[发明专利]复合粒子，其制备方法，以及包含所述复合粒子的制品

说明书

技术领域

本公开广义地涉及填料和包含所述填料的组合物。

背景技术

使用圆形无机团粒诸如玻璃小珠、陶瓷小珠、中空玻璃微泡或中空陶瓷微球作为包含聚合物的有机组合物中的填料是很普遍的。掺入此类填料的原因可包括减轻重量和/或改善机械性能。然而，在尝试将它们分散于有机基料材料中的过程中，这些无机团粒的团聚已经困扰业界数十年。团聚可导致与无机团粒在基料材料中的均匀分散相比可能从美学上令人不悦和/或从功能上低劣的不均匀性。

发明内容

本发明人发现可解决无机团粒和基料材料的许多组合的上述问题的方法和材料。

在一个方面，本公开提供了一种复合粒子，该复合粒子包含：

包含至少一种无机氧化物的单一球状芯，和

设置在所述球状芯上并限制所述球状芯的聚合物层，其中所述聚合物层包含阳离子表面活性剂和下列中的至少一种：

非离子聚合物；或

阴离子聚合物。

在另一方面，本公开提供一种复合粒子，该复合粒子包含：

包含至少一种无机氧化物的单一球状芯，和

设置在所述球状芯上并限制所述球状芯的聚合物层，其中所述聚合物层包含阳离子聚合物和阴离子聚合物。

在另一方面，本公开提供一种复合材料，该复合材料包含分散于基料材料中的多个根据本公开的复合粒子。

在另一方面，本公开提供一种制备复合粒子的方法，所述方法包括：

提供包含连续水相和分散相的分散体，所述分散相包含设置在球状芯上并限制球状芯的聚合物层，其中所述聚合物层包含阳离子表面活性剂和下列中的至少一种：

非离子聚合物，或

阴离子聚合物；

将所述分散体与多个包含至少一种无机氧化物的球状芯组合，使得相应的聚合物层设置在每个所述球状芯的至少一部分上并限制每个所述球状芯的至少一部分以形成所述复合粒子，并且其中每个所述复合粒子包含单个球状芯；以及

使所述复合粒子与所述连续水相分离。

在另一方面，本公开提供一种制备复合粒子的方法，所述方法包括：

提供包含连续水相和分散相的分散体，所述分散相包含设置在球状芯上并限制所述球状芯的聚合物层，其中所述聚合物层包含设置在所述球状芯上并限制所述球状芯的聚合物层，并且其中所述聚合物层包含阳离子聚合物和阴离子聚合物；

将所述分散体与多个包含至少一种无机氧化物的球状芯组合，使得相应的聚合物层设置在每个所述球状芯的至少一部分上并限制每个所述球状芯的至少一部分以形成所述复合粒子，并且其中每个所述复合粒子包含单个球状芯；以及

使所述复合粒子与所述连续水相分离。

在另一方面，本公开提供根据本公开的任何方法制备的复合粒子。

在本文中使用以下定义。

术语“阴离子聚合物”是指具有至少一个(例如，至少两个、三个或四个)负电荷和等效量抗衡阳离子的聚合物。

术语“含水”指包含至少5重量％的水。

术语“阴离子表面活性剂”是指包含共价结合至非极性部分的阴离子部分的表面活性剂。阴离子表面活性剂不包含至少一个共价结合的阳离子部分。

术语“小珠”是指小的圆形固体物体。小珠的形状通常为球状。

术语“阳离子聚合物”是指具有至少一个正电荷和等效量的抗衡阴离子的聚合物。

术语“阳离子表面活性剂”是指包含共价结合至非极性部分的阳离子部分的表面活性剂。阳离子表面活性剂不包含至少一个共价结合的阴离子部分。

术语“导电性”是指电导率，除非另外指明。

术语“乳化剂”是指用于保持良好分散的不混溶流体的混合物的表面活性剂。乳化剂自身位于所述不混溶流体的界面处，因此防止所述流体分子的团聚。就聚合物乳液而言，术语“乳化剂”还可指用于将聚合物分散于含水液体相的表面活性剂。

术语“微泡”是指具有小于1毫米的最大尺寸的中空圆形粒子。

术语“微球体”是指具有小于1毫米的最大尺寸的椭圆形粒子。

术语“单体”是指由单体分子构成的物质。

术语“单体分子”是指可发生聚合从而为大分子的基本结构贡献结构单元的分子。

术语“单体单元”是指由单个单体分子为聚合物结构贡献的最大结构单元。

术语“非离子的”指不包含任何共价结合的离子基团。

关于化合物的术语“非聚合的”是指所述化合物不是聚合物。