極性聚合物具有較好的親和性，可以更高濃 度的分散納米片層到聚合物基體中，從而使聚合物納米復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)高含量的納米雜化； 氟碳表面活性劑具有較高的耐熱溫度，在聚合物的高溫加工和應(yīng)用過程中始終存在于納米 片層與聚合物界面之間，片層與表面活性劑之間的"正負(fù)電荷對(duì)"有助于改善聚合物納米復(fù) 合材料的介電性能、耐電暈和耐擊穿性能。
[0080] 為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的插層復(fù)合材料及其制備 方法、聚合物納米復(fù)合材料進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0081] 以下實(shí)施例中所用的試劑均為市售。
[0082] 實(shí)施例1
[0083] 向反應(yīng)容器中依次加入500g水，lg層狀氫氧化鎂鋁和3g氟碳表面活性劑全氟辛 基磺酸鉀，40°C反應(yīng)24h，過濾，80°C真空烘干，得到氟碳插層層狀氫氧化鎂鋁。
[0084] 利用X射線衍射對(duì)實(shí)施例1中得到的氟碳插層層狀氫氧化鎂鋁進(jìn)行分析，得到其 X射線衍射圖譜，如圖1所示。
[0085] 實(shí)施例2
[0086] 向反應(yīng)容器中依次加入500g水，lg層狀氫氧化鎂鋁和3g氟碳表面活性劑全氟辛 基羧酸鈉，40°C反應(yīng)24h，過濾，80°C真空烘干，得到氟碳插層層狀氫氧化鎂鋁。
[0087] 利用X射線衍射對(duì)實(shí)施例2中得到的氟碳插層層狀氫氧化鎂鋁進(jìn)行分析，得到其 X射線衍射圖譜，如圖2所示。
[0088] 實(shí)施例3
[0089] 向反應(yīng)容器中依次加入500g水，1. 0g層狀硅酸鹽和1. 0g氟碳表面活性劑全氟辛 基三甲基溴化銨，90°C反應(yīng)8h，過濾，80°C真空烘干，得到氟碳插層蒙脫土。
[0090] 利用X射線衍射對(duì)實(shí)施例3中得到的氟碳插層蒙脫土進(jìn)行分析，得到其X射線衍 射圖譜，如圖3所示。
[0091] 實(shí)施例4
[0092] 向反應(yīng)容器中依次加入500g水，l.Og層狀硅酸鹽和3.0g氟碳表面活性劑 N- (3-N，N，N-三甲銨基丙基）全氟辛基磺酰胺碘化物，90 °C反應(yīng)8h，過濾，在80 °C真空烘干， 得到氟碳插層蒙脫土。
[0093] 利用X射線衍射對(duì)實(shí)施例4中得到的氟碳插層蒙脫土進(jìn)行分析，得到其X射線衍 射圖譜，如圖4所示。
[0094] 實(shí)施例5
[0095] 向反應(yīng)容器中依次加入42gN，N-二甲基乙酰胺，0. 042g實(shí)施例1中得到的氟碳 插層層狀氫氧化鎂鋁和2. 00g二氨基二苯醚和2. 18g均苯四甲酸二酐，10°C反應(yīng)10h;然 后將聚合得到的粘稠液體涂覆在玻璃板上，放置在烘箱中，加熱，從室溫升溫到350°C，并在 350°C保持lh，得到聚酰亞胺納米復(fù)合材料。
[0096] 對(duì)實(shí)施例5中得到的聚酰亞胺納米復(fù)合材料進(jìn)行性能測(cè)試，得到結(jié)果見表1。
[0097] 實(shí)施例6
[0098]向反應(yīng)容器中依次加入42gN，N-二甲基甲酰胺、0.2g實(shí)施例2中得到的氟碳插 層層狀氫氧化鎂鋁和1. 〇8g對(duì)苯二胺和3.log二苯醚四甲酸二酐，10°C反應(yīng)lOh;將聚合得 到的粘稠液體涂覆在玻璃板上，放置在烘箱中，加熱，從室溫升溫到400°C，并在400°C保持 lh，得到聚酰亞胺納米復(fù)合材料。
[0099] 對(duì)實(shí)施例6中得到的聚酰亞胺納米復(fù)合材料進(jìn)行性能測(cè)試，得到結(jié)果見表1。
[0100] 實(shí)施例7
[0101] 向反應(yīng)容器中依次加入42gN-甲基吡咯烷酮、0. 02g實(shí)施例3中得到的氟碳插層 蒙脫土、1. 98g二氨基二苯甲烷和3. 22g二苯酮四甲酸二酐，10°C反應(yīng)10h;將聚合得到的粘 稠液體涂覆在玻璃板上，放置在烘箱中，加熱，從室溫升溫到350°C，并在350°C保持lh，得 到聚酰亞胺納米復(fù)合材料。
[0102] 對(duì)實(shí)施例7中得到的聚酰亞胺納米復(fù)合材料進(jìn)行性能測(cè)試，得到結(jié)果見表1。
[0103] 實(shí)施例8
[0104] 向反應(yīng)容器中依次加入42gN，N-二甲基乙酰胺、0.lg實(shí)施例4中得到的氟碳插層 蒙脫土、2. 92g三苯二醚二胺和2. 18g聯(lián)苯二酐，10°C反應(yīng)10h;將聚合得到的粘稠液體涂覆 在玻璃板上，放置在烘箱中，加熱，從室溫升溫到350°C，并在350°C保持lh，得到聚酰亞胺 納米復(fù)合材料。
[0105] 對(duì)實(shí)施例8中得到的聚酰亞胺納米復(fù)合材料進(jìn)行性能測(cè)試，得到結(jié)果見表1。
[0106] 表1聚酰亞胺納米復(fù)合材料性能測(cè)試結(jié)果
[0107]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種插層復(fù)合材料，其特征在于，包括無(wú)機(jī)層板與層間離子；所述層間離子與無(wú)機(jī) 層板的電荷性相反；所述層間離子由陰離子氣碳表面活性劑或陽(yáng)離子氣碳表面活性劑形 成；所述無(wú)機(jī)層板由無(wú)機(jī)層狀材料形成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插層復(fù)合材料，其特征在于，所述無(wú)機(jī)層狀材料中的正電荷 無(wú)機(jī)層狀材料為雙金屬氨氧化物；所述無(wú)機(jī)層狀材料中的負(fù)電荷無(wú)機(jī)層狀材料為娃酸鹽、 鐵酸鹽、妮酸鹽或金屬硫化物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插層復(fù)合材料，其特征在于，所述陰離子氣碳表面活性劑為 氣代烷基簇酸鹽、氣代烷基橫酸鹽、氣代烷基憐酸鹽與氣代烷基硫酸鹽中的一種或多種；所 述陽(yáng)離子氣碳表面活性劑為氣代烷基胺、氣代烷基咪挫、氣代烷基化晚、氣代烷基嗎嘟與氣 代烷基季憐鹽中的一種或多種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插層復(fù)合材料，其特征在于，所述陽(yáng)離子氣碳表面活性劑選 自式（I)與式（II)所示結(jié)構(gòu)中的一種或多種：其中，所述RnR2、R3、R4、Rs與Re各自獨(dú)立地為甲基、乙基、丙基、下基或異丙基；所述X為面原子；所述-V為式（1)與式似結(jié)構(gòu)中的一種：其中，所述叫與m2各自獨(dú)立的為1~3的整數(shù)； 所述Rf與Rf'各自獨(dú)立地為式（3)或式（4)結(jié)構(gòu)中的一種：其中，所述η與η'各自獨(dú)立地為1~20的整數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的插層材料，其特征在于，所述陰離子氣碳表面活性劑選自式 (ΠΙ)與式（IV)所示結(jié)構(gòu)中的一種或多種：其中，所述Rfi與Rf2各自獨(dú)立地為式（3)或式（4)結(jié)構(gòu)中的一種：其中，所述η與η'各自獨(dú)立地為1~20的整數(shù)；所述Ml與Μ2各自獨(dú)立地為化合價(jià)為 一價(jià)或二價(jià)的金屬。6. -種插層復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括： 將無(wú)機(jī)層狀材料與氣碳表面活性劑在水中反應(yīng)，得到插層復(fù)合材料；所述氣碳表面活 性劑為陰離子氣碳表面活性劑或陽(yáng)離子氣碳表面活性劑；所述無(wú)機(jī)層狀材料所帶電荷與氣 碳表面活性劑的電荷性相反。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述無(wú)機(jī)層狀材料與氣碳表面活性 劑的質(zhì)量比為1:(0.5~20)。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述無(wú)機(jī)層狀材料與氣碳表面活性 劑的總質(zhì)量為水質(zhì)量的0.1%~10%。9. 一種聚合物納米復(fù)合材料，其特征在于，由權(quán)利要求1~5任意一項(xiàng)所述的插層復(fù)合 材料或權(quán)利要求6~8任意一項(xiàng)所制備的插層復(fù)合材料與聚合物復(fù)合而成。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚合物納米復(fù)合材料，其特征在于，所述插層復(fù)合材料與聚 合物的質(zhì)量比為（0. 1~50) :100。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種插層復(fù)合材料及其制備方法、聚合物納米復(fù)合材料，該插層復(fù)合材料包括無(wú)機(jī)層板與層間離子；所述層間離子與無(wú)機(jī)層板的電荷性相反；所述層間離子由陰離子氟碳表面活性劑或陽(yáng)離子氟碳表面活性劑形成；所述無(wú)機(jī)層板由無(wú)機(jī)層狀材料形成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用氟碳表面活性劑形成層間離子，氟碳表面活性劑具有較高的表面活性、疏水性、化學(xué)惰性和熱穩(wěn)定性，使插層復(fù)合材料具有較高的耐熱性、耐化學(xué)穩(wěn)定性和獨(dú)特的界面特性；氟碳表面活性劑可以更高濃度的分散納米片層到聚合物基體中，從而使聚合物納米復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)高含量的納米雜化；氟碳表面活性劑較高的耐熱溫度，有助于改善聚合物納米復(fù)合材料的介電性能、耐電暈和耐擊穿性能。
【IPC分類】C08K9/04, C08G73/10, C08K3/34, C08K3/22
【公開號(hào)】CN105237808
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510644334
【發(fā)明人】郭海泉, 姚海波, 馬曉野, 金日哲, 康傳清, 丁金英, 邱雪鵬, 高連勛
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月8日