[发明专利]部分疏水的二氧化硅水分散体

说明书

技术领域

本发明涉及部分疏水的二氧化硅的水分散体、其制备方法、其用于稳定乳液、以及用作控制水基涂料、粘合剂和密封剂流变的添加剂的用途。

背景技术

二氧化硅的水分散体可用于金属表面的化学机械平面化，用于半导体领域，例如用于诸如喷墨纸的纸张涂敷，如作为水性油漆、涂料、粘合剂和密封剂中的流变剂和/或抗沉降剂，用于诸如手套的乳胶产品的生产，用于凝胶电池的生产，以及用于无乳化剂的Pickering乳液的稳定。

二氧化硅水分散体的流动特性和胶体稳定性严重受pH影响。

因此，尤其是pH在中性范围的二氧化硅水分散体表现出高的粘度和固有的胶体不稳定性。

二氧化硅水分散体通常通过改变二氧化硅粒子的表面电荷达到静电稳定。

因此，从DE 4006392的说明书可知，疏水二氧化硅的胶体稳定且低粘度的分散体可以通过将pH设定在碱性范围来获得。

其缺点是，pH水平在中性点附近时，即pH在7左右时，如许多应用所要求的，所述分散体表现出粘度增加失去控制，或甚至产生胶凝，如同D.Heath，T.F.Tadros，J.Colloid Interface Sci.1983，93，320中所描述的。pH进一步降低到中性点以下时会导致粘度进一步下降。疏水二氧化硅水分散体的该行为所具有的缺点是，即使pH变化较小，如在复杂混合物配制期间可能发生的，也会导致配制品流动特性的波动难以控制。

此外，从EP 1124693A1、EP 736489和DE 10238463A1的说明书可知，从US 2,892,797知道的使用铝酸盐的使用铝盐可以稳定二氧化硅水分散体。其缺点是，在中性点附近时，即pH在7左右时，这些分散体趋向不稳定，这可以导致粘度增加失去控制，或甚至产生胶凝。此外，加入铝盐对某些应用可能有不利影响，举例来说，诸如在喷墨纸张的涂敷和水基环氧树脂的流变控制中。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的弊病，并提供在pH为5～12下具有高固含量的二氧化硅分散体，该分散体不用加入其它稳定剂且胶体稳定，因此可以贮藏，在pH为5～8时不表现出局部或绝对粘度最大值，而是表现出随着pH下降而粘度连续增加。

本发明提供了二氧化硅分散体，其特征在于在分散体pH为5～12时其包括部分疏水的二氧化硅。

胶体稳定是指在贮藏4周期间分散体没有表现出任何明显的粘度增加，而且用动态光散射测量时的平均粒径保持不变。胶体稳定对于适当的贮藏性能是必要条件。在贮藏过程中表现出粘度增加失去控制、甚至产生胶凝的水分散体常常不再适合进一步处理，因为高粘度对处理操作如泵送或搅拌有不利的影响。

随着pH下降粘度不断增加优于现有技术所知的依赖于pH的粘度波动，因为如果设定了规定的pH，就不会发生粘度过高而超出希望的范围并部分失去控制，因此也就不会产生更难的操控性。

令人惊讶地，并且技术人员决不可预见，现已发现，使用部分疏水的二氧化硅时可以制备高固含量的分散体，该类分散体在pH为5～12时表现出优异的胶体稳定性，即使在长期贮藏以及在pH为5～8时也没有表现出局部或绝对粘度最大值，即，表现出粘度的不断增加。

在这里部分疏水的二氧化硅是指公开说明书EP 1433749A1所述种类的二氧化硅。本发明所使用的二氧化硅是指二氧化硅的表面既没有完全疏水化，即甲硅烷基化，二氧化硅的表面也不是完全亲水，即未甲硅烷基化。具体地是指根据本发明所使用的二氧化硅的硅烷醇基密度为0.9～1.7硅烷醇基/nm²，碳含量为0.1％～2％，甲醇数为小于30。硅烷醇基密度可用酸碱滴定得到，如G.W.Sears在Anal.Chem.1956，28，1981中所给出的；碳含量可以用元素分析测定；甲醇数为必须加入到水相中的甲醇馏份的百分比，以便完全润湿二氧化硅，即，二氧化硅在试验液体中完全沉没混合。