Nova Patents
EP1366112B1

Silicon dioxide dispersion

Abstract

This record has no abstract on file.

Term

Term ended

Expired 28 February 2022, 4.6 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

25 claims: 25 independent, 0 dependent

  1. 1
    A silicon dioxide dispersion comprising a) an external fluid phase comprising a1) polymerizable monomers, oligomers and/or prepolymers convertible to polymers by nonradical reactions; and/ora2) polymers,b) a disperse phase comprising amorphous silicon dioxide,characterized in that the average particle size dmax of the silicon dioxide as measured by means of small-angle neutron scattering (SANS) is between 3 and 50 nm at a maximum half-width of the distribution curve of 1.5 dmax and that the dispersion comprises silan. Dispersion de dioxyde de silicium, qui contient :a) une phase externe fluide, qui contient : a1) des monomères, oligomères et/ou prépolymères polymérisables, qui peuvent être transformés en polymères par une réaction non radicalaire ;et/oua2) des polymères,b) une phase dispersée qui contient du dioxyde de silicium amorphe,caractérisée en ce que la taille moyenne des particules dmax du dioxyde de silicium, mesurée par dispersion angulaire neutronique (SANS), est comprise entre 3 et 50 nm pour une largeur maximale à mi-hauteur de la courbe de distribution à 1,5 dmax, et en ce que la dispersion contient des silanes. Siliciumdioxid-Dispersion, die enthält: a) eine äußere fließfähige Phase, die enthält: a1) polymerisierbare Monomere, Oligomere und/oder Prepolymere, die durch nicht-radikalische Umsetzungen in Polymere überführbar sind;und/odera2) Polymere,b) eine disperse Phase, die amorphes Siliciumdioxid enthält,dadurch gekennzeichnet, daß die mittels Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS) gemessene mittlere Teilchengröße dmax des Siliciumdioxids zwischen 3 und 50 nm bei einer maximalen Halbwertsbreite der Verteilungskurve von 1,5 dmax liegt, und daß die Dispersion Silane enthält.
  2. 2
    Dispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Teilchengröße zwischen 6 und 40 nm, vorzugsweise 8 und 30 nm, weiter vorzugsweise 10 und 25 nm liegt. Dispersion selon la revendication 1, caractérisée en ce que la taille moyenne des particules est comprise entre 6 et 40 nm, de préférence entre 8 et 30 nm, plus préférablement encore entre 10 et 25 nm. The dispersion of claim 1, characterized in that the average particle size is between 6 and 40 nm, preferably 8 and 30 nm, more preferably 10 and 25 nm.
  3. 3
    Dispersion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbwertsbreite der Verteilungskurve maximal 1,2 dmax, vorzugsweise maximal dmax, weiter vorzugsweise maximal 0,75 dmax beträgt. Dispersion selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la largeur à mi-hauteur de la courbe de distribution est au maximum de 1,2 dmax, de préférence au maximum dmax, plus préférablement encore au maximum 0,75 dmax. The dispersion of claim 1 or 2, characterized in that the half-width of the distribution curve is not more than 1.2 dmax, preferably not more than dmax, more preferably not more than 0.75 dmax.
  4. 4
    Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der äußeren Phase an der Dispersion 20-90 Gew.-%, vorzugsweise 30-80 Gew.-%, weiter vorzugsweise 40-70 Gew.-% beträgt. Dispersion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la part de la phase externe est de 20-90 % en poids dans la dispersion, de préférence de 30-80 % en poids, plus préférablement encore de 40-90 % en poids. The dispersion of one of claims 1 to 3, characterized in that the fraction of the external phase as a proportion of the dispersion is 20-90% by weight, preferably 30-80% by weight, more preferably 40-70% by weight.
  5. 5
    Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der dispersen Phase an der Dispersion 10-80 Gew.-%, vorzugsweise 20-70 Gew.-%, weiter vorzugsweise 30-60 Gew.-% beträgt. Dispersion selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la part de la phase dispersée est de 10-80 % en poids dans la dispersion, de préférence de 20-70 % en poids, plus préférablement encore de 30-60 % en poids. The dispersion of one of claims 1 to 4, characterized in that the fraction of the disperse phase as a proportion of the dispersion is 10-80% by weight, preferably 20-70% by weight, more preferably 30-60% by weight.
  6. 6
    Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumdioxidteilchen im wesentlichen kugelförmig sind. Dispersion selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les particules de dioxyde de silicium ont essentiellement une forme sphérique. The dispersion of one of claims 1 to 5, characterized in that the silicon dioxide particles are substantially spherical.
  7. 7
    Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Hilfsstoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lösungsmitteln, Weichmachern, Vernetzungsmitteln, Katalysatoren, Stabilisatoren, Dispergiermitteln, Härtungsmitteln, Reaktionsvermittlern und Mitteln zur Beeinflussung der Fließfähigkeit der Dispersion enthält. Dispersion selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle contient en outre des adjuvants additionnels choisis dans le groupe composé des solvants, plastifiants, agents de réticulation, catalyseurs, stabilisants, agents de dispersion, agents de durcissement, agents intermédiaires de réaction et d'agents influant sur la fluidité de la dispersion. The dispersion of one of claims 1 to 6, characterized in that it further comprises auxiliaries selected from the group consisting of solvents, plasticizers, crosslinkers, catalysts, stabilizers, dispersants, curing agents, reaction mediators and agents for influencing the fluidity of the dispersion.
  8. 8
    Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie wasserfrei ist. Dispersion selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle est anhydre. The dispersion of one of claims 1 to 7, characterized in that it is water-free.
  9. 9
    Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Phase wenigstens einen Stoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolen, Polyaminen, linearen oder verzweigten Polyglykolethern, Polyestern und Polylactonen. Dispersion selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la phase externe contient au moins une substance choisie dans le groupe composé des polyols, polyamines, polyglycoléthers linéaires ou ramifiées, polyesters et polylactones. The dispersion of one of claims 1 to 8, characterized in that the external phase comprises at least one substance selected from the group consisting of polyols, polyamines, linear or branched polyglycol ethers, polyesters and polylactones.
  10. 10
    Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Phase wenigstens ein Reaktionsharz enthält. Dispersion selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la phase externe contient au moins une résine réactionnelle. The dispersion of one of claims 1 to 8, characterized in that the external phase comprises at least one reactive resin.
  11. 11
    Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die polymerisierbaren Monomere, Oligomere und/oder Prepolymere C-, O-, N- und/oder S-Atome in der Hauptkette enthalten. Dispersion selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que les monomères, oligomères et/ou prépolymères polymérisables contiennent des atomes C, O, N et/ou S dans la chaîne principale. The dispersion of one of claims 1 to 10, characterized in that the polymerizable monomers, oligomers and/or prepolymers contain C, O, N and/or S atoms in the main chain.
  12. 12
    Dispersion nach einem der Ansprüch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere fließfähige Phase polymerisierbare Monomere ohne radikalisch polymerisierbare Doppelbindungen und/oder Reaktionsharze enthält. Dispersion selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la phase externe fluide contient des monomères polymérisables sans doubles liaisons polymérisables par voie radicalaire et/ou des résines réactionnelles. The dispersion of one of claims 1 to 11, characterized in that the external fluid phase comprises polymerizable monomers without radically polymerizable double bonds and/or reactive resins.
  13. 13
    Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Silane in einer Menge von 60-150 Mol.-% bezogen auf die molare Menge der Silanolgruppen auf der Oberfläche der Siliciumdioxidteilchen der amorphen Phase enthalten sind. Dispersion selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que les silanes sont contenus dans une quantité comprise entre 60 et 150 % en mol par rapport à la quantité molaire des groupes silanol sur la surface des particules de dioxyde de silicium de la phase amorphe. The dispersion of one of claims 1 to 12, characterized in that the silanes are present in an amount of 60-150 mol% based on the molar amount of the silanol groups on the surface of the silicon dioxide particles of the amorphous phase.
  14. 14
    A process for preparing a dispersion of one of claims 1 to 13, characterized by the following steps:a) introducing an aqueous silicate solution,b) polycondensing the silicate to a particle size of 3-50 nm,c) adjusting the resulting silica sol to an alkaline pH,d) optionally concentrating the sol,e) mixing the sol with constituents of the external fluid phase of the dispersion,f) optionally removing water and/or other solvent constituents from the dispersion. Procédé de fabrication d'une dispersion selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par les étapes suivantes : a) préparation d'une solution aqueuse de silicate,b) polycondensation du silicate jusqu'à obtention d'une taille de particules de 3-50 nm,c) ajustement du sol d'acide silicique obtenu à une valeur de pH alcalin,d) concentration optionnelle du sol par évaporation,e) mélange du sol avec les composants de la phase externe fluide de la dispersion,f) enlèvement optionnel de l'eau et/ou d'autres agents solvants de la dispersion. Verfahren zur Herstellung einer Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Vorlegen einer wäßrigen Silicatlösung,b) Polykondensation des Silicats bis zu einer Teilchengröße von 3-50 nm,c) Einstellen des erhaltenen Kieselsäuresols auf einen alkalischen pH-Wert,d) optional Einengen des Sols,e) Vermischen des Sols mit Bestandteilen der äußeren, fließfähigen Phase der Dispersion,f) optional Entfernen von Wasser und/oder anderen Lösungsmittelbestandteilen aus der Dispersion.
  15. 15
    Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la solution aqueuse de silicate est une solution de silicate alcalin, en particulier une solution de silicate de sodium et/ou de potassium. The process of claim 14, characterized in that the aqueous silicate solution is an alkali metal silicate solution, in particular a sodium silicate and/or potassium silicate solution. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Silicatlösung eine Alkalisilicatlösung, insbesondere eine Natrium- und/oder Kaliumsilicatlösung ist.
  16. 16
    Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la concentration de la solution aqueuse de silicate est de 20-50 % en poids. The process of claim 15, characterized in that the concentration of the aqueous silicate solution is 20-50% by weight. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der wäßrigen Silicatlösung 20-50 Gew.-% beträgt.
  17. 17
    Procédé selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que le sol d'acide silicique est ajusté à l'étape c) à une valeur de pH comprise entre 10 et 12. The process of one of claims 14 to 16, characterized in that the silica sol in step c) is adjusted to a pH of between 10 and 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kieselsäuresol in Schritt c) auf einen pH-Wert zwischen 10 und 12 eingestellt wird.
  18. 18
    Procédé selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que le sol d'acide silicique est concentré à l'étape d) à une concentration de 30-40 % en poids. The process of one of claims 14 to 17, characterized in that the silica sol in step d) is concentrated to a concentration of 30-40% by weight. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kieselsäuresol in Schritt d) auf eine Konzentration von 30-40 Gew.-% eingeengt wird.
  19. 19
    Procédé selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que à l'étape f), l'eau est enlevée au moyen d'un procédé choisi dans le groupe comprenant la distillation, la séparation par membranes, l'extraction et l'utilisation d'un tamis moléculaire. The process of one of claims 14 to 18, characterized in that in step f) water is removed by means of a process selected from the group consisting of distillation, membrane separation, extraction and use of a molecular sieve. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt f) Wasser entfernt wird mittels eines Verfahrens ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Destillation, Membrantrennung, Extraktion und Verwendung eines Molekularsiebs.
  20. 20
    The use of a dispersion of one of claims 1 to 13 for producing a polymeric material. Utilisation d'une dispersion selon l'une des revendications 1 à 13 pour fabriquer un matériau polymère. Verwendung einer Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Herstellung eines polymeren Werkstoffs.
  21. 21
    The use of claim 20, characterized in that the material is selected from the group consisting of polyurethanes, polyureas, epoxy resins, polyester resins and polysiloxanes. Utilisation selon la revendication 20, caractérisée en ce que le matériau est choisi dans le groupe composé des polyuréthannes, polyurées, résines époxy, résines polyester et polysiloxanes. Verwendung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyurethanen, Polyharnstoffen, Epoxidharzen, Polyesterharzen und Polysiloxanen.
  22. 22
    The use of claim 20 or 21, characterized in that the material is a thermoset. Utilisation selon la revendication 20 ou 21, caractérisée en ce que le matériau est une matière plastique thermodurcissable. Verwendung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff ein duroplastischer Kunststoff ist.
  23. 23
    The use of claim 20 or 21, characterized in that the material is a thermoplastic. Utilisation selon la revendication 20 ou 21, caractérisée en ce que le matériau est une matière plastique thermoplastique. Verwendung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff ein thermoplastischer Kunststoff ist.
  24. 24
    The use of claim 20 or 21, characterized in that the material is a polymeric coating, a paint, an ink or a foam. Utilisation selon la revendication 20 ou 21, caractérisée en ce que le matériau est un revêtement polymère, une laque, une couleur, ou une mousse. Verwendung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff eine polymere Beschichtung, ein Lack, eine Farbe, oder ein Schaumstoff ist.
  25. 25
    A polymeric material, characterized in that it has been produced from a dispersion of one of claims 1 to 13. Matériau polymère, caractérisé en ce qu'il est fabriqué à partir d'une dispersion selon l'une des revendications 1 à 13. Polymerer Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Dispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt ist.
Independent claims25