蜜胺改性的层状硅酸盐制造技术

本发明专利技术涉及亲有机物质的层状硅酸盐，该硅酸盐是通过用环状的、任选季铵化的蜜胺化合物的盐或这些盐的混合物处理天然的或合成的层状硅酸盐或这些硅酸盐的混合物生产的。本发明专利技术还涉及包含发明专利技术的亲有机物质的层状硅酸盐的聚合物体系，尤其是热塑性聚合物，热固性聚合物体系，优选环氧树脂，聚氨酯和橡胶，以及可模压的模型和挤出材料和以复合材料形式、特别是以纳米复合材料形式的模压成形的部件。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新的亲有机物质的层状硅酸盐、这些层状硅酸盐的制备方法及其在优选包含按专利技术的、以涂膜(exfolierter)形式存在的亲有机物质的层状硅酸盐的可模压的模型材料和在模压成形的部件及复合材料，特别是在纳米复合材料中的应用。众所周知，亲有机物质的层状硅酸盐，例如通过离子交换制备的用作热塑性材料及硬塑料的填充材料，由此得到纳米复合材料。在合适的亲有机物质的层状硅酸盐用作填充材料时，如此制备的成形部件的物理和机械性能得以大大改进。特别令人感兴趣的是在至少保持同样的韧性下提高刚性。包含以涂膜(exfolierter)形式存在的层状硅酸盐的纳米复合材料表现出特别好的性能。在分散介质存在下用伯、仲或叔线性有机胺的任选地季铵化的盐处理层状硅酸盐在DE-A-38 10 006中是已知的。在这种情况下发生离子交换或阳离子交换，由此铵盐阳离子进入层状硅酸盐的层间。由于吸收胺的有机基团使这种改变了的层状硅酸盐成为亲有机的。如果这种有机基团包含官能团，该层状硅酸盐将能够与合适的单体或聚合物通过化学键连接。但在DE-A-38 10 006中所述线性胺的应用有缺点，即这种材料可在常规应用的热塑性加工高达300℃的高温下分解并使产品变色。分解产物的形成可引起辐射并降低机械性能，如冲击强度。令人惊奇的发现，通过用任选地季铵化的蜜胺化合物的盐处理层状硅酸盐，即经阳离子交换制得的有机层状硅酸盐显示出较高的加工热稳定性和优秀的分散作用及界面粘附性。在热固性塑料中，提高按专利技术的亲有机物质的三层硅酸盐的加入量没有象其它通常可能的那样未由于粘度升高而影响加工。如果所用的环状蜜胺包含活性基团，因此制备并用作填料的亲有机物质的层状硅酸盐与基质可通过接枝共价连接。例如直接由蜜胺或氨基丙酸及12-氨基十二酸得到的蜜胺鎓由于好的惊人的层分离而出众，同时具有粘附到多种聚合物和填充材料上的优秀的粘附性。与现有技术状况(Gianneis)不同，令人惊奇的证明具有长的和任选取代的烷基的本专利技术的蜜胺鎓盐尽管空间填充较高，但仍能有效地交换在层状硅酸盐的层间区域的阳离子。此外令人惊奇的是按专利技术的亲有机物质的三层硅酸盐不仅是改进聚合物机械性能的优秀的填料，而且也是有效的阻燃剂，对此蜜胺复合物吸水量升高的缺点在这里没有出现。本专利技术在权利要求中阐明本专利技术特别涉及亲有机物质的层状硅酸盐，这些硅酸盐的特征在于它们是通过用任选地季铵化的环状的蜜胺化合物的盐或者这些盐的混合物处理天然的或合成的层状硅酸盐或者这些硅酸盐的混合物制备的。本专利技术进一步涉及按专利技术的亲有机物质的层状硅酸盐的制备及其在优选包含专利技术的、以涂膜(exfolierter)形式存在的亲有机物质的层状硅酸盐的可模压的模型材料和在模压成形的部件或复合材料、特别是在纳米复合材料的制备中的应用。本专利技术进一步涉及包含按专利技术的、优选以涂膜(exfolierter)形式存在的亲有机物质的层状硅酸盐的以复合材料形式、特别是以纳米复合材料形式的可模压的模型材料和模压成形的部件。本专利技术进一步涉及按专利技术的可模压的模型材料在制备油漆、粘合剂、浇铸树脂、涂料、阻燃剂、触变剂和/或增强剂中的应用。本专利技术进一步涉及包含按专利技术的亲有机物质的层状硅酸盐的油漆、粘合剂、浇铸树脂、涂料、阻燃剂、触变剂和/或增强剂。本专利技术还涉及在后面给出的式(I)的蜜胺化合物在制备亲有机物质的层状硅酸盐中的应用。用于制备亲有机物质的层状硅酸盐合适的层状硅酸盐首先是天然的或合成的蒙皂石(Smectit)-粘土矿物，特别是蒙脱土、皂石、贝得石(Beidelit)、囊脱石、水辉石、锌蒙脱石、富镁蒙脱石，以及膨润土、蛭石和多水高岭土。优选蒙脱土和水辉石。特别是其层间距为约0.7nm～1.2nm(纳米)并且在按专利技术的亲有机物质的层状硅酸盐形式中层间距至少为1.2nm的层状硅酸盐是优选的。所用的层状硅酸盐优选具有的离子交换容量为50～200meq/100g(微当量/100克)。这些可用的层状硅酸盐是例如在A.D.Wilson，H.T.Posser，离子聚合物进展(Developments in Ionic Polymers)，London，AppliedScience Publishers，Chapter 2，1986中所描述。合成的层状硅酸盐例如可通过天然层状硅酸盐与六氟硅酸钠反应得到。合成的层状硅酸盐是例如在日本东京CO-OP化学有限公司可商购的以及也是该公司所描述的。层状硅酸盐蒙脱土例如一般对应于式Al2·nH2O其中部分铝可被镁交换。该组成随硅酸盐的矿层而变化。层状硅酸盐的组成优选对应于式(Al3.15Mg0.85)Si8.00O20(OH)4X11.8·nH2O其中X为可交换的阳离子，一般为钠或钾离子。所给羟基为例如可与氟离子(Fluoridonen)交换。通过羟基与氟离子的交换可得到例如合成的层状硅酸盐。应用式(Ia)，(Ib)，(Ic)的环状蜜胺化合物 或这些化合物的混合物制备的亲有机物质的层状硅酸盐是优选的，其中R1为直链或支链C1-20脂肪族基团，这些基团可包含一个或多个不饱和键和/或一个或多个官能团；R2为氢或直链或支链C1-20脂肪族基团，这些基团可包含一个或多个不饱和键和/或一个或多个官能团并且任选地被一个或多个-NH-基团或被一个或多个氧原子间隔；R3为氢或直链或支链C1-8脂肪族基团，这些基团可包含一个或多个不饱和键；及Xm-为相同的或不同的、任意的带电荷的阴离子，其中m优选为1或2，例如F-、Cl-、Br-、I-、SO42-、CH3SO4-、C6H6SO4-、(HCOO)-或(CH3COO)-。优选为R1为饱和脂肪酸、羟基脂肪酸或C8-20，优选C12-20，更优选C14-18的氨基羧酸的烷基或不饱和脂肪酸、羟基脂肪酸或C8-20，优选C12-20，更优选C14-18的氨基羧酸的烯基，或者为任选被羧基或(C1-C3)烷氧基羰基取代的(C2-C8)烷基，R2为氢或C1-8脂肪族基团，这些基团可包含不饱和键并且可被羧基或(C1-C20)烷氧基羰基或环己基羰基或苯基羧基取代，并且任选被-NH-或氧原子间隔，R3为氢或(C1-C4)烷基；Xm-为相同的或不同的、任意的带电荷的阴离子，其中m优选为1或2，例如F-、Cl-、Br-、I-、SO42-、CH3SO4-、C6H6SO4-、(HCOO)-或(CH3COO)-。特别优选的是式(Ia’)，(Ib’)，(Ic’)的化合物 其中R1’为12-羟基油酸的链烯基或氨基己酸(3-氨基丙酮酸(3-Aminopropiononsaeure))及12-氨基十二酸的烷基，R2’为氢或C1-4脂肪族基团，这些基团任选被(C1-C20)烷氧基羰基取代；R3’为氢、甲基或乙基；以及Xm-为相同的或不同的、任意的带电荷的阴离子，其中m优选为1或2，例如F-、Cl-、Br-、I-、SO42-、CH3SO4-、C6H6SO4-、(HCOO)-或(CH3COO)-。为制备各以盐的形式存在的式(I)的环状蜜胺化合物，先制备环状蜜胺化合物，然后将其转化成盐或季铵化。制备环状蜜胺化合物的方法本身是已知的，它们也可以用来制备用作制备本专利技术的盐或季铵化的蜜胺化合物的原料所需要的环状蜜胺化合物。为制备本专利技术的盐或本专利技术季铵本文档来自技高网...

【技术保护点】
亲有机物质的层状硅酸盐，其特征在于，该硅酸盐是通过用任选季铵化的、环状的蜜胺化合物的盐或这些盐的混合物处理天然的或合成的层状硅酸盐或这些硅酸盐的混合物制备的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C兹尔格，R米豪普特，J芬特，
申请(专利权)人：范蒂科股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]