[發明專利]一種高氣、液阻隔性能的聚合物復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711375422.7
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107880305B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 何周坤;喻永連;梅軍;唐昶宇;李秀云
• 申請（專利權）人: 中物院成都科學技術發展中心
• 主分類號: C08J7/16
• 分類號: C08J7/16;C08J7/04;C08J7/048;C08J7/12;C09D183/04;C09D7/61;C08F120/06;C08L67/02;C08L65/00;C08L23/06;C08L25/06;C08L79/08;C08L27/16;C08L83/04
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 陳明龍;熊曉果

本發明公開了一種聚合物復合材料，包括聚合物基材層、修飾層和阻隔功能層；所述修飾層是在聚合物基材層表面通過超熱氫處理化學接枝的功能材料層；所述阻隔功能層是含有氧化石墨烯的硅橡膠聚合物復合涂層。本發明聚合物復合材料阻隔功能層采用氧化石墨烯和硅橡膠聚合物的復合涂層，氧化石墨烯片狀結構在硅橡膠中形成片狀、層狀阻隔結構，協同硅橡膠材料具有天然的疏水特性，表面能極低，因而復合材料具有超疏水的阻液防水效果，同時實現了復合材料氣體和液體水的高效阻隔性能。

技術領域

本發明屬于復合材料領域，涉及一種具有高氣、液阻隔性能的聚合物復合材料及其制備方法，通過制備復合膜層結構使復合材料具有突出的氣、液阻隔性能，滿足特殊的應用需求。

背景技術

高的材料阻隔性例如高阻隔包裝材料可以提高產品的保存效果、延長保存時間，在罐頭、飲料、果汁、牛奶等食品包裝領域獲得了快速發展，另外在空調結構件、汽油桶內襯、電子元器件等工業領域也有廣泛的應用。通常高阻隔是指一種材料具有很強的阻止另外一種材料如常見氣體、水蒸氣、液體、有機物等進入或從其一側滲透通過到達另一側(一般是由高濃度側滲透通過材料進入低濃度側)的能力。

高分子材料以其優良的理化性能而得到廣泛的應用，同時又由于其可以根據不同的應用需求進行相應的改性優化，使得高分子阻隔材料的性能更加符合各種特殊的應用環境。由于現有的高分子材料氣液阻隔性能主要是通過加入各種添加劑改變高分子材料的結晶性質使其致密性提升，達到所需要的氣液阻隔性能。但是這種結構的高分子材料容易發生老化，且在外力作用下極其容易發生高分子結晶損壞，造成微小缺少，進而導致材料的氣液阻隔性能大幅度劣化，且難以察覺。如果能夠提供一種具有優異氣液阻隔性能的高分子材料，那么可以很好的解決各種特殊的需要密封保護的應用環境的設備安全穩定，避免氣液滲透引發的設備故障或損壞。

此外，通常的阻隔材料很難同時滿足對不同氣體或液體的高效阻隔，例如，聚乙烯(PE)等對氧氣的阻隔性能比乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)差，但PE的阻水汽性能卻比EVOH好，同時PE對液態水滴的阻隔性能即常說的防水性能也比EVOH好，因此能夠同時具有不同氣體、液體種類的高阻隔材料能夠進一步拓展其實際應用領域。對于液態水滴的阻隔，因為超疏水材料具有優異的水滴在材料表面無法浸潤的性能，從而可以有效實現對其的高效阻隔，但超疏水材料的耐機械破壞能力不足一直是其實際應用的致命缺陷。因此，具有高氣、液阻隔性能并同時具有優異耐機械破壞能力的超疏水聚合物復合材料能夠進一步拓展阻隔材料的實際應用領域。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術中高分子材料難以同時具有高的不同氣體、液體阻隔性能的不足，提供一種高氣、液阻隔性能的聚合物復合材料。

本發明的又一目的在于提供一種具有優異耐機械破壞的超疏水且高氣、液阻隔性能的聚合物復合材料。

本發明聚合物復合材料采用全新多層結構，利用不同結構層相互配合，實現高氣、液阻隔性能。同時，保證復合材料具有良好的機械穩定性，在惡劣的機械磨損破壞的情況下依然能夠保持良好的結構穩定性。同時，復合材料表面具有高疏水特性，液滴接觸角能達到150°以上。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種聚合物復合材料，包括聚合物基材層、修飾層和阻隔功能層。

所述修飾層是在聚合物基材層表面通過超熱氫處理化學接枝的功能材料層。

所述阻隔功能層是含有氧化石墨烯的硅橡膠聚合物復合涂層。