CN1347844A - 用蜡涂敷硅石的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用蜡涂敷或浸渍硅石的方法,其中硅石用蜡在空气中于高于蜡的熔化温度及低于蜡的分解温度下进行涂敷。本发明还涉及涂有蜡的硅石作为消光剂的应用。

Description

用蜡涂敷硅石的方法
                    技术领域
本发明涉及用蜡涂敷硅石的方法以及该硅石的应用。
用于基于蜡浸硅石的涂料的消光剂是已知的，并且例如在DE1006100、DE 1592865和EP 0922691中描述过。在这种情况下，蜡乳液，需要时加入分散剂，用硅石悬浮体转化。由此所得的浸渍过的或涂敷过的硅石必须接着进行费用昂贵的干燥，并且还常含有分散剂。此外，蜡在硅石上的粘接对许多应用来说是不够的。
                    背景技术
用蜡涂敷硅石的另一方法描述于EP 0442325。在这种情况下，硅石首先用多元醇浸渍，以便于憎水的蜡在亲水硅石上的粘接。根据EP0442325，包含浸渍过的硅石的涂料具有不希望的高粘度。EP 0442325中的对比例表明，未涂蜡或涂蜡但未加多元醇的硅石会使涂料的粘度大大下降。这可能是由于与憎水的涂料相比，硅石颗粒的表面太亲水。为抵消这种效果，必须加入多元醇。这是一个附加的方法步骤。
在DE 1006100中已知一种加工硅胶或硅溶胶的热处理方法。在这种情况下，首先制备硅石水凝胶，经干燥并在另一步骤中进行活化。干燥过的硅胶通过在约468-538℃下活化，然后用熔融的微晶蜡在371℃下转化，蜡的用量按水凝胶计为15-30％(重量)。这种非常细的水凝胶颗粒具有带大量水份的网状硅胶结构，所以仅用所述的高温或高蜡浓度可满意的涂敷。高的热载防止较多蜡的使用(颜色变化)，此外，必须确保如此用蜡涂敷的硅胶快速冷却到低于蜡的分解温度。
硅石的涂敷未在DE 1006100中描述。
根据不同的制备方法，硅石和硅胶有各种不同的结构。通过碱性沉淀生产的硅石并具有颗粒开孔结构。从开孔颗粒中，易将水去除。与此相反，通过酸性沉淀得到的硅胶具有闭合结构，难以从中去除水。
                    发明内容
本发明的目的是提供一种用蜡涂敷硅石的方法，该方法易于操作，并在较少使用蜡的情况下能达例如在涂料中的硅石的良好沉降稳定性和可分散性。
本发明提供一种用蜡涂敷硅石的方法，其中硅石的涂敷是在空气中于高于蜡的熔融温度并低于蜡的分解温度下进行。
硅石的涂敷宜与粉末化，如在冲击式粉碎机中同时进行。在每种情况下，组分蜡和硅石在涂敷前在合适的混合设备(如Eirich混合器)中混合是适宜的。
本发明方法中可使用的蜡的熔融范围和分解范围为40-250℃，优选60-200℃，特别优选70-130℃。本发明方法宜在该温度下实施。该方法也可在合适的预热空气或加热的惰性气体中进行。
合适的硅石是在实施例中描述的沉淀硅石。但相应的Aerosil(一种高度分散的硅胶)也是合适的。在本发明方法中，为涂敷可采用聚乙烯(PE)蜡、费舍-特鲁普什-蜡或硅基蜡。按硅石计，用2-15％(重量)，优选5-10％(重量)的蜡涂敷硅石在实践中已得到证实。
按本发明涂敷过的硅石可用作涂料如醇酸涂料或其它烘烤涂料的消光剂。
沉淀硅石和一种比例为3-15％(重量)的涂层剂(蜡)在混合设备(如Eirich混合器)中充分混合。该混合物在分选研磨器(如50 ZPS或类似设备)或喷射研磨器中研磨和分选。在研磨时，研磨室通过喷入热空气(60-160℃)加热，以使研磨器出口的空气温度为40-140℃。产物经过滤器或旋风分离器分离。用涂层剂涂敷过的产物的碳原子含量为2-18％(重量)优选3-10％(重量)，特别优选3-6％(重量)。通过其后的分级操作可调节颗粒级分。
                    实施例
实施例1
所用的硅石和涂层剂的参数如下表：
表1
硅石 涂层剂
BET[m2/g] 200 微粉[μm] 8.5
DBP[g/100g] 230 熔点(DSC)[℃] 110-118
d10 4.66 120℃下的熔体粘度[mm2/s] 135-240
d50 9.11 克分子量(GPC)[g/mol] 约3500
d90 23.10 23℃下的密度[g/cm3] 0.940-0.955
表1中的沉淀硅石与6％(重量)的PE-蜡(表1)混合。在一组过程参数如分选器转数、研磨器转数或研磨空气下，于Zirkoplex-分选研磨器50 ZPS(Alpine公司)中，在研磨空气出口温度为120℃(在研磨出口测量)的情况下研磨。试验参数、物化参数和在黑色烘烤涂料中得到的工业涂料结果示于表2。
表2
分选器转速 [min-1] 10500
研磨器转速 [min-1] 9500
d10 [μm] 2.82
d50 [μm] 5.24
d90 [μm] 8.91
C-含量 [％] 3.3
细度计值 [μm] 30
60°光泽 19.7
相对于标准的60°光泽 1.7
沉降 2-
实施例2硅石和涂敷温度的变化
沉淀硅石，如Sipernat 50，和PE-蜡，如AF30(BASF公司)以6份蜡和94份硅石的比例充分混合。该混合物被加入到冲击式分选研磨器(ZPS 50)中。研磨过程中该冲击式分选研磨器用预热过的研磨空气运行。改变从研磨器出来的研磨空气的出口温度。研磨器的调节(分选器转数和研磨器转数)对用蜡涂敷硅石不是决定性的，但是该参数的选定要使产品具有适合所需消光系数的分布。
所用的硅石的参数：
BET-表面积[m2/g]        450
平均粒度[μm]            27(测量仪：Coulter LS230)
捣实密度[g/l]            180(未筛分)
干燥损失[％]             6.0(105℃，2小时)
灼烧损失[％]             5.0(1000℃，2小时)
pH值                     6.0(5％，水中)
DBP-吸收[g/100g]         335.0
表3
出口温度 [℃] 120 100 80
蜡名称 AF 30 AF 30 AF 30
d10* [μm] 4,48 4,63 4,67
d50* [μm] 8,44 8,88 8,54
d90* [μm] 13,96 14,63 14,05
C-含量 [％] 5,48 5,94 5,67
细度计值 [μm] 25 30 27
  相对于标准的60°光泽** [％] -5,5 1,7 0,8
         沉降*** 2 2 5
    蜡脱离 无 无 -
* 测量仪：Coulter LS230**标准：Acematt HK 460，Degussa公司实施例3蜡或蜡软化温度的变化
实验按实施例2中所描述的进行。所用蜡的软化点比实施例2中使用的蜡的软化点更低。表4
蜡   生产商 软化点      [℃]
AF 30   BASF 公司 105-112
SL 555   Daniel Products 公司 82-86
Aquabead 916   Micropowders 公司 64-67
表5
蜡名称 AF 30 SL 555 Aquabead 916
出口温度 [℃] 120 120 120
d10* [μm] 4,48 4,57 4,58
d50* [μm] 8,44 8,88 8,98
d90* [μm] 13,96 14,84 15,29
C-含量 [％] 5,48 5,31 4,97
细度计值 [μm] 25 28 29
相对于标准的60°光泽** [％] -5,5 -4,9 -5,5
         沉降*** 2 2 2
   蜡脱离 无 无 无
表6
蜡名称 AF 30 SL 555  Aquabead 916
出口温度 [℃] 100 100 100
d10* [μm] 4,57 4,46 4,13
d50* [μm] 8,88 8,77 7,76
d90* [μm] 14,63 13,31 11,83
C-含量 [％] 5,94 5,69 4,97
细度计值 [μm] 30 29 31
相对于标准的60°光泽** [％] 1,7 0,5 -0,1
         沉降*** 2 2 2
   蜡脱离 无 无 无
表7
蜡名称 AF 30 SL 555 Aquabead 916
出口温度 [℃] 80 80 80
d10* [μm] 4,67 4,18 4,15
d50* [μm] 8,54 8,17 7,79
d90* [μm] 14,05 12,56 11,75
C-含量 [％] 5,67 5,79 4,76
细度计值 [μm] 27 27 31
相对于标准的60°光泽** [％] 0,8 1,1 -1,2
沉降 5 2 2
蜡脱离 - 无 无
* 测量仪：Coulter LS 230**标准：Acematt HK 460，Degussa公司分析方法：
沉降
在玻璃瓶中放入40g消光漆，旋紧闭合该玻璃瓶。该样品在干燥箱中于50±2℃下放置10天。
为进行评价，将该玻璃瓶冷却至室温。
为检验沉降物的性质，将玻璃瓶颠倒，并观察含消光剂相的流动。
接着，用手将玻璃瓶摇动2次。如果未发现沉降物，则用针在瓶底上划。利用这种方法，可测出甚至极薄的不希望的沉积物。
沉降物的性质按如下分级：
级数   评价
1      漆和消光剂不分离
2      较松的沉降物(该沉降物可完全从瓶底流动，可通过1-
       2次颠倒使其分散)
3      软的沉降物(该沉降物不可完全从瓶底流动，但通过多次
       摇动还可使其分散)
4      软的沉降物(该沉降物还是软的，但已较强地聚结，通过
       摇动不再能使其充分分散)
5      固体沉降物
蜡脱离
称重1g消光剂和35g乙氧基乙酸丙酯，并将其放入50ml的有螺旋盖的宽颈瓶中。将盖关闭并用手摇动该瓶。该瓶在50℃下退火过夜。
如果在此条件下蜡脱离消光剂，则其悬浮于溶剂中，而消光剂沉于瓶底。
如果不发生蜡脱离，则在瓶底仅有消光剂的沉积物。
实施例表明，本发明的涂敷必须在蜡的熔化范围以上进行。这里“熔化范围”和“软化点”是同义词。

Claims (6)

1.一种用蜡涂敷硅石的方法，其特征在于，在空气中于高于蜡的熔化温度及低于蜡的分解温度下进行硅石的涂敷。
2.权利要求1的方法，其特征在于，在涂敷的同时进行研磨。
3.权利要求1或2中之一的方法，其特征在于，在40-200℃下进行涂敷。
4.权利要求1-3中之一的方法，其特征在于，蜡的用量按硅石计为2-15％(重量)。
5.权利要求1-4中之一的方法，其特征在于，采用聚乙烯蜡、费舍-特鲁普什-蜡或硅基蜡进行涂敷。
6.权利要求1-5中之一的用蜡涂敷过的硅石在作为涂料中的消光剂的应用。
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