[發(fā)明專利]一種納米纖維素/黏土透明納米復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610843998.0
• 申請(qǐng)日: 2016-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN106633195B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳港;明思逸;方志強(qiáng);張俊奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L1/02
• 分類號(hào): C08L1/02;C08L1/04;C08K3/34;C08K7/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發(fā)明公開了一種納米纖維素/黏土透明納米復(fù)合材料及其制備方法。該復(fù)合材料包括如下組分：納米纖維素、黏土、助劑和水。所述制備方法為采用納米纖維素A剝離黏土，將得到的黏土剝離液與納米纖維素B混合攪拌，經(jīng)干燥處理后得到納米纖維素/黏土透明納米復(fù)合材料。本發(fā)明所制備的聚合物透明納米復(fù)合材料在具有優(yōu)異阻燃性、高強(qiáng)度、高模量、高氣液阻隔性的同時(shí)，還賦予了質(zhì)輕、環(huán)保、透光率高等特性。經(jīng)測(cè)試，所制備的聚合物透明納米復(fù)合材料厚度為77~83μm，750nm波長(zhǎng)下透光率達(dá)到80%以上，有望取代部分傳統(tǒng)透明材料，應(yīng)用于產(chǎn)品包裝、航空航天、汽車工業(yè)、軍工產(chǎn)品、電子電器等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物透明材料領(lǐng)域，具體涉及一種納米纖維素/黏土透明納米復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能、耐熱性和氣體液體阻隔性能、各向異性等，相較于常規(guī)聚合物復(fù)合材料輕得多的質(zhì)量和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，使其具有極其廣闊的應(yīng)用前景。但在現(xiàn)階段聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料研究中，由于工藝和條件的不成熟，并不能在保持其優(yōu)良特性的情況下使其透明化，極大限制了其在透明材料領(lǐng)域的應(yīng)用。

中國(guó)專利公開號(hào)CN 1569953A公開了一種耐熱性高、透明度好、不易變黃的聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料及其制備方法，通過(guò)兩次插層，制得新型活性有機(jī)蒙脫土，再與聚甲基丙烯酸甲酯混合制備復(fù)合材料，但該種復(fù)合材料中蒙脫土含量只有0.2-0.8%，樹脂含量過(guò)高，因樹脂不易分解，污染環(huán)境，并不符合當(dāng)今綠色環(huán)保的理念。

聚合物/黏土復(fù)合材料中黏土的剝離程度越高，分散性越好，越有利于形成網(wǎng)絡(luò)，從而進(jìn)一步增強(qiáng)其光澤度和透明度。Akira Isogai等人制備了一種超強(qiáng)、高阻氣性的納米纖維素/瓷土層狀復(fù)合材料，通過(guò)瓷土、納米纖維素的共混制備，制備過(guò)程雖然對(duì)瓷土進(jìn)行過(guò)機(jī)械處理，但由于處理工藝的限制，并沒(méi)有得到完全剝離的瓷土片層結(jié)構(gòu)，瓷土仍保持著層狀的骨架結(jié)構(gòu)，因此所制備的復(fù)合材料的透明性受到了限制。（CN Wu，T Saito，SFujisawa，H Fukuzumi，A Isogai，et all. Ultrastrong and High Gas-BarrierNanocellulose/Clay-Layered Composites, 《Biomacromolecules》, 2012, 13(6):1927-32)。

因此，研發(fā)出一種納米纖維素/黏土透明納米復(fù)合材料及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中，聚合物/黏土復(fù)合材料制備技術(shù)方案，存在著原料不環(huán)保、生產(chǎn)操作繁瑣、黏土剝離程度低、復(fù)合材料透明度低以及綜合成本高等缺陷，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種納米纖維素/黏土透明納米復(fù)合材料及其制備方法，用于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，制備一種綠色、無(wú)毒、低廉、可再生、易降解的聚合物透明納米復(fù)合材料。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案。

一種納米纖維素/黏土透明納米復(fù)合材料的制備方法，具體步驟如下：

步驟一：將黏土、納米纖維素A和水混合，攪拌均勻后機(jī)械處理、離心處理，得到黏土剝離液；

步驟二：將黏土剝離液與納米纖維素B、助劑混合，機(jī)械攪拌后，經(jīng)干燥處理，得到所述納米纖維素/黏土透明納米復(fù)合材料。

進(jìn)一步優(yōu)化的，步驟一中所述黏土為高嶺土、蒙脫土和伊利石中的一種或多種。

進(jìn)一步優(yōu)化的，步驟一中所述納米纖維素A為微纖化纖維素、微晶化纖維素和細(xì)菌纖維素中的一種。

進(jìn)一步優(yōu)化的，步驟一中，以重量份數(shù)計(jì)，所述黏土為90-95份，納米纖維素A為5-10份；所述黏土、納米纖維素A和水的混合液濃度為1-10mg/mL。