改性的层状填料以及它们用来制备纳米复合材料组合物的用途制造技术

本发明专利技术涉及由层状填料和改性剂制成的改性的层状填料及其制备方法。本发明专利技术还涉及由这些改性的层状填料和弹性体制成的纳米复合材料组合物，其制备方法及其在制品中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改性的层状填料以及它们 用来制备纳米复合材料组合物的用途本申请要求于2004年12月3日提交的序列号60/632，828的权益， 将该文献的公开内容引入供参考。 专利
方法。本专利技术还涉及由这些改性的层状填料和弹性体制成的纳米复合 材料组合物，其制备方法及其在制品中的用途。
技术介绍
纳米复合材料已经是很多学术和工业文献的主题，这较大程度地 归因于它们能够赋予给定材料新的性能。具体来说，聚合物纳米复合 材料，如弹性体-粘土纳米复合材料，已经引起了相当大的兴趣。在此使用的纳米复合材料或聚合物纳米复合材料通常是聚合物体系，它们 包含聚合物基体的无机颗粒，该无机颗粒具有至少一个尺度在纳米范 围内。纳米复合材料的制备使用许多产生剥离的粘土的方法。 一种最常 用的方法在于使用有机改性的蒙脱粘土。有机粘土通常经由溶液类离 子交换反应制备，该反应用工业中通常已知作为溶胀或剥离剂的有机 分子如烷基或芳基铵化合物替代存在于钠蒙脱石表面上的钠离子。参 见，例如美国专利号5， 807， 629、 WO 02/100935和WO 02/100936。其 它背景参考文献包括美国专利号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。然而，许多铵类化合物的烷基链长度/类型限制了分离(例如层之 间的d间距所显示的分离)以及烷基链和聚合物骨架之间的相容性。 因此，需要用于改进改性的层状填料的新型剥离剂，以制备用于内衬 应用的具有改进的性能例如较好的阻隔性能的纳米复合材料组合物。专利技术概要在实施方案中，本专利技术提供包含至少一种层状填料和至少一种改性剂的改性的层状填料，所述改性剂包含至少一个碳链长度为c25-c5。。的聚合物链E和铵官能化的基团。在另一个实施方案中，本专利技术提供纳米复合材料组合物，包含 弹性体组合物，和包含至少一种层状填料和至少一种改性剂的改性的 层状填料，所述改性剂包含至少一个碳链长度为(:25-(:5。。的聚合物链E 和铵官能化的基团。在又一个实施方案中，本专利技术提供包含纳米复合材料组合物的制 品，所述组合物包含弹性体组合物；包含至少一种层状填料和至少 一种改性剂的改性的层状填料，所述改性剂包含至少一个碳链长度为 C25-C5。。的聚合物链E和铵官能化的基团；至少一种固化剂包装 (package);和任选地，至少一种附加的填料，任选地，至少一种交 联剂，任选地，至少一种加工助剂，任选地，至少一种塑性体；或任 选地，它们的混合物。在任何前述实施方案中，所述铵官能化的基团可以由以下侧挂到 聚合物链E上的基团描述E<formula>formula see original document page 11</formula>其中每个R、 R'和W是相同或不同的并且独立地选自氢，C广(^烷 基、烯烃或芳基，取代的d-Cw烷基、烯烃或芳基，C「Cw脂族醇或醚， d-CM羧酸，腈，乙氧基化胺，丙烯酸酯和酯；并且其中X是铵的平衡 离子如Br—、 Cl—或PF"附图简述附图说明图1示出了实施例1的改性的粘土的d间距曲线图。 图2示出了实施例2的改性的粘土的d间距曲线图。图3示出了实施例3的改性的粘土的d间距曲线图。 图4示出了实施例4的改性的粘土的d间距曲线图。 图5示出了实施例8的改性的粘土的d间距曲线图。 图6示出了实施例10的改性的粘土的d间距曲线图。 专利技术详述现将描述本专利技术的各种具体的实施方案、变体和实施例，包括为 了理解本专利技术而在此采用的优选的实施方案和定义。为了确定侵权， 本"专利技术"的范围将参照所附权利要求中的任一项或多项，包括它们 的等效物和元素或与所述的那些等同的限定。当在此使用时，元素周期表各族的新的编号方案按照CHEMICAL AND ENGINEERING NEWS,63 ( 5 ) ， 27 ( 1985 )。当在此使用时，聚合物可用来意指均聚物、共聚物、互聚物、三元共聚物等。同样地，共聚物可以意指包含至少两种单体，任选地具 有其它单体的聚合物。当在此使用时，当称聚合物包含单体时，所述单体以单体的聚合 形式或单体的衍生物形式存在于聚合物中。同样地，当催化剂组分描 述为包含组分的中性稳定形式时，本领域技术人员应理解为该组分的 离子形式是与单体反应以产生聚合物的形式。当在此使用时，当改性的层状填料描述为包含某些组分时，那些 组分以它们的合成形式或衍生物形式(即，^人可例如所述组分之间的 化学和物理相互作用，如在层状填料和改性剂之间的那些相互作用) 和/或可能在改性的层状粘土的合成期间发生的变化存在。当在此使用时，当纳米复合材料描述为包含某些组分时，那些组分 以它们的合成形式或衍生物形式(即，认可例如所述组分之间的化学和 物理相互作用，如在弹性体和改性的层状填料以及其它组分之间的那些 相互作用)和/或可能在纳米复合材料的合成期间发生的变化存在。当在此使用时，在此所使用的弹性体或弹性体组合物是指依照 ASTM D 1566定义的任何聚合物或聚合物的组合物(例如聚合物的共 混物)。弹性体包括聚合物的混合的共混物例如聚合物的熔体混合和/ 或反应器共混物。该术语可以与术语"橡胶"互换地使用。当在此使用时，"phr"是份/一百份橡胶，并且是本领域中常用 的量度，其中组合物的组分相对于主要的弹性体组分来量度，以100 重量份弹性体或橡胶为基础。当在此使用时，异丁烯类弹性体或聚合物是指包含至少70mol。/。来 自异丁烯的重复单元的弹性体或聚合物。当在此使用时，异烯烃是指任何具有至少一个这样的碳的烯烃单 体，即该碳在其上具有两个取代物。当在此使用时，多烯烃是指具有两个或更多个双键的任何单体， 例如，多烯烃可以是任何包含两个共扼双键的单体如共轭二烯如异戊 二烯。当在此使用时，纳米复合材料或纳米复合材料组合物是指在聚合 物基体内包含无机颗粒的聚合物体系，所述颗粒具有至少一个在纳米 范围内的尺度。当在此使用时，插入是指组合物的状态，其中聚合物存在于薄片 状填料的每个层之间。如工业中和学术界认可的那样，插入的某种象 征可以是X射线检测的线条与原始薄片状填料的相比移动和/或削弱， 这表明蛭石层之间的空间比原生矿物中的大。当在此使用时，剥离是指原始颗粒的各个层的分离，以致聚合物 包围每个颗粒。在一个实施方案中，非常多聚合物存在于每个薄片之 间，以致薄片可以无规地分隔。例如，剥离或插入的某种指标可以是 不显示X射线线条或更大d间距的曲线，因为该无规间隔是层状薄片 的增加的分离，如下面更详细地论述的那样。然而，如工业中和学术 界认可的那样，其它象征可能对说明剥离的结果有用，如渗透性测试、 电子显微镜检查、原子力显微镜检查等。当在此使用时，溶剂是指能够溶解另一种物质的任何物质。当使 用术语"溶剂"时，除非另有规定，它可以是指至少一种溶剂或两种 或更多种溶剂。在某些实施方案中，溶剂是极性的；在其它实施方案 中，溶剂是非极性的。当在此使用时，溶液是指一种或多种物质(溶质)在一种或多种 物质(溶剂)中的以分子水平或离子水平均匀分散的混合物。例如， 溶液方法是指弹性体和改性的层状填料都本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含至少一种层状填料和至少一种改性剂的改性的层状填料，所述改性剂包含至少一个碳链长度为Ｃ↓［２５］－Ｃ↓［５００］的聚合物链Ｅ和铵官能化的基团。

【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：龚才国，翁卫青，谢敏辅，AJ迪亚斯，JP斯托克斯，AA加鲁斯卡，BJ普尔，C内亚古，K卡普，MW约翰斯顿，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]