[發(fā)明專(zhuān)利]一種PE納米復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810183616.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110229400B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬永梅;鄭鯤;張京楠;曹新宇;葉鋼;尚欣欣
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C08L23/06
• 分類(lèi)號(hào): 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(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11223
• 代理人: 王明霞

一種PE納米復(fù)合材料，所述PE納米復(fù)合材料是由混料經(jīng)熔融共混制得；所述混料包括PE，PE顆粒上結(jié)合有納米材料和液體介質(zhì)。本發(fā)明還公開(kāi)了PE納米復(fù)合材料的制備方法，具體步驟包括A、將納米材料與液體介質(zhì)混合攪拌，形成膏狀的納米材料混合物；B、將步驟A中的納米材料混合物與PE顆粒混合攪拌形成共混物；C、將步驟B的共混物經(jīng)過(guò)熔融共混，即得所述PE納米復(fù)合材料。所述納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度在PE基料的基礎(chǔ)上均得到提升，并且制備方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，易推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料及其制備領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種PE納米復(fù)合材料及制備方法。

背景技術(shù)

聚乙烯(PE)具有出色的物理機(jī)械性能、電絕緣性能以及靈活多樣的工藝加工性能，其綜合性能是其他大多數(shù)熱塑性樹(shù)脂無(wú)法比擬的,是應(yīng)用最為廣泛的熱塑性塑料之一。盡管聚乙烯已廣泛的應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域,但其自身固有的一些缺陷和不足限制了其更為深層次的應(yīng)用。此時(shí),納米復(fù)合材料所表現(xiàn)出的不同于一般復(fù)合材料的特殊性能為聚乙烯的改性研究指出了一條新的途徑。大量研究證實(shí),將聚乙烯與層狀納米材料復(fù)合制成納米復(fù)合材料,能顯著提高其綜合性能。目前聚乙烯納米復(fù)合材料的制備方法主要采用原位插層和熔融插層方法制備。因原位插層工業(yè)投資大，周期長(zhǎng)，較難大范圍推廣應(yīng)用；熔融插層可在一般塑料混煉設(shè)備中進(jìn)行，加工方便，然而需前期對(duì)層狀納米材料進(jìn)行有機(jī)化插層處理，不容易得到完全剝離的聚乙烯納米復(fù)合型材料。隨著科技發(fā)展，工程應(yīng)用對(duì)聚乙烯材料在沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度性能提出了更高的要求。

專(zhuān)利號(hào)CN101081928A，提出了一種納米復(fù)合材料的制備方法，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(jiǎn)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(huì)導(dǎo)致蒙脫土泥漿未來(lái)得及與共聚物完全混合，其層間的水便因高溫氣化，進(jìn)而蒙脫土不能很好分散至聚酰胺中，從而產(chǎn)品性能提升有限；另外，蒙脫土泥漿在加料方式上需要增加一定壓力才能將泥漿注入雙螺桿，同時(shí)由于雙螺桿的加工段短，中途增加了蒙脫土泥漿的喂料區(qū)間，就需要增加雙螺桿長(zhǎng)度，造成工藝更復(fù)雜，成本更高。

有鑒于此特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度同時(shí)提升，并且制備方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，易推廣的PE納米復(fù)合材料及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種PE納米復(fù)合材料，所述PE納米復(fù)合材料是由混料經(jīng)熔融共混制得；所述混料包括PE，PE顆粒上結(jié)合有納米材料和液體介質(zhì)。

上述方案中，制備PE納米復(fù)合材料采用將PE顆粒與納米材料、液體介質(zhì)共同進(jìn)料的方式制得。PE顆粒之間與通過(guò)納米材料和液體介質(zhì)聯(lián)結(jié)，形成一種不分層的共混物。此種方式很好解決了傳統(tǒng)方式中，PE與納米材料共混，納米材料打滑無(wú)法共同進(jìn)料的問(wèn)題。

進(jìn)一步的，所述納米材料包括片狀納米材料、纖維狀納米材料、顆粒狀納米材料中的一種或多種，優(yōu)選納米氧化硅、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。

上述方案中的納米材料為非層狀納米材料，其中非層狀納米材料包括片狀納米材料、顆粒狀納米材料、纖維納米材料；具體的，非層狀納米材料包括：納米氧化硅，納米氧化鈦，納米氧化鋯，納米氧化鋅，納米氧化鋁、納米氧化鎳、納米金、納米銀、納米硅、納米碳、碳納米纖維，碳納米管、納米石墨、納米硼粉、納米硫、納米氧化鑭，納米氧化釹、納米氧化鉺、納米氧化鈰、納米氧化鐠、納米氧化釔、納米氧化銪、納米氧化鎢、納米碳化硅、納米氧化碲、納米氧化鈮、納米氧化鉿、納米氧化鉬中的一種或多種。優(yōu)選納米氧化硅、納米氧化鋅、碳納米纖維、納米氧化鎢、納米硅。