[发明专利]对颗粒进行表面改性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助硅烷化合物给粉末状颗粒表面改性的方法，其也简称为硅烷化。

背景技术

颗粒表面的硅烷化在现有技术中以极其不同的实施方式施行。因此例如采用以烷基硅烷进行效果颜料的改性，以便实现颜料在漆料系统中的表面富集和取向，以及以便能够在基于金属的效果颜料上附加地实现保护颜料免受腐蚀。而在基于云母的亲水性珠光颜料的情况下，可以进行表面的硅烷化，以便在湿度负荷的情况下遏制水分吸收。

在EP 0 634 459 A2中示例性地说明了以烷基硅烷对珠光颜料进行改性。在那里应用的改性方法通过引入疏水性的烷基硅烷控制珠光颜料的润湿行为，并且造成所谓的漂浮行为(Leafing-Verhalten)。然而在该方法中不利的是颜料的局部的不佳的可润湿性，尤其是在水结合剂体系中的局部的不佳的可润湿性，这则表现为得到的漆料的不佳的性能，特别是表现为不佳的冷凝水耐受性和附着问题。

因为仅仅以硅烷成分进行表面改性可能在带有聚合物结合剂成分或添加剂的覆层体系中导致相容性问题，所以已经试验：附加地把有机聚合物整合到通过硅烷的表面改性中。在基于金属的效果颜料的情况下，这方面是特别有意义的，这是因为在此必须额外地关注金属小片的腐蚀保护。

在WO 2008/095697 A1中说明了效果颜料的带有聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和有机官能性硅烷的人造树脂包覆物，据此可以获得不导电的以及耐化学品和耐腐蚀的颜料。在许多覆层中，事实上采用基于丙烯酸酯的聚合物作为粘合剂，从而颜料改性的丙烯酸酯官能化可以是对于得到的颜料在覆层中的相容性是相当有利的。在WO 2008/095697 A1中说明的方法虽然采用反应性的丙烯酸酯和硅烷成分，然而在不使用相对较大量的试验汽油形式的溶剂作为溶剂的情况下是不适宜的，从而得到的颜料随后必须进行过滤和净化。另一个缺点是，根据该方法几乎不能获得粉末状的颜料，这是因为对该过程所使用的溶剂试验汽油难以去除，从而经验表明在特定的覆层中可能出现漆料干扰、润湿问题以及最后的颜料析浮(Ausschwimmen)。通过使用高沸点的试验汽油，有时还会担心在覆层上出现一定的硬度降低效应。

在EP 0 688 833 A2中同样说明了由硅烷成分和官能化的有机聚合物组成的覆层，其用于改进基于金属的效果颜料相对于湿度和水性的漆料配方的耐受性。特别是表现出的聚氨酯-聚丙烯酸酯性质以及与之相关的良好的可润湿性可能是在许多市售的、基于聚氨酯的、对气候稳定的漆料体系中有利的。

然而在EP 0 688 833 A2中说明的方法是麻烦的，这是因为硅烷覆层首先在水性介质中施行，并且颜料在通过异氰酸酯-官能性的反应性聚合物转化之前在相对较大量的溶剂中必须完全无水并且特别是必须被干燥。在必要时额外还需要的是，在预置步骤中合成对于改性所需的异氰酸酯-官能化的聚合物。

在EP 0 477 433 A2中建议了，在第一步骤中，在溶剂中施行以官能性的硅烷成分进行表面改性，其在第二步骤中，不更换溶剂地通过以有机成分进行改性完成。通过该方法获得的颜料实施上可以具有相对于水性的腐蚀剂的良好阻隔特性，这是因为硅烷成分以及改性所使用的多官能的有机单体成分能够实现高交联度。然而，再次使用较大量的溶剂(譬如试验汽油)在过程中由于以及提到的方面必须被评价为不利的。此外，在用于改性的第二方法步骤的高温下的持续数小时的方法时间，在方法的经济效益方面表现得非常不适宜。

在EP 1 812 519 A2中说明的方法在这方面是更适宜的，其说明了在使用例如四乙氧基硅烷以及双键官能性硅烷和能自由基聚合的成分的情况下，在异丙醇中对金属效果颜料进行表面改性，据此最终给金属效果颜料设置覆层，其具有有机网络、以及化学性结合在该网络上的聚合物或者寡聚物有机成分。因为表面改性在液相中施行，所以还是需要麻烦的过滤和干燥过程。因此，在此一方面的相对较高份额的异丙醇，以及另一方面的形成主导性的无机网络(有机成分优选在使用适合的硅烷成分的情况下结合到该网络上)是表现为不适宜的。

在EP 1 084 198 A1中说明了表面改性的金属效果颜料，其中，通过反应性的表面改性剂(其使得改性层能够化学结合到金属表面上)，例如硅烷成分，保证了改性层的固定。在此缺点是，金属原料表面和改性部分必须在化学性上彼此匹配，以便保证相应的化学性结合，这使得该方法在其应用上受到强烈的限制，这是因为只有特定的颗粒表面才适用于该方法。