具有抗渗性的纳米复合材料组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种具有抗渗性的纳米复合材料组合物。该组合物通过干混合基于苯乙烯的树脂、具有抗渗性的树脂／插层型粘土纳米复合材料、和增容剂而制备。所述组合物具有优良的机械性能和模压性能，以及优良的氧气、有机溶剂和湿气抗渗性，并因此可用于制备各种具有抗渗性的制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过干混合基于苯乙烯的树脂、插层型粘土和具有抗渗性的树脂的纳米复合材料、以及增容剂形成的组合物。
技术介绍
基于苯乙烯的树脂具有优良的模压性能和尺寸稳定性。尤其是，ABS树脂由于如苯乙烯的光泽、电性能和加工性能以及丁二烯的耐热性、刚性、耐油性、耐久性和抗冲击性的物理性质的良好平衡而应用于很多领域。然而，这些树脂的用途局限于需要优良的化学和氧气抗渗性的用于食品的包装或容器。因此，这些树脂通过复合挤压、层叠或涂敷与其它树脂一起以多层形式使用。乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚物和聚酰胺由于其高透明度和优良的阻气性而用于多层塑料产品。由于这些树脂比通用树脂昂贵，因此需要即使使用少量的这些树脂时仍能够得到优良的抗渗性的树脂组合物。同时，当混合纳米尺寸的插层型粘土与聚合物基体，以形成完全剥离型、部分剥离型、插层型、部分插层型纳米复合材料时，其由于其形态而具有改善的抗渗性。因此，使用该纳米复合材料制备的具有抗渗性的制品正在兴起。非常重要的是，纳米复合材料即使在模塑后仍应保持其具有抗渗性的形态。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种纳米复合材料组合物，其具有优良的机械强度和模压性能、以及优良的氧气、有机溶剂和湿气抗渗性，并且即使在模塑后仍能够保持其具有抗渗性的形态。本专利技术还提供一种通过模塑所述具有抗渗性的纳米复合材料组合物制备的制品。技术方案根据本专利技术的一个技术方案，提供一种干混合组合物，该组合物包含40～98重量份的基于苯乙烯的树脂；0.5～60重量份的至少一种具有抗渗性的纳米复合材料，所述纳米复合材料选自包括乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚物/插层型粘土纳米复合材料、聚酰胺/插层型粘土纳米复合材料、离子交联聚合物/插层型粘土纳米复合材料和聚乙烯醇/插层型粘土纳米复合材料的组；以及1～30重量份的增容剂。在本专利技术的一个实施方式中，基于苯乙烯的树脂可为聚苯乙烯(PS)、苯乙烯丙烯腈(SAN)树脂或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂。在纳米复合材料中具有抗渗性的树脂与插层型粘土的重量比为58.0∶42.0～99.9∶0.1、且优选为85.0∶15.0～99.0∶1.0。如果具有抗渗性的树脂与插层型粘土的重量比小于58.0∶42.0，则插层型粘土凝聚并且难以分散。如果具有抗渗性的树脂与插层型粘土的重量比大于99.9∶0.1，抗渗性的改进微不足道。在本专利技术的另一实施方式中，所述插层型粘土可包括至少一种选自包括蒙脱土、膨润土、高岭土、云母、锂蒙脱石、含氟锂蒙脱石、滑石粉、贝得石、绿脱石、硅镁石、蛭石、多水高岭土(hallosite)、铬岭石、锌蒙脱石(suconite)、水矽钠石(magadite)和斜水矽钠石(kenyalite)的组的材料。在本专利技术的另一实施方式中，所述聚酰胺可为尼龙4.6、尼龙6、尼龙6.6、尼龙6.10、尼龙7、尼龙8、尼龙9、尼龙11、尼龙12、尼龙46、MXD6、无定形聚酰胺、含有这些中至少两种的共聚合的聚酰胺或这些中至少两种的混合物。在本专利技术的另一实施方式中，所述离子交联聚合物可具有0.1～10g/10min(190℃，2,160g)的熔体指数。在本专利技术的另一实施方式中，所述增容剂可为选自包括具有可与酰胺基(-CO-NH)反应的官能团的改性ABS树脂、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物和环氧改性聚苯乙烯共聚物的组的至少一种物质。根据本专利技术的另一技术方案，提供一种通过模塑所述纳米复合材料组合物制备的制品。在本专利技术的一个实施方式中，所述制品可为容器、膜、管材或薄片。现将更加详细地说明本专利技术。根据本专利技术的一个实施方式的具有抗渗性的干混合纳米复合材料组合物包含40～98重量份的基于苯乙烯的树脂；0.5～60重量份的至少一种具有抗渗性的纳米复合材料，所述纳米复合材料选自包括乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚物/插层型粘土纳米复合材料、聚酰胺/插层型粘土纳米复合材料、离子交联聚合物/插层型粘土纳米复合材料和聚乙烯醇/插层型粘土纳米复合材料的组；以及1～30重量份的增容剂。所述基于苯乙烯的树脂可为聚苯乙烯(PS)、苯乙烯丙烯腈(SAN)树脂或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂。聚苯乙烯的例子包括通用聚苯乙烯(GPPS)和高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。所述基于苯乙烯的树脂的含量优选为40～98重量份、且更优选70～96重量份。如果基于苯乙烯的树脂的含量低于40重量份，难以模塑。如果基于苯乙烯的树脂的含量高于98重量份，抗渗性差。当所述基于苯乙烯的树脂以连续相使用时，易于模塑制品。所述纳米复合材料可通过混合插层型粘土和至少一种选自包括EVOH共聚物、聚酰胺、离子交联聚合物和聚乙烯醇(PVA)的组的具有抗渗性的树脂进行制备。所述插层型粘土优选为有机插层型粘土。所述插层型粘土中有机物质的含量优选为1～45wt％。当有机物质的含量小于1wt％时，插层型粘土与具有抗渗性的树脂的相容性差。当有机物质的含量大于45wt％时，具有抗渗性的树脂难以插入。所述有机物质具有至少一种选自包括伯铵至季铵、磷鎓、马来酸酯、琥珀酸酯、丙烯酸酯、苄型氢(benzylic hydrogen)、二甲基二硬脂酰铵(dimethyldistearylammonium)和噁唑啉的组的官能团。所述插层型粘土包括至少一种选自蒙脱土、膨润土、高岭土、云母、锂蒙脱石、含氟锂蒙脱石、滑石粉、贝得石、绿脱石、硅镁石、蛭石、多水高岭土、铬岭石、锌蒙脱石、水矽钠石和斜水矽钠石的材料；并且所述有机物质优选具有选自伯铵至季铵、磷鎓、马来酸酯、琥珀酸酯、丙烯酸酯、苄型氢、噁唑啉和二甲基二硬脂酰铵的官能团。如果所述纳米复合材料中包含乙烯-乙烯醇共聚物，乙烯-乙烯醇共聚物中乙烯的含量优选为10～50mol％。如果乙烯的含量低于10mol％，由于差的加工性，熔融模塑变得困难。如果乙烯的含量超过50mol％，氧气和液体抗渗性不够。如果所述纳米复合材料中包含聚酰胺，所述聚酰胺可为尼龙4.6、尼龙6、尼龙6.6、尼龙6.10、尼龙7、尼龙8、尼龙9、尼龙11、尼龙12、尼龙46、MXD6、无定形聚酰胺、含有这些中至少两种的共聚合的聚酰胺或这些中至少两种的混合物。如果所述纳米复合材料中含有离子交联聚合物，所述离子交联聚合物优选为熔体指数为0.1～10g/10min(190℃，2,160g)的丙烯酸和乙烯的共聚物。所述纳米复合材料的含量优选为0.5～60重量份、更优选为3～30重量份。如果所述纳米复合材料的含量低于0.5重量份，抗渗性的改进是微不足道的。如果所述纳米复合材料的含量高于60重量份，难以加工。当插层型粘土在具有抗渗性的树脂中被更细致地剥离时，所述纳米复合材料可表现更好的抗渗性。在树脂中细致地剥离的插层型粘土形成防渗薄膜，其改进了树脂的抗渗性和机械性能，并最终改进纳米复合材料组合物的抗渗性和机械性能。因此，在本专利技术中，混合具有抗渗性的树脂和插层型粘土，以在树脂中分散纳米尺寸的插层型粘土，由此使树脂与插层型粘土的接触面积最大化，以防止气体和液体的渗透。所述增容剂改进了基于苯乙烯的树脂与纳米复合材料的相容性，以形成稳定的组合物。所述增容剂可为选自包括具有可与酰胺基(-CO-NH)反应的官能团的改性ABS树脂、苯乙烯-马来酰亚胺共聚物和环氧改性聚苯乙烯共聚物、或其混合物的组的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干混合的纳米复合材料组合物，该组合物包含：４０～９８重量份的基于苯乙烯的树脂；０．５～６０重量份的至少一种具有抗渗性的纳米复合材料，所述纳米复合材料选自包括乙烯－乙烯醇（ＥＶＯＨ）共聚物／插层型粘土纳米复合材料、聚酰胺／插层型粘土纳米复合材料、离子交联聚合物／插层型粘土纳米复合材料和聚乙烯醇／插层型粘土纳米复合材料的组；以及１～３０重量份的增容剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金明鎬，金民基，吴咏卓，金世贤，申在容，梁荣哲，李炯晚，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]