ES2774187T3 - Silica dispersion - Google Patents

Abstract

Un método de producción de una dispersión que comprende a) mezclar una dispersión acuosa de partículas de sílice coloidal silanizada que tienen una relación en peso de silano respecto a sílice que varía de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1,5 con al menos un compuesto orgánico que contiene al menos dos grupos hidroxilo para proporcionar una dispersión acuosa de partículas de sílice coloidal silanizada y dicho al menos un compuesto orgánico, en donde el contenido de alcohol monofuncional en la dispersión es inferior al 10 % en peso, y en donde menos del 10 % en peso de dichas partículas de sílice coloidal silanizada se modifican mediante un alcohol monofuncional; b) retirar agua de la dispersión acuosa formada hasta que el agua restante en la dispersión esté por debajo de aproximadamente el 10 % en peso.A method of producing a dispersion comprising a) mixing an aqueous dispersion of silanized colloidal silica particles having a silane to silica weight ratio ranging from about 0.1 to about 1.5 with at least one organic compound containing at least two hydroxyl groups to provide an aqueous dispersion of silanized colloidal silica particles and said at least one organic compound, wherein the monofunctional alcohol content in the dispersion is less than 10% by weight, and wherein less than 10 % by weight of said silanized colloidal silica particles are modified by a monofunctional alcohol; b) removing water from the formed aqueous dispersion until the remaining water in the dispersion is below about 10% by weight.

Description

d e s c r ip c ió nd e s c r ip tio n

Dispersión de síliceSilica dispersion

La presente invención se refiere a una dispersión que comprende partículas de sílice coloidal silanizada y al menos un compuesto orgánico que contiene al menos dos grupos hidroxilo, un método de producción de dicha dispersión y el uso de los mismos para la provisión de un material polimérico. La invención también se refiere a un método para la producción de un material polimérico. La dispersión también se puede usar en aplicaciones de laca ^o de revestimiento.The present invention relates to a dispersion comprising silanized colloidal silica particles and at least one organic compound containing at least two hydroxyl groups, a production method of said dispersion and the use of the same for the provision of a polymeric material. The invention also relates to a method for the production of a polymeric material. The dispersion can also be used in lacquer ^or coating applications.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Los soles de sílice han encontrado una amplia utilidad en muchos campos, incluidos el llenado, la extensión, el espesamiento y el refuerzo de diversos materiales orgánicos tales como plásticos, resinas, caucho, aceites, etc. El documento WO2006/128793 desvela un método para fabricar materiales poliméricos que contienen partículas de sílice en forma de polvos o pastas, método que comprende las etapas de:Silica sols have found wide utility in many fields, including filling, spreading, thickening, and reinforcing various organic materials such as plastics, resins, rubber, oils, etc. Document WO2006 / 128793 discloses a method for manufacturing polymeric materials containing silica particles in the form of powders or pastes, a method comprising the steps of:

1) diluir un sol de sílice estabilizado con álcali con agua y/o un disolvente orgánico soluble en agua;1) diluting an alkali stabilized silica sol with water and / or a water soluble organic solvent;

2) bombear un silano y/o un compuesto orgánico, seleccionado de entre polioles y ácidos dicarboxílicos en el sol agitado de la etapa 1;2) pumping a silane and / or an organic compound, selected from polyols and dicarboxylic acids into the stirred sol of step 1;

3) desionizar el sol de la etapa 2 poniéndolo en contacto con resinas de intercambio aniónico y catiónico; y 4) secar el sol desionizado de la etapa 3 evaporando el agua.3) deionizing the sol from step 2 by contacting it with anion and cation exchange resins; and 4) drying the deionized sol from step 3 by evaporating the water.

El documento US2004/0147029 se refiere a una dispersión de dióxido de silicio que comprende una fase fluida externa que contiene monómeros, oligómeros y/o prepolímeros polimerizables que pueden convertirse en polímeros por reacción no radicalaria; y/o polímeros, y una fase dispersa que contiene dióxido de silicio amorfo. El documento US3699049 describe un método para preparar una composición de organosol de sílice en un alcohol polihídrico soluble en agua tal como glicerol. El documento WO2008/145585 describe un método para distribuir silicatos en composiciones de revestimiento, en donde se prepara un sol de sílice modificada con organosilano en un disolvente orgánico.Document US2004 / 0147029 refers to a silicon dioxide dispersion comprising an external fluid phase containing polymerizable monomers, oligomers and / or prepolymers that can be converted into polymers by non-radical reaction; and / or polymers, and a dispersed phase containing amorphous silicon dioxide. US3699049 describes a method for preparing a silica organosol composition in a water soluble polyhydric alcohol such as glycerol. WO2008 / 145585 describes a method for distributing silicates in coating compositions, wherein an organosilane modified silica sol is prepared in an organic solvent.

Sería deseable proporcionar una dispersión estable de sílice coloidal que permanezca estable durante el almacenamiento y el transporte, en particular en ausencia de un agente estabilizante separado, y que se pueda usar, por ejemplo, en aplicaciones que impliquen llenado, extensión, espesamiento y/o refuerzo de diversos materiales orgánicos, por ejemplo, plásticos, resinas ^o caucho.It would be desirable to provide a stable colloidal silica dispersion that remains stable during storage and shipping, particularly in the absence of a separate stabilizing agent, and that can be used, for example, in applications involving filling, spreading, thickening and / or reinforcement of various organic materials, eg plastics, resins ^or rubber.

La invenciónThe invention

La invención se refiere a un método para producir una dispersión que comprendeThe invention relates to a method for producing a dispersion comprising

a) mezclar una dispersión acuosa de partículas de sílice coloidal silanizada con al menos un compuesto orgánico que contiene al menos dos grupos hidroxilo para proporcionar una dispersión acuosa de partículas de sílice coloidal silanizada y dicho al menos un compuesto orgánico compuesto, en donde el contenido de alcohol monofuncional en la dispersión es inferior al 10 % en peso, y en donde menos del 10 % en peso de dichas partículas de sílice coloidal se modifican mediante un alcohol monofuncional; ya) mixing an aqueous dispersion of silanized colloidal silica particles with at least one organic compound containing at least two hydroxyl groups to provide an aqueous dispersion of silanized colloidal silica particles and said at least one composite organic compound, wherein the content of monofunctional alcohol in the dispersion is less than 10% by weight, and wherein less than 10% by weight of said colloidal silica particles are modified by a monofunctional alcohol; and

b) retirar agua de la dispersión acuosa hasta que el agua restante en la dispersión esté por debajo de aproximadamente el 10 % en peso.b) removing water from the aqueous dispersion until the water remaining in the dispersion is below about 10% by weight.

La retirada de agua puede realizarse mediante cualquier unidad de operación convencional, por ejemplo, un evaporador.The removal of water can be carried out by any conventional operating unit, for example an evaporator.

El término "alcohol monofuncional" es un alcohol que contiene solo un grupo hidroxilo por molécula, por ejemplo, metanol o etanol.The term "monofunctional alcohol" is an alcohol that contains only one hydroxyl group per molecule, for example, methanol or ethanol.

El contenido de alcohol monofuncional en la dispersión es inferior al 10 % en peso, más específicamente inferior al 5 % en peso, y en particular inferior al 1 % en peso.The content of monofunctional alcohol in the dispersion is less than 10% by weight, more specifically less than 5% by weight, and in particular less than 1% by weight.

Como consecuencia de ello, menos del 10 % en peso de las partículas de sílice coloidal se modifican con respecto al alcohol monofuncional. De acuerdo con una realización, menos del 5, menos del 1 ^o menos del 0,1 %, ^o incluso menos del 0,05 % en peso de las partículas de sílice se modifican mediante un alcohol monofuncional. As a consequence, less than 10% by weight of the colloidal silica particles are modified relative to the monofunctional alcohol. According to one embodiment, less than 5, less than 1, ^or less than 0.1%, ^or even less than 0.05% by weight of the silica particles are modified by a monofunctional alcohol.

De acuerdo con una realización, las partículas de sílice coloidal pueden modificarse y pueden contener otros elementos tales como aluminio, nitrógeno, circonio, galio, titanio y/o boro, que pueden estar presentes en las partículas y/o en la fase continua. Los soles de sílice modificados con boro se describen, por ejemplo, en el documento US 2.630.41o. El procedimiento de preparación de un sol de sílice modificado con aluminio se describe adicionalmente en, por ejemplo, "The Chemistry of Silica", de ller, K. Ralph, páginas 407-409, John Wiley & Sons (1979) y en el documento US 5368833.According to one embodiment, the colloidal silica particles can be modified and can contain other elements such as aluminum, nitrogen, zirconium, gallium, titanium and / or boron, which can be present in the particles and / or in the continuous phase. Boron modified silica sols are described, for example, in US 2,630,41. The process of preparing an aluminum modified silica sol is further described in, for example, "The Chemistry of Silica", by Ller, K. Ralph, pages 407-409, John Wiley & Sons (1979) and in the document US 5368833.

Las partículas de sílice coloidal pueden tener un área superficial específica de aproximadamente 20 a aproximadamente 1500, específicamente de aproximadamente 50 a aproximadamente 900, y más específicamente de aproximadamente 70 a aproximadamente 600, ^o de aproximadamente 120 a aproximadamente 600 m2/g, por ejemplo, de aproximadamente 150 a aproximadamente 450 m2/g.Colloidal silica particles can have a specific surface area of from about 20 to about 1500, specifically from about 50 to about 900, and more specifically from about 70 to about 600, ^or from about 120 to about 600 m2 / g, for example, from about 150 to about 450 m2 / g.

Las partículas de sílice coloidal pueden tener un diámetro medio de partícula que varía de aproximadamente 2 a aproximadamente 150 nm, por ejemplo, de aproximadamente 3 a aproximadamente 60, tal como de aproximadamente 5 a aproximadamente 40 o de aproximadamente 5 a aproximadamente 25 nm, tal como de aproximadamente 6 a aproximadamente 18 nm.The colloidal silica particles can have a mean particle diameter ranging from about 2 to about 150 nm, for example, from about 3 to about 60, such as from about 5 to about 40, or from about 5 to about 25 nm, such as such as about 6 to about 18 nm.

Las partículas de sílice coloidal pueden tener una distribución de tamaño de partícula estrecha, es decir, una desviación estándar relativa baja del tamaño de partícula. La desviación estándar relativa de la distribución del tamaño de partícula es la relación entre la desviación estándar de la distribución del tamaño de partícula y el tamaño medio de partícula en números. La desviación estándar relativa de la distribución del tamaño de partícula puede ser inferior a aproximadamente el 60 % en números, específicamente inferior a aproximadamente el 3o % en números, y más específicamente inferior a aproximadamente el 15 % en números.Colloidal silica particles can have a narrow particle size distribution, that is, a low relative standard deviation of particle size. The relative standard deviation of the particle size distribution is the ratio of the standard deviation of the particle size distribution to the mean particle size in numbers. The relative standard deviation of the particle size distribution can be less than about 60% in numbers, specifically less than about 30% in numbers, and more specifically less than about 15% in numbers.

Las partículas de sílice coloidal se pueden dispersar en un medio acuoso, específicamente en presencia de cationes estabilizantes tales como K+, Na+, Li+, NH4+, cationes orgánicos, aminas primarias, secundarias, terciarias y cuaternarias, ^o mezclas de las mismas para formar un sol de sílice acuoso. Sin embargo, también se pueden usar dispersiones que comprenden medios orgánicos, por ejemplo, acetona, específicamente en una cantidad de hasta aproximadamente el 20, por ejemplo, en una cantidad de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 20, específicamente de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 10, y más específicamente de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 5 por ciento en volumen del volumen de medio total. Sin embargo, en una realización específica se usan soles de sílice acuosos sin ningún medio adicional. Las partículas de sílice coloidal pueden estar cargadas negativamente. El contenido de sílice en el sol de sílice puede ser de aproximadamente el 10 a aproximadamente el 80, específicamente de aproximadamente el 20 a aproximadamente el 70, y más específicamente de aproximadamente el 20 a aproximadamente el 60, o de aproximadamente el 25 a aproximadamente el 60, ^o de aproximadamente el 30 a aproximadamente el 60 % en peso. Cuanto mayor es el contenido de sílice, más concentrada es la dispersión de sílice coloidal silanizada resultante. El pH del sol de sílice puede ser de aproximadamente 1 a aproximadamente 13, específicamente de aproximadamente 6 a aproximadamente 12, y más específicamente de aproximadamente 7,5 a aproximadamente 11. Sin embargo, para los soles de sílice modificados con aluminio, el pH puede ser de aproximadamente 1 a aproximadamente 12, específicamente de aproximadamente 3,5 a aproximadamente 11.Colloidal silica particles can be dispersed in an aqueous medium, specifically in the presence of stabilizing cations such as K +, Na +, Li +, NH4 +, organic cations, primary, secondary, tertiary, and quaternary amines, ^or mixtures thereof to form a sol. of aqueous silica. However, dispersions comprising organic media, for example acetone, can also be used, specifically in an amount of up to about 20, for example, in an amount of about 1 to about 20, specifically about 1 to about 10, and more specifically from about 1 to about 5 volume percent of the total media volume. However, in a specific embodiment aqueous silica sols are used without any additional means. Colloidal silica particles can be negatively charged. The silica content in the silica sol can be from about 10 to about 80, specifically from about 20 to about 70, and more specifically from about 20 to about 60, or from about 25 to about 60, ^or about 30 to about 60% by weight. The higher the silica content, the more concentrated the resulting silanized colloidal silica dispersion. The pH of the silica sol can be from about 1 to about 13, specifically from about 6 to about 12, and more specifically from about 7.5 to about 11. However, for aluminum modified silica sols, the pH can be from about 1 to about 12, specifically from about 3.5 to about 11.

El sol de sílice puede tener un valor S de aproximadamente 20 a aproximadamente 100, específicamente de aproximadamente 30 a aproximadamente 90, y más específicamente de aproximadamente 60 a aproximadamente 90.The silica sol can have an S value of from about 20 to about 100, specifically from about 30 to about 90, and more specifically from about 60 to about 90.

Se ha descubierto que las dispersiones con un valor S dentro de estos intervalos pueden mejorar la estabilidad de la dispersión resultante. El valor S caracteriza el grado de agregación de partículas de sílice coloidal, es decir, el grado de formación de agregado ^o microgel. El valor S se ha medido y calculado de acuerdo con las fórmulas dadas en J. Phys. Chem 60 (1956), 955-957 de ller, R.K. & Dalton, R.L.It has been found that dispersions with an S value within these ranges can improve the stability of the resulting dispersion. The S value characterizes the degree of aggregation of colloidal silica particles, that is, the degree of aggregate ^or microgel formation. The S value has been measured and calculated according to the formulas given in J. Phys. Chem 60 (1956), 955-957 by Ller, RK & Dalton, RL

El valor S depende del contenido de sílice, la viscosidad y la densidad de las partículas de sílice coloidal. Un valor S alto indica un bajo contenido de microgel. El valor S representa la cantidad de SÍO2 en porcentaje en peso presente en la fase dispersa de, por ejemplo, un sol de sílice El grado de microgel puede controlarse durante el proceso de producción como se describe adicionalmente en, por ejemplo, el documento US 5368833.The S value depends on the silica content, the viscosity and the density of the colloidal silica particles. A high S value indicates a low microgel content. The S value represents the amount of SIO2 in weight percent present in the dispersed phase of, for example, a silica sol. The degree of microgel can be controlled during the production process as further described in, for example, US 5368833 .

Las partículas de sílice coloidal, también denominadas soles de sílice en el presente documento, pueden derivarse de, por ejemplo, sílice precipitada, microsílice (humo de sílice), sílice pirógena (sílice ahumada) ^o geles de sílice con suficiente pureza, y mezclas de los mismos; se pueden silanizar mediante el método descrito en el documento W02004/035474. El sol de sílice también se puede obtener, normalmente, a partir de un vaso de agua como se desvela en, por ejemplo, El documento US5.368.833.Colloidal silica particles, also referred to herein as silica sols, can be derived from, for example, precipitated silica, microsilica (silica fume), fumed silica (fumed silica), ^or silica gels of sufficient purity, and mixtures of the same; they can be silanized by the method described in W02004 / 035474. Silica sol can also usually be obtained from a glass of water as disclosed in, for example, US5,368,833.

Las partículas de sílice coloidal se pueden modificar con cualquier compuesto de silano adecuado. Por ejemplo, tris-(trimetoxi)silano, octil trietoxisilano, metil trietoxisilano, metil trimetoxisilano; bis-(3-[trietoxisilil]propil)polisulfuro, beta-(3,4-epoxiciclohexil)-etil trimetoxisilano, gamma-metacriloxipropil trimetoxisilano, gamma-metacriloxipropil triisopropoxisilano, gamma-metacriloxipropil trietoxisilano, octiltrimetiloxisilano, etiltrimetoxisilano, propiltrietoxisilano, feniltrimetoxisilano, ciclohexiltrimetoxisilano, ciclohexiltrietoxisilano, dimetildimetoxisilano, 3-cloropropiltrietoxisilano, 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano, i-butiltrietoxisilano, trimetiletoxisilano, fenildimetiletoxisilano; silanos que contienen un grupo epoxi (epoxisilano), un grupo glicidoxi y/o glicidoxipropilo tal como gamma-glicidoxipropil trimetoxisilano, gamma-glicidoxipropil metildietoxisilano, (3-glicidoxipropil)trietoxisilano, (3-glicidoxipropil)hexiltrimetoxisilano, beta-(3,4-epoxiciclohexil)-etiltrietoxisilano; silanos que contienen un grupo vinilo tal como vinil trietoxisilano, vinil trimetoxisilano, vinil tris-(2-metoxietoxi)silano, vinil metildimetoxisilano, vinil triisopropoxisilano; hexametildisiloxano, cloruro de trimetilsililo, viniltrietoxisilano, hexametildisilizano y sus mezclas. De acuerdo con una realización, se pueden usar compuestos de silano con funcionalidad mercapto, por ejemplo, 3-mercaptopropiltrimetoxisilano, 3-mercaptopropiltrietoxisilano, HS(CH2)3, Si(OCH3)3, mercaplosilano que posee al menos un grupo hidroxialcoxisililo y/o un grupo dialcoxisilililo cíclico, gamma-mercaptopropil trimetoxisilano, gamma-mercaptopropil trietoxisilano, gamma-mercaptopropil trimetoxisilano.The colloidal silica particles can be modified with any suitable silane compound. For example, tris- (trimethoxy) silane, octyl triethoxysilane, methyl triethoxysilane, methyl trimethoxysilane; bis- (3- [triethoxysilyl] propyl) polysulfide, beta- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyl trimethoxysilane, gamma-methacryloxypropyl trimethoxysilane, gamma-methacryloxypropyl triisopropoxysilane, gamma-methacryloxypropyl triethoxysilane, propyl trimethoxysilane, octyl triethoxysilanoxysilanoxysilanoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, i-butyltriethoxysilane, trimethylethoxysilane, phenyldimethylethoxysilane; silanes containing an epoxy group (epoxysilane), a glycidoxy and / or glycidoxypropyl group such as gamma-glycidoxypropyl trimethoxysilane, gamma-glycidoxypropyl methyldiethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) triethoxysilane, (3-glycidoyl- triethoxysilane, (3-glycidoyl- trimethoxysilane) epoxycyclohexyl) -ethyltriethoxysilane; silanes containing a vinyl group such as vinyl triethoxysilane, vinyl trimethoxysilane, vinyl tris- (2-methoxyethoxy) silane, vinyl methyldimethoxysilane, vinyl triisopropoxysilane; hexamethyldisiloxane, trimethylsilyl chloride, vinyltriethoxysilane, hexamethyldisilizane and their mixtures. According to one embodiment, mercapto-functional silane compounds can be used, for example 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, HS (CH2) 3, Si (OCH3) 3, mercaplosilane possessing at least one hydroxyalkoxysilyl group and / or a cyclic dialkoxysilylyl group, gamma-mercaptopropyl trimethoxysilane, gamma-mercaptopropyl triethoxysilane, gamma-mercaptopropyl trimethoxysilane.

De acuerdo con una realización, se pueden usar compuestos de silano con funcionalidad amido, por ejemplo, grupos (met)acrilamida; funcionalidad ureido, funcionalidad amino, funcionalidad éster y/o funcionalidad isocianato tal como tris-[3-(trimetoxisilil)propil]isocianurato. Los silanos con funcionalidad ureido adecuados incluyen ^p -ureidoetiltrimetoxisilano, ^p -ureidoetil-trietoxisilano, ^y -ureidoetiltrimetoxisilano y/o ^y -ureidopropil-trietoxisilano. Los compuestos de silano con funcionalidad ureido pueden tener la estructura B(4-n)-Si-(A-N(H)-C(O)-NH2)n, en donde A es un grupo alquileno que contiene de 1 a aproximadamente 8 átomos de carbono, B es un grupo hidroxilo ^o alcoxi que contiene de 1 a aproximadamente 8 átomos de carbono, y n es un número entero de 1 a 3, siempre que si n es 1 ^o 2, cada B puede ser igual ^o diferente.According to one embodiment, amido functional silane compounds can be used, for example (meth) acrylamide groups; ureido functionality, amino functionality, ester functionality and / or isocyanate functionality such as tris- [3- (trimethoxysilyl) propyl] isocyanurate. Suitable ureido-functional silanes include ^p -ureidoethyltrimethoxysilane, ^p -ureidoethyl-triethoxysilane, ^and -ureidoethyltrimethoxysilane and / or ^and -ureidopropyl-triethoxysilane. Ureido-functional silane compounds can have the structure B (4-n) -Si- (AN (H) -C (O) -NH2) n, where A is an alkylene group containing from 1 to about 8 atoms of carbon, B is a hydroxyl ^or alkoxy group containing from 1 to about 8 carbon atoms, and n is an integer from 1 to 3, provided that if n is 1 ^or 2, each B may be the same ^or different.

De acuerdo con una realización, silano con funcionalidad amino puede ser, por ejemplo, aminometiltrietoxisilano, N-(^P -aminoetil)aminometiltrimetoxisilano, aminometilmetildietoxisilano, N-(^P -aminoetil)metiltrietoxisilano, ^y -aminopropiltrietoxisilano, ^y -aminopropilmetildietoxisilano, y-aminoisobutiltrimetoxisilano, N-(^P -aminoetil)-^y -aminopropiltrimetoxisilano, y N-(^P -aminoetil)-^y -aminopropilmetildimetoxisilano. Ejemplos adicionales de las funcionalidades silano anteriores que se pueden usar incluyen las mencionadas en los documentos US 5.928.79^o y US 4.927.749, incorporados por la presente como referencia.According to one embodiment, amino functional silane can be, for example, aminomethyltriethoxysilane, N- ( ^P- aminoethyl) aminomethyltrimethoxysilane, aminomethylmethyldiethoxysilane, N- ( ^P- aminoethyl) methyltriethoxysilane, ^and -aminopropyltriethoxysilane, ^y- aminoxypropyltriethoxysilane, y-aminoxypropyltriethoxysilane, y-aminoxysilane, y-aminoxysilane, y-amino N- ( ^P -aminoethyl) - ^and -aminopropyltrimethoxysilane, and N- ( ^P -aminoethyl) - ^and -aminopropylmethyldimethoxysilane. Additional examples of the above silane functionalities that can be used include those mentioned in US 5.928.79 documents US 4,927,749 ^or and incorporated by reference herein.

Para preparar las partículas de sílice coloidal silanizada, los compuestos de silano y las partículas de sílice coloidal se pueden mezclar continuamente, por ejemplo, en una fase acuosa, por ejemplo, a una temperatura de aproximadamente 20 a aproximadamente 95, tal como de aproximadamente 50 a aproximadamente 75, ^o de aproximadamente 60 a aproximadamente 70 °C. Por ejemplo, el silano se añade lentamente a las partículas de sílice con agitación vigorosa a una temperatura pro encima de aproximadamente 60 °C y a una velocidad controlada, que es adecuadamente de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 100, tal como de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10, de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 5, o de aproximadamente 1 a aproximadamente 2 moléculas de silano por nm2 de área superficial de sílice coloidal (sobre las partículas de sílice coloidal) y hora. La adición de silano puede continuarse durante cualquier tiempo adecuado, dependiendo de la velocidad de adición, la cantidad de silano a añadir y el grado de sililación deseada. Sin embargo, la adición de silano puede continuar hasta aproximadamente 5 horas, ^o hasta aproximadamente 2 horas hasta que se haya añadido una cantidad adecuada de compuestos de silano. De acuerdo con una realización, se añade de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 6 , tal como de aproximadamente 0,3 a aproximadamente 3, o de aproximadamente 1 a aproximadamente 2 moléculas de silano por nm2 de área superficial de las partículas de sílice coloidal. La adición continua de silano a las partículas coloidales puede ser particularmente importante cuando se preparan dispersiones de sílice silanizada altamente concentradas que tienen un contenido de sílice de hasta aproximadamente el 80 % en peso.To prepare the silanized colloidal silica particles, the silane compounds and the colloidal silica particles can be continuously mixed, for example, in an aqueous phase, for example, at a temperature of from about 20 to about 95, such as from about 50 at about 75, ^or from about 60 to about 70 ° C. For example, the silane is slowly added to the silica particles with vigorous stirring at a temperature above about 60 ° C and at a controlled rate, which is suitably from about 0.01 to about 100, such as about 0.1 at about 10, about 0.5 to about 5, or about 1 to about 2 molecules of silane per nm2 of colloidal silica surface area (on the colloidal silica particles) and hour. The silane addition can be continued for any suitable time, depending on the rate of addition, the amount of silane to be added, and the degree of silylation desired. However, the silane addition can continue for up to about 5 hours, ^or up to about 2 hours until a suitable amount of silane compounds have been added. According to one embodiment, about 0.1 to about 6, such as about 0.3 to about 3, or about 1 to about 2 molecules of silane is added per nm2 of surface area of the colloidal silica particles. The continuous addition of silane to the colloidal particles can be particularly important when preparing highly concentrated silanized silica dispersions having a silica content of up to about 80% by weight.

De acuerdo con una realización, el silano se puede diluir antes de mezclarlo con las partículas de sílice coloidal, por ejemplo, con agua para formar una premezcla de silano y agua, adecuadamente en una relación en peso de aproximadamente 1:8 a aproximadamente 8:1, de aproximadamente 3:1 a aproximadamente 1:3, o de aproximadamente 1,5:1 a aproximadamente 1:1,5. La solución de silano-agua resultante es sustancialmente transparente y estable y fácil de mezclar con las partículas de sílice coloidal.According to one embodiment, the silane can be diluted prior to mixing with the colloidal silica particles, for example, with water to form a premix of silane and water, suitably in a weight ratio of from about 1: 8 to about 8: 1, from about 3: 1 to about 1: 3, or from about 1.5: 1 to about 1: 1.5. The resulting silane-water solution is substantially clear and stable and easy to mix with the colloidal silica particles.

De acuerdo con una realización, la relación en peso de silano respecto a sílice en la dispersión puede ser de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1,5, específicamente de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 1, y más específicamente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 o de aproximadamente 0,15 a aproximadamente 1 o de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 0,5.According to one embodiment, the weight ratio of silane to silica in the dispersion may be from about 0.01 to about 1.5, specifically from about 0.05 to about 1, and more specifically from about 0.1 to about 1 or about 0.15 to about 1 or about 0.2 to about 0.5.

Realizaciones adicionales adecuadas de silano, sílice coloidal y preparación de sílice silanizada se desvelan en el documento EP 1554221 B1.Suitable further embodiments of silane, colloidal silica and silanized silica preparation are disclosed in EP 1554221 B1.

De acuerdo con una realización, el compuesto orgánico que contiene al menos dos grupos hidroxilo es un poliol. De acuerdo con una realización, no se mezcla más compuesto orgánico que dicho poliol con la sílice. De acuerdo con una realización, no se añade o sustancialmente no se añade aldehido o cetona.According to one embodiment, the organic compound containing at least two hydroxyl groups is a polyol. According to one embodiment, no organic compound other than said polyol is mixed with the silica. According to one embodiment, no or substantially no aldehyde or ketone is added.

Por "poliol" se entiende un compuesto orgánico que contiene al menos dos grupos hidroxilo, compuesto que es al menos parcialmente miscible con ^o soluble en agua, por ejemplo, un diol, triol y tetrol que contiene 2, 3 y 4 grupos hidroxilo, respectivamente. Por "glicol" se entiende específicamente una sustancia orgánica que contiene dos grupos hidroxilo. Los polioles se pueden dividir en dos clases; aquellos que tienen un intervalo de peso molecular de 62­ 1000 y una funcionalidad 3-8, que pueden usarse para fabricar espumas rígidas, sólidos rígidos y revestimientos rígidos y aquellos que tienen un intervalo de peso molecular de 10OO-65OO y una funcionalidad 2-3, que pueden usarse para fabricar espumas y elastómeros flexibles. Las propiedades de rigidez/flexibilidad se pueden ajustar mezclando polioles de dichas dos clases según sea apropiado. Los polioles usados de acuerdo con la presente invención pueden ser, por ejemplo, de tipo poliéter, tipo poliéster ^o tipo acrílico.By "polyol" is meant an organic compound containing at least two hydroxyl groups, a compound that is at least partially miscible with ^or soluble in water, for example, a diol, triol and tetrol containing 2, 3 and 4 hydroxyl groups, respectively . By "glycol" is specifically meant an organic substance that contains two hydroxyl groups. Polyols can be divided into two classes; those with a molecular weight range of 62 1000 and a functionality 3-8, which can be used to make rigid foams, rigid solids and rigid liners and those having a molecular weight range of 10OO-65OO and a functionality 2-3, which can be used to make foams and flexible elastomers . The stiffness / flexibility properties can be adjusted by mixing polyols of these two classes as appropriate. The polyols used in accordance with the present invention can be, for example, of the polyether type, polyester type ^or acrylic type.

De acuerdo con una realización, dicho al menos un compuesto orgánico que comprende al menos dos grupos hidroxilo, normalmente un poliol, tiene un peso molecular que varía de aproximadamente 62 a aproximadamente 10.000 g/mol, específicamente de aproximadamente 62 a aproximadamente 4000 g/mol.According to one embodiment, said at least one organic compound comprising at least two hydroxyl groups, usually a polyol, has a molecular weight ranging from about 62 to about 10,000 g / mol, specifically from about 62 to about 4000 g / mol. .

De acuerdo con una realización, el peso molecular del compuesto orgánico varía de aproximadamente 62 a aproximadamente 500, por ejemplo, de aproximadamente 62 a aproximadamente 400 o de aproximadamente 62 a aproximadamente 200 g / mol. De acuerdo con una realización, el peso molecular del compuesto orgánico varía de aproximadamente 200 a aproximadamente 400.According to one embodiment, the molecular weight of the organic compound ranges from about 62 to about 500, eg, from about 62 to about 400 or from about 62 to about 200 g / mol. According to one embodiment, the molecular weight of the organic compound ranges from about 200 to about 400.

De acuerdo con una realización, el poliol se selecciona de entre polietilenglicol, glicerol, poliol de poliéter trifuncional, poliol de poliéter basado en sacarosa ^o mezclas de los mismos.According to one embodiment, the polyol is selected from polyethylene glycol, glycerol, trifunctional polyether polyol, sucrose-based polyether polyol, ^or mixtures thereof.

L^os polioles de poliéter se pueden elegir de entre: polioles de politetrametilenglicol (PTMEG), que se preparan mediante polimerización catalizada por ácido de tetrahidrofurano (THF); polioles de polipropilenglicol, que pueden basarse únicamente en óxido de propileno, una mezcla de óxido de etileno y óxido de propileno ^o una mezcla de catalizadores de óxido de propileno, óxido de etileno y cianuro de metal doble (DMC); polioles modificados con polímeros; y polioles de poliéter terminados en amina.L ^os polyether polyols can be selected from: polytetramethylene polyol (PTMEG), which are prepared by polymerization catalyzed by acid tetrahydrofuran (THF); polypropylene glycol polyols, which may be based solely on propylene oxide, a mixture of ethylene oxide and propylene oxide, ^or a mixture of propylene oxide, ethylene oxide, and double metal cyanide (DMC) catalysts; polymer modified polyols; and amine terminated polyether polyols.

L^os polioles de poliéster se pueden elegir de entre: adipatos de polibutanodiol; polioles de policaprolactona; y polioles de tereftalato de polietileno. L^os polioles de poliéster pueden ser lineales ^o ramificados y la ramificación puede ser débil, moderada o extensa. Los polioles de poliéster pueden modificarse incorporando ácidos grasos saturados de bajo peso molecular en su estructura.L ^os polyester polyols can be chosen from: polibutanodiol adipates; polycaprolactone polyols; and polyethylene terephthalate polyols. L ^os polyester polyols can be linear ^or branched and branching may be weak, moderate or extensive. Polyester polyols can be modified by incorporating low molecular weight saturated fatty acids into their structure.

Los polioles acrílicos se preparan por polimerización de monómeros que contienen hidroxilo tales como metacrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxipropilo y propoxilato de alcohol alílico y copolímeros tales como metacrilato de metilo, estireno, acrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo, ácido acrílico, ácido metacrílico y acrilonitrilo.Acrylic polyols are prepared by polymerization of hydroxyl-containing monomers such as hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, and allyl alcohol propoxylate and copolymers such as methyl methacrylate, styrene, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, acrylic acid, methacrylic and acrylonitrile.

Los polioles de poliéster y poliéter se caracterizan por su funcionalidad hidroxilo, que está relacionada con el número promedio de grupos hidroxilo por molécula de poliol y generalmente se encuentra en el intervalo de aproximadamente 2 a casi 4. L^os polioles acrílicos tienen funcionalidades que varían de 2 a 8. Polioles de tipo diol, que pueden usarse para preparar, por ejemplo, termoelastómeros basados en éster, son compuestos dihidroxilados acíclicos y alicíclicos. Los dioles ejemplares son aquellos con 2-15 átomos de carbono tales como etileno, propileno, tetrametileno, pentametileno, 2,2 -dimetil-trimetileno, hexametileno y decametilenglicoles, dihidroxiciclohexano, ciciohexano dimetanol, etc. Un grupo específico de dioles alifáticos son los que contienen 2-8 átomos de carbono. Los derivados de dioles que forman ésteres equivalentes también son útiles, por ejemplo, se puede usar óxido de etileno o carbonato de etileno en lugar de etilenglicol. También se pueden usar polioles de aceite de ricino, polioles de policarbonato y polioles de polibutadieno. Otros polioles adecuados se desvelan en, entre otros, los documentos US 5.840.781, US 2004/0147029 y US 4.269.945 y WO2006/128793.Polyester polyols and polyether are characterized by their hydroxyl functionality, which is related to the average number of hydroxyl groups per polyol molecule and usually is in the range of about 2 to about 4. L acrylic polyols ^will have functionalities ranging from 2 to 8. Diol-type polyols, which can be used to prepare, for example, ester-based thermoelastomers, are acyclic and alicyclic dihydroxy compounds. Exemplary diols are those with 2-15 carbon atoms such as ethylene, propylene, tetramethylene, pentamethylene, 2,2-dimethyl-trimethylene, hexamethylene and decamethylene glycols, dihydroxycyclohexane, cyclohexane dimethanol, etc. A specific group of aliphatic diols are those that contain 2-8 carbon atoms. Diol derivatives that form equivalent esters are also useful, eg, ethylene oxide or ethylene carbonate can be used in place of ethylene glycol. Castor oil polyols, polycarbonate polyols and polybutadiene polyols can also be used. Other suitable polyols are disclosed in, inter alia, US 5,840,781, US 2004/0147029 and US 4,269,945 and WO2006 / 128793.

De acuerdo con una realización, el poliol es sustancialmente miscible en agua.According to one embodiment, the polyol is substantially water miscible.

De acuerdo con una realización, la relación en peso de sílice respecto a compuesto orgánico, por ejemplo, poliol, varía de aproximadamente 1:20 a aproximadamente 4:1, por ejemplo, de aproximadamente 1:1^o a aproximadamente 2:1, o de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 1:1, o de aproximadamente 2:5 a aproximadamente 2:3.According to one embodiment, the weight ratio of silica to organic compound, eg, polyol, ranges from about 1:20 to about 4: 1, eg, from about 1: 1 ^or to about 2: 1, or from about 1: 5 to about 1: 1, or from about 2: 5 to about 2: 3.

La temperatura durante la evaporación varía adecuadamente de aproximadamente 10 a aproximadamente 200 °C, por ejemplo, de aproximadamente 80 a aproximadamente 200 °C. La presión durante la evaporación varía adecuadamente de aproximadamente 20 a aproximadamente 50 mbares. La duración de la evaporación adecuadamente es de aproximadamente 1 a aproximadamente 3 horas ^o hasta que el contenido de agua restante esté por debajo del 10 % en peso, por ejemplo, por debajo de aproximadamente el 5 % en peso o por debajo de aproximadamente el 3 % en peso ^o por debajo de aproximadamente el 1 % en peso.The temperature during evaporation suitably ranges from about 10 to about 200 ° C, for example, from about 80 to about 200 ° C. The pressure during evaporation suitably ranges from about 20 to about 50 mbar. The duration of evaporation is suitably from about 1 to about 3 hours ^or until the remaining water content is below 10% by weight, for example below about 5% by weight or below about 3 % by weight ^or below about 1% by weight.

La invención también se refiere a una dispersión que comprende partículas de sílice coloidal silanizada y al menos un compuesto orgánico que contiene al menos dos grupos hidroxilo, en donde menos del 10 % en peso de dichas partículas de sílice coloidal silanizada se modifican mediante un alcohol monofuncional, y en donde la dispersión contiene menos del 10 % en peso de alcohol monofuncional y por debajo de aproximadamente el 10 % en peso de agua.The invention also relates to a dispersion comprising silanized colloidal silica particles and at least one organic compound containing at least two hydroxyl groups, wherein less than 10% by weight of said silanized colloidal silica particles are modified by a monofunctional alcohol , and wherein the dispersion contains less than 10% by weight of monofunctional alcohol and below about 10% by weight of water.

La presente invención también se refiere a una dispersión estable obtenible mediante el método. Las partículas de sílice coloidal y el compuesto orgánico pueden tener las características definidas en la parte del método de esta solicitud. The present invention also relates to a stable dispersion obtainable by the method. The colloidal silica particles and the organic compound may have the characteristics defined in the method part of this application.

De acuerdo con una realización, en particular después de la retirada sustancial de agua, la relación en peso de sílice respecto a dicho compuesto orgánico en la dispersión varía de aproximadamente 1:20 a aproximadamente 4:1, por ejemplo, de aproximadamente 1:10 a aproximadamente 2:1, ^o de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 1:1, ^o de aproximadamente 2:5 a aproximadamente 2:3.According to one embodiment, particularly after substantial removal of water, the weight ratio of silica to said organic compound in the dispersion ranges from about 1:20 to about 4: 1, for example about 1:10. to about 2: 1, ^or from about 1: 5 to about 1: 1, ^or from about 2: 5 to about 2: 3.

De acuerdo con una realización, el contenido de agua de la dispersión está por debajo de aproximadamente el 5 % en peso, tal como por debajo de aproximadamente el 1 % en peso.According to one embodiment, the water content of the dispersion is below about 5% by weight, such as below about 1% by weight.

De acuerdo con una realización, la dispersión contiene menos del 5 % en peso o menos del 1 % en peso de alcohol monofuncional.According to one embodiment, the dispersion contains less than 5% by weight or less than 1% by weight of monofunctional alcohol.

De acuerdo con una realización, la dispersión es estable. Por el término "dispersión estable" se entiende una dispersión que no gelifica ni precipita sustancialmente en un período de al menos aproximadamente 2 meses, específicamente al menos aproximadamente 4 meses, y más específicamente al menos aproximadamente 5 meses en almacenamiento normal a temperatura ambiente, es decir, a una temperatura de aproximadamente 15 a aproximadamente 35 °C.According to one embodiment, the dispersion is stable. By the term "stable dispersion" is meant a dispersion that does not gel or substantially precipitate over a period of at least about 2 months, specifically at least about 4 months, and more specifically at least about 5 months in normal storage at room temperature, that is that is, at a temperature of about 15 to about 35 ° C.

De acuerdo con una realización, la viscosidad de la dispersión aumenta menos de 10 veces, tal como menos de 5, o menos de 2 veces durante un período de 2 meses.According to one embodiment, the viscosity of the dispersion increases less than 10 times, such as less than 5, or less than 2 times over a period of 2 months.

La estabilidad de la dispersión facilita el manejo y la aplicación de la misma en cualquier ^uso, ya que permite el almacenamiento y no necesita prepararse en el sitio inmediatamente antes del uso. La dispersión ya preparada puede, de este modo, usarse fácilmente directamente. La dispersión también es beneficiosa en el sentido de que no implica cantidades peligrosas de componentes tóxicos.The stability of the dispersion facilitates the handling and the application of the same in any ^use , since it allows storage and does not need to be prepared on site immediately before use. The ready-made dispersion can thus easily be used directly. Dispersion is also beneficial in the sense that it does not involve dangerous amounts of toxic components.

La dispersión puede contener además de partículas de sílice coloidal silanizada, al menos en cierta medida, partículas de sílice coloidal no silanizada dependiendo del tamaño de las partículas de sílice, la relación en peso de silano respecto a sílice, el tipo de compuesto de silano, las condiciones de reacción, etc. En una realización, al menos aproximadamente el 40 % en peso de las partículas de sílice coloidal están silanizadas (modificadas con silano), específicamente al menos aproximadamente el 65 % en peso, específicamente al menos aproximadamente el 90 % en peso, y más específicamente al menos aproximadamente el 99 % en peso. La dispersión preparada puede comprender además de silano en forma de grupos silano ^o derivados de silano unidos ^o enlazados a la superficie de las partículas de sílice también al menos en cierta medida compuestos de silano no unidos libremente dispersados. En una realización, al menos aproximadamente el 40 %, específicamente al menos aproximadamente el 60 %, más específicamente al menos aproximadamente el 75 %, más particularmente al menos aproximadamente el 90 %, e incluso más particularmente al menos aproximadamente el 95 % en peso de los compuestos de silano están unidos o enlazados a la superficie de las partículas de sílice.The dispersion may contain in addition to silanized colloidal silica particles, at least to some extent, non-silanized colloidal silica particles depending on the size of the silica particles, the weight ratio of silane to silica, the type of silane compound, reaction conditions, etc. In one embodiment, at least about 40% by weight of the colloidal silica particles are silanized (silane-modified), specifically at least about 65% by weight, specifically at least about 90% by weight, and more specifically by minus about 99% by weight. The prepared dispersion may comprise in addition to silane in the form of silane groups ^or silane derivatives attached ^or attached to the surface of the silica particles also at least to some extent freely dispersed unbound silane compounds. In one embodiment, at least about 40%, specifically at least about 60%, more specifically at least about 75%, more particularly at least about 90%, and even more particularly at least about 95% by weight of the silane compounds are attached or bound to the surface of the silica particles.

Al menos aproximadamente el 1 % en número de los grupos superficiales de silanol sobre las partículas de sílice coloidal pueden ser capaces de unirse ^o enlazarse a grupos silano en los compuestos de silano, específicamente al menos aproximadamente el 5 %, específicamente al menos aproximadamente el 10 %, más específicamente al menos aproximadamente el 30 %, en particular al menos aproximadamente el 50 % se unen o se enlazan a un grupo silano.At least about 1% by number of the silanol surface groups on the colloidal silica particles may be capable of binding ^or bonding to silane groups on the silane compounds, specifically at least about 5%, specifically at least about 10 %, more specifically at least about 30%, in particular at least about 50% are attached or linked to a silane group.

De acuerdo con una realización, la dispersión consiste sustancialmente en dichas partículas de sílice coloidal silanizada y dicho compuesto orgánico que comprende al menos dos grupos hidroxilo. Esta sílice coloidal silanizada y compuestos orgánicos pueden ser como se describe en el método para proporcionar la dispersión en el presente documento. Sin embargo, la dispersión que comprende dichas partículas de sílice y compuestos orgánicos también puede comprender componentes adicionales.According to one embodiment, the dispersion consists substantially of said silanized colloidal silica particles and said organic compound comprising at least two hydroxyl groups. This silanized colloidal silica and organic compounds can be as described in the method for providing the dispersion herein. However, the dispersion comprising said silica particles and organic compounds can also comprise additional components.

De acuerdo con una realización, la dispersión obtenida está sustancialmente libre de cualquier aldehido ^o cetona. De acuerdo con una realización, el contenido de aldehido y/o cetona es inferior a aproximadamente el 5 % en peso o inferior a aproximadamente el 1 % en peso basándose en el peso total de la dispersión.According to one embodiment, the dispersion obtained is substantially free of any aldehyde ^or ketone. According to one embodiment, the aldehyde and / or ketone content is less than about 5% by weight or less than about 1% by weight based on the total weight of the dispersion.

De acuerdo con una realización, el contenido de sílice en la dispersión obtenida varia de aproximadamente el 10 a aproximadamente el 80, específicamente de aproximadamente el 15 a aproximadamente el 70, por ejemplo, de aproximadamente el 20 a aproximadamente el 70, y más específicamente de aproximadamente el 25 a aproximadamente el 60 % en peso o de aproximadamente el 30 a aproximadamente el 60 % en peso, o de aproximadamente el 30 a aproximadamente el 50 % en peso.According to one embodiment, the silica content in the obtained dispersion ranges from about 10 to about 80, specifically from about 15 to about 70, for example, from about 20 to about 70, and more specifically from about 25 to about 60% by weight or from about 30 to about 60% by weight, or from about 30 to about 50% by weight.

La presente invención también se refiere al ^uso de la dispersión obtenida como se describe en el presente documento para proporcionar una composición de laca o de revestimiento a base de disolvente que está esencialmente libre de cualquier contenido de agua, por ejemplo, menos del 10 % en peso, tal como menos del 5 % en peso o menos del 1 % en peso de agua basándose en el peso total de la composición de laca o de revestimiento a base de disolvente.The present invention also relates to the ^use of the dispersion obtained as described herein to provide a solvent-based lacquer or coating composition that is essentially free of any water content, for example less than 10% in weight, such as less than 5% by weight or less than 1% by weight of water based on the total weight of the solvent-based lacquer or coating composition.

La presente invención también se refiere al uso de la dispersión para la polimerización por condensación. De acuerdo con una realización, la polimerización puede usarse para producir poliéster, alquidos, poliamidas, poliuretanos, fenolformaldehído, ureaformaldehído, polímeros epoxídicos, polímeros de silicio.The present invention also relates to the use of the dispersion for condensation polymerization. According to one embodiment, polymerization can be used to produce polyester, alkyds, polyamides, polyurethanes, phenolformaldehyde, ureaformaldehyde, epoxy polymers, silicon polymers.

La presente invención también se refiere a un método para producir un material polimérico, que comprende hacer reaccionarThe present invention also relates to a method for producing a polymeric material, which comprises reacting

a) la dispersión que comprende sílice coloidal silanizada y al menos un compuesto orgánico que contiene al menos dos grupos hidroxilo cona) the dispersion comprising silanized colloidal silica and at least one organic compound containing at least two hydroxyl groups with

b) al menos un componente seleccionado de entre un isocianato, un ácido dicarboxílico, un epóxido, un siloxano o una diamina.b) at least one component selected from an isocyanate, a dicarboxylic acid, an epoxide, a siloxane or a diamine.

El isocianato es adecuadamente un monómero, oligómero o polímero que tiene dos o más grupos funcionales de isocianato tales como un diisocianato o un diisocianato de difenilmetano. La reacción se realiza adecuadamente en presencia de un catalizador. El compuesto orgánico que contiene al menos dos grupos hidroxilo puede convertirse en polímeros por reacciones no radicalarias; en particular por reacciones no radicalarias que implican isocianatos, poliisocianatos, ácidos dicarboxílicos, diaminas ^o combinaciones de los mismos. Ejemplos de isocianatos, poliisocianatos, ácidos dicarboxílicos y diaminas adecuados se describen en, por ejemplo, el documento WO2006/128793.The isocyanate is suitably a monomer, oligomer or polymer having two or more isocyanate functional groups such as a diisocyanate or a diphenylmethane diisocyanate. The reaction is suitably carried out in the presence of a catalyst. The organic compound containing at least two hydroxyl groups can be converted into polymers by non-radical reactions; in particular by non-radical reactions involving isocyanates, polyisocyanates, dicarboxylic acids, diamines, ^or combinations thereof. Examples of suitable isocyanates, polyisocyanates, dicarboxylic acids and diamines are described in, for example, WO2006 / 128793.

La presente invención da como resultado un producto más homogéneo debido al hecho de que la sílice se dispersa de manera sustancialmente homogénea y no aparece en ninguna forma no homogénea, tal como en una forma precipitada. El producto obtenido tiene una matriz más homogénea que da como resultado una resistencia mecánica, durabilidad, etc., mejoradas.The present invention results in a more homogeneous product due to the fact that the silica is dispersed substantially homogeneously and does not appear in any non-homogeneous form, such as in a precipitated form. The product obtained has a more homogeneous matrix that results in improved mechanical strength, durability, etc.

De acuerdo con una realización, el material polimérico producido son polímeros a base de uretano tales como elastómeros termoplásticos a base de uretano y polímeros de poliuretano puro. El material polimérico también puede ser poliéster, incluyendo elastómeros termoplásticos a base de éster o alquídicos, que es un poliéster modificado mediante la adición de ácidos grasos. El material polimérico también puede ser una melamina, poliamida, incluyendo elastómeros termoplásticos a base de amida y polímeros de poliurea que contienen grupos uretano.According to one embodiment, the polymeric material produced are urethane-based polymers such as urethane-based thermoplastic elastomers and pure polyurethane polymers. The polymeric material can also be polyester, including ester or alkyd-based thermoplastic elastomers, which is a polyester modified by the addition of fatty acids. The polymeric material can also be a melamine, polyamide, including amide-based thermoplastic elastomers and polyurea polymers containing urethane groups.

De acuerdo con una realización, el material polimérico es poliuretano, poliéster, resinas epoxídicas, polisiloxano ^o una poliamida o una mezcla de los mismos.According to one embodiment, the polymeric material is polyurethane, polyester, epoxy resins, polysiloxane, ^or a polyamide or a mixture thereof.

De acuerdo con otra realización más, la cantidad de partículas de sílice silanizada constituye de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 40, por ejemplo, de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 20, por ejemplo, de aproximadamente el 2 a aproximadamente el 15 ^o, por ejemplo, de aproximadamente el 3 a aproximadamente el 10 % en peso del material polimérico producido (es decir, contenido de sílice silanizada basándose en el peso del material polimérico).According to yet another embodiment, the amount of silanized silica particles constitutes from about 1 to about 40, for example, from about 2 to about 20, for example, from about 2 to about 15 ^or , for example for example, from about 3 to about 10% by weight of the polymeric material produced (ie, content of silanized silica based on the weight of the polymeric material).

De acuerdo con otra realización, los componentes adicionales del método pueden incluir, entre otros, extensores de cadena, agentes ramificadores, agentes de reticulación, catalizadores, agentes espumantes y agentes antiespumantes. Dichos componentes se desvelan, entre otros, en el documento US 5.840.781.According to another embodiment, additional components of the method may include, but are not limited to, chain extenders, branching agents, crosslinking agents, catalysts, foaming agents, and antifoaming agents. Such components are disclosed, inter alia, in US 5,840,781.

El material polimérico, por ejemplo, poliuretano, poliéster, resina epoxi, polisiloxano y/o poliamida, puede usarse para la producción de espumas flexibles y rígidas, fibras, revestimientos y elastómeros moldeados.The polymeric material, eg, polyurethane, polyester, epoxy resin, polysiloxane and / or polyamide, can be used for the production of flexible and rigid foams, fibers, liners and molded elastomers.

El método de producción de un polímero usando una dispersión que contiene poliol puede usarse para la producción de diversos polímeros, tales como poliuretanos, termoelastómeros a base de uretano, termoelastómeros a base de éster y termoelastómeros a base de amida, cuyos conceptos básicos se describen en el documento WO2006/128793.The method of producing a polymer using a polyol-containing dispersion can be used for the production of various polymers, such as polyurethanes, urethane-based thermoelastomers, ester-based thermoelastomers and amide-based thermoelastomers, the basic concepts of which are described in WO2006 / 128793.

Los siguientes ejemplos ilustran cómo se puede realizar la invención descrita sin limitar el alcance de la misma. Todas las partes y porcentajes se refieren a partes y porcentajes en peso, si no se indica lo contrario.The following examples illustrate how the described invention can be carried out without limiting its scope. All parts and percentages refer to parts and percentages by weight, unless otherwise indicated.

EjemplosExamples

L^os soles de sílice usados en los ejemplos se muestran en la tabla 1 a continuación: L ^os silica sols used in the examples are shown in Table 1 below:

Tabla 1Table 1

Los polioles usados en los ejemplos se muestran en la tabla 2 a continuación:The polyols used in the examples are shown in Table 2 below:

Tabla 2Table 2

Las dispersiones de los soles de sílice en la tabla 1 se prepararon de acuerdo con la siguiente descripción general, con cantidades y valores para cada ejemplo individual de acuerdo con la tabla 3 a continuación. L^os respectivos soles de sílice se mezclaron con polioles de acuerdo con las especificaciones. En algunos de los ejemplos, el pH del sol de sílice se redujo por intercambio catiónico a pH 2 antes de mezclar al valor indicado.The dispersions of the silica sols in Table 1 were prepared according to the following general description, with amounts and values for each individual example according to Table 3 below. T ^he respective silica sols were mixed with polyols according to the specifications. In some of the examples, the pH of the silica sol was lowered by cation exchange to pH 2 before mixing to the indicated value.

La mezcla continuó durante un período de aproximadamente 1 minuto, después de lo cual la mezcla se sometió a evaporación a una presión reducida de normalmente 20-30 mbares, a la temperatura indicada, hasta que no se evaporó más agua. El contenido de agua fue como se indica en las tablas 4a y 4b basado en el peso total de la mezcla evaporada.Mixing continued for a period of about 1 minute, after which time the mixture was evaporated at a reduced pressure of usually 20-30 mbar, at the indicated temperature, until no more water evaporated. The water content was as indicated in Tables 4a and 4b based on the total weight of the evaporated mixture.

La viscosidad de las mezclas así evaporadas se determinó de acuerdo con la norma ASTM D1200 usando una Copa de Viscosidad Ford # 5 en la fecha de preparación (tabla 3) y después del envejecimiento (tabla 5 que también contiene algunos datos de viscosidad inicial para algunas de las muestras). En la tabla 5, se realizaron dos mediciones de viscosidad para algunas muestras después del envejecimiento. Las fechas en que se realizaron las mediciones de viscosidad están en el formato día-mes-año en la tabla 5. En las tablas 3 y 5, la viscosidad se mide en segundos usando la prueba de la Copa de Viscosidad Ford # 5 si no se indica lo contrario. Para algunas muestras, la viscosidad se proporcionó en mPas, medida por el viscosímetro Brookfield.The viscosity of the mixtures thus evaporated was determined according to the ASTM D1200 standard using a Ford Viscosity Cup # 5 at the date of preparation (table 3) and after aging (table 5 which also contains some initial viscosity data for some samples). In Table 5, two viscosity measurements were made for some samples after aging. The dates on which the Viscosity measurements are in the day-month-year format in Table 5. In Tables 3 and 5, viscosity is measured in seconds using the Ford Viscosity Cup # 5 test unless otherwise noted. For some samples, the viscosity was given in mPas, measured by the Brookfield viscometer.

Tabla 3Table 3

Tabla 4aTable 4a

Tabla 4bTable 4b

Tabla 5Table 5

Como se puede ver en la tabla 5, la estabilidad en almacenamiento de las dispersiones de acuerdo con la invención es excelente, mientras que las dispersiones comparativas 5-6 y 13-18 (que comprenden partículas de sílice no silanizadas) se vuelven inestables y se gelifican, ^o se vuelven mucho más viscosas que las dispersiones a base de partículas de sílice silanizada preparadas en condiciones comparables, es decir, con cantidades iguales ^o similares de sílice, poliol, temperatura de mezcla, etc. As can be seen from Table 5, the storage stability of the dispersions according to the invention is excellent, while the comparative dispersions 5-6 and 13-18 (comprising non-silanized silica particles) become unstable and they gel, ^or become much more viscous than dispersions based on silanized silica particles prepared under comparable conditions, that is, with equal ^or similar amounts of silica, polyol, mixing temperature, etc.

Estabilidad al calorHeat stability

Para evaluar la estabilidad a la temperatura y tener una indicación de si la sílice se dispersa libremente en el poliol o si reacciona con el poliol, además de ser lo suficientemente estable en el poliol para usarse a temperaturas relevantes para las resinas, por ejemplo, polimerización alquídica.To assess temperature stability and have an indication of whether the silica is freely dispersed in the polyol or reacts with the polyol, as well as being stable enough in the polyol to be used at temperatures relevant to resins, e.g. polymerization alkyd.

Aproximadamente 50 g (volumen aproximadamente 30 ml) de sol de sílice No 13 y No 33 se esterilizaron en autoclave en un autoclave de 50 ml a 220 °C durante 5 horas.Approximately 50 g (volume approximately 30 ml) of silica sol No. 13 and No. 33 were autoclaved in a 50 ml autoclave at 220 ° C for 5 hours.

Después de la esterilización en autoclave:After autoclaving:

El sol de sílice no silanizado No 13 polimerizó completamente a un material sólido duro.The unsilanized silica sol # 13 fully polymerized to a hard solid material.

El sol de sílice silanizado No 33, por otro lado, tenía baja viscosidad a alta temperatura y edra líquido (aunque viscoso) a temperatura ambiente. Silanized silica sol No. 33, on the other hand, had low viscosity at high temperature and liquid (albeit viscous) at room temperature.

Claims (14)

r e iv in d ic a c io n e s re iv in d ic a tio ns 1. Un método de producción de una dispersión que comprende1. A method of producing a dispersion comprising a) mezclar una dispersión acuosa de partículas de sílice coloidal silanizada que tienen una relación en peso de silano respecto a sílice que varía de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1,5 con al menos un compuesto orgánico que contiene al menos dos grupos hidroxilo para proporcionar una dispersión acuosa de partículas de sílice coloidal silanizada y dicho al menos un compuesto orgánico, en donde el contenido de alcohol monofuncional en la dispersión es inferior al 10 % en peso, y en donde menos del 10 % en peso de dichas partículas de sílice coloidal silanizada se modifican mediante un alcohol monofuncional;a) mixing an aqueous dispersion of silanized colloidal silica particles having a silane to silica weight ratio ranging from about 0.1 to about 1.5 with at least one organic compound containing at least two hydroxyl groups to provide an aqueous dispersion of silanized colloidal silica particles and said at least one organic compound, wherein the monofunctional alcohol content in the dispersion is less than 10% by weight, and wherein less than 10% by weight of said colloidal silica particles silanized are modified by a monofunctional alcohol; b) retirar agua de la dispersión acuosa formada hasta que el agua restante en la dispersión esté por debajo de aproximadamente el 10 % en peso.b) removing water from the aqueous dispersion formed until the remaining water in the dispersion is below about 10% by weight. 2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho al menos un compuesto orgánico es un poliol.2. A method according to claim 1, wherein said at least one organic compound is a polyol. 3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el poliol tiene un peso molecular de aproximadamente 62 a aproximadamente 400 g/mol.3. A method according to claim 2, wherein the polyol has a molecular weight of from about 62 to about 400 g / mol. 4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la relación en peso de sílice respecto a compuesto orgánico varía de aproximadamente 1:20 a aproximadamente 4:1.4. A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the weight ratio of silica to organic compound ranges from about 1:20 to about 4: 1. 5. Una dispersión que comprende partículas de sílice coloidal silanizada que tienen una relación en peso de silano respecto a sílice que varía de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1,5, y al menos un compuesto orgánico que contiene al menos dos grupos hidroxilo, en donde se modifican menos del 10 % en peso de dichas partículas de sílice coloidal silanizada mediante un alcohol monofuncional, en donde el contenido de alcohol monofuncional de la dispersión es inferior al 10 % en peso, y en donde el contenido de agua en la dispersión está por debajo de aproximadamente el 10 % en peso.5. A dispersion comprising silanized colloidal silica particles having a silane to silica weight ratio ranging from about 0.1 to about 1.5, and at least one organic compound containing at least two hydroxyl groups, in where less than 10% by weight of said silanized colloidal silica particles are modified by a monofunctional alcohol, where the monofunctional alcohol content of the dispersion is less than 10% by weight, and where the water content in the dispersion is below about 10% by weight. 6. Una dispersión de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el contenido de agua en la dispersión está por debajo del 5 % en peso.6. A dispersion according to claim 5, wherein the water content in the dispersion is below 5% by weight. 7. Una dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 6, en donde dicho al menos un compuesto orgánico es un poliol.7. A dispersion according to any one of claims 5 to 6, wherein said at least one organic compound is a polyol. 8. Una dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde la relación en peso de sílice respecto a compuesto orgánico varía de aproximadamente 1:20 a aproximadamente 4:1.8. A dispersion according to any one of claims 5 to 7, wherein the weight ratio of silica to organic compound ranges from about 1:20 to about 4: 1. 9. Una dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en donde dicho al menos un poliol tiene un peso molecular de aproximadamente 62 a aproximadamente 400 g/mol.9. A dispersion according to any one of claims 5 to 8, wherein said at least one polyol has a molecular weight of from about 62 to about 400 g / mol. 10. Uso de la dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9 para polimerización por condensación.10. Use of the dispersion according to any one of claims 5 to 9 for condensation polymerization. 11. Uso de la dispersión de acuerdo con la reivindicación 10, para producir un polímero seleccionado de entre poliéster, alquidos, poliamidas, poliuretanos, fenolformaldehído, ureaformaldehído, polímeros epoxídicos, polímeros de silicio. 11. Use of the dispersion according to claim 10, to produce a polymer selected from polyester, alkyds, polyamides, polyurethanes, phenol-formaldehyde, urea-formaldehyde, epoxy polymers, silicon polymers. 12. Uso de la dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9 para composiciones de laca o de revestimiento.12. Use of the dispersion according to any one of claims 5 to 9 for lacquer or coating compositions. 13. Un método de producción de un material polimérico que comprende hacer reaccionar13. A method of producing a polymeric material comprising reacting a) la dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9; ya) the dispersion according to any one of claims 5 to 9; and b) al menos un componente seleccionado de entre un isocianato, un ácido dicarboxílico, un epóxido, un siloxano o una diamina.b) at least one component selected from an isocyanate, a dicarboxylic acid, an epoxide, a siloxane or a diamine. 14. Un método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el material polimérico es poliuretano, poliéster, resinas epoxídicas, polisiloxano o una poliamida. 14. A method according to claim 13, wherein the polymeric material is polyurethane, polyester, epoxy resins, polysiloxane or a polyamide.