[發明專利]一種蒙脫土納米復合漿料的制備方法

在審

• 申請號: 201710938069.2
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107722371A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 郭迎慶;季美;史玉蘭
• 申請（專利權）人: 郭迎慶
• 主分類號: C08L3/02
• 分類號: C08L3/02;C08L97/00;C08K3/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種蒙脫土納米復合漿料的制備方法，屬于材料技術領域。

背景技術

隨著現代科學技術的日新月異，人們對材料提出的要求也日益的廣泛和苛刻，單一組分的材料通常已難以滿足社會的需要。將兩種或兩種以上的異質、異形、異性的材料通過一定的工藝組合成復合材料，滿足人們在某方面性能的預期要求，已成為開發高性能材料的重要途徑。可以說，材料的復合化是當今材料行業發展的主要趨勢。復合可以理解為微觀尺度上一切體系的相互作用。傳統的復合材料是用腳級的顆粒、晶須、纖維等作為填料，用于提高材料的力學性能；而納米復合材料是指分散相尺度至少有一維小于100nm的復合材料，因為納米材料具有四大特性:納米尺寸效應、表面界面效應、量子尺寸效應和宏觀隧道效應，這使得納米復合材料在力學、熱學、電學和光學等方面具有傳統材料無可比擬的優勢，具有廣闊的應用前景。這也使納米材料成為本世紀材料科學研究的一個熱點與重點。聚合物納米復合材料是以聚合物為基體，以各種無機納米填料為分散相的有機一無機納米復合材料。蒙脫土是中國豐產的一種粘土礦物，屬2：l型的層狀或片狀硅酸鹽礦物，即兩層硅氧四面體晶片中間夾一層鋁氧八面體晶片構成單元晶層，其晶層厚度約1nm，平面尺寸約100nm。蒙脫土晶層上下均為氧原子，水分子容易進入晶層之間引起晶格膨脹，在其晶格結構中某些金屬原子被化合價不同的其他金屬原子取代，盡管其晶格骨架保持不變，但晶體片層產生了負電荷，該負電荷可吸附周圍溶液中的陽離子達到電荷平衡，在水溶液中，水化的陽離子進入晶層之間，致使其層間距變大，因此它可以和各種有機陽離子(如烷基銨離子/陽離子表面活性劑)通過離子交換反應來置換其層間原有的水合陽離子，從而使通常親水的蒙脫土表面疏水化，其交換率與飽和陽離子化合價及插層劑種類相關。當層間距增大到超過晶層之間分子間力作用范圍時，蒙脫土發生崩解剝離，生成片層厚度約1nm的無機納米粒子。無機物層間可交換的陽離子數即陽離子交換容量(CEC)是高分子能否成功插層的一個重要指標。對于PLS納米復合材料來說，層狀硅酸鹽最適宜的CEC應為90～120meq/100g，這正是蒙脫土所具有的CEC值。若CEC值過高，將導致無機物片層間庫侖力過大，不利于大分子鏈的插入；反之若CEC值過低，又使無機物不能有效地與聚合物相互作用，難以保證無機物與聚合物基體的相容。蒙脫土因其離子交換容量適中、力學性能優良、價格低廉而成為制備納米復合材料的首選礦物。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對漿料成膜后、漿料膜不夠強韌的問題，提供了一種蒙脫土納米復合漿料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

具體制備步驟為：

（1）取風化煤并球磨過200目篩，得風化煤粉末，按質量比1：10，將風化煤粉末與鹽酸攪拌混合并靜置活化，過濾得濾餅并洗滌，得洗滌濾餅；

（2）按重量份數計，分別稱量45～50份去離子水、10～15份氨水、1～2份硬脂酸鋅和10～15份洗滌濾餅水浴加熱，靜置冷卻至室溫，離心分離收集上層清液，滴加硫酸至pH至2.0，靜置陳化后，過濾得濾渣，洗滌、干燥制備得改性顆粒；

（3）按重量份數計，分別稱量45～50份環氧氯丙烷、20～30份二乙烯三胺和6～8份改性顆粒攪拌混合、過濾得混合濾餅并洗滌、干燥、球磨、過篩，得改性粉末；

（4）按質量比1:25，將改性粉末與去離子水攪拌混合，超聲分散，收集得分散液，按重量份數計，分別稱量45～50份分散液、10～15份玉米淀粉、6～8份200目蒙脫土攪拌混合，水浴加熱并靜置冷卻，調節pH至7.0，超聲分散，即可制備得一種蒙脫土納米復合漿料。

步驟（2）所述的氨水為質量分數10％氨水溶液。

步驟（4）所述的調節pH采用的是質量分數1％氫氧化鈉溶液。

本發明與其他方法相比，有益技術效果是：