WO2007006628A1 - Verfahren zur beschichtung dimensionsstabiler partikel mit feinteiligen, dimensionsstabilen partikeln - Google Patents

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WO2007006628A1
WO2007006628A1 PCT/EP2006/063419 EP2006063419W WO2007006628A1 WO 2007006628 A1 WO2007006628 A1 WO 2007006628A1 EP 2006063419 W EP2006063419 W EP 2006063419W WO 2007006628 A1 WO2007006628 A1 WO 2007006628A1
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WO
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dimensionally stable
particles
stable particles
finely divided
aerosol
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Application number
PCT/EP2006/063419
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Heinrich Wonnemann
Bernd Sachweh
Holger Barthel
Original Assignee
Basf Coatings Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/006—Coating of the granules without description of the process or the device by which the granules are obtained
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12—Powdering or granulating
    • C08J3/124—Treatment for improving the free-flowing characteristics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/03—Powdery paints

Definitions

  • the present invention relates to a novel process for coating dimensionally stable particles with finely divided, dimensionally stable particles. Moreover, the present invention relates to the use of the dimensionally stable particles produced by the novel process and coated with finely divided, dimensionally stable particles.
  • a method for coating dimensionally stable, in particular solid, particles of an average particle size of 1 to 200 ⁇ m determined with the aid of the laser diffraction method with nanoparticles based on silica, alumina and zirconium oxide, in which the nanoparticles are dispersed in supercritical carbon dioxide or liquid nitrogen and the is sprayed from the resulting suspensions into a fluidized bed of the dimensionally stable particles is known from the German patent applications DE 100 58 860 A1 and DE 101 20 770 A1.
  • the known method already provides comparatively uniformly coated particles, but problems of agglomeration of particularly fine nanoparticles and dimensionally stable particles can still occur. These agglomerates can affect the performance characteristics of the coated particles.
  • the known method is also because of the necessary high dilution of the nanoparticles and the energy consumption during spraying and drying relatively energy-intensive and therefore costly.
  • the present invention therefore an object of the invention to find a new method for coating dimensionally stable particles with finely divided, dimensionally stable particles, which no longer has the disadvantages of the prior art.
  • the new process is intended to deliver in a simple, material-sparing and very reproducible manner dimensionally stable, free-flowing, especially at room temperature, particles which are uniformly coated with finely divided, dimensionally stable particles, so that different batches of coated dimensionally stable particles of a given desired composition are always present have the same or substantially the same grain structure, the same or substantially the same material composition and the same or substantially the same application properties property profile.
  • the new process for producing coated, dimensionally stable particles (C) by coating dimensionally stable particles (B) with finely divided, dimensionally stable particles (A) is referred to below as the "process according to the invention".
  • the new process provided in a simple, material-gentle and very reproducible way dimensionally stable, especially at room temperature solid, free-flowing, particles which were particularly uniformly coated with finely divided, dimensionally stable particles, so that even different batches of coated dimensionally stable particles of a given desired composition always have the same or substantially the same grain structure, the same or substantially the same material composition and the same or substantially the same application properties property profile.
  • the inventive method was feasible compared to the prior art lower energy and material costs.
  • dimensionally stable particles (B) of the most varied composition and particle size distribution could be combined with finely divided, dimensionally stable particles (A) of widely differing material composition and particle size distribution, opening up completely new ways of producing novel coated dimensionally stable particles (C).
  • the carrier gases of the aerosols could be excellently adapted to the material properties of the particles (A), (B) and (C), so that procedural problems otherwise due to undesirable effects, such as agglomeration, dissolution and / or chemical reactions that were triggered could be avoided from the outset.
  • the property profile of the particles (C) produced by means of the process according to the invention could be adjusted, varied and optimized in a particularly simple manner.
  • the particles (C) of the invention were also surprisingly widely applicable.
  • they had a particularly homogeneous functional coating (A), which could serve for example as a protective layer, spacer layer, drug layer, in particular for pharmacology, medicine, toxicology and crop protection, catalyst layer and color and / or effect layer.
  • the functional coating (A) produced by means of the process according to the invention had a particularly good adhesion to the dimensionally stable particles (B).
  • the process according to the invention serves to produce coated, dimensionally stable particles (C) by coating dimensionally stable particles (B) with finely divided, dimensionally stable particles (A).
  • dimensionally stable means that the particles (A), (B) and (C), under the usual and known conditions of their storage and transport, under the influence of their own weight and / or shear forces, not or only slightly agglomerate, fuse, bake, film, disintegrate into smaller particles, outgas and / or decompose, but completely or substantially completely preserve their original form.
  • the coated, dimensionally stable particles (C) are preferably dimensionally stable at least up to 30 ° C., preferably at least 50 ° C., particularly preferably at least up to 80 ° C., and in particular at least up to 120 ° C.
  • the finely divided, dimensionally stable particles (B) are preferably dimensionally stable at least up to 30 ° C., preferably at least 50 ° C., more preferably at least up to 80 ° C., and in particular at least up to 120 ° C.
  • the dimensionally stable particles (A) are preferably dimensionally stable at least up to 30 ° C., preferably at least 50 ° C., particularly preferably at least up to 80 ° C., and in particular at least up to 120 ° C.
  • the dimensionally stable particles (A) and (B) can have a wide variety of spatial forms, as described, for example, in "Basic Principles of Particle Size Analysis", Technical Paper by Alan Rawle, Malvern Instruments, Great Britain, 1993, or the others listed below
  • the dimensionally stable particles (A) and (B) are spherical.
  • finely divided means that the dimensionally stable particles (A) basically have a significantly smaller particle size than the dimensionally stable particles (B).
  • the finely divided, dimensionally stable particles (A) preferably have a maximum particle size which is not more than 50%, preferably not more than 30%, particularly preferably not more than 25% and in particular not more than 20% of the minimum particle size of the dimensionally stable particles ( B) is.
  • the particle size of the finely divided, dimensionally stable particles (A) can vary very widely.
  • the measured with the aid of the above methods minimum particle size in the range of 1 nm to 19 microns, preferably 1 nm to 9 microns, more preferably 1 nm to 3 microns and more preferably 1 nm to 1000 nm.
  • the particle size distribution of the finely divided, dimensionally stable particles (A) can also vary very widely.
  • the particle size distribution can be comparatively broad or comparatively narrow and monomodal, bimodal or higher modal.
  • the particle size distribution is comparatively narrow and monomodal.
  • the mean grain size d 5 o ie, the median value, the finely divided, dimensionally stable particles (A) also vary widely.
  • it is measured by the methods described above.
  • it is in the range of 1, 5 nm to 19.5 microns, preferably 1, 5 nm to 9.5 microns, more preferably 1, 5 nm to 3.5 microns and in particular 1, 5 nm to 1.5 microns.
  • the particle size of the dimensionally stable particles (B) can also vary very widely.
  • their minimum grain size measured with the aid of the customary and known methods of measuring particle sizes, particle sizes or particle sizes, in particular with the aid of light scattering, laser diffraction, disc centrifuge, electron microscopy, sedimentation, dry or wet sieving or light microscopy is within the range from 10 nm to 10 mm, preferably 50 nm to 9 mm, particularly preferably 100 nm to 5 mm and in particular 500 nm to 2 mm.
  • Their maximum particle size measured by means of the methods mentioned is preferably in the range from 50 nm to 20 mm, preferably 100 nm to 15 mm, particularly preferably 500 nm to 10 mm and in particular 1 ⁇ m to 5 mm.
  • the particle size distribution of the dimensionally stable particles (B) can likewise vary very widely.
  • the particle size distribution can be comparatively broad or comparatively narrow and monomodal, bimodal or higher modal.
  • the particle size distribution is comparatively narrow and monomodal.
  • the average grain size dso, ie, the median value, of the dimensionally stable particles (B) can also vary widely.
  • it is measured by the methods described above. It is preferably in the range from 15 nm to 19 mm, preferably 55 nm to 14 mm, particularly preferably 125 nm to 9 mm and in particular 550 nm to 4.5 mm.
  • the material composition of the finely divided, dimensionally stable particles (A) can vary extremely widely.
  • the finely divided, dimensionally stable particles (A) from the group consisting of
  • Particles particles composed of organic and organometallic constituents, composed of inorganic and organometallic constituents
  • the inorganic constituents or particles may be elemental metals, semimetals and nonmetals.
  • the metals from the third to fifth main group, the third to sixth and the first and second subgroup of the Periodic Table of the Elements and the lanthanides in particular aluminum, gallium, indium, thallium, germanium, tin, lead, antimony, bismuth, scandium, Yttrium, lanthanum, vanadium, niobium, tantalum, manganese, rhenium, iron, ruthenium, osmium, nickel, palladium, platinum, copper, silver, gold, zinc, cadmium, mercury and cerium.
  • the semimetals and non-metals are selected from the group consisting of boron, carbon, silicon, phosphorus, arsenic, sulfur, selenium and tellurium.
  • the elemental carbon is selected from the group consisting of graphite, carbon black, fullerenes and nanotubes.
  • the inorganic constituents or particles may also be compounds of the abovementioned metals, semimetals and nonmetals.
  • the inorganic compounds of the metals, semi-metals and non-metals are selected from the group consisting of stoichiometric and non-stoichiometric, interstitial, ionic and covalent compounds and alloys, preferably halides, oxides, sulfides, sulfates and phosphates, preferably oxides, in particular conventional and known, amorphous , fumed silicon dioxides selected.
  • organometallic constituents or particles may be complexes of the metals and semimetals described above with customary and known, low molecular weight, oligomeric and polymeric organic compounds which contain functional groups capable of complex formation.
  • the organic constituents or particles may be customary and known, low molecular weight, oligomeric and polymeric organic compounds.
  • the finely divided, dimensionally stable particles (A) can have a variety of functions and effects.
  • they can have a variety of functions and effects.
  • they can have a variety of functions and effects.
  • they can have a variety of functions and effects.
  • they can have a variety of functions and effects.
  • they can have a variety of functions and effects.
  • they can have a variety of functions and effects.
  • they can have a variety of functions and effects.
  • they can have a variety of functions and effects.
  • they can have a variety of functions and effects.
  • they can
  • Active substances such as poisons, medicines, pesticides, fungicides or herbicides,
  • the material composition of the dimensionally stable particles (B) can vary extremely widely.
  • the dimensionally stable particles (A) can also be selected from the group consisting of
  • inorganic, organic and organometallic particles particles composed of organic and inorganic constituents, particles composed of organic and organometallic constituents, particles composed of inorganic and organometallic constituents, and particles composed of inorganic, organometallic and organic constituents,
  • the dimensionally stable particles (B) are
  • Light, UV radiation, X-radiation and gamma radiation, and corpuscular radiation preferably electron radiation, beta radiation, alpha radiation, neutron radiation and proton radiation, curable materials; and - the thermoset materials produced from these curable materials, as described, for example, in German patent applications DE 101 20 770 A1, column 11, paragraph [0082], column 13, paragraph [0095], and DE 100 58 860 A1, page 9 , Paragraph [0084], to page 12, paragraph [0113].
  • the dimensionally stable particles (B) may have the same or essentially the same material composition as the finely divided, dimensionally stable particles (A). Preferably, however, particles (B) are used which differ materially from the particles (A).
  • a stable aerosol is produced (compare Römpp-Online, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York 2005, “Aerosols”).
  • “Stable” means that the suspended particles contained in the aerosol do not undergo any size change by reagglomeration after their dispersion and can be kept in suspension until they come into contact with the dimensionally stable particles (B).
  • the stable aerosol contains at least one, in particular one, type of finely divided, dimensionally stable particles (A) described above and at least one, in particular one, carrier gas.
  • the stable aerosol consists of these components.
  • the carrier gas can have a wide variety of material composition. It is essential that it is inert to the dimensionally stable particles (A), (B) and (C), d. h. that it does not react with them and / or is catalytically decomposed by them and that it is stable under the selected process conditions (pressure, temperature, material of the equipment used).
  • the person skilled in the art can therefore easily select the suitable carrier gas on the basis of his general knowledge. If necessary, he can make the selection after a few exploratory attempts.
  • the carrier gas is selected from the group consisting of noble gases, such as helium, neon, argon and xenon, and inert inorganic and organic gases, such as nitrogen, carbon dioxide, sulfur hexafluoride, nitrogen trifluoride, methane, ethane, propane, butane, halogenated, in particular chlorinated, fluorinated, chlorofluorinated, bromofluorinated and bromochlorofluorinated hydrocarbons, such as mono-, di-, tri- and tetrafluoromethane, trifluorochloromethane and trifluorobromethane.
  • noble gases such as helium, neon, argon and xenon
  • inert inorganic and organic gases such as nitrogen, carbon dioxide, sulfur hexafluoride, nitrogen trifluoride, methane, ethane, propane, butane, halogenated, in particular chlorinated, fluorinated, chlorofluorinated, brom
  • the stable aerosol is charged electrostatically, which further increases its stability because of the mutual repulsion of the finely divided, dimensionally stable particles (A) of the same electrical charge.
  • the mass concentration of the stable aerosol can vary widely and depends on the requirements of the individual case, in particular on the stability range of the aerosol in question. Preferably, it has a mass concentration which is at the upper limit of the stability range at which just no sedimentation and / or reagglomeration of the finely divided, dimensionally stable particles (A) occurs.
  • the mass concentration is preferably from 1 to 30 g / m 3 , particularly preferably from 2 to 25 g / m 3 and in particular from 3 to 20 g / m 3 .
  • the production, handling and delivery of the stable aerosol have no particularities but can be determined by the usual and known methods and devices for dispersing or atomizing finely divided solid particles in carrier gases such as brush dispensers, injectors or jet mills, as well as where appropriate, procedures and devices for the electrostatic charging of aerosols done.
  • the devices have the usual and known, mechanical, pneumatic and electrical dispersing and conveying devices and the usual and known, mechanical, pneumatic, electrical and optical measuring and control devices. The entire device can be electronically monitored and controlled.
  • step II of the method according to the invention at least one, in particular one, of the aerosols described above is introduced into a bed containing at least one, in particular one, type of the dimensionally stable particles (B) described above.
  • At least one of the customary and known aerosol feeds or aerosol nozzles is used for the introduction.
  • the volume flow of the carrier gas can vary widely.
  • the adjustment of the volumetric flow depends on the requirements of the individual case and can easily be adjusted by the person skilled in the art on the basis of his general knowledge, if appropriate with the aid of a few orienting experiments.
  • the volume flow is preferably 0.1 to 30 m 3 / h, preferably 0.2 to 20 m 3 / h and in particular 0.5 to 15 m 3 / h.
  • the bed is a mechanically moving bed or a fluidized bed, which can be produced in a conventional manner, for example by high-speed stirrers, a circulating carrier gas and / or by the aerosol introduced.
  • the stable aerosol can be fed discontinuously to the initially charged bed of the dimensionally stable particles (B), the resulting, coated, dimensionally stable particles (C) being taken off the bed discontinuously can.
  • the stable aerosol or its carrier gas can be circulated through the bed in circular operation in order to achieve a complete separation of the finely divided, dimensionally stable particles (A) on the dimensionally stable particles (B).
  • the stable aerosol and the dimensionally stable particles (B) can be continuously fed to the bed, whereby the resulting, coated, dimensionally stable particles (C) of the bed can be continuously removed from the bed.
  • the deposition of the finely divided, dimensionally stable particles (A) on the dimensionally stable particles (B) can be further optimized by one of the electrostatic charging of the particles (A) opposite electrostatic charge.
  • the devices used in this case have the usual and known, mechanical, pneumatic and electrical conveyors as well as the usual and known, mechanical, pneumatic, electrical and optical measuring and control devices.
  • the entire device can be electronically monitored and controlled.
  • the resulting coated, dimensionally stable particles (C) can be further coated in the context of the process according to the invention with the aid of at least one further stable aerosol containing at least one, in particular one, type of finely divided, dimensionally stable particles (A) described above.
  • finely divided, dimensionally stable particles (A) can be used, which have a different material composition, grain size and / or particle size distributions, as the first applied particles (A).
  • the coated, dimensionally stable particles (C) resulting from the process according to the invention are each composed of a core (B) which is formed by one dimensionally stable particle (B) and at least one functional coating (A) of at least one kind finely divided , dimensionally stable particles (A) is formed, constructed.
  • the coating (A) or the coatings (A) may cover the core (B) partially or completely in one layer or in multiple layers.
  • the level of coverage set may vary greatly from case to case.
  • the weight ratio of functional coating (A) to core (B) can vary widely from case to case. Both are highly dependent on the density of the finely divided, dimensionally stable particles (A) used.
  • coated, dimensionally stable particles (C) prepared in accordance with the method of the invention have a particularly uniform coating (A). They are free of agglomerates. They are stable on storage, transportable, free-flowing and excellent as a drug carrier, in particular in pharmacology, medicine, toxicology and crop protection, as catalysts, as precursors for the production of moldings, films, coatings, adhesive layers and seals and for incorporation into thermoplastics suitable ,
  • the Aerosil® 200 was transferred into an aerosol by means of a brush dosing device or a jet mill and introduced into a laboratory apparatus from Eirich R 02. Nitrogen was used as carrier gas (volume flow: 1 m 3 / h). The mass concentration was 1.5 g / m 3 . The resulting Aerosil® 200 aerosol was electrostatically charged and introduced into a bed of 1.5 kg of the powder coating. For this purpose, an aerosol feed with a nozzle diameter of 30 mm was used. The exit velocity of the aerosol was 0.4 m / s. Of the Powder coating was coated for 15 minutes with, based on the total amount of the coated powder coating, 0.2 wt .-% Aerosil® 200.
  • the resulting coated powder coating had a completely uniform coverage with the Aerosil® 200 particles. He was free of agglomerates, stable in storage, transportable and free-flowing. It was outstandingly suitable for the production of clearcoats of multicoat color and effect paint systems.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung beschichteter, dimensionsstabiler Partikel (C) durch die Beschichtung dimensionsstabiler Partikel (B) mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln (A), bei dem man (I) mindestens ein stabiles Aerosol, enthaltend mindestens eine Art von feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln (A) und mindestens ein Trägergas, erzeugt und (II) das Aerosol oder die Aerosole in eine Schüttung, enthaltend mindestens eine Art von dimensionsstabilen Partikeln (B), einleitet, wodurch die beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) resultieren; sowie die Verwendung der beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C).

Description

Verfahren zur Beschichtung dimensionsstabiler Partikel mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Beschichtung dimensionsstabiler Partikel mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der nach dem neuen Verfahren hergestellten, mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln beschichteten, dimensionsstabilen Partikel.
Stand der Technik
Ein Verfahren zur Beschichtung von dimensionsstabilen, insbesondere festen, Partikeln einer mit Hilfe der Laserbeugungsmethode ermittelten mittleren Teilchengröße von 1 bis 200 μm mit Nanopartikeln auf der Basis von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid, bei dem man die Nanopartikel in überkritischem Kohlendioxid oder flüssigem Stickstoff dispergiert und die resultierenden Suspensionen in eine Wirbelschicht der dimensionsstabilen Partikel versprüht, ist aus den deutschen Patentanmeldungen DE 100 58 860 A1 und DE 101 20 770 A1 bekannt.
Das bekannte Verfahren liefert bereits vergleichsweise gleichmäßig beschichtete Partikel, indes können noch immer Probleme der Agglomeration von besonders feinen Nanopartikeln und dimensionsstabilen Partikeln auftreten. Diese Agglomerate können das anwendungstechnische Eigenschaftsprofil der beschichteten Partikel in Mitleidenschaft ziehen.
Das bekannte Verfahren ist außerdem wegen der notwendigen hohen Verdünnung der Nanopartikel und dem Energieaufwand beim Versprühen und Trocknen vergleichsweise energieintensiv und daher kostenintensiv.
Aufgabe Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Beschichtung dimensionsstabiler Partikel mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln zu finden, das die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweist.
Das neue Verfahren soll in einfacher, Material schonender und sehr gut reproduzierbarer Weise dimensionsstabile, insbesondere bei Raumtemperatur feste, rieselfähige, Partikel liefern, die mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln gleichmäßig beschichtet sind, so dass auch unterschiedliche Chargen von beschichteten dimensionsstabilen Partikeln einer vorgegebenen gewünschten Zusammensetzung stets dieselbe oder im Wesentlichen dieselbe Kornstruktur, dieselbe oder im wesentlichen dieselbe stoffliche Zusammensetzung und dasselbe oder im Wesentlichen dasselbe anwendungstechnische Eigenschaftsprofil aufweisen.
Nicht zuletzt soll das neue Verfahren mit im Vergleich zum Stand der Technik geringerem Energie- und Materialaufwand durchführbar sein.
Lösung
Demgemäß wurde das neue Verfahren zur Herstellung beschichteter, dimensionsstabiler Partikel (C) durch die Beschichtung dimensionsstabiler Partikel (B) mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln (A) gefunden, bei dem man
(I) mindestens ein stabiles Aerosol, enthaltend mindestens eine Art von feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln (A) und mindestens ein Trägergas, erzeugt und
(II) das Aerosol oder die Aerosole in eine Schüttung, enthaltend mindestens eine Art von dimensionsstabilen Partikeln (B), einleitet, wodurch die beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) resultieren.
Im Folgenden wird das neue Verfahren zur Herstellung beschichteter, dimensionsstabiler Partikel (C) durch die Beschichtung dimensionsstabiler Partikel (B) mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln (A) als »erfindungsgemäßes Verfahren« bezeichnet.
Vorteile der Erfindung Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe die der vorliegenden Erfindung zugrunde lag, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst werden konnte.
Überraschenderweise wies das neue Verfahren die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger auf.
Das neue Verfahren lieferte in einfacher, Material schonender und sehr gut reproduzierbarer Weise dimensionsstabile, insbesondere bei Raumtemperatur feste, rieselfähige, Partikel, die mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln besonders gleichmäßig beschichtet waren, so dass auch unterschiedliche Chargen von beschichteten dimensionsstabilen Partikeln einer vorgegebenen gewünschten Zusammensetzung stets dieselbe oder im wesentlichen dieselbe Kornstruktur, dieselbe oder im wesentlichen dieselbe stoffliche Zusammensetzung und dasselbe oder im wesentlichen dasselbe anwendungstechnische Eigenschaftsprofil aufwiesen.
Das erfindungsgemäße Verfahren war mit im Vergleich zum Stand der Technik geringerem Energie- und Materialaufwand durchführbar.
Dabei war es besonders überraschend, dass das erfindungsgemäße Verfahren außerordentlich breit anwendbar war. So konnten in besonders einfacher Weise dimensionsstabile Partikel (B) der unterschiedlichsten stofflichen Zusammensetzung und Korngrößenverteilung mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln (A) der unterschiedlichsten stofflichen Zusammensetzung und Korngrößenverteilung kombiniert werden, wodurch sich völlig neue Wege zur Herstellung neuartiger beschichteter dimensionsstabiler Partikel (C) eröffneten.
Als weiterer besonderer Vorteil erwies sich dabei, dass die Trägergase der Aerosole hervorragend an die stofflichen Eigenschaften der Partikel (A), (B) und (C) angepasst werden konnten, so dass verfahrenstechnische Probleme, die ansonsten durch unerwünschte Effekte, wie Agglomeration, Anlösung und/oder chemische Reaktionen, ausgelöst wurden, von vornherein vermieden werden konnten.
Dementsprechend konnte das Eigenschaftsprofil der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten erfindungsgemäßen Partikel (C) in besonders einfacher Weise eingestellt, variiert und optimiert werden. Die erfindungsgemäßen Partikel (C) waren ebenfalls überraschend breit anwendbar. So wiesen sie eine besonders homogene funktionale Beschichtung (A) auf, die beispielsweise als Schutzschicht, Abstandshalterschicht, Wirkstoffschicht, insbesondere für die Pharmakologie, die Medizin, die Toxikologie und den Pflanzenschutz, Katalysatorschicht sowie färb- und/oder effektgebende Schicht dienen konnte.
Dabei war es besonders überraschend, dass die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugte funktionale Beschichtung (A) eine besonders gute Haftung auf den dimensionsstabilen Partikeln (B) aufwies.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung beschichteter, dimensionsstabiler Partikel (C) durch die Beschichtung dimensionsstabiler Partikel (B) mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln (A).
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet „dimensionsstabil", dass die Partikel (A), (B) und (C), insbesondere unter den üblichen und bekannten Bedingungen ihrer Lagerung und ihres Transports, unter dem Einfluss ihres eigenen Gewichts und/oder von Scherkräften, nicht oder nur geringfügig agglomerieren, verschmelzen, verbacken, verfilmen, in kleinere Teilchen zerfallen, ausgasen und/oder sich zersetzen, sondern ihre ursprüngliche Form ganz oder im wesentlichen ganz bewahren.
"Im wesentlichen ganz" bedeutet, dass die Änderung der ursprünglichen Form so geringfügig ist, dass sie sich technisch nicht bemerkbar macht.
Vorzugsweise sind die beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) mindestens bis 300C, bevorzugt mindestens 500C, besonders bevorzugt mindestens bis 800C und insbesondere mindestens bis 1200C dimensionsstabil.
Vorzugsweise sind die feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (B) mindestens bis 300C, bevorzugt mindestens 500C, besonders bevorzugt mindestens bis 800C und insbesondere mindestens bis 1200C dimensionsstabil. Vorzugsweise sind die dimensionsstabilen Partikel (A) mindestens bis 300C, bevorzugt mindestens 500C, besonders bevorzugt mindestens bis 800C und insbesondere mindestens bis 1200C dimensionsstabil.
Die dimensionsstabilen Partikel (A) und (B) können die unterschiedlichsten räumlichen Formen haben, wie sie beispielsweise in „Basic Principles of Particle Size Analysis", Technical Paper by Alan Rawle, Malvern Instruments, Great Britain, 1993, oder den weiteren, nachstehend aufgeführten Literaturstellen beschrieben werden. Vorzugsweise sind die dimensionsstabilen Partikel (A) und (B) sphärisch.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet "feinteilig", dass die dimensionsstabilen Partikel (A) grundsätzlich eine signifikant geringere Korngröße als die dimensionsstabilen Partikel (B) haben.
Vorzugsweise weisen die feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) eine maximale Korngröße auf, die nicht mehr als 50%, bevorzugt nicht mehr als 30%, besonders bevorzugt nicht mehr als 25% und insbesondere nicht mehr als 20% der minimalen Korngröße der dimensionsstabilen Partikel (B) beträgt.
Die Korngröße der feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) kann sehr breit variieren.
Vorzugsweise liegt ihre mit Hilfe der üblichen und bekannten Methoden der Messung von Korngrößen oder Teilchengrößen oder Partikelgrößen (vgl. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 1997, 5th Edition on CD-ROM, WILEY -VCH, Weinheim, New York, »Particle Size Analysis and Characterization of a Classification Process«; P. Bowen, Journal of Dispersion Science and Technology, Bd. 23, Nr. 5, 2002, Seiten 631 to 662, »Particle Size Distribution Measurement from Milimeters to Nanometers and from Rods to Platelets«; Basic Principles of Particle Size Analysis", Technical Paper by Alan Rawle, Malvern Instruments, Great Britain, 1993; oder Artur Goldschmidt und Hans-Joachim Streitberger, BASF-Handbuch Lackiertechnik, Vincentz Verlag, Hannover, 2002, »2.3.3.1 Kenngrößen des Pigmentes als Rohstoff«, Seiten 310 bis 317, insbesondere Abbildung 2.3.53, »Übersicht über die optimalen Messbereiche verschiedener Partikelgrößenbestimmungen«) insbesondere mit Hilfe der Lichtstreuung, der Laserbeugung, der Scheibenzentrifuge, der Elektronenmikroskopie oder der Sedimentation, gemessene maximale Korngröße im Bereich von 2 nm bis 20 μm, bevorzugt 2 nm bis 10 μm und insbesondere 2 nm bis 4 μm.
Vorzugsweise liegt ihre mit Hilfe der vorstehend genannten Methoden gemessene minimale Korngröße im Bereich von 1 nm bis 19 μm, bevorzugt 1 nm bis 9 μm, besonders bevorzugt 1 nm bis 3 μm und insbesondere 1 nm bis 1.000 nm.
Die Korngrößenverteilung der feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) kann ebenfalls sehr breit variieren. So kann die Korngrößenverteilung vergleichsweise breit oder vergleichsweise eng sowie monomodal, bimodal oder höher modal sein. Vorzugsweise ist die Korngrößenverteilung vergleichsweise eng und monomodal.
Demgemäß kann die mittlere Korngröße d5o, d. h. der Medianwert, der feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) ebenfalls breit variieren. Vorzugsweise wird sie mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Methoden gemessen. Vorzugsweise liegt sie im Bereich von 1 ,5 nm bis 19,5 μm, bevorzugt 1 ,5 nm bis 9,5 μm, besonders bevorzugt 1 ,5 nm bis 3,5 μm und insbesondere 1 ,5 nm bis 1.5 μm.
Die Korngröße der dimensionsstabilen Partikel (B) kann auch sehr breit variieren.
Vorzugsweise liegt ihre mit Hilfe der üblichen und bekannten Methoden der Messung von Korngrößen, Teilchengrößen oder Partikelgrößen, insbesondere mit Hilfe der Lichtstreuung, der Laserbeugung, der Scheibenzentrifuge, der Elektronenmikroskopie, der Sedimentation, der Trocken- oder Nasssiebung oder der Lichtmikroskopie gemessene minimale Korngröße im Bereich von 10 nm bis 10 mm, bevorzugt 50 nm bis 9 mm, besonders bevorzugt 100 nm bis 5 mm und insbesondere 500 nm bis 2 mm.
Vorzugsweise liegt ihre mit Hilfe der genannten Methoden gemessene maximale Korngröße im Bereich von 50 nm bis 20 mm, bevorzugt 100 nm bis 15 mm, besonders bevorzugt 500 nm bis 10 mm und insbesondere 1 μm bis 5 mm.
Die Korngrößenverteilung der dimensionsstabilen Partikel (B) kann ebenfalls sehr breit variieren. So kann die Korngrößenverteilung vergleichsweise breit oder vergleichsweise eng sowie monomodal, bimodal oder höher modal sein. Vorzugsweise ist die Korngrößenverteilung vergleichsweise eng und monomodal. Demgemäß kann die mittlere Korngröße dso, d. h. der Medianwert, der dimensionsstabilen Partikel (B) ebenfalls breit variieren. Vorzugsweise wird sie mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Methoden gemessen. Vorzugsweise liegt sie im Bereich von 15 nm bis 19 mm, bevorzugt 55 nm bis 14 mm, besonders bevorzugt 125 nm bis 9 mm und insbesondere 550 nm bis 4,5 mm.
Die stoffliche Zusammensetzung der feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) kann außerordentlich breit variieren. So können die feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) aus der Gruppe, bestehend aus
anorganischen, organischen und metallorganischen Partikeln, aus organischen und anorganischen Bestandteilen zusammengesetzten
Partikeln, aus organischen und metallorganischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln, aus anorganischen und metallorganischen Bestandteilen zusammengesetzten
Partikeln sowie aus anorganischen, metallorganischen und organischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln,
ausgewählt werden.
Bei den anorganischen Bestandteilen oder Partikeln kann es sich um elementare Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle handeln.
Vorzugsweise werden die Metalle aus der dritten bis fünften Hauptgruppe, der dritten bis sechsten sowie der ersten und zweiten Nebengruppe des Periodensystems der Elemente sowie den Lanthaniden, insbesondere Aluminium, Gallium, Indium, Thallium, Germanium, Zinn, Blei, Antimon, Bismut, Scandium, Yttrium, Lanthan, Vanadium, Niob, Tantal, Mangan, Rhenium, Eisen, Ruthenium, Osmium, Nickel, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold, Zink, Cadmium, Quecksilber und Cer, ausgewählt.
Vorzugsweise werden die Halbmetalle und Nichtmetalle aus der Gruppe, bestehend aus Bor, Kohlenstoff, Silizium, Phosphor, Arsen, Schwefel, Selen und Tellur, ausgewählt. Insbesondere wird der elementare Kohlenstoff aus der Gruppe, bestehend aus Graphit, Russ, Fullerenen und Nanoröhrchen, ausgewählt.
Bei den anorganischen Bestandteilen oder Partikeln kann es sich außerdem um Verbindungen der vorstehend genannten Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle handeln.
Vorzugsweise werden die anorganischen Verbindungen der Metalle, Halbmetalle und Nichtmetalle aus der Gruppe, bestehend aus stöchiometrischen und nichtstöchiometrischen, interstitiellen, ionischen und kovalenten Verbindungen und Legierungen, bevorzugt Halogeniden, Oxiden, Sulfiden, Sulfaten und Phosphaten, bevorzugt Oxiden, insbesondere üblichen und bekannten, amorphen, pyrogenen Siliziumdioxiden, ausgewählt.
Bei den metallorganischen Bestandteilen oder Partikeln kann es sich um Komplexe der vorstehend beschriebenen Metalle und Halbmetalle mit üblichen und bekannten, niedermolekularen, oligomeren und polymeren organischen Verbindungen, die zur Komplexbildung befähigte, funktionelle Gruppen enthalten, handeln.
Bei den organischen Bestandteilen oder Partikeln kann es sich um übliche und bekannte, niedermolekulare, oligomere und polymere organische Verbindungen handeln.
Demgemäß können die feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) die unterschiedlichsten Funktionen und Wirkungen haben. Beispielsweise können sie
Wirkstoffe, wie Gifte, Arzneimittel, Pflanzenschutzmittel, Fungizide oder Herbizide,
Katalysatoren, Reaktionszentren oder andere funktionale Bestandteile, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 100 58 860 A1, Seite 4, Absatz
[0034], bis Seite 9, Absatz [0079], beschrieben werden, sein.
Ebenso kann die stoffliche Zusammensetzung der dimensionsstabilen Partikel (B) außerordentlich breit variieren.
So können die dimensionsstabilen Partikel (A) ebenfalls aus der Gruppe, bestehend aus
anorganischen, organischen und metallorganischen Partikeln, aus organischen und anorganischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln, aus organischen und metallorganischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln, - aus anorganischen und metallorganischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln sowie aus anorganischen, metallorganischen und organischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln,
ausgewählt werden, wobei die vorstehend beschriebenen Materialien in Betracht kommen.
Insbesondere handelt es sich bei den dimensionsstabilen Partikeln (B) um
- kompakte, poröse oder schaumförmige Trägermaterialien für Wirkstoffe und Katalysatoren, wie beispielsweise Zeolithe; sowie kompakte, poröse oder schaumförmige, thermoplastische Materialien, vorzugsweise thermoplastische Kunststoffe; physikalisch, oxidativ, thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung, wie elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise nahes Infrarot (NIR), sichtbares
Licht, UV-Strahlung, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung, und Korpuskularstrahlung, vorzugsweise Elektronenstrahlung, Betastrahlung, Alphastrahlung, Neutronenstrahlung und Protonenstrahlung, härtbare Materialien; und - die aus diesen härtbaren Materialien hergestellten duroplastischen Materialien, wie sie beispielsweise in den deutschen Patentanmeldungen DE 101 20 770 A1 , Spalte 11 , Absatz [0082], bis Spalte 13, Absatz [0095], und DE 100 58 860 A1 , Seite 9, Absatz [0084], bis Seite 12, Absatz [0113], beschrieben werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die dimensionsstabilen Partikel (B) dieselbe oder im Wesentlichen dieselbe stoffliche Zusammensetzung haben wie die feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A). Vorzugsweise werden indes Partikel (B) verwendet, die sich stofflich von den Partikeln (A) unterscheiden.
Im Verfahrensschritt (I) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein stabiles Aerosol (vgl. Römpp-Online, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York 2005, »Aerosole«) erzeugt. »Stabil« bedeutet, dass die im Aerosol enthaltenen Schwebeteilchen nach ihrer Dispergierung keine Größenänderung durch Reagglomeration erleiden und solange in der Schwebe gehalten werden können, bis sie mit den dimensionsstabilen Partikeln (B) in Berührung kommen.
Das stabile Aerosol enthält mindestens eine, insbesondere eine, Art der vorstehend beschriebenen feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) und mindestens ein, insbesondere ein, Trägergas. Vorzugsweise besteht das stabile Aerosol aus diesen Bestandteilen.
Das Trägergas kann die unterschiedlichste stoffliche Zusammensetzung aufweisen. Wesentlich ist, dass es gegenüber den dimensionsstabilen Partikeln (A), (B) und (C) inert ist, d. h., dass es nicht mit ihnen reagiert und/oder von ihnen katalytisch zersetzt wird und dass es unter den jeweils gewählten Verfahrensbedingungen (Druck, Temperatur, Material der verwendeten Anlagen) stabil ist. Der Fachmann kann daher das geeignete Trägergas aufgrund seines allgemeinen Fachwissens in einfacher Weise auswählen. Gegebenenfalls kann er die Auswahl nach einigen wenigen orientierenden Versuchen treffen.
Vorzugsweise wird das Trägergas aus der Gruppe, bestehend aus Edelgasen, wie Helium, Neon, Argon und Xenon, und inerten anorganischen und organischen Gasen, wie Stickstoff, Kohlendioxid, Schwefelhexafluorid, Stickstofftrifluorid, Methan, Ethan, Propan, Butan, halogenierte, insbesondere chlorierte, fluorierte, chlorfluorierte, bromfluorierte und bromchlorfluorierte Kohlenwasserstoffe, wie Mono-, Di-, Tri- und Tetrafluormethan, Trifluorchlormethan und Trifluorbromethan, ausgewählt. Das Trägergas wird in den üblichen und bekannten Reinheitsgraden eingesetzt.
Vorzugsweise wird das stabile Aerosol elektrostatisch aufgeladen, wodurch sich seine Stabilität wegen der gegenseitigen Abstoßung der feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) gleicher elektrischer Ladung weiter erhöht.
Die Massenkonzentration des stabilen Aerosols kann breit variieren und richtet sich nach den Erfordernissen des Einzelfalls, insbesondere nach dem Stabilitätsbereich des betreffenden Aerosols. Vorzugsweise hat es eine Massenkonzentration, die an der oberen Grenze des Stabilitätsbereichs, an der gerade noch keine Sedimentation und/oder Reagglomeration der feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) eintritt, liegt. Bevorzugt liegt die Massenkonzentration bei 1 bis 30 g/m3, besonders bevorzugt 2 bis 25 g/m3 und insbesondere 3 bis 20 g/m3.
Methodisch gesehen weist die Herstellung, die Handhabung und die Förderung des stabilen Aerosols keine Besonderheiten auf, sondern kann mit Hilfe der üblichen und bekannten Verfahren und Vorrichtungen für das Dispergieren oder Zerstäuben von feinteiligen, festen Partikeln in Trägergasen, wie Bürstendosierer, Injektoren oder Strahlmühlen, sowie gegebenenfalls Verfahren und Vorrichtungen für die elektrostatische Aufladung von Aerosolen erfolgen. Dabei weisen die Vorrichtungen die üblichen und bekannten, mechanischen, pneumatischen und elektrischen Dispergier- und Fördereinrichtungen sowie die üblichen und bekannten, mechanischen, pneumatischen, elektrischen und optischen Mess- und Regelvorrichtungen auf. Die gesamte Vorrichtung kann elektronisch überwacht und gesteuert werden.
Im Verfahrensschritt Il des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens eines, insbesondere eines, der vorstehend beschriebenen Aerosole in eine Schüttung, enthaltend mindestens eine, insbesondere eine, Art der vorstehend beschriebenen dimensionsstabilen Partikel (B), eingeleitet.
Vorzugsweise wird für die Einleitung mindestens eine der üblichen und bekannten Aerosolzuführungen oder Aerosoldüsen verwendet.
Bei der Einleitung kann der Volumenstrom des Trägergases breit variieren. Die Einstellung des Volumenstroms richtet sich nach den Erfordernissen des Einzelfalls und kann vom Fachmann aufgrund seines allgemeinen Fachwissens gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einiger weniger orientierender Versuche leicht eingestellt werden. Vorzugsweise liegt der Volumenstrom bei 0,1 bis 30 m3/h, bevorzugt 0,2 bis 20 m3/h und insbesondere 0,5 bis 15 m3/h.
Vorzugsweise ist die Schüttung eine mechanisch bewegte Schüttung oder eine Wirbelschicht, die in üblicher und bekannter Weise, beispielsweise durch schnell laufende Rührer, ein zirkulierendes Trägergas und/oder durch das eingeleitete Aerosol, erzeugt werden kann.
Das stabile Aerosol kann der vorgelegten Schüttung der dimensionsstabilen Partikel (B) diskontinuierlich zugeführt werden, wobei die resultierenden, beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) der Schüttung diskontinuierlich entnommen werden können. Gegebenenfalls kann dabei das stabile Aerosol bzw. sein Trägergas in Kreisfahrweise durch die Schüttung geleitet werden, um eine vollständige Abscheidung der feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) auf den dimensionsstabilen Partikeln (B) zu erreichen.
Außerdem können das stabile Aerosol und die dimensionsstabilen Partikel (B) der Schüttung kontinuierlich zugeführt werden, wobei die resultierenden, beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) der Schüttung kontinuierlich entnommen werden können.
Die Abscheidung der feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) auf den dimensionsstabilen Partikeln (B) kann durch eine der elektrostatischen Aufladung der Partikel (A) entgegengesetzte elektrostatische Aufladung weiter optimiert werden.
Die hierbei verwendeten Vorrichtungen weisen die üblichen und bekannten, mechanischen, pneumatischen und elektrischen Fördereinrichtungen sowie die üblichen und bekannten, mechanischen, pneumatischen, elektrischen und optischen Mess- und Regelvorrichtungen auf. Die gesamte Vorrichtung kann elektronisch überwacht und gesteuert werden.
Die resultierenden, beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe mindestens eines weiteren stabilen Aerosols, das mindestens eine, insbesondere eine, Art der vorstehend beschriebenen, feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) enthält, weiter beschichtet werden. Dabei können feinteilige, dimensionsstabile Partikel (A) verwendet werden, die eine andere stoffliche Zusammensetzung, Korngröße und/oder Korngrößenverteilungen haben, als die zuerst aufgetragenen Partikel (A). Es können aber auch Partikel (A) eingesetzt werden, die dieselbe oder im Wesentlichen dieselben Eigenschaften aufweisen.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren resultierenden, beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) sind jeweils aus einem Kern (B), der von jeweils einem dimensionsstabilen Partikel (B) gebildet wird, und mindestens einer funktionalen Beschichtung (A), die von mindestens einer Art feinteiliger, dimensionsstabiler Partikel (A) gebildet wird, aufgebaut. Die Beschichtung (A) kann oder die Beschichtungen (A) können den Kern (B) partiell oder vollständig in einer Lage oder in mehreren Lagen bedecken. Demnach kann der eingestellte Bedeckungsgrad von Fall zu Fall stark variieren. Ebenso kann das Gewichtsverhältnis von funktionaler Beschichtung (A) zu Kern (B) von Fall zu Fall stark variieren. Beides ist in hohem Maße von der Dichte der eingesetzten, feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) abhängig.
Vorzugsweise enthalten die beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C), bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,02 bis 8 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,05 bis 6 Gew. -% und insbesondere 0,05 bis 4 Gew. -% an feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln (A) bzw. an funktionaler Beschichtung (A).
Die in erfindungsgemäßer Verfahrensweise hergestellten, beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) weisen eine besonders gleichmäßige Beschichtung (A) auf. Sie sind frei von Agglomeraten. Sie sind lagerstabil, transportfähig, rieselfähig und hervorragend als Wirkstoffträger, insbesondere in der Pharmakologie, der Medizin, der Toxikologie und dem Pflanzenschutz, als Katalysatoren, als Vorprodukte zur Herstellung von Formteilen, Folien, Beschichtungen, Klebschichten und Dichtungen und zur Einarbeitung in thermoplastische Kunststoffe geeignet.
Beispiel
Die Herstellung eines mit Aerosil® beschichteten Pulverlacks
Es wurde ein thermisch härtbarer Pulverlack gemäß dem Beispiel »2. Herstellung eines erfindungsgemäßen Pulverlackes«, Spalte 3, Zeilen 35 bis 41 , i. V. m. Abb. 2, des europäischen Patents EP 0 666 779 B1 mit einem amorphen, pyrogenen Siliziumdioxid einer mit Hilfe eines Coulter Counter ermittelten mittleren Korngröße von 100 nm und einer Feststoffdichte von 2.200 kg/m3 (Aerosil® 200 der Firma Degussa) beschichtet.
Dazu wurde das Aerosil® 200 mittels eines Bürstendosierers oder einer Strahlmühle in ein Aerosol überführt und in einem Laborapparat der Firma Eirich R 02 eingeleitet. Als Trägergas wurde Stickstoff verwendet (Volumenstrom: 1m3/h). Die Massenkonzentration lag bei 1 ,5 g/m3. Das resultierende Aerosil® 200 -Aerosol wurde elektrostatisch aufgeladen und in eine Schüttung aus 1 ,5 kg des Pulverlacks eingeleitet. Dazu wurde eine Aerosolzuführung mit einem Düsendurchmesser von 30 mm verwendet. Die Austrittsgeschwindigkeit des Aerosols lag bei 0,4 m/s. Der Pulverlack wurde während 15 Minuten mit, bezogen auf die Gesamtmenge des beschichteten Pulverlacks, 0,2 Gew.-% Aerosil® 200 beschichtet.
Der resultierende beschichtete Pulverlack wies eine völlig gleichmäßige Bedeckung mit den Aerosil® 200-Partikeln auf. Er war frei von Agglomeraten, lagerstabil, transportfähig und rieselfähig. Er war hervorragend für die Herstellung von Klarlackierungen von färb- und effektgebenden Mehrschichtlackierungen geeignet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung beschichteter, dimensionsstabiler Partikel (C) durch die Beschichtung dimensionsstabiler Partikel (B) mit feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln (A), dadurch gekennzeichnet, dass man
(I) mindestens ein stabiles Aerosol, enthaltend mindestens eine Art von feinteiligen, dimensionsstabilen Partikeln (A) und mindestens ein Trägergas, erzeugt und
(II) das Aerosol oder die Aerosole in eine Schüttung, enthaltend mindestens eine Art von dimensionsstabilen Partikeln (B), einleitet, wodurch die beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) resultieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) mindestens bis 300C dimensionsstabil sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (B) mindestens bis 300C dimensionsstabil sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dimensionsstabilen Partikel (A) mindestens bis 300C dimensionsstabil sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dimensionsstabilen Partikel (A), (B) und (C) unter dem Einfluss ihres eigenen Gewichts und/oder von Scherkräften, nicht oder nur geringfügig agglomerieren, verschmelzen, verbacken, verfilmen, in kleinere Teilchen zerfallen, ausgasen und/oder sich zersetzen, sondern ihre ursprüngliche Form ganz oder im Wesentlichen ganz bewahren.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel ( A) eine maximale Korngröße aufweisen, die nicht mehr als 50% der minimalen Korngröße der dimensionsstabilen Partikel (B) beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) eine mit Hilfe der Lichtstreuung, der Laserbeugung, der Scheibenzentrifuge, der Elektronenmikroskopie oder der Sedimentation gemessene maximale Korngröße im Bereich von 2 nm bis 20 μm haben.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dimensionsstabilen Partikel (B) eine mit Hilfe der Lichtstreuung, der Laserbeugung, der Scheibenzentrifuge, der Elektronenmikroskopie, der Sedimentation, der Trocken- oder Nasssiebung oder der Lichtmikroskopie gemessene minimale Korngröße im Bereich von 10 nm bis 10 mm haben.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) eine mit Hilfe der Lichtstreuung, der Laserbeugung, der Scheibenzentrifuge, der Elektronenmikroskopie oder der
Sedimentation gemessene mittlere Korngröße dso im Bereich von 1 ,5 nm bis 19,5 μm haben.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dimensionsstabilen Partikel (B) eine mit Hilfe der Lichtstreuung, der
Laserbeugung, der Scheibenzentrifuge, der Elektronenmikroskopie, der Sedimentation, der Trocken- oder Nasssiebung oder der Lichtmikroskopie gemessene mittlere Korngröße dβo im Bereich von 15 nm bis 19 mm haben.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C), bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 0,01 bis 10 Gew.-% der feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) enthalten.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das stabile Aerosol elektrostatisch aufgeladen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 , dadurch gekennzeichnet, dass das stabile Aerosol eine Massenkonzentration von 1 bis 30 g/m3 hat.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die feinteiligen, dimensionsstabilen Partikel (A) des stabilen Aerosols aus der Gruppe, bestehend aus
- anorganischen, organischen und metallorganischen Partikeln, aus organischen und anorganischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln, aus organischen und metallorganischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln, - aus anorganischen und metallorganischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln sowie aus anorganischen, metallorganischen und organischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln,
ausgewählt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 , dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergas des stabilen Aerosols aus der Gruppe, bestehend aus Edelgasen und inerten anorganischen und organischen Gasen, ausgewählt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die dimensionsstabilen Partikel (B) aus der Gruppe, bestehend aus
- anorganischen, organischen und metallorganischen Partikeln, aus organischen und anorganischen Bestandteilen zusammengesetzten
Partikeln, aus organischen und metallorganischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln, - aus anorganischen und metallorganischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln sowie aus anorganischen, metallorganischen und organischen Bestandteilen zusammengesetzten Partikeln,
ausgewählt werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttung der dimensionsstabilen Partikel (B) eine mechanisch bewegte Schüttung oder eine Wirbelschicht ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttung der dimensionsstabilen Partikel (B) diskontinuierlich hergestellt wird, das stabile Aerosol der Schüttung diskontinuierlich zugeführt wird und die resultierenden beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) der Schüttung diskontinuierlich entnommen werden.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die dimensionsstabilen Partikel (B) und das stabile Aerosol der Schüttung kontinuierlich zugeführt werden und die resultierenden, beschichteten, dimensionsstabilen Partikel (C) der Schüttung kontinuierlich entnommen werden.
20. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 hergestellten dimensionsstabilen Partikel (C) als Wirkstoffträger, als Katalysatoren, als Vorprodukte zur Herstellung von Formteilen, Folien, Beschichtungen, Klebschichten und Dichtungen und zur Einarbeitung in thermoplastische Kunststoffen.
21. Verwendung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkstoffträger in der Pharmakologie, der Medizin, der Toxikologie und dem Pflanzenschutz eingesetzt werden.
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