改性層狀硅酸鹽制造技術

聚合物納米復合物，包含：a)聚乳酸聚合物；和b)改性層狀硅酸鹽組合物，其包含改性劑，該改性劑為十六烷基三甲基銨陽離子，該陽離子插入層狀硅酸鹽的層之間，其制備方法，以及改性層狀硅酸鹽組合物。該聚合物納米復合物特別用于包裝，特別是食物和飲料的包裝。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】改性層狀硅酸鹽本專利技術涉及包括改性劑混合物的改性層狀硅酸鹽組合物、其制備方法和用途。
技術介紹
改性層狀硅酸鹽的制備是本領域已知的。因此，在適當?shù)臈l件下，包含陽離子的有機化合物能夠通過離子交換與包含電負性性層狀晶格和可交換陽離子的層狀硅酸鹽反應以形成改性層狀硅酸鹽。改性材料可以在相對高的溫度下應用于不同應用，例如食物包裝的生產。這些材料在高溫下可能是不穩(wěn)定的。改性劑的混合物的效果反映在改性層狀硅酸鹽的熱穩(wěn)定性上。因此，專利申請EP1787918描述了用改性層狀硅酸鹽增強的生物降解聚酯樹脂。該層狀硅酸鹽用銨，吡啶鎗，咪唑鎗或鎗離子取代。銨離子的實例包括四乙基銨，十八烷基三甲基銨，和二甲基雙十八烷基銨等等。在這個專利申請中描述的改性層狀硅酸鹽代表一種類型的改性劑。因此，從本領域的現(xiàn)有技術來看，得出包含具有改進的熱性能的改性劑混合物的改性層狀硅酸鹽的研發(fā)仍然令人感興趣。專利技術概述專利技術人已經發(fā)現(xiàn)包含十六烷基三甲基銨和乙酰膽堿或膽堿的改性層狀硅酸鹽組合物與僅包含十六烷基三甲基銨陽離子的層狀硅酸鹽組合物相比在高溫下更穩(wěn)定。因此，該改性層狀 硅酸鹽組合物可以在較高溫度下獲得，因為層狀硅酸鹽組合物不發(fā)生分解，這具有較高產率的優(yōu)點。因此本專利技術的一方面涉及改性層狀硅酸鹽組合物，其包含改性劑，該改性劑為十六烷基三甲基銨陽離子，該陽離子插入層狀硅酸鹽的層之間，和額外的改性劑，其選自乙酰膽堿和膽堿。用于本專利技術的硅酸鹽屬于層狀硅酸鹽類，優(yōu)選蒙脫石族。這些化合物的特征在于它們的膨脹性能和高陽離子交換能力。本專利技術的另一方面涉及制備上述定義的改性層狀硅酸鹽的方法，那是包括改性劑的層狀硅酸鹽，該改性劑為十六烷基三甲基銨陽離子，該陽離子插入層狀硅酸鹽的層之間和任選的額外的改性劑，其為乙酰膽堿或膽堿，該方法包括:(a)在水和C1-Cltl醇中分散層狀硅酸鹽；(b)使用超聲波；(C)任選地添加膽堿鹽或乙酰膽堿鹽；(d)添加十六烷基三甲基銨鹽；(e)在介于20°C和120°C之間的溫度下保持步驟(d)的混合物；(f)分離步驟(d)獲得的化合物，其中步驟a)，b)，c)和d)可以以任何順序實施。本專利技術的改性層狀硅酸鹽組合物摻入聚合物中，可以使聚合物納米復合物顯示出改進的耐熱性。因此，本專利技術的另一方面涉及本專利技術的改性層狀硅酸鹽作為聚合物增強劑的用途。附圖說明圖1顯示了對改性層狀硅酸鹽進行的最高至700°C的熱重分析。圖2顯示了不同樣品的楊氏模量(GPa)，(白色欄)和斷裂伸長(mm)，(黑色欄)。圖3顯示了不同樣品的楊氏模量(GPa)，(白色欄)和斷裂伸長(mm)，(黑色欄)。圖4顯示了不同樣品的熱流-溫度圖。專利技術詳述如上所述，本專利技術的一方面涉及包含十六烷基三甲基銨陽離子和乙酰膽堿或膽堿的改性層狀硅酸鹽組合物。此處使用的術語“層狀硅酸鹽”，指的是層狀的硅酸鹽，其中SiO4四面體以二維片層形式連接在一起并且SiO4四面體與AlO6或MgO八面體的層以2:1或1:1的比率縮合。該帶負電荷的層吸 引正電陽離子(例如，Na+，K+，Ca2+，Mg2+)，其能夠使各層之間結合在一起。落入本專利技術范圍內的可以使用的層狀硅酸鹽非限制性的例子為鈉蒙脫石，鎂蒙脫石，鈣蒙脫石。在優(yōu)選的實施方式中，層狀硅酸鹽為鈉蒙脫石。此處使用的術語“改性層狀硅酸鹽”，指的是這樣的層狀硅酸鹽，其中正電陽離子(例如，Na+，K+，Ca2+，Mg2+)通過離子交換反應與作為改性劑的烷基銨進行交換。特別是，本專利技術的改性層狀硅酸鹽包括十六烷基三甲基銨和，任選的乙酰膽堿或膽堿陽離子，作為改性劑。這些改性劑以相對于層狀硅酸鹽的陽離子交換能力(CEC)過量的量添加，并且確定為CEC的0.5-10倍的值為最佳。用改性劑混合物對層裝硅酸鹽進行改性同時引起十六烷基三甲基銨陽離子與膽堿或乙酰膽堿的有利交換。出于該原因，為了使用改性劑混合物來制備這些改性層狀硅酸鹽，首先用膽堿或乙酰膽堿以低濃度(0.1-1CEC)進行交換，然后使用十六烷基三甲基銨實施交換(0.4-9.9CEC)。因此在更優(yōu)選的實施方式中，在具有改性劑混合物的納米復合物中，乙酰膽堿或膽堿的量相對于層狀硅酸鹽CEC的值為0.20-0.75meq/100g,和十六烷基三甲基銨陽離子的量相對于層狀硅酸鹽CEC的值為5.25-5.80meq/100go因此在另一個更優(yōu)選的實施方式中，在具有改性劑混合物的納米復合物中，乙酰膽堿或膽堿的量相對于層狀硅酸鹽CEC的值為0.25-0.50meq/100g，和十六烷基三甲基銨陽離子的量相對于層狀硅酸鹽CEC的值為5.55-5.75meq/100g。如上所述，本專利技術的改性層狀硅酸鹽，即包含改性劑的層狀硅酸鹽，該改性劑為十六烷基三甲基銨陽離子，該陽離子插入層狀硅酸鹽的層之間和任選的額外的改性劑，其為乙酰膽堿或膽堿，可以通過下述方法方法制備:(a)在水和C1-Cltl醇中分散層狀硅酸鹽；(b)使用超聲波；(C)任選添加膽堿鹽或乙酰膽堿鹽；(d)添加十六烷基三甲基銨鹽；(e)在介于20°C和120°C之間的溫度下保持步驟(d)的混合物；(f)分離步驟(d)獲得的化合物，其中步驟a)，b)，c)和d)可以以任何順序實施。在優(yōu)選的實施方式中，層狀硅酸鹽分散在水和乙醇中。在優(yōu)選的實施方式中，添加的膽堿鹽是鹵化膽堿。在更優(yōu)選的實施方式中，添加的膽堿鹽是氯化膽堿。在優(yōu)選的實施方式中，添加的乙酰膽堿鹽是鹵化乙酰膽堿。在更優(yōu)選的實施方式中，添加的乙酰膽堿鹽是氯化乙酰膽堿。在優(yōu)選的實施方式中，添加的十六烷基三甲基銨鹽是十六烷基三甲基鹵化銨。在更優(yōu)選的實施方式中，添加的十六烷基三甲基銨鹽是十六烷基三甲基溴化銨。在優(yōu)選的實施方式中，任選的膽堿鹽或乙酰膽堿鹽的添加和十六烷基三甲基銨鹽的添加慢慢進行。在優(yōu)選的實施方式中，步驟(d)的混合物保持在介于20°C和90°C的溫度下。在另一個選的實施方式中，步驟(d)的混合物保持在介于50°C和90°C的溫度下。在更優(yōu)選的實施方式中，步驟(d)的混合物保持在介于65°C和75°C之間的溫度下。在優(yōu)選的實施方式中，分離步驟f)包括對制備的改性層狀硅酸鹽進行純化。在更優(yōu)選的實施方式中，使用水:乙醇的溶液對層狀硅酸鹽進行純化，特別地，該溶液添加至改性層狀硅酸鹽中，并且在攪拌下在介于50°C -90°C之間的溫度下保持該混合物。產品被過濾并且測量母液的導電率。這個過程重復實施直到母液具有5-30 μ S/cm以下的導電率。在更優(yōu)選的實施方式中，該分離步驟包括純化之后的層狀硅酸鹽的干燥步驟。該干燥步驟在介于70°C _90°C的溫度下實施。其可以在傳統(tǒng)的烘箱中通過升華干燥或霧化來實施。通常，干燥過程至少持續(xù)12小時。在干燥步驟以后，層狀硅酸鹽可以被磨碎和過篩。通常其被過篩至粒徑在25微米以下。如上所述，本專利技術的改性層狀硅酸鹽可以用于聚合物的增強。優(yōu)選，用于在食物包裝方面使用的聚合物的增強。優(yōu)選下列聚合物的增強，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(EVA)、苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、離聚物(I)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚乙烯醇(PVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)。最優(yōu)選，PP、PE 或 PET。將本專利技術 的改本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.04 EP 10382216.91.一種改性層狀硅酸鹽組合物，包含改性劑，該改性劑為十六烷基三甲基銨離子，該離子插入層狀硅酸鹽的層之間；和額外的改性劑，其選自乙酰膽堿和膽堿。2.制備根據(jù)權利要求1的改性層狀硅酸鹽的方法，其包括: (a)在水和C1-Cltl醇中分散層狀硅酸鹽；(b)使用超聲波；(C)添加膽堿鹽或乙酰膽堿鹽；(d)添加十六烷基三甲基銨鹽；(e)在介于20°C和120°C之間的溫度下保持步驟(d)的混合物；(f)分離步驟⑷獲得的化合物，其中步驟a)，b)，c)和d)可以以任何順序實施。3.根據(jù)權利要求2的方法，其中層狀硅酸鹽分散在水和乙醇中。4.根據(jù)權利要求2-3中的任一項的方法，其中添加的膽堿鹽或乙酰膽堿鹽為鹵化膽堿或鹵化乙酰膽堿。5.根據(jù)權利要 求4的方法，其中添加的鹵化膽堿或鹵化乙...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：S·奧斯尤洛梅羅，M·尤達比尼托，J·M·阿隆索索里阿諾，M·加魯爾布蘭卡，J·M·比爾穆德茲薩爾達納，M·霍塔爾拉莫斯，
申請(專利權)人：包裝，運輸及物流技術研究所ITENE，
類型：
國別省市：