提供了一种制备新的疏水性氧化铝的方法，所述方法包括：i)提供包含氧化铝化合物的浆料，所述浆料具有大于5.5的pH；ii)将包含具有长烃链的羧酸的有机组合物与所述浆料混合，以形成酸改性的浆料；iii)水热调理所述酸改性的浆料，以形成水热熟化的浆料；和iv)将所述水热熟化的浆料干燥。新的疏水性氧化铝具有表面改性的结构，其特征在于低含水量和非常小的纳米粒子。这些新的疏水性氧化铝可以均匀地分散在基质例如聚合物中。
Hydrophobic surface modified alumina for polymer composition and method for preparing the same
A method for preparing a new hydrophobic alumina is provided, including: I) providing a slurry containing alumina compounds with a size of pH greater than 5.5; ii) mixing organic compounds containing carboxylic acids with long hydrocarbon chains to form an acid modified slurry; iii) the acid modified by hydrothermal conditioning. The slurry is formed to form a thermally cured slurry and IV to dry the said thermally aged slurry. The new hydrophobic alumina has a surface modified structure, characterized by low water content and very small nanoparticles. These new hydrophobic alumina can be dispersed uniformly in matrix such as polymers.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于聚合物组合物的疏水性表面改性的氧化铝和用于制备其的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年10月30日提交的美国申请62/248,962的优先权，该申请的公开内容通过引用结合在本文中用于所有目的。本专利技术涉及一种新型的用于制备疏水性氧化铝的方法，新型的疏水性氧化铝，以及包含所述新型的疏水性氧化铝和基质的组合物。背景聚合物广泛用于一些应用，例如，制备纤维、薄膜或多种涂层材料。热塑性塑料在工业中应用最广。聚合物通常用作阻隔物或用于阻隔物，例如，薄膜、粘合剂等，以改善多种材料的特性和性能。在阻隔聚合物领域中，应用在能量上不是特别有效的复杂工艺和技术来获得针对分子渗透性的阻力(例如，应用多层薄膜或聚合物共混物)。[1]通过将高氧气阻隔聚合物和水敏感性阻隔物(乙烯乙烯醇共聚物)与至少两层相对高疏水性的聚合物(聚乙烯，“PE”)组合而得到具有在大的含水量范围具有超高氧气阻隔性的材料。聚合物共混物也可以用于阻隔聚合物领域，原因在于所述共混物可以获得使用单层聚合物不能得到的特性。在聚合物材料中使用无机粒子以改善多种特性在本领域中是公知的。例如，粘土已经被研究到作为用于聚合物的填料、作为增强剂和作为阻隔物质的重要程度。检验的多种方法证实了材料的最终物理特性和性能完全依赖于制造技术、制备方法和剥落填料材料的可能性的事实。然而，使用开采的粘土、剥落的或分散成单个粒子已经成为主要的技术挑战。[2-5]使用开采的粘土具有一些缺点。这是由于它们可能包含吸收相当大量的湿度的矿物质。甚至在通过在高温加热去除湿度后，在大部分情形中，在室温容易重新获得湿度，这使得这种粘土的使用变得更为复杂。有效剥落小板形成完全分散的单个粒子形态可能受到这一事实的阻碍：粘土粒子是亲水性的，并且多种感兴趣的聚合物是疏水性的(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯“PET”，聚乙烯“PE”，聚丙烯“PP”等)。[1]文献中存在关于使用季铵表面活性剂改善和粒子处理从而使得粘土被加工成聚合物的多份报道。这些材料可以通过静电相互作用的机制改性粘土粒子的亲水特征，并且改善在主体聚合物中的分散性和润湿性。为了进行此，它们可以提供强化，在一些情形中，通过交联提供强化。然而，还报道此类铵表面活性剂可能在以相对高温的熔融物加工过程中分解，对聚合物的耐用性方面具有不利的影响。[2,3]通常，在具有水排斥性特性的增容剂(如马来酸酐)和/或短链金属硬脂酸盐的存在下，进行粘土-改性的聚合物的制备。然而，金属硬脂酸盐作为润滑剂起作用，并且仅围绕粒子，而不形成特定的化学键。金属硬脂酸盐和硅烷辅助使粘土粒子悬浮，仅在熔融粘度方面具有少量增加。然而，使用纳米尺寸的粒子，仅聚结物结合形成具有差的分散度的聚合物基质，并且所述材料作为常规的填料起作用。[4]使用机械技术来结合粒子，而不使用任何具体的表面改性，也已经记载在现有技术中。这些处理很少使用。一个实例是高岭土，其不能进行表面改性。现有技术教导[5]通过压碎机制备的盘式结构的高岭土可能改善阻隔性能，使之超过标准的乳胶涂层。对涂布基板的扫描电子显微镜(SEM)显微图像显示粒子必须以高浓度存在，从而得到需要的特性。据报道，开采的包含大尺寸高岭土晶体的矿物质被选择性开采并且压碎成微米尺寸的板样粒子。控制粒子的厚度所得到的限度处在约100nm的规格，而尺寸高于500nm(太大了而无效)，因此关于所用的体积分数是高度无效的。预测高的填料体积分数提高阻隔特性，但是相反地，降低聚合物的机械特性。文献报道了对聚合物使用水合氧化铝而不改变其表面。[6]这一应用涉及被包埋到粒子中的用于阻隔特性的聚胺树脂。在该工艺中，通过在高温的热煅烧，得到过渡的氧化铝，煅烧在高于400℃的温度进行。最大的煅烧温度可以小于1050℃或1100℃。这些温度通常导致相当大比例的γ和θ相氧化铝。制备这些材料的工艺使用晶种，其有时用于控制晶体生长。要求该材料的特性来源于用过渡氧化铝对勃姆石的改变(以避免形成紧密、致密的粒子组装物)。然而，可以争辩，煅烧的必需性，之后在添加到聚合物之前再次另外将材料干燥，使得产物的制备越发复杂化。实施例显示了具有高于50nm的最小晶体尺寸(或者，“诸如至少75nm，诸如至少100nm，或至少约135nm”)的粒子，其通常涉及这种氧化铝的特性。背景参考文献：[1]TimothyV.Duncan,Applicationsofnanotechnologyinfoodpackagingandfoodsafety:Barriermaterials,antimicrobialsandsensors,JournalofColloidandInterfaceScience363(2011)1–24[2]M.D.Sanchez-Garcia,NovelPETNanocompositesofInterestinFoodPackagingApplicationsandComparativeBarrierPerformanceWithBiopolyesterNanocomposites,JOURNALOFPLASTICFILM&SHEETING,VOL.23—APRIL2007.[3]ByDintcheva,N.Tz.；Al-Malaika,S.；LaMantia,F.P.,Effectofextrusionandphoto-oxidationonpolyethylene/claynanocomposites,PolymerDegradationandStability(2009),94(9),1571-1588.[4]Gupta,KernmelandKin,PolymerNanocompositeshandbook,CRCPress.[5]IMERYSTECHNICALGUIDE,BarrisurfTM.[6]D.O.Yener,O.Guiselin,R.Bauer,PatentUS8575255,Saint-GobainCeramicsandPlastics,2007.背景参考文献[1]–[6]通过引用结合在本文中用于所有目的。专利技术概述本专利技术目的在于通过简单的工艺制备新的疏水性氧化铝，所述疏水性氧化铝具有特征在于低含水量和非常小的纳米粒子的表面改性的结构。这些新的疏水性氧化铝可以均匀地分散在基质例如聚合物中。按照本专利技术的第一方面，提供制备疏水性氧化铝的方法，所述方法包括下述步骤：i)提供包含氧化铝化合物的浆料，所述浆料具有大于5.5的pH；ii)将包含具有长烃链的羧酸的有机组合物与所述浆料混合，以形成酸改性的浆料；iii)水热调理所述酸改性的浆料，以形成水热熟化的浆料；和iv)将所述水热熟化的浆料干燥。氧化铝化合物包括氢氧化氧化铝(AlOOH)、勃姆石或假勃姆石，优选勃姆石。氢氧化氧化铝可以来源于铝醇盐的水解，或来源于其他氧化铝源，诸如铝酸钠源、明矾源或多种其他变化物。更具体地，适用于本专利技术的方法的氧化铝化合物可以从铝醇盐的水解获得。氢氧化氧化铝组成不同形状的晶体，包括六面体、片样、区段样、板样结构，或这些的组合。其优选地具有板样或区段样结构或它们的组合。浆料优选是水性浆料。在本专利技术更优选的实施方案中，包含氧化铝化合物的水性浆料是从铝醇盐水解Ziegler本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备疏水性氧化铝的方法，所述方法包括下述步骤：i)提供包含氧化铝化合物的浆料，所述浆料具有大于5.5的pH；ii)将包含具有长烃链的羧酸的有机组合物与所述浆料混合，以形成酸改性的浆料；iii)水热调理所述酸改性的浆料，以形成水热熟化的浆料；和iv)将所述水热熟化的浆料干燥。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.30 US 62/248,9621.一种制备疏水性氧化铝的方法，所述方法包括下述步骤：i)提供包含氧化铝化合物的浆料，所述浆料具有大于5.5的pH；ii)将包含具有长烃链的羧酸的有机组合物与所述浆料混合，以形成酸改性的浆料；iii)水热调理所述酸改性的浆料，以形成水热熟化的浆料；和iv)将所述水热熟化的浆料干燥。2.权利要求1的方法，其中所述氧化铝化合物包括氧化铝、勃姆石或假勃姆石。3.权利要求1或2的方法，其中所述浆料具有7.0至10.0的pH。4.权利要求1-3中任一项的方法，所述方法包括下述步骤：向所述浆料或酸改性的浆料中加入碱，以确保所述浆料或所述酸改性的浆料的pH保持为7以上的pH。5.权利要求1-4中任一项的方法，其中所述有机组合物包含具有12-24的烃链的羧酸。6.权利要求1-4中任一项的方法，其中所述有机组合物包含具有14-...
【专利技术属性】
技术研发人员：玛丽亚·罗伯特·拉巴伊奥里，瑞安·洛斯克托瓦，
申请(专利权)人：萨索尔美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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