由通式（Ⅰ）的基团改性的二氧化硅Ｒ↓［ａ］ＳｉＲ↓［ｂ］↑［１］Ｏ↓［ｃ］－（Ⅰ），其中ａ可以是１、２或３，ｂ可以是０、１或２，和ｃ可以是１、２或３，和ａ＋ｂ＋ｃ＝４，和Ｒ是含有１至２４个碳原子的单价、任选单－或多不饱和的、任选支化的烃基，Ｒ↑［１］可以同样是含有１至２０个碳原子的单价、任选单－或多不饱和的、任选支化的烃基，至少一个Ｒ或Ｒ↑［１］基团的存在量必须大于Ｃ３每分子，和在包括二氧化硅和含强碱性基团的液体的分散体中，二氧化硅对于在室温（２５℃）下１周的贮存时间允许剪切粘度η的降低不大于初始粘度值的５０％，通过锥／板几何形状采用１０５μｍ的剪切间隙以０．５ｓ↑［－１］的剪切速率在２５℃下测量粘度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及表面改性的热解法二氧化硅，该二氧化硅适于作为包含强碱性基团的液体介质中的流变添加剂，本专利技术涉及本专利技术的二氧化硅的用途，和涉及它们的制备。
技术介绍
热解法(或火成)二氧化硅是用于控制粘合剂、密封剂、和涂料材料如油墨或漆的流动性能的广泛添加剂。热解法二氧化硅用于设定粘度，设定剪切稀化和触变性能，和设定流动点。对于具有高溶剂分率的相对高分子量的非极性体系，优选使用未改性，即亲水性热解法二氧化硅。表面改性的，即疏水性二氧化硅，如在DE1163784描述的由二甲基甲硅烷氧基改性的二氧化硅优选用于具有低溶剂含量的低分子量的极性体系，或用于无溶剂体系。对于包括含强碱性基团，如胺基的组分的液体，在延长时间内设定稳定的粘度或流动点证明是困难的。由二氧化硅的酸性硅烷醇基团和碱性胺基团之间的酸-碱反应驱动，亲水性二氧化硅显示胺组分的不可逆吸附和因此粘度和流动点的不充分长期稳定性。疏水性二氧化硅，如由二甲基甲硅烷氧基改性的那些同样显示粘度和流动点的不足的长期稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺点和提供设定-采用长期稳定性-包含强碱性基团的液体的粘度和流动点。本专利技术提供由通式(I)的基团改性的二氧化硅RaSiR1bOc-(I)其中 a可以是1、2或3，b可以是0、1或2，和c可以是1、2或3，和a+b+c＝4，和R是含有1至24个碳原子的单价、任选单-或多不饱和的、任选支化的烃基，R1可以同样是含有1至20个碳原子的单价、任选单-或多不饱和的、任选支化的烃基，至少一个R或R1基团的存在量必须大于C3每分子，和在包括二氧化硅和含强碱性基团的液体的分散体中，二氧化硅对于在室温(25℃)下1周的贮存时间允许剪切粘度η的降低不大于初始粘度值的50％，通过锥/板几何形状(cone/plate geometry)采用105μm的剪切间隙(shearing gap)以0.5s-1的剪切速率在25℃下测量粘度。令人惊奇地，和本领域技术人员不可预测地，现在发现采用由长链烷基硅烷表面改性使得非常均匀、完全、和永久地改性二氧化硅表面的热解法二氧化硅，可以达到包含强碱性基团的液体在贮存时间内稳定的粘度和流动点。在此上下文中不可预料地发现合适的表面处理的二氧化硅可以特别容易地由温度梯度中的热处理获得。根据本专利技术合适的二氧化硅由通式(I)的基团改性RaSiR1bOc- (I)其中a可以是1、2或3，b可以是0、1或2，和c可以是1、2或3，和a+b+c＝4，和R是含有1至24个碳原子的单价、任选单-或多不饱和的、任选支化的烃基，R1可以同样是含有1至20个碳原子的单价、任选单-或多不饱和的、任选支化的烃基。基团R优选是烷基如甲基、乙基、丙基、己基，如正己基或异己基、辛基，如正辛基或异辛基、正十二烷基、正十六烷基或正十八烷基。基团R1优选是烷基如甲基、乙基或丙基。二氧化硅表面上的优选基团是三甲基甲硅烷氧基-CH3Si(O-)3、正丙基甲硅烷基三氧基-C3H7Si(O-)3、正己基甲硅烷基三氧基-C6H13Si(O-)3、正辛基甲硅烷基三氧基-C8H17Si(O-)3、异辛基甲硅烷基三氧基-C8H17Si(O-)3、正辛基甲基甲硅烷基二氧基-C8H17SiCH3(O-)2、异辛基甲基甲硅烷基二氧基-C8H17SiCH3(O-)2、正十六烷基甲硅烷基三氧基-C16H33Si(O-)3、正十六烷基甲基甲硅烷基二氧基-C16H33SiCH3(O-)2、正十二烷基甲硅烷基三氧基-C18H37Si(O-)3、正十二烷基甲基甲硅烷基二氧基-C18H37SiCH3(O-)2。特别优选是正辛基甲硅烷基三氧基-C8H17Si(O-)3、异辛基甲硅烷基三氧基-C8H17Si(O-)3、正辛基甲基甲硅烷基二氧基-C8H17SiCH3(O-)2、正十六烷基甲硅烷基三氧基-C16H33Si(O-)3、正十二烷基甲硅烷基三氧基-C18H37Si(O-)3。二氧化硅表面可以专有地采用一种类型基团或同时采用不同基团改性。优选是专有地采用一种的改性。表面改性的二氧化硅可以在连续或间歇工艺中制备，改性方法可以由一个或多个步骤组成。表面改性的二氧化硅优选通过以下工艺制备，其中制备的操作在单独的步骤中进行(A)首先，制备亲水性二氧化硅，(B)二氧化硅由如下方式改性(1)由通式II的硅烷加载亲水性二氧化硅，RaSiR1bXc(II)其中R、R1、a、b和c如以上所定义和X＝卤素、氮基团、OR1、OCOR1或O(CH2)xOR1和x＝1、2或3，(2)二氧化硅与施加的化合物的反应，和(C)精制二氧化硅以脱除过量施加的化合物和副产物。表面处理优选在不导致改性二氧化硅的氧化的气氛中进行，即优选小于10体积％氧气，更优选小于2.5体积％氧气，采用小于1体积％氧气获得最好结果。覆盖、反应、和精制可以进行为间断或连续操作。由于技术原因优选是连续反应方案。覆盖(步骤B)优选在从-30到250℃，优选20到250℃，特别优选20到80℃的温度下进行；在一个特殊变体中覆盖步骤在30到50℃下进行。停留时间是1分钟(min)到24小时(h)，优选15min到300min，和特别优选地由于时空产率的原因，15min到240min。覆盖步骤中的压力为低至0.2巴的轻微压力不足(underpressure)直到100巴的过压，由于技术原因优选是标准压力，换言之与外部/大气压相比的未加压操作。通式II的硅烷优选以固体形式加入，和特别地以粉末形式掺合到二氧化硅。可以将这些化合物以纯形式掺合或作为在已知工业溶剂如醇，如甲醇、乙醇或异丙醇，醚，如乙醚、THF或二噁烷，或烃例如己烷或甲苯中的溶液掺合。溶液中的浓度是5到95重量％，优选30到95重量％，更优选50到95重量％。掺合优选由喷嘴技术，或相当的技术，如有效的雾化技术(atomization technique)如在1-流体喷嘴中在压力(优选5到20巴)下的雾化，在2-流体喷嘴中在压力(优选气体和液体，2到20巴)下的喷淋，采用雾化器(atomizer)或采用可移动，旋转或静态内构件的气体/固体交换组件进行超细分散，该内构件允许通式II的硅烷与粉末形式的二氧化硅的均匀分布。气溶胶可以通过喷嘴施加到上述的流化固体中，或可以被引入到流化固体，优选从上述雾化被提供到产物上。通式II的硅烷优选采用气溶胶的形式由超细分散加入，其特征在于气溶胶的沉降速度为0.1至20cm/s。二氧化硅的加载和与通式II的硅烷的反应优选在机械或气载(gasborne)流化下进行。机械流化是特别优选的。气载流化可以通过所有惰性气体，该气体不与通式II的硅烷反应，不与二氧化硅反应，和不与改性二氧化硅反应-即，它不导致副反应，降解反应，氧化情况或火焰或爆炸现象，如优选N2、Ar、其它希有气体、CO2等。优选在0.05到5cm/s，更优选0.5到2.5cm/s的表面气体速度下提供流化气体。特别优选是机械流化，该机械流化通过浆式搅拌器、锚式搅拌器、和其它合适的搅拌元件进行而不另外采用除用于惰性化(inertization)以外的气体。在一个特别优选的变体中将未反应的通式II的硅烷和来自精制步骤的废气循环到二氧化硅的覆盖和加载步骤；此循环可以是部分或完全的，优选占据从精制步本文档来自技高网...
【技术保护点】
由通式（Ⅰ）的基团改性的二氧化硅 Ｒ↓［ａ］ＳｉＲ↑［１］↓［ｂ］Ｏ↓［ｃ］－ （Ⅰ） 其中 ａ可以是１、２或３， ｂ可以是０、１或２，和 ｃ可以是１、２或３，和 ａ＋ｂ＋ｃ＝４，和 Ｒ是含有１至２４个碳原子的单价、任选单－或多不饱和的、任选支化的烃基， Ｒ↑［１］可以同样是含有１至２０个碳原子的单价、任选单－或多不饱和的、任选支化的烃基， 至少一个Ｒ或Ｒ↑［１］基团的存在量必须大于Ｃ３每分子，和在包括二氧化硅和含强碱性基团的液体的分散体中，二氧化硅对于在室温（２５℃）下１周的贮存时间允许剪切粘度η的降低不大于初始粘度值的５０％，通过锥／板几何形状采用１０５μｍ的剪切间隙以０．５ｓ↑［－１］的剪切速率在２５℃下测量粘度。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T戈特沙尔克高希迪，M德赖尔，
申请(专利权)人：瓦克化学有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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