研磨的硅烷化气相法二氧化硅制造技术

本发明专利技术涉及通过研磨由于硅烷化而在表面上固定有辛基甲硅烷基的气相法二氧化硅获得的疏水性气相法二氧化硅、其制备方法和含有这种二氧化硅的涂料制剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种研磨的疏水性气相法二氧化硅、其制备方法和其用途。 本专利技术还涉及一种含有本专利技术的二氧化硅的涂料制剂。
技术介绍
气相法二氧化娃已矢口于Ullmanns EnzyklopSdie der technischen Chemie， 21巻，464页(1982)中。通过在氢气和氧气的混合物中燃烧挥发性硅化 合物如四氯化硅来制备气相法二氧化硅。将物质粉碎成粉状(50 500nm),粉末(5 50^im)，甚至更大的细度(小 于5pm)是本领域常见的做法。对于所有粉碎作业，都提供和操作大量的 技术设备，从而匹配各个作业的特性。在Ullmanns EnzyklopMie der technischen Chemie， 3版，1巻，616-638页中很好地描述了粉碎的问题和 各种机器。在气相法二氧化硅中，平均初级粒径(5~50nm)比通过机械粉碎得到 的粒径低很多。表面积为200m2/g的气相法二氧化硅的初级粒子和聚集体可 用电子显微镜观察。气相法二氧化硅的初级粒子和聚集体相结合，形成更大的复合体、团 聚体。 一般来说，粒径越小或比表面积就越大，并且气相法二氧化硅的致 密度越高，这些团聚体就越大。将这些团聚体保持在一起的结合力相对较弱。然而，在液体体系中加 入和溶解这些团聚体以均匀分布初级粒子和聚集体或者低团聚粒子时，需 要一定的剪切能源。根据使用领域，使用各种不同的混合设备进行分散， 选择的关键因素是体系的粘度和极性以及团聚体强度和所需的均质性。使用简单的搅拌系统，例如桨式搅拌器，通常不能满意地直接混入少 量的二氧化硅，尤其是在低粘度体系中时。然而，涂料和油漆生产商以及 加工商，从主要被用作增稠剂和触变剂的二氧化硅性能的观点来看，希望用非常简单的设备，耗费最少的时间和能量来实现最佳的分布。对于桨式搅拌器的分散，粗二氧化硅团聚体没有被充分粉碎，因此对 于提高粘度和触变性仅起到很小的作用。这些信息基于作为分散剂的UP树 脂(不饱和聚酯树脂)。在现有技术只能在有限程度上可以通过在液体体系外，即在实践中， 在空气下进行分散或通过传统意义上的研碎来减小团聚体尺寸，因为在材 料具有一定的团聚趋势的情况下，在粉碎后之前的团聚状态很快又重新建 立起来。出现这种效果不会迟于材料的重新压实之后，通过机械干预材料 在很大程度上被松散并且不能以这种形式运送或保存。保存时间对团聚体 的再扩大也有影响。针对分散性二氧化硅的分布状态和分散体的最大团聚体尺寸(粒度)所用的质量数和评价参数是根据DIN 53203所谓的刮板细度仪值 (grindometer value )。已知的是，气相法二氧化硅可被疏水化，在销棒粉碎机中研磨，然后 分级(US 2004/0110077 Al)。这种已知的二氧化硅被用作调色剂混合物的 外部添加剂。BET表面积为200 m2/g的亲水性气相法二氧化硅的刮板细度仪值根据 DIN法在UP树脂(BASF的Lud叩al P6不饱和聚酯树脂，2%分散体)中 测定为50 60pm。当这种气相法二氧化硅另外再被更高程度地压实时(100 120g/l)，刮 板细度仪值也高得多，具体是超过100pm，因此作为增稠剂和触变剂另外 需要较大的能源消耗。已知的是，表面积约为300m2/g的高分散度二氧化硅可以在销棒粉碎机 中研磨。对于未压实的二氧化硅，获得的刮板细度仪值最初为25pm。如果这种二氧化硅被压实到50g/l时，刮板细度仪值升到30^im，并且 在进一步压实至75g/l时，甚至升到约40jam。在保存3个月的过程中，被压实到50g/l的研磨的未改性二氧化硅的刮 板细度仪值为50~60nm。根据现有技术，仅当亲水性二氧化硅与3重量％的疏水性二氧化硅混合并且通过空气喷射研磨机或销棒粉碎机研磨该混合物时，才可以防止再团聚(EP0 076 377B1)。对于BET表面积为200m2/g的气相法二氧化硅，即使在压实到73或 107g/l后，也获得35jum的刮板细度仪值。对于BET表面积为300m2/g的气相法二氧化硅，由于在研碎之前加入 疏水性二氧化硅，在夯实密度为28g/l时的刮板细度仪值为10pm，在夯实 密度为50g/l时的刮板细度仪值为15 20Mm。已知的气相法二氧化硅的缺点在于，它们仍然具有较高的刮板细度仪 值，因此它们对增加黏度和触变性的贡献并非最佳，并且这些值在长期保 存过程中变差。
技术实现思路
因此，本专利技术的技术目的是提供硅烷化气相法二氧化硅，其具有改善 的流变性能并且同时具有低的刮板细度仪值。本专利技术的技术目标通过疏水性气相法二氧化硅来实现，所述疏水性气 相法二氧化硅是通过研磨由于硅烷化而在表面上固定有辛基甲硅垸基的气 相法二氧化硅而得到的。具体实施例方式优选使用销棒粉碎机或空气喷射研磨机来进行所述研磨。这样提供了 刮板细度仪值比所用的未研磨的原料即未研磨的二氧化硅更低的二氧化 硅。因此，本专利技术的研磨的二氧化硅可更好更快地分散在，例如，涂料制 剂中。此外，优选的是，得到的二氧化硅在涂料制剂中导致光雾度值小于16， 优选为15或更低(在20。的入射角下测量)。在优选的实施方案中，本专利技术的二氧化硅的夯实密度为10~100g/l，优 选15~65g/l。气相法二氧化硅记载在Winnacker-Ktichler Chemische Technologie[化学 技术]，3巻(1983)， 4版，77页禾口 Ullmanns EnzyklopSdie der technischen Chemie， 4版(1982)， 21巻，462页中。7特别地，通过蒸发性硅化合物如SiCU或有机硅化合物如三氯甲基硅烷在氢氧气体火焰中的火焰水解来制备气相法二氧化硅。本专利技术的二氧化硅是气相法二氧化硅，其表面已经被至少一种有机成 分改性。因此，它们被称为表面改性的二氧化硅。改性的气相法二氧化硅(由气相法二氧化硅制备的二氧化硅)是指可以根据DE 24 14 478基于气 相法二氧化硅而制备的二氧化硅。表面改性是指有机成分与二氧化硅粒子 表面的化学和/或物理连接。换言之，对于表面改性的二氧化硅，至少一些 二氧化硅粒子的至少部分表面被表面改性剂覆盖。在这种情况下，通过使 气相法二氧化硅与三甲氧基辛基硅烷或三乙氧基辛基硅烷按已知方式反应 对气相法二氧化硅迸行硅烷化，辛基甲硅垸基被固定在气相法二氧化硅的 表面上。本专利技术的二氧化硅不容易再团聚。本专利技术的二氧化硅的刮板细度仪值 比所用原料低，并且在分散时间为30分钟的情况下，低于12pm，通常甚 至低于10pm，而未研磨的二氧化硅的刮板细度仪值为12pm。在分散时间 为60分钟的情况下，本专利技术的二氧化硅的刮板细度仪值始终低于l(Him。在进一步优选的实施方案中，本专利技术的二氧化硅的BET比表面积为 100 250m2/g，优选120~200m2/g，更优选130~170m2/g。还优选的是，本专利技术的二氧化硅的平均粒径根据Cilas为5.0 20.0|im。 在进一步优选的实施方案中，根据本专利技术的二氧化硅的pH为5.0~6.0。本专利技术还提供制备本专利技术的二氧化硅的方法，其特征在于，研磨由于 硅烷化而在表面上固定有辛基甲硅垸基的气相法二氧化硅的步骤。在优选的方法中，所用的二氧化硅的BET表面积为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
疏水性气相法二氧化硅，其是通过研磨由于硅烷化而在表面上固定有辛基甲硅烷基的气相法二氧化硅得到的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-5-22 102007024100.51.疏水性气相法二氧化硅，其是通过研磨由于硅烷化而在表面上固定有辛基甲硅烷基的气相法二氧化硅得到的。2. 如权利要求1所述的二氧化硅，其特征在于，使用销棒粉碎机或空气喷射研磨机实施所述研磨。3. 如权利要求1或2所述的二氧化硅，其特征在于，所得二氧化硅的 刮板细度仪值比未研磨的二氧化硅低。4. 如权利要求1~3之一所述的二氧化硅，其特征在于，所得二氧化硅 在涂料制剂中导致光雾度值小于16，优选为15或更低。5. 如权利要求1 4之一所述的二氧化硅，其特征在于，所得二氧化硅 的夯实密度为10~100g/l，优选15~65g/l。6. 如权利要求1~5之一所述的二氧化硅，其特征在于，所得二氧化硅 的BET比表面积为100~250m2/g，优选120~200m2/g，更优选130~170m2/g。7. 如权利要求1 6之一所述的二氧化硅，其特征在于，所得二氧化硅 根据Cilas的平均粒径为5.0~20.0pm。8. 如权利要求1 7之一所述的二氧化硅，其特征在于，所得二氧化硅 的pH为5.0 6.0。9. 制备如权利要求1~8之一所述的硅垸化气相法二氧化硅的方法，其 特征在于，研磨由于硅烷化而在表面上固定有辛基甲硅垸基的气相法二氧 化硅的步骤。10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，研磨所用的二氧化硅的 BET比表面积为100~250m2/g，优选100 200m2/g，更优选120~180m2/g; 夯实密度为10 100g/l，优选15 65g/1，更优选约60g/1。11. 如权利要求1~...

【专利技术属性】
技术研发人员：J迈尔，A戈巴斯柴克，G米夏埃多，V瓦尔特，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]