[發明專利]復合粒子，其制備方法，以及包含所述復合粒子的制品

有效

• 申請號: 201380016995.4
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN104321391B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 卡洛斯·A·巴里奧斯;巴里斯·亞爾琴;斯蒂芬·E·阿莫斯
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C09C3/10
• 分類號: C09C3/10;C09C1/28;C09C1/30
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 張爽,郭國清

技術領域

本公開廣義地涉及填料和包含所述填料的組合物。

背景技術

使用圓形無機團粒諸如玻璃小珠、陶瓷小珠、中空玻璃微泡或中空陶瓷微球作為包含聚合物的有機組合物中的填料是很普遍的。摻入此類填料的原因可包括減輕重量和/或改善機械性能。然而，在嘗試將它們分散于有機基料材料中的過程中，這些無機團粒的團聚已經困擾業界數十年。團聚可導致與無機團粒在基料材料中的均勻分散相比可能從美學上令人不悅和/或從功能上低劣的不均勻性。

發明內容

本發明人發現可解決無機團粒和基料材料的許多組合的上述問題的方法和材料。

在一個方面，本公開提供了一種復合粒子，該復合粒子包含：

包含至少一種無機氧化物的單一球狀芯，和

設置在所述球狀芯上并限制所述球狀芯的聚合物層，其中所述聚合物層包含陽離子表面活性劑和下列中的至少一種：

非離子聚合物；或

陰離子聚合物。

在另一方面，本公開提供一種復合粒子，該復合粒子包含：

包含至少一種無機氧化物的單一球狀芯，和

設置在所述球狀芯上并限制所述球狀芯的聚合物層，其中所述聚合物層包含陽離子聚合物和陰離子聚合物。

在另一方面，本公開提供一種復合材料，該復合材料包含分散于基料材料中的多個根據本公開的復合粒子。

在另一方面，本公開提供一種制備復合粒子的方法，所述方法包括：

提供包含連續水相和分散相的分散體，所述分散相包含設置在球狀芯上并限制球狀芯的聚合物層，其中所述聚合物層包含陽離子表面活性劑和下列中的至少一種：

非離子聚合物，或

陰離子聚合物；

將所述分散體與多個包含至少一種無機氧化物的球狀芯組合，使得相應的聚合物層設置在每個所述球狀芯的至少一部分上并限制每個所述球狀芯的至少一部分以形成所述復合粒子，并且其中每個所述復合粒子包含單個球狀芯；以及

使所述復合粒子與所述連續水相分離。

在另一方面，本公開提供一種制備復合粒子的方法，所述方法包括：

提供包含連續水相和分散相的分散體，所述分散相包含設置在球狀芯上并限制所述球狀芯的聚合物層，其中所述聚合物層包含設置在所述球狀芯上并限制所述球狀芯的聚合物層，并且其中所述聚合物層包含陽離子聚合物和陰離子聚合物；

將所述分散體與多個包含至少一種無機氧化物的球狀芯組合，使得相應的聚合物層設置在每個所述球狀芯的至少一部分上并限制每個所述球狀芯的至少一部分以形成所述復合粒子，并且其中每個所述復合粒子包含單個球狀芯；以及

使所述復合粒子與所述連續水相分離。

在另一方面，本公開提供根據本公開的任何方法制備的復合粒子。

在本文中使用以下定義。

術語“陰離子聚合物”是指具有至少一個(例如，至少兩個、三個或四個)負電荷和等效量抗衡陽離子的聚合物。

術語“含水”指包含至少5重量％的水。

術語“陰離子表面活性劑”是指包含共價結合至非極性部分的陰離子部分的表面活性劑。陰離子表面活性劑不包含至少一個共價結合的陽離子部分。

術語“小珠”是指小的圓形固體物體。小珠的形狀通常為球狀。

術語“陽離子聚合物”是指具有至少一個正電荷和等效量的抗衡陰離子的聚合物。

術語“陽離子表面活性劑”是指包含共價結合至非極性部分的陽離子部分的表面活性劑。陽離子表面活性劑不包含至少一個共價結合的陰離子部分。

術語“導電性”是指電導率，除非另外指明。

術語“乳化劑”是指用于保持良好分散的不混溶流體的混合物的表面活性劑。乳化劑自身位于所述不混溶流體的界面處，因此防止所述流體分子的團聚。就聚合物乳液而言，術語“乳化劑”還可指用于將聚合物分散于含水液體相的表面活性劑。

術語“微泡”是指具有小于1毫米的最大尺寸的中空圓形粒子。

術語“微球體”是指具有小于1毫米的最大尺寸的橢圓形粒子。

術語“單體”是指由單體分子構成的物質。

術語“單體分子”是指可發生聚合從而為大分子的基本結構貢獻結構單元的分子。

術語“單體單元”是指由單個單體分子為聚合物結構貢獻的最大結構單元。

術語“非離子的”指不包含任何共價結合的離子基團。

關于化合物的術語“非聚合的”是指所述化合物不是聚合物。