專利名稱：納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種合成樹脂微孔材料，特別是一種由納米級無機(jī)物粉體填充的合成樹脂微孔材料。
上述納米級粉體填充合成樹脂的專利文獻(xiàn)已經(jīng)很多，并且已經(jīng)有相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)業(yè)化規(guī)?！，F(xiàn)代納米材料的趨勢是發(fā)展組裝合成體系，即按照人的意識設(shè)計、組裝、創(chuàng)造具有納米顆粒分散體系或納米微孔體系的納米材料。其難點在于按照人的意識設(shè)計、組裝、創(chuàng)造和納米粉體在材料體系中顆粒分散尺寸，以及如何控制微孔的尺寸及分布。
納米級粉體具有很高的比表面積，即具有很高的表面能，通?；旌想y以分散，它往往是以較大尺寸的聚集體分散在合成樹脂中。納米粉體難以以納米尺寸分散于合成樹脂中，從而所制成的材料也不是真正的納米材料。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料，其特征在于，所述的微孔材料由納米級無機(jī)物粉體、納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體與合成樹脂及助劑組成，其組份及含量如下(重量％)合成樹脂5～80，納米級無機(jī)物粉體2～50，納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體10～65，助劑4～25。
所述的納米級無機(jī)物粉體選自納米級滑石粉、納米級碳酸鈣粉體、納米級硫酸鋇粉體、納米級硅藻土粉體、納米級二氧化硅粉體、氣相法二氧化硅中的一種或幾種。
所述的納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體選自沉淀法二氧化硅。
所述的納米級無機(jī)物粉體、納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體的比表面積大于400m2/g。
所述的合成樹脂選自聚乙烯、聚丙烯、超高分子量聚乙烯，聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺、氯化聚乙烯中的一種。
所述的助劑包括抗氧劑、偶聯(lián)劑、潤濕劑、增塑劑、著色劑。
所述的抗氧劑可以是[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述的偶聯(lián)劑可以是乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，所述的潤濕劑可以是離子型或非離子型表面活性劑，指脂肪醇聚氧乙烯醚或十二烷基硫酸鈉，所述的增塑劑可以是鄰苯二甲酸二丁酯。
微孔尺寸在50～100nm之間的所述微孔材料中加入的所述納米級無機(jī)物粉體的比表面積為400～600m2/g，微孔尺寸在10～50nm之間的所述微孔材料中加入的所述納米級無機(jī)物粉體的比表面積為600～800m2/g，微孔尺寸在1～10nm之間的所述微孔材料中加入的所述納米級無機(jī)物粉體的比表面積為800m2/g以上。如果要求微孔材料的微孔尺寸在50nm～1000nm，則選用比表面積在400m2/g的納米級滑石粉、納米級碳酸鈣、納米級硫酸鋇、納米級二氧化硅、納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)沉淀法二氧化硅和氣相法二氧化硅，同時加入比表面積在200m2/g的滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇、沉淀法二氧化硅和氣相法二氧化硅等粉體所述的微孔材料的微孔尺寸在0.5～100nm，拉伸強度3～20MPa。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是以合成樹脂為基料，通過選用不同比表面積的納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體和納米級無機(jī)物粉體為成孔材料來控制材料的微孔尺寸，由這些粉體和合成樹脂結(jié)合生成不同微孔尺寸的微孔材料。
下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實施例1重量％聚乙烯或聚丙烯 78納米碳酸鈣粉體(比表面積400m2/g)5納米微孔沉淀法二氧化硅粉體(比表面積400m2/g)13[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯 2乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷 1脂肪醇聚氧乙烯醚 1以上配方制造的微孔材料，孔隙直徑在50～100nm，體積孔隙率20％～50％，拉伸強度5～10MPa，橫向斷裂伸長率200～500％；如果將比表面積為400m2/g的粉體換為比表面積600m2/g或800m2/g的無機(jī)物粉體，則孔隙直徑分別為10～50nm和1～10nm，體積孔隙率30～60％，拉伸強度分別為8～12MPa和10～15MPa，橫向斷裂伸長率300～600％。
礦物油 19碳黑 2以上配方制造的微孔材料，孔隙直徑在50～100nm，體積孔隙率30％～80％，拉伸強度10～14MPa，橫向斷裂伸長率400～600％；如果將比表面積為400m2/g的粉體換為比表面積600m2/g或800m2/g的無機(jī)物粉體，則得到的納米級無機(jī)物粉體填充合成樹脂微孔材料的孔隙直徑分別為10～50nm和1～10nm，體積孔隙率40～85％，拉伸強度分別為12～16MPa和15～18MPa，橫向斷裂伸長率500～700％。
本發(fā)明中，納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體和納米級無機(jī)物粉體的選擇是根據(jù)設(shè)計的納米微孔材料的性能進(jìn)行的，其中最主要的是根據(jù)微孔材料的孔隙直徑和材料的孔隙率選擇納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體和納米無機(jī)物粉體，如果要求納米微孔材料的微孔在50nm～100nm，則選用比表面積在400m2/g的納米滑石粉、納米碳酸鈣、納米硫酸鋇、納米二氧化硅、納米微孔骨架結(jié)構(gòu)沉淀法二氧化硅和氣相法二氧化硅等粉體；如果要求微孔在10nm～50nm，則選用比表面積在600m2/g的納米級滑石粉、納米級碳酸鈣、納米級硫酸鋇、納米級二氧化硅、納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)沉淀法二氧化硅和氣相法二氧化硅等粉體；如果要求微孔尺寸在1nm～10nm，則選用比表面積在800m2/g的納米級滑石粉，納米級碳酸鈣、納米級硫酸鋇、納米級二氧化硅、納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)沉淀法二氧化硅和氣相法二氧化硅等粉體。
權(quán)利要求
1.納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料，其特征在于，所述的微孔材料由納米級無機(jī)物粉體、納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體與合成樹脂及助劑組成，其組份及含量如下(重量％)合成樹脂5～80，納米級無機(jī)物粉體2～50，納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體10～65，助劑4～25。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料，其特征在于，所述的納米級無機(jī)物粉體選自納米級滑石粉、納米級碳酸鈣粉體、納米級硫酸鋇粉體、納米級硅藻土粉體、納米級二氧化硅粉體、氣相法二氧化硅中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料，其特征在于，所述的納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體選自沉淀法二氧化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料，其特征在于，所述的納米級無機(jī)物粉體、納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體的比表面積大于400m2/g。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料，其特征在于，所述的合成樹脂選自聚乙烯、聚丙烯、超高分子量聚乙烯，聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺、氯化聚乙烯中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料，其特征在于，所述的助劑包括抗氧劑、偶聯(lián)劑、潤濕劑、增塑劑、著色劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料，其特征在于，所述的抗氧劑可以是[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，所述的偶聯(lián)劑可以是乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，所述的潤濕劑可以是離子型或非離子型表面活性劑，指脂肪醇聚氧乙烯醚或十二烷基硫酸鈉，所述的增塑劑可以是鄰苯二甲酸二丁酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料，其特征在于，微孔尺寸在50～100nm之間的所述微孔材料中加入的所述納米級無機(jī)物粉體的比表面積為400～600m2/g，微孔尺寸在10～50nm之間的所述微孔材料中加入的所述納米級無機(jī)物粉體的比表面積為600～800m2/g，微孔尺寸在1～10nm之間的所述微孔材料中加入的所述納米級無機(jī)物粉體的比表面積為800m2/g以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料，其特征在于，所述的微孔材料的微孔尺寸在0.5～100nm，拉伸強度3～20MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及納米級無機(jī)物填充合成樹脂微孔材料，所述的微孔材料由納米級無機(jī)物粉體、納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體與合成樹脂及助劑組成，其組份及含量如下(重量％)合成樹脂5～80，納米級無機(jī)物粉體2～50，納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體10～65，助劑4～25。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是通過選用不同比表面積的納米級微孔骨架結(jié)構(gòu)的無機(jī)物粉體和納米級無機(jī)物粉體為成孔材料來控制材料的微孔尺寸，由這些粉體和合成樹脂結(jié)合生成不同微孔尺寸的微孔材料。
文檔編號C08L27/06GK1400239SQ0112641
公開日2003年3月5日 申請日期2001年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月6日
發(fā)明者孫學(xué)禮 申請人:上海杰事杰新材料股份有限公司