发明名称 sPS奈米复合材料及其制法
摘要 本发明揭示一种sPS奈米复合材料,其包括一对位性聚苯乙烯(sPS)基质,以及一分散于上述基质之层状黏土材料;其中,层状黏土材料插层除了有阳离子界面活性剂,亦可含有可与sPS相容或部份相容的聚合物或寡聚物;且其层距至少20。本发明之sPS奈米复合材料可由 in-situ聚合、溶液掺混、熔融掺混等方式制成。根据本发明,上述层状黏土分散于sPS复合材料中,除了可改善促进sPS的结晶性质,尚对sPS的机械性质有补强作用外。
申请公布号 TWI254063 申请公布日期 2006.05.01
申请号 TW089108801 申请日期 2000.05.09
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 陈英茂;郭文法;蔡献逸;吴震裕
分类号 C08L25/06;C08K3/34 主分类号 C08L25/06
代理机构 代理人
主权项 1.一种对位性聚苯乙烯/黏土奈米复合材料,包括: 一高分子基质,包含对位性聚苯乙烯(sPS);以及 一层状黏土材料,均匀分散于上述高分子基质中, 该层状黏土材料插层有阳离子界面活性剂,且其层 距至少20。 2.如申请专利范围第1项所述之对位性聚苯乙烯/黏 土奈米复合材料,其中该黏土含量为0.1-40重量份/ 100重量份高分子基质。 3.如申请专利范围第1项所述之对位性聚苯乙烯/黏 土奈米复合材料,其中该层状黏土材料之阳离子交 换当量为50-200meq/100g。 4.如申请专利范围第3项所述之对位性聚苯乙烯/黏 土奈米复合材料,其中该层状黏土材料系择自下列 所组成之族群:硅矾石类黏土(smectite clay)、蛭石( vermiculite)、管状高岭土(halloysite)、绢云母(sericite) 、以及云母(mica)。 5.如申请专利范围第4项所述之对位性聚苯乙烯/黏 土奈米复合材料,其中该硅矾石类黏土(smectite clay) 系择自下列所组成之族群:蒙脱土(montmorillonite)、 皂土(saponite)、富铝蒙脱土(beidellite)、矽铁石( nontronite)、hectorite以及stevensite。 6.如申请专利范围第1项所述之对位性聚苯乙烯/黏 土奈米复合材料,其中该阳离子界面活性剂为铵盐 化合物。 7.如申请专利范围第6项所述之对位性聚苯乙烯/黏 土奈米复合材料,其中该阳离子界面活性剂为氯化 十六基啶。 8.如申请专利范围第6项所述之对位性聚苯乙烯/黏 土奈米复合材料,其中该阳离子界面活性剂为溴化 正-十六基三甲基铵。 9.如申请专利范围第1项所述之对位性聚苯乙烯/黏 土奈米复合材料,其中该层状黏土材料除了插层有 阳离子界面活性剂,更插层可与sPS相容或部份相容 的聚合物或寡聚物。前述插层的聚合物或寡聚物 含量为0.5-50重量份/100重量份黏土。 10.如申请专利范围第1项所述之对位性聚苯乙烯/ 黏土奈米复合材料,其中该层状黏土材料更插层有 杂排性聚苯乙烯(aPS)或聚氧化对二甲苯(PPO)。 11.如申请专利范围第1项所述之对位性聚苯乙烯/ 黏土奈米复合材料,其中该对位性聚苯乙烯之重量 平均分子量为15,000-800,000。 12.如申请专利范围第1项所述之对位性聚苯乙烯/ 黏土奈米复合材料,其中更包括一韧化剂、防火剂 、相容剂、或抗氧化剂。 13.一种对位性聚苯乙烯/黏土奈米复合材料的制造 方法,包括下列步骤: (a)提供一层状黏土材料,以阳离子界面活性剂进行 改质处理;以及 (b)将上述经过改质处理的层状黏土材料与苯乙烯 单体混合,在触媒的存在下,加热进行in-situ聚合反 应,使该层状黏土材料均匀分散于一对位性聚苯乙 烯基质中。 14.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中该 层状黏土材料之阳离子交换当量为50-200meq/100g。 15.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中该 阳离子界面活性剂为铵盐化合物。 16.如申请专利范围第15项所述之制造方法,其中该 阳离子界面活性剂为氯化十六基啶。 17.如申请专利范围第15项所述之制造方法,其中该 阳离子界面活性剂为溴化十六基三甲基铵。 18.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中步 骤(a)更包括: 将该阳离子界面活性剂改质处理后之层状黏土材 料分散在苯乙烯单体或二甲酚单体中进行聚合反 应。 19.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中该 对位性聚苯乙烯之重量平均分子量为15,000-800,000 。 20.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中该 触媒包括金属双环戊二烯(metallocene)触媒与铝氧烷 (MAO)共触媒。 21.如申请专利范围第13项所述之制造方法,其中步 骤(b)更包括将含去层化分散黏土的sPS复合材料添 加一韧化剂、防火剂、相容剂、或抗氧化剂。 22.一种对位性聚苯乙烯/黏土奈米复合材料的制造 方法,包括下列步骤: (a)提供一层状黏土材料,以阳离子界面活性剂进行 改质处理;以及 (b)将上述经过改质处理的层状黏土材料与一对位 性聚苯乙烯进行掺混,使该层状黏土材料均匀分散 于一对位性聚苯乙烯基质中。 23.如申请专利范围第22项所述之制造方法,其中该 层状黏土材料之阳离子交换当量为50-200meq/100g。 24.如申请专利范围第22项所述之制造方法,其中该 阳离子界面活性剂为铵盐化合物。 25.如申请专利范围第24项所述之制造方法,其中该 阳离子界面活性剂为氯化十六基啶。 26.如申请专利范围第24项所述之制造方法,其中该 阳离子界面活性剂为溴化十六基三甲基铵。 27.如申请专利范围第22项所述之制造方法,其中步 骤(a)更包括: 将该阳离子界面活性剂改质处理后之层状黏土材 料分散在苯乙烯单体或二甲酚单体中进行聚合反 应。 28.如申请专利范围第22项所述之制造方法,其中该 对位性聚苯乙烯之重量平均分子量为15,000-800,000 。 29.如申请专利范围第22项所述之制造方法,其中步 骤(b)系以溶液掺混方式进行。 30.如申请专利范围第22项所述之制造方法,其中步 骤(b)系以熔融掺混方式进行。 31.如申请专利范围第22项所述之制造方法,其中步 骤(b)更包括将含去层化分散黏土的sPS复合材料添 加一韧化剂、防火剂、相容剂、或抗氧化剂。
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