專(zhuān)利名稱(chēng)：納米蒙脫土－苯乙烯原位插層聚合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米蒙脫土-苯乙烯原位插層聚合物的制備方法，尤其涉及一種用有機(jī)插層劑對(duì)蒙脫土進(jìn)行修飾并將修飾過(guò)的蒙脫土用分散劑處理，使蒙脫土與苯乙烯形成穩(wěn)定均勻的膠體溶液，然后進(jìn)行原位聚合而得到蒙脫土-苯乙烯插層聚合物的新方法。本發(fā)明屬于聚合物合成技術(shù)領(lǐng)域。
為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，采用了先將蒙脫土用有機(jī)插層劑進(jìn)行修飾，修飾過(guò)的蒙脫土再用分散劑處理，最后與苯乙烯進(jìn)行原位復(fù)合的制備方法，從而制備出納米蒙脫土-苯乙烯原位插層聚合物。
發(fā)明方法按如下步驟進(jìn)行1、采用陽(yáng)離子交換法對(duì)無(wú)機(jī)納米蒙脫土進(jìn)行有機(jī)插層劑修飾，將納米蒙脫土粉末1份，溶劑5-50份高速攪拌，轉(zhuǎn)速為500-4000轉(zhuǎn)/分鐘，形成穩(wěn)定的蒙脫土的懸浮液；在10份溶劑中加入0.003-3份的有機(jī)插層劑，攪拌使之充分溶解，然后將此溶液0.5-3份加入到蒙脫土的懸浮液中，在20-300℃溫度下劇烈攪拌0.5-100小時(shí)。過(guò)濾后將沉淀物用熱溶劑洗滌，攪拌0.5-10小時(shí)，過(guò)濾。洗滌過(guò)程重復(fù)2-5遍，以除去其中殘余的有機(jī)物，將最終的產(chǎn)物于60℃下真空干燥。
2、將步驟1中得到的有機(jī)蒙脫土80-99.9份與0.1-20份的分散劑在30-120℃、轉(zhuǎn)速為500-6000轉(zhuǎn)/分的高速混合機(jī)上混合5-60分鐘，從而制得可與苯乙烯形成穩(wěn)定均勻膠體溶液的蒙脫土。
3、在聚合反應(yīng)設(shè)備中，將重量百分比為0.05％-40％的步驟2中的納米蒙脫土材料與重量百分比為60％-99.95％的苯乙烯單體在室溫下用磁力攪拌器攪拌均勻，再加入相當(dāng)于苯乙烯重量的0.5‰-5％的引發(fā)劑，在40-150℃下等溫聚合4-50小時(shí)，制得納米蒙脫土-苯乙烯原位插層聚合物。
本發(fā)明所述的無(wú)機(jī)納米蒙脫土為至少在一維方向上的尺寸為納米級(jí)，分散相尺度為1-100納米。
本發(fā)明所述的溶劑為甲苯、二甲苯、十氫萘、液體石蠟、煤油、水、乙醇、甲醇、丙酮。
本發(fā)明所述的有機(jī)插層劑為十六烷基溴化銨、n-十六烷基銨、二甲基苯乙基十二烷基氯化銨、雙十二烷基氯化銨、十八烷基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、甲基丙烯酰氧乙基-芐基-二甲基氯化銨、雙十八烷基溴化銨、十六烷基-苯基-偶氮吡啶氯化銨、乙烯基芐基-二甲基十二烷基氯化銨、乙烯基芐基-二甲基十六烷基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基-芐基-二甲基溴化銨、雙十八烷基溴化銨、二甲基苯基十八烷基氯化銨、二甲基十八烷基氯化銨、乙烯基芐基-二甲基十二烷基溴化銨。
本發(fā)明所述的分散劑為液體石蠟、環(huán)氧樹(shù)脂、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸偶聯(lián)劑、硅油、二異氰酸酯、甘油、乙二醇。
本發(fā)明所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁氰(AIBN)、過(guò)氧化二異丙苯(DCP)、苯甲酰胺(BPO)、特丁基過(guò)氧化物(TBP)。
本發(fā)明克服了苯乙烯與蒙脫土難于混合的弱點(diǎn)，工藝簡(jiǎn)單，不需要特殊設(shè)備，成本低，適于大規(guī)模生產(chǎn)，而且在材料的性能基本保持了原有的聚苯乙烯的沖擊韌性的同時(shí)提高了其拉伸強(qiáng)度和增大了分子量，而且熱分解溫度也明顯提高20-80℃，有著廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種納米蒙脫土-苯乙烯原位插層聚合物的制備方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行1)采用陽(yáng)離子交換法對(duì)無(wú)機(jī)納米蒙脫土進(jìn)行有機(jī)插層劑修飾，將納米蒙脫土粉末1份，溶劑5-50份高速攪拌，轉(zhuǎn)速為500-4000轉(zhuǎn)/分鐘，形成穩(wěn)定的蒙脫土的懸浮液；在10份溶劑中加入0.003-3份的有機(jī)插層劑，攪拌使之充分溶解，然后將此溶液0.5-3份加入到蒙脫土的懸浮液中，在20-300℃溫度下劇烈攪拌0.5-100小時(shí)，過(guò)濾后將沉淀物用熱溶劑洗滌，攪拌0.5-10小時(shí)，過(guò)濾，洗滌過(guò)程重復(fù)2-5遍，以除去其中殘余的有機(jī)物，將最終的產(chǎn)物于60℃下真空干燥；2)將步驟1中得到的有機(jī)蒙脫土80-99.9份與0.1-20份的分散劑在30-120℃、轉(zhuǎn)速為500-6000轉(zhuǎn)/分的高速混合機(jī)上混合5-60分鐘，從而制得可與苯乙烯形成穩(wěn)定均勻膠體溶液的蒙脫土；3)在聚合反應(yīng)設(shè)備中，將重量百分比為0.05％-40％的步驟2中的納米蒙脫土材料與重量百分比為60％-99.95％的苯乙烯單體在室溫下用磁力攪拌器攪拌均勻，再加入相當(dāng)于苯乙烯重量的0.5‰-5％的引發(fā)劑，在40-150℃下等溫聚合4-50小時(shí)，制得納米蒙脫土-苯乙烯原位插層聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的納米蒙脫土-苯乙烯原位插層聚合物的制備方法，其特征在于所述的無(wú)機(jī)納米蒙脫土為至少在一維方向上的尺寸為納米級(jí)，分散相尺度為1-100納米。
3.如權(quán)利要求1所述的納米蒙脫土-苯乙烯原位插層聚合物的制備方法，其特征在于所述的溶劑為甲苯、二甲苯、十氫萘、液體石蠟、煤油、水、乙醇、甲醇、丙酮。
4.如權(quán)利要求1所述的納米蒙脫土-苯乙烯原位插層聚合物的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)插層劑為十六烷基溴化銨、n-十六烷基銨、二甲基苯乙基十二烷基氯化銨、雙十二烷基氯化銨、十八烷基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、甲基丙烯酰氧乙基-芐基-二甲基氯化銨、雙十八烷基溴化銨、十六烷基-苯基-偶氮吡啶氯化銨、乙烯基芐基-二甲基十二烷基氯化銨、乙烯基芐基-二甲基十六烷基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基-芐基-二甲基溴化銨、雙十八烷基溴化銨、二甲基苯基十八烷基氯化銨、二甲基十八烷基氯化銨、乙烯基芐基-二甲基十二烷基溴化銨。
5.如權(quán)利要求1所述的納米蒙脫土-苯乙烯原位插層聚合物的制備方法，其特征在于所述的分散劑為液體石蠟、環(huán)氧樹(shù)脂、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸偶聯(lián)劑、硅油、二異氰酸酯、甘油、乙二醇。
6.如權(quán)利要求1所述的納米蒙脫土-苯乙烯原位插層聚合物的制備方法，其特征在于所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁氰(AIBN)、過(guò)氧化二異丙苯(DCP)、苯甲酰胺(BPO)、特丁基過(guò)氧化物(TBP)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種納米蒙脫土－苯乙烯原位插層聚合物的制備方法，采用陽(yáng)離子交換法將層狀無(wú)機(jī)納米蒙脫土材料與有機(jī)插層劑進(jìn)行修飾，并將修飾過(guò)的蒙脫土用分散劑處理，使蒙脫土與苯乙烯形成穩(wěn)定均勻的膠體溶液，然后進(jìn)行原位聚合而得到納米蒙脫土－苯乙烯插層聚合物。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，不需要特殊設(shè)備，成本低，適于大規(guī)模生產(chǎn)，而且在材料的性能基本保持了原有的聚苯乙烯的沖擊韌性的同時(shí)提高了其拉伸強(qiáng)度和增大了分子量，而且熱分解溫度也明顯提高，有著廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08K3/34GK1438255SQ0311577
公開(kāi)日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月13日
發(fā)明者戚嶸嶸, 周持興 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)