[發明專利]一種PE納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810183616.5
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN110229400B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 馬永梅;鄭鯤;張京楠;曹新宇;葉鋼;尚欣欣
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L89/00;C08L63/00;C08L5/04;C08L5/08;C08K7/06;C08K5/3492;C08K3/36;C08K3/22;C08K5/521;C08K3/06;C08K3/34
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王明霞

1.一種PE納米復合材料，其特征在于，所述PE納米復合材料是由混料經熔融共混制得；所述混料包括PE，PE顆粒上結合有納米材料和液體介質，所述液體介質分散至納米材料之間，形成具有一定自粘性的膏狀物，所述膏狀物的稠度為0-100mm，但不為0；

所述納米材料選自片狀納米材料、纖維狀納米材料、顆粒狀納米材料中的一種或多種；

所述PE納米復合材料是由如下方法制成的：

A、將納米材料和助劑與液體介質混合攪拌，形成膏狀物；其中，納米材料1重量份，液體介質5-100重量份，助劑0-50重量份；所述液體介質的沸點低于PE的塑化溫度；所述液體介質為水；

步驟A中通過物理方式促進液體介質在納米材料之間分散，所述物理方式包括膠體磨、球磨、超聲、渦流、刻蝕輔助、氣流沖擊；

步驟A中加入乳膠，乳膠選自苯丙乳液、丙烯酸酯乳液、丙烯酸乳液，硅丙乳液、水性聚氨酯乳液、氟碳乳液、松香樹脂乳液、松油醇 、醋丙乳液、水性環氧樹脂乳液、丁苯膠乳、天然膠乳、白膠乳、氯丁膠乳、羧基丁苯膠乳中的一種或多種；

B、將步驟A中的 膏狀物與PE顆粒混合攪拌形成共混物；納米材料與PE顆粒的質量份數比為0.1-20:100；

C、將步驟B的共混物經過熔融共混，即得所述PE納米復合材料；

步驟C中，混料熔融共混時，在溫度高于或等于PE塑化溫度時，膏狀物中的液體介質進一步氣化，將團聚的納米材料分離。

2.根據權利要求1所述的一種PE納米復合材料，其特征在于，所述納米材料選自納米氧化硅、納米氧化鋅、碳納米纖維、納米氧化鎢、納米硅中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的一種PE納米復合材料，其特征在于，所述助劑選自羧酸鹽表面活性劑，硫酸酯鹽表面活性劑，磺酸鹽表面活性劑，磷酸酯鹽表面活性劑，胺鹽表面活性劑，季銨鹽表面活性劑，雜環型表面活性劑，非離子表面活性劑，天然水溶高分子，合成水溶高分子及其預聚物中的一種或多種。

4.根據權利要求3所述的一種PE納米復合材料，其特征在于，所述助劑與納米材料的質量份數比為0.01--50:1。

5.根據權利要求4所述的一種PE納米復合材料，其特征在于，所述混料中還有抗老化劑，所述抗老化劑與PE的質量份數比為0.1-1:100。

6.一種權利要求1-5任一所述的一種PE納米復合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

A、將納米材料和助劑與液體介質混合攪拌，形成膏狀物；其中，納米材料1重量份，液體介質5-100重量份，助劑0-50重量份；所述液體介質的沸點低于PE的塑化溫度；所述液體介質為水；

步驟A中通過物理方式促進液體介質在納米材料之間分散，所述物理方式包括膠體磨、球磨、超聲、渦流、刻蝕輔助、氣流沖擊；

步驟A中加入乳膠，乳膠選自苯丙乳液、丙烯酸酯乳液、丙烯酸乳液，硅丙乳液、水性聚氨酯乳液、氟碳乳液、松香樹脂乳液、松油醇 、醋丙乳液、水性環氧樹脂乳液、丁苯膠乳、天然膠乳、白膠乳、氯丁膠乳、羧基丁苯膠乳中的一種或多種；

B、將步驟A中的 膏狀物與PE顆粒混合攪拌形成共混物；納米材料與PE顆粒的質量份數比為0.1-20:100；

C、將步驟B的共混物經過熔融共混，即得所述PE納米復合材料；

步驟C中，混料熔融共混時，在溫度高于或等于PE塑化溫度時，膏狀物中的液體介質進一步氣化，將團聚的納米材料分離。

7.根據權利要求6所述的一種PE納米復合材料的制備方法，其特征在于，所述助劑一次性加入，或者分批次加入。

8.根據權利要求6所述的一種PE納米復合材料的制備方法，其特征在于，步驟C中，包括：

（1）加熱升溫，PE與膏狀物中的液體介質、納米材料在第一攪拌下混合接觸、軟化并互相滲透包覆；

（2）在溫度大于液體介質的沸點后，液體介質部分氣化，所述的氣化對混料進行第二攪拌。

9.根據權利要求8所述的一種PE納米復合材料的制備方法，其特征在于，

步驟C中，混料熔融共混時，液體介質氣化促進所述混料的流動性以及促進熱量的傳導，液體介質氣化將熱PE軟化，并降低其塑化溫度。