[發(fā)明專利]官能化含硅烷粒狀材料的系統(tǒng)與方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680053554.1
• 申請日: 2006-12-28
• 公開（公告）號: CN101389715A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·L·吉布森;K·Q·海耶斯;C·科拉爾;A·李維斯;R·L·塔布勒
• 申請（專利權(quán)）人: 陶氏康寧公司
• 主分類號: C09C3/12
• 分類號: C09C3/12;C09C1/30;C09C1/36;C09C1/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所
• 代理人: 張 欽

本發(fā)明涉及官能化粒狀物的方法與系統(tǒng)，和更具體地涉及在分離 介質(zhì)中使用的硅烷官能化的粒狀物的生產(chǎn)方法。

官能化二氧化硅是已有的方法。大多數(shù)二氧化硅在“濕法”中處 理。“濕法”是一種硅烷官能化的方法，該方法利用溶劑有效地淤漿 化全部粒狀物負載。被加工物料(它包括粒狀物、添加劑和溶劑)重量 的大部分由溶劑組成。設(shè)計高的溶劑濃度促進反應(yīng)性添加劑，即硅烷 和粒狀物表面的密切接觸，其目標是引發(fā)在添加劑和該表面上的一些 反應(yīng)性位點之間的反應(yīng)。一般地，濕法要求相對長的間歇時間，典型 地在高于環(huán)境溫度的溫度下范圍為1-24小時，以完成反應(yīng)。

此外，高溶劑濃度使得需要多步額外的洗滌步驟。一旦反應(yīng)性添 加劑附著到所述表面上，則必須除去溶劑和反應(yīng)的副產(chǎn)物，使得粒狀 物回到有用的干燥狀態(tài)。要求至少一步和通常多步溶劑洗滌步驟來除 去未反應(yīng)的硅烷。然而，每一額外的洗滌步驟將增加來自該工藝的廢 溶劑的量，從而產(chǎn)生處置問題。當(dāng)工藝的生產(chǎn)能力增加時，溶劑的處 置成本也將增加。

或者，可使用“干法”官能化二氧化硅。在干法中，提供硅烷添 加劑到主要由將與所述添加劑反應(yīng)的物料組成的混合物中，這與其中 大部分被加工的物料是對與特定添加劑的反應(yīng)呈惰性的溶劑的濕法相 反。干法利用高粘度的聚合物，例如橡膠來配混粒狀物。在這一情況 下，添加劑擬使粒狀物(例如粉末)和聚合物更加相容。這將促進聚合 物和粒狀物更好地混合，為的是擴大體積或流變學(xué)改性等目的。在干 法中，硅烷和粒狀物簡單地配混在混合物內(nèi)，且沒有彼此強烈地附著 或粘結(jié)。硅烷基本上用作噴射到聚合物和粒狀物的預(yù)混物內(nèi)以使粒狀 物與聚合物更加相容的簡單添加劑。

隨著分離工藝的進展，需要改進生產(chǎn)在分離介質(zhì)中使用的組分的 方法，其中包括生產(chǎn)硅烷官能化的粒狀物的改進方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供官能化粒狀物的方法。該方法 包括下述步驟：提供粒狀物到反應(yīng)器中，在基本上不存在溶劑的情況 下流化該粒狀物，提供含硅烷的材料到流化的粒狀物中，和使含硅烷 的材料與流化的粒狀物反應(yīng)，提供硅烷官能化的粒狀物。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，提供官能化粒狀物的系統(tǒng)。該系統(tǒng) 包括可操作而產(chǎn)生并維持粒狀物的流化床的反應(yīng)器，含硅烷的材料的 來源，和可操作而將含硅烷的材料噴射到粒狀物的流化床上的噴射機 構(gòu)。

用本發(fā)明含硅烷的材料官能化粒狀物的系統(tǒng)與方法的實施方案是 有利的，特別地在使用分離介質(zhì)的應(yīng)用中。鑒于下述詳細說明和附圖， 由所述系統(tǒng)和方法提供的這些和額外的特征與優(yōu)點將更加充分地得到 理解。

當(dāng)結(jié)合本文所包括的附圖閱讀時，可最好地理解本發(fā)明具體實施 方案的下述詳細說明。附圖頁包括：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方案的流化床裝置的示意 圖。

圖2是描述根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施方案的含硅烷的材料化學(xué) 附著到粒狀物上的示意圖。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供官能化粒狀物的方法。該方法 包括下述步驟：提供粒狀物到反應(yīng)器中，在基本上不存在溶劑的情況 下流化該粒狀物，提供含硅烷的材料到流化的粒狀物，和使含硅烷的 材料與流化的粒狀物反應(yīng)以提供硅烷官能化的粒狀物。

該粒狀物可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的許多材料。該粒狀物可 包括無定形二氧化硅，其中該無定形二氧化硅典型地源自生物來源。 具體地，無定形二氧化硅可包括稻殼灰、燕麥麩灰、小麥殼灰或其組 合。在可供選擇的實施方案中，粒狀物也可包括無機材料。該無機材 料可包括硅藻土、高壓液相色譜(HPLC)級二氧化硅、氧化鈦、氧化鋯 及其組合。粒狀物的其他實例可包括滑石、碳酸鈣、二氧化硅干凝膠、 二氧化硅水凝膠、熱解法二氧化硅、硅灰、天然粘土、硅藻土，和本 領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其他粒狀物材料。粒狀物的尺寸可以變化，然 而，粒狀物典型地包括最多約500微米，或者最多約250微米，或約 10微米-200微米，或約5微米-75微米，或約25-50微米的粒度。粒 狀物也可包括以上所述的任何粒狀物材料的混合物。