專利名稱：有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料的組合物，特別涉及一種聚酰胺與聚胺酯高分子材料樹脂的組合物。
背景技術(shù)：
因應(yīng)產(chǎn)品的各項(xiàng)特殊需求(如耐燃性、阻氣性等)，眾多復(fù)合材料的開發(fā)與研究正不斷地在進(jìn)行，由于復(fù)合材料中的高分子材料與無(wú)機(jī)物因兼容性差，故無(wú)機(jī)物必須進(jìn)行表面有機(jī)改質(zhì)，以使復(fù)合材料能夠充分發(fā)揮無(wú)機(jī)物的特性。現(xiàn)有的復(fù)合材料的制法是將有機(jī)改質(zhì)層狀材料加入高分子材料中，并藉由有機(jī)改質(zhì)層狀材料與高分子材料之間形成相互作用力，使得所形成的復(fù)合材料獲得較高分子材料更加良好及穩(wěn)定的物理、化學(xué)性質(zhì)(如機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、阻氣性等)，藉以因應(yīng)產(chǎn)品的各項(xiàng)特殊需求。傳統(tǒng)上，前述有機(jī)改質(zhì)層狀材料大多是利用陽(yáng)離子界面活性劑作改質(zhì)處理而得，且再藉由與高分子材料進(jìn)行熔融混煉或單體聚合，以達(dá)均勻分散于高分子材料中，藉以獲得插層型或脫層型復(fù)合材料，其中，又以脫層型復(fù)合材料的物化性為較佳。然而，上述現(xiàn)有的有機(jī)改質(zhì)層狀材料仍無(wú)法與大部份的高分子材料形成良好的相互作用力，因此所形成的復(fù)合材料大多僅能達(dá)到插層型態(tài)，而無(wú)法達(dá)到脫層型態(tài)，因此，傳統(tǒng)改質(zhì)所制得的復(fù)合材料其物化性提升相當(dāng)有限。有鑒于此，如何針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺點(diǎn)進(jìn)行研發(fā)改良，讓有機(jī)改質(zhì)層狀材料與高分子材料形成良好的相互作用力，實(shí)為相關(guān)業(yè)界所需努力研發(fā)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料，包含第一材料與第二材料。第一材料為聚酰胺或聚酯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或并乙基雙十八酰胺或硬酯酸鎂或硬酯酸鋅，且第一材料平均分子量小于10000。第二材料為有機(jī)改質(zhì)層狀材料，其所占重量比為有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料的I 65%，且第二材料各層平均層間距介于I 9納米。所述的有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料，其中，所述第二材料為黏土或水滑石。所述的有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料，其中，所述第二材料各層平均層間距介于2 5納米。因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料，此有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料與高分子材料形成良好的相互作用力，以獲得較佳的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、與阻氣性。此外，本發(fā)明亦提供另一種聚酰胺/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，包含第三材料與第四材料，第三材料包含有第一材料及第二材料。第一材料為聚酰胺或聚酯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或并乙基雙十八酰胺或硬酯酸鎂或硬酯酸鋅，且第一材料的平均分子量小于10000。第二材料為有機(jī)改質(zhì)層狀材料，且第二材料各層平均層間距介于I 9納米。第四材料為聚酰胺或聚酰胺共聚合物。所述的聚酰胺/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，其中，所述有機(jī)改質(zhì)層狀材料的重量百分比為所述聚酰胺/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂的I 30%。所述的聚酰胺/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，其中，所述第四材料為尼龍6或尼龍66。所述的聚酰胺/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，其中，所述有機(jī)改質(zhì)層狀材料各層平均層間距介于4 6納米。因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種聚酰胺/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，此有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料與高分子材料形成良好的相互作用力，以獲得較佳的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、與阻氣性。此外，本發(fā)明亦提供又一種聚胺酯/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂,包含第五材料與第六材料，第五材料包含有第三材料及第四材料，而第三材料包含有第一材料及第二材料。第一材料為聚酰胺或聚酯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或并乙基雙十八酰胺或硬酯酸鎂或硬酯酸鋅，且第一材料的平均分子量小于10000。第二材料為有機(jī)改質(zhì)層狀材料，且第二材料各層平均層間距介于I 9納米。第四材料為聚酰胺或聚酰胺共聚合物。第六材料為聚氨酯或聚氨脲酯或其共聚合物。所述的聚胺酯/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，其中，所述有機(jī)改質(zhì)層狀材料的重量比為所述聚胺酯/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂的O. I 10%。所述的聚胺酯/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，其中，所述有機(jī)改質(zhì)層狀材料各層平均層間距介于4 6納米。因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種聚胺酯/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，此有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料是與高分子材料形成良好的相互作用力，以獲得較佳的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、與阻氣性。


圖1，為本發(fā)明第一實(shí)驗(yàn)例的有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料經(jīng)X-光繞射光譜儀分析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。圖2A，為本發(fā)明第二實(shí)驗(yàn)例的尼龍6/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂經(jīng)X-光繞射光譜儀分析的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。圖2B，為本發(fā)明第二實(shí)驗(yàn)例的編號(hào)N6-MB10樣本的穿透式電子顯微鏡圖。圖2C，為本發(fā)明第二實(shí)驗(yàn)例的編號(hào)N6-MB20樣本的穿透式電子顯微鏡圖。圖2D，為本發(fā)明第三實(shí)驗(yàn)例的編號(hào)N6-MB50樣本的穿透式電子顯微鏡圖。圖3，為本發(fā)明第三實(shí)驗(yàn)例的TPU/尼龍6/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料經(jīng)X-光繞射光譜儀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式由于本發(fā)明公開一種有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料，其中所利用的有機(jī)材料及高分子材料相關(guān)制程及化學(xué)原理，已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，故以下文中說(shuō)明，不再作完整描述。
4同時(shí)，以下文中所對(duì)照的附圖，表達(dá)與本發(fā)明特征有關(guān)的結(jié)構(gòu)示意，并未亦不需要依據(jù)實(shí)際尺寸完整繪制，事先聲明。本發(fā)明提供第一較佳實(shí)施例，為一種有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料，包含有第一材料與第二材料。第一材料可以是聚酰胺(Polyamide)、聚酯(Polyester)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer, EVA)、并乙基雙十八酸胺(EthyleneBis-Stearamide,EBS)、硬酯酸鎂、或者是硬酯酸鋅。而第一材料平均分子量小于10000 (g/mole)。第二材料為有機(jī)改質(zhì)層狀材料，第二材料所占重量百分比為有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料的I 65%，且第二材料各層平均層間距介于I 9納米(nm)。第一較佳實(shí)施例所提供的有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料，其制法包含以下步驟首先，制備聚酰胺、聚酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、并乙基雙十八酰胺、硬酯酸鎂或者是硬酯酸鋅做為第一材料。第一材料是用來(lái)做為助脫層劑。第一材料的平均分子量如前所述是小于10000，且又以介于500至10000為較佳。另外，制備有機(jī)改質(zhì)層狀材料做為第二材料，本第一較佳實(shí)施例的第二材料是米用有機(jī)改質(zhì)黏土(Modified Clay)或有機(jī)改質(zhì)水滑石(Modified Layered DoubleHydroxides, Modified LDHs)做為有機(jī)改質(zhì)層狀材料，第二材料所占重量百分比為有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料整體重量的I至65%。將有機(jī)改質(zhì)層狀材料與第一材料一起加入有機(jī)溶劑中，經(jīng)過(guò)機(jī)械攪拌以及研磨后，加熱以除去有機(jī)溶劑。此外，為使有機(jī)改質(zhì)層狀材料與第一材料的混合效果更佳，可以在機(jī)械攪拌以及研磨后，進(jìn)一步施以捏合作業(yè)。而本第一較佳實(shí)施例所提供的第二材料，在制作完成后，各層平均層間距介于I至9納米，且第二材料各層平均層間距又以介于2至5納米為最佳。并且，本第一較佳實(shí)施例所提供的有機(jī)改質(zhì)層狀材料可作為后續(xù)制作改質(zhì)高分子材料用。以下提供的實(shí)驗(yàn)例則是以采用聚酰胺做為第一材料(助脫層劑)。第一實(shí)驗(yàn)例首先，分別制備平均層間距為I. 85納米的有機(jī)改質(zhì)黏土與分子量為500 10000的聚酰胺，前述有機(jī)改質(zhì)黏土與聚酰胺采I : I等比例制備。將制備而得的有機(jī)改質(zhì)黏土與聚酰胺加入由甲苯與甲醇組成的有機(jī)溶劑中，經(jīng)機(jī)械攪拌約45至70分鐘，且經(jīng)球磨機(jī)研磨約20至35分鐘，施以或不施以捏合，并加熱去除有機(jī)溶劑，藉以制得有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料。而經(jīng)由上述步驟制得的有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料，則是經(jīng)X-光繞射光譜儀(X-rayDiffraction, XRD)來(lái)檢測(cè)有機(jī)改質(zhì)層狀材料的各層平均層間距，并且同時(shí)將單純的黏土(采用一般市售蒙脫土)與有機(jī)改質(zhì)黏土經(jīng)X-光繞射光譜儀進(jìn)行檢測(cè)，做為對(duì)照。黏土、有機(jī)改質(zhì)黏土與第一實(shí)驗(yàn)例所得的有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料的X-光繞射圖特征吸收峰所在的2 Θ角度換算而得的有機(jī)改質(zhì)層狀材料的平均層間距值列于表一中。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料，包含一第一材料與一第二材料，其特征在于所述第一材料選自于聚酰胺、聚酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、并乙基雙十八酰胺、硬酯酸鎂、以及硬酯酸鋅所構(gòu)成的群組，且所述第一材料平均分子量小于10000 ;以及所述第二材料為一有機(jī)改質(zhì)層狀材料，其所占重量百分比為所述有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料的I 65%，且所述第二材料各層平均層間距介于I 9納米。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料，其特征在于所述第二材料為黏土或水滑石。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料，其特征在于所述第二材料各層平均層間距介于2 5納米。
4.一種聚酰胺/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，包含一第三材料與一第四材料，其特征在于所述第三材料包含有一第一材料以及一第二材料，其中所述第一材料選自于聚酰胺、聚酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、并乙基雙十八酰胺、硬酯酸鎂、以及硬酯酸鋅所構(gòu)成的群組，且所述第一材料的平均分子量小于10000 ；所述第二材料為一有機(jī)改質(zhì)層狀材料，且所述第二材料各層平均層間距介于I 9納米；以及所述第四材料選自于聚酰胺及聚酰胺共聚合物所構(gòu)成的群組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚酰胺/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，其特征在于所述有機(jī)改質(zhì)層狀材料的重量百分比為所述聚酰胺/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂的I 30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚酰胺/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，其特征在于所述第四材料為尼龍6或尼龍66。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚酰胺/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，其特征在于所述有機(jī)改質(zhì)層狀材料各層平均層間距介于4 6納米。
8.一種聚胺酯/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，包含一第五材料與一第六材料，其特征在于所述第五材料包含有一第三材料及一第四材料，而所述第三材料包含有一第一材料以及一第二材料，其中，所述第一材料選自于聚酰胺、聚酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、并乙基雙十八酰胺、硬酯酸鎂、以及硬酯酸鋅所構(gòu)成的群組，且所述第一材料的平均分子量小于10000 ；所述第二材料為一有機(jī)改質(zhì)層狀材料，且所述第二材料各層平均層間距介于I 9納米;所述第四材料選自于聚酰胺及聚酰胺共聚合物所構(gòu)成的群組；以及所述第六材料選自于聚氨酯、聚氨脲酯及其共聚合物所構(gòu)成的群組。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚胺酯/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，其特征在于所述有機(jī)改質(zhì)層狀材料的重量比為所述聚胺酯/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂的O. I 10%。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚胺酯/有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂，其特征在于所述有機(jī)改質(zhì)層狀材料各層平均層間距介于4 6納米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料與包含有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料的有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料樹脂。有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料包含第一材料與第二材料，其中，第一材料為聚酰胺或聚酯或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或并乙基雙十八酰胺或硬酯酸鎂或硬酯酸鋅，且第一材料平均分子量小于10000。第二材料為有機(jī)改質(zhì)層狀材料，其所占重量比為復(fù)合材料的1至65％，且第二材料各層平均層間距介于1至9納米。藉此，本發(fā)明所提供有機(jī)改質(zhì)層狀復(fù)合材料與高分子材料會(huì)形成良好的相互作用力，以獲得較佳的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、與阻氣性。
文檔編號(hào)C08L77/00GK102952393SQ20111025187
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者鄭世楷, 李紹銘, 陳志勇 申請(qǐng)人:奇菱科技股份有限公司