[发明专利]硅烷化二氧化硅水分散体

说明书

本发明涉及提供包含硅烷化胶态二氧化硅颗粒的水分散体的方法，其中硅烷基团源自a)至少一种含有环氧官能的硅烷化合物，b)至少一种能使胶态二氧化硅颗粒改性的不具有环氧官能的硅烷化合物，其可通过将含有硅烷基团前体a)和b)的硅烷化合物与胶态二氧化硅颗粒以任何顺序混合以形成硅烷化胶态二氧化硅颗粒的分散体而得到。本发明还涉及硅烷化胶态二氧化硅分散体的用途。

发明背景

之前已经将胶态二氧化硅分散体尤其用作涂料以改善粘着性和提高各种材料的耐磨性和防水性。然而，这些组合物，尤其是高度浓缩的胶态二氧化硅组合物可能容易胶凝或沉淀，这大大缩短了贮存时间。

EP 1554221公开了提供硅烷改性二氧化硅的分散体的方法。然而，这类分散体的稳定性不能总是提供足够的稳定性、硬度和/或防水性。

理想的是提供相对于以上现有技术的不足，改善的硅烷化硅溶胶分散体。理想的还有提供尤其用于涂料应用的高度浓缩的胶态二氧化硅分散体，其可容易地贮存和运输而没有任何初始沉淀。另一目的是提供赋予漆配制剂高防水性和/或硬度，特别是早期硬度的分散体。理想的还有提供制备这种分散体的便利且便宜的方法。

另一目的是提供不会使木材如橡木褪色的适用于木器漆的分散体。本发明的另一目的是提供木器漆配制剂的改善防水性。

本发明

本发明涉及制备硅烷化胶态二氧化硅颗粒的水分散体的方法，其包括在含水介质中将a)至少一种含有环氧官能的硅烷化合物，b)至少一种能使胶态二氧化硅颗粒改性的不具有环氧官能的硅烷化合物；和c)胶态二氧化硅颗粒以任何顺序混合以形成含有源自a)和b)的硅烷基团的硅烷化胶态二氧化硅颗粒的水分散体。

根据一个实施方案，硅烷化胶态二氧化硅颗粒能赋予漆硬度和/或防水性。

根据一个实施方案，b)选自具有酰胺基官能、脲基官能、氨基官能、酯官能、巯基官能和/或异氰酸根合官能的硅烷，例如选自具有酰胺基官能、脲基官能和/或氨基官能，例如酰胺和/或脲基官能的硅烷。

根据一个实施方案，b)与a)的重量比为约2-约0.1，例如约1.5-约0.2，或约1.1-约0.4。

根据一个实施方案，a)和b)与二氧化硅的重量比为约0.01-约3，例如约0.01-约1.5，例如约0.05-约1，或约0.10-约0.5，或约0.2-约0.5，或约0.3-约0.5。

根据一个实施方案，酰胺基官能包括(甲基)丙烯酰胺基团。根据一个实施方案，具有酰胺基官能的硅烷包括例如通式(II)CH₂＝CR⁵-CO-NR⁶-R⁷-SiR⁸_m-(R⁹)_3-m的含硅烷基团的甲基(丙烯酰胺)的烯键式不饱和含硅烷单体，其中m为0-2，R⁵为H或甲基，R⁶为H或具有1-5个碳原子的烷基；R⁷为具有1-5个碳原子的亚烷基或其中碳链被O或N原子间隔的二价有机基团，R⁸为具有1-5个碳原子的烷基，且R⁹为具有1-40个碳原子的烷氧基，其可被其它杂环取代。在其中存在两个或更多个基团R⁵或R⁹的单体中，这些基团可以相同或不同。这类(甲基)丙烯酰胺基-烷基硅烷的实例为3-(甲基)丙烯酰胺基-丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)-丙烯酰胺基-丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰胺基-丙基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲氧基硅烷、2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基乙基三甲氧基硅烷、N-(2-(甲基)丙烯酰胺基-乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰胺基-丙基三乙酰氧基硅烷、2-(甲基)丙烯酰胺基-乙基三-甲氧基硅烷、1-(甲基)丙烯酰胺基-甲基三甲氧基-硅烷、3-(甲基)丙烯酰胺基-丙基甲基二甲氧基-硅烷、3-(甲基)丙烯酰胺基-丙基二甲基甲氧基-硅烷、3-(N-甲基-(甲基)丙烯酰胺基)-丙基三甲氧基硅烷、3-((甲基)丙烯酰胺基-甲氧基)-3-羟基-丙基三甲氧基硅烷、3-((甲基)丙烯酰胺基-甲氧基)-丙基三甲氧基硅烷、N，N-二甲基-N-三甲氧基-甲硅烷基丙基-3-(甲基)丙烯酰胺基-丙基氯化铵和N，N-二甲基-N-三甲氧基甲硅烷基丙基-2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙基氯化铵。