包含水合高岭土的聚合物复合组合物制造技术

一种用于制造制品的聚合物复合组合物可包含水合高岭土、针状材料和聚合物，聚合物可包括尼龙、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚硫化物、聚醚酮、聚碳酸酯或聚烯烃中的至少一种。水合高岭土、针状材料和聚合物可结合以形成聚合物复合组合物。减少包含针状材料和聚合物的聚合物复合组合物中的针状材料、同时保持包括该聚合物复合组合物的制品的弯曲模量的方法可包括用水合高岭土替代聚合物复合组合物中的至少部分针状材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含水合高岭土的聚合物复合组合物优先权要求本PCT国际申请要求2015年12月15日提交的美国临时申请No.62/267,469的优先权权益，其主题通过引用全文结合到本文中。描述领域本公开涉及聚合物复合组合物，更具体地讲，涉及包含水合高岭土的聚合物复合组合物。背景很多制造的热塑性制品由塑料形成，该塑料有时称为“工程热塑性塑料”。工程热塑性塑料可包括聚合物，如尼龙、聚酯、芳族聚酰胺、聚硫化物、聚醚酮、聚碳酸酯或聚烯烃。可用工程热塑性塑料形成制品，对该制品合乎需要的性质可包括高硬挺度、耐溶剂性、阻隔性质、高反射性表面、耐热性、高冲击强度和/或抗蠕变性。为了提高由工程热塑性塑料形成的制品的强度或其它所需性能，可将玻璃纤维掺入聚合物，以形成复合材料。然而，在工程热塑性塑料中包含玻璃纤维可有数个缺点。例如，玻璃纤维可能相对昂贵，难以处理，有时不利地影响完成制品的表面品质。因此，可合乎需要的是提供备选组合物和方法，其提供加玻璃纤维到聚合物的至少一些益处，同时减少或消除玻璃纤维。本文公开的组合物和方法可缓解或克服一个或多个上述可能缺陷和其它可能缺陷。概述根据一个方面，一种用于制造制品的聚合物复合组合物可包含水合高岭土、针状材料和聚合物，聚合物可包括尼龙、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚硫化物、聚醚酮、聚碳酸酯和聚烯烃中的至少一种。水合高岭土、针状材料和聚合物可结合以形成该聚合物复合组合物。根据另一个方面，减少包含针状材料和聚合物的聚合物复合组合物中的针状材料、同时保持包括该聚合物复合组合物的制品的弯曲模量的方法可包括用水合高岭土替代聚合物复合组合物中的至少部分针状材料。应了解，前面一般描述和以下详述二者仅为示例性和说明性，并不是所要求保护的本专利技术的限制。附图简述图1为显示示例性聚合物复合组合物的15个样品的杨氏模量(GPa)对示例性高岭土的重量%的曲线图。图2为显示示例性聚合物复合组合物的15个样品的极限拉伸强度(UTS)(MPa)对示例性高岭土的重量%的曲线图。图3为显示示例性聚合物复合组合物的15个样品的断裂伸长(mm)对示例性高岭土的重量%的曲线图。图4为显示示例性聚合物复合组合物的15个样品的弯曲模量(GPa)对示例性高岭土的重量%的曲线图。图5为显示示例性聚合物复合组合物的15个样品的弯曲强度(MPa)对示例性高岭土的重量%的曲线图。图6为显示示例性聚合物复合组合物的15个样品的冲击强度(ft-lb/in2)对示例性高岭土的重量%的曲线图。示例性实施方案描述根据一些实施方案，一种用于制造制品的聚合物复合组合物可包含水合高岭土、针状材料和聚合物，聚合物可包括尼龙、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚硫化物、聚醚酮、聚碳酸酯和聚烯烃中的至少一种。水合高岭土、针状材料和聚合物可结合以形成聚合物复合组合物。根据一些实施方案，聚合物可包括聚酰胺。本文所用“针状”指包括或衍生自细长、针状的结构或晶体的颗粒，或具有类似形式的颗粒。根据一些实施方案，针状材料可包括纤维。例如，针状材料可包括切短纤维。根据一些实施方案，针状材料可包括玻璃纤维，例如切短玻璃纤维。根据其它实施方案，针状材料可包括硅灰石。玻璃可包括二氧化硅或硅酸盐和一种或多种钙、镁和硼的氧化物。颗粒的形态可由“形状因数”表征。本文所用“板状”指具有大于1的形状因数的颗粒。相比之下，将具有小于或等于1的形状因数的颗粒认作为具有“块状”形态。本文所用“形状因数”为：如使用根据美国专利5,576,617(其主题通过引用结合到本文中)中描述的电导率法测定，一群不同大小和形状的颗粒的平均粒径与颗粒厚度之比的平均值(基于重量平均)的度量，可通过如下用装置测定非球形颗粒的形状因数：得到颗粒的完全抗絮凝悬浮体，使悬浮体中的颗粒大致以第一方向取向，基本以第一方向测定颗粒悬浮体的电导率，且同时或基本同时以横向于第一方向的方向测定颗粒悬浮体的电导率。之后，可确定两种电导率测定值之间的差异，以提供悬浮体中颗粒的形状因数的度量。“基本同时”测定电导率指在第一电导率测定后以足够接近的时间进行第二电导率测定，使得被测定的悬浮体的温度对各测定实际上相同。根据一些实施方案，水合高岭土可包括板状水合高岭土。例如，水合高岭土可具有至少10的形状因数。例如，形状因数可以为至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70或至少80。根据一些实施方案，水合高岭土的形状因数可以为10至70、10至60、10至50、10至40、20至70、20至60、20至50、20至40、30至70、30至60、30至50、30至40、40至70、40至60、40至50、50至70、50至60或60至70的范围。根据一些实施方案，水合高岭土可包括经表面处理水合高岭土。例如，水合高岭土可包括用硅烷、氨基硅烷、硅酸盐、硅酮油、乳液和硅氧烷中的至少一种表面处理过的水合高岭土。根据一些实施方案，水合高岭土可包括用氨基硅烷表面处理过的水合高岭土。根据一些实施方案，聚合物复合组合物可包含相对于组合物总重量为至少10重量%的水合高岭土。例如，聚合物复合组合物可包含相对于组合物总重量为至少20重量%的水合高岭土、至少30重量%的水合高岭土、至少40重量%的水合高岭土或至少50重量%的水合高岭土。使用由Micromeritics公司提供的Sedigraph5100仪器，可测定本公开中提到的粒径和其它粒径性质。使用这种测定装置，给定颗粒的粒径用沉降通过悬浮体的当量直径的球的直径表示，有时称为“当量球直径”或“esd”。中值粒径或“d50”值为：由50重量%的颗粒具有小于该d50值的esd时的颗粒esd确定的值。预期确定粒径和相关性质的其它方法和/或装置。根据一些实施方案，水合高岭土的中值粒径d50可小于或等于2微米。例如，水合高岭土的中值粒径d50可小于或等于1.5微米、小于或等于1.4微米、小于或等于1.3微米、小于或等于1.2微米、小于或等于1.1微米、小于或等于1.0微米、小于或等于0.9微米、小于或等于0.8微米、小于或等于0.7微米、小于或等于0.6微米、小于或等于0.5微米、小于或等于0.4微米、小于或等于0.3微米、或小于或等于0.2微米。根据一些实施方案，水合高岭土的中值粒径d50可小于或等于0.5微米(例如，小于0.3微米)，并且水合高岭土可包括用氨基硅烷表面处理过的水合高岭土。根据一些实施方案，一种用于制造制品的聚合物复合组合物可包含水合高岭土和聚合物，聚合物可包括尼龙、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚硫化物、聚醚酮、聚碳酸酯或聚烯烃中的至少一种。水合高岭土和聚合物可结合以形成聚合物复合组合物。包括包含水合高岭土的聚合物复合组合物的制品可具有比包括不含水合高岭土的聚合物复合组合物的制品更高的弯曲模量。根据一些实施方案，包括包含水合高岭土的聚合物复合组合物的制品可具有比包括不含水合高岭土的聚合物复合组合物的制品高至少10%的弯曲模量。例如，包括包含水合高岭土的聚合物复合组合物的制品可具有比包括不含水合高岭土的聚合物复合组合物的制品高至少25%的弯曲模量。根据一些实施方案，包括包含水合高岭土的聚合物复合组合物的制品可具有比包括不含水合高岭土的聚合物复合组合物的制品高至少40%的弯曲模量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造制品的聚合物复合组合物，所述组合物包含：水合高岭土；针状材料；和聚合物，所述聚合物包括尼龙、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚硫化物、聚醚酮、聚碳酸酯和聚烯烃中的至少一种，其中水合高岭土、针状材料和聚合物结合以形成聚合物复合组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 US 62/2674691.一种用于制造制品的聚合物复合组合物，所述组合物包含：水合高岭土；针状材料；和聚合物，所述聚合物包括尼龙、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、芳族聚酰胺、聚硫化物、聚醚酮、聚碳酸酯和聚烯烃中的至少一种，其中水合高岭土、针状材料和聚合物结合以形成聚合物复合组合物。2.权利要求1的组合物，其中水合高岭土包括板状水合高岭土。3.权利要求1的组合物，其中水合高岭土具有至少10的形状因数。4.权利要求1的组合物，其中水合高岭土具有至少30的形状因数。5.权利要求1的组合物，其中水合高岭土具有至少60的形状因数。6.权利要求1的组合物，其中水合高岭土包括经表面处理水合高岭土。7.权利要求1的组合物，其中水合高岭土包括用硅烷、氨基硅烷、硅酸盐、硅酮油、乳液和硅氧烷中的至少一种表面处理过的水合高岭土。8.权利要求1的组合物，其中水合高岭土包括用氨基硅烷表面处理过的水合高岭土。9.权利要求1的组合物，其中针状材料包括纤维。10.权利要求1的组合物，其中针状材料包括切短纤维。11.权利要求1的组合物，其中针状材料包括玻璃纤维或硅灰石。12.权利要求1的组合物，其中针状材料包括切短玻璃纤维。13.权利要求1的组合物，其中组合物包含相对于组合物总重量为至少10重量%的水合高岭土。14.权利要求1的组合物，其中组合物包含相对于组合物总重量为至少20重量%的水合高岭土。15.权利要求1的组合物，其中组合物包含相对于组合物总重量为至少30重量%的水合高岭土。16.权利要求1的组合物，其中水合高岭土的中值粒径d50小于或等于2微米。17.权利要求1的组合物，其中水合高岭土的中值粒径d50小于或等于1.5微米。18.权利要求1的组合物，其中水合高岭土的中值粒径d50小于或等于1.0微米。19.权利要求1的组合物，其中水合高岭土的中值粒径d50小于或等于0.5微米。20.权利要求1的组合物，其中水合高岭土的中值粒径d50小于或等于0.5微米，且水合高岭土包括用氨基硅烷表面处理过的水合高岭土。21.一种包括权利要求1的聚合物复合组合物的制品，其中包括包含水合高岭土的聚合物复合组合物的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：DW德伍尔夫，C佩沙夫，I普拉基斯，
申请(专利权)人：英默里斯美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US