[发明专利]用低聚物硅氧烷醇官能化的金属氧化物的组合物及其用途

说明书

本发明涉及一种制备基于用低聚硅氧烷醇(Siloxanol)官能化的热解金属氧化物的基本无溶剂的水性(w?ssrig)组合物的方法，以及涉及相应的组合物，和其用于腐蚀保护和促进粘合性的用途。

基于环氧丙氧基丙基烷氧基硅烷与含水硅溶胶的反应的分散体由EP 1 773 958 A1和US 2008/0058489已知。这些体系在铸模生产中用作无机粘结剂。DE 198 14 605 A1公开了一种包含环氧丙氧基硅烷和例如聚硅酸锂的试剂。EP 1 288 245 A2公开了来自含水硅溶胶与烷基三烷氧基硅烷和烷氧基硅烷的反应的组合物。

DE 198 14 605 A1的组合物的缺点为硅烷对使用的硅溶胶中的颗粒表面缺乏化学附着，即缺乏共价键的形成。由于所形成的仅仅基于范德华力和/或氢桥键的粘附，颗粒与硅烷的持久和在较强烈负荷下承受得住的交联消失。因此由这些组合物产生的密封并不提供持久的腐蚀保护。硅烷对无机颗粒的化学附着增强了金属氧化物颗粒在施加的基底，例如金属基材上的化学固定。

上述公开物公开了包含已经存在的胶体二氧化硅（其由硅酸钠获得）的硅溶胶。在酸性或碱性pH值下，含水分散体是稳定的，并具有20至100 nm的颗粒尺寸。作为生产的结果，二氧化硅颗粒为圆形颗粒并具有许多杂质，例如外来的金属和氯化物、硫酸盐或其它阴离子成分。作为生产的结果，这些外来的金属污染了硅溶胶并可能在后续应用中产生问题。

作为热解法二氧化硅中的生产引起的杂质低得多的结果，其优选用在涂料体系中。热解法二氧化硅的硅烷-或硅氧烷-改性的纯水性金属涂覆剂是现有技术未知的。这可能是因为仅能通过下面方式困难地实现热解法二氧化硅的含水分散体的稳定化：其中将分散体调节至高pH值或者用铝化合物使它们稳定化。高pH值或添加铝化合物在许多应用中也是不理想的。

一个目标是提供基于用低聚硅氧烷官能化的热解金属氧化物的稳定的纯水性组合物。相对于上述已知的体系，这些组合物应显示改善的应用性能，特别地在使用和/或固化后的应用性能。因此特别的焦点为提供一种用化学官能化的热解金属氧化物，例如用热解法二氧化硅或用金属氧化物改性的热解法二氧化硅制备这些组合物的方法。化学官能化应理解为在低聚硅氧烷醇和热解金属氧化物之间形成共价键。

该目标根据独立或并立的权利要求中的说明而实现。优选实施方案记录在从属权利要求和详细记录在说明书中。

现已意外地发现通过本发明的方法可获得一种包含用低聚硅氧烷醇官能化的热解金属氧化物的纯水性组合物，即基本不含有机溶剂或有机聚合物，且特别稳定。例如，本发明的组合物在室温下稳定至少一个月，优选在这些条件下稳定至少三个月，特别优选12个月，非常特别优选24个月。

如果在宽的pH范围内，特别地在低于9的pH值下其为液态或者在搅拌之后再次为液态，则组合物被认定为是稳定的。总而言之，意外地，本发明的组合物在1至7的低pH值下是稳定的。该组合物优选具有2至6，特别优选3至5的pH。但是同样地，也可在高pH值，例如优选pH 7至12，特别优选8至11下提供稳定的组合物。

意外地，该目标能够通过制备包含用低聚硅氧烷醇官能化的热解金属氧化物的组合物的方法实现，其中在纯水相中使有机官能的、基本完全水解的硅氧烷醇(i)与至少一种热解金属氧化物(ii)强烈混合。

本发明因此提供一种制备包含用低聚硅氧烷醇官能化的热解金属氧化物的组合物的方法，和可由该方法获得的组合物，其中使以下组分

(i)    至少一种基本完全水解的水性低聚和有机官能硅氧烷醇，或者基本完全水解的低聚和有机官能硅氧烷醇的混合物，所述硅氧烷醇基本不含有机溶剂，特别地基本不含醇，不含基于有机烃的聚合物，和

其中硅氧烷醇的每个硅原子具有至少一个官能团，以及

-     该官能团是相同或不同的，特别地为结构单元中的有机官能团R，并且