[发明专利]疏水性二氧化硅的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料、橡胶、树脂、农药或纸等使用的疏水性二氧化硅的制备方法。

背景技术

长期以来，疏水性二氧化硅因其本身所具有的疏水性，在一般涂料用的消光剂、防光老化剂、耐水剂、耐油剂、耐药品剂与填充剂、船底涂料防污物(贝壳)附着添加剂、橡胶和树脂等的表面光滑性改善剂、耐磨性提高剂以及机械强度增强剂、静电复印机用调色剂等的微细粉体的流动化剂、农药疏水成分的载体、消泡剂成分、纸用憎水剂、憎油剂、防粘连剂等中得到了使用。

迄今为止，在疏水性二氧化硅的制造方面，提出了种种主要使用疏水化剂处理亲水性二氧化硅以制造疏水性二氧化硅的方法。例如，有使亲水性二氧化硅与甲基氯硅烷或硅烷偶联剂等反应制得疏水性二氧化硅的方法；使用高分子有机聚硅氧烷对亲水性二氧化硅进行疏水化的方法、使用六甲基二硅氮烷(HMDS)与有机聚硅氧烷对亲水性二氧化硅进行疏水化的方法(例如，参照专利文献1)等。

然而，采用这些方法虽然能容易地得到疏水性二氧化硅，但该疏水性二氧化硅的修饰疏水度(例如，参照专利文献2)极限为70％左右。此外，亲水性二氧化硅与硅烷偶联剂和/或有机聚硅氧烷大多只是附着在二氧化硅的表面上，而与表面反应的硅烷偶联剂和/或有机硅氧烷的比例小，故存在在某些使用环境下亲水性二氧化硅与硅烷偶联剂和/或有机硅氧烷会产生分离的缺点。

近年来，要求提高一般涂料的防光老化性能或提高耐水性、耐油性，要求在船底涂料中不使用传统的有机铅化合物或有机锡化合物等，就能获得更适于环境的防污物(贝壳)附着性能，要求改善橡胶和树脂等的表面光滑性，提高耐磨性以及增强机械强度，期望提高静电复印机用调色剂的流动性，提高消泡剂的性能，提高纸张的防粘性能。因此，作为实现上述要求方法，需要更高的疏水性二氧化硅。

因此，作为获得高疏水性的二氧化硅的改善方法，提出了在涂料用抛光剂中使用聚乙烯蜡对亲水性二氧化硅进行表面处理的方法(例如参照专利文献3)，在水蒸气、三甲基硅烷化剂的存在下使亲水性二氧化硅与六甲基二硅氮烷(HMDS)反应的方法(例如参照专利文献4)，使用聚硅烷与三甲基硅烷化剂进行亲水性二氧化硅表面处理的方法(例如参照专利文献5)，在水的存在下使用六甲基二硅氮烷(HMDS)对漂浮状态的球状二氧化硅进行处理的方法(例如参照专利文献6)等。但仍未获得满意的高疏水性。

[专利文献1]日本专利特开平5-97423号公报；

[专利文献2]日本专利特开平8-259216号公报；

[专利文献3]日本专利特开平7-166091号公报；

[专利文献4]日本专利特开2000-264621号公报；

[专利文献5]日本专利特开2002-256170号公报；

[专利文献6]日本专利特开2004-67475号公报。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高疏水性的疏水性二氧化硅的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：疏水性二氧化硅的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)原料的选取：按硅烷偶联剂为亲水性二氧化硅重量的2～20％选取硅烷偶联剂、亲水性二氧化硅；硅烷偶联剂与O/W型乳液疏水化剂的混合比，按硅烷偶联剂作为硅烷化合物的烷氧基硅烷键以外的反应性官能基的摩尔数与O/W型乳液疏水化剂中的反应性官能基的摩尔数的比为1∶1～1∶2选取O/W型乳液疏水化剂；

所述的硅烷偶联剂为一种或一种以上由通式(1)表示的硅烷化合物，化学式如下：

R¹-Si-(R²)(R³)(R⁴)            (1)

式中，R¹是氨乙基、氨丙基、3-甲基丙烯酰氧丙基、3-(2-氨乙基)丙基、碳原子数3～22的支链的烷基、碳原子数3～22的直链的链烯基或碳原子数3～22的支链的链烯基，R²、R³、R⁴分别独立地是氢原子、C1～3的烷基或C1～3的烷氧基；含一种以上由通式(1)表示的硅烷化合物时，原料相互之间为任意配比；

所述的O/W型乳液疏水化剂由表面活性剂、疏水化剂和水溶性高分子溶液组成，疏水化剂所占O/W型乳液疏水化剂重量1～30％；表面活性剂的加入量为O/W型乳液疏水化剂重量的0.1％～10％；所述的O/W型乳液疏水化剂中的反应性官能基是指疏水化剂中的反应性官能基；