[发明专利]硅烷化的研磨热解法二氧化硅

说明书

本发明涉及疏水的研磨热解法二氧化硅，涉及其制备方法及其用途。 本发明还涉及含有本发明二氧化硅的涂料制剂。

从Ullmanns，der technischen Chemie，volume 21，第464页 (1982)已知热解法二氧化硅。通过在氢气和氧气的混合物中燃烧挥发性的硅 化合物，例如四氯化硅，来制备热解法二氧化硅。

将物质粉碎成碎屑(50-500μm)、粉末(5-50μm)甚至更细(小于5μm)在 本领域内是惯用的。对于所有的粉碎任务，提供并操作大量和各个任务的 特性相匹配的技术设备。Ullmannsdie dertechnischen Chemie， 3rd edition，volume 1，第616到638页就粉碎问题和多种机械做了很好的综 述。

热解法二氧化硅的平均初级粒径(5-50nm)比可通过机械粉碎获得的低 得多。表面积为200m²/g的热解法二氧化硅的初级颗粒和聚集体可在电子 显微镜中看到。

热解法二氧化硅的初级颗粒和聚集体组合形成较大的复合物，团聚物。 通常，粒径越小或比表面积越大，热解法二氧化硅越高度致密，这些团聚 物越大。

这些团聚物结合在一起的结合力相对弱。不过，出于初级颗粒和聚集 体或低团聚颗粒均匀分布的目的，将这些团聚物加入并溶解于液体体系中 时，需要一定的剪切能量。对于分散体，根据使用领域，使用多种不同的 混合单元，选择的决定性因素是体系的粘度和极性，以及团聚强度和所需 的均匀度。

用简单的搅拌系统例如桨式搅拌机时，直接加入少量二氧化硅通常不 能满意地进行，特别是当涉及低粘度体系时。然而，油漆和涂料的制造商， 以及处理者，从二氧化硅的性能角度来看，对用非常简单的设备和用最少 的时间消耗和能量支出实现主要作为增稠剂和触变剂使用的二氧化硅的最 佳分布感兴趣。

就桨式搅拌机分散而言，粗的二氧化硅团聚物未充分粉碎，因此对提 高粘度和触变性只能作小的贡献。该信息基于UP树脂(不饱和聚酯树脂) 作为分散剂。

通过在液体体系外分散，即实际上在空气下或一般而言通过研磨，减 小团聚物尺寸在现有技术中可能性有限，因为就给定的材料团聚趋势而言， 之前的团聚状态在粉碎后不久就恢复。该效果不迟于已通过机械介入大大 疏松的材料的再压实后发生，所述材料不能以此形式运送或储存。从团聚 物再增大的角度，储存时间也会产生效果。

对可分散的二氧化硅的分布状态和分散体的最大团聚尺寸(粒度)采用 的质量数和评价参数是依据DIN 53203的所谓细度值。

已知可对热解法二氧化硅疏水化，在销棒研磨机中研磨然后筛分(US 2004/0110077A1)。该已知的二氧化硅用作调色剂混合物中的外部添加剂。

BET表面积为200m²/g的亲水热解法二氧化硅在UP树脂(Ludopal P6 不饱和聚酯树脂，BASF，2％分散)中通过DIN方法确定的细度值为50到 60μm。

当另外更高地压实该热解法二氧化硅(100到120g/l)时，细度值也显著 更高，特别地超过100μm，由此，作为增稠剂和触变剂，能量支出不可忽 略。

已知表面积约为300m²/g的高分散二氧化硅可在销棒研磨机中研磨。

对未压实的二氧化硅实现的细度值起初是25μm。

如果将该二氧化硅压实到50g/l，细度值升至30μm，如果进一步压实 到75g/l，则甚至到约40μm。

在储存超过三个月的过程中，压实到50g/l的研磨的未改性二氧化硅 的细度值为50到60μm。

根据现有技术，仅当亲水二氧化硅用3重量％的疏水二氧化硅混合且 该混合物借助于空气喷射研磨机或销棒研磨机研磨后才可防止再团聚(EP 0 076 377 B1)。

对于BET表面积为200m²/g的热解法二氧化硅，即使压实到73g/l或 107g/l，仍获得35μm的细度值。

就BET表面积为300m²/g的热解法二氧化硅而言，因研磨前加入疏水 二氧化硅，在28g/l的夯实密度实现10μm的细度值，且在50g/l的夯实密 度实现15到20μm的细度值。