專利名稱：一種剝離型聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種剝離型聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料；本發(fā)明還涉及一種剝離型聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
采用少量一維納米尺寸的層狀無機(jī)組分改性聚合物，可以使聚合物的剛性、強(qiáng)度明顯提高，而材料比重和透明性與聚合物相比基本不變，同時(shí)還可大幅度提高聚合物的熱穩(wěn)定性、阻燃性及阻隔性。而蒙脫土在聚合物中的有效剝離與分散對材料性能的提高具有關(guān)鍵作用。
聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法有多種，其中，熔融法被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的，因?yàn)樵摲椒梢允褂脗鹘y(tǒng)的聚合物加工或擠出設(shè)備而且沒有環(huán)境污染，該方法適用于大多數(shù)聚合物。人們通常認(rèn)為，蒙脫土的有機(jī)化改性是熔融法的前提，其目的在于改變蒙脫土表面的親水性并為聚合物分子或單體進(jìn)入蒙脫土層間空隙提供更為有利的親油性環(huán)境。Yui，T.等人認(rèn)為(Langmuir 2002，18，891)應(yīng)使用大量的銨離子表面活性劑改性蒙脫土，以便盡可能將蒙脫土層間的無機(jī)陽離子置換出或增加蒙脫土基本層面間距。相關(guān)專利CN1267682A和CN1247206A中使用過量的改性劑制備有機(jī)蒙脫土。然而我們在工作中發(fā)現(xiàn)，蒙脫土片層的剝離有賴于蒙脫土與聚合物之間良好的作用，在改性蒙脫土?xí)r使用較多的改性劑會(huì)增大蒙脫土層間改性劑的密度，從而阻礙聚合物進(jìn)入蒙脫土層間或削弱聚合物與蒙脫土之間的作用，不利于蒙脫土的分散。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種剝離型聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料；本發(fā)明的另一目的是提供一種剝離型聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法。
本發(fā)明將陽離子改性劑用量嚴(yán)格限制在蒙脫土的離子交換能力(CEC)以下，然后將聚合物與改性的蒙脫土直接熔融混合，獲得具有剝離型結(jié)構(gòu)的聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料。
本發(fā)明選擇的制備的聚合物為聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1010、酸酐化聚丙烯、酸酐化聚乙烯、聚氨脂、聚苯乙烯、酸酐化乙丙橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠或硅橡膠聚合物或共混聚合物聚丙烯/聚酰胺11、聚丙烯/聚酰胺12、聚丙烯/酸酐化聚丙烯、聚乙烯/酸酐化聚乙烯、聚酰胺6/酸酐化聚丙烯、聚酰胺66/酸酐化聚丙烯、聚酰胺11/酸酐化聚丙烯、聚酰胺12/酸酐化聚丙烯、聚酰胺1010/酸酐化聚丙烯或聚氨脂/酸酐化聚丙烯；有機(jī)蒙脫土由以下組份組成按重量份蒙脫土16～40克，陽離子交換劑是伯胺、腫銨或叔銨3.8～19.2克；分散蒙脫土的介質(zhì)水為500～1500ml，分散陽離子交換劑的介質(zhì)水100～500ml；陽離子改性劑摩爾數(shù)與蒙脫土的離子交換能力之比小于1；制備步驟如下將陽離子交換容量為50～150meq/100g的蒙脫土按重量份16～40克，在重量份500～1000ml去離子水中高速攪拌0.5～2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系，將0.2CEC～1.0CEC的陽離子交換劑加入100～500ml去離子水中，溫度60-90℃，再加等摩爾的質(zhì)子化劑鹽酸或硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液，并加入到上述蒙脫土的懸浮體系中，在高速攪拌下混合10～60分鐘，沉淀、過濾、真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土，聚合物或共混聚合物與改性的蒙脫土按重量比為50～99份∶1～50份；在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中分別將聚合物與有機(jī)化蒙脫土熔融插層，直接獲取剝離型聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料。
本發(fā)明工藝簡單易行，無需添加額外的設(shè)備，生產(chǎn)投入成本低，見效快，易于推廣。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將陽離子交換容量為120meq/100g的蒙脫土24克，在500ml去離子水中高速攪拌0.5h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將17.3克陽離子交換劑十八胺加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑鹽酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至60℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合10分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土(OM1)。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將聚氨脂與有機(jī)化蒙脫土熔融插層，直接獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料PUS1，其廣角X-ray結(jié)果(見附表1)表明PUS1具有剝離型結(jié)構(gòu)。改變陽離子交換劑用量分別為1.0CEC，1.5CEC，2.0CEC，2.5CEC，即分別為28.8克，43.2克，57.6克和72克，并制備相應(yīng)的聚氨脂/蒙脫土納米復(fù)合材料PUS2，PUS3，PUS4，PUS5結(jié)果如表1所示。對比它們的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能見說明書附圖
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表1名稱聚氨脂 PUS1PUS2PUS3PUS4PUS5拉伸強(qiáng)度29.929.533.231.929.630.6(MPa)斷裂伸長270 255 330 273 297 280率(％)拉伸彈性242 652 608 557 543 523模量(MPa)實(shí)施例2將陽離子交換容量為50meq/100g的蒙脫土40克，在1000ml去離子水中高速攪拌1h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將12克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入200ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至80℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合30分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將聚酰胺6與有機(jī)化蒙脫土熔融插層，直接獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例3將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土16克，在1000ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將14.4克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入300ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合60分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將聚酰胺66與有機(jī)化蒙脫土熔融插層，直接獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例4將陽離子交換容量為120meq/100g的蒙脫土16克，在1000ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。分別將0.2，0.4，0.6，0.8和1.0倍CEC數(shù)量的陽離子交換劑十八胺(其重量分別為3.8克，7.7克，11.5克，15.4克和19.2克)分別為加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑鹽酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至60℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合30分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將酸酐化聚丙烯與有機(jī)化蒙脫土熔融插層，直接獲取一系列酸酐化聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例5將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土與聚酰胺11熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例6將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土與聚酰胺12熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例7將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土與聚酰胺1010熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例8將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土與酸酐化聚乙烯熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例9將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土與聚苯乙烯熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例10將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土與酸酐化乙丙橡膠熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例11將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土與丁腈橡膠熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例12將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土與丁苯橡膠熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例13將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土與硅橡膠聚合物熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例14將陽離子交換容量為50meq/100g的蒙脫土40克，在1000ml去離子水中高速攪拌1h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將12克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入200ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至80℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合30分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將89份聚丙烯、10份聚酰胺11與1份有機(jī)化蒙脫土熔融插層，直接獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例15將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土16克，在1000ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將14.4克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入300ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合60分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將80份聚丙烯、15份聚酰胺12與10份有機(jī)化蒙脫土熔融插層，直接獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例16將陽離子交換容量為120meq/100g的蒙脫土16克，在1000ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。3.8克陽離子交換劑十八胺加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑鹽酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至60℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合30分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將80份聚丙烯、15份酸酐化聚丙烯與5份有機(jī)化蒙脫土熔融插層，直接獲取一系列酸酐化聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例17將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將5份有機(jī)化蒙脫土與60份聚乙烯、35份酸酐化聚乙烯熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例18將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將10份有機(jī)化蒙脫土與70份聚酰胺6、20份酸酐化聚丙烯熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例19將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土5份與80份聚酰胺66、15份酸酐化聚丙烯熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例20將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土10份與60份聚酰胺11、30份酸酐化聚丙烯熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例21將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土15份與55份聚酰胺12、30份酸酐化聚丙烯熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例22將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土8份與68份聚酰胺1010、24份酸酐化聚丙烯熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例23將陽離子交換容量為150meq/100g的蒙脫土14克，在1500ml去離子水中高速攪拌2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系。將10.5克陽離子交換劑十六烷基三甲基溴化銨加入500ml去離子水中，再加等摩爾質(zhì)子化劑硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液。上述加熱至90℃的懸浮液和乳液在高速攪拌下混合50分鐘，沉淀，過濾，真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土。在傳統(tǒng)的聚合物混合或擠出設(shè)備中將有機(jī)化蒙脫土6份與76份聚氨脂、18份酸酐化聚丙烯熔融混合，相應(yīng)地獲取聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料，其X-ray譜圖中蒙脫土的(001)衍射峰都消失，表明蒙脫土在這些聚合物中分散良好，具有剝離型結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種制備剝離型聚合物與蒙脫土納米復(fù)合材料，聚合物為聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1010、酸酐化聚丙烯、酸酐化聚乙烯、聚氨脂、聚苯乙烯、酸酐化乙丙橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠或硅橡膠聚合物或共混聚合物聚丙烯/聚酰胺11、聚丙烯/聚酰胺12、聚丙烯/酸酐化聚丙烯、聚乙烯/酸酐化聚乙烯、聚酰胺6/酸酐化聚丙烯、聚酰胺66/酸酐化聚丙烯、聚酰胺11/酸酐化聚丙烯、聚酰胺12/酸酐化聚丙烯、聚酰胺1010/酸酐化聚丙烯或聚氨脂/酸酐化聚丙烯；有機(jī)改性蒙脫土，是由以下組份組成(按重量份)蒙脫土16～40克，陽離子交換劑是伯胺、仲銨或叔銨3.8～19.2克；分散蒙脫土的介質(zhì)水為500～1500ml，分散陽離子交換劑的介質(zhì)水100～500ml；陽離子改性劑摩爾數(shù)與蒙脫土的離子交換能力之比小于1。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種剝離型聚合物與蒙脫土納米復(fù)合材料，其特征在于所述的陽離子交換劑是伯胺十八胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種剝離型聚合物與蒙脫土納米復(fù)合材料，其特征在于所述的陽離子交換劑是叔胺十六烷基三甲基溴化銨。
4.一種權(quán)利要求書1所述的剝離型聚合物與蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法，選擇的聚合物為聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1010、酸酐化聚丙烯、酸酐化聚乙烯、聚氨脂、聚苯乙烯、酸酐化乙丙橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠或硅橡膠或共混聚合物聚丙烯/聚酰胺11、聚丙烯/聚酰胺12、聚丙烯/酸酐化聚丙烯、聚乙烯/酸酐化聚乙烯、聚酰胺6/酸酐化聚丙烯、聚酰胺66/酸酐化聚丙烯、聚酰胺11/酸酐化聚丙烯、聚酰胺12/酸酐化聚丙烯、聚酰胺1010/酸酐化聚丙烯或聚氨脂/酸酐化聚丙烯；有機(jī)改性蒙脫土，是由以下組份組成(按重量份)蒙脫土16～40克，陽離子交換劑是伯胺、仲銨或叔銨3.8～19.2克；分散蒙脫土的介質(zhì)水為500～1500ml，分散陽離子交換劑的介質(zhì)水100～500ml；陽離子改性劑摩爾數(shù)與蒙脫土的離子交換能力之比小于1，聚合物或共混聚合物與改性的蒙脫土按重量比為50～99份∶1～50份；制備步驟如下將陽離子交換容量為50～150meq/100g的蒙脫土按重量份16～40克，在重量份500～1000ml去離子水中高速攪拌0.5～2h，形成穩(wěn)定的懸浮體系，將0.2～1.0倍蒙脫土離子交換能力的陽離子交換劑加入100～500ml去離子水中，溫度60-90℃，再加等摩爾的質(zhì)子化劑鹽酸或硫酸，高速乳化，形成分散均勻的乳液，并加入到上述蒙脫土的懸浮體系中，在高速攪拌下混合10～60分鐘，沉淀、過濾、真空干燥并粉碎得有機(jī)化蒙脫土，聚合物或共混聚合物與改性的蒙脫土按重量比為50～99份∶1～50份；擠出熔融插層，直接獲取剝離型聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種剝離型聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料及其制備方法。選擇的聚合物為聚酰胺、酸酐化聚丙烯、酸酐化聚乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、酸酐化乙丙橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠或硅橡膠或共混聚合物聚丙烯/聚酰胺、聚丙烯/酸酐化聚丙烯、聚乙烯/酸酐化聚乙烯、聚酰胺/酸酐化聚丙烯或聚氨酯/酸酐化聚丙烯；有機(jī)改性蒙脫土由蒙脫土，陽離子交換劑伯胺、仲銨或叔銨組成，將改性劑用量嚴(yán)格限制在蒙脫土的離子交換能力以下，然后將聚合物與改性的蒙脫土直接熔融混合，獲得剝離型結(jié)構(gòu)的聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料。
文檔編號C08L25/00GK1523060SQ03127130
公開日2004年8月25日 申請日期2003年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月3日
發(fā)明者唐濤, 趙忠夫, 黃葆同, 唐 濤 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所