[发明专利]非水分散体的制备方法及其用途

说明书

本发明涉及非水分散体的制备方法及其用途。

非水分散体变得越来越重要。特别是它们用作电流变流体(ERF)。电流变流体应理解为细碎分散的颗粒在疏水的非导电油中的分散体。在电场作用下，这些分散体的表观粘度变化非常快，并可由液态反转为塑料状态或固态。恒定电场和交变电场都可改变该表观粘度，其中通过ERF的电流应该非常小。

施加电场时ERF粘度的增加可以如下定性解释：胶状、化学稳定的分散颗粒在电场中极化，并由于在场电力线方向的偶极作用进行附聚。这导致表观粘度的增加。附聚步骤是可逆的，即如果关闭电场，那么颗粒重新分散，粘度回到原始值。

因此，分散相的电极化能力是产生电流变流体的重要的先决条件。因此，离子导电材料或导电材料通常用作分散相。

在现有技术的某些ERF中，分散相包含有机固体，诸如离子交换树脂(US-A 3 047 507)或硅氧烷树脂(US-A 5 164 105)。然而在某些情况下，使用涂布的无机材料，诸如沸石(US-A 4 744 914)或硅胶(US-A 4668 417)等。在上述物质的情况下，电流变作用归因于载有水的固体。少量的水提高离子电导率，并因此提高产生该作用所必需的分散颗粒的极化能力。然而，含水体系非常不稳定。诸如金属粉或沸石之类的固体的缺点是它们是磨料。分散相的选择可以大大影响磨料的作用。因此，对无机粉末而言，优选将聚合物质、特别是弹性体用作分散相。

任何需要借助于低电力转移力的地方(诸如在偶联管、水压阀、振动吸收器、振荡子或用于放置和固定工件的装置等)，都可以使用REF。

除诸如好的电流变作用、高热稳定性、低能耗和耐化学品等一般需要ERF外，分散相的磨损性、基本粘度和沉降稳定性在ERF的实际应用中也起重要作用。分散相应该尽可能少地形成沉降物，并且无论如何都应该能重新分散，也应该在极端的机械应力下不引起任何磨损。

因此，有效的电流变流体的基本粘度应该低，而在施加电场后粘度应该高，即粘度的变化大。正如众所周知的，用一定比例(按体积计)的分散相可增加ER效应。用高比例的固体达到低基本粘度，首先取决于分散相的形状和颗粒大小分布，第二取决于所用的任何分散助剂的分散效果。此外，分散相的电导率取决于颗粒大小。只能通过精确地调整分散相的颗粒大小或颗粒大小分布优化这些参数。制备非水分散体的常规方法基于将固体物质研磨至所需的颗粒大小，然后分散在分散介质中。US-A 5 268 118描述了将聚合物溶液或反应性单体混合物喷雾干燥，然后分散固化颗粒。在这两种方法中，颗粒大小及其分布的调节都只能通过昂贵的生产颗粒的分级和分离步骤来进行。US-A 4 996 004描述了聚酯聚合物的非水分散体，它通过研磨和随后分散在非水液体中来制备。在US-A 5 073 282中，疏水聚合物分散体通过在非极性载体液体以及负载第二极性液体的沉淀聚合中制备，以生产电流变流体。这里，颗粒大小及其分布由单体和溶剂的极性决定，并且只能在很窄的范围内变化。因此，需要制备非水分散体的方法，该分散体含有高比例的固体，为沉降稳定的，基本粘度低，而在随后施加电场时粘度变化大。

因此，本发明的目的是提供一种简单的方法，它能够制备具有这些性能的非水分散体。

现已意外地发现，可以通过以下步骤制备具有这些性能的非水分散体，即在至少一种非水液体中，可选地在一种或多种传导组分存在下乳化至少一种液态预聚物，可选地在一种或多种分散体存在下，将用喷射分散器预聚物含有的小滴大小调至0.1-30μm，将小滴大小分布 U 90 = d 90 - d 10 d 50 ]]>调至低于2，并在通过化学反应固化乳化的颗粒。

本发明的方法具有两个可利用的参数。生产参数-均化压力和均化喷嘴数或均化步骤数，用来调整小滴大小和小滴大小分布。

因此本发明提供制备非水分散体的方法，其中，

将至少一种液态预聚物可选地在一种或多种传导组分存在下进行乳化，

在至少一种非水液体中，可选地在一种或多种分散体存在下，