一种PPO纳米复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及纳米复合材料领域，具体地说，涉及一种PPO纳米复合材料，PPO纳米复合材料是由混料经熔融共混制得；混料包括PPO，PPO颗粒上结合有纳米材料和液体介质。还涉及一种PPO纳米复合材料的制备方法，包括：(1)将纳米材料、液体介质混合，制得膏状物；(2)将膏状物和PPO混合，使膏状物粘覆在PPO颗粒表面，制得混料；(3)将混料熔融共混，制得纳米复合材料。本发明专利技术的混料加入到挤出机等设备中后不会打滑，可直接制备纳米复合材料，无需在制备过程中加入其它物质，便于生产加工，且避免了现有技术中液体介质过早气化导致的纳米复合材料性能较差的问题，经实验发现，相比于现有技术，本发明专利技术的混料制得的纳米复合材料性能更加优越。

A PPO nanocomposite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种PPO纳米复合材料及其制备方法
本专利技术涉及纳米复合材料领域，具体地说，涉及一种以PPO为基料的纳米复合材料及其制备方法。
技术介绍
现有的技术中常采用层状纳米材料与聚合物混合挤出，形成复合材料，虽然该类复合材料的拉伸强度有所提升，但是由于层状纳米材料与聚合物的相容性差等问题，导致该类材料的耐冲击性能普遍不高。为解决上述问题，常采用插层原位聚合等方式，令聚合物在层状纳米材料的层间发生反应以提高复合材料的耐冲击性能，但是该流程费时较长，聚合反应条件苛刻，并且溶剂不易回收，会带来环境污染等衍生问题。专利号CN101081928A，提出了一种聚酰胺/纳米蒙脱土母料的制备方法，采用水辅助法制备聚酰胺/纳米蒙脱土母料，其制备方法是用去离子水为插层剂，将纯化的蒙脱土和去离子水混合，充分分散制得蒙脱土泥浆，将泥浆逐步加入到组方量完全熔融的聚酰胺，再经挤出造粒得到聚酰胺/纳米蒙脱土母料。其制备方法简单，生产成本低，但该方法是在聚酰胺熔融后再加入蒙脱土泥浆，会导致蒙脱土泥浆未来得及与共聚物完全混合，其层间的水便因高温气化，导致聚酰胺未能及时进入层间，同时，仅仅通过水气化的产生的能量不足以将蒙脱土层间完全剥离因而不能得到完全剥离型的复合材料，其产品性能也受到了极大的影响。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种PPO纳米复合材料，其产品性能更加优越。为达到上述目的，本专利技术具体采用如下技术方案：一种PPO纳米复合材料，PPO纳米复合材料是由混料经熔融共混制得；混料包括PPO，PPO颗粒上结合有纳米材料和液体介质。本专利技术的混料加入到挤出机等设备中后不会打滑，可直接制备纳米复合材料，无需在制备过程中加入其它物质，便于生产加工，且避免了现有技术中液体介质过早气化导致的纳米复合材料性能较差的问题，经实验发现，相比于现有技术，本专利技术的混料制得的纳米复合材料性能更加优越。PPO颗粒表面粘覆有纳米材料与液体介质混合形成的膏状物。现有技术制得的泥浆为半液体，在纳米复合材料的制备过程中，需在高压状态下加入至反应体系中，给生产加工带来不便，为解决上述问题，本专利技术提供了一种膏状物，所述膏状物为半固体，可在无压状态下加入至反应体系中，便于生产加工，该膏状物可与PPO混合，并粘覆在PPO颗粒表面，得到混料。优选的，膏状物中还含有助剂。具体地，纳米材料与液体介质的混合物在助剂的作用下粘度增大形成膏状，本专利技术的助剂还提高了液体介质的沸点，进一步避免了现有技术中液体介质过早气化导致的纳米复合材料性能较差的问题。膏状物包括：纳米材料1重量份、液体介质5-100重量份、助剂0-50重量份，但不为0。优选的，膏状物包括：纳米材料1重量份、液体介质5-20重量份、助剂2-10重量份，但不为0；更优选的，膏状物包括：纳米材料1重量份、液体介质10重量份、助剂5重量份，但不为0。膏状物的稠度为0-100mm，但不为0。稠度对应标准JBJ/T70-2009。纳米材料与PPO的质量比为0.1-20:100；优选1-10:100；更优选4:100。PPO颗粒上还结合有抗老化剂，抗老化剂与PPO的质量比为0.1:100～1:100；优选0.3:100；纳米材料为零维的纳米材料、一维的纳米材料中的一种或几种的混合。纳米材料为纳米氧化硅，纳米氧化钛，纳米氧化锆，纳米氧化锌，纳米氧化铝、纳米氧化镍、纳米金、纳米银、纳米硅、纳米碳、碳纳米纤维，碳纳米管、纳米石墨、纳米硼粉、纳米硫、纳米氧化镧，纳米氧化钕、纳米氧化铒、纳米氧化铈、纳米氧化镨、纳米氧化钇、纳米氧化铕、纳米氧化钨、纳米碳化硅、纳米氧化碲、纳米氧化铌、纳米氧化铪、纳米氧化钼中的一种或几种的混合。助剂包括羧酸盐表面活性剂，硫酸酯盐表面活性剂，磺酸盐表面活性剂，磷酸酯盐表面活性剂，胺盐表面活性剂，季铵盐表面活性剂，杂环型表面活性剂，非离子表面活性剂，天然水溶高分子，合成水溶高分子；液体介质的沸点低于PPO的塑化温度，优选低于180℃，液体介质包括水。助剂包括表面活性剂、水溶性高分子。具体地，表面活性剂包括：1、阴离子表面活性剂：分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐。(1)肥皂类为高级脂肪酸盐，分子结构通式为(RCOO)-nMn+。以硬脂酸、油酸、月桂酸等较常用。根据其金属离子(Mn+)的不同，有碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂等。(2)硫酸化物主要是硫酸化油和高级脂肪醇的硫酸酯类，分子结构通式为ROSO3-M+，常用的有十二烷基硫酸钠(又名“月桂醇硫酸钠”)、十六烷基硫酸钠(又名“鲸蜡醇硫酸钠”)、十八烷基硫酸钠(又名“硬脂醇硫酸钠”)等。(3)磺酸化物主要有脂肪族磺酸化物、磺基芳基磺酸化物、磺基萘磺酸化物等2、阳离子表面活性剂：阳离子表面活性剂的亲水基离子中含有氮原子，根据氮原子在分子中的位置不同分为胺盐、季铵盐和杂环型三类。如苯扎氯铵(商品名“洁尔灭”)、苯扎溴铵(商品名“新洁尔灭”)、氯化(溴化)十六烷基吡啶(商品名“西白林”)等3、两性离子表面活性剂：卵磷脂，氨基酸型，甜菜碱型4、非离子表面活性剂：脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦(司盘)，聚山梨酯(吐温)、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、净洗剂系列。水溶性高分子包括：1、天然类高分子淀粉类海藻类：海藻酸钠、琼胶。植物胶类：阿拉伯胶、黄耆胶、槐豆胶、罗望子多糖胶、田菁胶、卡拉胶、瓜尔胶、果胶。动物胶类：明胶、干酪素、壳聚糖。微生物胶：黄原胶、结冷胶、透明质酸。2、合成类有机高分子及其预聚物(1)聚合类水溶性高分子聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸及其共聚物、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚马来酸酐、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚乙烯胺、聚二乙烯咪唑啉、聚苯乙烯磺酸钠、磺化苯乙烯马来酸酐共聚物、开普氏树脂。(2)缩聚类水溶性高分子水溶性氨基树脂、水溶性酚醛树脂、水溶性醇酸树脂、水溶性环氧树脂、水溶性聚氨酯树脂、聚亚乙基亚胺、聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚酰胺环氧氯丙烷树脂、聚酰胺乙二醛树脂、氨-环氧氯丙烷树脂、重质多胺环氧氯丙烷树脂、氨-二甲胺-环氧氯丙烷树脂、N,N-二甲基1，3-丙二胺和环氧氯丙烷树脂。(3)其他水溶性顺酐油、双氰胺甲醛树脂、松香胺-环氧乙烷缩聚物、聚N-乙烯基乙酰胺、水溶性聚蔗糖。3、半合成类高分子改性纤维素和变性淀粉。液体介质包括：异戊烷、正戊烷、石油醚、己烷、环己烷、异辛烷、三氟乙酸、三甲基戊烷、环戊烷、庚烷、丁基氯、三氯乙烯、四氯化碳、三氯三氟代乙烷、丙醚、甲苯、对二甲苯、氯苯、邻二氯苯、二乙醚、苯、异丁醇、二氯化乙烯、正丁醇、乙酸丁酯、丙醇、甲基异丁酮、四氢呋喃、乙酸乙酯、异丙醇、乙醇、氯仿、甲基乙基酮、二氧杂环己烷、吡啶、丙酮、硝基甲烷、乙酸、乙腈、二甲基甲酰胺、甲醇、水、甲胺、二甲胺、乙醚、戊烷、二氯甲烷、二硫化碳、1，1-二氯乙烷、三氟代乙酸、1，1，1-三氯乙烷、乙醇、丁酮、1，2-二氯乙烷、乙二醇二甲醚、三乙胺、丙腈、4-甲基-2-戊酮、乙二胺、丁醇、乙酸、乙二醇一甲醚、辛烷、吗啉、乙二醇一乙醚、二甲苯、间二甲苯、醋酸酐、邻二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、环己酮、环己醇、糠醛、N-甲基甲酰胺。抗老化剂包括：抗氧剂：胺类抗氧剂，有酮胺缩合物、二芳基仲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PPO纳米复合材料，其特征在于，PPO纳米复合材料是由混料经熔融共混制得；混料包括PPO，PPO颗粒上结合有纳米材料和液体介质。

【技术特征摘要】
1.一种PPO纳米复合材料，其特征在于，PPO纳米复合材料是由混料经熔融共混制得；混料包括PPO，PPO颗粒上结合有纳米材料和液体介质。2.根据权利要求1所述的一种PPO纳米复合材料，其特征在于，PPO颗粒表面粘覆有纳米材料与液体介质混合形成的膏状物；优选的，膏状物中还含有助剂。3.根据权利要求1或2所述的一种PPO纳米复合材料，其特征在于，纳米材料为零维的纳米材料、一维的纳米材料中的一种或几种的混合；优选的，纳米材料为纳米氧化硅，纳米氧化钛，纳米氧化锆，纳米氧化锌，纳米氧化铝、纳米氧化镍、纳米金、纳米银、纳米硅、纳米碳、碳纳米纤维，碳纳米管、纳米石墨、纳米硼粉、纳米硫、纳米氧化镧，纳米氧化钕、纳米氧化铒、纳米氧化铈、纳米氧化镨、纳米氧化钇、纳米氧化铕、纳米氧化钨、纳米碳化硅、纳米氧化碲、纳米氧化铌、纳米氧化铪、纳米氧化钼中的一种或几种的混合。4.根据权利要求1-3任一所述的一种PPO纳米复合材料，其特征在于，膏状物的稠度为0-100mm，但不为0；优选的，膏状物包括：纳米材料1重量份、液体介质5-100重量份、助剂0-50重量份，但不为0。5.根据权利要求1-4任一所述的一种PPO纳米复合材料，其特征在于，纳米材料与PPO的质量比为0.1-20:100；优选1-10:100；更优选4:100；优选的，PPO颗粒上还结合有抗老化剂，抗老化剂与PPO的质量比为0.1:100～1:100；优选0.3:100；更优选的，助剂包括羧酸盐表面活性剂，硫酸酯盐表面活性剂，磺酸盐表面活性剂，磷酸酯盐表面活性剂，胺盐表面活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永梅，郑鲲，张京楠，曹新宇，尚欣欣，叶钢，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11