[發(fā)明專利]含遙爪聚酯和有機(jī)粘土的納米復(fù)合材料

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580047614.4
• 申請(qǐng)日: 2005-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN101111550A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼爾·J·布魯內(nèi)勒;馬蒂諾·科洛納;科拉多·伯蒂;莫里齊奧·菲奧里尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): C08K3/34
• 分類號(hào): C08K3/34;C08L67/02;C08K9/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 吳培善;封新琴

背景技術(shù)

本發(fā)明通常涉及由混合遙爪離聚物(ionomeric)聚酯和有機(jī)改性的粘土制備的納米復(fù)合材料。本發(fā)明還涉及制備該納米復(fù)合材料的方法和由該納米復(fù)合材料生產(chǎn)的制品。

層狀粘土由排列成層狀結(jié)構(gòu)的金屬硅酸鹽組成，其層疊成有序的形狀。向?qū)訝钫惩林谢旌细郊拥牟牧先缇酆衔铮允褂行驅(qū)悠扑槌沙叽缧∮诩s100nm的顆粒，從而得到基于粘土的納米復(fù)合材料。這使所得制品的性能得到改善，如透氣性、機(jī)械性能、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等。文獻(xiàn)中有很多聚合物-粘土納米復(fù)合材料的例子。用于生產(chǎn)納米復(fù)合材料的粘土可以是未經(jīng)改性的無機(jī)粘土。可選擇地，粘土可以是經(jīng)有機(jī)改性的粘土。通常該納米復(fù)合材料通過混合粘土和聚合物或混合粘土和單體然后進(jìn)行原位聚合而制得。

本技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)確定為了在使用納米復(fù)合材料時(shí)獲得高機(jī)械性能，必須得到粘土的充分剝落和聚合物母體在層狀硅酸鹽上的強(qiáng)粘附性，參見Richard?A.Vaia和Emmanuel?P.Giannelis，Macromolecules，1997，30，8000-8009。用無規(guī)磺化的聚(對(duì)苯二甲酸丁二酯)和有機(jī)改性的粘土制備的納米復(fù)合材料，當(dāng)磺酸酯的含量低至對(duì)苯二甲酸酯基的1摩爾％時(shí)，顯示全剝落(Chisholm，B.J.；Moore，R.B.；Barber，G.；Khouri，F(xiàn).1；Hempsted，A.；Larsen，M.；Olson，E.；Kelley，J.；Balch，G.；Caraher，J.Macromolecules?2002，35，5508)。該納米復(fù)合材料的機(jī)械性能，特別是楊氏模量隨著由于聚合物鏈和粘土間的靜電相互作用數(shù)值的增加而增加的磺酸酯含量而增加。然而，只有低分子量的無規(guī)磺化離聚物(ionomeric)聚(對(duì)苯二甲酸丁二酯)是通過熔體聚合得到的，這是由于無規(guī)離聚物聚合物的高熔體粘度，這會(huì)導(dǎo)致脆性材料。

因此，仍然需要納米復(fù)合材料聚合物組合物，其特點(diǎn)是額外的加強(qiáng)在這些材料的新應(yīng)用發(fā)展中的應(yīng)用。需要發(fā)現(xiàn)新的納米復(fù)合材料聚合物組合物，和由它們制備的、顯示比已披露的材料有額外的優(yōu)勢的制品。

發(fā)明簡述

一方面，本發(fā)明提供新的納米復(fù)合材料聚合物組合物，包括至少一種遙爪聚酯；和至少一種有機(jī)粘土，其中遙爪聚酯包括磺酸根端基(sulfonateend?groups)和來源于至少一種有機(jī)二羧酸和至少一種二醇的結(jié)構(gòu)單元。

本發(fā)明的另一方面是提供該新納米復(fù)合材料聚合物組合物的制備方法。

本發(fā)明的又一方面是提供含該新納米復(fù)合材料聚合物組合物的制品。

附圖說明

通過閱讀以下詳細(xì)描述和通過參照附圖，將會(huì)更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在整個(gè)附圖中相同的字符表示相同的部分，其中：

附圖1表示與比較例1相比在制備納米復(fù)合材料過程中分子量的降低。

附圖2-5表示與非離子聚(對(duì)苯二甲酸丁二酯)相比，由遙爪磺化聚(對(duì)苯二甲酸丁二酯)導(dǎo)致的有機(jī)粘土的剝落。

附圖6表示遙爪磺化聚(對(duì)苯二甲酸丁二酯)(實(shí)施例2、4和6)和比較例2和PBT195的DMTA圖表。

發(fā)明詳述

可以通過參照下述的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述和其中包括的實(shí)施例，更容易地理解本發(fā)明。在下面的說明書和權(quán)利要求中，將參照很多的術(shù)語，其定義如下。

單數(shù)形式“a”(一個(gè))、“an”(一個(gè))和“the(該)”包括復(fù)數(shù)的對(duì)象，除非上下文另有明確的規(guī)定。

“任選的”或“任選地”意為下面描述的事件或情況可以出現(xiàn)或不出現(xiàn)，該描述包括事件出現(xiàn)的情況和事件不出現(xiàn)的情況。

在此所用的術(shù)語“整數(shù)”表示包括零的整數(shù)。如，表述“n為從0至4的整數(shù)”意為“n”可以是從0到4的任意整數(shù)，包括0。

“分散”或“分散的”表示有機(jī)粘土顆粒在聚合物母體中的分布。

“插入的”或“插入”表示與在聚合物母體中的有機(jī)粘土的純粹分散相比，聚合物母體和有機(jī)粘土間的較高程度的相互作用。與開始的有機(jī)粘土相比，當(dāng)聚合物母體被說成插入有機(jī)粘土?xí)r，有機(jī)粘土顯示出在鄰近薄片(platelet)表面之間的層間間距增大。

“分層”表示通過有機(jī)粘土與聚合物母體的相互作用，粘土薄片的有序?qū)拥姆蛛x過程。

“剝落”或“剝落的”表示薄片大部分以單獨(dú)態(tài)分散在聚合物母體材料中。這里，“剝落的”用于表示最高程度的薄片顆粒的分離。“剝落”表示通過在聚合物母體內(nèi)插入或要不然分散有機(jī)粘土形成剝落的工藝。