EP1577372A1 - Stable aqueous dispersion of particles , its use and its process of production - Google Patents

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EP1577372A1
EP1577372A1 EP04006670A EP04006670A EP1577372A1 EP 1577372 A1 EP1577372 A1 EP 1577372A1 EP 04006670 A EP04006670 A EP 04006670A EP 04006670 A EP04006670 A EP 04006670A EP 1577372 A1 EP1577372 A1 EP 1577372A1
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Norman Blank
Urs Mäder
Werner Handl
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Sika Technology AG
Graphit Kropfmuehl AG
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Sika Technology AG
Graphit Kropfmuehl AG
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Definitions

  • the Carboxylic acid groups or the carboxylic acid salts and the polyalkylene glycol side chains still further groups bound via ester or amide bond be such as alkyl groups, cycloalkyl groups, aromatics, substituted aromatics, hydroxyalkyl groups, dialkylaminoalkyl groups, or heterocyclic rings in which the N of the amide group is an ingredient, such as For example, morpholine or imidazole.
  • Comparative Example 2 Graphite dispersion for the forging industry
  • the finished dispersion has a low viscosity of 330 mPas and is storage-stable for more than 4 weeks.
  • Example 5 Graphite dispersion for rubber coating

Abstract

Stable aqueous dispersion of particles (I) comprises a polymer stabilizer that stabilizes (I), where the stabilizer is a polycarboxylate. An independent claim is also included for the preparation of (I).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft stabile wässrige Dispersionen von Partikeln.The invention relates to stable aqueous dispersions of particles.

Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung und Herstellungsverfahren solcher stabilen wässrigen Dispersionen von Partikeln.The invention also relates to the use and Production process of such stable aqueous dispersions of particles.

Stand der TechnikState of the art

Wässrige Dispersionen von Partikeln werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt. Zum Beispiel Graphitdispersionen werden als Schmier- und Trennmittel, beispielsweise bei der Heissumformung von Metallen verwendet. Dabei wird verlangt, dass derartige Graphitdispersionen auf kalten, sowie auf heissen Metalloberflächen haften und einen Schmier- und Schutzfilm bilden. Dieser soll das Metall nicht nur leichter verformbar machen, sondern auch den Werkzeugverschleiss bei der Verformung senken. Oder die Graphitdispersionen werden als Überzüge, beispielsweise bei der Innenbeschichtung von Batteriebechern oder Gummivulkanisaten zum Beispiel für Scheibenwischer, aber auch als leitfähige Überzüge auf Kunststoffen, Glas, Keramik und anderen verwendet.Aqueous dispersions of particles are in different Applications used. For example, graphite dispersions are called Lubricating and separating agent, for example in the hot forming of Metals used. It is required that such graphite dispersions stick to cold and hot metal surfaces and a lubricating and Make protective film. This should not only make the metal easier to deform, but also reduce tool wear during deformation. Or the Graphite dispersions are used as coatings, for example in the Internal coating of battery cups or rubber vulcanizates, for example for windscreen wipers, but also as conductive coatings on plastics, glass, Ceramic and other uses.

Von den wässrigen Dispersionen wird neben physiologischer Unbedenklichkeit und Lagerstabilität vor allem eine universelle Verarbeitbarkeit gefordert. So werden beispielsweise, je nach Anwendung, solche Dispersionen überwiegend aufgesprüht. Dabei spielt die Viskosität der wässrigen Dispersion eine wichtige Rolle und niedrigviskose Dispersionen werden benötigt.Of the aqueous dispersions in addition to physiological Safety and storage stability especially a universal processability required. For example, depending on the application, such dispersions mainly sprayed on. The viscosity of the aqueous dispersion plays thereby an important role and low viscosity dispersions are needed.

Graphitdispersionen ohne Hilfsstoffe sind extrem hochviskos und teilweise thixotrop. Dies liegt an der plättchenförmigen Struktur der Graphitteilchen, welche in Flüssigkeiten eine sogenannte Kartenhausstruktur aufbauen. Diese Kartenhausstruktur ist auch von anderen plättchenförmigen Stoffen, wie zum Beispiel Tonmineralien oder Kaolinen, bekannt. Hier kann jedoch durch den Einsatz von Peptisationsmitteln diese Kartenhausstruktur zum Einsturz gebracht und die Stabilität durch die Verwendung elektrostatisch wirksamer Substanzen erhöht werden. Solche Wirkungsmechanismen mit Peptisationsmitteln funktionieren bei Graphit nicht.Graphite dispersions without additives are extremely high viscosity and partially thixotropic. This is due to the platelet-shaped structure of Graphite particles, which in liquids a so-called house structure build up. This house of cards structure is also of other platelike Substances, such as clay minerals or kaolins known. Here can however, through the use of peptizers this house of cards structure collapsed and the stability by using electrostatic effective substances are increased. Such mechanisms of action with Peptizers do not work with graphite.

Nach dem bekannten Stand der Technik werden zur Stabilisierung von Graphitdispersionen zusätzlich makromolekulare Substanzen eingesetzt. Solche makromolekularen Substanzen aus den Verbindungsgruppen der Mono- und Polysaccharide fungieren dabei als Schutzkolloide unter Erhöhung der Viskosität. Auch Polyelektrolyte wie Natriumcarboxymethylcellulose, Alginate oder Salze der Ligninsulfonsäuren fallen unter das bekannte Wirkungsspektrum. Bei Verwendung von Schutzkolloiden gemäss dem Stand der Technik besteht das Problem der Zerschlagung von Molekühlketten, sofern sie vor der Vermahlung zugesetzt werden.According to the known state of the art are used for the stabilization of Graphite dispersions additionally used macromolecular substances. Such macromolecular substances from the linking groups of Mono- and polysaccharides act as protective colloids under increasing the viscosity. Also polyelectrolytes such as sodium carboxymethyl cellulose, Alginates or salts of lignosulfonic acids are known Spectrum. When using protective colloids according to the state There is a problem in the art of breaking down molecular chains, provided that they are added before grinding.

Zur Herstellung wässriger Dispersionen von Partikeln wurden zahlreiche Verfahren und Formulierungen vorgeschlagen.For the preparation of aqueous dispersions of particles, numerous Methods and formulations proposed.

In der US 5800739 wird eine leitfähige Graphitdispersion vorgeschlagen, welche mit einem Dispergiermittel stabilisiert wird, welches Alkylenoxydgruppen aufweist und ein hydrophil lipophil Gleichgewicht von 12 besitzt. Dieses Gleichgewicht ist allgemein als HLB-Wert (Englisch: HLB = Hydrophilic Lipophilic Balance) bekannt. Dabei werden Stoffe verwendet, wie zum Beispiel Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Copolymerisate, Natriumsalze organischer Sulphonsäuren, aber auch wasserlösliche Polymere wie Polyvinylpyrrolidon, welches bereits aus der US 2978428 bekannt ist. Nachteilig bei diesen Dispersionen ist die rasche Sedimentation. Zwar wird durch die oberflächenaktiven Substanzen der Graphit benetzt und dispergiert, aber nicht ausreichend gegen Sedimentation stabilisiert. Aufgrund der plättchenförmigen Struktur des Graphits sind die Sedimente sehr dicht und schwer redispergierbar.In US 5800739 is a conductive graphite dispersion proposed, which is stabilized with a dispersant, which Having alkylene oxide groups and a hydrophilic lipophilic balance of 12 has. This balance is commonly referred to as HLB value Hydrophilic Lipophilic Balance). This materials are used as for example, polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymers, sodium salts organic sulphonic acids, but also water-soluble polymers such as Polyvinylpyrrolidone, which is already known from US 2978428. A disadvantage of these dispersions is the rapid sedimentation. True will be wetted by the surface-active substances of the graphite and dispersed, but not sufficiently stabilized against sedimentation. Due to the platy structure of graphite, the sediments are very dense and difficult to redispersible.

Die US 5476580 schlägt ein Verfahren zur Herstellung von Beschichtungsmaterialien auf Graphit- und/oder Russbasis vor. Die Lehre sieht eine Kombination von wasserlöslichen Dispergier- und Netzmitteln vor. Als Dispergiermittel sind anionische Substanzen, wie Alkalipolyacrylate genannt. Als Netzmittel werden ebenfalls anionische, aber auch kationische Produkte verwendet. Die Bindemittel umfassen praktisch die gesamte Gruppe der Poly-und Monosaccharide sowie Harze und Polymerdispersionen. Einige der vorgeschlagenen Stoffe sind zwar als gute Dispergiermittel bekannt, doch haben sie den Nachteil, dass die Viskosität der Dispersionen stark erhöht wird. Hierdurch wird insbesondere das rheologische Verhalten der Dispersion beeinflusst.US 5476580 proposes a process for the preparation of Coating materials on graphite and / or carbon black basis. The teaching looks a combination of water-soluble dispersing and wetting agents. When Dispersants are anionic substances, such as called Alkalipolyacrylate. As wetting agents are also anionic, but also cationic products used. The binders comprise virtually the entire group of poly- and Monosaccharides and resins and polymer dispersions. Some of the Although proposed substances are known as good dispersants, they have the disadvantage that the viscosity of the dispersions is greatly increased. As a result, in particular, the rheological behavior of the dispersion affected.

In der US 4401579 wird eine wässrige Dispersion vorgeschlagen, welche im wesentlichen die den Stand der Technik entsprechenden Hilfsmittel enthält. Als neu wird dabei die Verwendung von Fumarsäure und/oder deren Salze angesehen. Fumarsäuresalze mögen zwar eine Schmiermittelwirkung haben, für eine Verbesserung der Dispersionsstabilität sind sie jedoch ohne Wirkung.In US 4401579 an aqueous dispersion is proposed, which are essentially the prior art aids contains. As new is the use of fumaric acid and / or their Salts considered. Fumaric acid salts may have a lubricant effect However, they are without to improve the dispersion stability Effect.

All den bekannten Verfahren haftet als Nachteil an, dass die hergestellten Konzentrationen nicht den Anwendungskonzentrationen entsprechen. Die Dispersionen müssen auf die gewünschten Anwendungskonzentrationen herunter verdünnt werden. Die dadurch erhaltene tiefe Konzentration setzt die Wirksamkeit der Additive so weit herunter, dass Verdünnungen nur noch wenige Stunden sedimentationsstabil sind.All the known methods are liable as a disadvantage that the concentrations were not the use concentrations correspond. The dispersions must be at the desired level Application concentrations are diluted down. The resulting obtained low concentration lowers the effectiveness of the additives so much that Dilutions only a few hours sedimentation stable.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine stabile wässrige Dispersion von Partikeln bereitzustellen, welche eine hohe Dispersionsstabilität zeigt und möglichst mit nahezu allen Auftragsverfahren verarbeitbar ist. Object of the present invention is to provide a stable aqueous To provide dispersion of particles having a high dispersion stability shows and as far as possible can be processed with almost all application methods.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des ersten Anspruchs erreicht.According to the invention, this is achieved by the features of the first claim reached.

Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass durch die Verwendung von Polycarboxylat als Stabilisator und Dispergiermittel eine hohe Lagerstabilität der wässrigen Dispersion erzielt wird. Das Polycarboxylat umhüllt die Partikel und verhindert durch die sterische Stabilisierung die gegenseitige Annäherung der Partikel und damit die Agglomeratbildung. Dies ist besonders vorteilhaft, da bei dispersen Systemen die Grösse der Austauschfläche, sowie die Dicke der Grenzschichten massgebend ist. Die spezifische Phasengrenze hängt hyperbolisch vom Partikeldurchmesser ab. Sehr feinteilige Dispersionen < 1,0 µm neigen daher verstärkt zur Agglomeratbildung, so dass der theoretische Stabilitätsvorteil, wie er sich aus dem Stockschen Gesetz ergibt, durch die Bildung grosser Agglomeratteile aufgehoben wird. Agglomerate sedimentieren mit vergleichbarer Geschwindigkeit, wie gleichgrosse Primärteilchen. Durch die Verwendung von Polycarboxylaten wird die Agglomeratbildung sicher verhindert.The advantages of the invention can be seen inter alia in that by the use of polycarboxylate as stabilizer and dispersant a high storage stability of the aqueous dispersion is achieved. The Polycarboxylate wraps around the particles and prevents them from becoming steric Stabilize the mutual approach of the particles and thus the Agglomerates. This is particularly advantageous because in disperse systems the size of the exchange surface, as well as the thickness of the boundary layers is authoritative. The specific phase boundary depends on hyperbolic Particle diameter. Very finely divided dispersions <1.0 microns therefore tend reinforced agglomerate, so that the theoretical stability advantage, such it results from the Stockschen law, by the education of large Agglomerate parts is lifted. Agglomerates sediment with comparable speed, as equal-sized primary particles. By the Use of polycarboxylates ensures agglomeration prevented.

Durch die Bindung der Polycarboxylate als Stabilisierungsbeziehungsweise Dispergiermittel auf der Partikeloberfläche erfolgt die Stabilisierung durch diesen Mechanismus. So bleibt die Dispersion auch bei einer Verdünnung stabil, da die Stabilisierung nicht mehr über die Viskosität erfolgt.By the binding of the polycarboxylates as Stabilisierungsbeziehungsweise Dispersant on the particle surface is the Stabilization by this mechanism. So the dispersion stays with you a dilution stable, since the stabilization is no longer above the viscosity he follows.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent the dependent claims.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stabilisator oder ein Dispergiermittel aus der Gruppe der Polycarboxylate für die Herstellung von stabilen wässrigen Dispersionen von Partikeln.The present invention relates to a stabilizer or a Dispersants from the group of polycarboxylates for the production of stable aqueous dispersions of particles.

Unter Polycarboxylaten versteht man Kammpolymere, die aus einer Hauptkette, an die Carbonsäuregruppen als freie Säuren oder in Form ihrer Salze gebunden sind, und Seitenketten aus Polyalkylenoxid bestehen. Solche Polycarboxylate sind an sich bekannt, z.B. aus der EP 1 136 508 A1, EP 1 138 696 A1 und EP 1 138 697 A1 der Anmelderin. Die Offenbarung dieser Polycarboxylate ist im folgenden miteingeschlossen.Polycarboxylates are comb polymers which consist of a Main chain, to the carboxylic acid groups as free acids or in the form of their Salts are bound, and side chains made of polyalkylene oxide. Such Polycarboxylates are known per se, e.g. from EP 1 136 508 A1, EP 1 138 696 A1 and EP 1 138 697 A1 of the Applicant. The revelation of this Polycarboxylates is included below.

Die Polyalkyleneoxid- oder Polyalkylenglykol-Seitenketten können über Esterbindung, Amidbindung oder Etherbindung an die Hauptkette gebunden sein. Neben den Carbonsäuregruppen und den Polyalkylenoxid-Seitenketten können noch weitere funktionelle oder nicht-funktionelle Gruppen, an die Hauptkette gebunden sein.The polyalkylene oxide or polyalkylene glycol side chains can over Ester bond, amide bond or ether bond attached to the main chain be. In addition to the carboxylic acid groups and the polyalkylene oxide side chains may contain other functional or non-functional groups to which Be tied to the main chain.

Solche Kammpolymere können beispielsweise durch Copolymerisation von ungesättigten mono- oder di-Carbonsäuren mit ungesättigten Carbonsäureestern, ungesättigten Carbonsäureamiden, Allylether oder Vinylether hergestellt werden. Die Carbonsäuren im fertigen Kammpolymer können in Form ihrer freien Säure oder ganz oder teilweise in Form ihrer Salze vorliegen.Such comb polymers can be obtained, for example, by copolymerization of unsaturated mono- or di-carboxylic acids with unsaturated Carboxylic acid esters, unsaturated carboxylic acid amides, allyl ethers or Vinyl ethers are produced. The carboxylic acids in the finished comb polymer may be in the form of their free acid or in whole or in part in the form of their salts available.

Die Kammpolymere können auch durch polymeranaloge Umsetzungen hergestellt werden. Dabei wird ein Polymer, welches latente oder freie Carboxylgruppen enthält mit ein oder mehreren Verbindungen, die Amin- oder Hydroxylfunktionen enthalten unter Bedingungen umgesetzt, die zu teilweiser Amidierung beziehungsweise Veresterung der Carboxylgruppen führen.The comb polymers can also be prepared by polymer-analogous reactions getting produced. In this case, a polymer which is latent or free Carboxyl groups containing one or more compounds, the amine or Hydroxyl functions contained under conditions that are too partial Amidation or esterification of the carboxyl groups lead.

Das Polyalkylenglykol der Seitenkette basiert auf polymerisierten epoxidhaltigen Verbindungen, wie zum Beispiel auf Ethylenoxid, Propylenoxid, 1-Butenoxid, Phenylethylenoxid, etc.. Bevorzugt besteht die Polyetherseitenkette somit aus Polyethylenoxid oder Polypropylenoxid oder einem Misch-Copolymer aus Ethylenoxid und Propylenoxid und hat am freien Ende eine Hydroxylgruppe, eine primäre Aminogruppe oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, die linear, verzweigt oder zyklisch ist, bevorzugt eine lineare Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen.The polyalkylene glycol of the side chain is based on polymerized epoxy-containing compounds, such as ethylene oxide, propylene oxide, 1-butene oxide, phenylethylene oxide, etc. Preferably, the Polyether side chain thus made of polyethylene oxide or polypropylene oxide or a mixed copolymer of ethylene oxide and propylene oxide and has on the free End of a hydroxyl group, a primary amino group or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which is linear, branched or cyclic is preferred a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

Diese Polycarboxylate haben ein Molekulargewicht von 5'000 bis 200'000, bevorzugt 8'000 bis 100'000, besonders bevorzugt ein Molekulargewicht von 10'000 bis 80'000. Die Cabonsäuresalze können Alkalimetall oder Erdalkalimetallsalze oder Salze anderer zwei- oder dreiwertiger Metallionen, Ammoniumionen, organische Ammonium-Gruppen oder Mischungen sein.These polycarboxylates have a molecular weight of 5,000 to 200,000, preferably 8,000 to 100,000, more preferably one Molecular weight of 10,000 to 80,000. The Cabonsäuresalze can Alkali metal or alkaline earth metal salts or salts of other di- or trivalent Metal ions, ammonium ions, organic ammonium groups or Be mixtures.

In einer Ausführungsform besteht das erfindungsgemässe Polycarboxylat aus vier Struktureinheiten (a, b, c und d) und hat die Strukturformel A

Figure 00060001

M =
Wasserstoff, Alkalimetallion, Erdalkalimetallion, zwei- oder dreiwertiges Metallion, Ammoniumion, organische Ammonium Gruppe oder eine Mischungen davon,
R =
jedes R unabhängig von den anderen Wasserstoff oder Methyl-,
R1 und R2 =
C1 bis C20 Alkyl, Cycloalkyl, oder Alkylaryl, -[AO]n-R4,
wobei A = C2 bis C4 Alkylen, R4 = C1 bis C20 Alkyl, Cyclohexyl, oder Alkylaryl, und n = 2 - 250, bevorzugt n = 8 - 200, besonders bevorzugt n = 11 - 150,
insbesondere n = 11-100 ist,
R3 =
-NH2, -NR5R 6, -OR7NR8R9,
wobei R5 und R6 unabhängig voneinander eine C1 bis C20 Alkyl-, Cycloalky-I oder Alkylaryl- oder Arylgruppe ist oder eine Hydroxyalkylgruppe, wie beispielsweise Hydroxyethly-, Hydroxypropyl-, Hydroxybutylgruppe ist, oder eine Acetoxyethyl- (CH3-CO-O-CH2-CH2-), Hydroxy-isopropyl- (HO-CH(CH3)-CH2-), Acetoxyisopropylgruppe (CH3-CO-O-CH(CH3)-CH2-), oder R5 und R6 zusammen einen Ring bilden, von dem der Stickstoff ein Teil ist, um einen Morpholin- oder Imidazolinring aufbauen,
wobei R7 eine C2-C4 Alkylengruppe und R8 und R9 unabhängig voneinander eine C1 bis C20 Alkyl-,
Cycloalky-,
Alkylaryl- oder Arylgruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe wie beispielsweise Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl- oder Hydroxybutylgruppe ist
a/b/c/d =
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.8) / (0 - 0.3),
bevorzugt
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.5) / (0 - 0.1),
mehr bevorzugt
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.3) / (0 - 0.06),
noch mehr bevorzugt
(0.2 - 0.8) / (0.199 - 0.799) / (0.001 - 0.09) / (0 - 0.06),
insbesondere bevorzugt
(0.2 - 0.8) / (0.19 - 0.79) / (0 - 0.1) / (0.01 - 0.3), und a + b + c + d = ist.
Die Abfolge der bausteine a, b, c, d kann blockweise, alternierend oder zufällig sein.In one embodiment, the polycarboxylate according to the invention consists of four structural units (a, b, c and d) and has the structural formula A.
Figure 00060001
M =
Hydrogen, alkali metal ion, alkaline earth metal ion, divalent or trivalent metal ion, ammonium ion, organic ammonium group or mixtures thereof,
R =
each R is independent of the other hydrogen or methyl,
R 1 and R 2 =
C 1 to C 20 alkyl, cycloalkyl, or alkylaryl, - [AO] n -R 4,
where A = C 2 to C 4 alkylene, R 4 = C 1 to C 20 alkyl, cyclohexyl, or alkylaryl, and n = 2 to 250, preferably n = 8 to 200, particularly preferably n = 11 to 150,
in particular n = 11-100,
R 3 =
-NH 2 , -NR 5 R 6 , -OR 7 NR 8 R 9 ,
wherein R 5 and R 6 are independently a C 1 to C 20 alkyl, cycloalkyl-I or alkylaryl or aryl group, or a hydroxyalkyl group such as hydroxyethyl, hydroxypropyl, hydroxybutyl, or an acetoxyethyl- (CH 3 -CO -O-CH 2 -CH 2 -), hydroxy-isopropyl- (HO-CH (CH 3 ) -CH 2 -), acetoxyisopropyl group (CH 3 -CO-O-CH (CH 3 ) -CH 2 -), or R 5 and R 6 together form a ring, of which the nitrogen is a part, to form a morpholine or imidazoline ring,
where R 7 is a C 2 -C 4 -alkylene group and R 8 and R 9 are each independently a C 1 to C 20 -alkyl group,
Cycloalky-,
Alkylaryl or aryl group or a hydroxyalkyl group such as hydroxyethyl, hydroxypropyl or hydroxybutyl group
a / b / c / d =
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.8) / (0 - 0.3),
prefers
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.5) / (0 - 0.1),
more preferred
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.3) / (0 - 0.06),
even more preferred
(0.2 - 0.8) / (0.199 - 0.799) / (0.001 - 0.09) / (0 - 0.06),
especially preferred
(0.2 - 0.8) / (0.19 - 0.79) / (0 - 0.1) / (0.01 - 0.3), and a + b + c + d =.
The sequence of building blocks a, b, c, d can be block-wise, alternating or random.

Polycarboxylate gemäss der Formel A kann man sich aufgebaut vorstellen, aus einer Hauptkette aus polymerisierten Einheiten von Acrylsäure und Methacrylsäure oder einem Misch-Copolymer davon. Die Polyalkylanoxid-Seitenketten sind über Ester- oder Amidgruppen an diese Hauptkette gebunden.Polycarboxylates according to the formula A can be built up imagine, from a main chain of polymerized units of acrylic acid and methacrylic acid or a mixed copolymer thereof. The polyalkylanoxide side chains are linked via ester or amide groups to this main chain.

An der Hauptkette der Polycarboxylate können neben den Carbonsäuregruppen bzw den Carbonsäure Salzen und den Polyalkylenglyol-Seitenketten noch weitere Gruppen über Ester oder Amidbindung gebunden sein, wie beispielsweise Alkylgruppen, Cycloalkylgruppen, Aromaten, substituierte Aromaten, Hydroxyalkylgruppen, Dialkylaminoalkylgruppen, oder heterozyklische Ringe, bei denen der N der Amidgruppe ein Bestandteil ist, wie Beispielsweise Morpholin oder Imidazol.At the main chain of the polycarboxylates, besides the Carboxylic acid groups or the carboxylic acid salts and the polyalkylene glycol side chains still further groups bound via ester or amide bond be such as alkyl groups, cycloalkyl groups, aromatics, substituted aromatics, hydroxyalkyl groups, dialkylaminoalkyl groups, or heterocyclic rings in which the N of the amide group is an ingredient, such as For example, morpholine or imidazole.

Beispiele für Gruppen R3 die über ihren N als Amide an die Hauptkette gebunden sind, sind Aminreste, die ein oder zwei voneinander unabhängie aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Reste von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Methyl-, Ethyl-, Propyl-, iso-Propyl,-Butyl-, iso-Butyl oder Cyclohexylreste. Beispiele für solche Aminreste sind Dibutylamin oder Dicyclohexylamin. Weitere Beispiele sind Aminreste mit Hydroxyalkylgruppen wie Ethanolamin oder Diethanolamin.Examples of groups R 3 which are bonded via their N as amides to the main chain are amine radicals which have one or two independent aliphatic, cycloaliphatic or aromatic radicals of 1 to 20 carbon atoms, such as, for example, methyl, ethyl, propyl, isobutyl. Propyl, butyl, iso-butyl or cyclohexyl radicals. Examples of such amine radicals are dibutylamine or dicyclohexylamine. Further examples are amine radicals with hydroxyalkyl groups such as ethanolamine or diethanolamine.

Beispiele für Gruppen R3 die über ihren O als Ester an die Hauptkette gebunden sind, sind aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Reste von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Methyl-, Ethyl-, Propyl-, iso-Propyl,-Butyl-, iso-Butyl- oder Cyclohexylreste. Weitere Beispiele sind Aminoalkoholreste wie Methyl-diethanolamin, Triisopropanolamin, Triethanolamin, Dibutylamino-ethanol, Diisopropanolamin, Diethylaminoethanol, Dimethylamino-ethanol.Examples of groups R 3 attached via their O as esters to the main chain are aliphatic, cycloaliphatic or aromatic radicals of 1 to 20 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, butyl, iso Butyl or cyclohexyl radicals. Further examples are aminoalcohol radicals such as methyldiethanolamine, triisopropanolamine, triethanolamine, dibutylaminoethanol, diisopropanolamine, diethylaminoethanol, dimethylaminoethanol.

Als zu suspendierende Partikel können beliebige Stoffe verwendet werden, umfassend Graphit, aber auch Metalle und Legierungen, Metallverbindungen wie Metallsulfide, Metalloxide aber auch organische Verbindungen wie Polyanilin sowie Kombinationen der vorgenannten Stoffe. Diese Liste ist nicht abschliessend und soll nur die breite Anwendung verdeutlichen.Any particles may be used as particles to be suspended containing graphite, but also metals and alloys, Metal compounds such as metal sulfides, metal oxides but also organic Compounds such as polyaniline and combinations of the aforementioned substances. This list is not exhaustive and is intended to be broadly applicable clarify.

Insbesondere Mineralien wie zum Beispiel Graphit, Molybdändisulfid, Bornitrid, Glimmer, Mikrotalk, Hydrotalcit oder Montmorillonit können verwendet werden. Diese Mineralien können eine plättchenförmige Struktur aufweisen, welche aus einzelnen Schichtebenen besteht und in verschiedenen Richtungen jeweils andere Eigenschaften aufweist. Zum Beispiel ist Graphit senkrecht zur Schichtebene elektrisch ein schlechter Leiter, parallel aber ein guter Leiter.Especially minerals such as graphite, molybdenum disulfide, Boron nitride, mica, microtalc, hydrotalcite or montmorillonite may be used become. These minerals may have a platelet-shaped structure, which consists of individual layer planes and in different directions each having different properties. For example, graphite is perpendicular to Layer plane electrically a bad conductor, parallel but a good conductor.

Die Struktur der Polycarboxylate bedingt eine Wechselwirkung mit den Partikeln / Substrat, formen einen Polymerfilm und erzielen dadurch eine sterische Abschirmung. Dadurch wird nicht nur die Agglomeratbildungen der Partikel verhindert, sondern zusätzlich die Partikel in Schwebe gehalten.The structure of the polycarboxylates causes an interaction with the Particles / substrate, forming a polymer film and thereby achieve a steric shielding. This not only the agglomeration of the Particles prevented, but in addition the particles held in suspension.

Versuche haben gezeigt, dass die erfindungsgemässen Polycarboxylate die Partikel in Wasser gut dispergieren und dass die erhaltenen wässrigen Dispersionen eine niedrige Viskosität von 200 bis 900 mPas, insbesondere von 300 bis 600 mPas, aufweisen. Dies erlaubt die Verwendung solcher Dispersionen in Sprühapplikationen. Dies kann im klassischen Druckluftsprühverfahren (Airspraying) als auch druckluftfrei (Airless) geschehen. Die erfindungsgemässen Dispersionen können auch als Schmiermittel, Trennmittel, Ueberzug, Beschichtung verwendet werden, wobei die Dispersion neben der Sprühapplikation auch durch Tauchverfahren, mittels Pinsel, Walzen, usw. aufgetragen werden könnenExperiments have shown that the inventive polycarboxylates the particles in water well dispersed and that the obtained aqueous Dispersions have a low viscosity of 200 to 900 mPas, in particular of 300 to 600 mPas. This allows the use of such Dispersions in spray applications. This can be done in the classic compressed air spraying process (Air Spraying) as well as airless (airless) done. The dispersions according to the invention can also be used as lubricants, Release agent, coating, coating are used, the dispersion in addition to the spray application also by dipping method, by brush, Rollers, etc. can be applied

Die erfindungsgemässen Dispersionen ergeben neben der Eignung für alle Auftragssysteme auch eine einwandfreie Oberfläche auf der zu beschichtenden Oberfläche. D.h. es wird eine glatte schlierenfreie Oberfläche, keine Kraterbildung (Orangenhauteffekt), keine Tränenbildung, einwandfreier Verlauf und gute Haftung (Adhäsion) erzielt.The dispersions of the invention, in addition to the suitability for All application systems also have a flawless surface on top coating surface. That it becomes a smooth streak-free surface, no crater formation (orange peel effect), no tears, impeccable Course and good adhesion (adhesion) achieved.

Die erfindungsgemässen Polycarboxylate ergeben wässrige Dispersionen, welche mindesten mehr als 4 Wochen lagerfähig sind.The novel polycarboxylates give aqueous Dispersions which are storable for at least more than 4 weeks.

Die Partikelgrösse der in diesen Dispersionen verwendbaren Partikel liegt vorzugsweise in einem Grössenbereich von 0.05 bis 40 µm, insbesondere 0.3 bis 5.0 µm.The particle size of the particles which can be used in these dispersions is preferably in a size range of 0.05 to 40 microns, in particular 0.3 to 5.0 μm.

Der Stabilisator in der Dispersion weist einen Anteil / Konzentration von 0,1 - 5 Gew. %, vorzugsweise 0,5 - 2 Gew. % auf. Der Anteil / Konzentration der Partikel in der Dispersion beträgt vorzugsweise 1 - 40 Gew. %, insbesondere 10 - 30 Gew. %.The stabilizer in the dispersion has a content / concentration of 0.1-5% by weight, preferably 0.5-2% by weight. The proportion / concentration the particle in the dispersion is preferably 1-40% by weight, in particular 10 to 30% by weight.

Im folgenden werden einige Beispiele aufgezeigt, die die Erfindung weiter veranschaulichen sollen, den Umfang der Erfindung aber in keiner Weise beschränken. The following are some examples that illustrate the invention should further illustrate the scope of the invention but in no Restrict the way.

BeispieleExamples Polymerepolymers

Die folgenden Polymere sind einige Beispiele für Polycarboxylate wie sie in Slurries, insbesondere mineralischen Slurries, eingesetzt werden können. Die Angaben beziehen sich auf die Strukturformel A.
Erklärung der Bezeichnungen:

  • PEG1000
    = Polyethylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 1000,
  • PPG600
    = Polypropylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 600,
  • EO/PO(60/40)2000
    = Block-Copolymer aus Ethylenoxid und Propylenoxid im Verhältnis 60:40 mit einem mittleren Molekulargewicht von 2000,
  • Mw = mittleres Molekulargewicht
The following polymers are some examples of polycarboxylates as can be used in slurries, especially mineral slurries. The details relate to the structural formula A.
Explanation of terms:
  • PEG1000
    = Polyethylene glycol having an average molecular weight of about 1000,
  • PPG600
    = Polypropylene glycol with an average molecular weight of about 600,
  • EO / PO (60/40) 2000
    = Block copolymer of ethylene oxide and propylene oxide in the ratio 60:40 with an average molecular weight of 2000,
  • Mw = average molecular weight

Polymer A1:Polymer A1:

Polymer entsprechend der Strukturformel A mit

M=
H- und/oder Na
R =
H-
R1 =
CH3-PEG1000-
R2 =
CH3-EO/PO(60/40)1000-
a/b/c/d =
0.60/0.35/0.05/0.00
Mw =
13000
Polymer according to structural formula A with
M =
H and / or Na
R =
H-
R 1 =
CH 3 -PEG1000-
R 2 =
CH 3 -EO / PO (60/40) 1000-
a / b / c / d =
0.60 / 0.35 / 0.05 / 0.00
Mw =
13000

Polymer A2:Polymer A2:

Polymer entsprechend der Strukturformel A mit

M=
H- und/oder Na
R =
H-
R1 =
Gemisch von CH3-PEG1000- und CH3-PEG3000- im Mol-Verhältnis 60:40
R2 =
CH3-EO/PO(50/50)2000-
a/b/c/d =
0.660/0.339/0.001/0.000
Mw =
28000
Polymer according to structural formula A with
M =
H and / or Na
R =
H-
R 1 =
Mixture of CH 3 -PEG1000 and CH 3 -PEG3000- in the molar ratio 60:40
R 2 =
CH 3 -EO / PO (50/50) 2000-
a / b / c / d =
0,660 / 0,339 / 0,001 / 0,000
Mw =
28000

Polymer A3:Polymer A3:

Polymer entsprechend der Strukturformel A mit

M=
H- und/oder Na
R =
H-
R1 =
CH3-PEG1000-
R2 =
CH3-PEO500-
a/b/c/d =
0.65/0.33/0.02/0.00
Mw =
22000
Polymer according to structural formula A with
M =
H and / or Na
R =
H-
R 1 =
CH 3 -PEG1000-
R 2 =
CH 3 -PEO 500
a / b / c / d =
0.65 / 0.33 / 0.02 / 0.00
Mw =
22000

Polymer A4:Polymer A4:

Polymer entsprechend der Strukturformel A mit

M=
H- und/oder Na
R =
H-
R1 =
Gemisch von CH3-PEG1000- und CH3-PEG3000- im Mol-Verhältnis 50:50
R3 =
HO-CH2CH2-NH-
a/b/c/d =
0.75/0.20/0.00/0.05
Mw =
26000
Polymer according to structural formula A with
M =
H and / or Na
R =
H-
R 1 =
Mixture of CH 3 -PEG1000 and CH 3 -PEG3000- in a molar ratio of 50:50
R 3 =
HO-CH2CH2-NH-
a / b / c / d =
0.75 / 0.20 / 0.00 / 0.05
Mw =
26000

Polymer A5:Polymer A5:

Polymer entsprechend der Strukturformel A mit

M=
H- und/oder Na
R =
CH3-
R1 =
CH3-PEG1000-
R3 =
Dicyclohexyl-NH-
a/b/c/d =
0.75/0.20/0.00/0.05
Mw =
26000
Polymer according to structural formula A with
M =
H and / or Na
R =
CH 3 -
R 1 =
CH 3 -PEG1000-
R 3 =
Dicyclohexyl-NH-
a / b / c / d =
0.75 / 0.20 / 0.00 / 0.05
Mw =
26000

Polymer A6:Polymer A6:

Polymer entsprechend der Strukturformel A mit

M=
H- und/oder Na
R =
H- für Struktur a und CH3- für Struktur b und c
R1 =
CH3-PEG2000-
R2 =
CH3-EO/PO(70/30)2000-
a/b/c/d =
0.70/0.29/0.01/0.00
Mw =
36000
Polymer according to structural formula A with
M =
H and / or Na
R =
H- for structure a and CH 3 - for structure b and c
R 1 =
CH 3 -PEG2000-
R 2 =
CH 3 -EO / PO (70/30) 2000-
a / b / c / d =
0.70 / 0.29 / 0.01 / 0.00
Mw =
36000

Polymer A7:Polymer A7:

Polymer entsprechend der Strukturformel A mit

M=
H- und/oder Na
R =
H-
R1 =
CH3-PEG1100-
R2 =
n-Butyl-PPO600-
R3 =
(n-Butyl)2-N-CH2CH2-O-
a/b/c/d =
0.40/0.50/0.09/0.01
Mw =
18000
Polymer according to structural formula A with
M =
H and / or Na
R =
H-
R 1 =
CH 3 -PEG1100-
R 2 =
n-Butyl-PPO600-
R 3 =
(n-butyl) 2 -N-CH 2 CH 2 -O-
a / b / c / d =
0.40 / 0.50 / 0.09 / 0.01
Mw =
18000

Polymer A8:Polymer A8:

Polymer entsprechend der Strukturformel A mit

M=
H- und/oder Na
R =
CH3-
R1 =
CH3-PEG1100-
a/b/c/d =
0.50/0.50/0.00/0.00
Mw =
18000
Polymer according to structural formula A with
M =
H and / or Na
R =
CH 3 -
R 1 =
CH 3 -PEG1100-
a / b / c / d =
0.50 / 0.50 / 0.00 / 0.00
Mw =
18000

Polymer A9:Polymer A9:

Polymer entsprechend der Strukturformel A mit

M=
H- und/oder Na
R =
CH3-
R1 =
CH3-PEG1100-
a/b/c/d =
0.75/0.25/0.00/0.00
Mw =
23000
Polymer according to structural formula A with
M =
H and / or Na
R =
CH 3 -
R 1 =
CH 3 -PEG1100-
a / b / c / d =
0.75 / 0.25 / 0.00 / 0.00
Mw =
23000

Polymer A10:Polymer A10:

Polymer entsprechend der Strukturformel A mit

M=
H- und/oder Na
R =
CH3-
R1 =
Mischung auf CH3-PEG500- und CH3-PEG3000- im Mol-Verhältnis 3:2
R2 =
n-Butyl-PPO800-
R3 =
(CH3)2-N-CH2CH2O-
a/b/c/d =
0.74/0.23/0.02/0.01
Mw =
45000
Polymer according to structural formula A with
M =
H and / or Na
R =
CH 3 -
R 1 =
Mixture to CH3-PEG500- and CH3-PEG3000- in molar ratio 3: 2
R 2 =
n-Butyl-PPO800-
R 3 =
(CH 3 ) 2 -N-CH 2 CH 2 O-
a / b / c / d =
0.74 / 0.23 / 0.02 / 0.01
Mw =
45000

Polymer A11:Polymer A11:

Polymer entsprechend der Strukturformel A mit

M=
H- und/oder Na
R =
H-
R1 =
Gemisch von CH3-PEG1000- und CH3-PEG3000- im Mol-Verhältnis 50:50
R3 =
(HOCH2CH2)2-N-
a/b/c/d =
0.598/0.400/0.002/0.000
Mw =
52000
Polymer according to structural formula A with
M =
H and / or Na
R =
H-
R 1 =
Mixture of CH 3 -PEG1000 and CH 3 -PEG3000- in a molar ratio of 50:50
R 3 =
(HIGH 2 CH 2 ) 2 -N-
a / b / c / d =
0,598 / 0,400 / 0,002 / 0,000
Mw =
52000

VergleichsbeispieleComparative Examples

In den Vergleichsbeispielen sind wässrige Dispersion von Partikeln, insbesondere plattchenförmigen Mineralien, ohne Verwendung der erfindungsgemässen Polycarboxylate beschrieben.In the comparative examples are aqueous dispersion of particles, especially platelet-shaped minerals, without the use of inventive polycarboxylates described.

Vergleichsbeispiel 1: Graphit-Dispersion für die SchmiedeindustrieComparative Example 1: Graphite dispersion for the forging industry

In einem Behälter mit Rührwerk werden 75 kg entionisiertes Wasser vorgelegt und darin 5 kg Natriumsilikat gelöst. Darauffolgend wird unter Rühren 20 kg Graphit mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse d50 = 1,5 µm zugesetzt. Danach folgt eine Passage durch eine Rührwerkskugelmühle, welche mit Zirkonoxydkugeln bestückt ist. Die fertige Dispersion hat eine hohe Viskosität von 2200 mPas. Nach 6 Tagen begann eine Sedimentation des Graphits.In a container with stirrer 75 kg of deionized water are submitted and dissolved therein 5 kg of sodium silicate. Subsequently, 20 kg of graphite having an average particle size d 50 = 1.5 microns is added with stirring. This is followed by passage through an agitator ball mill equipped with zirconia balls. The finished dispersion has a high viscosity of 2200 mPas. After 6 days, a sedimentation of graphite began.

Vergleichsbeispiel 2: Graphit-Dispersion für die SchmiedeindustrieComparative Example 2: Graphite dispersion for the forging industry

In Anlehnung an das Vergleichsbeispiel 1 wird nun ein Polyoxyethylen-Polyoxypropylen Copolymer mit einem Molekulargewicht von 12600 und einem HLB-Wert von 20 zugeführt. Die Menge des Polyoxyethylen-Polyoxypropylen Copolymers wird von der Menge des im Vergleichsbeispiel 1 eingesetzten Wassers von 75 kg abgezogen.On the basis of Comparative Example 1, a polyoxyethylene-polyoxypropylene Copolymer having a molecular weight of 12600 and a HLB value of 20 supplied. The amount of polyoxyethylene-polyoxypropylene Copolymer is used by the amount of that used in Comparative Example 1 Withdrawn water of 75 kg.

In einem Behälter mit Rührwerk werden 73 kg entionisiertes Wasser vorgelegt und darin 5 kg Natriumsilikat gelöst. Danach werden 2 kg Polyoxyethylen-Polyoxypropylen Copolymer und darauffolgend unter Rühren 20 kg Graphit mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse d50 = 1,5 µm zugefügt. Danach folgt eine Passage durch eine Rührwerkskugelmühle, welche mit Zirkonoxydkugeln bestückt ist. Die fertige Dispersion hat eine hohe Viskosität von 1020 mPas. Nach 6 Tagen begann eine Sedimentation des Graphits.In a container with stirrer 73 kg of deionized water are submitted and dissolved therein 5 kg of sodium silicate. Thereafter, 2 kg of polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer and subsequently 20 kg of graphite having an average particle size d 50 = 1.5 microns are added with stirring. This is followed by passage through an agitator ball mill equipped with zirconia balls. The finished dispersion has a high viscosity of 1020 mPas. After 6 days, a sedimentation of graphite began.

Vergleichsbeispiel 3: Bornitrid-DispersionComparative Example 3 Boron Nitride Dispersion

In Anlehnung an das Vergleichsbeispiel 2 wird nun anstelle des Graphits 20 kg Bornitrid mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse d50 = 1,8 µm zugefügt. Die fertige Dispersion hat eine hohe Viskosität von 1310 mPas. Nach 6 Tagen begann eine Sedimentation des Bornitrids.Based on Comparative Example 2 20 kg boron nitride with an average particle size d 50 = 1.8 microns is now added instead of the graphite. The finished dispersion has a high viscosity of 1310 mPas. After 6 days, a sedimentation of the boron nitride began.

Erfindungsgemässe BeispieleExamples according to the invention Beispiel 1: Graphit-Dispersion für die SchmiedeindustrieExample 1: Graphite dispersion for the forging industry

In diesem erfindungsgemässen Beispiel, welches in Anlehnung an das Vergleichsbeispiel 1 ausgeführt ist, wird nun das Polymer A9 als eine wässrige Lösung mit einem Gehalt von 35% des Polymers A9 zugeführt. Die Menge des eingesetzten Wassers entsprechend Vergleichsbeispiel 1 wird durch die Menge des zugeführten 35%igen wässrigen Polymers A9 reduziert.In this inventive example, which is based on the Comparative Example 1 is carried out, now the polymer A9 as an aqueous Solution supplied with a content of 35% of the polymer A9. The amount of used water according to Comparative Example 1 is characterized by the Amount of supplied 35% aqueous polymer A9 reduced.

In einem Behälter mit Rührwerk werden 73 kg entionisiertes Wasser vorgelegt und darin 5 kg Natriumsilikat gelöst. Danach werden 2 kg Polymer A9 als 35%ige wässrige Lösung und darauffolgend unter Rühren 20 kg Graphit mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse d50 = 1,5 µm zugefügt. Danach folgt eine Passage durch eine Rührwerkskugelmühle, welche mit Zirkonoxydkugeln bestückt ist. Die fertige Dispersion hat eine Viskosität von 550 mPas und ist mehr als 4 Wochen lagerstabil.In a container with stirrer 73 kg of deionized water are submitted and dissolved therein 5 kg of sodium silicate. Thereafter, 2 kg of polymer A9 are added as a 35% aqueous solution and subsequently with stirring 20 kg of graphite having an average particle size d 50 = 1.5 microns. This is followed by passage through an agitator ball mill equipped with zirconia balls. The finished dispersion has a viscosity of 550 mPas and is storage-stable for more than 4 weeks.

Im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 liegt die Viskosität des erfindungsgemässen Beispiels 1 etwa 4 mal niedriger und eignet sich gut für eine Sprühapplikation. Auch die Dispersionsstabilität wird mit dem Einsatz des Polymers A9 wesentlich verbessert.Compared to Comparative Example 1, the viscosity of the Example 1 according to the invention about 4 times lower and is well suited for a spray application. Also the dispersion stability becomes with the employment of the Polymers A9 significantly improved.

Beispiel 2: Molybdändisulfid-DispersionExample 2: Molybdenum disulfide dispersion

Wie in Beispiel 1 mit dem Polymer A9 ausgeführt, werden anstelle des Graphits 20 kg Molydändisulfid mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse d50 = 1,4 µm zugefügt. Die fertige Dispersion hat eine niedrige Viskosität von 330 mPas und ist mehr als 4 Wochen lagerstabil.As stated in Example 1 with the polymer A9, instead of the graphite 20 kg Molydändisulfid having an average particle size d 50 = 1.4 microns are added. The finished dispersion has a low viscosity of 330 mPas and is storage-stable for more than 4 weeks.

Beispiel 3: Bornitrid-DispersionExample 3: Boron nitride dispersion

Wie in Beispiel 1 mit dem Polymer A9 ausgeführt, werden anstelle des Graphits 20 kg Bornitrid mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse d50 = 1,8 µm zugefügt. Die fertige Dispersion hat eine niedrige Viskosität von 460 mPas und ist mehr als 4 Wochen lagerstabil.As stated in Example 1 with the polymer A9, 20 kg of boron nitride having an average particle size d 50 = 1.8 microns are added instead of the graphite. The finished dispersion has a low viscosity of 460 mPas and is storage-stable for more than 4 weeks.

Beispiel 4: Graphitdispersion für BildschirmcoatingExample 4: Graphite Dispersion for Screen Coating

In diesem Beispiel wird das Polymer A2 verwendet. In this example, the polymer A2 is used.

In einem Rührbehälter entsprechend Beispiel 1 wird 62 kg Wasser und 1.5 kg Polymer A2 als 40%ige wässrige Lösung vorgelegt. Unter stetigem Rühren werden 13 kg Natriumsilikat gelöst und danach 15 kg Eisenoxyd mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse d50 = 0.1 µm sowie 8.5 kg Graphit mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse d50 = 1.5 µm zugesetzt. Danach erfolgt entsprechend Beispiel 1 eine Passage durch eine Rührwerkskugelmühle. Die erhaltene Dispersion hat eine niedrige Viskosität von 380 mPas und ist mehr als 4 Wochen lagerstabil.In a stirred tank according to Example 1 62 kg of water and 1.5 kg of polymer A2 is presented as a 40% aqueous solution. With continuous stirring, 13 kg of sodium silicate are dissolved and then added 15 kg of iron oxide having an average particle size d 50 = 0.1 microns and 8.5 kg of graphite having an average particle size d 50 = 1.5 microns. Thereafter, according to Example 1, a passage through an agitator ball mill. The dispersion obtained has a low viscosity of 380 mPas and is storage-stable for more than 4 weeks.

Beispiel 5: Graphitdispersion für GummicoatingExample 5: Graphite dispersion for rubber coating

In einem Rührbehälter wird 50 kg einer hitzereaktiven Acryl-Latex-Polymer-Emulsion mit einem Feststoffgehalt von 49 % vorgelegt. Diese Emulsion wird dann unter stetigem Rühren mit 30 kg entionisiertem Wasser verdünnt. Dann werden 2 kg Polymer A2 als 40%ige wässrige Lösung zugesetzt und 18 kg Graphit mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse d50 = 1,8 µm eingerührt. Die Dispersion ist ohne weitere Behandlung gebrauchsfähig und hat eine niedrige Viskosität von 650 mPas. Auch diese Dispersion zeigt eine Lagerstabilität von mehr als 4 Wochen.50 kg of a heat-reactive acrylic-latex-polymer emulsion having a solids content of 49% are placed in a stirred vessel. This emulsion is then diluted with 30 kg of deionized water with constant stirring. Then 2 kg of polymer A2 are added as a 40% aqueous solution and 18 kg of graphite having an average particle size d 50 = 1.8 microns stirred. The dispersion is usable without further treatment and has a low viscosity of 650 mPas. This dispersion also shows a storage stability of more than 4 weeks.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.Of course, the invention is not limited to those shown and limited embodiments described.

Claims (12)

Stabile wässrige Dispersion von Partikeln, wobei die Partikel im wässrigen Medium durch einen polymeren Stabilisator stabilisiert werden,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisator ein Polycarboxylat ist.Stable aqueous dispersion of particles, wherein the particles are stabilized in the aqueous medium by a polymeric stabilizer,
characterized in that the stabilizer is a polycarboxylate. Stabile wässrige Dispersion nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarboxylat Seitenketten entsprechend einer Kammstruktur hat..Stable aqueous dispersion according to claim 1,
characterized in that the polycarboxylate has side chains corresponding to a comb structure. Stabile wässrige Dispersion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarboxylat eine Strukturformel A
Figure 00170001
aufweist, wobei
M =
Wasserstoff, Alkalimetallion, Erdalkalimetallion, zwei- oder dreiwertiges Metallion, Ammoniumion, organische Ammonium Gruppe oder eine Mischungen davon,
R =
jedes R unabhängig von den anderen Wasserstoff oder Methyl-,
R1 und R2 =
C1 bis C20 Alkyl, Cycloalkyl, oder Alkylaryl, -[AO]n-R4,
wobei A = C2 bis C4 Alkylen, R4 = C1 bis C20 Alkyl, Cyclohexyl, oder Alkylaryl, und n = 2 - 250, bevorzugt n = 8 - 200, besonders bevorzugt n = 11 - 150 ist,
R3 =
-NH2, -NR5R6, -OR7NR8R9,
wobei R5 und R6 unabhängig voneinander eine C1 bis C20 Alkyl-, Cycloalky-I oder Alkylaryl- oder Arylgruppe ist oder eine Hydroxyalkylgruppe ist, oder eine Acetoxyethyl- (CH3-CO-O-CH2-CH2-), Hydroxy-isopropyl- (HO-CH(CH3)-CH2-), Acetoxyisopropylgruppe (CH3-CO-O-CH(CH3)-CH2-), oder R5 und R6 zusammen einen Ring bilden, von dem der Stickstoff ein Teil ist, um einen Morpholin- oder Imidazolinring aufbauen,
wobei R7 eine C2-C4 Alkylengruppe und R8 und R9 unabhängig voneinander eine C1 bis C20 Alkyl-, Cycloalky-, Alkylaryl- oder Arylgruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe ist,
dass
a/b/c/d =
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.8) / (0 - 0.3),
und a + b + c + d = 1 ist.Stable aqueous dispersion according to claim 1 or 2, characterized in that the polycarboxylate has a structural formula A
Figure 00170001
having,
M =
Hydrogen, alkali metal ion, alkaline earth metal ion, divalent or trivalent metal ion, ammonium ion, organic ammonium group or mixtures thereof,
R =
each R is independent of the other hydrogen or methyl,
R 1 and R 2 =
C 1 to C 20 alkyl, cycloalkyl, or alkylaryl, - [AO] n -R 4,
where A = C 2 to C 4 alkylene, R 4 = C 1 to C 20 alkyl, cyclohexyl, or alkylaryl, and n = 2 to 250, preferably n = 8 to 200, more preferably n = 11 to 150,
R 3 =
-NH 2 , -NR 5 R 6 , -OR 7 NR 8 R 9 ,
wherein R 5 and R 6 independently of one another are a C 1 to C 20 alkyl, cycloalkyl-I or alkylaryl or aryl group or a hydroxyalkyl group, or an acetoxyethyl- (CH 3 -CO-O-CH 2 -CH 2 -) Hydroxy-isopropyl- (HO-CH (CH 3 ) -CH 2 -), acetoxyisopropyl group (CH 3 -CO-O-CH (CH 3 ) -CH 2 -), or R 5 and R 6 together form a ring, of which the nitrogen is a part, to build up a morpholine or imidazoline ring,
wherein R 7 is a C 2 -C 4 -alkylene group and R 8 and R 9 are independently a C 1 to C 20 alkyl, cycloalky, alkylaryl or aryl group or a hydroxyalkyl group,
that
a / b / c / d =
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.8) / (0 - 0.3),
and a + b + c + d = 1. Stabile wässrige Dispersion nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hydroxyalkylgruppe eine Hydroxyethly-, Hydroxypropyl-, Hydroxybutylgruppe ist.Stable aqueous dispersion according to claim 3,
characterized in that the hydroxyalkyl group is a hydroxyethyl, hydroxypropyl, hydroxybutyl group. Stabile wässrige Dispersion nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
a/b/c/d =
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.5) / (0 - 0.1), bevorzugt
a/b/c/d =
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.3) / (0 - 0.06) ist.
Stable aqueous dispersion according to claim 3 or 4,
characterized in that
a / b / c / d =
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.5) / (0 - 0.1), preferably
a / b / c / d =
(0.1 - 0.9) / (0.1 - 0.9) / (0 - 0.3) / (0 - 0.06).
Stabile wässrige Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel aus Graphit, Metall, Metall-Legierungen, Metallverbindung wie Metallsulfid, Metallnitrid, Metalloxide, und / oder einer organischen Verbindung sowie Kombinationen der vorgenannten Stoffe bestehen.Stable aqueous dispersion according to one of the preceding claims,
characterized in that the particles of graphite, metal, metal alloys, metal compound such as metal sulfide, metal nitride, metal oxides, and / or an organic compound and combinations of the aforementioned substances. Stabile wässrige Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel mineralisch, insbesondere plättchenförmige Minerale wie Graphit, Tonmineralien, Kaolinen, Molybdändisulfid, Glimmer, Bornitrid, Mikrotalk, Hydrotalcit, Montmorillonit oder Mischungen davon sind.Stable aqueous dispersion according to one of the preceding claims,
characterized in that the particles are mineral, in particular platelet-shaped minerals such as graphite, clay minerals, kaolins, molybdenum disulfide, mica, boron nitride, microtalc, hydrotalcite, montmorillonite or mixtures thereof. Stabile wässrige Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel elektrisch leitfähig sind.Stable aqueous dispersion according to one of the preceding claims,
characterized in that the particles are electrically conductive. Stabile wässrige Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion eine Viskosität von 200 bis 900 mPas, insbesondere von 300 bis 600 mPas, aufweist.Stable aqueous dispersion according to one of the preceding claims,
characterized in that the dispersion has a viscosity of 200 to 900 mPas, in particular from 300 to 600 mPas. Verwendung der stabilen wässrigen Dispersion nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Schmiermittel, Trennmittel, Ueberzug und / oder in einer Sprühapplikation. Use of the stable aqueous dispersion according to one of preceding claims as a lubricant, release agent, coating and / or in a spray application. Verfahren zur Herstellung einer stabilen wässrigen Dispersion nach den Ansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass Wasser vorgelegt wird, dass eine wässrige Lösung des Polycarboxylates zugegeben wird, und dass die zu suspendierenden Partikel zugegeben werden.Process for the preparation of a stable aqueous dispersion according to claims 1 to 9,
characterized in that water is introduced, that an aqueous solution of the polycarboxylate is added, and that the particles to be suspended are added. Verfahren zur Herstellung einer stabilen wässrigen Dispersion nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass nach der Zugabe der Partikel die so erhaltene Lösung in einer Rührwerkskugelmühle weiterverarbeitet wird.Process for the preparation of a stable aqueous dispersion according to claim 11,
characterized in that after the addition of the particles, the solution thus obtained is further processed in a stirred ball mill.
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