[發明專利]一種熱塑性聚合物/粘土納米復合材料及其制備方法和用途

無效

• 申請號: 200710099793.7
• 申請日: 2007-05-30
• 公開（公告）號: CN101293980A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 關家玉;歐曉斌
• 申請（專利權）人: 北京中科普惠科技發展有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/10;C08L61/06;C08J3/20;C08J3/12;C08J5/00;C08K9/00;A01N25/08;C08K3/34;C08K5/43
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技術領域

本發明涉及一種聚合物/粘土納米復合材料，特別涉及到一種用于農藥和化肥的聚合物/粘土納米復合材料。

背景技術

聚合物/粘土納米復合材料是當今眾多無機納米粒子改性復合材料中最有潛力的一類納米復合材料。其中的粘土是一類礦物主要成份為含85-93％蒙脫土(Mont)的層狀硅酸鹽。其單位晶胞由兩層硅氧四面體中間夾帶一層鋁氧八面體組成，兩者之間靠共用氧原子連接，單位晶胞表面積為2×0.515×0.89nm²，晶胞重700-800g/mol；蒙脫土粘土層內表面帶有負電荷，每個負電荷占據面積0.25-2nm2，比表面積700-800m²/g。層間陽離子Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等是可交換性陽離子，用長鏈烷基季銨鹽、己二酸己二胺鹽、6-氨基己酸、十二氨基酸作為插層劑。有機銨鹽交換后，可使高分子鏈插人到層間。粘土礦物質具有陽離子交換總容量(CEC)80-200meq/100g，粘土粒徑一般為40-70um，片層厚度為0.96nm，層間距離為0.2-0.5nm，插層土的層間距離增加到1.5-2.0nm。經熔體插層后粘土片層間距增加到3-5nm，粘土片層間距大時，有利于提高復合材料的性能。

96105362.3公開了摻有12-氨基月桂酸的層狀粘土(如蒙脫土)再與ε-己內酰胺混合聚合，在此過程中，粘土組分一層層被剝離，分散在聚酰胺中，形成了聚酰胺和蒙脫土的分子復合材料。該方法的缺點是受蒙脫土的交換當量的限制，不能有大量的單體進入層間，在層間打開過程中其放熱有限，層展開動力不足，制備分子復合材料的重復性差。

97104194.6和97104055.9分別公開了利用單體插層聚合或熔融插層制備聚對苯二甲酸乙二醇酯/粘土納米復合材料和聚對苯二甲酸丁二醇酯/粘土納米復合材料的方法。提高了產品的力學性能，在工程塑料領域得到廣泛應用。

00107654.X公開了一種含納米蒙脫土的聚烯烴的制備方法。其中采用的直接插層法是將單體預先插層于層狀結構的無機填料中，然后聚合成高分子。

上述的單體插層聚合法和在聚合物熔體狀態下插層于蒙脫土層狀硅酸鹽中的熔融插層法都需要對蒙脫土進行預插層處理，即利用蒙脫土層狀硅酸鹽層間陽離子交換反應將有機分子的陽離子插入蒙脫土層狀硅酸鹽層間，并增大層間距，改善粘土對聚合物的親合性。

基于插層的納米塑料機械強度和模量高，耐熱性，阻燃性和尺寸穩定性好，化學穩定性和耐候性優良，同時又具有良好的可加工性。但上述的納米塑料不具備生物活性。

98124542.0公開了一種使用硝酸銀、氧化鋅、硝酸鋅等金屬化合物，通過特定載體沸石附載，制成抗菌劑，直接添加在聚氯乙烯，聚乙烯等聚合物載體中，制成抗菌塑料。

01129106.0公開了納米聚丙烯管材專用料，通過將共聚聚丙烯，有機化納米粘土，分散劑，納米銀離子抗菌劑各組分，在固體狀態下充分混合，然后在熔融狀態下充分熔煉共混后，螺桿擠出造粒。

上述含有抗菌劑的專利，是在聚合物載體中，采用共混方式加入抗菌組分硝酸銀等金屬化合物，共混組分在載體中分散不夠均勻，影響抗菌效果。

美國專利6821928公開了通過聚合物降低緩釋物質擴散速率的方法，所用的生物活性物質二硝基苯胺具有除草作用。

除草劑的除草機理是根據雜草細胞的骨架主要是由微管和微絲組成，而除草劑與微管蛋白結合，抑制微管蛋白的聚合作用，導致紡錘體微管不能形成，使得細胞有絲分裂停留在前、中期，而影響正常的細胞分裂和組織發育，導致形成多核細胞，腫根。但除草劑二硝基苯胺對人體毒性太大，不適合推廣使用。

發明目的

本發明的熱塑性聚合物/粘土納米復合材料，利用了聚合物和粘土復合的插層原理，克服了已有技術中通過共混方法制備抗菌塑料或聚丙烯專用料時，存在金屬化合物或納米銀離子分散不夠均勻甚至相分離的缺點，提供一種將生物活性物質插層在已有機化的層狀粘土的空間層或通過插層劑，與粘土進行插層，然后，與聚合物在熔融條件下以共插層形式，使生物活性物質和粘土，隨機均勻分散在聚合物基體中，從而形成熔融插層復合結構的聚合物/粘土納米復合材料。同時提供一種以原位聚合的剝離插層型的聚合物/粘土納米復合材料。本發明的熱塑性聚合物/粘土納米復合材料具有降低緩釋除草劑和殺蟲劑釋放速率的特點。

發明內容

1.本發明的一種熱塑性聚合物/粘土納米復合材料，按重量份包含如下組分和含量：

聚合物單體???????????85-97