專利名稱：硅烷化二氧化硅水分散體的制作方法
硅烷化二氧化硅水分散體本發(fā)明涉及提供包含硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的水分散體的方法，其中硅烷基團(tuán)源自a)至少一種含有環(huán)氧官能的硅烷化合物，b)至少一種能使膠態(tài)二氧化硅顆粒改性的不具有環(huán)氧官能的硅烷化合物，其可通過將含有硅烷基團(tuán)前體a)和b)的硅烷化合物與膠態(tài)二氧化硅顆粒以任何順序混合以形成硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的分散體而得到。本發(fā)明還涉及硅烷化膠態(tài)二氧化硅分散體的用途。
背景技術(shù)：
之前已經(jīng)將膠態(tài)二氧化硅分散體尤其用作涂料以改善粘著性和提高各種材料的耐磨性和防水性。然而，這些組合物，尤其是高度濃縮的膠態(tài)二氧化硅組合物可能容易膠凝或沉淀，這大大縮短了貯存時間。EP 1554221公開了提供硅烷改性二氧化硅的分散體的方法。然而，這類分散體的穩(wěn)定性不能總是提供足夠的穩(wěn)定性、硬度和/或防水性。理想的是提供相對于以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，改善的硅烷化硅溶膠分散體。理想的還有提供尤其用于涂料應(yīng)用的高度濃縮的膠態(tài)二氧化硅分散體，其可容易地貯存和運(yùn)輸而沒有任何初始沉淀。另一目的是提供賦予漆配制劑高防水性和/或硬度，特別是早期硬度的分散體。理想的還有提供制備這種分散體的便利且便宜的方法。另一目的是提供不會使木材如橡木褪色的適用于木器漆的分散體。本發(fā)明的另一目的是提供木器漆配制劑的改善防水性。本發(fā)明本發(fā)明涉及制備硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的水分散體的方法，其包括在含水介質(zhì)中將a)至少一種含有環(huán)氧官能的硅烷化合物，b)至少一種能使膠態(tài)二氧化硅顆粒改性的不具有環(huán)氧官能的硅烷化合物；和c)膠態(tài)二氧化硅顆粒以任何順序混合以形成含有源自 a)和b)的硅烷基團(tuán)的硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的水分散體。根據(jù)一個實施方案，硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒能賦予漆硬度和/或防水性。根據(jù)一個實施方案，b)選自具有酰胺基官能、脲基官能、氨基官能、酯官能、巰基官能和/或異氰酸根合官能的硅烷，例如選自具有酰胺基官能、脲基官能和/或氨基官能，例如酰胺和/或脲基官能的硅烷。根據(jù)一個實施方案，b)與a)的重量比為約2-約0. 1，例如約1.5-約0.2，或約 1. 1-約 0. 4。根據(jù)一個實施方案，a)和b)與二氧化硅的重量比為約0.01-約3，例如約0.01-約 1. 5，例如約0. 05-約1，或約0. 10-約0. 5，或約0. 2-約0. 5，或約0. 3-約0. 5。根據(jù)一個實施方案，酰胺基官能包括(甲基)丙烯酰胺基團(tuán)。根據(jù)一個實施方案， 具有酰胺基官能的硅烷包括例如通式(II)CH2 = CR5-C0-NR6-R7-SiR8m-(R9)3_m的含硅烷基團(tuán)的甲基(丙烯酰胺)的烯鍵式不飽和含硅烷單體，其中m為0-2，R5為H或甲基，R6為H或具有1-5個碳原子的烷基；R7為具有1-5個碳原子的亞烷基或其中碳鏈被0或N原子間隔的二價有機(jī)基團(tuán)，R8為具有1-5個碳原子的烷基，且R9為具有1-40個碳原子的烷氧基，其可被其它雜環(huán)取代。在其中存在兩個或更多個基團(tuán)R5或R9的單體中，這些基團(tuán)可以相同或不同。這類(甲基)丙烯酰胺基-烷基硅烷的實例為3_(甲基)丙烯酰胺基-丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)-丙烯酰胺基-丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰胺基-丙基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷、2_(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲氧基硅烷、2_(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基乙基三甲氧基硅烷、甲基)丙烯酰胺基-乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3_(甲基)丙烯酰胺基-丙基三乙酰氧基硅烷、2_(甲基)丙烯酰胺基-乙基三-甲氧基硅烷、1_(甲基)丙烯酰胺基-甲基三甲氧基-硅烷、3-(甲基)丙烯酰胺基-丙基甲基二甲氧基-硅烷、3-(甲基)丙烯酰胺基-丙基二甲基甲氧基-硅烷、3-(Ν-甲基-(甲基) 丙烯酰胺基)_丙基三甲氧基硅烷、3-((甲基)丙烯酰胺基-甲氧基)-3-羥基-丙基三甲氧基硅烷、3-((甲基)丙烯酰胺基-甲氧基)-丙基三甲氧基硅烷、N，N- 二甲基-N-三甲氧基-甲硅烷基丙基-3-(甲基)丙烯酰胺基-丙基氯化銨和N，N-二甲基-N-三甲氧基甲硅烷基丙基-2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙基氯化銨。根據(jù)一個實施方案，具有脲基官能的硅烷包括例如β-脲基乙基-三甲氧基硅烷、 β-脲基乙基-三乙氧基硅烷、Y-脲基乙基三甲氧基硅烷，和/或Y-脲基丙基-三乙氧
基娃焼。根據(jù)一個實施方案，具有脲基官能的硅烷可具有結(jié)構(gòu) B(4_n)-Si-(A-N(H)-C(O)-NH2)n，其中A為含有1-約8個碳原子的亞烷基，B為羥基或含有 1-約8個碳原子的烷氧基，且η為1-3的整數(shù)，條件是如果η為1或2，則各個B可以相同或不同。根據(jù)一個實施方案，具有環(huán)氧官能的硅烷包括例如縮水甘油氧基和/或縮水甘油氧基丙基如Y-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、Y -縮水甘油氧丙基三乙氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷Y-縮水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷、(3-縮水甘油氧丙基)三甲氧基硅烷、 (3-縮水甘油氧丙基)己基三甲氧基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)-乙基三乙氧基硅烷。根據(jù)一個實施方案，具有環(huán)氧官能的硅烷包含至少一個縮水甘油氧基或縮水甘油氧丙基，特別是Y-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和/或Y-縮水甘油氧丙基甲基二乙氧基娃焼。根據(jù)一個實施方案，具有巰基官能的硅烷包括3-巰基丙基三甲氧基硅烷、 HS(CH2)3、Si (OCH3)3、具有至少一個羥基烷氧基甲硅烷基和/或環(huán)狀二烷氧基甲硅烷基的巰基硅烷、Y-巰基丙基三甲氧基硅烷、Y-巰基丙基三乙氧基硅烷。根據(jù)一個實施方案，具有氨基官能的硅烷選自氨基甲基三乙氧基硅烷、Ν-(β_氨基乙基)氨基甲基三甲氧基硅烷、氨基甲基甲基二乙氧基硅烷、Ν-(β-氨基乙基)甲基三乙氧基硅烷、Y -氨基丙基三乙氧基硅烷、Y -氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、Y -氨基異丁基三甲氧基硅烷、N- ( β -氨基乙基)-γ -氨基丙基三甲氧基硅烷和N- ( β -氨基乙基)-γ -氨基丙基甲基二甲氧基硅烷。以上可使用的硅烷官能的其它具體實例包括US 5，擬8，790中提到的那些，通過引用將其并入本文中。根據(jù)一個實施方案，可將硅烷化合物與膠態(tài)二氧化硅顆粒以任何順序混合。根據(jù)一個實施方案，將至少一種具有環(huán)氧官能的硅烷化合物在與至少一種硅烷化合物b)混合以前與膠態(tài)二氧化硅顆?；旌?。根據(jù)一個實施方案，將具有環(huán)氧官能的硅烷化合物在已將二氧化硅用硅烷化合物 b)如胺官能硅烷改性以后與膠態(tài)二氧化硅顆?；旌稀?br> 根據(jù)一個實施方案，將硅烷化合物a)和b)在12以下，例如11以下，10以下或9. 5 以下的PH下與膠態(tài)二氧化硅顆粒混合。根據(jù)一個實施方案，硅烷化合物，例如具有氨基官能的硅烷的混合在10以上，例如11以上的pH下進(jìn)行。根據(jù)一個實施方案，硅烷化合物和膠態(tài)二氧化硅顆粒的混合可以在約1-約13，例如約6-約12，或約7. 5-約11，或約9-約10. 5的pH下進(jìn)行。硅烷和膠態(tài)二氧化硅顆粒的混合可例如在約20-約95°C，例如約50-約75°C，或約60-約70°C的溫度下連續(xù)地進(jìn)行。例如將硅烷在約60°C的溫度和可控速率下在強(qiáng)力攪拌下緩慢加入二氧化硅顆粒中，所述速率適當(dāng)?shù)貫榧s0.01-約100，例如約0. 1-約10，約 0. 5-約5，或約1-約2硅烷分子/nm2膠態(tài)二氧化硅表面積(基于膠態(tài)二氧化硅顆粒)/小時。取決于加入速率、要加入的硅烷的量和所需甲硅烷基化度，硅烷的加入可持續(xù)任何合適時間。然而，硅烷的加入可持續(xù)至多約5小時，或至多約2小時直至加入適量的硅烷化合物 a)和b)。加入膠態(tài)二氧化硅顆粒中的a)和b)的量適當(dāng)?shù)貫榧s0. 1-約6，例如約0. 3_約 3，或約1-約2硅烷分子/nm2膠態(tài)二氧化硅顆粒表面積。當(dāng)制備二氧化硅含量為至多約80 重量％的高度濃縮硅烷化二氧化硅分散體時，硅烷持續(xù)加入膠粒中可能是特別重要的。然而，分散體中的二氧化硅含量適當(dāng)?shù)貫榧s20-約80重量％，約25-約70重量％，或約30-約 60重量％。根據(jù)一個實施方案，將硅烷化合物a)和b)中至少一種，例如a)在與膠態(tài)二氧化硅顆?；旌弦郧袄缬盟♂屢孕纬芍亓勘冗m當(dāng)?shù)貫榧s1 8-約8 1，約3 1-約 1 3，或約1.5 1-約1 1.5的硅烷和水的預(yù)混合料。所得硅烷-水溶液是基本清澈和穩(wěn)定的，且容易與膠態(tài)二氧化硅顆?；旌?。在硅烷連續(xù)加入膠態(tài)二氧化硅顆粒中下，混合可在停止加入硅烷以后持續(xù)約1秒至約30分鐘，例如約1-約10分鐘。根據(jù)一個實施方案，分散體在其制備以后兩個月的相對粘度提高低于約100%，例如低于約50%，或低于約20%。根據(jù)一個實施方案，分散體在其制備以后4個月的相對粘度提高低于約200%，例如低于約100%，或低于約40%。膠態(tài)二氧化硅顆粒，在本文中也稱作硅溶膠，可衍生自例如沉淀二氧化硅、硅微粉 (micro silica)(硅灰(silica fume))、熱解法二氧化硅(火成二氧化硅)或具有足夠純度的硅膠，及其混合物；它們可通過W02004/03M74中所述方法硅烷化。硅溶膠也可通常由例如US，5，368，833所公開的水玻璃得到。本發(fā)明膠態(tài)二氧化硅顆粒和硅溶膠可被改性，可含有其它元素如胺、鋁和/或硼， 其可以存在于顆粒和/或連續(xù)相中。硼改性硅溶膠例如公開于US 2，630，410中。鋁改性二氧化硅顆粒適當(dāng)?shù)鼐哂屑s0. 05-約3重量％，例如約0. 1-約2重量％的Al2O3含量。制備鋁改性硅溶膠的程序進(jìn)一步描述于例如“The Chemistry of Silica”，Iler，K. Ralph，第 407-409 頁，John Wiley & Sons (1979)和 US 5368833 中。膠態(tài)二氧化硅顆粒的平均粒徑適當(dāng)?shù)貫榧s2-約150nm，約3_約50nm，約5-約 40nm,或約7-約22nm。適當(dāng)?shù)兀z態(tài)二氧化硅顆粒的比表面積為約20-約1500m2/g，例如約 50-約 900m2/g，約 70-約 600m2/g，或約 130-約 360m2/g。根據(jù)一個實施方案，膠態(tài)二氧化硅顆?？删哂姓６确植?，即低粒度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。根據(jù)一個實施方案，粒度分布的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為粒度分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差與平均粒度的數(shù)值(number)比。粒度分布的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差低于約60數(shù)值％，例如低于約30數(shù)值％， 或低于約15數(shù)值％。膠態(tài)二氧化硅顆粒適當(dāng)?shù)卦诜€(wěn)定陽離子如K+、Na+、Li+、NH4+、有機(jī)陽離子、伯、仲、 叔和季胺或其混合物的存在下適當(dāng)?shù)胤稚⒃诤橘|(zhì)中以形成含水硅溶膠。然而，也可使用包含有機(jī)介質(zhì)如低級醇、丙酮或其混合物的分散體，其量適當(dāng)?shù)貫榭偡稚⒔橘|(zhì)體積的約 1-約20體積％，約1-約10體積％，或約1-約5體積％。根據(jù)一個實施方案，使用不具有任何其它有機(jī)介質(zhì)的含水硅溶膠。根據(jù)一個實施方案，膠態(tài)二氧化硅顆粒為帶負(fù)電荷的。適當(dāng)?shù)兀苣z中二氧化硅含量為約20-約80重量％，例如約25-約70重量％，約30-約60重量％。二氧化硅含量越高，所得硅烷化膠態(tài)二氧化硅分散體越濃。硅溶膠的PH適當(dāng)?shù)貫榧s 1-約 13，約 3. 5-12，約 6-約 12，或約 7. 5-約 11。根據(jù)一個實施方案，硅溶膠的S值為約20-約100%，例如約30-約90%，或約 60-約 90%。已發(fā)現(xiàn)S值在這些范圍內(nèi)的分散體可改善所得分散體的穩(wěn)定性。S值表征膠態(tài)二氧化硅顆粒的聚集程度，即聚集體或微凝膠形成的程度。已測量S值并根據(jù)J. Phys. Chem. 60(1956)，955-957，Iler, R. K. & Dalton, R. L 給出的公式計算。S值取決于膠態(tài)二氧化硅顆粒的二氧化硅含量、粘度和密度。高S值表示低微凝膠含量。S值表示存在于例如硅溶膠分散相中的以重量％表示的SiO2量。可在制備方法期間控制微凝膠程度，如在US 5368833中進(jìn)一步描述的。硅烷化合物可在膠態(tài)二氧化硅顆粒表面上與硅烷醇基團(tuán)形成穩(wěn)定的共價硅氧烷鍵(Si-O-Si)，或例如通過氫鍵連接在硅烷醇基團(tuán)上。根據(jù)一個實施方案，將硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的水分散體與漆如基于樹脂的水性/水基(或水溶混)漆如環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯類樹脂、醇酸樹脂的分散體或乳液混合以用于木器用涂料、金屬被膜、塑料涂層、紙張涂層或者玻璃和陶瓷或礦物基質(zhì)的涂層中。通常，術(shù)語漆包括通過溶劑蒸發(fā)以及通常固化方法干燥并產(chǎn)生超無光澤至高光澤的任何光澤水平并可根據(jù)需要進(jìn)一步拋光的硬耐久涂層的任何清澈或著色清漆。根據(jù)一個實施方案，將有機(jī)基料加入硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的分散體中。術(shù)語 “有機(jī)基料”包括膠乳、水溶性樹脂和聚合物及其混合物。水溶性樹脂和聚合物可以為各種類型的，例如聚(乙烯醇)、改性聚(乙烯醇)、聚羧酸酯、聚(乙二醇)、聚(丙二醇)、聚乙烯吡咯烷酮、聚烯丙胺、聚(丙烯酸)、聚酰胺胺、聚丙烯酰胺、聚吡咯，蛋白質(zhì)如酪蛋白、 大豆蛋白質(zhì)、合成蛋白質(zhì)，多糖如纖維素衍生物，包括甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素或羧甲基纖維素，和淀粉或改性淀粉；脫乙酰殼多糖，多糖膠如瓜爾膠、阿拉伯膠、黃原膠和瑪脂及其混合物或混雜物。術(shù)語“膠乳”包括基于樹脂的乳液和/或各類聚合物的合成和/或天然膠乳，例如苯乙烯-丁二烯聚合物、 丁二烯聚合物、聚異戊二烯聚合物、丁基聚合物、腈聚合物、乙酸乙烯酯均聚物、丙烯酸聚合物如乙烯丙烯酸共聚物或苯乙烯-丙烯酸聚合物、聚氨酯、環(huán)氧聚合物、纖維素聚合物；例如微纖維素、三聚氰胺樹脂、氯丁橡膠聚合物、苯酚基聚合物、聚酰胺聚合物、聚酯聚合物、 聚醚聚合物、聚烯烴聚合物、聚乙烯醇縮丁醛聚合物、有機(jī)硅(silicone)如硅氧橡膠和硅氧烷聚合物(例如硅油)、脲-甲醛聚合物、乙烯基聚合物或其混合物或混雜物。
根據(jù)一個實施方案，將硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的分散體與漆如水性漆如木器漆或環(huán)氧樹脂漆以基于干重量為約0. 01-約4，例如約0. 1-約2，或約0. 2-約1，或約0. 2-約 0. 5的二氧化硅/漆重量比混合。以類似方式，可將硅烷化顆粒與有機(jī)基料以相同比例混合。根據(jù)一個實施方案，將硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒與其它組分如有機(jī)基料或漆在中等溫度，適當(dāng)?shù)丶s15-約35°C，或約20-約30°C下混合。根據(jù)一個實施方案，將各組分混合約10 秒至約1小時，或約1-約10分鐘。本發(fā)明進(jìn)一步涉及可通過本文所述方法得到的水分散體。特別地，本發(fā)明涉及包含硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的水分散體，其中硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒包含a)至少一種含有環(huán)氧官能的硅烷化合物和b)至少一種不具有環(huán)氧官能的硅烷化合物的硅烷基團(tuán)。根據(jù)一個實施方案，所述硅烷能使膠態(tài)二氧化硅顆粒改性。硅烷基團(tuán)可源自如本文所公開的任何硅烷化合物。分散體的各組分適當(dāng)?shù)鼐哂腥绫疚脑诜椒ú糠炙_的技術(shù)特征。水分散體能在各種基質(zhì)上形成涂層。根據(jù)一個實施方案，水分散體還包含漆如水性漆。水分散體能賦予漆配制劑改善的硬度，尤其是早期硬度和/或防水性。根據(jù)一個實施方案，分散體的二氧化硅含量基于分散體中的干材料為約1-約80 重量％，例如約10-約70重量％，約20-約50重量％。除在穩(wěn)定性方面更有效外，分散體在應(yīng)用于待涂覆材料上以后具有更短的干燥時間。干燥所用的能量可因此大大降低。分散體中的高二氧化硅含量是優(yōu)選的，只要硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒保持穩(wěn)定分散，而沒有任何實際的聚集、沉淀和/或膠凝。從降低其運(yùn)輸費(fèi)用來看，這也是有利的。根據(jù)一個實施方案，a)和b)與二氧化硅在分散體中的重量比為約0. 01-約3，例如約0. 01-約1. 5，例如約0. 05-約1，或約0. 1-約0. 5，或約0. 2-約0. 5，或約0. 3-約0. 5。 根據(jù)一個實施方案，b)與a)的重量比為約2-約0. 1，例如約1.5-約0.2，或約1. 1-約0.4。二氧化硅的內(nèi)容包括改性硅烷化二氧化硅顆粒形式的二氧化硅，未改性二氧化硅顆粒也可能存在于所制備的分散體中二氧化硅?？偣柰楹炕谒凶杂煞稚⒌墓柰楹退羞B接或結(jié)合的硅烷基團(tuán)。根據(jù)一個實施方案，分散體還含有如本文所進(jìn)一步描述的有機(jī)基料如膠乳。包含有機(jī)基料和硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的分散體的總固體含量適當(dāng)?shù)貫榧s15-約80重量％， 例如約25-約65重量％，或約30-約50重量％。二氧化硅與有機(jī)基料基于干重的重量比適當(dāng)?shù)貫榧s0.01-約4，例如約0. 1-約2，或約0. 2-約1。根據(jù)一個實施方案，硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒和有機(jī)基料作為離散顆粒存在于分散體中。分散體的穩(wěn)定性有利于其在任何使用中的處理和應(yīng)用，因為它便于儲存且不需要在即用前就地制備。已制備的分散體因此可容易地直接使用。分散體也是有利的，因為它不包含危險量的毒性組分。水分散體可含有水溶混性有機(jī)介質(zhì)。例如合適的與水溶混的有機(jī)介質(zhì)可以以水和有機(jī)介質(zhì)總體積的約1-約20體積％的量，例如約1-約10體積％，或約 1-約5體積％的量包含在水分散體中。取決于二氧化硅顆粒的大小、硅烷與二氧化硅的重量比、硅烷化合物的類型、反應(yīng)條件等，除硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒外，分散體還可包含至少一定程度的非硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒。適當(dāng)?shù)兀辽偌s40重量％的膠態(tài)二氧化硅顆粒被硅烷化(硅烷改性)，例如至少約65重量％，或至少約90重量％或至少約99重量％。除結(jié)合或連接在二氧化硅顆粒表面上的硅烷基團(tuán)或硅烷衍生物形式的硅烷外，分散體還可包含至少一定程度的自由分散的未結(jié)合硅烷化合物。適當(dāng)?shù)?，至少約40重量％，例如至少約60重量％，至少約75重量％， 至少約90重量％，或至少約95重量％的硅烷化合物結(jié)合或連接在二氧化硅顆粒表面上。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含如本文所述的硅烷化二氧化硅膠粒的漆配制劑。本發(fā)明還涉及硅烷化膠態(tài)二氧化硅分散體在涂料應(yīng)用如漆配制劑如木器漆或環(huán)氧漆中作為添加劑以改善防水性、硬度，特別是早期硬度和穩(wěn)定性的用途。本發(fā)明分散體還可賦予改善的粘著性和耐磨性。本發(fā)明分散體還可提供改善的可砂磨性(可拋光性)和流動性能。這類分散體還可在著色體系如油漆中提供更好的膜性能。分散體還適于涂覆和浸漬機(jī)織物和非織造織品、磚、相紙、木材、金屬表面如鋼或鋁、塑料膜如聚酯、PET、聚烯烴、聚酰胺、聚碳酸酯或聚苯乙烯；織物、皮革、紙和紙狀材料、 陶瓷、石、水泥材料、地浙青、硬纖維、禾草、玻璃、瓷器、各種不同類型的塑料、玻璃纖維如抗靜電和抗油脂修飾用玻璃纖維；無紡布基料、粘合劑、增粘劑、層壓劑、密封劑、疏水劑，作為基料如用于軟木粉或鋸屑、石棉和橡膠廢料；作為織物印花和造紙工業(yè)中的助劑；作為聚合物的添加劑，例如用于玻璃纖維的施膠劑；和用于修飾皮革。因此描述本發(fā)明，明顯這可以以許多方式改變。認(rèn)為這些變化方案是不偏離本發(fā)明的要旨和范圍的，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的所有這些改進(jìn)意欲包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。當(dāng)這里以下實施例提供反應(yīng)的更具體詳情時，這里可公開以下一般原則。以下實施例進(jìn)一步闡述所述發(fā)明可如何進(jìn)行而不限制它的范圍。如果不另外說明，所有份和百分?jǐn)?shù)指的是重量份和重量百分?jǐn)?shù)。
實施例以下所用硅烷A-E可從瑞士的Momentive得到。A =Silquest A-187 (含縮水甘油氧基的環(huán)氧基硅烷)B =Silquest A-1524 (含脲基的硅烷)C :Silquest A-1100 (含氨基的硅烷)D :Silquest A_1130(含氨基的硅烷)E =Silquest A-178 (含丙烯酰胺基的硅烷)硅烷的水解在室溫下在溫和攪拌下將硅烷化合物A-E加入pH調(diào)節(jié)的水中，由此，在60-120分鐘以后得到清澈溶液。表1所用硅烷
硅烷編號硅烷含量(重量％)水量(g)硅烷量(g)用于水解的水的PH預(yù)水解硅烷的PHA501001007權(quán)利要求
1.制備硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的水分散體的方法，其包括在含水介質(zhì)中將a)至少一種含有環(huán)氧官能的硅烷化合物，b)至少一種能使膠態(tài)二氧化硅顆粒改性的不具有環(huán)氧官能的硅烷化合物；和c)膠態(tài)二氧化硅顆粒以任何順序混合以形成含有源自a)和b)的硅烷化合物的硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的水分散體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，由此硅烷化膠態(tài)顆粒能賦予漆硬度和/或防水性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中b)選自具有酰胺基官能、脲基官能、氨基官能、酯官能、巰基官能和/或異氰酸根合官能的硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的方法，其中b)選自酰胺基和/或脲基官能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的方法，其中b)與a)的重量比為約2至約0.1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的方法，其中a)和b)兩者與二氧化硅的重量比為約 0. 01 至約 1. 5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的方法，其中將水分散體與漆混合。
8.可通過根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的方法得到的水分散體。
9.包含硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的水分散體，其中硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒包含源自 a)至少一種含有環(huán)氧官能的硅烷化合物和b)至少一種不具有環(huán)氧官能的硅烷化合物的硅燒基團(tuán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的水分散體，其中所述硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒能賦予漆改善的硬度和/或防水性。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的水分散體，其中b)含有酰胺基官能、氨基官能、酯官能、巰基官能、異氰酸根合官能和/或脲基官能。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項的水分散體，其中b)與a)的重量比為約2-約0.1。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項的水分散體，其中a)和b)兩者與二氧化硅的重量比為約0. 01-約1. 5。
14.根據(jù)權(quán)利要求9-13中任一項的水分散體，其中所述分散體還包含漆。
15.根據(jù)權(quán)利要求8-14中任一項的分散體在涂料應(yīng)用中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的水分散體的方法，其包括在含水介質(zhì)中將a)至少一種含有環(huán)氧官能的硅烷化合物，b)至少一種能使膠態(tài)二氧化硅顆粒改性的不具有環(huán)氧官能的硅烷化合物；和c)膠態(tài)二氧化硅顆粒以任何順序混合以形成含有源自a)和b)的硅烷化合物的硅烷化膠態(tài)二氧化硅顆粒的水分散體。它還涉及可通過所述方法得到的分散體及其在涂料應(yīng)用中的用途。
文檔編號C01B33/148GK102341463SQ201080010576
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者H·朗內(nèi)莫, M·朗內(nèi)莫, P·H·J·格林伍德 申請人:阿克佐諾貝爾化學(xué)國際公司