[发明专利]制备疏水性二氧化硅的方法

说明书

技术领域

本发明涉及疏水性二氧化硅颗粒及其制备方法。

背景技术

疏水性二氧化硅颗粒具有在许多需要高度分散性的应用中有用的物理 性质，所述应用包括用于调色剂组合物、用作防粘连剂、用作粘合改性剂、 和用作聚合物填料。未经处理的二氧化硅颗粒是亲水的，因为未经处理的 二氧化硅颗粒的表面上存在硅醇基团。通过对亲水二氧化硅颗粒进行处理， 可使二氧化硅颗粒的亲水性降低，从而赋予颗粒各种程度的疏水性。

已知用于处理二氧化硅颗粒表面的许多不同方法。通常，将二氧化硅 颗粒的含水分散体用反应物处理以将疏水性官能团引入到二氧化硅表面 上。为了防止二氧化硅颗粒凝聚为凝胶或者大的附聚体，通常通过pH的控 制使二氧化硅颗粒的含水分散体稳定。现有技术方法通常采用二氧化硅颗 粒的碱性含水分散体，其中在碱性pH下保持稳定性。然而，二氧化硅含水 分散体的pH影响二氧化硅颗粒与处理剂反应时的表面化学，并且限制颗粒 表面处的可能的改性类型。欧洲专利申请公开EP 1657283A1描述了二氧化 硅颗粒的酸性含水分散体用硅氮烷以及任选地用硅氮烷和硅氧烷的组合的 表面处理。然而，该方法将二氧化硅颗粒的表面处理限制于引入单一类型 的官能团，即三甲基甲硅烷基。

发明内容

本发明提供制备疏水性二氧化硅颗粒的方法，该方法包括：(a)提供二 氧化硅的酸性含水分散体，(b)将所述分散体与烷氧基硅烷化合物组合以提 供反应混合物，和(c)干燥所述反应混合物以提供疏水性二氧化硅颗粒。

本发明还提供通过包括下列步骤的方法生产的疏水性二氧化硅颗粒：(a) 提供二氧化硅的酸性含水分散体，(b)将所述分散体与烷氧基硅烷化合物组 合以提供反应混合物，和(c)干燥所述反应混合物以提供疏水性二氧化硅颗 粒，其中所述颗粒的固态Si核磁共振谱呈现出约0.4或更高的T2∶T3比， 其中T2为化学迁移在-56.5ppm～-58.5ppm范围内的共振信号的积分面积， 并且其中T3为化学迁移在-66.0ppm～-68.0ppm范围内的共振信号的积分面 积。

本发明进一步提供疏水性的经表面处理的二氧化硅颗粒，其具有：(1) 约0.4或更高的T2∶T3比，其中T2为具有在CP/MAS ²⁹Si NMR谱中的中心 在-56ppm～-59ppm范围内的化学位移的峰的强度，并且其中T3为具有在 CP/MAS ²⁹Si NMR谱中的中心在-65ppm～-69ppm范围内的化学位移的峰的 强度；和(2)大于约0.05的(T2+T3)/(T2+T3+M)比，其中M为具有在CP/MAS ²⁹Si NMR谱中的中心在+7ppm～+18ppm范围内的化学位移的峰的强度。

附图说明

附图为说明实施例3的产物的粒度分布的图。

具体实施方式

本发明提供制备疏水性二氧化硅颗粒的方法。所述方法包括：(a)提供 二氧化硅的酸性含水分散体，(b)将所述分散体与三烷氧基硅烷化合物组合 以提供反应混合物，和(c)干燥所述反应混合物以提供疏水性二氧化硅颗粒。

二氧化硅的酸性含水分散体可包括任何合适类型的二氧化硅颗粒，只 要所述二氧化硅颗粒具有约1000nm或者更小例如约5nm～约1000nm的平 均粒度。所述粒度指包围所述颗粒的最小球的直径。优选地，所述二氧化 硅颗粒包括离散的无定形二氧化硅颗粒。二氧化硅的酸性含水分散体可具 有任何合适的pH并且通常具有约2～约7的pH。

二氧化硅的酸性含水分散体优选为胶态稳定的。分散体的胶态稳定性 防止颗粒的任何实质部分不可逆地附聚或者凝胶化、或者在使用期间从分 散体中沉降出来。用于本发明中的二氧化硅的酸性含水分散体优选具有使 得分散体中二氧化硅的平均总体粒度在1小时或更多(例如，约8小时或更 多、或约24星期或更多)、更优选2星期或更多(例如，约4星期或更多、 或者约6星期或更多)、最优选8星期或更多(例如，约10星期或更多、或 者约12星期或更多)、或者甚至约16星期或更多的时期内不变的程度的胶 态稳定性，所述平均总体粒度通过动态光散射测量。