[发明专利]亲有机物的页硅酸盐

说明书

本发明涉及新型亲有机物的页硅酸盐，它们的制备方法，和它们在可成形模塑材料和在成品模塑物或复合材料，特别是纳米复合材料中的用途，所述材料优选包含呈剥离形式的新型亲有机物的页硅酸盐。

已知通过离子交换法等制备的页硅酸盐能够被用作热塑性材料和热固性材料的填料，形成纳米复合材料。当合适的亲有机物页硅酸盐被用作填料时，由此制得的模塑物的物理和机械性能得以显著提高。一个特别有意义的特征是刚度增加而韧度没有下降。包含剥离形式页硅酸盐的纳米复合材料具有特别好的性能。

US-A-4,810,734公开了在分散介质存在下，页硅酸盐能够用伯、仲或叔线型有机胺的季铵盐或其它铵盐处理。在此过程中存在离子交换或阳离子交换，其中铵盐的阳离子插入页硅酸盐的层间空隙中。吸收的胺有机基团使得如此改性的页硅酸盐表现亲有机物性。当此有机基团包含官能团时，亲有机物的页硅酸盐能够与合适的单体或聚合物形成化学键。然而，US-A-4,810,734中提及的使用线型胺类的缺点是，它们在常用于热塑性塑料加工的高至300℃的高温下会热分解，且能够使产品脱色。分解产物的形成会导致散发物和机械性能，例如冲击强度的减弱。

现在已经意外地发现，通过处理页硅酸盐、即与季盐或其它环状脒化合物的盐进行阳离子交换而制得的亲有机物的页硅酸盐，在加工过程中具有更大的热稳定性，同时具有优异的分散作用和界面粘合性。与使用线型铵盐相比，当本发明的脒鎓化合物被用于热固性材料时，其活性组分的化学计量方面没有变化，这使得热固性材料中加入的填料比例提高。如果所用的环状脒类含有活性基团，则由此制得并用作填料的亲有机物的页硅酸盐能够通过接枝与基质共价键联。例如来自羟基硬脂酸或羟基油酸的脒鎓离子具有令人惊奇的良好的层分离性，同时与各种聚合物和填料具有优异的粘合力。与现有技术相比，除了带有末端羟基的烷基取代基外，带有非末端羟基的烷基也是特别有用的。可以容易地在烷基侧链中衍生羟基，以便制成有特定性能范围的体系，所述化合物也产生优异的分散作用和界面粘合性。还令人惊奇地是，尽管它们的体积大，本发明的带有取代或未取代长烷基的杂环脒盐，仍能在页硅酸盐层间空隙范围内有效地交换阳离子。

因此所述方法使得季化环脒化合物，或如果需要的话，质子化形式的环脒化合物，通过阳离子交换插入页硅酸盐中，而这又被作为填料引入到热固性材料中，如果希望热固性材料是热固性环氧树脂材料，或由环脒化合物和热固性材料的一部分环氧成分制得加成产物，并使得所得产物插入到页硅酸盐中，该材料与环氧成分所剩部分一起加工形成模塑材料。

本发明以本专利的权利要求限定，并特别涉及亲有机物的页硅酸盐，所述页硅酸盐已经通过用季铵盐或其它环脒化合物的盐，或用此类盐的混合物处理天然或合成页硅酸盐，或处理此类硅酸盐的混合物而制备。

本发明还涉及新型亲有机物的页硅酸盐的制备方法，和它们在可成形模塑材料和在成品模塑物或复合材料，特别是纳米复合材料制备中的用途，所述材料优选包含呈剥离形式的新型亲有机物的页硅酸盐。

本发明还涉及复合材料形式、特别是纳米复合材料形式的可成形模塑材料和成品模塑物，所述材料包含优选剥离形式的新型亲有机物的页硅酸盐。

本发明还涉及新型可成形模塑材料在生产表面复盖材料、粘合剂、铸塑树脂、涂料、阻燃剂、具有触变效应的试剂和/或强化剂中的用途。

本发明还涉及包含新型亲有机物的页硅酸盐的表面复盖材料、粘合剂、铸塑树脂、涂料、阻燃剂、具有触变效应的试剂和/或强化剂。

本发明也涉及下面给出的式(Ⅰ)脒化合物在制备亲有机物页硅酸盐中的用途。