使用硅烷處理填料的制作方法
【專利摘要】本發明涉及用可水解硅烷處理碳基填料以使所述填料的表面改性。本發明還涉及用可水解硅烷處理而改性的碳基填料，以及涉及含有這樣的改性碳基填料的聚合物組合物。
【專利說明】使用硅烷處理填料
[0001]本發明涉及使用可水解硅烷處理碳基填料，以對填料的表面改性。本發明還涉及通過用可水解硅烷處理而改性的碳基填料，以及涉及包含這樣的改性碳基填料的聚合物組合物。
[0002]碳基填料的例子包括炭黑，其用作許多聚合物和橡膠組合物中的加強填料，以及碳纖維，其也用于加強聚合物組合物，尤其是得到定向加強。另外的碳基填料包括碳納米管、富勒烯、石墨烯、可膨脹石墨烯和可膨脹石墨。碳基填料通常良好鍵合到有機聚合物，尤其是烴聚合物，以得到加強，但是對極性更高的聚合物鍵合不太好。如碳纖維的碳基填料可用于例如替換較重的玻璃纖維，從而以較輕的重量提供相同的強度增強。
[0003]JP2004-085689描述了一種包含粘合劑的干式成像材料，該粘合劑是通過交聯劑交聯的橋，該交聯劑具有乙烯基磺酰基基團、三甲氧基甲硅烷基基團、異氰酸酯基團或環氧基團。
[0004]JP2004-109586和JP2004-085775描述了一些具有叔胺基團的可水解硅烷。
[0005]Russian Chemical Bulletin, Volume44 (2)，1995，pages374_375 (《俄羅斯化學通報》，第44卷第2期，1995年，第374-375頁)描述了 N-甲基-N-烷氧基甲基氨乙基)二烷
氧基硅烷。
[0006]根據本發明用于通過用可水解硅烷處理而對碳基填料表面改性的方法的特征在于可水解硅烷是下式的硅烷
[0007]
【權利要求】
1.一種通過用可水解硅烷處理而對碳基填料表面改性的方法，其特征在于所述可水解硅烷是下式的硅烷
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于Z表示氧原子并且R3表示具有I至8個碳原子的烴基。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于Z表示氧原子并且R3表示式-((CH2)aO)b-R4的基團,其中a=l至3;b = l至6 ;并且R4表示氫或具有I至20個碳原子的烴基或取代的烴基。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于Z表示硫原子并且R3表示式-Y”-SiRpR”3-p的基團，其中Y”表示具有I至20個碳原子的二價有機間隔基鍵；各R表示可水解基團；各R”表示具有I至8個碳原子的烴基；并且P = I至3。
5.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于Rl表示具有I至8個碳原子的烴基。
6.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于Rl表示式-Y*_SiRqR”3-q的基團，其中Y*表不具有I至20個碳原子的二價有機間隔基鍵；各R表不可水解基團；各R”表示具有I至8個碳原子的烴基；并且q = I至3。
7.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于Rl表示下式的基團
8.根據權利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于Rl表示式-(CH2)e-C(0)0R10的基團，其中e = I至8 ;并且RlO表示具有I至8個碳原子的烴基。
9.根據權利要求1至8任一項所述的方法，其特征在于R2表示氫。
10.根據權利要求1至9任一項所述的方法，其特征在于各基團R為具有I至4個碳原子的烷氧基。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于各基團R為乙氧基。
12.根據權利要求1至11任一項所述的方法，其特征在于a= 3。
13.根據權利要求1至12任一項所述的方法，其中所述碳基填料包含碳纖維。
14.根據權利要求1至12任一項所述的方法，其中所述碳基填料為炭黑。
15.根據權利要求1至12任一項所述的方法，其中所述碳基填料選自碳納米管、富勒烯、石墨烯和可膨脹石墨烯。
16.根據前述權利要求任一項所述的方法，其中將聚合物材料、所述碳基填料和所述可水解硅烷優選在120至200°C的溫度下一起加熱，從而所述聚合物材料被交聯。
17.一種碳基填料，其通過使用根據權利要求1至12中任一項所定義的式
18.一種填充聚合物組合物，其包含有機硅聚合物和如權利要求17中所定義的改性碳基填料。
19.一種填充聚合物組合物，其包含有機聚合物、含有有機硅基團的交聯劑以及如權利要求17中所定義的改性碳基填料。
20.一種填充聚合物組合物，其包含聚合物基質、如權利要求17中所定義的改性碳基填料和任何其他類型的填料或纖維。
21.一種下式的可水解硅烷的用途
【文檔編號】C01B31/02GK103975026SQ201280059460
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年12月7日 優先權日:2011年12月8日
【發明者】邁克爾·貝克爾, 托馬斯·喬叟, 奧利維爾·德伯韋, F·德比耶 申請人:道康寧公司