[发明专利]增塑剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种增塑剂组合物。

背景技术

现有技术通过在聚氨酯、聚脲或所谓的反应性树脂等聚合物材料中添加填充剂来对聚合物材料的某些特性进行改性。举例而言，通过这种方式可以改善抗冲击性、抗弯强度、硬度或电绝缘性能。

现有技术还通过在聚合物材料中添加增塑剂来对其机械特性进行改性，抑或通过添加价格通常较为低廉的增塑剂来降低制备成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在不同聚合物材料中添加填充剂的方法，这种方法简单方便，易于操作。

本发明的标的系一种组合物，其包含至少一种增塑剂和平均粒度小于等于150nm的二氧化硅颗粒，其特征在于，所述二氧化硅颗粒的含量为10wt％至80wt％，所述增塑剂的含量为90wt％至20wt％，其中，所述二氧化硅颗粒和所述增塑剂的含量总和至少为80wt％。

先对本发明范围内所用的几个概念进行说明。

本发明的组合物包含增塑剂。增塑剂是仅与聚合物发生物理反应且形成均相的低蒸汽压力惰性有机物质。举例而言，聚合物材料中的增塑剂可提高该聚合物材料的柔性或改善其可加工性。

《乌尔曼工业化学百科全书》(Ullmann′s Encyclopedia of IndustrialChemistry)(第6版，第27卷，第217页起)对“增塑剂”这一概念做出了定义。本发明范围内明确采用这个定义和恰当的增塑剂说明。增塑剂在20℃下的蒸汽压力优选低于0.1hPa。其他的优选上限为0.01hPa和0.001hPa。

所述组合物此外还包含平均粒度小于等于150nm的二氧化硅颗粒。此处涉及的是所谓的纳米粒子。举例而言，通过从碱性硅酸盐水溶液(即所谓的硅溶胶)中析出SiO₂即可制成这种纳米粒子。EP-A-1 366 112对恰当的制备方法进行了说明，该文献所揭示的内容通过引用也成为本发明的标的。

上述粒度是在固体含量为10％的情况下使用Horiba公司的动态光散射粒度分析仪LB-550在甲苯分散体系中通过动态光散射加以测定的。所给出的粒度为粒度分布的D50值。用于衡量分布宽度的尺度是跨距。跨距是无因次的，其计算公式为(D90-D10)/D50。

本发明的组合物的主要成分是增塑剂和二氧化硅颗粒。因此，该组合物优选为一初级产品，可与其他材料(优选为可聚合材料)进一步加工成最终产品。

本发明发现，首先二氧化硅纳米粒子无需费多大周折即可稳定地添加到增塑剂中，并于其中形成稳定的分散体系。其次，借助于本发明的组合物也可将纳米粒子添加到无法或很难直接添加纳米粒子的聚合物材料中。例如软质PVC、天然橡胶或诸如此类的材料。

在本发明范围内，可以用其他金属氧化物的纳米粒子代替二氧化硅纳米粒子添加到增塑剂中，从而制成本发明的组合物。例如元素周期表中第三和第四主族的金属氧化物、过渡金属氧化物以及镧系元素和锕系元素的氧化物。此外，Al₂O₃、TiO₂和ZnO₂也是可以代替二氧化硅的优选金属氧化物。

根据本发明的一种优选实施方式，所述二氧化硅颗粒和所述增塑剂在本发明的组合物中的含量总和至少为85wt％，更优选的最低含量为90wt％、95wt％、97wt％、98wt％、99wt％、99.5wt％、99.8wt％和99.9wt％。

所述二氧化硅颗粒优选占本发明的组合物的总质量的20wt％至70wt％，更优选占30wt％至60wt％，更优选占40wt％至60wt％。一个更优选的范围为50wt％至75wt％。借此可以使本发明的组合物在其可加工性不受影响的情况下具有高含量的纳米粒子。

所述增塑剂优选占所述组合物的总质量的30wt％至80wt％，更优选占40wt％至70wt％，更优选占40wt％至60wt％。

根据另一优选方案，本发明的组合物不含溶剂。也就是说，本发明的组合物不含溶剂(水溶剂或有机溶剂)或所含溶剂(水溶剂或有机溶剂)的含量至少不会在技术上产生重要影响。优选上限为1wt％、0.5wt％和0.1wt％。在本发明范围内，“溶剂”这一概念指的是任何一种在20℃下蒸汽压力超过0.1hPa、优选超过1hPa的物质。可以在Sartorius公司的水分测定仪上以5g的称量，130℃的温度和15分钟的操作时间，以百分数计的质量损失这一形式测定溶剂含量。