[發(fā)明專利]通過鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)改性金屬氧化物的表面

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480068895.0
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN105829456B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿希姆·施奈德;托爾斯滕·戈特沙爾克-高迪希
• 申請（專利權(quán)）人: 瓦克化學(xué)股份公司
• 主分類號: C09C3/12
• 分類號: C09C3/12;C09C1/30;C08K9/06
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 張英,宮傳芝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能夠用作增強填料或流變添加劑用于調(diào)節(jié)涂層物質(zhì)如，例如，涂料和清漆，以及粘合劑、密封膠和塑料的粘度、屈服點和剪切稀釋性(shear thinning)以及觸變性質(zhì)的表面改性的納米結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。

背景技術(shù)

有機官能的顆粒金屬氧化物通常用作活性填料，用于改善發(fā)現(xiàn)多種用途的材料的機械性能。通過這種方式有可能按照靶向方式，例如，改善涂層如涂料和清漆的耐擦傷性，或改變粘合劑和密封膠或塑料如，例如，硅酮彈性體的機械性能。

此外，然而，即使是在基質(zhì)系統(tǒng)的未交聯(lián)狀態(tài)下，所述納米結(jié)構(gòu)的填料也發(fā)揮極為重要的功能。例如，所述分散體通常具有相對高的粘度，而且在許多情況下甚至具有粘彈性。這種假塑性行為特別是對于相應(yīng)材料的加工過程起著決定性作用。通過顆粒填料的表面改性，就有可能控制與包圍它們的基質(zhì)的相互作用以及由此控制所述分散體的粘彈性行為。

對于表面改性而言，經(jīng)常使用的化合物是在合適的工藝條件下由化學(xué)鍵合的低聚二甲基硅氧烷單元形成。正如專利說明書DE 1 163 784中所述，這些單元能夠由能夠縮合的二甲基甲硅氧基(dimethylsiloxy)單元構(gòu)建。

然而，環(huán)狀(DE 1916360)或直鏈(EP 0686676)的低聚或聚二甲基硅氧烷也用于疏水化。在本文采用的生產(chǎn)工藝方法中，通常包含的工藝步驟中普遍采用顯著超過250℃的劇烈溫度。按照這種方式，有可能實現(xiàn)所述表面的相對均勻改性。然而，通常也已知的是聚二甲基硅氧烷在這些溫度下會進(jìn)入解聚反應(yīng)，由于這個原因，所得的產(chǎn)品特征在于相對短的二甲基硅氧烷鏈。

最后但并非最不重要的是，金屬氧化物盡可能高的增稠作用在用作流變添加劑的情況下，由于成本效益的原因，通常是合乎需要的。在極性有機系統(tǒng)如，例如，環(huán)氧化物或不飽和聚酯樹脂中使用時，所得產(chǎn)品的增稠作用很大程度上與涂層程度有關(guān)。因此，例如，說明書DE 1916360和EP 0686676指出了高度疏水化和由此所述氧化物表面上硅烷醇基團(tuán)的低殘余含量的重要性。然而，所述金屬氧化物與所述極性目標(biāo)基質(zhì)不相容性的增大也主要地導(dǎo)致了結(jié)合時間(incorporation time)顯著增加和/或所述基質(zhì)中填料分散變差。

此外，描述于上述說明書中的所有的二甲基甲硅氧基官能金屬氧化物的表面改性在堿性條件下并無充分的穩(wěn)定性。關(guān)于金屬氧化物在富含胺基團(tuán)的基質(zhì)中的分散體的儲存穩(wěn)定性的實驗室實驗主要揭示了假塑性行為在幾小時或幾天內(nèi)的顯著變化。

因此，迄今可利用的二甲基硅氧烷改性的二氧化硅例如當(dāng)用作雙組分環(huán)氧粘合劑的典型胺固化劑的增稠劑時，相比于未改性的親水性二氧化硅，并未表現(xiàn)出顯著的技術(shù)優(yōu)勢。因此，例如，的粘度和增稠作用相比于略高，盡管這并沒有導(dǎo)致更廣泛的應(yīng)用，因為這種二氧化硅的成本顯著更高。

如果當(dāng)前可用的二甲基硅氧烷改性的二氧化硅用于典型STPE密封膠配方中時，則所述物質(zhì)表現(xiàn)出粘度增加和剪切應(yīng)力的極其明顯的增加。后者已證明是所述物質(zhì)應(yīng)用的極大缺點，這是因為為了克服所述屈服點需要顯著更大的力。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是克服目前現(xiàn)有技術(shù)并提供表面改性的金屬氧化物，其特征在于極性有機系統(tǒng)中的高增稠作用，但是盡管如此，能夠容易地分散于這些中，并且使用其也有可能生產(chǎn)出在具有與堿性反應(yīng)的基團(tuán)的介質(zhì)中具有儲存穩(wěn)定性的分散體。

該目的通過提供顆粒納米結(jié)構(gòu)的金屬氧化物而實現(xiàn)，所述顆粒納米結(jié)構(gòu)的金屬氧化物具有通式R¹R²R³SiO_1/2(M)和R⁴R⁵Si(O_1/2)₂(D)的基團(tuán)，其中R¹、R²、R³、R⁴和R⁵在每種情況下都是具有1～24個碳原子的單價烴基，而R¹、R²、R³、R⁴和R⁵能夠相同或不同。