[发明专利]次磷酸钙作为填充剂提高聚酰胺组合物机械性能的用途

说明书

本发明涉及热稳定的次磷酸钙作为填充剂以提高聚酰胺组合物机械性能的用途。所述组合物也可包括增强填充剂和/或者疏松填充剂和/或者抗冲改性剂。本发明允许通过使用具有低程度磷化氢产生的次磷酸钙获得提供非常好的机械性能的聚酰胺组合物。

发明内容

申请人已经发现具体热稳定化的次磷酸钙在基于聚酰胺的组合物中的应用使得其可能提高所述组合物的机械性能，因此使得其可能用作填充剂。当相对于组合物的总重量，聚酰胺组合物包括按重量计从0.1％至15％的所述次磷酸钙时，尤其获得机械性能之间的最佳水平的折衷。

本发明涉及热稳定化的次磷酸钙作为填充剂以提高聚酰胺组合物机械性能的用途；所述次磷酸钙是热稳定性化的以至当其在58mL/min速度的氩气流冲洗下在298℃下加热3小时时，其每克次磷酸钙产生小于0.5mL的磷化氢。

优选地根据本测试，每克次磷酸钙产生小于0.1，更优选地小于0.05，尤其小于优选地小于0.02mL的磷化氢。

本发明也涉及提高聚酰胺组合物机械性能的方法，其中将热稳定化的次磷酸钙添加至所述聚酰胺组合物。

这种热稳定化的次磷酸钙可以通过包括下述步骤的方法进行稳定化：

-步骤a)在受控的、包括4和11之间、优选地5和8之间的pH值下冲洗起始次氢磷酸钙至少一次，所述次磷酸钙在水溶液中和/或者为固态，以及

-步骤b)在减压下干燥在步骤(a)的一个或者多个冲洗操作之后获得的次磷酸钙以去除挥发物。

上述步骤a)中使用的有机溶剂优选地选自包括以下各项的组：丙酮、甲醇、异丙醇、四氢呋喃和乙腈。

步骤a)的起始次磷酸钙可以是以一种水溶液的形式，将其进料到反应器中与一种矿物或者有机酸混合以获得一种淤浆，其pH设定在4和6.5之间，优选地5和6之间，该酸优选地选自包括以下各项的组：次磷酸、柠檬酸、马来酸、乙酸、盐酸和硫酸，该酸更优选地为次磷酸。

其中步骤a)的起始次磷酸钙是以水溶液的形式，将其进料到反应器中与一种矿物或者一种有机碱混合以获得一种淤浆，设定其pH在7.5和11之间，优选地8和10之间，该碱优选地选自包括以下各项的组：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、氧化镁和氢氧化镁，该碱更优选地为氢氧化钙和/或者氧化钙。

起始次磷酸钙可来自氧化钙、水和次磷酸的反应。次磷酸盐，和尤其次磷酸钙，可由例如白磷(P₄)与氢氧化钙或者氧化钙和水在碱性条件反应来制备，如US5，225，052所传授。也有可能从一种钙盐或者简单地从石灰与次磷酸的反应中获得次磷酸钙，如中国专利CN101332982所传授的。例如石灰悬浮液简单地与次磷酸中和，通过过滤除去杂质，并且用与之前所述相同的方式分离产物。也可能通过离子交换法从其他金属次磷酸盐或者酸获得次磷酸钙。

使用于制备本发明的聚合物组合物的起始次磷酸盐稳定化的过程，可以是分批的、连续的或者半连续的，并且于一个在惰性气氛下封闭的或者开放的系统中进行。惰性气氛可以是例如二氧化碳、氩气、或者氮气。

使起始次磷酸盐稳定化的过程，可在大气压、压力或者真空下进行。

不将本发明与任何理论根据联系，看起来大部分过早的不稳定性是由于有问题的杂质的存在。可以通过使用热分析工具比如ARC(绝热反应量热器)和TGA(热重量分析)检测残余杂质来确定次磷酸盐的品质。该测试可在前述加热过程期间的任何阶段进行。

检测本发明中使用的热稳定的次磷酸盐品质的另一种方法是在高温下对单独的产物或者与塑料混合的产物进行稳定性测试，并且测量测试期间产生的磷化氢的量。也可能测量当产物与塑料比如聚酰胺混合时产生的磷化氢的量。

相对于组合物的总重量，聚酰胺组合物可包括按重量计从0.1％至15％，优选地按重量计0.5％和15％之间，更优选地按重量计1％和10％之间的次磷酸钙。

进入到聚酰胺基体的次磷酸钙的含量可根据众所周知的工艺方法测量，比如NMR或者滴定，尤其在将聚酰胺用一种适当的溶剂溶解之后。

根据本发明的聚酰胺组合物包括一种作为主基体的聚酰胺。