[發(fā)明專利]一種熱塑性硫化橡膠納米復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810183000.8
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN110229423B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬永梅;張京楠;鄭鯤;曹新宇;尚欣欣;葉鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08L23/12;C08K3/34;C08K5/41;C08L89/00;C08L79/08;C08L61/06;C08K3/22;C08L7/00;C08L23/06;C08L71/02;C08L35/00;C08K3/24;C08L23/22
• 代理公司: 北京元中知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 王明霞

本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料領(lǐng)域，具體地說，涉及一種熱塑性硫化橡膠納米復(fù)合材料及其制備方法，所述納米復(fù)合材料是由預(yù)混料經(jīng)熔融共混制得的，所述預(yù)混料是由結(jié)合有液體介質(zhì)的納米材料充盈粘附于熱塑性硫化橡膠顆粒間形成的，所述熱塑性硫化橡膠包括非極性塑料和非極性橡膠。所述制備方法包括將液體介質(zhì)和納米材料混合得到膏狀物，將所述膏狀物粘附于熱塑性硫化橡膠顆粒表面進(jìn)行熔融共混得到納米復(fù)合材料。本發(fā)明提供的納米復(fù)合材料具有優(yōu)良的韌性，并且工藝流程短，成本低，適合推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料領(lǐng)域，具體地說，涉及一種熱塑性硫化橡膠納米復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的技術(shù)中常采用納米材料與聚合物混合擠出，形成復(fù)合材料，雖然該類復(fù)合材料的拉伸強度有所提升，但是由于納米材料與聚合物的相容性差等問題，導(dǎo)致該類材料的耐沖擊性能普遍不高。

為解決上述問題，常采用插層原位聚合等方式，令聚合物在納米材料的層間發(fā)生反應(yīng)以提高復(fù)合材料的耐沖擊性能，但是該流程費時較長，聚合反應(yīng)條件苛刻，并且溶劑不易回收，會帶來環(huán)境污染等衍生問題。

專利號CN101081928A，提出了一種聚酰胺/納米蒙脫土母料的制備方法，采用水輔助法制備聚酰胺/納米蒙脫土母料，其制備方法是用去離子水為插層劑，將純化的蒙脫土和去離子水混合，充分分散制得蒙脫土泥漿，將泥漿逐步加入到組方量完全熔融的聚酰胺，再經(jīng)擠出造粒得到聚酰胺/納米蒙脫土母料。其制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，但該方法是在聚酰胺熔融后再加入蒙脫土泥漿，會導(dǎo)致蒙脫土泥漿未來得及與共聚物完全混合，其層間的水便因高溫氣化，導(dǎo)致聚酰胺未能及時進(jìn)入層間，同時，僅僅通過水氣化的產(chǎn)生的能量不足以將蒙脫土層間完全剝離因而不能得到完全剝離型的復(fù)合材料，其產(chǎn)品性能也受到了極大的影響。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種納米復(fù)合材料，包括納米材料和熱塑性硫化橡膠，所述納米材料經(jīng)過層間擴(kuò)張?zhí)幚恚恍枰M(jìn)行插層原位聚合，可在提升強度的同時，進(jìn)一步提高熱塑性硫化橡膠納米復(fù)合材料材料的韌性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案：

一種熱塑性硫化橡膠納米復(fù)合材料，其特征在于，所述納米復(fù)合材料是由預(yù)混料經(jīng)熔融共混制得的，所述預(yù)混料是由結(jié)合有液體介質(zhì)的納米材料充盈粘附于熱塑性硫化橡膠顆粒間形成的，所述熱塑性硫化橡膠包括非極性塑料和非極性橡膠。

上述方案中，熱塑性硫化橡膠具有兩相結(jié)構(gòu)，交聯(lián)的橡膠粒子作為分散相，賦予熱塑性硫化橡膠以友誼的高彈性和低壓縮永久變形性能，熱塑性樹脂為連續(xù)相，則為熱塑性硫化橡膠提供的了加工性能。根據(jù)其中非極性橡膠與非極性塑料的比例不同，熱塑性硫化橡膠的性能分別偏向于橡膠或塑料，隨著橡塑比的降低，雖然為熱塑性硫化橡膠帶來了力學(xué)性能的提升，但是卻降低了彈性。本發(fā)明的工作人員發(fā)現(xiàn)，采用了經(jīng)擴(kuò)張?zhí)幚淼募{米材料與熱塑性硫化橡膠同時熔融擠出制得的納米復(fù)合材料，可以在橡塑比較低的情況下依然保持較高的彈性，具有較高的斷裂伸長率。

上述方案中，以高分子為基料的納米復(fù)合材料，在代表強度的力學(xué)性能提升過程中，會在韌性方面出現(xiàn)損失，有時甚至?xí)陀诨媳旧淼捻g性，減小了材料的適用范圍；究其原因，是由于復(fù)合材料中的部分納米材料組分與部分高分子間相容性差，此外，納米材料本身在加工過程中產(chǎn)生了團(tuán)聚，無法均勻分散在復(fù)合材料中，也造成了某些力學(xué)性能的缺失。本發(fā)明提供的納米復(fù)合材料在納米材料中結(jié)合有液體介質(zhì)，并且將所述結(jié)合有液體介質(zhì)的納米材料粘附包裹在熱塑性硫化橡膠顆粒表面形成混合物，將上述混合物經(jīng)熔融共混，利用加工升溫過程令液體介質(zhì)發(fā)生相變，使得納米材料均勻分散在熱塑性硫化橡膠中，極大地提高了復(fù)合材料的韌性。