[發明專利]一種聚烯烴/聚酰胺復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200910087779.4
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN101928418A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 鄒浩;張師軍;張薇;王小蘭;張麗英;呂明福;尹華;劉濤;呂蕓;邵靜波;張浩;李魁;陳力
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L23/00
• 分類號: C08L23/00;C08L77/00;C08K9/04;C08K3/04
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及一種聚烯烴/聚酰胺復合材料及其制備方法，具體說，涉及一種具有層狀結構的含有碳納米管的聚烯烴/聚酰胺復合材料及其制備方法。

技術背景

以高密度聚乙烯為代表的聚烯烴是使用量最多的通用塑料，被廣泛的應用于制造生產中空容器。但聚烯烴是非極性高聚物，溶解度參數與大多數烴類溶劑相近，對氧氣、二氧化碳等氣體以及烴類溶劑的阻隔性差。因此并不能夠直接被用來制造與烴類溶劑接觸的容器。以尼龍6為代表的聚酰胺具有優良的阻隔性能，但其熔體強度低，難以直接吹塑成型。目前采用的技術多是將聚烯烴和聚酰胺進行層狀共混。為了達到理想的層狀分布結構，對于共混材料的粘度比以及加工設備都有一定的特殊要求，并且在加工過程中往往需要加入相容劑改善兩組分間的界面作用力。

中國專利89101562.0(1989，納幕爾杜邦公司)提到了一種聚烯烴和尼龍/聚乙烯醇共混物的層狀制品。它是將一種聚烯烴與約2-39％尼龍/聚乙烯醇組分的熔融共混物共混而制備的，共混時用烷羧基取代的聚烯烴作相容劑。

中國專利96117564.8(1997，四川聯合大學)，提供了一種輻照增容方法制備高阻隔性高密度聚乙烯材料，通過輻照增容方法制備高阻隔性高密度聚乙烯(HDPE)材料，其特點是將經過波長為280-400mm紫外線輻照的HDPE與尼龍6(PA6)在擠出機頭溫度210-240℃下共混擠出成型。由于在輻照過程中HDPE分子鏈上被引入了極性基團，在高壓擠出過程中與尼龍6(PA6)相互作用，使PA6沿擠壓方向拉伸，在HDPE基材中形成相當于有多層PA6阻隔層。

中國專利01106697.0(2001，湖北大學化學與材料科學學院)涉及一種對有機溶劑有良好阻隔性能的高分子合金材料聚乙烯/尼龍共混型阻隔材料，該材料由聚乙烯、尼龍及尼龍接枝的乙烯-乙烯醇共聚物共混而成。所述材料經中空成型為容器制品，其容器壁內可形成彼此平行、相互重疊的薄層狀尼龍不連續相，對有機溶劑有極好的阻隔效果，可廣泛用于汽車燃油箱、農藥包裝、油漆包裝、化妝品包裝等領域。

中國專利200610102138.8(2007，中北大學)提供了一種尼龍/乙烯-乙烯醇共聚物共混型積層阻隔材料及其制備方法，涉及一種高分子材料及制備方法，具體是一種尼龍/乙烯-乙烯醇共聚物共混型積層阻隔材料及其制備方法。由下列質量百分比的原料配合而成：尼龍65～95％，乙烯-乙烯醇共聚物5～35％，及尼龍與乙烯-乙烯醇共聚物總重量0.2～3％的過氧化物。

中國專利200510031564.2(2006，湖南大學)提供了一種HDPE/PA-6高阻隔性聚合物層狀共混材料，提供一種高阻隔性聚合物層狀共混材料及其加工工藝。該阻隔性材料的特點是，其原料成份配比為(質量百分比)：高密度聚乙烯60～88，尼龍PA-630～10，相容劑2～10。該材料的加工工藝如下：將干燥好的尼龍6和相容劑與高密度聚乙烯在高速混合機中充分混合10分鐘；然后在TE-35型同向排氣式雙螺桿混煉機上擠出經切粒機切粒得到層狀共混物粒料。

以上這些發明都采用了有機增容劑以便在加工中產生層狀結構。

中國專利200410005224.8(2004，阿托菲納公司)提供了一種含有碳納米管的聚酰胺/聚烯烴共混物，改專利要求聚酰胺含量不低于40wt％，是聚酰胺作為基體材料時的情況，并且該專利并未涉加入碳納米管，誘導形成層狀結構。

根據阻隔材料的要求，只有當聚烯烴和聚酰胺形成層狀結構時才能充分發揮聚酰胺的阻隔作用。因此如何在加工中形成層狀分布的形態結構是制備阻隔材料的關鍵。

發明內容

本發明人通過大量的試驗研究發現，在聚酰胺/聚烯烴共混物中添加少量碳納米管，并控制其主要分布在聚酰胺中，利用碳納米管的高長徑比特性誘導聚酰胺相形成層狀的結構，使該共混物具有良好的阻隔性，并且共混物的力學性能不變或者有所提高。

本發明的目的是提供了上述的聚烯烴/聚酰胺復合材料，包含有共混的以下組分：聚烯烴、聚酰胺、碳納米管，其中所述的碳納米管為直徑0.5～3nm、長度1～50um的單壁納米管和/或直徑3～60nm、長度5～50um的多壁納米管；以聚烯烴/聚酰胺塑料基體為100重量份數計，碳納米管加入量為0.01～10份；在聚烯烴/聚酰胺塑料基體中，聚烯烴的量為65～95wt％，聚酰胺的量為5～35wt％。

本發明所述的聚酰胺為尼龍6、尼龍66或者尼龍11等含有酰胺鍵的材料。