CN109627836A - 含有二氧化硅和三甲基-1,6-六亚甲基二胺的水分散体 - Google Patents

含有二氧化硅和三甲基-1,6-六亚甲基二胺的水分散体 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水分散体，其包含二氧化硅和2,2,4‑三甲基‑1,6‑六亚甲基二胺和/或2,4,4‑三甲基‑1,6‑六亚甲基二胺，还涉及制备所述分散体的方法以及其在漆制剂中的用途。

Description

含有二氧化硅和三甲基-1,6-六亚甲基二胺的水分散体
技术领域
本发明涉及含有二氧化硅和三甲基-1,6-六亚甲基二胺的水分散体、其制备方法及其在漆制剂中的用途。
背景技术
二氧化硅通常用于调节液体***中的流变特性。因而，例如，二氧化硅颗粒可以在溶剂基涂料和漆中使用，以防止其在垂直表面上固化前的流动或抵抗这种漆中颜料的沉降。这种流变效果基于硅烷醇基基团与相邻二氧化硅颗粒之间氢键的形成。亲水性二氧化硅在非极性液体，即具有少量固有氢键的液体中具有最大的增稠和触变效果。液体介质的固有氢键可以破坏二氧化硅的硅烷醇基基团之间氢键的形成并降低增稠效果。在诸如许多环氧树脂的中度极性***中，增稠效果仍是相当强的。WO 2009/068379A1公开了亲水性沉淀二氧化硅，其在非极性和中度极性***(例如UPE制剂)中展现出提高的增稠效果。然而，在高度极性***诸如含有低分子量醇或水的***中，亲水性二氧化硅对于增稠和生成触变性而言通常是无效率的。
在诸如乳液和分散体的含水***中，当相对较低浓度的二氧化硅用作增稠剂时，亲水性二氧化硅通常是无效率的。然而，通过使用特殊添加剂可以显著增强二氧化硅的增稠效果。
已知的是各种各样的胺可以在水分散体中吸附在热解二氧化硅的表面(Archivder Pharmazie,1987,第320卷,第1至15页)。此效果用于生产具有低粘度的高度填充且氨稳定的水分散体。因而，WO 2012/062559 A1公开了这种水分散体，其尤其含有疏水化的二氧化硅颗粒和相对较高的固体负载下具有较低粘度的氨基醇。
WO 2016/095196公开了包含胶体二氧化硅和各种各样的胺的水性漆制剂。在第23页，对表4做出参考并且引起注意的是与单胺相比，诸如JEFFAMINE D203、异佛尔酮二胺(IPD)和N,N'-二乙基-1,3-丙二胺的二胺在水分散体中会引起更大的增稠(粘度增加)。例如，比较例M的漆制剂此处含有7.6重量％的SiO2和0.4重量％的IPD(SiO2/胺＝53.9mol/mol；SiO2/水＝0.04mol/mol)。
本发明所解决的问题是在相对较低的固体含量下提供与已知***相比具有相对较高粘度的含水***。
此问题通过包含二氧化硅和2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺的水分散体来解决。
发明内容
现在已发现，令人惊讶地的是与其它结构上非常类似的二胺相比，上述胺在相对较低含量的二氧化硅下展现出水分散体的高得多的粘度。
根据本发明的分散体含有二氧化硅，优选地以无定形形式。此二氧化硅可以包括一种或多种通常已知类型的二氧化硅，诸如所谓的气凝胶、干凝胶、珍珠岩、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅。优选的是根据本发明的分散体含有选自下组的二氧化硅，该组由热解二氧化硅、沉淀二氧化硅、通过溶胶-凝胶法生产的二氧化硅及其混合物构成。
通过沉淀所制备的二氧化硅(沉淀二氧化硅)例如在水玻璃溶液(水溶性硅酸钠)与无机酸的反应中形成。此处也可能是在硅酸钠溶液中生成胶体二氧化硅(二氧化硅溶胶)，其提供了具有非常小的粒径和非常好的分散稳定性的分散体。特别地在半导体衬底的抛光中，缺点是经由硅酸钠起始材料所引入的杂质的比例。
热解二氧化硅(也称为气相二氧化硅)借助于火焰水解或火焰氧化来生产。这涉及使可水解或可氧化的起始材料氧化或水解，通常在氢/氧火焰中。可用于热解方法的起始材料包括有机和无机的物质。特别适合于其的是四氯化硅。因而所得的亲水性二氧化硅是无定形的。气相二氧化硅一般是聚集的形式。“聚集的”应理解成意指在发生过程中最初所形成的所谓初级颗粒在进一步反应进程中彼此间形成强键以形成三维网络。初级颗粒基本上没有孔并在其表面上具有游离的羟基基团。热解二氧化硅展现出非常高的纯度和与胶体二氧化硅可比的初级粒径。然而，这些初级颗粒会进行聚集和附聚以形成相对较硬的颗粒。聚集体和附聚物的分散已证明是困难的；分散体是不太稳定的并具有沉降或凝胶化的倾向。
适用于生产根据本发明的分散体的进一步二氧化硅源是通过溶胶-凝胶法所生产的二氧化硅，例如气凝胶、干凝胶或类似的材料。SiO2溶胶合成的起始材料通常是硅醇盐。这种前体的水解和因而形成的反应性物质之间的缩合是溶胶-凝胶过程中必不可少的基本反应。适合的硅源特别包括原硅酸四烷基酯，例如原硅酸四甲酯或原硅酸四乙酯。去除在原硅酸四烷基酯水解中所形成的醇在超临界条件(对于甲醇而言，温度>239.4℃；压力>80.9bar)下进行并导致高度多孔性SiO2气凝胶的形成。
与典型的沉淀二氧化硅相比，热解二氧化硅在增加粘度方面更有效率，在低粘度树脂中提供了更好的悬浮稳定性，并导致了更好的清晰度。沉淀二氧化硅与热解二氧化硅相比的优点包括更快和不依赖于剪切的分散、更低的成本、更好的涂层或釉料流动、在凝胶涂层中更低的孔隙率。因此，在许多情况下会使用热解二氧化硅和沉淀二氧化硅的混合物来获得两种二氧化硅类型的优点。
然而，非常特别优选的是在根据本发明的分散体中使用一种或多种热解二氧化硅。
根据本发明的分散体可以含有1重量％至50重量％、特别优选地1重量％至30重量％的二氧化硅。此处根据本发明的分散体中SiO2与水的摩尔比优选地是0.001至0.5、特别优选地0.005至0.2、非常特别优选地0.01至0.1。
存在于根据本发明的分散体中的二氧化硅优选地是亲水性的。
本发明的上下文中的术语“亲水性的”涉及对诸如水的极性介质具有相对较高亲和力且具有相对较低疏水性的颗粒。这种疏水性通常可以通过将适当的非极性基团施加到二氧化硅表面来实现。例如，如在WO 2011/076518A1(第5页至第6页)中更特别地描述的那样，二氧化硅的疏水性程度可以经由包括其甲醇润湿性的参数来测定。在纯水中，疏水性二氧化硅在不用溶剂润湿的情况下会与水完全分离并漂浮在其表面上。在纯甲醇中，相比之下，疏水性二氧化硅贯穿整个溶剂体积来分布；会发生完全润湿。甲醇润湿性的测量测定了在甲醇/水测试混合物中仍没有发生二氧化硅的润湿的甲醇的最大含量，即在与测试混合物接触后，100％的采用的二氧化硅从测试混合物中分离。甲醇/水混合物中以重量％计的此甲醇含量称为甲醇润湿性。这种甲醇润湿性越高，二氧化硅就越是疏水性的。甲醇润湿性越低，材料疏水性就越低并且亲水性就越高。
以甲醇/水混合物中甲醇的重量计，根据本发明的分散体中所用的二氧化硅具有小于20％、优选地0％至15％、特别优选地0％至10％、非常特别优选0％至5％的甲醇润湿性。
根据本发明的分散体中所用的二氧化硅可以具有1.2-5.4OH/nm2，优选地1.5-3.0OH/nm2，特别优选地1.8-2.5OH/nm2的羟基密度。羟基密度可以通过由J.Mathias和G.Wannemacher在Journal of Colloid and Interface Science125(1988)中所公布的方法通过与氢化铝锂反应来测定。如在上述出版物中所解释的那样，通过火焰水解所生产的未处理二氧化硅粉末的表面具有约1.8-2.5OH/nm2的羟基密度。例如，WO 2004/020334A1公开了如何可以获得具有2.5-5.4OH/nm2的升高羟基密度的二氧化硅。例如，低于1.8OH/nm2的羟基密度可以通过用适合的疏水剂使游离的硅烷醇基团部分疏水化来实现。疏水剂可以是含硅化合物，其优选地选自由卤代硅烷、烷氧基硅烷、硅氮烷或硅氧烷构成的组。
这种含硅化合物特别优选的是具有至少一个烷基且沸点小于200℃的液体化合物。它优选地选自由CH3SiCl3,(CH3)2SiCl2,(CH3)3SiCl,C2H5SiCl3,(C2H5)2SiCl2,(C2H5)3SiCl,C3H8SiCl3,CH3Si(OCH3)3,(CH3)2Si(OCH3)2,(CH3)3SiOCH3,C2H5Si(OCH3)3,(C2H5)2Si(OCH3)2,(C2H5)3SiOCH3,C8H15Si(OC2H5)3,C8H15Si(OCH3)3,(H3C)3SiNHSi(CH3)3及其混合物构成的组。给出特别优选的是(H3C)3SiNHSi(CH3)3和(CH3)2SiCl2。
本发明的分散体优选地是碱性的并具有大于8、优选地9至13、特别优选地10至12的pH。
根据本发明的分散体可以含有0.01重量％至10重量％、特别优选地0.1重量％至7重量％、非常特别优选地0.5重量％至5重量％的2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺。
在本发明的特别优选的实施方式中，根据本发明的分散体含有2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺两者，其中2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺与2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺的摩尔比是0.5至1.5、特别优选地0.8至1.2、非常特别优选地0.9至1.1。特别优选地是使用2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺的异构体混合物来生产根据本发明的分散体，该异构体混合物具有实际上相同比例的约50重量％的两种胺并且例如可从Evonik Ressource EfficiencyGmbH以名称TMD获得。
已证明特别有优势的是根据本发明的分散体中二氧化硅与2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺的摩尔比是1至1000、特别优选地5至200、非常特别优选地10至100。
已经进一步证明有优势的是根据本发明的分散体中的二氧化硅颗粒具有不大于300nm的数均粒径d50。100nm至250nm的范围是特别优选的。数均粒径可以根据ISO13320:2009通过激光衍射粒径分析来测定。
可采用的亲水性热解二氧化硅是亲水性热解二氧化硅，其具有20m2/g至500m2/g、优选地30m2/g至400m2/g的BET表面积。特别优选地的是采用具有200±25m2/g、300±30m2/g或380±30m2/g的BET表面积的亲水性热解二氧化硅。比表面积(也简称为BET表面积)根据DIN 9277:2014通过根据Brunauer-Emmett-Teller方法的氮气吸附来测定。
根据本发明的分散体中所用的二氧化硅可以具有高达400g/L、优选地20g/L至300g/L、特别优选地30g/L至200g/L、非常特别优选地40g/L至100g/L的夯实密度。各种粉状或粗颗粒粒状材料的夯实密度可以根据DIN ISO787-11:1995“General methods of testfor pigments and extenders-Part 11:Determination of tamped volume andapparent density after tamping”来测定。这涉及在搅拌和夯实后测量堆积材料的堆积密度。
根据本发明的分散体不仅可以含有水、二氧化硅和三甲基-1,6-六亚甲基二胺，而且可以含有其它成分，例如溶剂和各种各样的添加剂。根据本发明的水分散体中水的比例可以是50重量％至99重量％、特别优选地60重量％至90重量％。
除了N-甲基吡咯烷酮之外的情况，根据本发明的分散体可以含有高达10重量％的至少一种有机溶剂。该溶剂优选地选自脂族烃、环脂族烃和芳族烃、醇、二醇、二醇醚、酮、酯以及醚。可以做出明确提及的是正己烷、正庚烷、环己烷、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、苯乙烯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、异丁醇、2-乙基己醇，环己醇、双丙酮醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮，环己酮、异亚丙基丙酮、异佛尔酮、乙酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、丁醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、甲基乙二醇乙酸酯、乙酸丁二醇酯、乙酸乙基二甘醇酯、乙酸丁基二甘醇酯、乙酸甲氧基丙酯、乙酸乙氧基丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、***、甲基叔丁醚、四氢呋喃、二噁烷、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-异丙氧基-2-丙醇、1-异丁氧基-2-丙醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、乙基二甘醇、丁基二甘醇、甲基二丙二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,5-己二醇、2,4-庚二醇、2-乙基-1,3-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、己二醇、辛二醇以及三甘醇。特别优选的情况下可采用的是二甘醇、二丙二醇和三丙二醇。
根据本发明的分散体优选地在很大程度上不含在漆工业中所用的有色颜料和粘合剂。在本发明的一个优选实施方式中，二氧化硅的比例是分散体固体含量的至少90重量％、特别优选地至少98重量％。给出非常特别优选的是其中分散体的固相完全由二氧化硅构成的实施方式。
根据本发明的分散体可以另外含有不高于1重量％的N-甲基吡咯烷酮。
在本发明的一个特别实施方式中，在每种情况下，基于二氧化硅比例，在根据本发明的分散体中采用了5重量％至20重量％、优选地8重量％至15重量％的通式R1O((CH2)mO)nH的醇烷氧基化物。对于通式R1O((CH2)mO)nH的一种或多种化合物而言获得了最好的涂漆结果，其中R1＝CH3(CH2)xCH2O，其中x＝8至18、m＝1至4和n＝15至25。可以做出明确提及的是CH3(CH2)10CH2O[(CH2)2O]18H,CH3(CH2)12CH2O[(CH2)2O]18H,CH3(CH2)14CH2O[(CH2)2O]18H,CH3(CH2)16CH2O[(CH2)2O]18H,CH3(CH2)10CH2O[(CH2)2O]20H；CH3(CH2)12CH2O[(CH2)2O]20H,CH3(CH2)14CH2O[(CH2)2O]20H,CH3(CH2)16CH2O[(CH2)2O]20H,CH3(CH2)10CH2O[(CH2)2O]23H,CH3(CH2)12CH2O[(CH2)2O]23H,CH3(CH2)14CH2O[(CH2)2O]23H和CH3(CH2)16CH2O[(CH2)2O]23H。
根据本发明的分散体可以进一步含有除三甲基-1,6-六亚甲基二胺以外的胺和/或氨基醇。在每种情况下，基于二氧化硅比例，其比例优选地是3重量％至20重量％、特别优选地5重量％至15重量％。
术语“氨基醇”应理解为意指含有至少一个氨基基团和至少一个羟基基团的化合物。用在本发明中的氨基醇的分子量优选地是50-500g/mol，特别优选地100-250g/mol。适合的氨基醇是2-氨基乙醇、1-氨基乙醇、3-氨基-1-丙醇、2-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-羟甲基-1,3-丙二醇、2-(2-氨乙氧基)乙醇、2-氨基-1-丁醇、4-氨基-1-丁醇、1-氨基-2-丁醇、1-氨基-3-丁醇、3-氨基-1-丁醇、2-氨基-1-环己醇、3-氨基-1-环己醇、4-氨基-1-环己醇、2-氨基-1-(羟甲基)环戊烷、2-氨基-1-己醇、6-氨基-1-己醇、2-氨基-3-甲基-1-丁醇、1-(氨甲基)环己醇、6-氨基-2-甲基-2-庚醇、2-氨基-3-甲基-1-戊醇、2-氨基-4-甲基-1-戊醇、2-氨基-1-戊醇、5-氨基-1-戊醇、1-氨基-2,3-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、2-((3-氨丙基)甲氨基)乙醇或其混合物。
(CH3)2NCHR1CHR2-O-[CHR3-CHR4-O]nH型的氨基醇也可以是根据本发明的分散体的成分，其中R1、R2、R3以及R4各自可以代表H、CH3或C2H5并且n可以是1至5，其中R1、R2、R3以及R4各自可以是相同的或不同的。示例包括1-(2-二甲基氨基乙氧基)-2-丙醇、1-(1-二甲基氨基-2-丙氧基)-2-丙醇、2-(1-二甲基氨基-2-丙氧基)乙醇、2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇以及2-[2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙氧基]乙醇。
诸如N,N-二甲基乙醇胺和N,N-二甲基异丙醇胺的N,N-二烷基乙醇胺是特别优选的。
根据本发明的分散体可以进一步含有0.1重量％至1.5重量％的至少一种聚乙二醇和/或聚丙二醇。给出优选的是具有100g/mol或更大的平均分子量(质量平均)、特别优选地150g/mol至6000g/mol的聚丙二醇。
已证明有优势的是根据本发明的分散体进一步含有0.1重量％至1重量％(基于二氧化硅的比例)至少一种通式I的共聚物。
其中，
其中
M是氢、一价或二价金属阳离子、铵离子、有机胺基，
a是1，或者在M是二价金属阳离子的情况下，a＝0.5，
X同样是-OMa或-O-(CpH2pO)q-R1，
其中R1是H、具有1至20个碳原子的脂族烃基、具有5至8个碳原子的环脂族烃基、具有6至14个碳原子的任选地取代的烷基，
p＝2至4，q＝0至100，-NHR2和/或-NR22其中R2＝R1或-CO-NH2，
Y是O、NR2，
A1是亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基，
m是10至30，
n是0至50，
k是10至30，其中m+k的和在20至60、优选地20至40的范围内。
-(A1O)n-可以是所述氧化烯的一种的均聚物或在聚合物分子中具有两种或更多种单体的无规分布的嵌段共聚物或共聚物。单元[]m和[]k同样可以是在聚合物分子中具有两种或更多种单体的无规分布的嵌段共聚物或共聚物形式。
优选地用作一价或二价金属阳离子M的是钠离子、钾离子、钙离子以及镁离子。优选地用作有机胺基的是取代的铵基团，其衍生自伯、仲或叔的C1-至C20-烷基胺、C1-至C20-链烷醇胺、C5-至C8-环烷基胺以及C6至C14-芳基胺。相应的胺的示例是质子化(铵)形式的甲胺、二甲胺、三甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、环己胺、二环己胺、苯胺、二苯胺。
X可以表示-OMa或-O-(CpH2pO)q-R1，其中R1＝H、具有1至20个碳原子的脂族烃基、具有5至8个碳原子的环脂烃基、具有6至14个碳原子的芳基，它们可以任选地被取代。p可以是2至4，q＝0至100，其中在一个优选的实施方式中，p＝2或3，因而其衍生自聚氧化乙烯或聚氧化丙烯。可替代地，X也可以表示-NHR2和/或-NR22，其中R2＝R1或-CO-NH2，其对应于相应不饱和羧酸的单取代或二取代单酰胺。
Y可以表示O(酸酐)或NR2(酸亚胺)。
可优选地采用的是通式Ia或Ib的共聚物，其中A1是亚乙基，m是10至30，n是5至20，k是10至30，其中m+k的和在20至40的范围内。
也可优选地采用的是通式Ia或Ib的化合物，其中R表示任选地支化的、任选地多重键合的、任选地含羟基的具有8至18个碳原子的烷基，A表示亚乙基，M＝H或碱金属，a是1至30，b是1或2。
已证明特别适用于涂漆应用的分散体含有至少一种通式R1O((CH2)mO)nH的醇烷氧基化物、至少一种具有100至6000g/mol的平均分子量的聚丙二醇和至少一种通式I的共聚物。醇烷氧基化物/聚丙二醇/共聚物重量比此处优选地是50-70/15-30/10-20，其中这些总计100。
根据本发明的分散体最后也可以将消泡剂和防腐剂添加至其中。其在分散体中的比例通常低于1重量％。
本发明进一步提供了含有根据本发明的分散体的漆制剂。
适合的粘合剂此处可以是漆和涂层技术中惯用的树脂，诸如在“Lackharze,Chemie,Eigenschaften und Anwendungen,Editors D.Stoye,W.Freitag,Hanser Verlag,Munich,Vienaa 1996”中所描述的那些。
实例尤其包括(甲基)丙烯酸及其酯的聚合物和共聚物，其任选地带有具有进一步不饱和化合物的另外的官能团，诸如例如苯乙烯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚氨酯多元醇以及环氧树脂，以及这些聚合物的任何理想的混合物，以及通过缩聚生产的脂肪酸改性的醇酸树脂。
也可用作聚合物组分的是带有机羟基的化合物，例如聚丙烯酸酯、聚酯、聚己内酯、聚醚、聚碳酸酯以及聚氨酯多元醇和羟基官能环氧树脂，以及这些聚合物的任何理想的混合物。特别采用的是水性或含溶剂或不含溶剂的聚丙烯酸酯和聚酯多元醇及其任何理想的混合物。
聚丙烯酸酯多元醇是含羟基单体与其它烯键式不饱和单体的共聚物，其它烯键式不饱和单体例如(甲基)丙烯酸的酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基酯、马来酸和富马酸的单烷基酯和二烷基酯、α-烯烃和其它不饱和低聚物和聚合物。
根据本发明的漆制剂可以进一步含有有色颜料和/或无活性填料。
有色颜料在性质上可以是有机的或无机的。实例包括氧化铅、硅酸铅、氧化铁、酞菁配合物、二氧化钛、氧化锌、硫化锌、钒酸铋、尖晶石混合氧化物(例如钛-铬、钛-镍或锡-锌尖晶石或混合氧化物)、薄片状金属的或干涉颜料和炭黑。
根据本发明的漆制剂可以进一步含有无活性填料。“无活性填料”应理解成意指本领域技术人员已知的填料，其对制剂的流变特性只具有不显著的效果(如果有的话)。实例包括碳酸钙、硅藻土、云母、高岭土、白垩、石英以及滑石。
基于制剂的总固体含量，有色颜料和/或无活性填料通常以总计10重量％至70重量％、优选地30重量％至50重量％的比例而存在。
基于漆制剂的总质量，由二氧化硅颗粒、粘合剂和任选地有色颜料和无活性填料组成的漆制剂的总固体含量优选地是10重量％至80重量％、特别优选地20重量％至70重量％、非常特别优选地30重量％至60重量％。
本发明进一步提供了根据本发明的分散体作为汽车工业中的水基底漆(hydrofiller)的添加剂、作为罐头涂层和卷材涂覆方法中的涂料成分和作为水基UV可固化配方中的添加剂的用途。
本发明进一步提供了通过搅拌包含二氧化硅、水和2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺的混合物来生产根据本发明的分散体的方法。
例如，根据本发明的方法可以在分散设备中进行。适合作为这种用于生产根据本发明分散体的分散设备的设备包括能够引起粉状或粒状二氧化硅与水相强烈润湿的所有设备。漆工业为此目的通常使用所谓的溶解器，其相对简单的构造允许低维护和易清洁的生产模式。然而，取决于要生成的水分散体的所需粘度或填充水平，强烈分散或后研磨仍是需要的。例如，后研磨可以在搅拌珠磨机中进行。然而，使用转子/定子机的强烈剪切通常是充分的。润湿和分散设备的便利组合由来自Ystral的转子/定子机来提供，该转子/定子机允许粉末被吸入并在关闭粉末吸入开口后通过强烈剪切被分散。
本发明的方法优选地在大于500rpm(每分钟转数)、特别优选地1000rpm至10000rpm、非常特别优选地2000rpm至8000rpm的搅拌器速度下来进行。
尤其当使用其中吸入空气并因而形成泡沫的转子/定子机时，已证明有优势的是最初只装载一部分所需的水和添加剂并掺入一部分二氧化硅。基于要掺入的二氧化硅的总量，如果二氧化硅的特别量高于约25重量至30重量％，则其消泡效果就是明显的。只在加入全部量的粉末后，随后才加入剩余比例的水。这为在粉末添加开始时最初的泡沫形成在补充容器中预留了充足的体积。
实施例
比较例1-4和实施例1-3
来自比较例1-4和本发明实施例1-3的所有分散体的生产通过如下进行：最初通过用溶解器(ATP DISPERMILL Vango 100)在4000rpm下搅拌30min将二氧化硅掺入水中以获得25％的SiO2分散体。根据所需的最终组合物将此25％的水性SiO2分散体与水和胺混合，并且用来自Kinematica AG的Polytron PT 6100转子-定子分散器在6000rpm下将其进行进一步分散30min。
所得分散体的动态粘度(剪切粘度)使用流变仪(Anton Paar MCR100)在sec-1的转速(1转/秒)下测定。
将SiO2和各自胺的采用量和比例、所得分散体的pH及其粘度总结在以下的表1中：
表1
1)DMAE＝N,N-二甲基氨基乙醇[CAS No 108-01-0,Mw＝89.1g/mol]
2)HMDA＝1,6-六亚甲基二胺[CAS No 124-09-4,Mw＝116.2g/mol]
3)IPD＝异佛尔酮二胺[CAS No 2855-13-2,Mw＝170.3g/mol]
4)TMD＝约等份数(50重量％/50重量％)的2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺的异构体混合物[Mw＝158.3g/mol]，可从EvonikRessource Efficiency GmbH以TMD商品名获得。
5)SiO2＝热解二氧化硅200(BET＝200m2/g)，来自Evonik RessourceEfficiency GmbH。
6)术语“胺”是指在每个情形中使用的胺(DMAE,HMDA,IPD和TMD)。
7)混合物的粘度不能被测量因为其固化。
本发明实施例1-3清晰地表明，完全令人惊讶地的是，在分散体相同的其它成分和相同的测试条件的情况下，TMD展现出比结构上非常类似的1,6-六亚甲基二胺(比较例2)和异佛尔酮二胺(比较例3和4)大得多的增稠效果。

Claims (15)

1.水分散体，其包含二氧化硅和2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺。
2.如权利要求1所述的分散体，其特征在于pH为10-12。
3.如权利要求1或2所述的分散体，其特征在于所述二氧化硅选自热解二氧化硅、沉淀二氧化硅、通过溶胶-凝胶法制备的二氧化硅和它们的任意混合物。
4.如权利要求1-3任一项所述的分散体，其包含1重量％至30重量％的二氧化硅。
5.如权利要求1-4任一项所述的分散体，其包含0.01重量％至10重量％的2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺。
6.如权利要求1-5任一项所述的分散体，其特征在于所述二氧化硅颗粒的数均粒径d50不大于300nm。
7.如权利要求1-6任一项所述的分散体，其特征在于在所述分散体中，SiO2与2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺的摩尔比为5至100。
8.如权利要求1-7任一项所述的分散体，其特征在于在所述分散体中，SiO2与水的摩尔比为0.001至0.5。
9.如权利要求1-8任一项所述的分散体，其特征在于所述二氧化硅在甲醇/水混合物中具有小于20重量％甲醇的甲醇润湿性。
10.如权利要求1-9任一项所述的分散体，其特征在于所述二氧化硅具有1.2至5.4OH/nm2的羟基密度。
11.如权利要求1-10任一项所述的分散体，其特征在于所述二氧化硅颗粒具有20-500m2/g的BET表面积。
12.如权利要求1-11任一项所述的分散体，其特征在于包含2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺，其中2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺与2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺的摩尔比是0.8至1.2。
13.漆制剂，其包含如权利要求1-12任一项所述的分散体。
14.如权利要求1-12任一项所述的分散体的用途，其作为汽车工业中的水基底漆的添加剂、作为罐头涂层和卷材涂覆方法中的涂料成分、作为水基UV可固化配方和清漆中的添加剂。
15.如权利要求1-12任一项所述的分散体的制备方法，其特征在于包括搅拌包含二氧化硅、水和2,2,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺的混合物。
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