含硅氧烷的基料分散体制造技术

本发明专利技术涉及含硅氧烷的基料分散体，即包括具有硅氧烷内容物和无机纳米颗粒的有机基料的水性配制料，制备其的方法，以及其用于制备水性涂料组合物的用途。

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请要求2007年12月19日提交的德国专利申请号10 2007 061875.3的权益，在此为所有有用目的将其全部引入作为参考。
本专利技术涉及包括具有硅氧烷内容物和无机纳米颗粒的有机基料的水性配制料，制备其的方法，以及其用于制备水性涂料组合物的用途。专利技术背景在现代汽车喷漆概念中，清漆作为顶层扮演重要的角色。在此上下文中，除了例如高光泽度和透明性的美观性效果之外，清漆的保护性功能是重要的方面。清漆保护下层漆层免受例如阳光、水、溶剂和腐蚀性化学品的外界影响，以及最后但并非最不重要的免受机械应力影响。因此汽车清漆的抗划性仍然是汽车清漆质量的一个重要标准。聚合物涂料中的纳米颗粒可以以定点方式改善例如抗划性、UV防护或导电性的性能。表面改性的控制以及纳米颗粒的分散体决定涂料的所需透明外观及其性能。过去已经寻求各种方法以便在涂料组合物配制料中掺入纳米颗粒。在此上下文中，颗粒可以直接混合进树脂或固化剂组分中或者混合进预备进行施涂的涂料组合物中。水性体系中存在在水相中分散颗粒的可能性。此外已经描述了在基料组分之一中原位制备颗粒以及对树脂或固化剂组分的表面进行改性。从实际观点出发，有利的是将纳米颗粒以稳定母料的形式分散在组分之一中，以便确保漆配制料中的长期储存稳定性和简单的易处理性。在最终用途中，纳米颗粒必须同样容易以细分方式分散，以便得到有利的性能，例如透明性、抗划性或导电性。在实践中，纳米颗粒通常分散进树脂组分中，水相中，或者在固化之前不久分散进固化剂和树脂的最终混合物中。为此，通常必须使纳米颗粒的表面与涂料组合物或基料的特殊基质匹配。简单混合改性的纳米-->颗粒的缺点是稳定性取决于完成的配制料，即取决于所有配制料组分。一个参数的变化在此可能导致分离(Pilotek，Steffen；Tabellion，Frank(2005)，European Coatings Journal，4，170及以下)。使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性漆体系是从现有技术已知的。由于PDMS的高表面张力，产生特殊的性能，例如良好的表面润湿、抗滑阻力和易清洁表面(Reusmann in Farbe und Lack，105，卷8/99，40-47页，Adams in Paintindia，1996年10月，31-37页)。为了尽可能大地确保良好地掺入PDMS和避免PDMS迁移，经常使用有机官能PDMS类，例如烯化胺-或烯化羟基-官能PDMS衍生物。这种漆体系记载在例如WO91/18954、EP-A 0 329 260或US 4 774 278中。尽管如此，胺官能PDMS类具有基于这些PDMS的聚氨酯体系的贮存期因为形成脲的高倾向而以极端方式缩短的缺点。已知的羟基-官能PDMS类实际上引起贮存期改善，但是一般说来，它们与多异氰酸酯组分不相容，因此不可能产生均匀薄膜并且仅不完全地发生交联。结果，漆中存在游离的未键合PDMS，其随时间迁移出涂层并引起涂层性能退化。WO-A 2007/025670公开双组分涂料组合物，其包括作为基料的多异氰酸酯组分，以及对异氰酸酯基团是反应性的反应性组分，特别是多羟基组分。在此所述的组合物适合于生产高质量涂料，其特征特别在于由于高官能羟基-聚二甲基硅氧烷单元的易清洁性能，但是并不改善硬度和抗乙醇性。并未描述也不可测抗划性的改善。因此仍然迫切需要提供具有改善的抗划性和良好的光学性质的水性汽车清漆。现已令人惊讶地发现包括含羟基的聚有机硅氧烷的水性共聚物与无机纳米颗粒一起适合于生产抗划性显著改善并且光泽度优异和雾度(浑浊性)极低的涂料。本专利技术的目的因此是提供具有最佳光泽度和雾度并显示抗划性改善的高质量涂料组合物，特别是作为汽车清漆。该分散体此外应是储存充分稳定的。
技术实现思路
本专利技术的实施方案为水性配制料，包括：-->A)共聚物a1)和含羟基的聚有机硅氧烷a2)；B)任选表面改性的无机颗粒，具有通过分散体中的动态光散射测定的小于200nm的平均粒度(z均)；和C)水。本专利技术的另一个实施方案为上述水性配制料，其中所述聚有机硅氧烷a2)为式(I)的化合物：其中X为脂族、任选支化的C1至C10基团，或[-CH2-O-(CH2)p-]Si单元，其中r为1至4的整数；R为CH(OH)Y基团，其中Y为-CH2-N(R2R3)基团，其中R2为H、甲基、乙基、正丙基、异丙基或环己基或2-羟乙基、2-羟丙基或3-羟丙基；和R3为2-羟乙基、2-羟丙基或3-羟丙基；R1相同地或不同地为氢或C1至C10-烃基，任选包括杂原子；和n为1至40的整数。上述实施方案的水性配制料，其中r为3。本专利技术的另一个实施方案为上述水性配制料，其中所述聚有机硅氧烷a2)为式(V)的化合物其中m为5至15的整数；Z为H或甲基；和n和o相同地或不同地为1至12的整数。本专利技术的另一个实施方案为上述水性配制料，其中所述聚有机硅氧烷a2)为式(VI)的化合物-->其中m为5至15的整数；和y为2至4的整数。本专利技术的另一个实施方案为上述水性配制料，其中所述共聚物a1)由以下构成：I)羟基-官能疏水聚合物，包括以下作为构成单体：Ia)醇部分中具有C1至C18-烃基的(甲基)丙烯酸酯和/或乙烯基芳族化合物和/或乙烯基酯；和Ib)羟基-官能单体；和II)羟基-官能亲水聚合物，包括以下作为构成组分：IIa)醇部分中具有C1至C18-烃基的(甲基)丙烯酸酯和/或乙烯基芳族化合物和/或乙烯基酯；和IIb)羟基-官能单体；和IIc)酸-官能单体。本专利技术的另一个实施方案为上述水性配制料，其中所述式(I)的化合物具有200至3,000g/mol的数均分子量，和至少1.8的平均OH官能度。本专利技术的另一个实施方案为上述水性配制料，其中所述式(I)的化合物具有250至2,250g/mol的数均分子量。本专利技术的另一个实施方案为上述水性配制料，其中所述B)的任选表面改性的无机颗粒选自元素周期表的主族II至IV元素和/或副族I至VIII元素，包括镧系元素的无机氧化物、混合氧化物、碳化物、硼化物和氮化物。本专利技术的另一个实施方案为上述水性配制料，其中所述B)的任选表面改性的无机颗粒为有机溶剂或水中的胶状分散形式的无机纳米颗粒。本专利技术的另一个实施方案为上述水性配制料，其中B)为水性配制料形式的无机颗粒。本专利技术的另一个实施方案为上述水性配制料，其中B)为表面改性的无机纳米颗粒。-->本专利技术的另一个实施方案为包括上述水性配制料和至少一种交联剂的水性涂料组合物。本专利技术的另一个实施方案为包括上述水性配制料和多异氰酸酯的双组分水性涂料组合物。本专利技术的另一个实施方案为包括上述水性配制料的清漆。具体实施方式本专利技术因此提供水性配制料，包括：A)共聚物a1)和含羟基的聚有机硅氧烷a2)，B)无机颗粒，其任选表面改性并且具有通过分散体中的动态光散射测定的小于200nm的平均粒度(z均)和C)水。含羟基的聚有机硅氧烷a2)为根据通式(I)的化合物其中X为脂族、任选支化的C1至C10基团，优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，特别优选为甲基，或[-CH2-O-(CH2)p-]Si单元，其中r＝1至4，优选其中r＝3，R为CH(OH)Y基团，其中Y为-CH2-N(R2R本文档来自技高网...

【技术保护点】
水性配制料，包括　Ａ）共聚物ａ１）和含羟基的聚有机硅氧烷ａ２）；　Ｂ）任选表面改性的无机颗粒，具有通过分散体中的动态光散射测定的小于２００ｎｍ的平均粒度（ｚ均）；和　Ｃ）水。

【技术特征摘要】
DE 2007-12-19 102007061875.31.水性配制料，包括A)共聚物a1)和含羟基的聚有机硅氧烷a2)；B)任选表面改性的无机颗粒，具有通过分散体中的动态光散射测定的小于200nm的平均粒度(z均)；和C)水。2.权利要求1的水性配制料，其中所述聚有机硅氧烷a2)为式(I)的化合物：其中X为脂族、任选支化的C1至C10基团，或[-CH2-O-(CH2)p-]Si单元，其中r为1至4的整数；R为CH(OH)Y基团，其中Y为-CH2-N(R2R3)基团，其中R2为H、甲基、乙基、正丙基、异丙基或环己基，或2-羟乙基、2-羟丙基或3-羟丙基；和R3为2-羟乙基、2-羟丙基或3-羟丙基；R1相同地或不同地为氢或C1至C10-烃基，任选包括杂原子；和n为1至40的整数。3.权利要求2的水性配制料，其中r为3。4.权利要求1的水性配制料，其中所述聚有机硅氧烷a2)为式(V)的化合物：其中M为5至15的整数；Z为H或甲基；和n和o相同地或不同地为1至12的整数。5.权利要求1的水性配制料，其中所述聚有机硅氧烷a2)为式(VI)的化合物：其中m为5至15的整数；和y为2至4的整数。6.权利要求1的水性配制料，其中所述共聚物a1)由以下构成：I)羟基-官能疏水聚合物，包括以下作为构成单...

【专利技术属性】
技术研发人员：A嫩恩曼，M梅克特尔，M尼斯坦，N于瓦，T芒兹梅，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]