專(zhuān)利名稱(chēng)：具有高填料含量的硅烷制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含有機(jī)烷氧基硅烷和高比例無(wú)機(jī)氧化物粉末的新制 劑，其制備及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在許多化學(xué)產(chǎn)品中，無(wú)機(jī)氧化物粉末被用作著色用途的顏料以及 被用作填料。其實(shí)例包括熱解法制備的二氧化硅或相應(yīng)的二氧化鈦或 氧化鋁，沉淀氧化鋁或氧化鋁氫氧化物或者氫氧化鋁，沉淀二氧化硅、 氧化鐵、氧化鋯以及其它金屬氧化物。所述粉末被用于例如塑料以及 油漆和墨水的制備。這里的問(wèn)題是粉末顆粒應(yīng)當(dāng)盡可能均勻地被分布 到產(chǎn)品中。硅烷也經(jīng)常被用于這樣產(chǎn)物的制備中。其表面用硅烷進(jìn)行 改性的粉末也可以使用。而且，離子分布的均勻性可以對(duì)特別優(yōu)良的 產(chǎn)物的質(zhì)量具有實(shí)質(zhì)的影響。就設(shè)備而論，粉末部分摻加到組合物中 通常是困難而費(fèi)力的，特別是當(dāng)顆粒非常精細(xì)時(shí)尤其如此。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供將具有小至納米范圍的無(wú)機(jī)氧化物粉末摻加 到烷氧基硅烷的另外的方法。
依據(jù)如權(quán)利要求書(shū)中所述的本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了該目的。 令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)充分的分散操作，包括加入小于0.8mo1、 優(yōu)選小于0.5 mol水/摩爾使用的硅烷和/或硅氧烷中的硅，可以將納米 級(jí)的無(wú)機(jī)氧化物粉末(其實(shí)例包括親水性和疏水性的熱解法二氧化硅、 熱解法氧化鋁、勃姆石和二氧化鈦)，特別是以較大的量，均勻、簡(jiǎn)單 而經(jīng)濟(jì)地并且同時(shí)還比較有利地?fù)胶系酵ㄊ絀的有機(jī)坑氧基硅烷和/或 通式H的有機(jī)烷氧基硅氧烷內(nèi)，與僅僅將粉末攪拌入硅烷和/或硅氧烷 的制劑的粘度相比，本發(fā)明體系的粘度顯著降低。在本發(fā)明體系的制 備中，還可以加入催化量的有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸以及潤(rùn)濕助劑。如果在其 制備過(guò)程中或者隨后用超聲波處理，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明體系粘度的進(jìn)一 步降低。按照這種方法獲得的體系通常是澄清、透明至乳色、可易于傾倒 的液體，所述液體具有相當(dāng)?shù)偷恼扯群推裎粗姆浅８叩墓腆w含量。
此外，可以將本發(fā)明制劑按照要求有利地用有機(jī)溶劑或溶劑混合 物例如醇或酯稀釋。
另外，本發(fā)明體系基本上是儲(chǔ)存穩(wěn)定的液體，其在室溫一般具有6 -12個(gè)月的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
本發(fā)明體系在下文中尤其被稱(chēng)作高填充的硅烷制劑或只是硅烷制 劑或制劑。
本發(fā)明硅烷制劑可以被有利地用作所稱(chēng)的液體粉末，特別是在也 可以加入有機(jī)硅烷和/或有機(jī)硅氧烷的情況下。
本發(fā)明高填充硅烷制劑可以簡(jiǎn)單而有利地使用，尤其是應(yīng)用于下 游產(chǎn)品，實(shí)例是其它種類(lèi)的液體體系，例如溶液、混合物或熔化物； 在本文中，與將粉末摻加到另外種類(lèi)的液體體系相比，本發(fā)明體系可 以被相對(duì)不費(fèi)力地、快速并且以特別的均勻性摻合。
本發(fā)明硅烷制劑的使用也是特別有利的，因?yàn)槠鹑軇┳饔霉柰槿?然含有足夠數(shù)目的可水解的烷氧基，其在進(jìn)一步水解后能夠參與同硅 烷或有機(jī)OH官能組分的縮合反應(yīng)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)形成時(shí)有機(jī)氧化物顆粒就 被摻合到網(wǎng)絡(luò)中。
因此，本發(fā)明提供了制劑，所述制劑包含(i)至少一種有機(jī)烷氧基 硅烷和/或至少一種有機(jī)烷氧基硅氧烷，和(ii)至少一種無(wú)機(jī)氧化物粉 末，和(iii)如果需要的話(huà)，有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸，其中組分(ii)占制劑重量的 5-50°/。重量，優(yōu)選10-35%重量，更優(yōu)選15-32%重量，而非常優(yōu) 選20-30%重量，并且制劑具有的粘度小于1500 mPa's，優(yōu)選10-800 mPa.s，特別優(yōu)選50-500mPa's，非常優(yōu)選100 - 450 mPa's。
本發(fā)明制劑可以包含潤(rùn)濕助劑作為另外的組分(iv)。可以使用的潤(rùn) 濕助劑包括常規(guī)表面活性物質(zhì)，特別是壬基苯酚聚乙二醇醚，實(shí)例是 Sasol生產(chǎn)的Marlophei^產(chǎn)品系列。
本發(fā)明制劑可以另外包含作為組分(v)的稀釋劑或溶劑，例如醇， 適宜的是甲醇或乙醇，以及如果需要的話(huà)，水。
本發(fā)明制劑優(yōu)選包含作為組分(i)的至少一種通式(I)的有機(jī)烷氧基
硅烷(l)'
其中R是相同的或不同的，并且是具有1-18個(gè)碳原子的直鏈、 環(huán)狀、支鏈或任選取代的烷基，優(yōu)選曱基、正丙基或辛基，或者 具有2-8個(gè)碳原子的烯基，優(yōu)選乙烯基，或者芳基，優(yōu)選苯基， 或者丙烯酰氧基烷基或甲基丙烯酰氧基烷基，優(yōu)選3-曱基丙烯酰 氧基丙基，或者縮水甘油基氧基烷基，例如3-縮水甘油基氧基丙 基，或者部分氟化或全氟化的氟烷基，例如十三氟-1，1，2，2-四氫辛 基，或者氨基烷基，例如3-氨基丙基-、N-正丁基-3-氨基丙基或 N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基或相應(yīng)的單甲硅烷基化或低甲硅烷基 化氨基烷基，或者具有l(wèi)-6個(gè)碳原子的烷氧基，例如曱氧基、乙 氧基、丙氧基或2-甲氧基乙氧基，或者脲基烷基，或者環(huán)氧烷基， 或者在烷基上具有1 - 6個(gè)碳原子的巰基烷基，例如3-巰基丙基， 或者甲硅烷基化烷基硫烷烷基，例如雙[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基I 四硫烷基，或者氰硫基烷基，或者異氰酸根合烷基，R1是具有1 -6個(gè)碳原子的直鏈、環(huán)狀或直鏈烷基，優(yōu)選甲基、乙基或正丙基 或異丙基，a是0或1或2， 和/或至少一種通式(II)的有機(jī)烷氧基硅氧烷
R2R3x(R4-0)ySiOM (N)，
2
其中基團(tuán)W是相同的或不同的，并且RZ是具有1-18個(gè)碳原子 的直鏈、環(huán)狀、支鏈或取代的烷基，具有2-8個(gè)碳原子的烯基， 芳基，丙烯酰氧基烷基或甲基丙烯酰氧基烷基，縮水甘油基氧基 烷基，環(huán)氧烷基，氟烷基，氨基烷基，甲硅烷基化氨基烷基，脲 基烷基，在烷基中具有l(wèi)-6個(gè)碳原子的巰基烷基，甲硅烷基化烷 基硫烷基，氰硫基烷基，異氰酸根合烷基或者具有1 - 6個(gè)碳原子 的烷氧基，W是具有1-18個(gè)碳原子的直鏈、環(huán)狀、支鏈或取代 的烷基，R"是具有l(wèi)-6個(gè)碳原子的直鏈、環(huán)狀或支鏈烷基，x是 0或1或2，并且y是0或l或2，條件是(x+y)〈3。 而且，本發(fā)明制劑優(yōu)選包含至少一種納米級(jí)粉末(ii)，所述粉末具 有的平均粒度(dsQ)小于1200nm，優(yōu)選為50 - 1000 nm，更優(yōu)選為100-900 nm，非常優(yōu)選為200 - 800 nm，這樣的粉末優(yōu)選地選自氧化硅， 例如Aerosi1⑧，氧化鋁，例如氧化鋁C，和氧化鈦。研磨的細(xì)度，如按 照DIN EN ISO 1524用細(xì)度計(jì)確定的， 一般為〈10nm。粒度分布可以 通過(guò)激光衍射予以確定。
另外，本發(fā)明制劑可以包含組分(i)和(ii)的至少 一種反應(yīng)產(chǎn)物作為 另外的組分，在這種情況下，按照模型概念，組分(i)或者如果適宜的 話(huà)部分水解的組分(i)可以與在粉末(ii)的表面上的反應(yīng)中心例如羥基反 應(yīng)，同時(shí)消除醇分子或水分子。
按照DIN/1SO 3251 "清漆、油漆以及用于清漆與油漆的粘合劑的 不揮發(fā)部分的測(cè)定"(適宜地于125"C在干燥室中l(wèi)小時(shí))，本發(fā)明制劑 可以有利地具有最高達(dá)90%重量，優(yōu)選最高達(dá)80%重量，非常優(yōu)選最 高達(dá)60°/ 重量的固體含量，基于制劑重量計(jì)，制劑各個(gè)組分總計(jì)100°/。 重量。
本發(fā)明還提供了制備制劑的方法，所述制劑盡管具有高固體含量 但卻具有低粘度，所述方法包括
- 將組分(i)、 (ii)和如果需要的話(huà)(iv)混合，
- 加入O.OOl至〈0.8mol水/摩爾組分(i)中的硅，優(yōu)選0.05 - 0.5 mol 水/摩爾組分(i)中的硅，更優(yōu)選0.1-0.4 mol水/摩爾組分(i)中的硅， 非常優(yōu)選0.2 - 0.35 mol水/摩爾組分(i)中的硅，如果需要的話(huà)一起 加入催化量的依據(jù)組分(Ui)的有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸，和
- 將混合物充分分散。 作為通式(I)的有機(jī)烷氧基硅烷，優(yōu)選使用曱基三乙氧基甲硅烷、
甲基三甲氧基甲硅烷、正丙基三曱氧基甲硅烷、正丙基三乙氧基甲硅 烷、乙烯基三乙氧基甲硅烷、乙烯基三甲氧基甲硅烷、3-甲基丙烯酰氧 基丙基三甲氧基甲硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基甲硅烷、3-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基甲硅烷、3-縮水甘油基氧基丙基三乙氧基 甲硅烷、十三氟-l，l，2，2-四氫辛基三甲氧基甲硅烷、十三氟-l，l，2，2-四 氫辛基三乙氧基甲硅烷、3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷、N-(正丁基)-3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基曱硅 烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基甲硅烷、雙(3-三甲氧基 曱硅烷基丙基)胺、3-巰基丙基三甲氧基甲硅烷，或者至少一種通式(II) 的有機(jī)烷氧基硅氧烷，或者選自氨基硅烷的有機(jī)烷氧基硅氧烷與依據(jù)DE 101 51 264的與烷基硅烷和/或有機(jī)官能硅烷的混合物，3-甲基丙烯 酰氧基丙基三甲氧基甲硅烷與按照DE 198 34 9卯的烷基硅烷等的混 合物，烷基硅烷與按照EP 0 978 525 A2或EP0 814 110 Al的烷基硅烷 的混合物，尤其是曱基三烷氧基硅烷與丙基三烷氧基硅烷或苯基三烷 氧基硅烷的混合物，以及乙烯基烷氧基珪烷與按照EPO 0 518 057 Al 的烷基烷氧基硅烷的混合物，烷氧基優(yōu)選是曱氧基或乙氧基，或者通 式(I)的有機(jī)烷氧基硅烷與通式(II)的有機(jī)烷氧基硅氧烷的混合物。
在本發(fā)明方法中，優(yōu)選使用選自下列的納米級(jí)粉末作為組分(ii): 氧化硅，例如熱解法二氧化硅、沉淀二氧化硅，硅酸鹽，硅酸鋁，氧 化鋁，包括氧化鋁氫氧化物或氫氧化鋁，過(guò)渡金屬氧化物，例如氧化 鈦、偏鈦酸、氧化鐵、氧化鋅、氧化銅、氧化鉻、或它們的混合物， 按照(ii)的粉末優(yōu)選具有50-400 m2/g的BET表面積。作為實(shí)例但不 承排除其它，在本發(fā)明方法中可以使用二氧化碌，例如得自Degussa 的Aerosil 380，優(yōu)選具有380 mVg的BET表面積，氧化鋁例如得自 Sasol Germany GmbH的勃姆石Disperal P3，優(yōu)選具有300 m2/g的 BET表面積，得自Degussa的氧化鋁C，優(yōu)選具有100 m2/g的BET 表面積，和二氧化鈦，例如得自Sachtleben的RM 300，優(yōu)選具有80 m2/g 的BET表面積。
在本發(fā)明方法中，將組分(i)和(ii)適宜的以19:1-1:1、優(yōu)選10:1 -3:2的重量比例使用。
作為組分(iii)，優(yōu)選有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸，優(yōu)選氯化氫，以例如含水或 濃縮的鹽酸的形式，或者甲酸、乙酸、丙烯酸、馬來(lái)酸或其它適宜的 有機(jī)酸，所述酸以10-3500 ppm重量、優(yōu)選100- 1000 ppm重量、 更優(yōu)選200 - 400 ppm重量的量存在，基于制劑中組分的(i)量計(jì)。
本發(fā)明方法優(yōu)選在分散設(shè)備中進(jìn)行。優(yōu)選使用具有良好剪切作用 ^!分散設(shè)備。在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上，例如可以使用，例如DispermatCV或 Ultra-Turrax T 25型的溶解器。
所使用的組分的優(yōu)選在0-8t)iC、優(yōu)選10-60*€溫度下分散10-60分鐘、更優(yōu)選15-40分鐘。
可以將以此方式獲得的分散體或制劑在30 - 80X:溫度下攪拌1 - 8 小時(shí)、優(yōu)選2-6小時(shí)進(jìn)行后處理。
通過(guò)加入有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸，可以將本發(fā)明制劑調(diào)節(jié)至pH2-7、優(yōu)選pH3-5。按照本發(fā)明，在使用氨基硅烷的情況下，pH—般是由使 用的氨基硅烷的性質(zhì)決定的，并且通常處于堿性范圍內(nèi)，當(dāng)然可以通 過(guò)加入酸將制劑變成中性或酸性。
本發(fā)明還提供了通過(guò)本發(fā)明方法獲得的制劑。
按照本發(fā)明，可以將本發(fā)明制劑或適宜的稀釋物用于抗刮痕應(yīng)用、 耐磨損應(yīng)用、防腐蝕應(yīng)用、易清潔應(yīng)用、屏障應(yīng)用、用于電子分段中、 用于電路板表面處理、用作絕緣層、用作釋放層、用于太陽(yáng)能電池的 表面涂層、用作玻璃纖維膠料以及用于將納米級(jí)粉末均勻摻合到其它 種類(lèi)體系內(nèi)。
可以將本發(fā)明這樣的制劑特別有利地用于塑料、粘合劑、密封劑、 墨水和油漆的制備中，并且用于樹(shù)脂基材料的合成。
因此，本發(fā)明還提供了本發(fā)明制劑用于合成樹(shù)脂基材料，或者用 作塑料、粘合劑、密封劑、墨水和油漆中的組分，或者用作它們制備 中的組分的應(yīng)用。
本發(fā)明還提供了可使用本發(fā)明制劑而獲得的物品。
一般 說(shuō)來(lái)，本發(fā)明方法可以如下進(jìn)行
通常，將組分(i)、 (ii)、 (iii)和/或(iv)與預(yù)計(jì)量的水合并，并且將混 合物分散以產(chǎn)生均勻的容易流動(dòng)的制劑。也可以通過(guò)加入組分(v)將以 此方式獲得的制劑稀釋?zhuān)灰簿褪钦f(shuō)，可將溶劑或稀釋劑加到本發(fā)明制 劑中，優(yōu)選給予醇作為組分(v)，例如甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、2-甲氧基丙醇，二醇例如丁基二醇、丙基二醇、二醇醚，芳烴例如二甲 苯、甲苯，酯例如乙酸乙酯、乙酸丁酯，酮例如甲基乙基酮，或者它 們的混合物。令人驚奇的是，也可以用水作為稀釋劑，特別是當(dāng)縮水 甘油基氧基烷基烷氧基硅烷被用作組分(i)時(shí)。
還發(fā)現(xiàn)，將本發(fā)明方法制備的制劑用超聲波處理器例如UP 200 S 進(jìn)行后處理，可以有利地導(dǎo)致粘度的進(jìn)一步的降低和顆粒細(xì)度的進(jìn)一 步改善。
通過(guò)下面的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行舉例說(shuō)明
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例
實(shí)施例1在DYNASYLAN MTES中的30%重量的Aerosil 380
將90.0g甲基三乙氧基甲硅烷(DYNASYLAN MTES)置于具有 雙套的250 ml不銹鋼分散容器中，并在攪拌下(Dispermat CV)加入 2.7g去離子水與0.05g濃鹽酸的溶液。用水冷卻的同時(shí)以0.8 m/s的圓 周速度將液體在溶解器中攪拌5分鐘。繼之開(kāi)始加入40 g納米級(jí)的熱 解法二氧化硅(Aerosil 380)。當(dāng)4-5%重量的Aerosil分散到水解產(chǎn) 物中時(shí)，粘度明顯增加。在進(jìn)一步加入Aerosil的過(guò)程中，將溶解器的 速度逐漸提高至大約8 m/s的圓周速度。摻合時(shí)間大約為15分鐘。在 全部Aerosil完全加入后，立即將分散以25 m/s的圓周速度繼續(xù)進(jìn)行3 分鐘。在分散操作的過(guò)程中把溫度升至381C。隨后將如此獲得的液體 于80X:再攪拌2小時(shí)。
這樣就得到淡黃色乳光液體，所述液體于20"C (DIN 53015)測(cè)定 具有大約400 mPa's的粘度。分離出一部分液體，并將其用超聲波處理 器UP 200S后處理3分鐘，其結(jié)果是粘度降至大約130 mPa*s ( DIN 53015)'
將該產(chǎn)物于50X:儲(chǔ)存12個(gè)月，體系保持穩(wěn)定并且沒(méi)有觀(guān)察到明顯 的沉淀。
按照DIN/ISO 3251，測(cè)定所得產(chǎn)物的固體含量為組合物重量的 40%。 UV透射圖(1 cm石英玻璃比色杯對(duì)著空氣測(cè)定)指示在200 - 250 nm區(qū)域內(nèi)透射率<2%。
實(shí)施例2
在DYNASYLAN VTMO中的20%重量的Aerosil 380
將卯.O g乙烯基三甲氧基甲硅烷(DYNASYLAN VTMO )置于 250 ml不銹鋼分散容器內(nèi)，并在攪拌下(Dispermat CV)加入3.3 g 去離子水與0.05 g濃鹽酸的溶液。在用水冷卻的同時(shí)以0.8 m/s的圓周 速度將液體在溶解器中攪拌5分鐘。繼之開(kāi)始加入31.2 g納米級(jí)的熱 解法二氧化硅(Aerosil 380)。當(dāng)4 - 5 %重量的Aerosil分散到水解產(chǎn) 物內(nèi)時(shí)，粘度明顯增加。在進(jìn)一步加入Aerosil的過(guò)程中，將溶解器的 速度逐漸提高至大約8 m/s的圃周速度。摻合時(shí)間大約為20分鐘。在 全部AerosiP完全加入后，立即將分散以25 m/s的圓周速度繼續(xù)進(jìn)行3 分鐘。在分散操作的過(guò)程中把溫度升至41^。隨后將如此獲得的液體于65"C再攪拌2小時(shí)。
這樣得到澄清、淡黃色液體，所述液體于20t:測(cè)定(DIN 53015) 粘度〈1000mPa.s。將產(chǎn)物于50t:儲(chǔ)存12個(gè)月，體系保持穩(wěn)定并且沒(méi) 有觀(guān)察到明顯的沉淀。
按照DIN/ISO 3251，測(cè)定所得產(chǎn)物的固體含量為組合物重量的 42%。
實(shí)施例3
在DYNASYLAN MEMO中的30%重量的Aerosil 380
將90.0 g 3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基甲硅烷(DYNASYLAN MEMO )置于250 ml不銹鋼分散容器中，并在攪拌下(Dispermat CV ) 加入2.0g去離子水與0.3g丙烯酸和lO.Og甲醇的溶液。在用水冷卻的 同時(shí)將液體在溶解器中以0.8m/s的圓周速度攪拌5分鐘。繼之開(kāi)始加 入43.5g納米級(jí)的熱解法二氧化硅(Aerosil 380 )。當(dāng)4-5 %重量的 Aerosil分散到水解產(chǎn)物中時(shí)，粘度明顯增加。在進(jìn)一步加入Aerosil 的過(guò)程中，將溶解器的速度逐漸提高至大約8m/s的圓周速度。摻合時(shí) 間大約為22分鐘。在全部AerosiP完全加入后，立即將分散以25 m/s 的圓周速度繼續(xù)進(jìn)行3分鐘。在分散操作的過(guò)程中把溫度升至351C 。 隨后將如此獲得的液體于64X:再攪拌2小時(shí)。
這樣得到澄清、無(wú)色液體。將產(chǎn)物于50X:儲(chǔ)存3個(gè)月，體系保持 穩(wěn)定并且沒(méi)有觀(guān)察到明顯的沉淀。
按照DIN/ISO 3251,測(cè)定所得產(chǎn)物的固體含量為組合物重量的 80%。
實(shí)施例4
在DYNASYLAN DAMO中的20%重量的Aerosil 380
把90.0 g N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三曱氧基曱硅烷 (DYNASYLAN DAMO )置于250 ml不銹鋼分散容器中。以0.8m/s 的圓周速度攪拌(Dispermat CV )并用水冷卻的同時(shí)開(kāi)始加入23.0 g 納米級(jí)的熱解法二氧化硅(Aerosil 380)。當(dāng)4-5 。/o重量的Aerosil 分散到水解產(chǎn)物中時(shí)，粘度明顯增加。在進(jìn)一步加入Aerosil的過(guò)程中， 將溶解器的速度逐漸提高至大約8 m/s的圓周速度。摻合時(shí)間大約為IO分鐘。在全部AerosiP完全加入后，立即將分散以25 m/s的圓周速 度繼續(xù)進(jìn)行3分鐘。在分散操作的過(guò)程中把溫度升至37t:。
這樣得到澄清、乳色液體。將產(chǎn)物于50t:儲(chǔ)存12個(gè)月，體系保持 穩(wěn)定并且沒(méi)有觀(guān)察到明顯的沉淀。
按照DIN/ISO 3251，測(cè)定所得產(chǎn)物的固體含量為組合物重量的 81%。
實(shí)施例5
在DYNASYLAN AMMO中的17。/。重量的氧化鋁C
把90.0 g 3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷(DYNASYLAN AMMO) 置于250 ml不銹鋼分散容器中，在攪拌下(Dispermat CV)加入7.2 g 去離子水。用水冷卻的同時(shí)以0.8m/s的圓周速度將液體在溶解器中攪 拌5分鐘。繼之開(kāi)始在0.8 m/s的圓周速度下加入23 g納米級(jí)熱解法氧 化鋁(氧化鋁C)。當(dāng)4-5 %重量的氧化鋁分散到水解產(chǎn)物中時(shí)，粘 度明顯增加。在進(jìn)一步加入氧化鋁的過(guò)程中，將溶解器的速度逐漸提 高至大約8 m/s的圓周速度。摻合時(shí)間大約為10分鐘。在全部氧化鋁 完全加入后，立即將分散以25 m/s的圓周速度繼續(xù)進(jìn)行3分鐘。在分 散操作的過(guò)程中把溫度升至34匸。
這樣得到乳白色、乳光液體，所述液體于201C測(cè)定(DIN 53015) 粘度<10000 mPa*s。將產(chǎn)物于50C儲(chǔ)存4個(gè)月，體系保持穩(wěn)定并且沒(méi) 有觀(guān)察到明顯的沉淀。
實(shí)施例6
在DYNASYLAN 1189中的26%重量的Aerosil 380
把400.0 g N-(正丁基)-3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷 (DYNASYLAN 1189 )置于1升不銹鋼分散容器中，并在攪拌下 (Dispermat CV)加入9.15g去離子水。在用水冷卻的同時(shí)以0.8 m/s 的圃周速度將液體在溶解器中攪拌5分鐘。繼之開(kāi)始在0.8 m/s的圓周 速度下加入127g納米級(jí)的熱解法二氧化硅(Aerosil )。當(dāng)4-5 °/。重 量的Aerosil分散到水解產(chǎn)物中時(shí)，粘度明顯增加。在進(jìn)一步加入 Aerosil的過(guò)程中，將溶解器的速度逐漸提高至大約8 m/s的圓周速度。 摻合時(shí)間大約為45分鐘。在全部Aerosif完全加入后，立即將分散以25 m/s的圓周速度繼續(xù)進(jìn)行5分鐘。將分散溫度升至56t:。這樣得到
淡黃色的澄清液體。
隨后，在浴溫度60C和P絕對(duì)=l毫巴的條件下，通過(guò)在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā) 儀中蒸發(fā)高填充的Silan-AerosiP制劑，來(lái)除去由水解釋放的54g甲醇。 濃Silane-Aerosi產(chǎn)制劑中游離甲醇含量(GC ) <1%。該澄清淡黃色液 體在20"C (DIN 53015)具有309 mPa's的粘度。
將產(chǎn)物于50*€儲(chǔ)存2個(gè)月，在此期間體系保持穩(wěn)定并且沒(méi)有觀(guān)察 到明顯的;i5C淀。
實(shí)施例7
在DYNASYLAN GLYMO中的10%重量的二氧化鈦
把400.0g 3-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基甲硅烷(DYNASYLAN GLYMO )置于250 ml不銹鋼分散容器中，并在攪拌下(Dispermat CV ) 加入20g乙醇和20g 二氧化鈥水分散液(RM 300 WP， TK)2含量為 37.8%重量，得自Sachtleben)。在用水冷卻的同時(shí)以1.0 m/s的圓周速 度，將液體在溶解器中攪拌5分鐘。其后，用聚酰胺套層片更換溶解 器片，并加入80mld-0.7-1.2mm的氧化鋯研磨珠。使用由此研磨 的珠將硅烷-TK)2制劑后處理20分鐘。在分散操作過(guò)程中將溫度升至 43"C。
這樣得到具有d5G = 80 nm (通過(guò)激光衍射測(cè)定的)的平均粒度分 布的乳白米色乳光液體。
將該產(chǎn)物于50匸儲(chǔ)存6個(gè)月，在此期間體系保持穩(wěn)定，沒(méi)有明顯 的沉淀。
實(shí)施例8
在DYNASYLAN GLYMO中的22%重量的Aerosil 380
把60.0g 3-縮水甘油基氧基丙基三曱氧基甲硅烷(DYNASYLAN GLYMO )置于250 ml不銹鋼分散容器中，并在攪拌下(Dispermat CV) 加入10.0g去離子水與O.lg濃乙酸的溶液。以0.8m/s的圓周速度將液 體在溶解器中攪拌5分鐘。繼之開(kāi)始加入20.0g納米級(jí)的熱解法二氧化 硅(Aerosil 380 )。當(dāng)4_5 °/。重量的Aerosif分散到水解產(chǎn)物中時(shí)， 粘度明顯增加。在進(jìn)一步加入Aerosi^的過(guò)程中，將溶解器的速度逐漸
13提高至大約8 m/s的圓周速度。摻合時(shí)間大約為12分鐘。在全部 Aerosif完全加入后，立即將分散以25 m/s的圓周速度繼續(xù)進(jìn)行2分鐘。 將未冷卻的容器中的分散溫度升至28t:。
這樣得到具有< 1000 mPa.s的粘度的澄清的淺乳光液體。將硅烷 制劑與50%去離子水混合，得到低粘度的乳光液體。將該產(chǎn)物于50t: 儲(chǔ)存1個(gè)月，在此期間體系保持穩(wěn)定，并且沒(méi)有明顯的沉淀。
用6fim手術(shù)刀將含水硅烷制劑應(yīng)用于涂布鋁板(3105 H24合金)， 把涂層于200t:干燥15分鐘。透明的涂層顯示良好的抗鋼絲絨刮擦。
實(shí)施例9
在DYNASYLAN VTMO中的25%重量的Aerosil R972
把170.0g乙烯基三甲氧基甲硅烷(DYNASYLAN VTMO )置于 500 ml不銹鋼分散容器中，并在攪拌下(Dispermat CV)加入6.2g去 離子水和0.18g濃鹽酸的溶液。以0.8m/s的圓周速度將液體在溶解器 中攪拌5分鐘。繼之開(kāi)始加入50.0g納米級(jí)疏水性熱解法二氧化硅 (Aerosil R972 )。當(dāng)4 - 5 %重量的Aerosil⑧分散到水解產(chǎn)物中時(shí)，粘 度明顯增加。在進(jìn)一步加入Aerosi^的過(guò)程中，將溶解器的速度逐漸提 高至大約8 m/s的圓周速度。摻合時(shí)間大約為21分鐘。在全部Aerosil 完全加入后，立即將分散以25 m/s的圓周速度繼續(xù)進(jìn)行5分鐘。將未 冷卻的容器中的分散溫度升至39€。
這樣得到具有535 mPa's的粘度的淡黃色乳光液體。 將該產(chǎn)物于50X:儲(chǔ)存12個(gè)月，在此期間體系保持穩(wěn)定，并且沒(méi)有 ，見(jiàn)察到明顯的沉淀。
比較實(shí)施例
在DYNASYLAN MTES中的8%重量的Aerosil 380
把90.0g甲基三乙氧基甲硅烷(DYNASYLAN MTES )置于250 ml不銹鋼分散容器中。繼之立即摻入8 g納米級(jí)熱解法二氧化硅 (Aerosil 380 )。加入5 g Aerosil 380后粘度顯著增加。將溶解器的 速度由0.8 m/s提高至8 m/s,并再計(jì)量加入3 g Aerosil 380。這樣得 到漿樣塊狀物，用抹刀將其從分散容器中取去。
權(quán)利要求
1. 包含下列組分的制劑(i)N-正丁基-3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷，和(ii)至少一種無(wú)機(jī)氧化物粉末，組分(ii)占制劑重量的5-50％，并且制劑的粘度小于1500mPa·s。
2. 權(quán)利要求l的制劑，所述制劑包含作為另外的組分(iv)的潤(rùn)濕 助劑。
3. 權(quán)利要求1的制劑，所述制劑包含作為另外的組分(v)的稀釋 劑或溶劑。
4. 權(quán)利要求1的制劑，所述制劑包含具有小于1200nm的平均粒 度dso的納米級(jí)粉末(ii)。
5. 權(quán)利要求1的制劑，所述制劑包含選自氧化硅、氧化鋁和過(guò)渡 金屬氧化物的粉末(ii)。
6. 權(quán)利要求1的制劑，所述制劑包含作為另外的組分的組分(i) 與(ii)的至少一種反應(yīng)產(chǎn)物。
7. 權(quán)利要求l的制刑，其特征在于，固體含量最高達(dá)制劑重量的 90%重量，制劑各個(gè)組分總計(jì)100%重量。
8. 制備權(quán)利要求1的制劑的方法，所述方法包括 -將組分(i)和(ii)混合，-加入O.OOl至〈0.8mol水/摩爾組分(i)中的硅，和 -將混合物充分分散。
9. 權(quán)利要求8的方法，其中將組分(i)、 (ii)和(iv)混合。
10. 權(quán)利要求8的方法，其中使用選自二氧化硅、氧化鋁和過(guò)渡金 屬氧化物的至少 一種納米級(jí)無(wú)機(jī)粉末(ii)。
11. 權(quán)利要求8或9的方法，其中使用0.05-0.5 mol水/摩爾組分 (i)中的硅。
12. 權(quán)利要求8或9的方法，其中所用組分是于0-80匸溫度下分 散的。
13. 權(quán)利要求8或9的方法，其中將所用組分分散10-60分鐘。
14. 權(quán)利要求8或9的方法，其中將由此獲得的分散體或制劑于 30- 80匸溫度下在攪拌下后處理1 - 8小時(shí)。
15. 權(quán)利要求l的制劑的應(yīng)用，所述應(yīng)用是用于抗刮痕應(yīng)用、耐磨損應(yīng)用、防腐蝕應(yīng)用、易清潔應(yīng)用、屏障應(yīng)用、用于電子設(shè)備分段中、 用于電路板表面處理、用作絕緣層、用作釋放層、用于太陽(yáng)能電池的 表面涂層、用作玻璃纖維膠料或者用于將納米級(jí)粉末均勻摻合到其它 種類(lèi)體系內(nèi)。
16. 權(quán)利要求1的制劑在制備塑料、粘合劑、密封劑、樹(shù)脂基材料、 墨水或油漆中的應(yīng)用。
17. 權(quán)利要求l的制劑作為樹(shù)脂基材料、塑料、墨水、油漆、粘合 劑或密封劑的成分的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含下列組分的制劑(i)N-正丁基-3-氨基丙基三甲氧基甲硅烷，和(ii)至少一種無(wú)機(jī)氧化物粉末，組分(ii)占制劑重量的5-50％，并且制劑的粘度小于1500mPa·s。本發(fā)明還涉及制備這樣的制劑的方法，并且涉及它們的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C08K3/00GK101481468SQ20091000371
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2004年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月3日
發(fā)明者B·博魯普, C·瓦斯梅, J·蒙基維茨, R·伊德曼恩 申請(qǐng)人:德古薩公司