用于聚合物复合物的组合物和方法技术

在一种实施方式中，本发明专利技术提供制备聚合物－有机粘土复合组合物的方法，该方法包括：（ａ）在缩聚条件下使第一单体、第二单体、溶剂和有机粘土组合物接触，得到第一聚合反应混合物，其中所述有机粘土组合物包含交替的无机硅酸盐层和有机层，所述第一单体和第二单体之一为二胺，另一个为二酐；（ｂ）对第一聚合反应混合物实施化学计量检验步骤；（ｃ）向第一聚合反应混合物中任选加入其它反应物（单体１、单体２或链终止剂），以得到第二聚合反应混合物；及（ｄ）从第一聚合反应混合物或第二聚合反应混合物中除去溶剂，得到包含聚合物组分和有机粘土组分的第一聚合物－有机粘土复合组合物，其中有机粘土组分至少１０％片状剥落。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请和优先权要求本申请要求2007年6月22日提交的序号为11〃66850的美国非临时专 利申请、2006年6月26提交的序号为60/805821的临时专利申请和2007年 6月20日提交的序号为60/945150的临时申请的优先权；所有这些美国申请 全部引入本文作为参考。
技术介绍
本专利技术涉及用于制备有机粘土组合物的有机盐组合物，聚合物-有机粘 土复合组合物，及制备聚合物纳米复合材料的方法。有机粘土充当聚合物组合物制备中的有益添加剂，该聚合物组合物相对 于未填充的聚合材料以及包含无机粘土的聚合物复合组合物，具有增强的物 理性质。有机粘土通常如此制备，即用有机阳离子置换常规无机粘土的硅酸 盐层之间的通道中存在的无机阳离子。有机粘土组合物的主要优点在于，当 其混合到聚合物组合物中时，发现有机粘土剥落并且与聚合物基质相互作用 的程度大于相应的包含纯粹无机粘土的组合物的情形。存在于有机粘土的无 机硅酸盐层之间的有机部分不仅使有机粘土膨胀，即相对于相应无机粘土的 d-间距增加有机粘土的d-间距，而且在经受聚合物基质内的剪切力时增强有 机粘土剥落的倾向。在某些情况下，剥落发生得如此完全，结果产生包含分 散度极高的硅酸盐层的聚合物组合物，而该含有机粘土的聚合物组合物称作 纳米复合材料。尽管该领域过去十年的进步令人印象深刻，但是人们仍在积极地探索改 进的有机粘土组合物，并且在发现时高度珍视该有机粘土组合物。很多有机 粘土的缺点之一是存在的有机阳离子的热不稳定性，使得它们不适于聚合物 -有机粘土组合物需要在高温下加工的应用，包含"耐热的"聚合物如聚醚酰亚 胺的含有机粘土的聚合物组合物的情形就是如此。很多已知的有机粘土组合 物的另 一缺点是，有机粘土组合物分散于聚合物基质中时会与聚合物基质发 生不利的相互作用，结果会使含有机粘土的聚合物组合物的性能边缘化。例9如，当有机阳离子为伯铵阳离子且聚合物基质对胺基团敏感时，结果会在例 如聚合物基质与有机粘土组合物的熔混过程中发生聚合物基质的降解。因而，强烈需要开发这样的有机粘土组合物，即不仅仅是热稳定的而且粘土组合物。本专利技术解决了这些及其它技术挑战:
技术实现思路
在各实施方案中，本专利技术提供可用于制备有机粘土组合物的新的季有机 鳞盐和新的季吡啶鑰盐。因而，在一种实施方案中，本专利技术提供利用本专利技术 所提供的新的有机盐制备的有机粘土组合物。又一方面，本专利技术提供包含本 文所公开的有机粘土组合物的新的聚合物-有机粘土复合组合物。再一方面， 本专利技术提供制备聚合物-有机粘土复合组合物的新方法。本文中详细地公开 了本专利技术的这些及其它方面。附图说明图1示出了得到的本专利技术的薄膜，其具有7%的纳米硅酸盐填充量，33.0 ppm/。C的加工方向CTE,及255°C的Tg。具体实施例方式在下面的说明书和所附权利要求书中将提及大量的术语，这些术语定义 为具有下列含义。除非上下文中另外明确指出，否则，单数形式(对应于英文中的"a"、 "an" 和"the，，)包括复数讨论对象。"任选的，，或者"任选地"意指其后描述的事件或事项可以发生或不发生， 而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。如本文中所使用的，术语"溶剂，，可以指单一溶剂，也可以指多种溶剂的 混合物。如整个说明书和权利要求书中所使用的，可以应用近似语言修饰容许改 变却不导致与之相关的基本功能发生变化的任何数量表示。因此，用词语如 "约"修饰的数值，并不限于精确的规定数值。在某些情况下，所述近似语言 可相当于测量该数值的仪器的精度。如本文中所使用的，术语"芳族基团"是指包含至少一个芳基、化合价至 '少为一价的原子排列。该包含至少一个芳基、化合价至少为一价的原子排列 可包含杂原子如氮、硫、硒、硅和氧，也可以仅仅由碳和氢组成。如本文中 所使用的，术语"芳族基团"包括但不限于苯基，吡啶基，呋喃基，噻吩基， 萘基，亚苯基，及联苯基。应当注意，芳族基团包含至少一个芳基。芳基总是具有4n+2个"离域，，电子的环状结构，其中"n"为1或更大的整数，例如苯 基(n-l),噻吩基(『1)，呋喃基(n-l)，萘基(n-2),奠基(n-2)，蒽基(r^3)等。 芳族基团也可以包含非芳香性组成部分。例如，千基是包含苯基环(芳基)和 亚曱基(非芳香性组成部分)的芳族基团。类似地，四氢萘基是包含稠合到非芳香性组成部分-(CH2)4-上的芳基(C6H3)的芳族基团。为了方便，在本文中规定术语"芳族基团"包含各式各样的官能团如烷基，链烯基，炔基，卣代烷基， 卤代芳基，共轭二烯基，醇基，醚基，醛基，酮基，羧酸基，酰基(例如羧 酸衍生物比如酯和酰胺)，胺基，硝基，等等。例如，4-曱基苯基为包含曱基 的C7芳族基团，该曱基为烷基官能团。类似地，2-硝基苯基为包含硝基的 Cs芳族基团，该硝基为官能团。芳族基团包括卤代的芳族基团，如4-三氟曱 基苯基，六氟异丙叉二(4-苯-l-基氧基)(即-OPhC(CF3)2PhO-), 4-氯曱基苯-1-基，3-三氟乙烯基-2-噻吩基，3-三氯曱基苯-l-基(即3-CCl3Ph-)， 4-(3-溴丙-1-基)苯-l-基(即4-BrCH2CH2CH2Ph-)，等等。芳族基团的更进一步的实例包括 4-烯丙氧基苯-l-氧基，4-氨基苯-l-基(即4-H2NPh-)， 3-氨基羰基苯-l-基(即 NH2COPh-)， 4-苯曱酰基苯-l-基，二氰基亚曱基二(4-苯-l-基氧基)(即 -OPhC(CN)2PhO-) , 3-曱基苯-l-基，亚曱基二(4-苯-l-基氧基)(即 -OPhCH2PhO-)， 2-乙基苯-l-基，苯基乙烯基，3-甲酰基-2-噻吩基，2-己基-5-呋喃基，六亚曱基-1,6-二(4-苯-l-基氧基)(即-OPh(CH2)6PhO-)， 4-羟曱基苯-l-基(即4-HOCH2Ph-)， 4-巯甲基苯-l-基(即4-HSCH2Ph-)， 4-曱硫基苯-l-基(即 4-CH3SPh-)， 3-曱氧基苯-1-基，2-曱氧基羰基苯-l-基氧基(如甲基水杨基)， 2-硝基甲基苯-l-基(即2-N02CH2Ph), 3-三曱基曱硅烷基苯-l-基，4-叔丁基二 曱基甲硅烷基苯-l-基，4-乙烯基苯-l-基，乙烯叉二(苯基)，等等。术语"CrC,o 芳族基团"包括含有至少3个但不大于IO个碳原子的芳族基团。芳族基团1-咪唑基((33112!<[2-)代表C3芳族基团。苄基(07&-)代表C7芳族基团。本文所用术语"脂环族基团"是指包含环状但非芳香性原子排列、化合价 至少为一价的基团。在本文中规定"脂环族基团"不包含芳基。"脂环族基团"可包含一或多个非环状组成部分。例如，环己基曱基(C6HuCH2-)为包含环己脂环族基团可以包含杂原子如氮、硫、硒、硅和氧，也可以仅仅由碳和氢组 成。为了方便，在本文中规定术语"脂环族基团"包括许多官能团如烷基，链 烯基，炔基，卣代烷基，共辄二烯基，醇基，醚基，醛基，酮基，羧酸基，酰基(例如羧酸衍生物比如酯和酰胺)，胺基，硝基，等等。例如，4-曱基环 戊-l-基为包含曱基的C6脂环族基团，该曱基为烷基官能团。类似地，2-硝 基环丁_1_基为包含硝基的C4脂环族基团，该硝基为官能团。脂环族基团可 以包含一本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备聚合物－有机粘土复合组合物的方法，该方法包括：　（ａ）在缩聚条件下使第一单体、第二单体、溶剂和有机粘土组合物接触，得到第一聚合反应混合物，其中所述有机粘土组合物包含交替的无机硅酸盐层和有机层，所述第一单体和第二单体之一为二胺，另一 个为二酐；　（ｂ）对第一聚合反应混合物实施化学计量检验步骤；　（ｃ）任选向第一聚合反应混合物中加入其它反应物（单体１、单体２或链终止剂），以得到第二聚合反应混合物；及　（ｄ）从第一聚合反应混合物或第二聚合反应混合物中除去溶 剂，得到包含聚合物组分和有机粘土组分的第一聚合物－有机粘土复合组合物，其中有机粘土组分至少１０％剥落。

【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：曹峰，陈国邦，埃里克哈格伯格，法里德F库利，塔拉J马伦，罗伊R奥德尔，詹姆斯M怀特，山口则光，
申请(专利权)人：沙伯基础创新塑料知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]