发明专利技术涉及水分散体，其包含二氧化硅和2,2,4‑三甲基‑1,6‑六亚甲基二胺和/或2,4,4‑三甲基‑1,6‑六亚甲基二胺，还涉及制备所述分散体的方法以及其在漆制剂中的用途。

【技术实现步骤摘要】
含有二氧化硅和三甲基-1,6-六亚甲基二胺的水分散体
本专利技术涉及含有二氧化硅和三甲基-1,6-六亚甲基二胺的水分散体、其制备方法及其在漆制剂中的用途。
技术介绍
二氧化硅通常用于调节液体系统中的流变特性。因而，例如，二氧化硅颗粒可以在溶剂基涂料和漆中使用，以防止其在垂直表面上固化前的流动或抵抗这种漆中颜料的沉降。这种流变效果基于硅烷醇基基团与相邻二氧化硅颗粒之间氢键的形成。亲水性二氧化硅在非极性液体，即具有少量固有氢键的液体中具有最大的增稠和触变效果。液体介质的固有氢键可以破坏二氧化硅的硅烷醇基基团之间氢键的形成并降低增稠效果。在诸如许多环氧树脂的中度极性系统中，增稠效果仍是相当强的。WO2009/068379A1公开了亲水性沉淀二氧化硅，其在非极性和中度极性系统(例如UPE制剂)中展现出提高的增稠效果。然而，在高度极性系统诸如含有低分子量醇或水的系统中，亲水性二氧化硅对于增稠和生成触变性而言通常是无效率的。在诸如乳液和分散体的含水系统中，当相对较低浓度的二氧化硅用作增稠剂时，亲水性二氧化硅通常是无效率的。然而，通过使用特殊添加剂可以显著增强二氧化硅的增稠效果。已知的是各种各样的胺可以在水分散体中吸附在热解二氧化硅的表面(ArchivderPharmazie,1987,第320卷,第1至15页)。此效果用于生产具有低粘度的高度填充且氨稳定的水分散体。因而，WO2012/062559A1公开了这种水分散体，其尤其含有疏水化的二氧化硅颗粒和相对较高的固体负载下具有较低粘度的氨基醇。WO2016/095196公开了包含胶体二氧化硅和各种各样的胺的水性漆制剂。在第23页，对表4做出参考并且引起注意的是与单胺相比，诸如JEFFAMINED203、异佛尔酮二胺(IPD)和N,N'-二乙基-1,3-丙二胺的二胺在水分散体中会引起更大的增稠(粘度增加)。例如，比较例M的漆制剂此处含有7.6重量％的SiO2和0.4重量％的IPD(SiO2/胺＝53.9mol/mol；SiO2/水＝0.04mol/mol)。本专利技术所解决的问题是在相对较低的固体含量下提供与已知系统相比具有相对较高粘度的含水系统。此问题通过包含二氧化硅和2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺的水分散体来解决。
技术实现思路
现在已发现，令人惊讶地的是与其它结构上非常类似的二胺相比，上述胺在相对较低含量的二氧化硅下展现出水分散体的高得多的粘度。根据本专利技术的分散体含有二氧化硅，优选地以无定形形式。此二氧化硅可以包括一种或多种通常已知类型的二氧化硅，诸如所谓的气凝胶、干凝胶、珍珠岩、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅。优选的是根据本专利技术的分散体含有选自下组的二氧化硅，该组由热解二氧化硅、沉淀二氧化硅、通过溶胶-凝胶法生产的二氧化硅及其混合物构成。通过沉淀所制备的二氧化硅(沉淀二氧化硅)例如在水玻璃溶液(水溶性硅酸钠)与无机酸的反应中形成。此处也可能是在硅酸钠溶液中生成胶体二氧化硅(二氧化硅溶胶)，其提供了具有非常小的粒径和非常好的分散稳定性的分散体。特别地在半导体衬底的抛光中，缺点是经由硅酸钠起始材料所引入的杂质的比例。热解二氧化硅(也称为气相二氧化硅)借助于火焰水解或火焰氧化来生产。这涉及使可水解或可氧化的起始材料氧化或水解，通常在氢/氧火焰中。可用于热解方法的起始材料包括有机和无机的物质。特别适合于其的是四氯化硅。因而所得的亲水性二氧化硅是无定形的。气相二氧化硅一般是聚集的形式。“聚集的”应理解成意指在发生过程中最初所形成的所谓初级颗粒在进一步反应进程中彼此间形成强键以形成三维网络。初级颗粒基本上没有孔并在其表面上具有游离的羟基基团。热解二氧化硅展现出非常高的纯度和与胶体二氧化硅可比的初级粒径。然而，这些初级颗粒会进行聚集和附聚以形成相对较硬的颗粒。聚集体和附聚物的分散已证明是困难的；分散体是不太稳定的并具有沉降或凝胶化的倾向。适用于生产根据本专利技术的分散体的进一步二氧化硅源是通过溶胶-凝胶法所生产的二氧化硅，例如气凝胶、干凝胶或类似的材料。SiO2溶胶合成的起始材料通常是硅醇盐。这种前体的水解和因而形成的反应性物质之间的缩合是溶胶-凝胶过程中必不可少的基本反应。适合的硅源特别包括原硅酸四烷基酯，例如原硅酸四甲酯或原硅酸四乙酯。去除在原硅酸四烷基酯水解中所形成的醇在超临界条件(对于甲醇而言，温度>239.4℃；压力>80.9bar)下进行并导致高度多孔性SiO2气凝胶的形成。与典型的沉淀二氧化硅相比，热解二氧化硅在增加粘度方面更有效率，在低粘度树脂中提供了更好的悬浮稳定性，并导致了更好的清晰度。沉淀二氧化硅与热解二氧化硅相比的优点包括更快和不依赖于剪切的分散、更低的成本、更好的涂层或釉料流动、在凝胶涂层中更低的孔隙率。因此，在许多情况下会使用热解二氧化硅和沉淀二氧化硅的混合物来获得两种二氧化硅类型的优点。然而，非常特别优选的是在根据本专利技术的分散体中使用一种或多种热解二氧化硅。根据本专利技术的分散体可以含有1重量％至50重量％、特别优选地1重量％至30重量％的二氧化硅。此处根据本专利技术的分散体中SiO2与水的摩尔比优选地是0.001至0.5、特别优选地0.005至0.2、非常特别优选地0.01至0.1。存在于根据本专利技术的分散体中的二氧化硅优选地是亲水性的。本专利技术的上下文中的术语“亲水性的”涉及对诸如水的极性介质具有相对较高亲和力且具有相对较低疏水性的颗粒。这种疏水性通常可以通过将适当的非极性基团施加到二氧化硅表面来实现。例如，如在WO2011/076518A1(第5页至第6页)中更特别地描述的那样，二氧化硅的疏水性程度可以经由包括其甲醇润湿性的参数来测定。在纯水中，疏水性二氧化硅在不用溶剂润湿的情况下会与水完全分离并漂浮在其表面上。在纯甲醇中，相比之下，疏水性二氧化硅贯穿整个溶剂体积来分布；会发生完全润湿。甲醇润湿性的测量测定了在甲醇/水测试混合物中仍没有发生二氧化硅的润湿的甲醇的最大含量，即在与测试混合物接触后，100％的采用的二氧化硅从测试混合物中分离。甲醇/水混合物中以重量％计的此甲醇含量称为甲醇润湿性。这种甲醇润湿性越高，二氧化硅就越是疏水性的。甲醇润湿性越低，材料疏水性就越低并且亲水性就越高。以甲醇/水混合物中甲醇的重量计，根据本专利技术的分散体中所用的二氧化硅具有小于20％、优选地0％至15％、特别优选地0％至10％、非常特别优选0％至5％的甲醇润湿性。根据本专利技术的分散体中所用的二氧化硅可以具有1.2-5.4OH/nm2，优选地1.5-3.0OH/nm2，特别优选地1.8-2.5OH/nm2的羟基密度。羟基密度可以通过由J.Mathias和G.Wannemacher在JournalofColloidandInterfaceScience125(1988)中所公布的方法通过与氢化铝锂反应来测定。如在上述出版物中所解释的那样，通过火焰水解所生产的未处理二氧化硅粉末的表面具有约1.8-2.5OH/nm2的羟基密度。例如，WO2004/020334A1公开了如何可以获得具有2.5-5.4OH/nm2的升高羟基密度的二氧化硅。例如，低于1.8OH/nm2的羟基密度可以通过用适合的疏水剂使游离的硅烷醇基团部分疏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水分散体，其包含二氧化硅和2,2,4‑三甲基‑1,6‑六亚甲基二胺和/或2,4,4‑三甲基‑1,6‑六亚甲基二胺。

【技术特征摘要】
2017.10.06 EP 17195099.11.水分散体，其包含二氧化硅和2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺。2.如权利要求1所述的分散体，其特征在于pH为10-12。3.如权利要求1或2所述的分散体，其特征在于所述二氧化硅选自热解二氧化硅、沉淀二氧化硅、通过溶胶-凝胶法制备的二氧化硅和它们的任意混合物。4.如权利要求1-3任一项所述的分散体，其包含1重量％至30重量％的二氧化硅。5.如权利要求1-4任一项所述的分散体，其包含0.01重量％至10重量％的2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺。6.如权利要求1-5任一项所述的分散体，其特征在于所述二氧化硅颗粒的数均粒径d50不大于300nm。7.如权利要求1-6任一项所述的分散体，其特征在于在所述分散体中，SiO2与2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺的摩尔比为5至100。8.如权利要求1-7任一项所述的分散体，其特征在于在所述分散体中，SiO2与水的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·米夏埃多，P·鲍尔曼，S·赫尔韦特，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE