【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于改善纤维素材料-聚合物复合物的性能的偶联剂制剂。该技术适用于一系列纤维素基材料(如木材或木制品)，作为此类聚合物基质复合物的填料。
技术介绍
1、在挤出机中熔融混合纤维素材料(如木粉)和聚合物的组合，形成仿制木材的板材，是制造纤维素材料-聚合物复合物铺板、围栏和墙板的商业工艺。纤维素材料和聚合物往往是相互不相容的。例如，纤维素材料-聚合物复合物铺板、围栏或墙板可能会出现不良老化，这通常是由于从环境中吸收了过多的水分。这些类型的复合物还容易出现蠕变，即材料在一段时间内缓慢弯曲。在围栏和墙板等垂直应用中，蠕变现象更为严重。目前解决这一不相容性问题的方法是将市售的马来酸酐接枝聚合物掺入纤维素材料-聚合物基质混合物中。马来酸酐接枝聚乙烯(mah-g-pe)或马来酸酐接枝聚丙烯(mah-g-pp)聚合物被称为聚合物相容剂或聚合物偶联剂，其价格昂贵。商业上已知的马来酸化聚烯烃包括来自科聚亚公司(chemtura)的系列、来自杜邦公司(dupont)的来自埃克森美孚公司(exxonmobil)的系列和阿科玛公司(arkema)的系列。这些添加剂可能无法提供足够刚性的复合物，不能很好地用作围栏或墙板。此外，现有技术中相容剂的物理性质可能无法提供足够的抗断裂性(以断裂模量(mor)衡量)，或刚度(以模量衡量)，其与抗蠕变性有关。
2、纤维素材料与聚乙烯或聚丙烯或其他非极性聚合物或其混合物的相容性差，导致复合板材中的裂纹、板材的物理性能降低和吸水性增加。吸水性会降低复合物的老化特性，即物理性能随时间的保持能力。因此需要增强
3、us2020/0056020公开了一种用于木材聚合物复合物的面胶(capstock)树脂。建筑材料可由具有木材-聚合物复合芯的面胶组成，其中的“进一步步骤”是将熟油中间产物(stand oil intermediate product)添加到乙烯丙二胺单体(epdm)、木材填料、pe、粘土和过氧化苯甲酸叔丁酯中，混合后压制成薄片，并在140℃下固化。
4、us 7850771公开了制备如下的水性乳液：聚乙烯蜡、木材防腐剂和任选的试剂，例如桐油、亚麻籽油、丙烯酸、有机酸，使用偶氮二异丁腈(aibn)和过氧化氢作为自由基引发剂，组成木材防腐剂组合物。该专利公开了丙烯酸烷基酯的用途，其可以由aibn、过氧化氢或过硫酸钾固化。
5、仍然需要一种成本效益高、易于使用的纤维素材料-聚合物复合物偶联剂，其具有合适的抗老化性和物理性能，可用作传统木材的替代品，特别是用于户外应用，如铺板、围栏和墙板。
技术实现思路
1、本专利技术人已经发现，一种包含有机过氧化物、含锌试剂或含硅试剂中的至少一种或两者的组合的特定制剂，为聚合物基质复合物(其中纤维素材料(如木材)作为填料)提供了偶联剂。该制剂具有成本效益，并提高了纤维素材料-聚合物复合物的吸水性、断裂模量和刚度(高模量)。
2、提供了一种用于纤维素材料-聚合物复合物的偶联剂制剂。该制剂包含，由以下组成，或基本由以下组成：
3、a)至少一种有机过氧化物，其中所述至少一种有机过氧化物在98℃下的半衰期为至少一小时；
4、b)以下中的至少之一：i)至少一种含锌试剂；和/或ii)至少一种具有结构(i)的含硅试剂：
5、sir1r2r3r4(i)。
6、在结构(i)中，r1、r2、r3或r4中的至少之一包括至少一个不饱和基团，由至少一个不饱和基团组成，或基本由至少一个不饱和基团组成，并且其余的r1、r2、r3或r4是氢或烷基或烷氧基，并且可以是相同或不同的。
7、本专利技术还提供了一种偶联剂母料，用于以木材和/或其他纤维素材料作为填料的聚合物基质复合物。母料包含上述偶联剂制剂和合适的载体，由上述偶联剂制剂和合适的载体组成，或基本由上述偶联剂制剂和合适的载体组成。通常，母料以粉末状或颗粒状固体的形式提供。还公开了制备母料的方法，以及制备纤维素材料-聚合物复合物的方法。
8、总之，公开的偶联剂制剂可以单独或作为母料添加到纤维素材料和聚合物中。然后将该最终组合物熔融混合并挤出以形成例如纤维素材料-聚合物复合铺板、围栏或墙板。
9、在一个实施方式中，偶联剂可以完全取代纤维素材料-聚合物复合制剂中的常规聚合物接枝mah相容剂。在另一个实施方式中，偶联剂制剂可以部分取代纤维素材料-聚合物复合物中的常规聚合物mah偶联剂。
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1.一种用于纤维素材料-聚合物复合物的偶联剂制剂，其包含：
2.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其进一步包含：
3.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其包含所述至少一种具有结构(I)的含硅试剂，且进一步包含以下中的至少一种：硼酸、十水四硼酸钠、五水四硼酸钠、无水四硼酸钠，四水八硼酸二钠、无水八硼酸二钠、偏硼酸钠、硼酸钙、硼酸锌、硼酸铵或其组合。
4.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中所述至少一种含锌试剂包括以下中的至少一种：
5.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中所述至少一种具有结构(I)的含硅试剂包括以下中的至少一种：乙烯基(烷氧基)硅烷；乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,乙烯基三异丙氧基硅烷,乙烯基三叔丁氧基硅烷；乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷；乙烯基三乙酰氧基硅烷；三乙烯基甲氧基硅烷；三乙烯基乙氧基硅烷；三乙烯基异丙氧基硅烷；二乙烯基二甲氧基硅烷；二乙烯基二乙氧基硅烷；乙烯基(烷基)硅烷；乙烯基三甲基硅烷；乙烯基三乙基硅烷；乙烯基三异丙基硅烷；乙烯基三丁基硅烷；二乙烯基二甲基硅烷；多乙烯基硅烷；二乙烯基硅烷；三乙烯基硅烷；四
6.如权利要求2所述的偶联剂制剂，其中所述至少一种具有结构(II)的含硅试剂包括以下中的至少一种：四(烷氧基)硅烷；四甲氧基硅烷；四乙氧基硅烷；四异丙氧基硅烷；四丁氧基硅烷；(烷基)(烷氧基)硅烷；甲基三(甲氧基)硅烷；甲基三(乙氧基)硅烷；甲基三(异丙氧基)硅烷；乙基三(甲氧基)硅烷；乙基三(乙氧基硅烷)；乙基三(异丙氧基)硅烷；丙基三(甲氧基)硅烷；丙基三(乙氧基硅烷)；丙基三(异丙氧基)硅烷；或其组合。
7.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中所述至少一种有机过氧化物在98℃下的半衰期为至少一小时。
8.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中所述至少一种有机过氧化物包括至少一种官能化的有机过氧化物。
9.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中，所述至少一种有机过氧化物包括以下中的至少一种：二酰基过氧化物；过氧化酯；单过氧碳酸酯；过氧缩酮；二烷基过氧化物；叔丁基过氧化物；叔戊基过氧化物；羧酸官能化的过氧化物、羟基官能化的过氧化物、具有自由基反应性不饱和基团的官能化过氧化物；3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,2,4,5,7,8-六氧杂环壬烷、3,3,5,7,7-五甲基-1,2,4-三氧杂环庚烷、过氧化马来酸叔丁酯或其组合。
10.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中，所述至少一种含锌试剂包括以下中的至少一种：二丙烯酸锌；二甲基丙烯酸...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于纤维素材料-聚合物复合物的偶联剂制剂，其包含：
2.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其进一步包含：
3.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其包含所述至少一种具有结构(i)的含硅试剂，且进一步包含以下中的至少一种：硼酸、十水四硼酸钠、五水四硼酸钠、无水四硼酸钠，四水八硼酸二钠、无水八硼酸二钠、偏硼酸钠、硼酸钙、硼酸锌、硼酸铵或其组合。
4.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中所述至少一种含锌试剂包括以下中的至少一种：
5.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中所述至少一种具有结构(i)的含硅试剂包括以下中的至少一种：乙烯基(烷氧基)硅烷；乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,乙烯基三异丙氧基硅烷,乙烯基三叔丁氧基硅烷；乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷；乙烯基三乙酰氧基硅烷；三乙烯基甲氧基硅烷；三乙烯基乙氧基硅烷；三乙烯基异丙氧基硅烷；二乙烯基二甲氧基硅烷；二乙烯基二乙氧基硅烷；乙烯基(烷基)硅烷；乙烯基三甲基硅烷；乙烯基三乙基硅烷；乙烯基三异丙基硅烷；乙烯基三丁基硅烷；二乙烯基二甲基硅烷；多乙烯基硅烷；二乙烯基硅烷；三乙烯基硅烷；四乙烯基硅烷；(乙烯基)(烷基)(烷氧基)硅烷；乙烯基二甲基乙氧基硅烷；乙烯基甲基二乙氧基硅烷；1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷；1,3,5-三乙烯基-1,3,5-三甲基环三硅氧烷；1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷；乙烯基甲基双(三甲基甲硅烷氧基)硅烷；1,1,3,3-四乙烯基二甲基二硅氧烷四乙烯基二甲基二硅氧烷；乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷；1,4-二乙烯基-1,1,4,4-四甲基-1,4-二硅代丁烷；甲基双(三甲基甲硅烷氧基)乙烯基硅烷；2-(二甲基乙烯基甲硅烷基)吡啶；三(2-甲氧基乙氧基)(乙烯基)硅烷；三乙酰氧基(乙烯基)硅烷；三(三甲基甲硅烷氧基)(乙烯基)硅烷；1-环戊烯-1-基(三甲基)硅烷；三甲基[(1z)-1-丙基-1-丁烯基]硅烷；(5,5-二甲基-1-环戊烯-1-基)(三甲基)硅烷；三甲基(6-甲基-1-环己烯-1-基)硅烷；(4-甲氧基-1-环己烯-1-基)(三甲基)硅烷；三甲基(4-甲基-1,5-环己二烯-1-基)硅烷；三甲基(5-甲基-1,5-环己二烯-1-基)硅烷；(6,6-二甲基-1-环己烯-1-基)(三甲基)硅烷；烯丙基(甲基)-1-萘基(苯基)硅烷；三甲基(1-苯基-2-丙烯基)硅烷；2-环辛烯-1-基(三甲基)硅烷；三甲基[(2e)-3-苯基-2-丙烯基]硅烷；三甲基[2-[(三甲基甲硅烷基)甲基]-2-丙烯基]硅烷；三甲基(3-苯基-2-环己烯-1-基)硅烷；叔丁基二甲基(2-丙炔氧基)硅烷；二甲基-二(甲基丙烯酰氧基-1-乙氧基)硅烷；三甲氧基(7-辛烯-1-基)硅烷；三甲基(2,3,4,5-四甲基-2,4-环戊二烯-1-基)硅烷；(2-甲基-烯丙基)-三苯基-硅烷；(1-羟基-烯丙基)-三-甲基-硅烷；(3-甲基-3-丁烯基)(三苯基)硅烷；1-环十二烯-1-基(甲基)硅烷；1-环庚烯-1-基(三甲基)硅烷；[2-(环己基甲基)-2-丙烯基](三甲基)硅烷；2-环己烯-1-基(三甲基)硅烷；双(五氟苯基)甲基(α-苯乙烯基)硅烷；叔丁基(二甲基)[(2e)-2,4-戊二烯氧基]硅烷；或其组合。
6.如权利要求2所述的偶联剂制剂，其中所述至少一种具有结构(ii)的含硅试剂包括以下中的至少一种：四(烷氧基)硅烷；四甲氧基硅烷；四乙氧基硅烷；四异丙氧基硅烷；四丁氧基硅烷；(烷基)(烷氧基)硅烷；甲基三(甲氧基)硅烷；甲基三(乙氧基)硅烷；甲基三(异丙氧基)硅烷；乙基三(甲氧基)硅烷；乙基三(乙氧基硅烷)；乙基三(异丙氧基)硅烷；丙基三(甲氧基)硅烷；丙基三(乙氧基硅烷)；丙基三(异丙氧基)硅烷；或其组合。
7.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中所述至少一种有机过氧化物在98℃下的半衰期为至少一小时。
8.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中所述至少一种有机过氧化物包括至少一种官能化的有机过氧化物。
9.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中，所述至少一种有机过氧化物包括以下中的至少一种：二酰基过氧化物；过氧化酯；单过氧碳酸酯；过氧缩酮；二烷基过氧化物；叔丁基过氧化物；叔戊基过氧化物；羧酸官能化的过氧化物、羟基官能化的过氧化物、具有自由基反应性不饱和基团的官能化过氧化物；3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,2,4,5,7,8-六氧杂环壬烷、3,3,5,7,7-五甲基-1,2,4-三氧杂环庚烷、过氧化马来酸叔丁酯或其组合。
10.如权利要求1所述的偶联剂制剂，其中，所述至少一种含锌试剂包括以下中的至少一种：二丙烯酸锌；二甲基丙烯酸锌；单丙烯酸锌；单甲基丙烯酸锌；锌醇盐；甲醇锌；乙醇锌；异丙醇锌；甲氧基乙醇锌；羧酸锌；双乙酸锌；双(2-乙基己酸)锌；双新癸酸锌；双(环己烷丁酸)锌；环烷酸锌；十一碳烯酸锌；氧代[六(三氟乙酸)]四锌；乙酰丙酮锌；双(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)锌；双(六氟乙酰丙酮)锌；甲酸锌；氧化锌；二硫代二氨基甲酸锌；二甲基二硫代氨基甲酸锌；二乙基二硫代氨基甲酸锌；二丁基二硫代氨基甲酸锌；卤化锌；氯化锌；溴化锌；氟化锌；碘化锌；磺酸锌；碳酸锌；硝酸锌；锌水合物；四氢呋喃锌加合物；n,n,n′,n′-四甲基乙二胺加合物；或其组合。
11.一种用于纤维素材料-聚合物复合物的偶联剂母料，其包含：
12.如权利要求11所述的偶联剂母料，其进一步包含：
13.如权利要求11所述的偶联剂母料，其中，所述用于偶联剂母料的至少一种载体包括以下中的至少一种：聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸类、聚氯乙烯、聚苯乙烯、气相二氧化硅、珍珠岩、碳酸钙、伯吉斯粘土、粘土、高岭土、滑石、氢氧化镁、石膏、沉淀二氧化硅、乙酸丁酸纤...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·P·帕夫莱克，P·R·德鲁兹尼斯奇，L·H·帕莱斯，M·B·阿布拉姆斯，M·德斯泊托泊罗，
申请(专利权)人：阿科玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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