滑石組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包含涂布有導(dǎo)電性涂布劑的合成和/或天然微粒的導(dǎo)電性滑石組合 物、制作所述導(dǎo)電性滑石組合物的方法、所述導(dǎo)電性滑石組合物的應(yīng)用以及包含所述導(dǎo)電 性滑石組合物的功能性組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然滑石是一種礦物，即式Si4Mg301(l(0H) 2的水合硅酸鎂，其排列為薄層堆積。合 成滑石也是已知的。滑石作為增充劑或功能性填料用于許多行業(yè)，比如造紙、塑料、漆料和 涂料、橡膠、食品、電纜、藥物、化妝品和陶瓷。其是相對(duì)豐富的礦物，并且隨著其他礦物成本 繼續(xù)增加，對(duì)于開(kāi)發(fā)滑石的功能存在持續(xù)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及包含涂布有導(dǎo)電性涂布劑的合成滑石微粒的導(dǎo)電性滑 石組合物。
[0004] 根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及包含涂布有導(dǎo)電性聚合物材料的天然滑石微粒的導(dǎo)電 性滑石組合物，條件是當(dāng)所述滑石組合物不包含除天然滑石微粒之外的微粒時(shí)，所述滑石 組合物進(jìn)一步包含在天然滑石顆粒的表面和至少一部分所述導(dǎo)電性聚合物材料之間的連 接用化學(xué)連接體。
[0005] 根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及制作第一方面所述的導(dǎo)電性滑石組合物的方法，其包 括在所述滑石微粒的顆粒上或周圍形成導(dǎo)電性涂布劑。
[0006] 根據(jù)第四方面，本發(fā)明涉及制作第二方面所述的導(dǎo)電性滑石組合物的方法，其包 括：（1)將化學(xué)連接體部分與天然滑石微粒在適當(dāng)條件下組合，以產(chǎn)生包含附接有化學(xué)連 接體部分的滑石顆粒的天然滑石微粒；和（2)在所述滑石微粒的顆粒上或周圍形成導(dǎo)電性 聚合物材料，其中，至少一部分所述導(dǎo)電性聚合物材料經(jīng)由化學(xué)連接體部分與滑石顆粒連 接。
[0007] 根據(jù)第五方面，本發(fā)明涉及包含第一或第二方面所述的導(dǎo)電性滑石組合物或由第 三和第四方面的方法能夠獲得的導(dǎo)電性滑石組合物的功能性組合物。
[0008] 根據(jù)第六方面，本發(fā)明涉及第一或第二方面所述的導(dǎo)電性滑石組合物或由第三或 第四方面能夠獲得的導(dǎo)電性滑石組合物作為填料在功能性組合物（例如，聚合物組合物） 中的應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是顯示如實(shí)施例中所制備的合成滑石和包含所述合成滑石的導(dǎo)電性滑石組 合物的電導(dǎo)率的圖表。
[0010] 圖2是顯示如實(shí)施例中所制備的包含導(dǎo)電性滑石組合物的聚乙烯復(fù)合材料的電 導(dǎo)率的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 導(dǎo)電性滑石組合物
[0012] 如本文所用的術(shù)語(yǔ)"導(dǎo)電性滑石組合物"是指電導(dǎo)率大于形成所述滑石組合物的 滑石微粒的滑石組合物。在某些實(shí)施方式中，導(dǎo)電性滑石組合物的電導(dǎo)率比形成所述導(dǎo)電 性滑石組合物的滑石微粒大至少五個(gè)數(shù)量級(jí)，例如，比形成所述導(dǎo)電性滑石組合物的滑石 微粒大至少六個(gè)數(shù)量級(jí)、或大至少七個(gè)數(shù)量級(jí)、或大至少八個(gè)數(shù)量級(jí)、或大至少九個(gè)數(shù)量級(jí) 或大至少十個(gè)數(shù)量級(jí)。電導(dǎo)率可根據(jù)下面實(shí)施例部分中描述的方法或者給出基本相同結(jié)果 的任何合適方法測(cè)定。
[0013] 在某些實(shí)施方式中，導(dǎo)電性滑石組合物的電導(dǎo)率為至少約0. 01S ? nT1，例如，至少 約0. 05S ? nT1、或至少約0. 10S ? nT1、或至少約0. 25S ? nT1、或至少約0. 50S ? nT1、或至少約 0. 75S ? m \或至少約1. 0S ? m \或至少約10S ? m \或至少約25S ? m \或至少約50S ? m \ 或至少約60S ? nT1、或至少約70S ? nT1、或至少約80S ? nT1、或至少約90S ? nT1或至少約 100S ? nT1。在某些實(shí)施方式中，導(dǎo)電性滑石組合物的電導(dǎo)率為約1S ? nT1~120S ? nT1，例 如，約 1S ? m 1~105S ? m \ 或約 20S ? m 1~105S ? m \ 或約 25S ? m 1~105S ? m \ 或約 30S .m 1 ~105S .m \或約 40S .m 1 ~105S .m \或約 50S .m 1 ~105S .m \或約 60S .m 1 ~ 105S ? m \或約70S ? m 1~105S ? m \或約80S ? m 1~105S ? m、在某些實(shí)施方式中，當(dāng) 加熱組合物時(shí)，例如，加熱到至少150 °C，例如，加熱到高達(dá)約200 °C的溫度，導(dǎo)電性滑石組 合物的電導(dǎo)率不改變。
[0014] 在某些實(shí)施方式中，基于導(dǎo)電性滑石組合物的總重量，所述滑石組合物包含至少 約50重量％的滑石微粒，例如，至少約60重量％、或至少約70重量％、或至少約80重量％、 或至少約90重量％、或至少約95重量％的滑石微粒。在某些實(shí)施方式中，基于導(dǎo)電性滑石 組合物的總重量，所述滑石組合物包含約50重量％~約99重量％的滑石微粒，例如，約60 重量％~約95重量％、或約60重量％~約90重量％、或約60重量％~約85重量％、或約 60重量％~約80重量％、或約60重量％~約75重量％、或約60重量％~約70重量％的 滑石微粒。
[0015] 一滑石微粒
[0016] 滑石微?？砂?、包含以下物質(zhì)，或者基本上由以下物質(zhì)組成或由以下物質(zhì)組成： 天然滑石微?；蚝铣苫⒘?，或者天然滑石微粒和合成滑石微粒的混合物。
[0017] 如本文所用的術(shù)語(yǔ)"天然滑石"是指來(lái)自于自然資源的滑石，即，天然滑石沉積物。 天然滑石可以是排列為薄層堆積的式Si 4Mg301(l(0H)2的水合硅酸鎂、或礦物綠泥石（水合硅 酸鋁鎂）、或者此二者的混合物，可選地與其它礦物結(jié)合，例如，白云石。天然滑石以由滑石 晶體組成的巖石的形式出現(xiàn)。
[0018] 如本文所用的術(shù)語(yǔ)"合成滑石"是指用人造合成工藝合成的滑石。在某些實(shí)施方 式中，合成滑石微粒是以下的一種或多種：
[0019] (1)依照 W0-A-2008/009800 和 US-A-2009/0253569 制備的合成滑石，其全部?jī)?nèi) 容通過(guò)引用并入本文。更具體而言，滑石組合物，其包含合成礦物顆粒，所述合成礦物顆粒 含有硅、鍺和金屬，具有結(jié)晶和層狀結(jié)構(gòu)，并且具有化學(xué)式（SixGei_x) 4M301(I (0H) 2, M表示至少 一種二價(jià)金屬并具有化學(xué)式Mgy⑴Coy⑵Zny⑶Cu y⑷Mny Fey te) Niy w Cry te);各個(gè)y (i)代表區(qū)間
[0;1]的實(shí)數(shù)，使得[0020]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種導(dǎo)電性滑石組合物，其包含涂布有導(dǎo)電性涂布劑的合成滑石微粒。
2. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性滑石組合物，其中，所述涂布劑包含碳納米管或?qū)щ娦?聚合物材料。
3. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性滑石組合物，其中，所述涂布劑包含納米碳材料，例如， 碳納米管。
4. 如權(quán)利要求1、2或3所述的導(dǎo)電性滑石組合物，其中，所述滑石組合物進(jìn)一步包含天 然滑石微粒。
5. 如權(quán)利要求1、2或3所述的導(dǎo)電性滑石組合物，其中，所述滑石微粒由合成滑石微粒 組成。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電性滑石組合物，其中，所述涂布劑包含碳納米 管或者是碳納米管，例如，單壁和/或多壁碳納米管。
7. 如權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電性滑石組合物，其進(jìn)一步包含催化活性金屬，例如，過(guò)渡金 屬，諸如鈷。
8. 如權(quán)利要求2、4或5中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電性滑石組合物，其進(jìn)一步包含在滑石顆粒 表面和導(dǎo)電性聚合物材料之間的連接用化學(xué)連接體部分。
9. 一種導(dǎo)電性滑石組合物，其包含涂布有導(dǎo)電性聚合物材料的天然滑石微粒，條件是 當(dāng)所述滑石組合物不包含除天然滑石微粒之外的微粒時(shí)，所述滑石組合物進(jìn)一步包含在天 然滑石顆粒的表面和至少一部分所述導(dǎo)電性聚合物材料之間的連接用化學(xué)連接體。
10. 如權(quán)利要求2、4、5、8或9中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電性滑石組合物，其中，所述化學(xué)連接 體部分是X-Y-Z形式的部分，其中Z是將與所述導(dǎo)電性聚合物材料形成共價(jià)鍵的化學(xué)基團(tuán)， X是三烷氧基硅烷或硅烷三醇基團(tuán)，并且Y是適于連接X(jué)和Z的任何化學(xué)基團(tuán)，例如亞烷基。
11. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電性滑石組合物，其中，所述滑石微粒占所述滑 石組合物的至少約60重量％。
12. -種制作權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性滑石組合物的方法，其包括在所述滑石微粒的 顆粒上或在所述滑石微粒的顆粒周圍形成導(dǎo)電性涂布劑。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其包括：（1)在所述滑石微粒的顆粒上或在所述滑石微 粒的顆粒周圍形成碳納米管；或者（2)在所述滑石微粒的顆粒上或在所述滑石微粒的顆粒 周圍形成導(dǎo)電性聚合物材料。
14. 一種制作權(quán)利要求9所述的導(dǎo)電性滑石組合物的方法，其包括：（1)將化學(xué)連接體 部分與天然滑石微粒在適當(dāng)條件下組合，以產(chǎn)生包含附接有化學(xué)連接體部分的滑石顆粒的 天然滑石微粒；和（2)在所述滑石微粒的顆粒上或在所述滑石微粒的顆粒周圍形成導(dǎo)電性 聚合物材料，其中，至少一部分所述導(dǎo)電性聚合物材料經(jīng)由所述化學(xué)連接體部分與所述滑 石顆粒連接。
15. 如權(quán)利要求13或14所述的方法，其中，形成導(dǎo)電性聚合物材料的步驟包括原位聚 合適當(dāng)?shù)木酆衔锴绑w。
16. -種功能性組合物，其包含前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電性滑石組合物或由 前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)能夠獲得的導(dǎo)電性滑石組合物。
17. 如權(quán)利要求16所述的功能性組合物，其中，所述功能性組合物是聚合物組合物，或 紙張組合物，或漆料組合物，或涂料組合物，或陶瓷組合物。
18. 如權(quán)利要求17所述的聚合物組合物，其中，所述聚合物是聚烯烴，例如，聚乙烯。
19. 權(quán)利要求1~15中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電性滑石組合物或由權(quán)利要求1~15中任一 項(xiàng)能夠獲得的導(dǎo)電性滑石組合物作為填料在功能性組合物、例如聚合物組合物中的應(yīng)用。
20. 如權(quán)利要求19所述的應(yīng)用，其中，所述聚合物組合物中的聚合物是本征不導(dǎo)電的。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電性滑石組合物，其包含涂布有導(dǎo)電性涂布劑的合成滑石微粒，其中，所述涂布劑可包含碳納米管或?qū)щ娦跃酆衔锊牧希缂{米碳材料，例如，碳納米管。本發(fā)明還涉及制作本發(fā)明所述的導(dǎo)電性滑石組合物的方法，其包括在滑石微粒的顆粒上或在滑石微粒的顆粒周圍形成導(dǎo)電性涂布劑。
【IPC分類】H01B1-04, C09C1-28, C01B31-02, D21H17-69
【公開(kāi)號(hào)】CN104871253
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380066256
【發(fā)明人】L·弗雷夏爾, M·格雷西耶, M-J·曼紐, J-P·博尼諾, F·馬丁, E·弗拉奧, M·格林希爾-胡佩爾, A·大仲馬
【申請(qǐng)人】益瑞石滑石歐洲公司, 國(guó)家科研中心
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2013年12月19日
【公告號(hào)】EP2747091A1, WO2014096203A1