[发明专利]改性二氧化硅颗粒

说明书

本发明涉及改性胶态二氧化硅颗粒、其水性分散体和组合物、生产这些二氧化硅颗粒的方法及其用途。

发明背景

乳化剂和分散剂为本领域中所熟知。常规乳化剂如表面活性剂具有两亲性分子结构，且通过自身定位在相界面处使乳液稳定，由此用于防止液滴聚结。还可通过被称为Pickering或Ramsden乳液的颗粒稳定化乳液使乳液稳定。它们由于颗粒(其通常不为两亲性的)吸附在连续相与分散相之间的界面上而非常稳定，从而提供防止液滴聚结和相分离的阻挡物。

WO04/035474公开一种生产水性分散体的方法，该方法包括：使至少一种硅烷化合物与胶态二氧化硅颗粒混合，以形成硅烷化胶态二氧化硅颗粒；和使这些硅烷化胶态二氧化硅颗粒与有机粘合剂混合，以形成稳定的水性分散体。

希望提供尤其在稳定、有效和环境友好的分散体中用作乳化剂和分散剂的显示表面活性的经表面改性的二氧化硅颗粒。还希望提供一种制备这些改性二氧化硅颗粒的工业适用方法。本发明目的为提供这些经表面改性的二氧化硅颗粒及其分散体，其使环境影响最低而不降低这些颗粒和分散体的表面活性或乳化作用。

发明简述

根据一个方面，本发明涉及一种改性胶态二氧化硅颗粒，该颗粒共价键接于至少一个具有至少约3个氧化烯单元的聚氧化烯结构部分。

根据另一方面，本发明涉及一种制备改性胶态二氧化硅颗粒的方法，该方法包括：使至少一种具有至少约3个氧化烯单元的第一聚氧化烯化合物与胶态二氧化硅颗粒反应，以在所述至少一种第一聚氧化烯化合物与所述二氧化硅颗粒之间形成共价键接。

根据另一方面，本发明涉及一种可通过本发明方法获得的改性胶态二氧化硅颗粒。

根据另一方面，本发明涉及一种包含本发明改性胶态二氧化硅颗粒的水性分散体和组合物。

根据另一方面，本发明涉及本发明改性胶态二氧化硅颗粒和包含改性胶态二氧化硅颗粒的水性分散体作为乳化剂的用途。

下文将更具体地描述本发明的这些及其他方面。

附图简述

图1显示通过使用实施例7、8、9和10的改性二氧化硅溶胶所获得的1至2周后的石蜡油乳液。

图2显示在水中稀释的的图1中乳液的显微镜图像。左上方为实施例7的二氧化硅溶胶，右上方为实施例8的二氧化硅溶胶，左下方为实施例9的二氧化硅溶胶，且右下方为实施例10的二氧化硅溶胶。

图3显示于光学显微镜中所观察到的通过使用实施例6的改性二氧化硅溶胶制得的柏油(bitumen)乳液的乳液液滴。

图4显示于光学显微镜中所观察到的通过使用实施例6的改性二氧化硅溶胶制得的燃料油乳液的乳液液滴。

发明详述

根据本发明的第一方面，本发明改性胶态二氧化硅颗粒含有在胶态粒度范围内的二氧化硅颗粒，其可具有约2nm至约150nm，优选约3nm至约50nm，最优选约5nm至约40nm的平均粒径。如二氧化硅化学中所已知，所述粒度是指初级颗粒的平均尺寸。所述二氧化硅颗粒可含有其他元素，例如铝、硼、氮、锆、镓、钛等。

本发明改性胶态二氧化硅颗粒具有至少一个聚氧化烯结构部分。本文所用术语“聚氧化烯结构部分”是指任何聚氧化烯基团。所述聚氧化烯结构部分具有至少3个氧化烯单元，或至少4个，或至少5或10个氧化烯单元，合适的范围包括3至20或3至10个，且其可具有至多150个，合适地至多100个氧化烯单元，或10至100或约12至约90或约15至约60个氧化烯单元，且合适的氧化烯单元的实例包括氧乙烯和氧丙烯单元，优选氧乙烯单元。

所述聚氧化烯结构部分可包括任何丙氧基和/或乙氧基聚亚烷基(polyalkalene)或其共聚物，例如聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)或包含乙二醇和丙二醇单元的共聚物。优选地，所述聚氧化烯结构部分经烃基封端。合适烃基的实例包括烷基，例如甲基、乙基、丙基和丁基，优选甲基，或癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基或十六烷基。

优选地，本发明改性二氧化硅颗粒未经乙烯属不饱和基团改性，或连接于光敏性平版印刷板。

本发明改性胶态二氧化硅颗粒具有至少一个可由以下通式表示的聚氧化烯结构部分：

-(-O-CH(R¹)-CH₂-)_n-O-R²，