[发明专利]包含改进了分散性的粘土的树脂组合物

说明书

本发明是关于在有机介质中改进了分散性的有机粘土及其在树脂组合物中的应用，尤其是用于涂料和成形。

有机粘土是一种从粘土矿，通常为蒙脱石类如膨润土、蒙脱石、锂蒙脱石，皂石或类似物衍生的亲有机物质的阳离子改性粘土，通过用有机阳离子（每个含有至少一种足够碳原子数的烃基）置换存在于天然粘土矿中的无机可交换阳离子，使得阳离子交换粘土表面疏水。

已经发现，有机粘土在有机介质中，例如润滑油，油基钻井液，油漆、清漆、瓷漆及印刷油墨，作为触变剂非常有用。但是，一般地说，有机粘土在有机介质中难于分散成均匀的凝胶结构，后者用来增稠有机介质或提高其粘度。因此，已经使用各种措施改善有机介质中有机粘土的分散性，包括使用极性有机物质，例如低分子量的醇或酮作为分散剂，以及在制备有机粘土时使用过量的经过特别选择的有机阳离子。

在美国专利4，105，578（Finlayson等人）中公开了一种具有提高有机体系分散性的亲有机粘土的胶凝剂，它包括甲基苄基二烷基铵化合物的反应产物，其中该化合物含有20～35%的16个碳原子的烷基，60～75%的18个碳原子的烷基，以及阳离子交换容量为每100克所述粘土至少75毫克当量的蒙脱石类粘土;其中所述铵化合物的量以100%活性粘土为基准，每100克所述粘土为100～120毫克当量。

在美国专利4，412，018（Finlayson等人）中公开了一种亲有机粘土胶凝剂及其使用和制备方法，它包括有机阳离子，有机阴离子和阳离子交换容量为每100克所述粘土至少75毫克当量的蒙脱石类粘土的反应产物;由此，有机阳离子-有机阴离子复合物与蒙脱石类粘土夹杂，蒙脱石类粘土的阳离子交换部位被有机阳离子所取代。该专利的实例说明了在触变的不饱和聚酯组合物和触变的涂料组合物中亲有机粘土的使用。

含各种胶凝剂的不饱和聚酯组合物广为人知。除此之外，还知道在制备不饱和聚酯等玻璃纤维层压板中使用触变的胶凝剂是考虑到在高剪切速率下这些树脂易于混合和涂布。但在低剪切速率下，这些胶凝剂大大增加了聚酯的粘度，从而避免了在竖直表面上树脂的逐渐流淌。

最广泛地用于不饱和聚酯的一种胶凝剂是石棉纤维，它有助于生产触变的聚酯而不会明显地影响树脂透明度。尽管如此，在过去几年里已经逐渐确认，在普通生产条件下使用石棉是要不得的，这是由于当人体吸入石棉后它对健康造成长期的有害影响。出于此原因，石棉胶凝剂被一种硅石空气凝胶所代替。当大约1%的硅石分散在树脂中时，它提供了有效的触变性。但是，这种产品比较昂贵，且由于低的松密度，因此存在着贮藏和处理问题。

鉴于此，该项技术已转向使用有机粘土作为胶凝剂。常用的有机粘土不能分散在不饱和聚酯溶液中。它们必须预先分散在单体苯乙烯中。随后凝胶与聚酯共混。这种额外阶段很不经济且很不方便。它还限制了要掺混的有机粘土的量，到一定程度就要在苯乙烯中用物理方法处理;高于约8%（重量），凝胶即硬得无法处理。因此就需要象熔融硅石那样将有机粘土直接搅入聚酯溶液。这就是在本发明中所要表明的。

本发明中所使用的有机粘土是按美国专利4，631，091（1986年12月23日颁布）所描述的一种方法制备的，它包括以下步骤：

（a）使一种蒙脱石粘土悬浮在水中;形成一种流体悬浮液;

（b）用一种无机盐熔液处理所述的蒙脱石粘土水悬浮液，该盐的阳离子至少为2价，盐的浓度应能使蒙脱石粘土基本上完全絮凝;

（c）使絮凝的蒙脱石粘土悬浮液与季铵化合物混合，后者的四个烷基之中至少有一个具有10-24个碳原子;以及

（d）使步骤（c）的产物脱水。

在步骤（b）中，阳离子的价数最好为3，最佳阳离子是铝。如果阳离子为3价，含该阳离子的盐溶液的浓度最好是0.001M-0.02M的范围。但是如果阳离子为2价，则含该阳离子的盐溶液的浓度必须较大，最好在大约0.2M-2M的范围。

絮凝的粘土悬浮液最好按一定比例与季铵化合物混合，使每100克干粘土有95-140毫克当量的季铵阳离子。

在步骤（c）中，絮凝的蒙脱石粘土的水悬浮液最好与熔融季铵化合物混合。季铵化合物最好具有以下通式：