[发明专利]蜜胺改性的层状硅酸盐

说明书

本发明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发明的、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，提高按发明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发明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发明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。

本发明在权利要求中阐明本发明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。

本发明进一步涉及按发明的亲有机物质的层状硅酸盐的制备及其在优选包含发明的、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。

本发明进一步涉及包含按发明的、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。

本发明进一步涉及按发明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。

本发明进一步涉及包含按发明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。

本发明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)并且在按发明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：