本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種高硬度的聚甲基丙烯酸甲酯納米復(fù)合材料的制備方法。

技術(shù)背景

醫(yī)用高分子材料是指用以制造人體內(nèi)臟、體外器官、藥物劑型及醫(yī)療器械的聚合物材料，醫(yī)用高分子材料多用于人體，直接關(guān)系到人的生命和健康，一般對(duì)其性能的要求是：①安全性：必須無毒或副作用極少。這就要求聚合物純度高，生產(chǎn)環(huán)境非常清潔，聚合助劑的殘留少，雜質(zhì)含量為ppm級(jí)，確保無病、無毒傳播條件。同時(shí)其高分子化合物本身以及單體雜質(zhì)、降解或磨損產(chǎn)物不對(duì)身體產(chǎn)生不良影響。②物理、化學(xué)和機(jī)械性能需滿足醫(yī)用所需設(shè)計(jì)和功能的要求。③適應(yīng)性：包括與醫(yī)療用品中其他材料的適應(yīng)性，材料與人體生物相容性、血液相容性及組織的相容性。④特殊功能：不同的應(yīng)用領(lǐng)域，要求材料分別具有一定的特殊功能。

聚甲基丙烯酸甲酯的光學(xué)性、絕緣性、加工性及耐候性佳，同時(shí)還具有較高透明度和光亮度，耐熱性好，并有堅(jiān)韌，質(zhì)硬，剛性特點(diǎn)，但是其表面硬度低，易劃傷。在大多數(shù)情況下，現(xiàn)有高分子材料的表面化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)很難滿足上述要求，為改善其制品的物理、化學(xué)和機(jī)械等性能，需要對(duì)制品的表面進(jìn)行改性。而使用納米材料作為與聚合物共混改性制備得到的納米復(fù)合材料比其它復(fù)合材料性能更優(yōu)異。這主要是由于作為分散相的納米粒子尺寸小，比表面積大而產(chǎn)生的量子效應(yīng)和表面效應(yīng)，使得納米復(fù)合材料在眾多方面表現(xiàn)出特有性能，如電、磁、熱力學(xué)等。但是目前納米材料使用技術(shù)存在的主要問題為納米粉體顆粒材料的團(tuán)聚問題，導(dǎo)致粉體顆粒材料在使用中由于顆粒表面張力所致而形成的顆粒團(tuán)聚，從而導(dǎo)致在使用中添加化學(xué)分解劑進(jìn)行團(tuán)聚顆粒的分解才能正常使用，但是這樣就會(huì)帶來使用難度的增加和化學(xué)污染，同時(shí)降低了使用效率，這就限制這納米材料的應(yīng)用。為此，我們從產(chǎn)品的配方和工藝著手，研發(fā)一種高硬度的聚甲基丙烯酸甲酯納米復(fù)合材料的新工藝是整個(gè)行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高硬度的聚甲基丙烯酸甲酯納米復(fù)合材料的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種高硬度的聚甲基丙烯酸甲酯納米復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：先按重量稱取聚甲基丙烯酸甲酯80-88份、天然橡膠20-22份、四氯化碳1-5份、高氯酸鋰2-8份、五氯苯酚2-5份、聚山梨醇酯4-12份、碳酸鈣13-15份、納米硼纖維6-8份、十八醇13-15份、亞磷酸三苯酯5-9份、甘油3-7份、椰子油酸單乙醇酰胺4-8份、納米二硫化鉬5-12份、聚乙烯蠟10-15份；將聚甲基丙烯酸甲及天然橡膠投入高攪機(jī)中攪拌升溫至70-90℃，攪拌速度為350-450轉(zhuǎn)/min，攪拌18-25min，然后加入亞磷酸三苯酯、聚山梨醇酯和納米二硫化鉬，攪拌升溫至100-110℃，攪拌速度為500-600轉(zhuǎn)/min，攪拌10-15min，邊攪拌邊加入納米硼纖維、五氯苯酚及甘油，繼續(xù)攪拌升溫至130-140℃下料，投入低速混合機(jī)中，然后加入剩余原料并攪拌10-17min，攪拌速度為250-340轉(zhuǎn)/min，冷卻得到混合料；然后將混合料靜置2-4h后加入到雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，維持?jǐn)D出溫度為180-200℃，擠出壓力為16-24mpa，冷卻后切粒拆分即可。

按重量稱取聚甲基丙烯酸甲酯84份、天然橡膠21份、四氯化碳3份、高氯酸鋰5份、五氯苯酚4份、聚山梨醇酯8份、碳酸鈣14份、納米硼纖維7份、十八醇14份、亞磷酸三苯酯7份、甘油5份、椰子油酸單乙醇酰胺6份、納米二硫化鉬8份、聚乙烯蠟13份。

將聚甲基丙烯酸甲及天然橡膠投入高攪機(jī)中攪拌升溫至80℃。

邊攪拌邊加入納米硼纖維、五氯苯酚及甘油，繼續(xù)攪拌升溫至135℃下料。

擠出溫度為190℃，擠出壓力為20mpa。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明的制備方法流程較短，操作簡單，成本低，對(duì)環(huán)境友好，經(jīng)濟(jì)效益高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供方法制備出的納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的物理、化學(xué)和機(jī)械等性能，且硬度要明顯優(yōu)于現(xiàn)有市面上相關(guān)產(chǎn)品的性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種高硬度的聚甲基丙烯酸甲酯納米復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：先按重量稱取聚甲基丙烯酸甲酯80份、天然橡膠20份、四氯化碳1份、高氯酸鋰2份、五氯苯酚2份、聚山梨醇酯4份、碳酸鈣13份、納米硼纖維6份、十八醇13份、亞磷酸三苯酯5份、甘油3份、椰子油酸單乙醇酰胺4份、納米二硫化鉬5份、聚乙烯蠟10份；將聚甲基丙烯酸甲及天然橡膠投入高攪機(jī)中攪拌升溫至70℃，攪拌速度為350-450轉(zhuǎn)/min，攪拌18-25min，然后加入亞磷酸三苯酯、聚山梨醇酯和納米二硫化鉬，攪拌升溫至100-110℃，攪拌速度為500-600轉(zhuǎn)/min，攪拌10-15min，邊攪拌邊加入納米硼纖維、五氯苯酚及甘油，繼續(xù)攪拌升溫至130℃下料，投入低速混合機(jī)中，然后加入剩余原料并攪拌10-17min，攪拌速度為250-340轉(zhuǎn)/min，冷卻得到混合料；然后將混合料靜置2-4h后加入到雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，維持?jǐn)D出溫度為180℃，擠出壓力為16mpa，冷卻后切粒拆分即可。

實(shí)施例2

一種高硬度的聚甲基丙烯酸甲酯納米復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：先按重量稱取聚甲基丙烯酸甲酯80-88份、天然橡膠22份、四氯化碳5份、高氯酸鋰8份、五氯苯酚5份、聚山梨醇酯12份、碳酸鈣15份、納米硼纖維8份、十八醇15份、亞磷酸三苯酯9份、甘油7份、椰子油酸單乙醇酰胺8份、納米二硫化鉬12份、聚乙烯蠟15份；將聚甲基丙烯酸甲及天然橡膠投入高攪機(jī)中攪拌升溫至90℃，攪拌速度為350-450轉(zhuǎn)/min，攪拌18-25min，然后加入亞磷酸三苯酯、聚山梨醇酯和納米二硫化鉬，攪拌升溫至100-110℃，攪拌速度為500-600轉(zhuǎn)/min，攪拌10-15min，邊攪拌邊加入納米硼纖維、五氯苯酚及甘油，繼續(xù)攪拌升溫至140℃下料，投入低速混合機(jī)中，然后加入剩余原料并攪拌10-17min，攪拌速度為250-340轉(zhuǎn)/min，冷卻得到混合料；然后將混合料靜置2-4h后加入到雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，維持?jǐn)D出溫度為200℃，擠出壓力為24mpa，冷卻后切粒拆分即可。

實(shí)施例3

一種高硬度的聚甲基丙烯酸甲酯納米復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：先按重量稱取聚甲基丙烯酸甲酯84份、天然橡膠21份、四氯化碳3份、高氯酸鋰5份、五氯苯酚4份、聚山梨醇酯8份、碳酸鈣14份、納米硼纖維7份、十八醇14份、亞磷酸三苯酯7份、甘油5份、椰子油酸單乙醇酰胺6份、納米二硫化鉬8份、聚乙烯蠟13份；將聚甲基丙烯酸甲及天然橡膠投入高攪機(jī)中攪拌升溫至80℃，攪拌速度為350-450轉(zhuǎn)/min，攪拌18-25min，然后加入亞磷酸三苯酯、聚山梨醇酯和納米二硫化鉬，攪拌升溫至100-110℃，攪拌速度為500-600轉(zhuǎn)/min，攪拌10-15min，邊攪拌邊加入納米硼纖維、五氯苯酚及甘油，繼續(xù)攪拌升溫至135℃下料，投入低速混合機(jī)中，然后加入剩余原料并攪拌10-17min，攪拌速度為250-340轉(zhuǎn)/min，冷卻得到混合料；然后將混合料靜置2-4h后加入到雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，維持?jǐn)D出溫度為190℃，擠出壓力為20mpa，冷卻后切粒拆分即可。