[发明专利]改性层状硅酸盐

说明书

本发明涉及包括改性剂混合物的改性层状硅酸盐组合物、其制备方法和用途。

背景技术

改性层状硅酸盐的制备是本领域已知的。因此，在适当的条件下，包含阳离子的有机化合物能够通过离子交换与包含电负性性层状晶格和可交换阳离子的层状硅酸盐反应以形成改性层状硅酸盐。

改性材料可以在相对高的温度下应用于不同应用，例如食物包装的生产。这些材料在高温下可能是不稳定的。

改性剂的混合物的效果反映在改性层状硅酸盐的热稳定性上。

因此，专利申请EP1787918描述了用改性层状硅酸盐增强的生物降解聚酯树脂。该层状硅酸盐用铵，吡啶鎓，咪唑鎓或鎓离子取代。铵离子的实例包括四乙基铵，十八烷基三甲基铵，和二甲基双十八烷基铵等等。在这个专利申请中描述的改性层状硅酸盐代表一种类型的改性剂。

因此，从本领域的现有技术来看，得出包含具有改进的热性能的改性剂混合物的改性层状硅酸盐的研发仍然令人感兴趣。

发明概述

发明人已经发现包含十六烷基三甲基铵和乙酰胆碱或胆碱的改性层状硅酸盐组合物与仅包含十六烷基三甲基铵阳离子的层状硅酸盐组合物相比在高温下更稳定。

因此，该改性层状硅酸盐组合物可以在较高温度下获得，因为层状硅酸盐组合物不发生分解，这具有较高产率的优点。

因此本发明的一方面涉及改性层状硅酸盐组合物，其包含改性剂，该改性剂为十六烷基三甲基铵阳离子，该阳离子插入层状硅酸盐的层之间，和额外的改性剂，其选自乙酰胆碱和胆碱。

用于本发明的硅酸盐属于层状硅酸盐类，优选蒙脱石族。这些化合物的特征在于它们的膨胀性能和高阳离子交换能力。

本发明的另一方面涉及制备上述定义的改性层状硅酸盐的方法，那是包括改性剂的层状硅酸盐，该改性剂为十六烷基三甲基铵阳离子，该阳离子插入层状硅酸盐的层之间和任选的额外的改性剂，其为乙酰胆碱或胆碱，该方法包括：(a)在水和C₁-C₁₀醇中分散层状硅酸盐；(b)使用超声波；(c)任选地添加胆碱盐或乙酰胆碱盐；(d)添加十六烷基三甲基铵盐；(e)在介于20℃和120℃之间的温度下保持步骤(d)的混合物；(f)分离步骤(d)获得的化合物，其中步骤a)，b)，c)和d)可以以任何顺序实施。

本发明的改性层状硅酸盐组合物掺入聚合物中，可以使聚合物纳米复合物显示出改进的耐热性。

因此，本发明的另一方面涉及本发明的改性层状硅酸盐作为聚合物增强剂的用途。

附图说明

图1显示了对改性层状硅酸盐进行的最高至700℃的热重分析。

图2显示了不同样品的杨氏模量(GPa)，(白色栏)和断裂伸长(mm)，(黑色栏)。

图3显示了不同样品的杨氏模量(GPa)，(白色栏)和断裂伸长(mm)，(黑色栏)。

图4显示了不同样品的热流-温度图。

发明详述

如上所述，本发明的一方面涉及包含十六烷基三甲基铵阳离子和乙酰胆碱或胆碱的改性层状硅酸盐组合物。

此处使用的术语“层状硅酸盐”，指的是层状的硅酸盐，其中SiO₄四面体以二维片层形式连接在一起并且SiO₄四面体与AlO₆或MgO八面体的层以2∶1或1∶1的比率缩合。该带负电荷的层吸引正电阳离子(例如，Na⁺，K⁺，Ca²⁺，Mg²⁺)，其能够使各层之间结合在一起。落入本发明范围内的可以使用的层状硅酸盐非限制性的例子为钠蒙脱石，镁蒙脱石，钙蒙脱石。在优选的实施方式中，层状硅酸盐为钠蒙脱石。

此处使用的术语“改性层状硅酸盐”，指的是这样的层状硅酸盐，其中正电阳离子(例如，Na⁺，K⁺，Ca²⁺，Mg²⁺)通过离子交换反应与作为改性剂的烷基铵进行交换。特别是，本发明的改性层状硅酸盐包括十六烷基三甲基铵和，任选的乙酰胆碱或胆碱阳离子，作为改性剂。