[發明專利]一種聚乙烯雜化無機材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410056428.8
• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號: CN103788460B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 侯秀紅;張玉梅;王新威;王萍;王曉禾
• 申請（專利權）人: 上海化工研究院
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K3/36;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/24;C08K3/16;C08K3/30;C08K5/5425;C08K5/544
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明涉及聚乙烯雜化無機材料的制備方法，特別涉及采用水熱合成法的制備方法。

背景技術

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)平均分子量約50萬-800萬，因分子量高而具有其它塑料無可比擬的優異的耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學腐蝕等性能。而且，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)耐低溫性能優異，在-40℃時仍具有較高的沖擊強度，甚至可在-269℃下使用。但是，正是由于它的獨特性質(分子量極高)，使得UHMWPE熔融狀態的粘度高達10⁸Pa.s，為高彈態，幾乎無流動性；同時，摩擦系數小，臨界剪切速率極低，加工時又極易出現熔體破裂，所以很難用一般的機械加工方法進行加工。

而超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一種具有線型結構、優異綜合性能的

熱塑性工程塑料，具有其它塑料無可比擬的優異的機械強度、耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學腐蝕等性能，其性能遠遠優于普通聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)同時，盡管UHMWPE的熔點在130℃左右，但在更高溫度下，UHMWPE熔體呈凝膠狀，具有一定的熔體強度，保持原有形狀不變，因此有望采用UHMWPE薄膜用作理離子電池隔膜，防止熔斷。

UHMWPE具有優異的耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學腐蝕性，將其制備成微孔膜可以用于很多條件苛刻的領域。但是其由于粘度大，難加工，因此并沒有得到廣泛應用。

水熱合成法是指在密封的壓力容器中，采用水溶液為反應體系，通過對反應體系加熱、加壓(或自生蒸汽壓)，創造一個相對高溫、高壓的反應環境，使得通常難溶或不溶的物質溶解，并且重結晶而進行無機合成和材料處理的方法。這一方法常常應用在介孔材料的制備中。研究表明，介孔材料孔道表面含有豐富的羥基，通過化學修飾可將功能性基團引入孔道，實現其功能化。將功能性高分子引入介孔的孔道內，得到介孔主體-有機納米客體的組裝體系。由于主客體間的耦合作用，形成有機-無機互穿網絡結構，這種體系可以用作新型功能材料。這種方法可制備出聚合物基介孔分子篩復合材料，有效解決了聚合物基納米復合材料中無機粒子的分散和兩相間的界面相容性問題。

文獻“介孔分子篩的添加對PE基復合材料性能的影響“([J].合成樹脂及塑料，2008，25(1)∶12)和“納米介孔MCM-41填充物對聚丙烯基復合材料性能的影響“([J].材料工程，2006(增刊1)∶143)公開了介孔分子篩的添加對PE和PP基復合材料性能的影響，考察了在PE樹脂中填充介孔分子篩MCM-41以及不同填充量對復合材料拉伸性能的影響。研究表明MCM-41的質量分數為2.5％時，復合材料的性能有較明顯的提高；PP樹脂中添加形狀和大小不同的介孔MCM-41，提高了復合材料的拉伸性能和耐熱性，且介孔材料的形狀和大小對改性效果有一定影響。還行很大一部分研究的是通過熱致相分離的中空纖維制微孔膜的。如文獻“The?effect?of?stretch?on?multi-pore-structure?of?ultrahigh?molecular?weight?polyethylene/SiO₂hybrid?hollow?fiber?membranes”([J].High?Performance?Polymers，2010，22(7)∶820-833)研究了拉伸條件對UHMWPE／SiO₂／石蠟的中空纖維制成的微孔膜的影響。但這些方法中聚烯烴樹脂和無機材料的混合屬于物理性的共混形式，在混合的均勻性方面有欠缺。

采用水熱合成法制備超高分子量聚乙烯基無機復合材料，以其獨特的互穿網絡結構和協同效應，能充分發揮有機組分和無機組分的綜合性能，可制備出性能優異的復合材料。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種聚乙烯雜化無機材料的制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種聚乙烯雜化無機材料的制備方法，其特征在于，將A組分和B組分在高壓釜中進行反應，反應溫度為90℃～290℃，反應時間為0.1h～72h，所述的A組分為含有聚烯烴的材料，所述的B組分為含有元素Si、Na和／或Al的物質，B組分的用量占A組分用量的0.1wt％～90wt％。

所述的含有聚烯烴的材料是超高分子量聚乙烯樹脂，重均分子量為500,000～8,000,000。

所述的含有聚烯烴的材料中在全部的超高分子量聚乙烯樹脂中含有50wt％以上的重均分子量為1,000,000以上超高分子量聚乙烯樹脂的一種或多種。