[發明專利]一種聚乙烯/聚苯乙烯/有機改性蒙脫土復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711039498.2
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107629297B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 劉治田;柯賢忠;游峰;張旗
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L25/06;C08K9/04;C08K3/34
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;李欣榮

本發明公開了一種聚乙烯/聚苯乙烯/有機改性蒙脫土復合材料，采用Gemini表面活性劑通過插層進入蒙脫土片層，對蒙脫土片層進行有效剝離，并在超聲條件下制備納米蒙脫土；然后將有機改性蒙脫土依次與聚苯乙烯進行溶液共混，再與聚乙烯進行機械共混，制備聚乙烯/聚苯乙烯/有機改性蒙脫土復合材料。本發明將有機蒙脫土與聚苯乙烯溶液共混，促進其在聚乙烯/聚苯乙烯基體中的分散，通過機械共混，使得聚乙烯、聚苯乙烯分子鏈插層進入有機蒙脫土片層；制備的有機蒙脫土能夠顯著減小分散相的尺寸，同時使得相結構一定程度上發生轉變，所得聚乙烯/聚苯乙烯/有機蒙脫土復合材料的性能得到大幅度提升，具有重要的推廣應用價值。

技術領域

本發明屬于復合材料制備領域，涉及一種聚乙烯/聚苯乙烯/有機改性蒙脫土復合材料及其制備方法。

背景技術

聚苯乙烯(PS)與其它通用型塑料相比，具有透明、成型性好、剛性好、電絕緣性能、絕熱性能好、易染色、低吸濕性和價格低廉等優點，廣泛應用于包裝、電子、建筑、汽車、家電、儀表、日用品和玩具等行業；但PS的抗沖擊性能、耐環境應力開裂及耐溶劑性能較差，熱變形溫度相對較低(70～98℃)，限制了其在生產生活中的應用。而聚乙烯(PE)具有良好的韌性、耐溶劑性，但剛性低、不易染色等優點，為獲得綜合性能優良的材料，人們對PS、PE進行改性研究，希望得到一種兼具PS、PE優良性能的復合材料。PS、PE是兩種典型的不相容體系，兩者之間界面張力大，簡單的物理機械共混難以將兩組分分散混合，因此解決PS、PE的相容性與界面的粘合性，是制備優良性能PS/PE復合材料的關鍵。

目前，對于聚乙烯和聚苯乙烯共混體系的增容研究主要有：1)非反應性增容：如中國專利一種聚苯乙烯/聚乙烯合金及其專用相容劑與制備方法，CN101230119A，通過制備PE-g-PS作為相容劑，制備聚乙烯/聚苯乙烯合金，有效改善PS和PE間的相容性，減小界面張力；但是，采用添加接枝物或嵌段共聚物作為相容劑，增容劑的合成方法復雜，且造價昂貴，同時也使得復合材料的強度有所降低；2)PS/PE的反應性增容：如中國專利原位反應增容制備聚乙烯/聚苯乙烯合金的方法，CN101402765A；中國專利一種聚乙烯-聚苯乙烯樹脂及其制備方法，CN101704929A，該方法通過使分子間依靠共價鍵作用力結合，能夠很大程度上提升合金的性能，但是存在著PE、PS需官能化及內自交聯等缺陷；此外，中國專利基于界面增容的聚苯乙烯/聚烯烴納米復合材料及制備方法，CN101709125A，通過硅烷偶聯劑對納米蒙脫土進行表面改性，制備聚苯乙烯/聚乙烯/納米復合材料，該方法雖然簡單，但制備的復合材料性能下降較大，且需要對納米蒙脫土進行表面改性。

因此，進一步探索工藝簡單、成本低、性能優異的PE、PS復合材料及其制備方法，具有重要的實際應用意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種聚乙烯/聚苯乙烯/有機改性蒙脫土復合材料及其制備方法，涉及的制備方法簡單、反應條件溫和、成本低，所得復合材料具有優異的使用性能，適合推廣應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種聚乙烯/聚苯乙烯/有機改性蒙脫土復合材料的制備方法，包括如下步驟：

1)有機改性蒙脫土的制備：蒙脫土和分散介質A混合，在50～90℃下，超聲攪拌得蒙脫土懸浮液I；然后加入Gemini表面活性劑，進行二次超聲攪拌，得有機改性蒙脫土懸浮液II；然后進行過濾后、洗滌，除去未插層進入蒙脫土層間的Gemini表面活性劑；最后經真空干燥、研磨、過篩，得有機改性蒙脫土(Gemini表面活性劑改性的納米蒙脫土)；

2)聚苯乙烯/有機改性蒙脫土納米復合材料的制備：將所得有機改性蒙脫土加入分散介質B中，進行超聲攪拌得懸浮液III；然后加入一部分聚苯乙烯，進行二次超聲攪拌至聚苯乙烯全部溶解，然后進行超聲攪拌反應，再經旋蒸、真空干燥，得均勻的聚苯乙烯/有機改性蒙脫土納米復合材料；