[发明专利]聚合物中的新功能添加剂

说明书

                        技术领域

本发明涉及可用于各种聚合物应用的基于微粒化(micronized)硅藻土产品的聚合物中的新功能添加剂。

                        背景技术

在整个本申请中，各种出版物、专利和公布的专利申请通过标记引用点明；这些文献的全部引用可在本说明书结尾找到。因此，本申请中提及的出版物、专利和公布的专利说明书的公开内容通过引用结合入本公开中。

热塑性材料是在热作用下软化，并在冷却后重新硬化到其原有特性的材料，即加热-冷却循环完全可逆。在传统定义中，热塑性塑料是具有分子键的直链和支链的线性链有机聚合物。公知热塑性塑料的实例包括丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、丙烯酸酯苯乙烯丙烯腈(ASA)、甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯(MBS)的产物。还包括甲醛的聚合物，称为缩醛；甲基丙烯酸甲酯的聚合物，称为丙烯酸类塑料；单体苯乙烯的聚合物，称为聚苯乙烯；氟化单体的聚合物，称为碳氟材料；酰胺链的聚合物，称为尼龙；链烷烃和烯烃的聚合物，称为聚乙烯、聚丙烯和聚烯烃；由重复的双酚和碳酸酯基团组成的聚合物，称为聚碳酸酯；对苯二甲酸酯的聚合物，称为聚酯；双酚和二元羧酸的聚合物，称为聚芳族化物(polyarylates)；以及氯乙烯的聚合物，称为聚氯乙稀(PVC)。高性能热塑性塑料具有不寻常的性能，例如聚苯硫醚(PPS)，其具有特别高的强度和刚度；聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺酰亚胺(PAI)，其具有非常高的强度和刚度，以及特别好的耐热性；聚醚酰亚胺(PEI)，其具有内在阻燃性。不寻常的热塑性塑料包括离聚物，即具有离子交联而不是共价交联的乙烯与甲基丙烯酸的共聚物，这使其在工作范围内表现出类似热固性塑料的行为；聚乙烯基咔唑，其具有独特的电性能；和异丁烯的聚合物，称为聚异丁烯，其在室温下是粘性的。

热固性塑料是一旦热固化就永久改变的合成树脂，即它们固化成不熔状态，使其在后续加热中不会软化并重新变为可塑状态。然而，某些热固性塑料在其应用范围的有限部分可表现出热塑性行为，因此类似地可用作本发明的基质组分。某些类型的热固性塑料，特别是某些聚酯和环氧化物，能在室温下冷固化。热固性塑料包括醇酸树脂、酚醛树脂、环氧化物类、氨基树脂(包括脲-甲醛和蜜胺-甲醛)、聚酰亚胺和某些硅塑料。

已在热塑性和热固性塑料中添加无机填料，以改善其包括拉伸强度、热变形温度和模量的性能。除性能改善外，填料还降低成本，因为经填充的热塑性塑料以甚至比纯热塑性塑料更大的体积销售。

聚合物基质在填料颗粒上的粘合对增强有很大影响。如果聚合物基质通过化学偶联剂例如硅烷粘附到填料颗粒表面，那么可进一步增强力学性能。

防粘连产品常用于塑料膜中，以降低塑料膜表面的粘合或粘连。这可通过用蜡/聚合物进行表面处理而使膜表面略微粗糙，或通过在塑料膜中添加防粘连填料产品来实现。商品防粘连填料产品包括合成二氧化硅、天然硅石(例如硅藻土)，以及其他矿物产品例如滑石、碳酸钙和霞石正长岩。这些添加剂目的是在膜表面产生微观粗糙度，以最小化相邻层间的平面接触，即避免单个层粘合到另一层或粘连。尽管合成二氧化硅具有良好的防粘连性能和光学性能，但高成本限制了它在塑料膜中的应用。硅藻土是成本适中的有效的防粘连剂。其他矿物产品例如滑石、碳酸钙和霞石正长岩的防粘连性能不如硅藻土产品有效。

粒度对填料性能影响很大。对于聚合物中的增强，经典理论建议小于10μm的上限粒度得到最佳冲击强度，因为大于该粒度的颗粒会在聚合物基质中提供裂纹成核点(crack nucleation point)。防粘连性能和膜物理性能也极大地取决于填料产品的粒度。

对于任何应用中的填料，颜色也很重要，特别是在最终产品的颜色很重要的情况下。具有高蓝光亮度的更白的填料产品一般更有用，因为它们可用于所有有色的和白色的产品中，并且与非白色填料相比具有改善的塑料膜光学性能。因此，具有高蓝光亮度的微粒化硅藻土产品往往很理想。

对于聚合物中的各种填料应用，需要基于具有微小粒度和高蓝光亮度的微粒化硅藻土产品的用于聚合物中的新功能添加剂。

                      巴黎公约11条的公开

此处公开的本发明的某些要素在2004年3月28-30日于西班牙巴塞罗那举行的The 17^th Industrial Minerals International Congress进行过展示。