CN103261335A - 包含疏水化二氧化硅粒子的分散体及涂料配制品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包含疏水化二氧化硅粒子的水分散体，包含：a.50-80重量％的水，b.10-30重量％的疏水化二氧化硅粒子，c.5-15重量％的至少一种通式为R1O((CH2)mO)nH的醇烷氧基化物，其中R1为具有10-25个碳原子的支化或非支化的烷基或烯基，m为2或3，且n为10-50，d.0.5-5重量％的至少一种分子量小于500的胺和/或氨基醇，以及e.0-1重量％的N-甲基吡咯烷酮，所有重量百分比数值均基于该分散体。本发明还提供了包含该分散体的涂料配制品。

Description

包含疏水化二氧化硅粒子的分散体及涂料配制品
技术领域
本发明涉及水分散体及涂料配制品，其均包含疏水化二氧化硅粒子。
背景技术
与制备分散体有关的要点为：
i.在混合过程中有效润湿填料及颜料。这可以降低分散时间和分散能量输入；
ii.通常期望分散体粘度非常低；
iii.干燥之后，需要得到高光泽度；
iv.即使在长期贮存、远距离运输以及暴露于极端气候条件下，分散体中固相的沉降倾向应当最小化；
v.分散体中没有任何絮凝。这对于制备可重现色调(shade)以及使用目前常用的涂料混合机时尤其重要；
vi.分散体应当可与多种添加剂相容。
为了满足上述要点，通常将分散剂添加到分散体中。为了此目的，已经提出多种水溶性分散剂。实例为基于离子结构例如多磷酸盐或两亲性结构换言之具有明确的疏水性以及亲水性嵌段的分散剂、基于非离子脂肪醇乙氧基化物或烷基酚乙氧基化物和/或其阴离子改性的衍生物的分散剂。
然而，到目前为止，仅知道少数高度填充、低粘度的包含疏水化二氧化硅粒子的稳定水分散体。人们期望得到高度填充的分散体，因为这样可以降低运输成本，并且由于混入高度填充的涂料分散体，不必使用高水含量的产品再次稀释。
DE-A-10316661公开了一种高度填充、低粘度的分散体，其包含5重量％-50重量％的疏水化二氧化硅粒子及通式为R1CO2(CH2CH(Ph)O)a(CnH2n-xR2 xO)bR3的分散剂。然而，在使用时，该分散体仅形成适度的永久性涂层。
EP-A-2107086公开了一种包含疏水化二氧化硅粒子、至少一种乙氧基化醇的磷酸酯的水分散体，以及具有碱性效果的组成物。目前，已发现包含该分散体的涂料配制品仅仅在该分散体中含有大量N-甲基吡咯烷酮的时候才显示出良好结果，然而，由于其毒性，N-甲基吡咯烷酮在涂料配制品中是不想要的成分。
发明内容
因此，本发明的技术目的是提供仅含有较小比例的N-甲基吡咯烷酮或完全不含该组分，并且在高固含量条件下仍然具有低粘度的稳定分散体。而且，该分散体能够快速混入水性涂料配制品中，显示出良好的贮存稳定性以及在涂料配制品中能够形成结构粘度。
本发明提供了一种包含疏水化二氧化硅粒子的水分散体，其包含：
a.10-30重量％的疏水化二氧化硅粒子，
b.50-80重量％的水，
c.5-15重量％的至少一种通式为R1O((CH2)mO)nH的醇烷氧基化物，其中R1为具有10-25个碳原子的支化或非支化的烷基或烯基，m＝2或3，且n＝10-50，
d.0.5-5重量％的至少一种分子量小于500，优选小于50-250的胺和/或氨基醇，以及
e.0-1重量％，优选小于0.5重量％，更优选小于0.1重量％的N-甲基吡咯烷酮，
所有重量百分比的数值均基于该分散体。
本发明的分散体不含涂料工业中所使用的彩色颜料以及粘合剂。在一个优选的实施方式中，基于分散体的固体部分，疏水化二氧化硅粒子部分至少为90重量％，更优选至少为98重量％。特别优选的是分散体的固相完全由疏水化二氧化硅粒子组成的实施方式。
疏水化是指二氧化硅粒子表面上的羟基与能使粒子具有疏水性质的试剂的反应。本文中疏水程度的一个合适的度量标准由甲醇润湿性提供。
为测定甲醇润湿性，称出0.2g(±0.005g)疏水化二氧化硅粒子部分置入透明离心管中。在各个称重部分中加入8.0ml的甲醇/水的混合物，各自的甲醇浓度为10体积％、20体积％、30体积％、40体积％、50体积％、60体积％、70体积％和80体积％。将密封管摇晃30秒，然后以2500min-1离心5分钟。读出沉降物体积，将其转换成百分比并且对甲醇含量(体积％)作图。曲线的拐点对应于甲醇润湿性。甲醇润湿性越高，二氧化硅粒子的疏水性越高。本发明内容中被视为“疏水化”的粒子是甲醇润湿性至少为20体积％的粒子。
已经发现，当甲醇润湿性为20体积％至80体积％时，可以获得特别优异的涂料性质。特别优选的是甲醇润湿性为30体积％至60体积％的粒子。符合这种条件的合适市售疏水化二氧化硅粒子的实例包括
Figure BPA00001734875200031
R972，
Figure BPA00001734875200032
R974，
Figure BPA00001734875200033
R104，
Figure BPA00001734875200034
R106，R805，
Figure BPA00001734875200036
R812，
Figure BPA00001734875200037
R812S，
Figure BPA00001734875200038
R202，
Figure BPA00001734875200039
R8200和
Figure BPA000017348752000310
R9200，均购自Evonik Degussa(表1)。
疏水化二氧化硅粒子更优选可以通过热解制备的二氧化硅粒子的疏水化而得到。热解是指由火焰水解或火焰氧化所制备的粒子。热解二氧化硅粒子描述于例如Ullmann’s Encyclopedia of Inductrial Chemistry，A23卷，第635页，第5版中。这些粒子通常以聚集的初级粒子的形式存在，并且在表面上具有能与疏水化试剂反应的反应中心。用于本发明分散体的疏水化二氧化硅粒子优选具有50-300m2/g的BET表面积，更优选具有70-200m2/g的BET表面积，以及最优选90-150m2/g的BET表面积。
特别合适的疏水化二氧化硅粒子是通过与有机硅烷、硅氮烷或环状聚硅氧烷反应而得到的那些。这种反应生成了在表面上具有O-Si型化学键的硅烷化二氧化硅粒子。
特别适用于疏水化的试剂包括
有机硅烷(RO)3Si(CnH2n+1)和(RO)3Si(CnH2n-1)，其中R＝烷基，例如甲基，乙基，正丙基，异丙基，丁基，并且n＝1-20。
有机硅烷R’x(RO)ySi(CnH2n+1)和R’x(RO)ySi(CnH2n-1)，其中R和/或R’＝烷基，例如甲基，乙基，正丙基，异丙基，丁基，n＝1-20；x+y＝3；x＝1.2；y＝1.2。
卤代有机硅烷X3Si(CnH2n+1)和X3Si(CnH2n-1)，其中X＝Cl，Br；n＝1-20。
卤代有机硅烷X2(R’)Si(CnH2n+1)和X2(R’)Si(CnH2n-1)，其中X＝Cl，Br；R’＝烷基，例如甲基，乙基，正丙基，异丙基，丁基；R’＝环烷基；n＝1-20。
卤代有机硅烷X(R’)2Si(CnH2n+1)和X(R’)2Si(CnH2n-1)，其中X＝Cl，Br；R’＝烷基，例如甲基，乙基，正丙基，异丙基，丁基；R’＝环烷基；n＝1-20。
有机硅烷(RO)3Si(CH2)m-R’，其中R＝烷基，例如甲基，乙基，丙基；m＝0.1-20；R’＝甲基。
有机硅烷R”x(RO)ySi(CH2)m-R’，其中R”＝烷基，环烷基；x+y＝3；x＝1或2；y＝1或2；m＝0.1-20；R’＝甲基。
卤代有机硅烷X3Si(CH2)m-R’，其中X＝Cl，Br；m＝0.1-20；R’＝甲基。
卤代有机硅烷RX2Si(CH2)mR’，其中X＝Cl，Br；m＝0.1-20；R’＝甲基。
卤代有机硅烷R2XSi(CH2)mR’，其中X＝Cl，Br；m＝0.1-20；R’＝甲基。
硅氮烷R’R2SiNHSiR2R’，其中R，R’＝烷基，乙烯基，芳基。
环状聚硅氧烷D3，D4，D5及其同系物，其中D3，D4和D5理解为具有3，4或5个-O-Si(CH3)2型单元的环状聚硅氧烷，例如八甲基环四硅氧烷＝D4。
Y-O-[(R1R2SiO)m-(R3R4SiO)n]u-Y型聚硅氧烷或硅油，其中
R1，R2，R3，R4＝彼此各自独立为烷基，例如CnH2n+1，
n＝1-20；芳基，例如苯基或取代的苯基，(CH2)n-NH2，H
Y＝CH3，H，CnH2n+1，n＝2-20；Si(CH3)3，Si(CH3)2H，Si(CH3)2OH，Si(CH3)2(OCH3)，Si(CH3)2(CnH2n+1)，n＝2-20
m＝0，1，2，3，…，100 000，
n＝0，1，2，3，…，100 000，
u＝0，1，2，3，…，100 000。
市售产品的实例为
Figure BPA00001734875200041
OILS 47 V 50，47V 100，47V 300，47V 350，47V 500，47V 1000，Wacker Silicon Fluids AK 0,65，AK 10，AK 20，AK 35，AK 50，AK 100，AK 150，AK 200，AK 350，AK 500，AK 1000，AK 2000，AK 5000，AK 10000，AK 12500，AK 20000，AK 30000，AK 60000，AK 100000，AK 300000，AK 500000，AK 1000000或Dow
Figure BPA00001734875200042
200流体。
作为表面改性剂，优选可以使用下列物质：辛基三甲氧基硅烷，辛基三乙氧基硅烷，二甲基二氯硅烷，六甲基二硅氮烷，3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，十六烷基三甲氧基硅烷，十六烷基三乙氧基硅烷及二甲基聚硅氧烷。特别优选的是使用二甲基二氯硅烷。特别适用于本发明分散体的疏水化二氧化硅粒子的市售粉末为例如R972，EvonikDegussa。
另外还发现，如果本发明分散体中疏水化二氧化硅粒子的平均粒度d50不超过300nm较为有利，特别优选为100-250nm的范围。
分散体的液相由单一相组成。液态分散相包含水，至少一种醇烷氧基化物，至少一种胺和/或氨基醇，N-甲基吡咯烷酮，聚乙二醇，聚丙二醇以及马来酸衍生的共聚物，以及每种情况下任选的有机溶剂。
50重量％-80重量％的水构成本发明分散体的主要成分。优选地，分散体的水含量为60重量％-75重量％。
在本发明的一个具体实施方式中，基于在每种情况下疏水化二氧化硅粒子部分，通式为R1O((CH2)mO)nH的醇烷氧基化物部分为5重量％-20重量％，优选为8重量％-15重量％。
对于通式为R1O((CH2)mO)nH的一种或多种化合物可以得到最佳工业涂料效果，其中
R1＝CH3(CH2)xCH2O，其中x＝8-18，m＝1-4，且n＝15-25。可明确提到下列化合物：
CH3(CH2)10CH2O[(CH2)2O]18H，CH3(CH2)12CH2O[(CH2)2O]18H，
CH3(CH2)14CH2O[(CH2)2O]18H，CH3(CH2)16CH2O[(CH2)2O]18H，
CH3(CH2)10CH2O[(CH2)2O]20H；CH3(CH2)12CH2O[(CH2)2O]20H，
CH3(CH2)14CH2O[(CH2)2O]20H，CH3(CH2)16CH2O[(CH2)2O]20H，
CH3(CH2)10CH2O[(CH2)2O]23H，CH3(CH2)12CH2O[(CH2)2O]23H，
CH3(CH2)14CH2O[(CH2)2O]23H和CH3(CH2)16CH2O[(CH2)2O]23H
本发明分散体的液相进一步包含胺和/或氨基醇，基于每种情况下疏水化二氧化硅粒子部分，其含量优选为3重量％-20重量％，优选为5重量％-15重量％。
分散体中可以优选包含氨基醇。术语氨基醇是指含有至少一个氨基及至少一个羟基的化合物。用于本发明的氨基醇分子量优选为50-500，更优选为100-250。合适的氨基醇为2-氨基乙醇，1-氨基乙醇，3-氨基-1-丙醇，2-氨基-1-丙醇，1-氨基-2-丙醇，2-氨基-2-甲基-1-丙醇，2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇，2-氨基-2-羟甲基-1，3-丙二醇，2-(2-氨基乙氧基)乙醇，2-氨基-1-丁醇，4-氨基-1-丁醇，1-氨基-2-丁醇，1-氨基-3-丁醇，3-氨基-1-丁醇，2-氨基-1-环己醇，3-氨基-1-环己醇，4-氨基-1-环己醇，2-氨基-1-(羟甲基)环戊烷，2-氨基-1-己醇，6-氨基-1-己醇，2-氨基-3-甲基-1-丁醇，1-(氨基甲基)环己醇，6-氨基-2-甲基-2-庚醇，2-氨基-3-甲基-1-戊醇，2-氨基-4-甲基-1-戊醇，2-氨基-1-戊醇，5-氨基-1-戊醇，1-氨基-2，3-丙二醇，2-氨基-1，3-丙二醇，2-氨基-1，3-丙二醇，2-((3-氨基丙基)甲氨基)乙醇或及其混合物。
此外，可以有(CH3)2NCHR1CHR2-O-[CHR3-CHR4-O]nH型的氨基醇，其中R1，R2，R3和R4各自为H，CH3或C2H5，并且n可以为1-5。在每种情况下，可使用相同或不同的R1，R2，R3和R4。示例为：
1-(2-二甲氨基乙氧基)-2-丙醇，
1-(1-二甲氨基-2-丙氧基)-2-丙醇，
2-(1-二甲氨基-2-丙氧基)乙醇，2-(2-二甲氨基乙氧基)乙醇以及
2-[2-(2-二甲氨基乙氧基)乙氧基]乙醇
可以作为本发明分散体的一部分。
使用N，N-二烷基醇胺例如N，N-二甲基乙醇胺和N，N-二甲基异丙醇胺可以得到最佳工业涂料效果。
本发明的分散体可进一步包含0.1重量％-1.5重量％的至少一种聚乙二醇和/或聚丙二醇。优选平均分子量(质量平均)为100或更高，更优选为150-6000的聚丙二醇。
还发现，如果本发明分散体进一步包含基于疏水化二氧化硅粒子部分为0.1重量％-1重量％的至少一种通式I的共聚物，则结果更有利
其中Z＝
Figure BPA00001734875200071
其中
M为氢，单价或二价金属阳离子，铵离子，有机胺基，
a为1，或者，如果M为二价金属阳离子，则a为0.5，
X也为-OMa或-O-(CpH2pO)q-R1，其中
R1为H，具有1-20个碳原子的脂肪族烃基，具有5-8个碳原子的脂环族烃基，具有6-14个碳原子的任选取代的芳基，p＝2-4，q＝0-100，-NHR2和/或-NR2 2，其中R2＝R1或-CO-NH2
Y为O，NR2
A1为亚乙基，亚丙基，亚异丙基，亚丁基，
m为10-30，
n为0-50，
k为10-30，以及
m+k的总和在20-60、优选为20-40的范围内。
-(A1O)n可为所述亚烷基氧化物之一的均聚物、或聚合物分子中两种或更多种单体的具有统计分布的嵌段共聚物或共聚物。单元[ ]m及[ ]k同样可以为聚合物分子中两种或更多种单体的具有统计分布的嵌段共聚物或共聚物的形式。
发现用作单价或二价金属阳离子的M优选为钠、钾、钙和镁离子。所用的有机胺基优选为从一级、二级或三级C1至C20烷基胺、C1至C20烷醇胺、C5至C8环烷胺和C6至C14芳胺所衍生得到的取代铵根基团。相应的胺的实例为质子化(铵)形式的甲胺，二甲胺，三甲胺，乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，环己胺，二环己胺，苯胺，二苯胺。
X可表示-OMa或-O-(CpH2pO)q-R1，其中R1为H，具有1-20个碳原子的脂肪族烃基，具有5-8个碳原子的脂环族烃基，具有6-14个碳原子的芳基，其可选地被进一步取代。P可以为从2至4，q＝0-100，并且在一个优选实施方式中，p＝2或3，因而衍生自聚环氧乙烷或聚环氧丙烷。或者，X也可以为-NHR2和/或-NR2 2，其中R2＝R1或-CO-NH2，对应于相应的不饱和羧酸的单取代的或二取代的单酰胺。
Y可以为O(酸酐)或NR2(酰亚胺)。
优选可以使用通式Ia或Ib的共聚物，其中A1为亚乙基，m为10至30，n为5至20，k为10至30，并且m+k的总和在20至40的范围内。
优选还可以使用通式Ia或Ib的化合物，其中R为具有8至18个碳原子且任选包含多重键及任选包含羟基的任选支化的烷基，A为亚乙基，M为H或碱金属，a为1至30且b为1或2。
已经发现，特别适用于工业涂料应用的为包含至少一种通式为R1O((CH2)mO)Hn的醇烷氧基化物、至少一种平均分子量为100至6000的聚丙二醇、以及至少一种通式I的共聚物的分散体。这种情况下醇烷氧基化物/聚丙二醇/共聚物的重量比优选为50-70/15-30/10-20，并且总和为100。
除N-甲基吡咯烷酮以外，本发明的分散体可进一步包含至多10重量％的至少一种有机溶剂。该溶剂优选选自脂肪族、脂环族和芳香族烃类，醇，二醇，二醇醚，酮，酯和醚。可明确提到正己烷，正庚烷，环己烷，甲苯，二甲苯，乙苯，异丙苯，苯乙烯，二氯甲烷，1，2-二氯乙烷，甲醇，乙醇，1-丙醇，2-丙醇，1-丁醇，异丁醇，2-乙基己醇，环己醇，二丙酮醇，丙酮，甲乙酮，甲基异丁基酮，二异丁基酮，环己酮，异亚丙基丙酮，异佛尔酮，乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸丁酯，丁醚，乙酸异丁酯，乙二醇一甲醚乙酸酯，丁基乙二醇乙酸酯，乙基二甘醇乙酸酯，丁基二甘醇乙酸酯，甲氧基丙基乙酸酯，乙氧基丙基乙酸酯，碳酸乙二酯，碳酸丙二酯，二乙醚，甲基叔丁基醚，四氢呋喃，二氧六环，1-甲氧基-2-丙醇，1-乙氧基-2-丙醇，1-异丙氧基-2-丙醇，1-异丁氧基-2-丙醇，乙基乙二醇，丙基乙二醇，丁基乙二醇，乙基二甘醇，丁基二甘醇，甲基二丙二醇，乙二醇，1，2-丙二醇，1，3-丁二醇，2，4-戊二醇，2-甲基-2，4-戊二醇，2，5-己二醇，2，4-庚二醇，2-乙基-1，3-己二醇，二乙二醇，二丙二醇，三丙二醇，己二醇，辛二醇及三乙二醇。特别优选的是二乙二醇，二丙二醇和三丙二醇。
最后，也可将消泡剂和防腐剂加到本发明的分散体中。它们在分散体中的部分通常小于1重量％。
适用于制备本发明分散体的分散装置为能够以水相充分润湿该疏水性粉末的任何装置。在涂料工业中，为此目的，通常使用溶解器，其结构相对简单，维护强度低，容易清洗制造体系。然而根据待制备水分散体的所需粘度或填充度，充分分散或后研磨是必要的。后研磨可以在例如搅拌球磨机中进行。然而，在许多情况下，使用转子/定子机器充分剪切即可。润湿和分散能力的一种可用组合由Ystral公司的转子/定子机器提供，该机器可以使粉末在吸力作用下被吸入，并且在关闭该粉末吸入孔后通过剧烈剪切作用进行分散。
特别地，当使用其中空气可以在吸力作用下被吸入并因此可能导致发泡的转子/定子机器时，已经证实，在初始进料中仅包含一部分所需要的水以及添加剂并且混合一部分疏水二氧化硅是有利的。高于特定量的疏水二氧化硅，基于待混合的全部疏水二氧化硅，大约为25重量％-30重量％，则必须确定其消泡作用。只有在加入全部数量的粉末之后，最后才加入剩余部分的水。通过这种方式，在将粉末开始加入到制备容器中时，维持足够体积以提供初始发泡。
本发明还提供了包含上述分散体的涂料配制品。
本文中合适的粘合剂可以为涂料和涂覆技术中常用的树脂，例如在“Lackharze，Chemie，Eigenschaften und Anwendungen[Paint resins，Chemistry，Properties and Applications]”，由D.Stoye，W.Freitag，Hanser Verlag编著，Munich，Vienna 1996中所描述的。
要提到的实例包括具有或不具有其它官能团的(甲基)丙烯酸及其酯与其它烯键式不饱和化合物，例如苯乙烯，聚醚多元醇，聚酯多元醇，聚碳酸酯多元醇，聚氨酯多元醇及环氧树脂的聚合物及共聚物，也可以是这些聚合物的任意期望的混合物，并且也描述了通过缩聚制备的脂肪酸改性的醇酸树脂。
作为聚合物成分，还可以使用带有羟基的有机化合物，例如聚丙烯酸酯，聚酯，聚己内脂，聚醚，聚碳酸酯以及聚氨酯多元醇，以及羟基官能化的环氧树脂，还可以使用这些聚合物任意期望的混合物。特别是，可以使用水性或溶剂型或无溶剂的聚丙烯酸酯多元醇及聚酯多元醇及其任意期望的混合物。
聚丙烯酸酯多元醇是指包括具有包含羟基的基团的单体与其它烯键式不饱和单体，例如，(甲基)丙烯酸的酯，苯乙烯，alpha-甲基苯乙烯，乙烯基甲苯，乙烯基酯，马来酸和富马酸的单烷基和二烷基酯，alpha-烯烃的共聚物以及其它不饱和低聚物和聚合物。
本发明的配制品可以进一步包含彩色颜料和/或惰性填料。
彩色颜料可以为有机或无机性质。实例包括硫酸钡，氧化铅，硅酸铅，铁氧化物，酞菁络合物，二氧化钛，氧化锌和硫化锌。
本发明的配制品可以进一步包含惰性填料。惰性填料为本领域技术人员所熟知的，其不影响或实质上不影响配制品的流变性质。实例包括碳酸钙，硅藻土，云母，高岭土，白垩，石英以及滑石。
基于配制品的总固体部分，彩色颜料和/或惰性填料通常以总计为10重量％至70重量％，优选30重量％至50重量％部分存在。
基于配制品，由疏水化二氧化硅粒子、粘合剂以及任选的彩色颜料和/或惰性填料组成的该配制品的总固体部分优选为40重量％至60重量％。
本发明还提供了分散体的用途，用作汽车工业中的水基中涂漆(primer-surfacer)的添加物，用作罐头涂覆及线圈(coil)涂覆工艺中的涂料成分，用作水基UV可固化配制品中的添加剂。
实施例
分散体1-4通过使用溶解器先混合该分散体的液体组分制备。然后在搅拌下加入Evonik Gegussa的972，利用溶解器在4000rpm下先进行初步分散5分钟，然后利用Ultra-Turrax在7000rpm下分散30分钟。之后，使用额外的水将
Figure BPA00001734875200102
972的含量设定为20重量％。
这些分散体的组成及其物理化学性质如表2所示。分散体1表示本发明的分散体。
尽管发明分散体1的固含量很高，但制备后室温下24小时仍然粘度很低。即使在40℃下贮存超过4周，粘度仅有不明显的提高。在分散体2和3的情况下，由于配制品变成糊状，无法制备高度填充的分散体。分散体4同样不适合用于涂料配制品。因为在40℃下的贮存测试中，仅仅四周以后其粘度就急剧增加。在上述条件下，本发明的分散体1的粘度增加可以忽略不计。
中涂漆中的分散体测试
在SL 5珠磨机中预混合及分散研磨机基质(表3)20分钟(1mm玻璃珠，3000rpm，至细度计值＜10μm)。使用桨式搅拌器预混合树脂混合物(表4)。使用溶解器预混合该树脂混合物以及分散的研磨机基质。在搅拌下加入分散体和剩余的水(表5)。然后用DMEA(10％的水溶液)将pH调整至约8.6。
在23℃下贮存4周后进行中涂漆粘度的测定。产率测试在500s-1的剪切速率下120s以及在0.5s-1的剪切速率下300s进行。产率曲线用来显示出粘度的变化速度，使用流变曲线测定，当剪切速率迅速改变时重新建立。在理想结构粘度的情况下，粘度应当在剪切速率下降时立即上升，并且应当显示为恒定值。期望粘度稍微延迟形成，因为这有助于获得更优的涂料/清漆的流出性。
在23℃下贮存4周后，测定中涂漆的沉降行为。测量沉降物高度，并且计算沉降物与上清液相的百分比。
产率曲线表明，在基于具有1重量％的R972的分散体的配制品情况下，粘度再次急剧增加。
表1：适合制备本发明分散体的二氧化硅粉末
Figure BPA00001734875200112
*以m2/g计；近似值
表2：分散体的组成及其物理化学性质
1)65重量％的水，总计为23重量％的CH3(CH2)16CH2O[(CH2)2O]x18H，其中x＝18，20，23；8重量％的聚丙二醇以及4重量％的式Ib化合物，MW15000；
2)脂肪酸烷氧化物；Evonik Tego Chemie；
3)改性的丙烯酸酯；Evonik Tego Chemie；
4)苯乙烯-马来酸酐共聚物；Evonik Tego Chemie；
5)，6)实验中止，因粘度过大
Figure BPA00001734875200122
无法全部加入；
7)在23℃下使用来自Paar Physica的MCR 300，在剪切速率为1s-1，10s-1，100s-1下测定粘度，
8)使用Coulter LS测定；
表3：研磨机基质组合物
Figure BPA00001734875200131
11)来自Bayer；2)N，N-二甲基乙醇胺；10重量％的水溶液；3)空气制品；
表4：树脂混合物的组成
Figure BPA00001734875200132
1)来自Bayer；2)来自Cytec；3)N，N-二甲基乙醇胺；10重量％的水溶液；
表5：中涂漆(PS)
本发明 对比例
分散体1 G 5.00 0
水 G 4.09 8.09
全部中涂漆 G 99.1 98.1
二氧化硅浓度 重量％ 1 0
pH* 8.4 8.0
细度值 μm 12 12
PS**的沉降行为 ％ 14 56
产率测试中的粘度增加(0.5s-1) mPas 950 200
*使用DMEA(10％的水溶液)调整pH至约8.6；
**在RT下贮存4周后(上清液，以％计)

Claims (15)

1.包含疏水化二氧化硅粒子的水分散体，特征在于，其包含：
a.50-80重量％的水，
b.10-30重量％的疏水化二氧化硅粒子，
c.5-15重量％的至少一种通式为R1O((CH2)mO)nH的醇烷氧基化物，其中R1为具有10-25个碳原子的支化或非支化的烷基或烯基，m为2或3，且n为10-50，
d.0.5-5重量％的至少一种分子量小于500的胺和/或氨基醇，以及
e.0-1重量％的N-甲基吡咯烷酮，
所有重量百分比数值均基于该分散体。
2.根据权利要求1的分散体，特征在于，所述疏水化二氧化硅粒子的甲醇润湿性为30体积％-60体积％。
3.根据权利要求1或2的分散体，特征在于，所述疏水化二氧化硅粒子为硅烷化二氧化硅粒子。
4.根据权利要求1至3的分散体，特征在于，所述疏水化二氧化硅粒子是热解来源的。
5.根据权利要求1至4的分散体，特征在于，所述疏水化二氧化硅粒子在所述分散体中的平均粒度d50不超过300nm，优选为100-250nm。
6.根据权利要求1至5的分散体，特征在于，基于每种情况下疏水化二氧化硅粒子部分，所述通式为R1O((CH2)mO)nH的醇烷氧基化物部分为5重量％-20重量％，优选为8重量％-15重量％。
7.根据权利要求1至6的分散体，特征在于，在醇烷氧基化物的通式R1O((CH2)mO)nH中，R1为CH3(CH2)xCH2O，其中x＝8-18，m＝1-4，且n＝15-25。
8.根据权利要求1至7的分散体，特征在于，基于疏水化二氧化硅粒子部分，所述胺和/或氨基醇部分为3重量％-20重量％。
9.根据权利要求1至8的分散体，特征在于，其包含氨基醇。
10.根据权利要求1至9的分散体，特征在于，其包含0.1-1.5重量％的至少一种聚乙二醇和/或聚丙二醇。
11.根据权利要求10的分散体，特征在于，其进一步包含基于疏水化二氧化硅粒子部分为0.1-1重量％的至少一种下列通式的共聚物
Figure FPA00001734875100021
其中Z＝
Figure FPA00001734875100022
其中
M为氢、单价或二价金属阳离子、铵离子、有机胺基，
a为1，或者，如果M为二价金属阳离子，则a为0.5，
X  也为-OMa或-O-(CpH2pO)q-R4，其中
R4为H、具有1-20个碳原子的脂肪族烃基、具有5-8个碳原子的脂环族烃基、具有6-14个碳原子的任选取代的芳基，p＝2-4，q＝0-100，-NHR2和/或-NR2 2，其中R2＝R1或-CO-NH2
Y为O、NR2
A1为亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基，
m为10-30，
n为0-50，
k为10-30，以及
m+k的总和在20-60的范围内。
12.根据权利要求11的分散体，特征在于，其包含至少一种通式为R1O((CH2)mO)nH的醇烷氧基化物、至少一种平均分子量为400至6000的聚丙二醇、以及至少一种通式I的共聚物，所述醇烷氧基化物/聚丙二醇/共聚物的重量比为50-70/15-30/10-20，并且总和为100。
13.根据权利要求1至12的分散体，特征在于，除N-甲基吡咯烷酮以外，其包含至多为10重量％的至少一种有机溶剂。
14.涂料配制品，其包含根据权利要求1至13的分散体。
15.根据权利要求1至13的分散体的用途，用作汽车工业中的水基中涂漆的添加物，用作罐头涂覆及线圈涂覆工艺中的涂覆成分，用作水基UV可固化配制品中的添加剂。
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