[发明专利]在表面上具有纳米颗粒的聚酰胺

说明书

本专利申请要求享有2010年十一月23日申请的申请中的美国临时专利申请序列号61/416,319的权益，其全部内容引入本文供参考。

本发明涉及一种生产包含至少一种聚合物且包含至少一种其它组分的聚合物混合物的方法，其中将所述其它组分的溶液或液体分散体借助雾化器施用至呈颗粒状的聚合物上，随后将聚合物颗粒干燥，并通常在成形方法中进一步加工。

其中聚合物使用的形式通常不是纯的物质形式，而实际上是与其它组分混合的形式。可热塑性加工的聚合物常遇到的问题的实例为一方面希望具有高分子量的聚合物以获得较好的机械性能，但具有低分子量的聚合物较容易加工；然而，所得产物的机械性能则较差。

如WO2004/74360A和WO2008/084021A所述，一种解决该问题的方法为使用纳米颗粒改进流变和机械性能。

然而，将纳米颗粒掺入聚合物中并使纳米颗粒在聚合物底物中均匀分散是困难的，因为纳米颗粒与聚合物在熔体，如在挤出机或熔体混合器中的混合常导致纳米颗粒聚集以在混合过程中产生较大聚集体，且导致纳米颗粒的有利影响减少。

另一改进可加工性的方式为将超支化聚合物加入热塑性聚合物中。这改进了流动性，尤其是长期性能，例如参见WO2010/054933、WO2009/115535和WO2009/115536。

当使用有机化合物时，混合期间所述化合物的热降解是个问题，且实际上常常可能逸出挥发性气体。热降解减少了聚合物中活性化合物的量，且此外，例如如果讲解产物是腐蚀性的，则降解产物对聚合物，对所希望的应用和/或对所用加工体系有害。

本发明目的为提供一种可生产具有至少一种其它组分的聚合物混合物的方法，该方法同时避免了由于促进不希望的降解反应的较高温度而产生的应力，且不损害混合物组分的分散，如使分散较不均匀。该方法尤其意欲允许具有纳米颗粒的聚合物混合物的生产，其中纳米颗粒具有最大分散细度且纳米颗粒聚集体的形成最小化。

本发明经由生产含至少一种聚合物(A)和含至少一种组分(B)的聚合物混合物的以下方法实现所述目的，所述方法包括以下步骤：

(a)提供呈颗粒形式的(A)，

(b)提供呈液体溶液和/或在分散介质中的分散体形式的(B)，

(c)借助雾化器，将步骤(b)中提供的溶液和/或分散体的液滴施用至步骤(a)中提供的颗粒上，

(d)将步骤(c)中获得的颗粒干燥，和

(e)任选进行一个或多个成形步骤。

所述至少一种呈小液滴形式的其它组分(B)在聚合物颗粒上的施加以及随后分散介质的去除获得组分(B)在聚合物颗粒上均匀且非常细密的分散，且并不需要使聚合物和组分(B)暴露于热应力。当将聚合物用作组分(B)时，作为实例，其在减轻通常发生在熔体混合期间的聚合物分子量降低方面具有明显的有利影响。当通过本发明方法将纳米颗粒与聚合物混合时，纳米颗粒的聚集明显减少，这如分别通过熔体混合而生产，在本发明中生产以及在每种情况下随后挤出的聚合物-纳米颗粒混合物的比较所示。

当所述至少一种用作(A)的聚合物选自经由已知的固态缩聚生产的聚合物时，本发明方法尤其可容易地整入生产方法中，尤其是缩聚步骤中，其中将预缩合的聚合物在低于聚合物的玻璃化转变温度和熔点的温度下保存一段时间，以经由进一步的缩合反应增加聚合物的分子量。

将在下文中详细描述本发明。

在本发明方法的步骤(a)中，至少一种聚合物(A)以颗粒形式提供。因此，所述至少一种聚合物(A)呈颗粒形式。借助筛分法测定，颗粒的D₅₀值通常为5μm至5mm，优选50μm至4mm，特别优选100μm至2mm。在本发明中，颗粒直径为颗粒的最长尺寸。在本发明中颗粒可以任何所需形状使用，如圆形、椭圆形、圆柱形等，且它们可具有规则或不规则形状以及规则或不规则表面。