填充剂组合物制造技术

一种组合物，其包含塑料材料、无机颗粒固体（例如三水合铝）和式Ａ－（Ｘ－Ｙ－ＣＯ）↓［ｍ］（Ｏ－Ｂ－ＣＯ）↓［ｎ］ＯＨ的偶联改性剂，其中Ａ是含有带有１到２个相邻羰基基团的封端乙烯键的基团；Ｘ是直接键、Ｏ或Ｎ；Ｙ是Ｃ↓［１－１８］亚烷基或Ｃ↓［２－１８］亚烯基；Ｂ是Ｃ↓［２－６］亚烷基；ｍ是１到４且ｎ是０到５，其条件是当Ａ含有２个与乙烯键相邻的羰基基团时，Ｘ是氮。其具体例子是Ｂ－羧基乙基丙烯酸酯和５－羧基戊基顺丁烯二酰亚胺。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及到一种组合物，该组合物包含聚合物材料或弹性体、无机颗粒固体和偶联剂。所述偶联剂包含封端羧酸基团和封端乙烯类不饱和基团。将无机填充剂添加到热塑性聚合物、热固性聚合物、弹性体和橡胶等聚合物材料中是已知的。尽管此类含有填充剂的聚合物材料制成的成型物的刚性、硬度和抗蠕变性通常呈现出改进，制品的韧性和展延性同时显著地趋向于降低。对于填充热塑性聚合物尤其如此，此时成型物变得太脆、抗冲击性太低、拉伸太差，以至无任何的实际用途。为克服上述缺陷以改善无机颗粒固体与聚合物材料的相容性，已经发表了多种方法。这些方法包括混入颗粒固体的表面改性剂，所述表面改性剂可以涂在颗粒固体上做为单独的预处理物，或者在加工期间适当的阶段，加入到聚合物材料及颗粒固体的混合物中。表面改性剂通常被分为两类，即偶联改性剂和非偶联改性剂。在非偶联表面改性剂中，改性剂与颗粒固体表面发生相互作用，但不与聚合基质发生相互作用。在偶联表面改性剂中，改性剂在颗粒固体与聚合基质表面两者之间具有强烈相互作用。酸性官能改性剂在两类中都存在，并包括脂肪酸类和聚合物酸类。脂肪酸类通常是非偶联改性剂，其中羧基基团强烈地与无机颗粒固体表面结合，而脂肪基团与聚合基质发生相互作用。聚合物酸类一般被认为是偶联表面改性剂，其中羧基基团与无机颗粒固体表面之间强烈地发生作用，而聚合链与聚合基质之间强烈地发生相互作用。相互作用的程度主要地取决于表面改性剂的官能度和聚合物材料的类型。含有自由烯基团的聚合酸类的例子在US 4,385,138、US 3,519,593和GB1,223,286中公开。含有不饱和烯键的简单羧酸也已经作为偶联改性剂得到了考察。由此，丙烯酸本身作为聚丙烯中的碳酸钙填充剂的偶联改性剂已经公开于European Polymer Jounal，36，2000，137-148中。可是，加工中其挥发性是一个明显的缺陷，JP 64-33163也公开了使用羟基C2-6-烷基丙烯酸的丁二酸半酯的表面处理，然而，含有烯烃键的这类酸全都是不能令人完全满意的。现已发现，顺丁烯二酰亚胺和(甲基)丙烯酸的某些衍生物作为无机颗粒固体的表面改性剂与那些本领域中已知的相比呈现出优越性。因此，根据本专利技术提供了一种组合物，该组合物包含塑料材料、无机颗粒固体以及式1的偶联改性剂A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH 1式中A是带有具有一个或两个相邻羰基的烯类封端基团的基团；X是直接键、O或N；Y是C1-18亚烷基或C2-18亚烯基；B是C2-6亚烷基；m是从1到4；n是0到5；丙烯酸除外，且当A含有2个与烯类团相邻的羰基时，X是N。当A含有仅一个羰基并且X是O时，A-X-基团优选C1-6-烷基丙烯酸(如甲基丙烯酸，特别是丙烯酸)的残基。当A含有2个邻近烯类双键的羰基并且X是N时，A-X-基团更优选顺丁烯二酰亚胺的残基。Y可以是直链的或者是支化的，但优选直链的。也优选Y是亚烷基，并且Y含的碳原子数不少于2个。B可以被一个或多个C1-6烷基取代，烷基可以是直链的，也可以是支化的。(O-B-CO)n基团可以是一到多个不同的羟基羧酸或其内酯的残基，优选B含有5到6个碳原子，适宜的羟基羧酸或内酯的例子是5-羟基戊酸、6-羟基己酸、δ-戊内酯、ε-己内酯和烷基取代ε-己内酯如4-甲基、3-甲基、7-甲基、5-甲基、5-叔丁基、4，4，6-三甲基和4，6，6-三甲基ε-己内酯。当(O-B-CO)n基团是二个或多个不同的羟基羧酸或内酯的残基时，优选其从δ-戊内酯和ε-己内酯衍生。当(O-B-CO)n衍生自二个或多个不同的羟基羧酸或其内酯时，主要成分还优选6-羟基己酸或ε-己内酯。除A-X-是C1-6烷基丙烯酸的残基之外，更优选n是0。在一类优选的化合物中，m是从1到4，特别是当n是0时尤其如此，并且在另一类优选的化合物中，mi是1，n是0，A-X-是顺丁烯二酰亚胺酐的残基。商品级的丙烯酸通常含有结构为CH2＝CH-CO(OCH2CH2CO)xOH的聚合物材料，其中x是从2到4。应该明白，上文涉及到的丙烯酸衍生物包括此类聚合物。式1的化合物的具体例子是丙烯酸β-羧基乙基酯、6-羧基己基顺丁烯二酰亚胺和10-羧基癸基顺丁烯二酰亚胺。聚合物材料可以是无机颗粒固体与之一起使用的任何聚合物基质，并且包括橡胶、树脂和塑料材料。此类聚合物材料的例子是天然橡胶，合成橡胶如苯乙烯-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯三元共聚物橡胶、聚氨酯橡胶，聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯和聚异丁烯；聚丙烯腈；聚丁二烯；丁二烯和丙烯腈的共聚物；聚苯乙烯；聚(苯乙烯丙烯腈)；苯乙烯与丁二烯和丙烯腈的共聚物；乙烯与丙烯或1-丁烯或醋酸乙烯酯或顺丁烯二酸酐的共聚物；聚碳酸酯树脂；苯氧基树脂；聚氯乙烯；氯乙烯与醋酸乙烯酯或其他乙烯基酯的共聚物；聚醋酸乙烯酯；聚醋酸乙基乙烯酯；直链聚酯；聚乙烯醇缩醛；聚偏二氯乙烯，偏二氯乙烯与氯乙烯及丙烯酸的共聚物；聚(甲基丙烯酸甲酯)，超聚酰胺如尼龙6，6和6，10；聚酰亚胺；聚砜；烷基树脂如苯二甲酸二烷基酯聚合物；环氧树脂；酚树脂；硅树脂；聚酯树脂，包括烷基树脂；聚(醋酸乙烯酯-氯乙烯)；聚偏二氯乙烯；热塑性聚氨酯；热塑性聚羟基醚；热塑性聚酯和聚(氯乙烯-顺丁烯二酸酐)。聚合物材料优选热塑性聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯橡胶或聚醋酸乙基乙烯酯。无机颗粒固体可以是任何与聚合物材料一起使用的固体物料，特别包括做为填充剂使用的固体。这些固体可以是粒状的固体或者是粉状的、特别是吹粉形式的固体。例子包括碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、碳酸钡、氧化镁、氢氧化镁、二氧化钛、氧化铁、钙及镁的硅酸盐、硅酸铝、高岭土、云母、滑石、金属纤维及粉末、锌、铝、氢氧化铝、玻璃纤维、耐火纤维、炭黑包括增强的和非增强的炭黑、氧化铝、石英、木粉、粉状的纸/纤维、石棉、crysatille、直闪石、青石棉、硅灰石、硅镁土等等。使用氢氧化铝和碳酸钙为无机颗粒固体和醋酸乙基乙烯酯或聚丙烯为聚合物材料，得到了有用的效果。当n是0时，式1的化合物可用现有技术的任意方法制造。因此，当A是顺丁烯二酰亚胺的残基时，偶联改性剂可以用顺丁烯二酸酐与氨基羧酸在适当的溶剂里反应制造。适宜的溶剂是C1-8-低级烷基羧酸，特别是醋酸。氨基羧酸含有含多至18个碳原子的、可以是支化的或优选直链的亚烷基或亚烯基链。例子是6-氨基己酸、11-氨基十一烷酸和β-丙氨酸。反应通常在约50℃以上、优选约90℃以上的温度下进行。在低级烷基羧酸的沸点进行反应是便利的。EP 847,991叙述了顺丁烯二酰亚胺亚烷基羧酸的制备方法。当A是(甲基)丙烯酸的残基、X是N或O且n是0时，偶联改性剂可以通过将(甲基)丙烯酸与含有带有多至18个碳原子的亚烷基链或亚烯基链的氨基羧酸或羟基羧酸反应得到。反应可以任选地在惰性溶剂存在下进行，并且通常在50℃到120℃下进行。一个例子是丙烯酸β-羧基乙酯。当n是1到5时，偶联改性剂可以通过将式1的化合物(其中n为0)与羟基羧酸或其内酯在惰性气氛及50℃到250℃的温度下获得。内酯的例子是δ-戊内酯和ε-己内酯，包括其混合物。惰性气氛可由周期表中的任意惰性气体提供，但优选氮。反应优选在100℃以上的温度下进行，特别是在150℃以上的温度下进行。为了使偶联改性剂的炭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含塑料材料、颗粒固体和式１的偶联改性剂，Ａ－（Ｘ－Ｙ－ＣＯ）↓［ｍ］（Ｏ－Ｂ－ＣＯ）↓［ｎ］ＯＨ１其中：Ａ是含有带有１到２个相邻羰基基团的封端乙烯键的基团；Ｘ是直接键、Ｏ或Ｎ；Ｙ是 Ｃ↓［１－１８］亚烷基或Ｃ↓［２－１８］亚烯基；Ｂ是Ｃ↓［２－６］亚烷基；ｍ是１到４；ｎ是０到５；其条件是当Ａ含有２个与乙烯键相邻的羰基基团时，Ｘ是氮。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RN罗特霍恩，D德福特，SN理查兹，JD斯科菲尔德，
申请(专利权)人：卢布里佐尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]