專利名稱：高性能納米復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料科學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種高分子材料及其制備方法
背景技術(shù)：
聚烯烴/水滑石納米復(fù)合材料因?yàn)榫哂斜葌鹘y(tǒng)復(fù)合材料更為優(yōu)異的力學(xué)性能、阻隔性能、熱穩(wěn)定性和阻燃性能，而引起人們的廣泛關(guān)注。目前在高密度聚乙烯(HDPE)/水滑石(LDH)納米復(fù)合材料的制備中，通常加入的是有機(jī)改性過的LDH，如十二烷基磺酸鈉、衣康酸等插層LDH。但在有機(jī)改性的過程中難免產(chǎn)生副反應(yīng)，有游離單體殘留于聚合物中，并且有些多官能團(tuán)化合物具有強(qiáng)的腐蝕性和刺激性而限制了復(fù)合材料的應(yīng)用。更重要的是復(fù)合材料剛性和阻燃性能的提高，往往是以犧牲其韌性為代價(jià)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高性能納米復(fù)合材料及其制備方法，它能在不降低剛性的條件下，使高密度聚乙烯/水滑石納米復(fù)合材料的韌性大幅度提高，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的高性能復(fù)合材料，按重量份數(shù)計(jì)算，它包括100份高密度聚乙烯，2 10份水滑石及20份乙烯丙烯酸共聚物。高性能納米復(fù)合材料的制備方法，先將乙烯丙烯酸共聚物與水滑石在高速混合機(jī)中充分混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒得乙烯丙烯酸/水滑石母粒；再將乙烯丙烯酸/水滑石母粒與高密度聚乙烯混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出即得高性能高密度聚乙烯/水滑石納米復(fù)合材料。所述的水滑石及乙烯丙烯酸/水滑石母粒使用前在80°C下干燥16h。在擠出前烘干水分，既能避免擠出時(shí)水分蒸發(fā)氣體的瞬間膨脹造成的危險(xiǎn)，又能避免擠出的料中有氣泡而影響性能。雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，擠出溫度控制在170 205°C。為了驗(yàn)證本發(fā)明的技術(shù)效果，對(duì)采用本發(fā)明的方法所制備的高密度聚乙烯/水滑石納米復(fù)合材料進(jìn)行測(cè)試
I、材料選用
水滑石鎂鋁碳酸根型，層間陰離子為C032-，表面未改性，平均粒徑小于2um，分子式[Mg0.B8Al0.32 (OH)2] (CO3)ai6 · O. 7H20);分別取量 2、4、6 份;
乙烯丙烯酸共聚物(EAA):牌號(hào)1430，丙烯酸含量9. 7%，熔融流動(dòng)速率5g/10min，取量20份；
高密度聚乙烯牌號(hào)5200B，熔融流動(dòng)速率O. 35g/10min，密度O. 968g/cm3。2、樣品的制備
將2、4、6份水滑石分別與20份乙烯丙烯酸共聚物在高速混合機(jī)中充分混合5分鐘，再經(jīng)同向雙螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，擠出溫度為170°C、175°C、180°C、185°C、190°C、195°C、200°C、205°C ;擠出造粒得乙烯丙烯酸/水滑石母粒，乙
烯丙烯酸/水滑石母粒在80°C下干燥16小時(shí)；將制備的3種母粒分別與100份高密度聚乙烯充分混合，經(jīng)擠出機(jī)擠出造粒得高密度聚乙烯/水滑石納米復(fù)合材料；所得到的復(fù)合材料80°C下烘干16h，然后注塑(19(T210°C )成測(cè)試樣條，樣條在恒溫恒濕生化箱中放置24h(溫度23°C，濕度80%)。將制得樣條的力學(xué)性能進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試
表I HDPE/LDH納米復(fù)合材料的力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種高性能納米復(fù)合材料，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)算，它包括100份高密度聚乙烯，2 10份水滑石及20份乙烯丙烯酸共聚物。
2.一種如權(quán)利要求I所述的高性能納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于先將乙烯丙烯酸共聚物與水滑石在高速混合機(jī)中充分混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒得乙烯丙烯酸/水滑石母粒；再將乙烯丙烯酸/水滑石母粒與高密度聚乙烯混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出即得高性能高密度聚乙烯/水滑石納米復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的水滑石及乙烯丙烯酸/水滑石母粒使用前在80°C下干燥16h。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于雙螺桿擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，擠出溫度控制在170 205°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高性能納米復(fù)合材料及其制備方法，按重量份數(shù)計(jì)算，它包括100份高密度聚乙烯，2～10份水滑石及20份乙烯丙烯酸共聚物。本發(fā)明采用乙烯丙烯酸為相容劑和增韌劑，解決了復(fù)合材料剛性與韌性之間的矛盾，能使制備得到的高密度聚乙烯/水滑石納米復(fù)合材料韌性有大幅度的提高，這樣的方式可采用未經(jīng)有機(jī)改性的水滑石，從而降低生產(chǎn)成本，且在熔融共混中不會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)；本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單、易操作，可用于工業(yè)化生產(chǎn)，使高密度聚乙烯/水滑石納米復(fù)合材料應(yīng)用價(jià)值與應(yīng)用范圍得到進(jìn)一步的發(fā)展。
文檔編號(hào)C08K3/26GK102617922SQ20121011635
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者于杰, 何敏, 張歡, 田瑤珠, 秦軍, 羅筑, 魯圣軍 申請(qǐng)人:貴州省復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心