改性层状硅酸盐制造技术

聚合物纳米复合物，包含：a)聚乳酸聚合物；和b)改性层状硅酸盐组合物，其包含改性剂，该改性剂为十六烷基三甲基铵阳离子，该阳离子插入层状硅酸盐的层之间，其制备方法，以及改性层状硅酸盐组合物。该聚合物纳米复合物特别用于包装，特别是食物和饮料的包装。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改性层状硅酸盐本专利技术涉及包括改性剂混合物的改性层状硅酸盐组合物、其制备方法和用途。
技术介绍
改性层状硅酸盐的制备是本领域已知的。因此，在适当的条件下，包含阳离子的有机化合物能够通过离子交换与包含电负性性层状晶格和可交换阳离子的层状硅酸盐反应以形成改性层状硅酸盐。改性材料可以在相对高的温度下应用于不同应用，例如食物包装的生产。这些材料在高温下可能是不稳定的。改性剂的混合物的效果反映在改性层状硅酸盐的热稳定性上。因此，专利申请EP1787918描述了用改性层状硅酸盐增强的生物降解聚酯树脂。该层状硅酸盐用铵，吡啶鎗，咪唑鎗或鎗离子取代。铵离子的实例包括四乙基铵，十八烷基三甲基铵，和二甲基双十八烷基铵等等。在这个专利申请中描述的改性层状硅酸盐代表一种类型的改性剂。因此，从本领域的现有技术来看，得出包含具有改进的热性能的改性剂混合物的改性层状硅酸盐的研发仍然令人感兴趣。专利技术概述专利技术人已经发现包含十六烷基三甲基铵和乙酰胆碱或胆碱的改性层状硅酸盐组合物与仅包含十六烷基三甲基铵阳离子的层状硅酸盐组合物相比在高温下更稳定。因此，该改性层状 硅酸盐组合物可以在较高温度下获得，因为层状硅酸盐组合物不发生分解，这具有较高产率的优点。因此本专利技术的一方面涉及改性层状硅酸盐组合物，其包含改性剂，该改性剂为十六烷基三甲基铵阳离子，该阳离子插入层状硅酸盐的层之间，和额外的改性剂，其选自乙酰胆碱和胆碱。用于本专利技术的硅酸盐属于层状硅酸盐类，优选蒙脱石族。这些化合物的特征在于它们的膨胀性能和高阳离子交换能力。本专利技术的另一方面涉及制备上述定义的改性层状硅酸盐的方法，那是包括改性剂的层状硅酸盐，该改性剂为十六烷基三甲基铵阳离子，该阳离子插入层状硅酸盐的层之间和任选的额外的改性剂，其为乙酰胆碱或胆碱，该方法包括:(a)在水和C1-Cltl醇中分散层状硅酸盐；(b)使用超声波；(C)任选地添加胆碱盐或乙酰胆碱盐；(d)添加十六烷基三甲基铵盐；(e)在介于20°C和120°C之间的温度下保持步骤(d)的混合物；(f)分离步骤(d)获得的化合物，其中步骤a)，b)，c)和d)可以以任何顺序实施。本专利技术的改性层状硅酸盐组合物掺入聚合物中，可以使聚合物纳米复合物显示出改进的耐热性。因此，本专利技术的另一方面涉及本专利技术的改性层状硅酸盐作为聚合物增强剂的用途。附图说明图1显示了对改性层状硅酸盐进行的最高至700°C的热重分析。图2显示了不同样品的杨氏模量(GPa)，(白色栏)和断裂伸长(mm)，(黑色栏)。图3显示了不同样品的杨氏模量(GPa)，(白色栏)和断裂伸长(mm)，(黑色栏)。图4显示了不同样品的热流-温度图。专利技术详述如上所述，本专利技术的一方面涉及包含十六烷基三甲基铵阳离子和乙酰胆碱或胆碱的改性层状硅酸盐组合物。此处使用的术语“层状硅酸盐”，指的是层状的硅酸盐，其中SiO4四面体以二维片层形式连接在一起并且SiO4四面体与AlO6或MgO八面体的层以2:1或1:1的比率缩合。该带负电荷的层吸 引正电阳离子(例如，Na+，K+，Ca2+，Mg2+)，其能够使各层之间结合在一起。落入本专利技术范围内的可以使用的层状硅酸盐非限制性的例子为钠蒙脱石，镁蒙脱石，钙蒙脱石。在优选的实施方式中，层状硅酸盐为钠蒙脱石。此处使用的术语“改性层状硅酸盐”，指的是这样的层状硅酸盐，其中正电阳离子(例如，Na+，K+，Ca2+，Mg2+)通过离子交换反应与作为改性剂的烷基铵进行交换。特别是，本专利技术的改性层状硅酸盐包括十六烷基三甲基铵和，任选的乙酰胆碱或胆碱阳离子，作为改性剂。这些改性剂以相对于层状硅酸盐的阳离子交换能力(CEC)过量的量添加，并且确定为CEC的0.5-10倍的值为最佳。用改性剂混合物对层装硅酸盐进行改性同时引起十六烷基三甲基铵阳离子与胆碱或乙酰胆碱的有利交换。出于该原因，为了使用改性剂混合物来制备这些改性层状硅酸盐，首先用胆碱或乙酰胆碱以低浓度(0.1-1CEC)进行交换，然后使用十六烷基三甲基铵实施交换(0.4-9.9CEC)。因此在更优选的实施方式中，在具有改性剂混合物的纳米复合物中，乙酰胆碱或胆碱的量相对于层状硅酸盐CEC的值为0.20-0.75meq/100g,和十六烷基三甲基铵阳离子的量相对于层状硅酸盐CEC的值为5.25-5.80meq/100go因此在另一个更优选的实施方式中，在具有改性剂混合物的纳米复合物中，乙酰胆碱或胆碱的量相对于层状硅酸盐CEC的值为0.25-0.50meq/100g，和十六烷基三甲基铵阳离子的量相对于层状硅酸盐CEC的值为5.55-5.75meq/100g。如上所述，本专利技术的改性层状硅酸盐，即包含改性剂的层状硅酸盐，该改性剂为十六烷基三甲基铵阳离子，该阳离子插入层状硅酸盐的层之间和任选的额外的改性剂，其为乙酰胆碱或胆碱，可以通过下述方法方法制备:(a)在水和C1-Cltl醇中分散层状硅酸盐；(b)使用超声波；(C)任选添加胆碱盐或乙酰胆碱盐；(d)添加十六烷基三甲基铵盐；(e)在介于20°C和120°C之间的温度下保持步骤(d)的混合物；(f)分离步骤(d)获得的化合物，其中步骤a)，b)，c)和d)可以以任何顺序实施。在优选的实施方式中，层状硅酸盐分散在水和乙醇中。在优选的实施方式中，添加的胆碱盐是卤化胆碱。在更优选的实施方式中，添加的胆碱盐是氯化胆碱。在优选的实施方式中，添加的乙酰胆碱盐是卤化乙酰胆碱。在更优选的实施方式中，添加的乙酰胆碱盐是氯化乙酰胆碱。在优选的实施方式中，添加的十六烷基三甲基铵盐是十六烷基三甲基卤化铵。在更优选的实施方式中，添加的十六烷基三甲基铵盐是十六烷基三甲基溴化铵。在优选的实施方式中，任选的胆碱盐或乙酰胆碱盐的添加和十六烷基三甲基铵盐的添加慢慢进行。在优选的实施方式中，步骤(d)的混合物保持在介于20°C和90°C的温度下。在另一个选的实施方式中，步骤(d)的混合物保持在介于50°C和90°C的温度下。在更优选的实施方式中，步骤(d)的混合物保持在介于65°C和75°C之间的温度下。在优选的实施方式中，分离步骤f)包括对制备的改性层状硅酸盐进行纯化。在更优选的实施方式中，使用水:乙醇的溶液对层状硅酸盐进行纯化，特别地，该溶液添加至改性层状硅酸盐中，并且在搅拌下在介于50°C -90°C之间的温度下保持该混合物。产品被过滤并且测量母液的导电率。这个过程重复实施直到母液具有5-30 μ S/cm以下的导电率。在更优选的实施方式中，该分离步骤包括纯化之后的层状硅酸盐的干燥步骤。该干燥步骤在介于70°C _90°C的温度下实施。其可以在传统的烘箱中通过升华干燥或雾化来实施。通常，干燥过程至少持续12小时。在干燥步骤以后，层状硅酸盐可以被磨碎和过筛。通常其被过筛至粒径在25微米以下。如上所述，本专利技术的改性层状硅酸盐可以用于聚合物的增强。优选，用于在食物包装方面使用的聚合物的增强。优选下列聚合物的增强，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(EVA)、苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、离聚物(I)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚乙烯醇(PVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)。最优选，PP、PE 或 PET。将本专利技术 的改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.04 EP 10382216.91.一种改性层状硅酸盐组合物，包含改性剂，该改性剂为十六烷基三甲基铵离子，该离子插入层状硅酸盐的层之间；和额外的改性剂，其选自乙酰胆碱和胆碱。2.制备根据权利要求1的改性层状硅酸盐的方法，其包括: (a)在水和C1-Cltl醇中分散层状硅酸盐；(b)使用超声波；(C)添加胆碱盐或乙酰胆碱盐；(d)添加十六烷基三甲基铵盐；(e)在介于20°C和120°C之间的温度下保持步骤(d)的混合物；(f)分离步骤⑷获得的化合物，其中步骤a)，b)，c)和d)可以以任何顺序实施。3.根据权利要求2的方法，其中层状硅酸盐分散在水和乙醇中。4.根据权利要求2-3中的任一项的方法，其中添加的胆碱盐或乙酰胆碱盐为卤化胆碱或卤化乙酰胆碱。5.根据权利要 求4的方法，其中添加的卤化胆碱或卤化乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·奥斯尤洛梅罗，M·尤达比尼托，J·M·阿隆索索里阿诺，M·加鲁尔布兰卡，J·M·比尔穆德兹萨尔达纳，M·霍塔尔拉莫斯，
申请(专利权)人：包装，运输及物流技术研究所ITENE，
类型：
国别省市：