滑石组合物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及经表面处理的高长径比滑石、包含所述经表面处理的高长径比滑石的 功能组合物、制备所述经表面处理的高长径比滑石和功能组合物的方法、所述经表面处理 的高长径比滑石作为填料的应用和由所述功能组合物形成的聚合物复合材料和物品。
【背景技术】
[0002] 已开发出高长径比滑石来在塑料中提供刚性（以及橡胶、纸张和涂料的屏蔽性 能）。示例性高长径比滑石记载于US-A-6348536。今天主要用于聚丙烯类配方，滑石含量 为配方总重量的约5重量％~40重量％。观察到在较高滑石装载量（通常为30重量％以 上）时，一些表面缺陷可能出现在成型部件上（例如，机动车车身板件）。希望的是提供用 于这样的配方的新型滑石，以减少或消除表面缺陷。
【发明内容】
[0003] 根据本发明的第一方面，提供了一种经表面处理的高长径比滑石（HART)，其中，所 述高长径比滑石经过用表面处理剂进行的表面处理，所述表面处理剂包含含有一个或多个 醚键的聚合物物种。
[0004] 根据本发明的第二方面，提供了一种制备经表面处理的HART的方法，该方法包 括：将适量的如本发明的第一方面所限定的HART和表面处理剂混合，从而获得所述经表面 处理的HART。
[0005] 根据本发明的第三方面，提供了一种功能组合物，其包含本发明的第一方面所述 的经表面处理的HART、或由本发明的第二方面能够获得的经表面处理的HART。在某些实施 方式中，该功能组合物是聚合物组合物。
[0006] 根据本发明的第四方面，提供了一种制备聚合物组合物的方法，其包括将本发明 第一方面所述的经表面处理的HART与聚合物组合，所述经表面处理的HART的量相对于所 述聚合物组合物的总重量为至少约30重量％。
[0007] 根据本发明的第五方面，提供了本发明第一方面的经表面处理的HART作为功能 组合物中的填料、例如增量剂填料或功能填料的应用。
[0008] 根据本发明的第六方面，提供了由根据本发明第三方面的某些实施方式的聚合物 组合物形成、例如挤出或成型的聚合物复合材料或物品。
【具体实施方式】
[0009] 高长径比滑石
[0010] 本文所用的术语"滑石"指的是水合硅酸镁矿物或矿物绿泥石（水合硅酸铝镁）或 这两者的以及可选的其他矿物（例如，白云石和/或菱镁矿或另外的合成滑石（也称为类 滑石））的混合物。
[0011] 本文所用的术语"涂覆"指的是滑石颗粒用与滑石表面粘附（例如，物理吸附或键 合）或以其他方式结合的化合物进行表面处理或者接触。
[0012] 本文使用的术语"高长径比滑石"指的是层状指数大于约2. 8的滑石颗粒。'层状 指数'由以下比率定义：
[0013] d's'o
[0014] 其中，"d_n"是由通过湿式Malvern激光散射（标准AFNORNFX11-666或ISO 13329-1)的粒径测量获得的平均粒径值（dj，"d5。"是如下所述使用沉降粒度分析仪（标 准AFNORXl1-683或ISO13317-3)通过沉降获得的平均粒径值。参见文章G.Baudetand J.P.Rona,Ind.Min.MinesetCarr.Lestechn.June,July1990,pp55-61，其显不了该指 数与颗粒的最大维度与其最小维度的平均比值有关。在以下说明中，术语"高长径比滑石" 可以与术语"层状指数大于约2. 8的滑石颗粒"或"长径比大于2. 8的滑石"互换使用。在 某些实施方式中，层状指数大于约2. 8的滑石颗粒的特征还在于d5。为约0. 5~5ym，d95小 于约15ym(或小于约10ym)，d9S小于约20ym(均如下所述通过沉降粒度分析仪测定）， 比表面积（BET)大于约10m2/g。
[0015] 示例性的层状指数大于约2. 8的滑石颗粒及其制造方法记载于US-A-6348536,特 通过引用将其全部内容并入。
[0016] 本文所用的"比表面积（BET) "指的是根据BET法通过所述颗粒表面上吸附的从而 形成完全覆盖所述表面的单分子层的氩气的量测定的相对于单位质量的滑石颗粒物的颗 粒表面的面积（根据BET法测量，AFNOR标准X11-621和622或ISO9277)。
[0017] 除非另有规定，本文对于滑石颗粒物所提的粒径性质是使用Sedigraph5100 机器（由MicromeriticsInstrumentsCorporation,Norcross,Georgia,USA(www. micromeritics.com)提供，在本文中称为"MicromeriticsSedigraph5100 单元"）通过 将颗粒材料以完全分散条件沉降在水性介质中而以公知方式测量的。该机器提供测量和尺 寸（在本领域中称为'等效圆直径'（e.s.d))小于给定e.s.d值的颗粒的累积重量百分比 的绘图。平均粒径d5。是按此方式测量的有50重量％的颗粒的等效圆直径小于该d5。值时 的颗粒e.s.d的值。（U直是有10重量％的颗粒的esd小于该di。值时的值。d9。值是90重 量％的颗粒的esd小于该d9。值时的值。d95值是95重量％的颗粒的esd小于该d95值时的 值。d9S值是98重量％的颗粒的esd小于该d98值时的值。
[0018] 在上述的Malvern激光散射技术中，粉末、悬浮液和乳液中的粒径可以基于Mie理 论的应用利用激光束的衍射来测量。这样的仪器，例如MalvernMasterizerS(由Malvern Instruments提供）提供测量和尺寸（在本领域中称为'等效圆直径'（e.s.d))小于给定 e. S.d值的颗粒的累积体积百分比的绘图。平均粒径d5。是按此方式测量的有50体积％的 颗粒的等效圆直径小于该d5。值时的颗粒e.s.d的值。
[0019] 在某些实施方式中，高长径比滑石的层状指数为大于约3. 0,例如，大于约3. 2,或 大于约3. 4,或大于约3. 6,或大于约3. 8,或大于约4. 0,或大于约4. 2,或大于约4. 4。在某 些实施方式中，层状指数小于约5. 0,例如，小于约4. 5,或小于约4. 2。类似的，在某些实施 方式中，高长径比可以定义为滑石颗粒物的层状指数大于约3. 0,例如，大于约3. 2或大于 约3. 4,或大于约3. 6,或大于约3. 8,或大于约4. 0。在某些实施方式中，滑石颗粒物的层状 指数为小于约5. 0,例如，小于约4. 5,或小于约4. 2。类似地，在某些实施方式中，高长径比 滑石可以定义为滑石的长径比大于约3. 0,例如，大于约3. 2,或大于约3. 4,或大于约3. 6， 或大于约3. 8,或大于约4.0。在某些实施方式中，滑石的长径比小于约5.0,例如，小于约 4. 5,或小于约4. 2。
[0020] 在某些实施方式中，高长径比滑石（或层状指数大于约2. 8的滑石颗粒物或长径 比大于2. 8的滑石）的比表面积（BET)为约10m2/g~约40m2/g，例如，约10m2/g~约30m2/ g，或约l〇m2/g~约25m2/g，或约10m2/g~约20m2/g。在某些实施方式中，高长径比滑石（或 层状指数大于约2. 8的滑石颗粒物，或长径比大于2. 8的滑石）的比表面积（BET)等于或 大于约12m2/g，例如，等于或大于约14m2/g，或等于或大于约16m2/g，或等于或大于约18m2/ g，或等于或大于约20m2/g，或等于或大于约22m2/g，或等于或大于约22m2/g，或等于或大于 约24m2/g，或等于或大于约26m2/g，或等于或大于约28m2/g。在某些实施方式中，高长径比 滑石的比表面积（BET)小于约40m2/g，例如，小于约35m2/g，或小于约30m2/g。
[0021] 在某些实施方式中，高长径比滑石（或层状指数大于约2. 8的滑石颗粒物，或长径 比大于2. 8的滑石）的d5。为约Iym~4ym，例如，约I. 5ym~4ym，或约2ym~3. 5ym， 或约2ym~3ym。可选的是，高长径比滑石的d95可以小于约15ym和/或d9S小于约 30ym，例如，d95小于约14ym和/或d98小于约28ym，或d95小于约13ym和/或d98小于 约27ym，或d95小于约12ym和/或d98小于约26ym，或d95小于约Ilym和/或d98小于 约25ym，或d95小于约10ym和/或d98小于约24ym。
[0022] 在某些实施方式中，滑石为水合硅酸镁矿物或矿物绿泥石，或其混合物。可选的 是，滑石可以还包含白云石或菱镁矿，或其组合。滑石中的白云石和/或菱镁矿的量可以相 对于滑石总重量为小于约10重量％，例如，相对于滑石总重量为小于约5重量％，或小于约 1重量％，或小于约〇. 75重量％，或0. 5重量％或更少。在某些实施方式中，滑石包含合成 滑石或类滑石、基本由滑石或类滑石构成、或由滑石或类滑石构成。
[0023] 基于滑石重量，经表面处理的高长径比滑石可以包含约50重量％~约99. 9重 量％滑石，例如，约60重量％~约99. 9重量％滑石，或约70重量％~约99. 9重量％滑石， 或约80重量％~99. 9重量％滑石或约85重量％~约99. 9重量％滑石，或约90重量％~ 约99. 9重量％滑石，或约92重量％~约99. 9重量％滑石，或约94重量％~约99. 9重量％ 滑石，或约95重量％~约99. 8重量％滑石，或约96重量％~约99. 7重量％滑石，或约97 重量％~约99. 6重量％滑石，或约98重量％~约99. 5重量％滑石，或至少约90重量％滑 石，或至少约92重量％滑石，或至少约94重量％滑石，或至少约95重量％滑石，或至少约 96重量％滑石，或至少约97重量％滑石，或至少约98重量％滑石，或至少约98. 5重量％滑 石，或至少约99. 0重量％滑石，或至少约99. 1重量％滑石，或至少约99. 2重量％滑石，或 至少约99. 3重量％滑石，或至少约99. 4重量％滑石，或至少约99. 5重量％滑石。
[0024] 表面处理剂
[0025] 根据本发明的第一方面，高长径比滑石经过用表面处理剂进行的表面处理，所述 表面处理剂包含含有一个或多个醚键的聚合物物种。
[0026] 在某些实施方式中，所述含有一个或多个醚键的聚合物物种为聚醚或其衍生物。
[0027] 在某些实施方式中，表面处理剂由下述物质构成、或者基本上由下述物质构成：含 有一个或多个醚键的聚合物物种，例如，聚醚和/或聚醚改性聚硅氧烷。
[0028] 在某些实施方式中，聚醚为聚氧亚烷基（POA)，例如，聚亚烷基二醇（PAG)或聚氧 化烯（PAO)。本文使用的术语'聚亚烷基二醇'指的是数均分子量低于20