粒状混合氧化物材料和在其基础上的隔热组合物制造技术

疏水化的粒状材料，其包含30

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粒状混合氧化物材料和在其基础上的隔热组合物
[0001]本专利技术涉及基于二氧化硅系的混合氧化物的疏水化的粒状材料，其制备方法以及包含这种材料的隔热组合物。
[0002]住宅、工业厂房、管道等的有效隔热是一个重要的经济问题。大多数基于有机物质的隔热材料如聚氨酯泡沫是易燃的并且仅在受限温度下可用。迄今较不普遍的基于无机氧化物如高度多孔的二氧化硅的绝热材料没有表现出这些缺点。相比之下，在将这种材料用于隔热的情况下，机械特性如粒度和机械稳定性的优化起主要作用。
[0003]这种基于二氧化硅的隔热材料通常基于所谓的气凝胶，以及沉淀或气相法二氧化硅。关于这些二氧化硅类型的更详细的信息可以在以下中找到：Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,“Silica”章节，其在线公布于15.04.2008,DOI:10.1002/14356007.a23_583.pub3。
[0004]WO 2011/083174 A1公开了一种可以施用到建筑物的表面以产生隔热涂层的石膏，该隔热涂层包含水、矿物和/或有机水硬性粘结剂以及0.5-65重量％的至少一种疏水性二氧化硅干凝胶或气凝胶的粉末或粒状材料。
[0005]WO 2014/090790 A1公开了一种用于产生隔热抹灰(rendering)的干混物，该干混物包含60-90体积％的疏水化的粒状二氧化硅气凝胶、0.5-30体积％的纯矿物粘结剂、0.2-20体积％的开孔的水不溶性添加剂、0-5体积％的增强纤维以及0-5体积％的加工添加剂。该隔热抹灰可以通过将此类干混物与水混合并且随后硬化来制备。
[0006]二氧化硅气凝胶由于其特定的合成方法而具有非常适于其在隔热中的应用的孔结构，是现有隔热组合物的公认组分。遗憾的是，气凝胶与其它二氧化硅类型如气相法二氧化硅相比是相当昂贵的，并且在升高的温度下具有差的隔热性能。因此，期望开发基于其他二氧化硅类型的替代隔热组合物。
[0007]隔热组合物中的气凝胶材料被相应的气相法二氧化硅材料的简单替代(例如WO 2006/097668 A1中所公开的)将导致所得组合物的较高的热导率。虽然可以通过增加气相法二氧化硅负载而在一定程度上使这种组合物的隔热性能从一定水平得到改善，但由于最终组合物的过高粘度，因此不可再引入二氧化硅。
[0008]WO 2006/097668 A1公开了一种包含30-95重量％的微孔隔热材料如疏水性气相法二氧化硅、5-70重量％的红外遮光剂材料、0-50重量％的颗粒状隔热填充材料和0-5重量％的粘结剂材料如聚乙烯醇的粒状隔热材料，其通过将各组分混合和随后致密化以得到尺寸为0.25mm至2.5mm的粒状材料而制备。WO 2006/097668 A1中公开的自由流动的材料被设计用于高温隔热应用的松散填料。
[0009]PCT/EP2018/051142公开了包含疏水化的二氧化硅和IR遮光剂的具有改善的机械强度的粒状材料。这样的材料显示出较少的机械消耗并且适用于隔热配制物。用于制备这种粒状材料的方法包括以下步骤：a)将亲水性二氧化硅与至少一种IR遮光剂混合；b)使步骤a)中获得的混合物致密化以产生粒状材料；c)将步骤b)中产生的粒状材料在200-1200℃的温度下经受热处理；d)将在步骤c)中经受热处理的粒状材料用疏水剂进行疏水化。在制备这种材料的替代方法中，在步骤c)中，代替热处理，进行用氨处理步骤b)中产生的粒状材
料。
[0010]虽然PCT/EP2018/051142中公开的基于二氧化硅的粒状材料适用于隔热配制物，但仍需要改进含有高负载的这种材料的隔热组合物的粘度。
[0011]本专利技术致力于解决的问题是提供一种更好地适用于隔热组合物的隔热材料。更具体地，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适用于制备隔热组合物的基于二氧化硅的隔热材料，该隔热组合物具有相对高负载的该二氧化硅系材料和相对低的粘度，并且在这种组合物在储存时具有低的粘度增加。这样的隔热组合物一方面应当提供低的热导率，另一方面应当是可很好地混合的并且很好地适用于待隔热的表面。
[0012]该目的通过提供一种疏水化的粒状材料来实现，所述疏水化的粒状材料包含30-95重量％的基于二氧化硅和至少一种金属M的氧化物的混合氧化物(该金属M选自Al、Ti和Fe，其中所述金属M氧化物在混合氧化物中的含量为0.1-10重量％)，和5-70重量％的至少一种选自由碳化硅、二氧化锆、钛铁矿、钛酸铁、硅酸锆、氧化锰、石墨、炭黑及其混合物组成的组的IR遮光剂。
[0013]出人意料且不可预见地，考虑到现有技术，现发现当与基于纯二氧化硅的材料如PCT/EP2018/051142中所述相比时，这种疏水化的粒状材料提供新鲜制备的隔热组合物和储存时的那些隔热组合物的粘度的显著改善。
[0014]本专利技术的混合氧化物优选为热解的，即通过热解法制备，并且因此包含热解法制备的(气相法)金属氧化物。热解法(气相法)金属氧化物通过火焰水解法或火焰氧化法制备。这涉及通常在氢/氧火焰中氧化或水解可水解或可氧化的起始材料。用于热解方法的起始材料包括有机和无机物质。金属卤化物如四氯化硅是特别合适的。由此获得的亲水性金属氧化物是无定形的。气相法金属氧化物通常为聚集的形式。“聚集的”应理解为意指在开始时首先形成的所谓初级颗粒在反应中随后变得彼此牢固结合而形成三维网络。所述初级颗粒基本上无孔并且在其表面上具有游离的羟基。
[0015]热解法混合氧化物诸如热解法二氧化硅-氧化铝混合氧化物已知被用于各种配制物中。因此，在US2003/0095905A1中公开了BET表面积为大于300m2/g且Al2O3含量为0.01-99.99重量％的亲水性的热解法制备的铝-硅混合氧化物粉末。发现该材料可很好地分散在水性组合物中，并建议将其用作涂料、特别是喷墨材料中的填料。
[0016]US 4286990公开了BET表面积为50-200m2/g的亲水性的热解法制备的二氧化硅-铝混合氧化物，其含有0.5-20重量％的二氧化硅，其余为氧化铝。发现该混合氧化物在高达1325℃都是热稳定的，并提议将其用于隔热组合物中。一个具体实施方案(实施例2)示出了平均颗粒直径为7nm并且氧化铝含量为97.5重量％的细小亲水性粉末的制备。
[0017]EP 1016932 A1公开了调色剂混合物，其包含已经用六甲基二硅氮烷(HMDS)表面处理的氧化铝含量为60-70重量％的热解法制备的的铝-硅混合氧化物。
[0018]已知通过使以挥发性金属化合物如氯化物的形式的至少两种不同金属源在H2/O2火焰中同时反应来制备热解法混合氧化物。这种氧化物的一个实例是SiO2/Al2O3混合氧化物，其由Evonik以名称MOX 170制备。当制备MOX 170时，SiCl4和AlCl3的混合物在火焰中直接水解。代替氯化物或除了氯化物之外，还可以将相应的硅烷，例如甲基三氯硅烷、三氯硅烷等用作原料。(DE-A 952 891；DE-A 25 33 925；DE-A 27 02本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种疏水化的粒状材料，其包含30-95重量％的基于二氧化硅和至少一种金属M的氧化物的混合氧化物，和5-70重量％的至少一种选自由碳化硅、二氧化锆、钛铁矿、钛酸铁、硅酸锆、氧化锰、石墨、炭黑及其混合物组成的组的IR遮光剂，所述金属M选自Al、Ti和Fe，且所述金属M的氧化物在所述混合氧化物中的含量为0.1-10重量％。2.根据权利要求1所述的疏水化的粒状材料，其特征在于，所述混合氧化物为热解二氧化硅-氧化铝的混合氧化物。3.根据权利要求1-2中任一项所述的疏水化的粒状材料，其特征在于，所述粒状材料在甲醇/水混合物中具有10％至80％甲醇的甲醇润湿度。4.根据权利要求1-3中任一项所述的疏水化的粒状材料，其特征在于，所述粒状材料具有大于10μm的数字中值粒度d
50
。5.根据权利要求1-4中任一项所述的疏水化的粒状材料，其特征在于，所述粒状材料基本上不含小于200μm的颗粒。6.根据权利要求1-5中任一项所述的疏水化的粒状材料，其特征在于，所述疏水化的粒状材料具有50-400m2/g的BET表面积。7.根据权利要求1-6中任一项所述的疏水化的粒状材料，其特征在于，所述粒状材料具有50-300g/L的夯实密度。8.根据权利要求1-7中任一项所述的疏水化的粒状材料，其特征在于，所述粒状材料具有不大于0.3mmolOH/g的羟基密度。9.一种制备根据权利要求1-8中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：赢创运营有限公司，
类型：发明
国别省市：