[发明专利]高刚性聚烯烃基复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种制备高刚性聚烯烃基复合材料的方法，所述材料含有聚烯烃和层状粘土。

由EP-A-807,659可了解一种制备高刚性聚烯烃的方法，根据所述方法，将某种改性的聚烯烃或含有这种改性聚烯烃的某种聚烯烃与已用四烷基铵阳离子处理(间层(interstratfied))的层状硅酸盐形态的可溶胀粘土混合，得到高刚性的聚烯烃基复合材料。

所述方法的缺点之一是在将所述聚烯烃与硅酸盐混合之前，所述硅酸盐和聚烯烃两者均必须进行预处理。

本发明的目的是提供一种无此缺点的方法。

将采用四烷基鎓阳离子间层的层状、可溶胀的粘土采用至少一种可聚合单体浸渍，然后在高于所述聚烯烃的熔点的温度下将此经过浸渍的粘土与聚烯烃和过氧化物混合，得到聚烯烃基复合材料，即可实现此目的。

通过这种方式可以达到的是，在粘土用量相同的情况下，为获得可比较的或改进的刚性的聚烯烃基复合材料，不必再将所述聚烯烃进行预处理以得到改性的聚烯烃。这种改进的刚性在高温下特别明显。此外，根据本发明的方法，昂贵的处理步骤也将成为多余。

在本发明的方法中使用的层状、可溶胀粘土为例如含硅酸镁或硅酸铝的层状粘土。适合类型的粘土的例子为粘土的绿土类型，例如蒙脱石、皂石、贝得石、锂蒙脱石、绿脱石、铬岭石、pyroysite、锌蒙脱石、黑钨矿A、水羟硅钠石和富镁蒙脱石；粘土的蛭石类型，例如trioctaedral蛭石和dooctaedral蛭石；以及云母，例如白云母、金云母、黑云母、红云母、钠云母和tetrasilicic。

优选采用蒙脱石，因为这种粘土易于溶胀，因而容易吸收可聚合单体。

为了能用一种或多种可聚合单体浸渍，首先必须将所述层状粘土采用四烷基铵盐或四烷基鏻盐处理，例如由R.A.Vaia，T.K.Teukolsky，E.P.Giannelis在Chem.Mater.1994年，第6卷，第7期1017-1022页的“烷基铵层状硅酸盐的间层结构和分子环境”中所描述的那样。结果得到所谓的间层粘土。

在本发明的方法中使用的可聚合单体可为极性的、低极性和非极性单体。所述单体具有至少一个不饱和C＝C键。优选使用至少一种极性单体。极性单体为偶极矩大于1.0D的单体。低极性单体为偶极矩小于1.0D的单体。非极性单体没有偶极矩。所述极性在气相中测量(化学物理手册，第66版，CRC出版，第E58-E60页)。

极性单体为例如含有至少一个氮和/或氧原子的单体。这些单体的例子为含有羧基、酯基、羟基、环氧基、酸酐基、氰基、酰胺基、二酰亚胺基或吡啶基的单体。例子如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、柠檬酸、马来酸酐、衣康酸酐、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、烯丙胺、甲基丙烯酸氨基乙酯、丙烯酸-2-羟乙酯、马来酰亚胺、2-乙烯基吡啶和1-乙烯基-2-吡咯烷酮。优选含环氧基的单体选自此类单体，特别优选甲基丙烯酸缩水甘油酯。

低极性单体和非极性单体的例子为含苯乙烯的单体或含二烯的单体。其例子有苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、1，3-丁二烯和异戊二烯。优选含苯乙烯的单体选自此类单体。特别优选为苯乙烯和α-甲基苯乙烯。

优选所述层状、间层粘土采用两种可共聚合的单体浸渍，第一种单体为极性单体和第二种为非极性单体或比第一种单体极性低的单体。优选两种单体的混合物由含苯乙烯的单体和含环氧基的单体的混合物组成。

作为过氧化物，可使用已知的和商业可得的过氧化物。可使用的过氧化物的例子有：过氧苯甲酸叔丁酯、过氧基-2-乙基己酸叔丁酯、双(叔丁基过氧基异丙基)苯、乙酰基过氧化磺酰环己烷、叔丁基过氧化氢、过氧化二月桂酰和过氧化二枯基。通常所述过氧化物的用量基于所述聚烯烃基复合材料中的聚烯烃重量计为0.01-0.5％，优选为0.05-0.3％。可在所述粘土的浸渍过程中将所述过氧化物与所述单体一起混合；也可以并优选在将经过浸渍的粘土与聚烯烃的混合过程中加入所述过氧化物，或将所述过氧化物包含于所述聚烯烃中。在将经过浸渍的粘土与聚烯烃混合之前，优选所述聚烯烃还含有至少部分的单体。本发明方法的结果是，可将所述可聚合的单体聚合成相应的均聚物或共聚物以及所述聚烯烃的接枝(共)聚合物。