改性的層狀填料以及它們用來制備納米復(fù)合材料組合物的用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及由層狀填料和改性劑制成的改性的層狀填料及其制備方法。本發(fā)明還涉及由這些改性的層狀填料和彈性體制成的納米復(fù)合材料組合物，其制備方法及其在制品中的用途。
【專利說明】改性的層狀填料以及它們用來制備納米復(fù)合材料組合物的 用途
[0001] 本申請是中國專利申請200580047281. 5的分案申請。本申請要求于2004年12 月3日提交的序列號60/632, 828的權(quán)益，將該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容引入供參考。 發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及由層狀填料和改性劑制成的改性的層狀填料及其制備方法。本發(fā)明還 涉及由這些改性的層狀填料和彈性體制成的納米復(fù)合材料組合物，其制備方法及其在制品 中的用途。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 納米復(fù)合材料已經(jīng)是很多學(xué)術(shù)和工業(yè)文獻(xiàn)的主題，這較大程度地歸因于它們能夠 賦予給定材料新的性能。具體來說，聚合物納米復(fù)合材料，如彈性體-粘土納米復(fù)合材料， 已經(jīng)引起了相當(dāng)大的興趣。在此使用的納米復(fù)合材料或聚合物納米復(fù)合材料通常是聚合物 體系，它們包含聚合物基體的無機(jī)顆粒，該無機(jī)顆粒具有至少一個(gè)尺度在納米范圍內(nèi)。
[0005] 納米復(fù)合材料的制備使用許多產(chǎn)生剝離的粘土的方法。一種最常用的方法在于 使用有機(jī)改性的蒙脫粘土。有機(jī)粘土通常經(jīng)由溶液類離子交換反應(yīng)制備，該反應(yīng)用工業(yè)中 通常已知作為溶脹或剝離劑的有機(jī)分子如烷基或芳基銨化合物替代存在于鈉蒙脫石表面 上的鈉離子。參見，例如美國專利號5, 807, 629、WO 02/100935和WO 02/100936。其它背 景參考文獻(xiàn)包括美國專利號 5, 576, 373、5, 665, 183、5, 807, 629、5, 936, 023、6, 121，361、WO 94/22680、WO 01/85831 和 WO 04/058874。
[0006] 然而，許多銨類化合物的烷基鏈長度/類型限制了分離（例如層之間的d間距所 顯示的分離）以及烷基鏈和聚合物骨架之間的相容性。因此，需要用于改進(jìn)改性的層狀填 料的新型剝離劑，以制備用于內(nèi)襯應(yīng)用的具有改進(jìn)的性能例如較好的阻隔性能的納米復(fù)合 材料組合物。 發(fā)明概要
[0007] 在實(shí)施方案中，本發(fā)明提供包含至少一種層狀填料和至少一種改性劑的改性的層 狀填料，所述改性劑包含至少一個(gè)碳鏈長度為C 25-C5tltl的聚合物鏈E和銨官能化的基團(tuán)。
[0008] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供納米復(fù)合材料組合物，包含：彈性體組合物，和 包含至少一種層狀填料和至少一種改性劑的改性的層狀填料，所述改性劑包含至少一個(gè)碳 鏈長度為C 25-C5tltl的聚合物鏈E和銨官能化的基團(tuán)。
[0009] 在又一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供包含納米復(fù)合材料組合物的制品，所述組合物 包含：彈性體組合物；包含至少一種層狀填料和至少一種改性劑的改性的層狀填料，所述 改性劑包含至少一個(gè)碳鏈長度為C25-C 5c?的聚合物鏈E和銨官能化的基團(tuán)；至少一種固化劑 包裝（package);和任選地，至少一種附加的填料，任選地，至少一種交聯(lián)劑，任選地，至少 一種加工助劑，任選地，至少一種塑性體；或任選地，它們的混合物。
[0010] 在任何前述實(shí)施方案中，所述銨官能化的基團(tuán)可以由以下側(cè)掛到聚合物鏈E上的 基團(tuán)描述：
[0011]
【權(quán)利要求】
1. 改性的層狀填料的制備方法，該改性的層狀填料包含至少一種層狀填料和至少一種 改性劑，所述改性劑包含至少一個(gè)聚合物鏈E，所述聚合物鏈E包含（a)碳鏈長度為c 4(l-c5(l(l 的末端官能化聚（異丁烯）和（b)銨官能化的基團(tuán)，該方法包括： 提供包含與至少一種改性劑接觸的至少一種層狀填料的溶液以形成接觸產(chǎn)物； 加熱所述溶液； 洗滌所述接觸產(chǎn)物；和 將所述接觸產(chǎn)物空氣干燥和/或真空干燥。
2. 權(quán)利要求1的改性的層狀填料的制備方法，其中所述銨官能化的基團(tuán)包括銨鹽、季 銨鹽或叔銨鹽，所述銨鹽包括至少一種鎗鹽。
3. 權(quán)利要求1的改性的層狀填料的制備方法，其中所述至少一種層狀粘土包括至少一 種硅酸鹽。
4. 權(quán)利要求1的改性的層狀填料的制備方法，其中所述至少一個(gè)聚合物鏈E不包含丙 烯衍生的單元。
5. 權(quán)利要求1的改性的層狀填料的制備方法，其中所述改性的層狀填料包括兩個(gè)或更 多個(gè)d間距為35埃或更大的層。
6. 權(quán)利要求1的改性的層狀填料的制備方法，其中所述溶液包含至少一種層狀填料或 至少一種改性劑或它們兩者，并且在形成接觸產(chǎn)物之前將該溶液加熱。
7. 納米復(fù)合材料組合物，包含： 彈性體組合物；和 根據(jù)權(quán)利要求1的方法制備的改性的層狀填料。
8. 權(quán)利要求7的納米復(fù)合材料組合物的制備方法，該方法包括溶液共混。
9. 權(quán)利要求8的方法，其中所述溶液共混包括在溶液中讓所述彈性體組合物和改性的 層狀填料接觸以形成納米復(fù)合材料組合物；和將該納米復(fù)合材料組合物干燥。
10. 權(quán)利要求9的方法，其中所述溶液共混包括使包含改性的層狀填料的溶液A與包含 彈性體組合物的溶液B接觸以形成納米復(fù)合材料組合物。
11. 權(quán)利要求10的方法，其中所述溶液B包含烴溶劑。
12. 包含納米復(fù)合材料組合物的制品，所述納米復(fù)合材料組合物包含： 彈性體組合物； 至少一種固化劑包裝；和 根據(jù)權(quán)利要求1的方法制備的改性的層狀填料。
【文檔編號】C08K9/04GK104277498SQ201410407374
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2005年10月7日 優(yōu)先權(quán)日:2004年12月3日
【發(fā)明者】龔才國, 翁衛(wèi)青, 謝敏輔, A·J·迪亞斯, J·P·斯托克斯, A·A·加魯斯卡, B·J·普爾, C·內(nèi)亞古, K·卡普, M·W·約翰斯頓 申請人:?？松梨诨瘜W(xué)專利公司