[发明专利]二氧化硅水分散体

说明书

技术领域

本发明涉及包含硅烷化的胶体二氧化硅粒子和至少一种含有至少两个羟基的有机化合物的分散体、制造这种分散体的方法及其用于提供聚合材料的用途。本发明还涉及制造聚合材料的方法。该分散体还可用于漆或涂料用途。

背景技术

硅溶胶在许多领域中具有广泛用途，包括填充、增量、增稠和增强各种有机材料，例如塑料、树脂、橡胶、油等。

WO 2006/128793公开了制造粉末或糊形式的含有二氧化硅粒子的聚合材料的方法，该方法包括下述步骤：

1）用水和/或水溶性有机溶剂将碱稳定的硅溶胶稀释；

2）将硅烷和/或选自多元醇和二羧酸的有机化合物泵入被搅动的步骤1的溶胶中；

3）通过使其与阴离子和阳离子交换树脂接触，将步骤2的溶胶去离子；和

4）通过蒸发水，将步骤3的去离子溶胶干燥。

US 2004/0147029涉及一种二氧化硅分散体，其包含可流动外相和分散相，所述可流动外相含有可通过非自由基反应转化成聚合物的可聚合单体、低聚物和/或预聚物；和/或聚合物，所述分散相含有非晶二氧化硅。

希望提供稳定的胶体二氧化硅分散体，其在储存和运输过程中、特别是在不存在单独稳定剂的情况下保持稳定，并可例如用于涉及填充、增量、增稠和/或增强各种有机材料（例如塑料、树脂或橡胶）的用途。

发明内容

本发明涉及制造分散体的方法，包括：

a）将硅烷化的胶体二氧化硅粒子的水分散体与至少一种含有至少两个羟基的有机化合物混合，以提供硅烷化的胶体二氧化硅粒子和所述至少一种有机化合物的水分散体，其中所述混合在基本不存在任何单官能醇的情况下进行；和

b）从所述水分散体中除去水，直至分散体中的残余水低于大约10重量％。

除水可以通过任何常规操作装置（例如蒸发器）进行。

术语“单官能醇”是每分子仅含一个羟基的醇，例如甲醇或乙醇。

“基本不含”或“基本不存在”单官能醇是指分散体中单官能醇的含量小于10重量％，更特别小于5重量％，特别是小于1重量％。

因此，胶体二氧化硅粒子基本没有被单官能醇改性。根据一个实施方案，少于10、少于5、少于1或少于0.1％或甚至少于0.05重量％的二氧化硅粒子被单官能醇改性。

根据一个实施方案，胶体二氧化硅粒子可以被改性，并可含有其它元素，例如铝、氮、锆、镓、钛和/或硼，这些元素可存在于粒子和/或连续相中。在例如US 2,630,410中描述了硼改性的硅溶胶。在例如“The Chemistry of Silica”,Iler,K.Ralph著,第407-409页,John Wiley&Sons(1979)和在US 5,368,833中进一步描述了制备铝改性硅溶胶的程序。

胶体二氧化硅粒子可具有大约20至大约1500、特别是大约50至大约900、更特别是大约70至大约600、或大约120至大约600平方米/克、例如大约150至大约450平方米/克的比表面积。

胶体二氧化硅粒子可具有大约2至大约150纳米、例如大约3至大约60、例如大约5至大约40、或大约5至大约25纳米、例如大约6至大约18纳米的平均粒径。

胶体二氧化硅粒子可具有窄的粒度分布，即低的粒度相对标准偏差。粒度分布的相对标准偏差是按数计的粒度分布与平均粒度的标准偏差比。粒度分布的相对标准偏差可低于大约60％（按数计），特别低于约30％（按数计），更特别低于大约15数量％（按数计）。