[發(fā)明專利]熱塑性納米復合樹脂復合材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680047158.8
• 申請日: 2006-06-28
• 公開（公告）號: CN101331156A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發(fā)明（設計）人: 金一鎮(zhèn);權五成;樸在范;康順健
• 申請（專利權）人: 第一毛織株式會社
• 主分類號: C08F8/00
• 分類號: C08F8/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;李丙林

技術領域

本發(fā)明涉及與聚合物結合的改性納米顆粒。

背景技術

熱塑性樹脂因為其重量輕和優(yōu)異的可塑性(模壓性能)而廣泛應用。然而，熱塑性樹脂可以具有不良的熱阻、耐磨性和剛性。近些年，一直在努力開發(fā)具有改進的物理性能的熱塑性材料。具體地，研究集中在形成具有良好的熱阻、耐磨性、模數(shù)(modulus)和剛性的高度可模壓的熱塑性樹脂上。

提高熱塑性樹脂的機械性能的一種方法包括添加無機填料，如玻璃纖維、滑石、和云母。然而，通過混合無機填料和熱塑性樹脂制備的樹脂復合材料缺乏足夠的強化效果，因為無機填料與基質(zhì)樹脂之間的粘結強度比較弱。此外，大量的無機填料可以造成沖擊強度的嚴重劣化。

近些年，研究還集中在金屬納米顆粒對不同材料的效果。非常小的金屬顆粒在聚合基質(zhì)中的分散因為各種原因而在科學和技術上是重要的。具有獨特性能的納米尺度材料的制備代表重要的挑戰(zhàn)。分散的顆粒系統(tǒng)的一個潛在優(yōu)勢在于其多種性能強烈依賴于材料的界面性質(zhì)，因為總材料的部分(fraction)(其在界面的部分周圍)是非常高的。除了簡單地提供大界面面積外，非常小的無機顆粒的分散可以具有有用的電子的、光學的、磁性的、化學的、催化的和獨特的機械性能。

發(fā)明內(nèi)容

技術問題

本文描述的是包括金屬(氧化物)納米顆粒和至少一種乙烯基聚合物的復合材料。在一些具體實施方式中，乙烯基聚合物是選自由芳香族乙烯基單體、乙烯基氰化物單體(乙烯基氰單體，vinylcyanide?monomer)、和丙烯酸單體組成的組中的一種或多種單體的聚合物。

如上所述，金屬(氧化物)納米顆粒中的至少一些化學結合到乙烯基聚合物的至少一部分上。在一些具體實施方式中，乙烯基聚合物接枝到金屬(氧化物)納米顆粒的表面上。在一些具體實施方式中，金屬(氧化物)納米顆粒被化學改性，以包括能夠與乙烯基聚合物結合的官能團。

在一種具體實施方式中，金屬(氧化物)納米顆粒包括以下化學式(I)：

M(OSiR₃)_x????(I)

在化學式(I)中，M為金屬。在一些具體實施方式中，該金屬選自由硅、鋁、鈦、錫、鐵、鋅、鎂、鋯、鈰、鋰、銀、銻和鎳組成的組。

在化學式(I)中，R可以為選自由氫、烷基、烷氧基、及甲硅烷氧基(siloxy)組成的組中的一種或多種。此外，R還可以代表重復烷氧基硅烷基團。在一些具體實施方式中，重復硅和其它金屬(依賴于納米顆粒)被重復以制備包括具有官能團的金屬(氧化物)納米顆粒的聚合物基質(zhì)(聚合物基體，polymeric?matrix)。

在化學式(I)中，x可以為0、1、2、3、或4。

在一些具體實施方式中，金屬(氧化物)納米顆粒基本上均勻地分散在包括乙烯基聚合物的基質(zhì)中。在一些具體實施方式中，金屬(氧化物)納米顆粒被改性以便具有官能團并且是疏水的。在一些具體實施方式中，疏水性防止乙烯基聚合物基質(zhì)中納米顆粒的聚集。在一些具體實施方式中，復合材料包括乙烯基聚合物和金屬(氧化物)納米顆粒的接枝聚合物。

在一些具體實施方式中，乙烯基聚合物是a)一種或多種芳香族乙烯基單體、乙烯基氰化物單體、及丙烯酸單體，和b)酰亞胺的共聚物。在一些具體實施方式中，酰亞胺是選自由馬來酰亞胺、N-甲基馬來酰亞胺、N-苯基馬來酰亞胺和丙烯酰亞胺(acrylimide)組成的組中的一種或多種。

在一些具體實施方式中，基于總計100重量份的金屬(氧化物)納米顆粒和乙烯基聚合物，該復合材料包括約1到約99重量份的熱塑性樹脂。在這些具體實施方式中的一些中，該熱塑性樹脂包括選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯腈-丙烯酸橡膠苯乙烯共聚物樹脂(AAS)、丙烯腈-乙丙橡膠-苯乙烯共聚物樹脂、及丙烯腈-苯乙烯共聚物(SAN)樹脂中的一種或多種。在一些具體實施方式中，熱塑性樹脂是接枝-ABS樹脂。

在一些具體實施方式中，復合材料包括約25重量份的接枝ABS樹脂、約0.1至約10重量份的金屬(氧化物)納米顆粒、以及約65至約74.9重量份的乙烯基聚合物。在這些具體實施方式的一些中，乙烯基聚合物是苯乙烯-丙烯腈共聚物，并且金屬(氧化物)納米顆粒化學結合到苯乙烯-丙烯腈共聚物。