[发明专利]改性地质聚合物和改性地质聚合物复合材料及其生产工艺

说明书

本发明涉及一种包含添加剂的改性地质聚合物和改性地质聚合物复合材料。该添加剂优选地是不透辐射热添加剂。改性是使用一个或多种水溶性化合物而进行，该水溶性化合物优选地是选自磷化合物、氮化合物、铜化合物、银化合物、锌化合物、锡化合物、和镁化合物。另外，本发明涉及含有改性地质聚合物或改性地质聚合物复合材料的组合物。这些组合物优选地包含乙烯基芳族聚合物并且采用泡沫的形式。

技术领域

本发明涉及一种改性地质聚合物和包含添加剂的改性地质聚合物复合材料、及用于生产改性地质聚合物和改性地质聚合物复合材料的工艺。本发明还涉及改性地质聚合物、改性地质聚合物连同添加剂、和包含添加剂的改性地质聚合物复合材料的使用。此外，本发明涉及一种用于生产可膨胀乙烯基芳族聚合物粒子的工艺。最后，本发明涉及包含改性地质聚合物或改性地质聚合物复合材料的组合物。添加剂优选地是不透辐射热的添加剂。

背景技术

WO 2015/191817 A1中揭示了地质聚合物聚集体及它们在多种用途中的使用。此外，WO 2016/113321 A1中揭示了，用各种类型不透辐射热添加剂所制备的地质聚合物或其复合材料的添加能够在不添加填充剂或任何其他不透辐射热添加剂的情况下将聚合物泡沫的自熄和力学性能保持在与膨胀聚合物相同的范围内，而同时可以使热导率显著地降低。这可能是因为该地质聚合物自身提供耐火性，而且将不透辐射热添加剂(特别是基于碳或矿物质的添加剂)的颗粒加以包封，并且防止它们与火焰、聚合物、或溴化阻燃剂的任何不利相互作用。地质聚合物的存在由于其自身的热辐射散射作用而使热导率降低。

地质聚合物是具有由Si-O-Al-O键所构成的三维交联硅酸铝结构的无机的无定形聚合物。该结构可利用溶胶-凝胶法并通过硅酸铝前驱体的金属碱活化而形成。所形成的凝胶产物含有碱性阳离子，这些阳离子补偿与铝取代硅相关的欠电荷。在硅酸铝前驱体的溶出和凝胶形成期间，首先形成中间体富铝相，该富铝相然后让位于更加稳定的富硅产物。在这些条件下，形成游离的SiO₄和AlO₄^-四面体单元并将它们连接，从而通过在两个四面体单元之间共用所有氧原子而获得聚合物前驱体，同时释放出水分子。利用I族或II族阳离子(Na⁺、K⁺、Li⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、NH₄⁺、H₃O⁺，这些离子存在于网格空腔中并且平衡四面体配位体(即AlO₄^-)中Al³⁺的负电荷)，使这些四面体单元平衡。在法国于1970年代的各种灾难性火灾事故之后，由Davidovits对该材料进行了早期研究和开发。术语“地质聚合物”是基于利用在低温和短固化时间下的地质化学工艺使矿物聚合物从无定形转变为晶体的反应而创造出。地质聚合物是由M_n[-(Si-O₂)_z-Al-O]_n·w H₂O的化学通式所表示，其中M是碱金属，z为1、2或3并且n是聚合的程度。基于Si/Al摩尔比，可以定义三个单体单元：聚铝硅酸盐(Si/Al＝1；Si-O-Al-O-)、双硅铝地聚物(Si/Al＝2；Si-O-Al-O-Si-O-)和三硅铝地聚物(Si/Al＝3；Si-O-Al-O-Si-O-Si-O-)。

WO 2013/044016 A2中揭示了一种通过使第一材料与流体接触并除去至少部分的流体以获得产品，而由包含地质聚合物树脂材料、地质聚合物树脂、或它们的组合的第一材料所构成的产品。该第一材料可通过如下方式而形成：在使第一材料与流体接触之前，将初始的地质聚合物树脂材料加热和/或老化而获得第一材料。