DE10244212A1 - Zinkoxiddispersionen in halogen- und wasserfreien Dispersionsmedien - Google Patents

Zinkoxiddispersionen in halogen- und wasserfreien Dispersionsmedien Download PDF

Info

Publication number
DE10244212A1
DE10244212A1 DE10244212A DE10244212A DE10244212A1 DE 10244212 A1 DE10244212 A1 DE 10244212A1 DE 10244212 A DE10244212 A DE 10244212A DE 10244212 A DE10244212 A DE 10244212A DE 10244212 A1 DE10244212 A1 DE 10244212A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
zinc oxide
water
weight
oxide particles
dispersion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10244212A
Other languages
English (en)
Inventor
Thiemo Dr. Marx
Michael Dr. Mager
Volker Dr. Wege
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanxess Deutschland GmbH
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DE10244212A priority Critical patent/DE10244212A1/de
Priority to EP03798155A priority patent/EP1546266A1/de
Priority to PCT/EP2003/010024 priority patent/WO2004029161A1/de
Priority to AU2003264285A priority patent/AU2003264285A1/en
Priority to CNA038226731A priority patent/CN1685018A/zh
Priority to CA2501378A priority patent/CA2501378C/en
Priority to MXPA05003060A priority patent/MXPA05003060A/es
Priority to JP2004538882A priority patent/JP4585315B2/ja
Priority to US10/667,575 priority patent/US20040071958A1/en
Publication of DE10244212A1 publication Critical patent/DE10244212A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/04—Compounds of zinc
    • C09C1/043—Zinc oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G9/00—Compounds of zinc
    • C01G9/02—Oxides; Hydroxides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/256—Heavy metal or aluminum or compound thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft wasser- und halogenfreie Dispersionen, enthaltend pirmärpartikulär redispergierte Zinkoxidteilchen mit einem mittleren Durchmesser zwischen 1 und 200 nm und Aminoalkohole, ein Verfahren zur Herstellung der Dispersionen und die Verwendung dieser Herstellung von Formteilen und Überzügen.

Description

  • Zinkoxid Nanopartikeldispersionen, in denen die Teilchen primärpartikulär dispers vorliegen, sind aus WO 00/50503 bekannt. Zur Herstellung wird Zinkacetatdihydrat (käuflich oder in situ aus grobteiligem Zinkoxid, Wasser und Eisessig hergestellt) in Methanol gelöst und durch Basenzugabe in geeigneter Stöchiometrie die Fällung der Partikel vorgenommen. Die Aufreinigung und Aufkonzentration der zunächst als Aufschlämmung anfallenden, reversibel agglomerierten Partikel erfolgt durch Absitzen, Abnehmen des Überstandes, wieder Auffüllen mit frischem Methanol unter Rühren und erneutem Absitzen. Die Formulierung der Sole (Dispersionen, kolloidale Lösungen) erfolgt im Anschluss durch geeignete Verdichtung der Partikel zum Gel und Redispergieren in Wasser und/oder organischen Lösemitteln, gegebenenfalls unter Zusatz oberflächenmodifizierender Substanzen.
  • Aus primärpartikulär dispergiertem Zinkoxid (nano-ZnO-Dispersion) können transparente, hochwirksame UV-Schutzbeschichtungen auf Basis kondensationsvernetzender Sol/Gel-Matierialien hergestellt werden ( EP 1 146 069 A2 ). Hierfür wird die in WO 00/50503 beschriebene, wasserfreie nano-Zinkoxid-Dispersion in Dichlormethan oder Chloroform eingesetzt. Die Verwendung halogenierter Lösemittel ist allerdings für eine kommerzielle Vermarktung dieser Beschichtungen wie auch der enthaltenen Sole prohibitiv.
  • Es wurde nun gefunden, dass sich Zinkoxid besonders gut in Aminoalkoholen oder Mischungen aus Aminoalkoholen mit halogen- und wasserfreien organischen Lösemitteln primärpartikulär redispergieren und zu hochkonzentrierten, stabilen Dispersionen formulieren lässt, aus denen sich Formkörper und Überzüge enthaltend primärpartikulär dispergiertes Zinkoxid herstellen lassen.
  • Gegenstand der Erfindung sind wasser- und halogenfreie Dispersionen, die Aminoalkohole und primärpartikulär redispergiertes Zinkoxid (nano-ZnO) mit einem mittleren Teilchendurchmesser (bestimmt mittels Ultrazentrifugation) von 1 bis 200 nm enthalten. Die erfindungsgemäßen Dispersionen bestehen aus den primärpartikulär redispergierten Zinkoxidpartikeln sowie dem wasser- und halogenfreien Dispersionsmedium.
  • Die erfindungsgemäßen Mischungen enthalten neben den Aminoalkoholen bevorzugt nano-Zinkoxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser, bestimmt mittels Ultrazentrifugation, zwischen 5 und 50 nm, besonders bevorzugt zwischen 5 und 20 nm.
  • Angaben zur Bestimmung der Teilchengröße durch Ultrazentrifugenmessungen finden sich z.B. in H.G. Müller, Colloid. Polym. Sci., 267, 1113–1116 (1989).
  • Im Sinne der Erfindung bedeutet primärpartikulär redispergierbares bzw. redispergiertes Zinkoxid, dass der Anteil des eingesetzten Zinkoxids, das nicht wieder in seine Primärpartikel aufgebrochen werden kann bzw. in der betreffenden Dispersion nicht aufgebrochen vorliegt, weniger als 15 Gew.-%, insbesondere weniger als 1 Gew.-% der Gesamtmenge des eingesetzten Zinkoxids ausmacht.
  • Das wasser- und halogenfreie Dispersionsmedium besteht bevorzugt im wesentlichen aus reinen Aminoalkoholen oder deren Mischungen mit wasser- und halogenfreien Lösemitteln. Der Anteil der wasser- und halogenfreien Lösemittel an der Gesamtmenge des Dispersionsmediums liegt zwischen 0 und 96 Gew.-%.
  • Als Aminoalkohole werden bevorzugt Aminoalkohole der Formel (I) eingesetzt. R1R2N-(CH2)x OH (I), wobei
    R1 und R2 unabhängig voneinander für einen C1-C30-Alkylrest stehen oder Bestandteil eines aliphatischen oder aromatischen C5-C20-Restes sind oder dem Rest-(CH2)x OH entsprechen, und
    x eine ganze Zahl von 1 bis 30 ist.
  • Besonders bevorzugt ist R1 und R2 in Formel (I) der Rest (CH2)x-OH, wobei x gleich 2, 3 oder 4 ist, insbesondere Triethanolamin.
  • Im einzelnen seien folgende Aminoalkohole genannt:
    (HO-CH2-CH2)2N-CH2-CH2-N(CH2-CH2-OH)2, N(CH2-CH2-OH)3, HO-CH2-CH2-CH2-N(CH2-CH2-OH)2, HO-CH(CH3)-CH2-CH2-N(CH2-CH2-OH)2, H-N(CH2-CH2-OH)2, CH3-N(CH2-CH2-OH)2, CH3-CH2-N(CH2-CH2-OH)2, CH3-CH2-CH2-N(CH2-CH2-OH)2, (CH3)2CH-N(CH2-CH2-OH)2, (CH3)3C-N(CH2-CH2-OH)2, C6H5-CH2-N(CH2-CH2-OH)2, C6H5-N(CH2-CH2-OH)2, CH3-(CH2)5-N(CH2-CH2-OH)2, CH3-(CH2)17-N(CH2-CH2-OH)2, H2N-CH2-CH2-CH2-N(CH2-CH2-OH)z, H2N-CH2-CH2-OH, (CH3)2N-CH2-CH2-OH, CH3-NH-CH2-CH2-OH, (CH3-CH2)2N-CH2-CH2-OH, (CH3)2N-(CH2)2-OH, (CH3)2N-(CH2)3-OH, (CH3)2N-(CH2)4-OH, CH3-(CH2)3-N(CH3)-CH2-CH2-OH, C6H5-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-OH, (CH3)2N-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-OH, CH3-(CH2)2-N(CH3)-CH2-CH2-OH, H2N-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-OH.
  • Als wasser- und halogenfreies Lösemittel werden bevorzugt Alkohole, Ester und/oder Ketone, insbesondere C2- bis C6-Monoalkohole eingesetzt.
  • Die Zinkoxidkonzentrationen der primärpartikulär redispergierten Partikel im Dispersionsmedium liegen allgemein zwischen 0,1 und 75 Gew.-%, vorzugsweise 10 und 50 Gew.-%, insbesondere 20 und 40 Gew. %.
  • Die erfindungsgemäßen Dispersionen primärpartikulär redispergierter Teilchen zeichnen sich dadurch aus, dass sie lagerstabil sind und auch nach Wochen und Monaten keine Tendenz zu Partikelagglomeration, Feststoffausfällung, Entmischung, Vergelen, Erstarrung, Verfärbung und/oder Aushärtung zeigen.
  • Die erfindungsgemäßen Zinkoxid Dispersionen werden hergestellt, indem ein primärpartikulär redispergierbares Zinkoxid im Dispersionsmedium dispergiert wird.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden primärpartikulär redispergierbare Zinkoxide in Form methanolischer Suspensionen oder Gele verwendet, die beispielsweise nach WO 00/50503 hergestellt wurden. Die Zinkoxidkonzentrationen liegen hier allgemein zwischen 5 und 75 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 25 und 50 Gew.-%. Die Leitfähigkeit der methanolischen Flüssigphase ist kleiner als 200 mS/cm, vorzugsweise kleiner als 10 mS/cm.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird in den erfindungsgemäßen Dispersionen enthaltenes Methanol nach Einbringen des Zinkoxids destillativ entfernt, wodurch der Dispersionszustand der Partikel verbessert wird, was sich durch zunehmende Transluzenz der Dispersion bemerkbar macht.
  • Zur Verbesserung des Dispersionsgrades der Partikel können zum Stand der Technik gehörende Homogenisierungsverfahren verwendet werden, die Geräte wie Hochgeschwindigkeitsrührer (z.B. IKA-U1tra-Turrax® T25 basic, IKA-Werke GmbH & Co KG, D-79219 Staufen), Ultraschalldispergatoren (z.B. UP200S, UP400S, Dr. Hielscher GmbH, D-14513 Berlin) und/oder Strahldispergatoren (Chem. Ing. Tech. (69), 6/97, S. 793–798; EP 07667997 ) einsetzen.
  • Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zinkoxid-Partikeldispersionen lassen sich UV-absorbierende und/oder biozide Überzüge und/oder Formkörper herstellen. Unter Überzügen werden sowohl Polymer-Systeme zur Beschichtung von Werkstoffen wie z.B. Metallen, Kunststoffen oder Glas als auch Cremes, Salben, Gele oder ähnliche feste oder fließfähige Formulierungen zur Verwendung im kosmetischen, oder pharmazeutischen Bereich verstanden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind Formkörper, die anorganische und/oder organische Polymere sowie primärpartikulär dispergierte Zinkoxidteilchen enthalten.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind Überzüge, die anorganische und/oder organische Polymere sowie primärpartikulär dispergierte Zinkoxidteilchen enthalten.
  • Bei den organischen Polymeren handelt es sich bevorzugt um Polyurethane, Polyacrylate, Polyamide und/oder Polyester, insbesondere Polycarbonate.
  • Bei den anorganischen Polymeren handelt es sich bevorzugt um kondensationsvernetzte Sol/Gel-Materialien.
  • Beispiele:
  • Die Ultrazentrifugenmessungen wurden an ca. 0.5 Gew.-%-igen ZnO Dispersionen in einem Dispersionsmedium aus EthylenglycoUWasser (Gewichtsverhältnis 2:1) durchgeführt.
  • Die TEM-Aufnahmen wurden anhand von ZnO-Dispersionen in Ethylenglycol/Wasser (Gewichtsverhältnis 2:1) durchgeführt, die auf ein Kohlenstoff-TEM-Grid aufgetropft, eingedampft und anschließend vermessen wurden.
  • Die Charakterisierung der erfindungsgemäßen Dispersion erfolgte durch Aufnahme und Auswertung des UV-Absorptionsspektrums der ZnO-Teilchen, vorzugsweise im Bereich zwischen 450 und 300 nm. Dazu wurde eine Probe der Dispersion in EthylenglycoUWasser (Gewichtsverhältnis 2:1) auf 1/500 verdünnt und gegen eine reine Mischung aus Ethylengylcol/Wasser (Gewichtsverhältnis 2:1) gemessen. Qualitative Aussagen über den Grad der Feinteiligkeit der Dispersion werden dadurch erhalten, dass man die Extinktion der Probe bei 350 nm (Esso, Absorptionsbereich von Zinkoxid, Transmissionsverluste durch Streuung und Absorption) durch die bei 400 nm (Eaoo, außerhalb des Absorptionsbereichs von Zinkoxid, Transmissionsverluste ausschließlich durch Streuung) dividiert. Für sehr kleine Partikel, die keine Transmissionsverluste durch Lichtstreuung verursachen ist E350/E400 sehr groß; kleinere Werte dagegen werden erhalten, wenn E400 durch Lichtstreuung bei großen Partikeln oder Agglomeraten zunimmt.
  • Als polyfunktionelles Organosilan wurde in den nachfolgenden Versuchen oligomeres cyclo-{OSi[(CH2)2Si(OC2H5)2(CH3)]}4 (D4-Diethoxid-Oligomer) eingesetzt. Dessen Herstellung erfolgte wie in US-A 6,136,939 , Beispiel 2, beschrieben.
  • Als Substrate wurden extrudierte Polycarbonat-Platten (Makrolon® 3103, Bayer AG, Leverkusen) eingesetzt. Vor der Beschichtung wurden die Platten auf ein Format von 10 × 10 cm zugeschnitten, durch Abspülen mit Isopropanol gereinigt und mit einem Haftvermittler versehen. Der Haftvermittler, ein Alkoxysilan-modifiziertes Polyurethan, wurde wie folgt hergestellt:
  • a) Herstellung der Polyol-Komponente:
  • 9,24 g eines stark verzweigten, hydroxylgruppenhaltigen Polyesters mit einem OH-Gehalt nach DIN 53240/2 von 8,6 ± 0,3 Gew.-% und einem Äquivalentgewicht von ca. 200 g/mol (Desmophen® 800, Bayer AG) wurden unter Rühren mit 3,08 g eines schwach verzweigten, hydroxylgruppenhaltigen Polyesters mit einem OH-Gehalt nach DIN 53240/2 von 4,3 ± 0,4 Gew.-% und einem Äquivalentgewicht von ca. 395 g/mol (Desmophert 670, Bayer AG) in 3,08 g n-Butylacetat gelöst, danach wurden 0,4 g einer 10 Gew.-%-igen Lösung von Zink(II)octoat in Diacetonalkohol, 0,2 g einer 10 Gew.-%-igen Lösung eines Verlaufshilfmittels (Baysilone® OL 17, GE Bayer Silicones, Leverkusen) in Diacetonalkohol sowie 170,5 g Diacetonalkohol zugegeben. Es wurden 186,5 g der klaren, farblosen und lagerstabilen Polyol-Komponente erhalten.
  • b) Herstellung der Polyisocyanat-Komponente:
  • 462,4 g eines aliphatischen Polyisocyanats (IPDI-Trimerisat) mit einem NCO-Gehalt nach DIN EN ISO 11909 von 11,9 ± 0,4 Gew.-% und einem Äquivalentgewicht von 360 g/mol (Desmodur® Z 4470 (70 Gew.-%-ig in n-Butylacetat), Bayer AG) wurden mit 27,23 g n-Butylacetat verdünnt, danach wurden innerhalb von ca. 2 h 60,4 g n-Butylaminopropyltrimethoxysilan so zugetropft, dass die Reaktionstemperatur (Innenthermometer) nicht über 40°C stieg. Nach dem Abkühlen wurden 550 g der klaren, schwach gelben und lagerstabilen Polyisocyanat-Komponente erhalten.
  • c) Herstellung des verarbeitungsfertigen Haftvermittlers
  • Zur Herstellung des verarbeitungsfertigen Haftvermittlers wurden 42,3 g der Komponente a) und 7,7 g der Komponente b) unter Rühren vermischt; die erhaltene klare Lösung wurde innerhalb von einer Stunde verarbeitet.
  • Der Auftrag des wie beschrieben hergestellten Haftvermittlers erfolgte durch Schleudern (2000 U/min, 20 sec Haltezeit), danach wurde dieser 60 min bei 130°C thermisch behandelt. Die so erzielte Schichtdicke lag typischerweise bei ca. 0,3–0,6 μm. Die Applikation der erfindungsgemäßen UV-Schutzformulierungen erfolgte innerhalb einer Stunde nach Aushärtung des Haftvermittlers.
  • Beispiel 1:
  • (Nachstellung der Herstellung von nano-ZnO-Aufschlämmungen nach WO 00/50503)
  • 240,35 g Zinkoxid (techn. 99,8 Gew.-%) wurden in 1320 g Methanol (techn. 99,9 Gew.-%) vorgelegt und auf 50°C temperiert. Durch Zugabe von 355,74 g Eisessig (techn. 99,9 Gew.-%) und 51,15 g VE-Wasser wurde der Feststoff gelöst und anschließend auf 60°C temperiert. Zur Beseitigung ungelöster Anteile ZnO wurde in 3 Portionen insgesamt 34,36 g KOH (techn. 90,22 Gew.-%) zugegeben. Nach 40-minütigem Nachrühren wurde innerhalb von 8 min. eine Lösung von 290,00 g KOH (techn. 90,22 Gew.-%) in 660,00 g Methanol zugegeben. Während des gesamten Fällungsvorganges betrug die Reaktionstemperatur 60°C. Nach einer Reifungszeit von 35 min. wurde der Reaktionsansatz durch äußere Eiskühlung auf Raumtemperatur gekühlt. Über Nacht sedimentierten die ZnO-Partikel und der salzhaltige Überstand konnte abgehoben werden. Nun wurde die Menge des entfernten Methanols durch frisches Methanol ersetzt, der Ansatz für 10 Minuten wieder aufgerührt und für 12 h sedimentieren gelassen. Diese Waschprozedur wurde noch zweimal wiederholt bis die Leitfähigkeit des methanolischen Überstandes 3 mS/cm betrug. Nach vollständigem Entfernen des klaren methanolischen Überstandes wurde eine 34,8 Gew.-ige methanolische Zinkoxid Aufschlämmung erhalten.
  • Beispiel 2:
  • 28,7 g einer nach Beispiel 1 hergestellten nano-ZnO Aufschlämmung (34,8 Gew.-% ZnO, Leitfähigkeit der flüssigen Phase 3 mS/cm) wurde mit 71,3 g einer 4 Gew.-%-igen Lösung von Triethanolamin in n-Butanol unter Rühren versetzt. Die UV-spektroskopische Charakterisierung lieferte ein Extinktionsverhältnis E350/E400 von 109.
  • Beispiel 3
  • 71,6 g einer Beispiel 1 hergestellten nano-ZnO Aufschlämmung (34,8 Gew.-% ZnO, Leitfähigkeit der flüssigen Phase 3 mS/cm) wurde mit 28,4 g einer 4 Gew.-%-igen Lösung von Triethanolamin in n-Butanol unter Rühren versetzt. Die UV-spektroskopische Charakterisierung lieferte ein Extinktionsverhältnis E350/E400 von 91.
  • Beispiel 4
  • Zur Verbesserung des Dispersionsgrades der Primärpartikel wurden nach den Beispielen 2 und 3 hergestellte Dispersionen durch je dreimalige Behandlung mit einem Düsenstrahldispergator bei 1500 bar homogenisiert. Auf diese Weise konnte das Extinktionsverhältnis E350/E400 der Dispersion aus Beispiel 2 auf 250 und aus Beispiel 3 auf 175 verbessert werden.
  • Beispiel 5
  • 412,0 g einer analog zu Beispiel 1 hergestellten nano-ZnO Aufschlämmung (33,1 Gew.-% ZnO, Leitfähigkeit der flüssigen Phase 3 mS/cm) wurde mit 545,48 g einer 4 Gew.-%-igen Lösung von Triethanolamin in n-Butanol unter Rühren versetzt. Anschließend wurde bei 50°C Wasserbadtemperatur und 100 mbar Druck 275,63 g Leichtsieder zur Entfernung des Methanols abdestilliert. Die UV-spektroskopische Charakterisierung lieferte ein Extinktionsverhältnis E350/E400 von 100. Eine Hoch druckhomogenisierung mittels Düsenstrahldispergator (einmaliger Durchgang, 400 bar) führte zu einer Steigerung auf 199.
  • Beispiel 6:
  • 60 g Triethanolamin wurden mit 105,1 g einer analog zu Beispiel 1 hergestellten methanolischen Zinkoxid Aufschlämmung (37,1 Gew.-% ZnO, Leitfähigkeit der flüssigen Phase 3 mS/cm) unter Rühren gemischt. Das enthaltene Methanol wurde anschließend bei 50°C Wasserbadtemperatur im Rotationsverdampfer abdestilliert (Vakuum 200 mbar), wobei ein transluzentes lagerstabiles Sol erhalten wurde. Die UV-spektroskopische Charakterisierung lieferte ein Extinktionsverhältnis E350/E400 von 117.
  • Beispiel 7:
  • 100 g einer nach Beispiel 6 hergestellten Dispersion in Triethanolamin wurde mit 100 g n-Butanol unter Rühren gemischt, wobei ein 19,9 Gew.-%-iges transluzentes, lagerstabiles Sol erhalten wurde. Die UV-spektroskopische Charakterisierung lieferte ein Extinktionsverhältnis E350/E400 von 360.
  • Beispiel 8: Herstellung einer UN-Schutzformulierung mit nano-ZnO
  • Unter Rühren wurden 13,98 g oligomeres cyclo-{SiO(CH3)[(CH2CH2Si(CH3)(OC2H5)2]}4 (D4-Diethoxid-Oligomer) in 50 g 1-Methoxy-2-propanol vorgelegt und 26,5 g Tetraethoxysilan und 0,1 g Verlaufshilfsmittels (Tegoglide® 410, Goldschmidt AG, Essen) zugegeben. Anschließend wurden 3,4 g 0,1 n p-Toluolsulfonsäure zugegeben und es wurde 30 min bei Raumtemperatur gerührt, bevor 38,87 g einer nach Beispiel 2 hergestellten und nach Beispiel 4 homogenisierten nano-Zinkoxid Dispersion (Menge entsprechend 10 g ZnO trocken) zugetropft wurde. Anschließend wird der Lack über einen Faltenfilter filtriert.
  • Beispiel 9: Entfernen der Niedrigsieder aus der UV-Schutzformulierung aus Beispiel 8
  • Um die nach Beispiel 8 hergestellte UV-Schutzformulierung von niedrigsiedenden toxischen Bestandteilen wie Methanol zu befreien, wurden 60 g n-Butanol zugesetzt und anschließend wurden bei 50°C Wasserbad und 200 mbar Druck 60 g Leichtsieder abdestilliert.
  • Beispiel 10: Herstellung einer weiteren UV-Schutzformulierung mit nano-ZnO
  • Zu einer Mischung aus 18,9 g D4-Diethoxid-Oligomer, 26,6 g Tetraethoxysilan und 35,6 g 1-Methoxy-2-propanol wurden unter Rühren 3,6 g einer 0,1 n, wässrigen p-Toluolsulfonsäurelösung gegeben. Nach 60 Minuten Rühren wurden dann 57,8 g eines nano-ZnO-Sols, hergestellt wie in Beispiel 5 beschrieben, zugegeben und nach 15 Minuten Rühren schließlich noch 15,0 g mit Acetessigsäure komplexierten Aluminiumtributylats in 1-Methoxy-2-propanol. (hergestellt durch Zugabe von 4,28 g Acetessigsäureethylester zu einer Mischung aus 8,1 g Aluminiumtrisecbutylat und 2,63 g 1-Methoxy-2-propanol unter Rühren). Es wurde eine UV-Schutzformulierung mit 35 Gew.-% nano-ZnO, berechnet auf die Feststoffe, erhalten.
  • Beispiel 11: Herstellung von UV-Schutzbeschichtungen auf Glas und Polycarbonat
  • Die nach Beispiel 10 hergestellte UV-Schutzformulierung wurde durch Schleudern (maximale Drehzahl 500 U/min, 20 Sekunden Haltezeit) auf wie beschrieben mit einem Haftvermittler versehene Polycarbonat-Platten appliziert. Nach der Aushärtung, 60 Minuten bei 125°C, wurde ein optisch einwandfreier und gut haftender Film erhalten.
  • Zur Messung der UV-/VIS-Absorptionsspektren wurde die nach Beispiel 10 hergestellte UV-Schutzformulierung ebenfalls auf Glas appliziert, wobei der Auftrag durch Schleudern bei 4 verschiedenen maximalen Drehzahlen erfolgt (200, 400, 600 und 800 U/min). Auf diese Weise wurden nach der Aushärtung (60 min bei 125°C) 4 Glasplatten mit unterschiedlichen Schichtdicken erhalten.
  • Wie den Absorptionsspektren zu entnehmen ist (siehe 1), gewähren die so hergestellten Beschichtungen unterhalb von ca. 375 nm einen hervorragenden UV-Schutz (hohe Extinktion und scharfe Extinktionskante) und weisen im Bereich des sichtbaren Lichts keinerlei Streuung oder Absorption auf.
  • Beispiel 12: Herstellung einer UV-Schutzbeschichtungen mit nano-ZnO in organischem Binder
  • 40,42 g eines hydroxylgruppenhaltigen Polyacrylats mit einem OH-Gehalt nach DIN 53240/2 von 3,2 + 0,4 Gew.-% und einem Äquivalentgewicht von 530 g/mol (Desmophen® A 665 (70 Gew.-%-ig in Butylacetat), Bayer AG) wurden in 11,41 g einer 1:1-Mischung aus 1-Methoxypropylacetat-2 und Solvent Naphtha 100 (höhersiedendes Aromatengemisch, Exxon Chemie GmbH, Hamburg) gelöst und anschließend unter Rühren mit einem aliphatischen, vernetzenden Einbrennurethanharz mit einem blockierten NCO-Gehalt von 10,5 Gew.-% und einem Äquivalentgewicht von ca. 400 g/mol (Desmodur® VP LS 2253 (75 Gew.-%-ig in 1-Methoxypropylacetat-2 und Solvent Naphtha 100 (8:17), Bayer AG) versetzt. Dann wurden je 0,49 g Baysilone® OL17 (10 Gew. %-ig in Xylol) (GE Bayer Silicones, Leverkusen) und Modaflow® (1 Gew.-% in Xylol), (Solutia Germany GmbH, Mainz) als Verlaufshilfsmittel sowie 4,9 g Dibutylzinndilaurat zugesetzt. Nach 30 minütigem Rühren wurden 103,4 g einer 20,3 Gew. %-igen ZnO-Dispersion in ButanoUTEA (96:4) (hergestellt nach Beispiel 5) zugegeben und weitere 10 min gerührt.
  • Anschließend wurden das applikationsfertige Beschichtungssystem als lagerstabile Flüssigkeit erhalten.
  • Beispiel 13: Herstellung von UV-Schutzbeschichtungen auf Glas und Polycarbonat
  • Die nach Beispiel 12 hergestellte UV-Schutzformulierung wurde durch Schleudern (maximale Drehzahl 1500 U/min , 20 Sekunden Haltezeit) auf wie beschrieben mit einem Haftvermittler versehene Polycarbonat-Platten appliziert. Nach der Aushärtung, 60 Minuten bei 130°C, wurde ein optisch einwandfreier und gut haftender Film erhalten.
  • Zur Messung des UV-/VIS-Absorptionsspektrums wurde die nach Beispiel 12 hergestellte UV-Schutzformulierung ebenfalls auf Glas appliziert, wobei der Auftrag durch Schleudern erfolgte (maximale Drehzahlen 1000 U/min, 20 Sekunden Haltezeit). Nach Aushärtung (60 min bei 130°C) wurde ein optisch einwandfreier und gut haftender Film erhalten.
  • Wie dem Absorptionsspektrum zu entnehmen ist (siehe 2), gewährt die so hergestellte Beschichtung unterhalb von ca. 375 nm einen hervorragenden UV-Schutz (hohe Extinktion und scharfe Extinktionskante) und weist im Bereich des sichtbaren Lichts keinerlei Streuung oder Absorption auf.

Claims (4)

  1. Wasser- und halogenfreie Dispersion enthaltend primärpartikulär redispergierte Zinkoxidteilchen mit einem Durchmesser zwischen 1 und 200 nm und Aminoalkohole.
  2. Dispersion nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich halogenfreie organische Lösemittel enthalten sind.
  3. Ein Verfahren zur Herstellung der Zinkoxid-Dispersionen nach Anspruch 1 bei dem primärpartikulär redispergierbare Zinkoxidteilchen unter Rühren in Aminoalkohole oder aminoalkoholhaltige, wasserfreie organische Lösemittel gegeben werden.
  4. Formteile und Überzüge hergestellt unter Verwendung der Dispersionen nach Anspruch 1.
DE10244212A 2002-09-23 2002-09-23 Zinkoxiddispersionen in halogen- und wasserfreien Dispersionsmedien Withdrawn DE10244212A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10244212A DE10244212A1 (de) 2002-09-23 2002-09-23 Zinkoxiddispersionen in halogen- und wasserfreien Dispersionsmedien
EP03798155A EP1546266A1 (de) 2002-09-23 2003-09-10 Zinkoxiddispersionen in halogen- und wasserfreien dispersionsmedien
PCT/EP2003/010024 WO2004029161A1 (de) 2002-09-23 2003-09-10 Zinkoxiddispersionen in halogen- und wasserfreien dispersionsmedien
AU2003264285A AU2003264285A1 (en) 2002-09-23 2003-09-10 Zinc-oxide dispersions in anhydrous dispersion media that are devoid of halogen
CNA038226731A CN1685018A (zh) 2002-09-23 2003-09-10 在不含卤素和水的分散介质中的氧化锌分散体
CA2501378A CA2501378C (en) 2002-09-23 2003-09-10 Zinc-oxide dispersions in anhydrous dispersion media that are devoid of halogen
MXPA05003060A MXPA05003060A (es) 2002-09-23 2003-09-10 Dispersiones de oxido de zinc en medios de dispersion anhidros que estan exentos de halogeno.
JP2004538882A JP4585315B2 (ja) 2002-09-23 2003-09-10 ハロゲンがない無水分散媒体における酸化亜鉛分散体
US10/667,575 US20040071958A1 (en) 2002-09-23 2003-09-22 Zinc oxide dispersions in halogen-and water-free dispersion media

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10244212A DE10244212A1 (de) 2002-09-23 2002-09-23 Zinkoxiddispersionen in halogen- und wasserfreien Dispersionsmedien

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10244212A1 true DE10244212A1 (de) 2004-03-25

Family

ID=31896310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10244212A Withdrawn DE10244212A1 (de) 2002-09-23 2002-09-23 Zinkoxiddispersionen in halogen- und wasserfreien Dispersionsmedien

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20040071958A1 (de)
EP (1) EP1546266A1 (de)
JP (1) JP4585315B2 (de)
CN (1) CN1685018A (de)
AU (1) AU2003264285A1 (de)
CA (1) CA2501378C (de)
DE (1) DE10244212A1 (de)
MX (1) MXPA05003060A (de)
WO (1) WO2004029161A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008145607A2 (de) * 2007-05-29 2008-12-04 Basf Se Verfahren zur herstellung von zinkoxiddispersionen zur verwendung in kosmetischen zubereitungen

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004003675A1 (de) * 2004-01-24 2005-08-11 Degussa Ag Dispersion und Beschichtungszubereitung enthaltend nanoskaliges Zinkoxid
JP4993875B2 (ja) * 2005-05-06 2012-08-08 富士フイルム株式会社 凝集ナノ粒子の分散方法
WO2006121170A1 (en) * 2005-05-06 2006-11-16 Fujifilm Corporation Method of concentrating nanoparticles and method of deaggregating aggregated nanoparticles
JP5118850B2 (ja) 2005-05-09 2013-01-16 富士フイルム株式会社 有機顔料分散液の製造方法
DE102005023378B3 (de) * 2005-05-17 2006-08-31 Wolfgang Dr.-Ing. Beck Beschichtungsstoff für In-Mould-Coating (IMC) auf der Basis eines aminofunktionellen Reaktionspartners für Isocyanate
US8119548B2 (en) * 2005-05-18 2012-02-21 Building Materials Investment Corporation Nanosilver as a biocide in building materials
US20070116987A1 (en) * 2005-06-16 2007-05-24 Khan Amir G Nanosized metal and metal oxide particles as a biocides in roofing coatings
DE102005056622A1 (de) * 2005-11-25 2007-05-31 Merck Patent Gmbh Nanopartikel
US20080182927A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Air Products And Chemicals, Inc. Polyisobutenyl containing dispersions and uses thereof
EP2025381A1 (de) * 2007-07-30 2009-02-18 Nanoresins AG Verfahren zum Entfernen basischer oder saurer Verbindungen aus einer lösungsmittelhaltigen Metalloxiddispersion insbesondere Kieselsäure
BRPI1014426A2 (pt) * 2009-06-24 2016-04-12 Basf Se processo para a preparacao de nanoparticulas de oxido de zinco modificadas, nanoparticula de oxido de zinco, formulacao liquida ou solida, materiais organicos inanimados, usos de corpos moldados, e de nanoparticulas de oxido de zinco modificadas, e, processo para estabilizar materiais organicos inanimados contra o efeito da luz, radicais livres ou calor
JP2015066865A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 マツダ株式会社 積層塗膜及び塗装物
CN106106519A (zh) * 2016-06-25 2016-11-16 王赞 用于瓷砖的氧化锌溶胶及其制作方法
JP6922529B2 (ja) * 2017-08-01 2021-08-18 住友大阪セメント株式会社 表面処理酸化亜鉛粒子の製造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9121143D0 (en) * 1991-10-04 1991-11-13 Tioxide Chemicals Limited Dispersions
JPH05262524A (ja) * 1992-03-19 1993-10-12 Idemitsu Kosan Co Ltd 酸化亜鉛薄膜の製造方法
DE4242949A1 (de) * 1992-12-18 1994-06-23 Bayer Ag Feinteiliges, hochreines, neutrales Zinkoxidpulver, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung
JPH06265830A (ja) * 1993-03-11 1994-09-22 Nikon Corp 着色されたプラスチックレンズ
US5672427A (en) * 1993-08-31 1997-09-30 Mitsubishi Materials Corporation Zinc oxide powder having high dispersibility
WO1995033688A1 (fr) * 1994-06-06 1995-12-14 Nippon Shokubai Co., Ltd. Fines particules d'oxyde de zinc, procede de production de ces particules et leur utilisation
IT1270253B (it) * 1994-06-20 1997-04-29 Spherilene Srl Copolimeri dell'etilene e procedimento per la preparazione di polimeri dell'etilene
JPH085591A (ja) * 1994-06-21 1996-01-12 Kyocera Corp ガスセンサ及びその製造方法
JP3398829B2 (ja) * 1994-12-13 2003-04-21 株式会社日本触媒 酸化亜鉛系微粒子の製造方法
US5728184A (en) * 1996-06-26 1998-03-17 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for making ceramic materials from boehmite
ATE226226T1 (de) 1997-05-23 2002-11-15 Bayer Ag Organosilan-oligomere
DE19907704A1 (de) * 1999-02-23 2000-08-24 Bayer Ag Nanopartikuläres, redispergierbares Fällungszinkoxid
US6660380B1 (en) * 1999-05-12 2003-12-09 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Zinc oxide particles having suppressed surface activity and production and use thereof
DE10018429A1 (de) * 2000-04-14 2001-10-18 Bayer Ag Kunststoffe die mit zinkoxidhaltigen, abriebfesten Multischichten stabilisiert sind
US6861091B2 (en) * 2000-12-27 2005-03-01 Canon Kabushiki Kaisha Self-assembly of organic-inorganic nanocomposite thin films for use in hybrid organic light emitting devices (HLED)
DE10212121A1 (de) * 2002-03-15 2003-09-25 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von nano-Zinkoxid-Dispersionen stabilisiert durch hydroxylgruppenhaltige anorganische Polymere

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008145607A2 (de) * 2007-05-29 2008-12-04 Basf Se Verfahren zur herstellung von zinkoxiddispersionen zur verwendung in kosmetischen zubereitungen
EP2019085A1 (de) * 2007-05-29 2009-01-28 Basf Se Verfahren zur Herstellung von Zinkoxiddispersionen zur Verwendung in kosmetischen Zubereitungen
WO2008145607A3 (de) * 2007-05-29 2009-03-26 Basf Se Verfahren zur herstellung von zinkoxiddispersionen zur verwendung in kosmetischen zubereitungen

Also Published As

Publication number Publication date
US20040071958A1 (en) 2004-04-15
EP1546266A1 (de) 2005-06-29
CN1685018A (zh) 2005-10-19
CA2501378A1 (en) 2004-04-08
WO2004029161A1 (de) 2004-04-08
MXPA05003060A (es) 2005-05-27
JP4585315B2 (ja) 2010-11-24
AU2003264285A1 (en) 2004-04-19
CA2501378C (en) 2012-11-06
JP2006502943A (ja) 2006-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10244212A1 (de) Zinkoxiddispersionen in halogen- und wasserfreien Dispersionsmedien
DE3817908C2 (de) Dispersionen
DE60029870T2 (de) Ceriumoxiddotiertes Metalloxid, Verfahren zu dessen Herstellung und diese Oxide enthaltende Kunststoff- und kosmetische Zusammensetzungen
EP0603627B1 (de) Feinteiliges, hochreines, neutrales Zinkoxidpulver, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung
EP2539409B1 (de) Zusammensetzungen von mit oligomeren siloxanolen funktionalisierten metalloxiden und deren verwendung
DE10212121A1 (de) Verfahren zur Herstellung von nano-Zinkoxid-Dispersionen stabilisiert durch hydroxylgruppenhaltige anorganische Polymere
EP0017187B1 (de) Polysiloxan enthaltende Beschichtungsmassen, deren Verwendung und die damit beschichteten Thermoplaste
DE69619848T2 (de) Wasser-verteilende beschichtung mit oberflächen aus mit metalloxid überzogenen kieselsäureteilchen
EP1078957B1 (de) Oberflächenmodifiziertes Titandioxid
WO2005071002A1 (de) Dispersion und beschichtungszubereitung enthaltend nanoskaliges zinkoxid
DE102005046263A1 (de) Verfahren zur Herstellung oberflächenmodifizierter nanopartikulärer Metalloxide, Metallhydroxide, und/oder Metalloxidhydroxide
WO2000050503A1 (de) Nanopartikuläre, redispergierbare zinkoxidgele
DE69633235T2 (de) Ultraviolett absorbierende zusammensetzung und verfahren zu ihrer herstellung
DE102005025717A1 (de) Strontiumcarbonat-Dispersion und daraus erhältliches redispergierbares Pulver
EP0839759A2 (de) Sphärische Partikel auf der Basis von Metalloxiden, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
EP3738577A1 (de) Oberflächenmodifizierte effektpigmente
DE60010364T2 (de) Mit einem gehärteten Film beschichtetes optisches Element
WO2008043481A1 (de) Gleitmittel für wintersportgeräte
EP1352935A1 (de) Anorganische UV-Absorber enthaltende Bindemittel
DE69103131T2 (de) Pigmente mit verbesserter Dispersionsfähigkeit in thermoplastischen Harzen.
EP2727966A1 (de) Pigment mit photokatalytischer Aktivität, Verfahren zu dessen Herstellung und Beschichtungsmittel
DE102013004925B4 (de) Substrate mit Antibeschlagbeschichtung, zugehöriges Herstellungsverfahren, Bauteile oder Körper und Verwendung einer amphiphilen Substanz
WO2015018897A1 (de) Oberflächenmodifizierte metallkolloide und ihre herstellung
EP1968894A1 (de) Verfahren zur herstellung von farbigem nanokorund
DE102007032189A1 (de) Härtungskatalysator

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: BAYER MATERIALSCIENCE AG, 51373 LEVERKUSEN, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: LANXESS DEUTSCHLAND GMBH, 51373 LEVERKUSEN, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee