[發明專利]一種埃洛石納米管水滑石復合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201410734292.1
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104479173A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 薛士壯;王靖;王小華;錢錦;費長書;梁紅軍;席青
• 申請（專利權）人: 浙江華峰氨綸股份有限公司
• 主分類號: C08K9/12
• 分類號: C08K9/12;C08K7/26;C08K3/26;C01F7/02;C08L27/06;C08L101/00;D01F1/10
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明屬于無機非金屬類功能材料技術領域，特別涉及一種埃洛石納米管水滑石復合物及其制備方法。

背景技術

埃洛石納米管(Halloysite?Nanotubes，HNTs)是雙層1:1型鋁硅酸鹽(Al₂Si₂O₅(OH)₄·nH₂O)，由內層的鋁氧八面體和外層的硅氧四面體晶格錯位卷取而成，具有納米中空管狀結構，其層間存在結晶水，是一種納米粘土材料。天然的埃洛石納米管，在我國儲量豐富，價廉易得。在高分子材料加工領域，埃洛石納米管能夠顯著提高高分子材料的機械性能，如中國專利100348655C公開了一種埃洛石納米管用于制備聚合物復合材料的方法，添加埃洛石納米管能顯著提高聚合物的力學性能。在聚合物阻燃領域，埃洛石納米管顯示出良好的研究開發和應用前景，如中國專利102153744A公開了一種埃洛石納米管增強阻燃型陰離子聚合尼龍的制備方法，該專利通過埃洛石納米管對陰離子聚合尼龍進行改性，不僅可以起到填充增強作用，而且還能起到阻燃的效果。

水滑石又名層狀雙金屬氧化物(Layered?Double?Hydroxide，LDH)，是一種陰離子型無機層狀材料，由帶正電荷的金屬氫氧化物層板和填充于層間的陰離子和結構水分子構成。天然水滑石(Mg₆Al(OH)₁₆CO₃·4H₂O)為鎂鋁復合氫氧化物，在自然界存在較少，主要由人工合成。水滑石具有多種優異的性能：(1)提高聚合物的阻燃性能：如中國專利102617979A公開了一種插層水滑石阻燃劑及其制備方法，該阻燃劑屬于有機/無機復合型，能顯著提高高分子材料的強度和阻燃性能；(2)改善高分子材料的熱穩定性：如中國專利102531036B公開了一種PVC用鎂鋅鋁三元類水滑石熱穩定劑及其制備方法，該產品用作聚氯乙烯熱穩定劑顯示了優異的熱穩定性；(3)提高聚氨酯類彈性纖維的耐氯性能：如中國專利101139751B公開了一種耐氯聚氨酯脲彈性纖維及其制備方法，該專利通過添加水滑石類無機耐氯劑來提高聚氨酯脲彈性纖維的耐氯性和均勻性。

埃洛石納米管(HNTs)與水滑石(LDH)在高分子材料改性中已有較多的理論研究和生產應用，而將二者通過化學方式復合制備出無機/無機復合物尚未有報道。本發明提供了一種埃洛石納米管水滑石復合物的制備方法，創新的以價廉易得的埃洛石納米管為基質，水滑石原位生長于埃洛石納米管的表面，利用埃洛石納米管和水滑石的協同作用，有效解決了熱塑性和熱固性類高分子材料的阻燃、PVC基高分子材料的熱穩定性和聚氨酯類彈性纖維的耐氯性等技術問題。此外，本發明所涉及的制備方法還具有操作簡單，條件溫和等優點。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于解決現有技術的不足，提供一種埃洛石納米管水滑石復合物的制備方法，其中埃洛石納米管作為基質，水滑石原位生長于埃洛石納米管的表面，呈片狀結構。二者通過發揮協同作用，能夠有效提高熱塑性和熱固性類高分子材料的阻燃性能、PVC基高分子材料的熱穩定性能和聚氨酯類彈性纖維的耐氯性能等技術問題。

技術方案：本發明提供的一種埃洛石納米管水滑石復合物及其制備方法，其特征在于包括埃洛石納米管和水滑石兩種無機組分，其中所述的水滑石組裝在埃洛石納米管表面，呈片狀結構。

本發明提供的一種埃洛石納米管水滑石復合物及其制備方法，所述制備方法包括如下幾個步驟：

1)將可溶性的鎂鹽和鋁鹽溶解于去離子水中，室溫下攪拌混合均勻；

2)向步驟1)所制得的混合鹽溶液中加入埃洛石納米管，然后超聲分散形成均勻溶液；

3)在強力攪拌狀態下，向步驟2)所制得的溶液中緩慢加入由氫氧化鈉和碳酸鈉組成的溶液，添加結束后，將其置于烘箱中靜止晶化一定時間；

4)將沉淀物過濾，水洗，干燥，研磨后得到復合物；

本發明制備方法中，步驟1)中所述的可溶性鎂鹽的濃度為0.02～1.5mol/L，鎂離子與鋁離子的摩爾比為2～4:1。

本發明制備方法中，步驟2)中所述的埃洛石納米管呈長管狀結構，埃洛石納米管與去離子水質量比為1:1000～1:50。

本發明制備方法中，步驟3)中所述的氫氧化鈉和碳酸鈉組成的溶液中，氫氧化鈉的濃度為0.05～4mol/L，碳酸鈉的濃度為0.005～0.6mol/L。

本發明制備方法中，步驟3)中所述的靜止晶化溫度為60～100℃，晶化時間為8～24h。