可聚合的高填充性组合物制造技术

一种液态高填充性可固化组合物，包含可聚合形成固形聚合物而不形成弃置产物的有机液，其中，甲基丙烯酸甲酯为基本成分；２０—７０％（体积）细分散的无机填料颗粒，至少１％（体积）颗粒的直径至少为３０微米。条件是：其中最大颗粒的粒度为１５０微米时，其浓度为２０—６０％（体积），而当颗粒大于１５０微米时，其浓度至少为１％，但优选不超过总组合物量的３０％（体积）和０．０５—５．０％（重量），颗粒是亲有机的、表面积至少为１００ｍ＋［２］／ｇ的表面改性的粘土。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含高体积浓度粒状填料的可固化的液体组合物。英国专利1493393号披露了可固化的高填充性组合物，正如B.E.T.氮吸法所测定的那样，该组合物至少含20%(体积)分散于可聚合有机液体中的高度分散的填料颗粒，其中所存在的任何颗粒的最大粒度为100微米，按数目计，至少有95%的颗粒不超过10微米，所说颗粒表面积在30m2/ml-1m2/ml之间，优选20m2/ml-2m2/ml。该组合物还含定义为两性物质的聚合物分散剂，该分散剂含(a)至少含一种分子量至少为500、为可聚合的有机液体成为溶剂化物的，也为在整个固化过程中由可聚合的有机液体生成的齐聚物或聚合物成为溶剂化物，或与所述齐聚物或聚合物相容的链状化合物;(b)能与无机填料颗粒结合并固定于该颗粒上的一种或多种基团。聚合物分散剂的存在可使分散的产物具有填料量不低于50%(体积)，同时使该产物的液体粘度低至所述分散液易于用泵输送以进行处理。粘度低可使该分散液适于用耗资少的低压模具加工为成形制品。虽然该组合物粘度低，该聚合物分散剂却能使填料颗粒在聚合过程中保持悬浮态，而不产生严重的沉降现象。虽然所说填料颗粒在贮存时会逐渐沉降，但聚合物分散剂能使这些颗粒保持在稳定的反絮凝状态，这样即使沉降形成块后，也能通过缓慢搅拌而使之重新分散。虽然英国专利GB1493393公开的组合物业已证明十分适于给用户提供一种能用耗资少的模具进行注塑的易于处理的物料，但该组合物仍有缺陷，即在需要提供含大量大颗粒填料时仍会出现沉降问题。必须生产一种分散液，提高聚合制品的光学透明度或改善断裂韧性/抗断裂性，这种需要将增加。当模塑板材或成形制品(如钵、槽、计量器顶)时，明显的沉降趋势是一大问题。在有平均粒度至少为30μm颗粒的组合物中，由于表面填料的浓度高，所以沉降会导致注塑物品的光洁度差。由于填料浓度高及低的区间的热膨胀的差异，这种沉降也会使制品在脱模时变形。如果一维包括的粒度大于150μm的很大填料颗粒的比例数获得了某种特殊效果(如花岗岩效果)的话，抑制组合物中颗粒的沉降也是有利的。对于含大颗粒的组合物而言，沉降速率在阴模的两不同区间波动。这会导致横跨制品表面和贯穿横截面的大颗粒的浓度有差异，并引起了颜色的变化。这样就需要具有GB1493393分散液的全部优点，而能使较大颗粒至少在需要聚合该组合物的整个过程中保持悬浮状态。据此，本专利技术提供一种液态、高填充性、可固化的组合物，该组合物包含可聚合形成固形聚合物而不形成弃置产品的有机液体，其中甲基丙烯酸甲酯至少为所说有机液的15%(重量)，优选至少为25%;20-70%(体积)细分散的无机填料颗粒，至少其中1%(体积)是直径至少为30μm的粒子，其条件是当颗粒的最大粒度为150μm时，它们的浓度介于20%-70%(体积)之间，当颗粒度大于150μm时，它们的浓度至少为1%，但是最好不超过总组合物的30%(体积)和0.05-5.0%(重量)，优选0.1-2.0%(重量)，该颗粒是亲有机的表面积至少为100m2/g，优选大于400m2/g的表面改性的粘土。“可聚合形成固形聚合物的有机液”的含义是(a)能聚合形成固形聚合物的液态单体，该聚合物中，聚合物链的重复单元是通过碳-碳键或通过插入的杂原子的这样的链而连接的，该聚合作用优选不形成弃置的产物;或(b)如(a)中所说的液体单体和一种或多种溶于成分(a)的聚合物，并与由成分(a)的聚合产生的聚合物相容或不相容的一种或多种聚合物组成的混合物。所说的有机液体中成分(a)可选自各种烯属不饱和单体，其条件是至少15%(重量)的有机液体是甲基丙烯酸甲酯。优选的是丙烯酸和甲基丙烯酸同1-18碳原子的醇形成的酯。如果最终的基质聚合物是交联聚合物或高度支化到不能被加热和/或加压而进行处理的程度的话，那将是有利的。如在聚合液(a)中含一定比例的不饱和多乙烯基单体或与(a)可共聚的低聚物即可实现这点。由低聚氨基甲酸乙酯丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯得到的含或不含易反应稀释剂(如甲基丙烯酸甲酯)的最终的基质聚合物是特别为人们感兴趣的，只要这种经固化的产品至少有15%是由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的重复单元所组成。公开的64809和151990号欧洲专利中介绍了可聚合的适宜的组合物。如果所用的可固化的组合物不按其自己的交联方式生成交联产物，如，在可固化的液体是甲基丙烯酸甲酯时，有利于使获得的经固化的制品含多官能的可固化的材料，在所说制品中，基质聚合物是交联聚合物。无论使用什么可固化的体系或材料的混合物，所说组合物的液体材料的主要组成是甲基丙烯酸甲酯是优选的方案。希望所说组合物能迅速地送入生产制品的成形模具中，所以为制造上的方便，所说的可固化的组合物的流动性应足够低以易于泵送。为了实现下述两方面的需要，所说组合物应有足够的流动性以利于用低压设备泵送入模具，至少在聚合所说组合物所需的时间内，应使大颗粒在所说组合物内基本维持均匀的分散状态。所以要求组合物的粘度要适当。所说组合物应具有剪切变稀性能，即在低的或零剪切条件下呈现出高的粘度，并且随着剪切增加而粘度降低。测试这种性能的适宜的方法是剪切变稀，在本说明书中称作“触变指数”，它是在室温下，用Brookfield粘度计3号转子，分别在6rpm(转/分)及30rpm下测定的粘度的比值。在优选的组合物中，用3号转子在30rpm下测定的粘度低于250泊，希望介于15-70泊间。但至少为5泊。触变指数至少为1.1，优选至少为2.0，一般在4以下。如果该组合物不是主要由全部大于30μ直径的颗粒组成的话，其余的颗粒可更细，例如GB1493393中披露的颗粒。无机填料所具有的特征是具有高弹性剪切、模量的固形物料，即弹性模量不小于5GN/m2，优选不小于10GN/m2。也可将Knoop硬度大于100的那些固形物料定义为适宜的固形物料，例如适宜的固体包括各种矿物，如氧化铝，(包括三水合氧化铝)，各种形式的氧化硅(如石英、方英石和鳞石英)，高岺土及其煅烧产物，长石、兰晶石、橄榄石、霞石、正长岩、硅线石、锆石、硅灰石、磷灰石、文石、方解石、菱镁矿、重晶石、石膏及其它金属硅酸盐、铝酸盐、铝硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐、亚硫酸盐、碳化物和氧化物;金属(既可是易碎的，也可是延性的)，如铸铁、锌合金、铝、青铜和钢;人造材料，如玻璃、陶瓷、矿渣灰，各种形式的碳，如焦炭等均为适宜的固形填料。无机填料的粒度分布既可以宽也可以窄，在所述粒度范围内这些填料既可是单形态的也可是多形态的。填料的粒度是指颗粒的最大尺寸，其形状可为粒状、板状、园柱或棒状或长方形。考虑到由可固化组合物所制得的复合材料的韧性，该组合物易于加工成复合材料，同片状或棒状材料相反，一般主要选用粒状物料。然而，考虑到某些特殊需要，也可使用长径比或长厚比不大于25∶1的颗粒，如某些石棉颗粒，硅灰石颗粒，碳化硅或氮化硅“晶须”(whiskers)，高岺土或铝或云母片。如果直径至少为30μm的填料颗粒构成了主要的填料成分，浓度约比总填料含量的50%(重量)大，和棒状或板状的相反，基本上优选粒状填料，且最大直径为150μm，优选不超过90μm。平均直径介于35-65μm之间的填料是优选的。如果所说填料颗粒能提供特殊的美学效果，那末按最大尺寸计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液态高填充性可固化组合物，包含可聚合形成固形聚合物而不形成弃置产物的有机液，其中，甲基丙烯酸甲酯为基本成分；２０－７０％（体积）细分散的无机填料颗粒，至少１％（体积）颗粒的直径至少为３０微米。条件是：其中最大颗粒的粒度为１５０微米时，其浓度为２０－６０％（体积），而当颗粒大于１５０微米时，其浓度至少为１％，但优选不超过总组合物量的３０％（体积）和０．０５－５．０％（重量），颗粒是亲有机的、表面积至少为１００ｍ↑［２］／ｇ的表面改性的粘土。 性的粘土。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GA穆尔曼，NJ沃尔顿，MD泰勒，
申请(专利权)人：帝国化学工业公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]