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；纳米材料为层状纳米材料；所述的复合材料中，层状纳米材料至少部分呈层间剥离。纳米材料为层状硅酸盐、层状钛酸盐、层装磷酸盐、层状金属氢氧化物、过渡金属卤氧化物、层状石墨、过渡金属硫化物、层状金属氧化物，层状金属氮化物，层状金属碳化物，二维金属有机框架一种或几种的混合。纳米材料为离子型层状纳米材料时，纳米复合材料XRD衍射图在2θ角2-10°范围内无层间距特征峰。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。具体地，层状纳米材料包括离子型层状纳米材料、非离子型层状纳米材料。一、离子型层状纳米材料包括：阳离子型纳米层状材料包括：蒙脱土、无机磷酸盐、层状硅酸盐、高岭土、海泡石、钛酸盐；阴离子型纳米层状材料包括：水滑石类(LDHs)二、非离子型纳米层状材料包括：1.碳材料：石墨烯。2.石墨烯类似物：元素周期表第四主族的元素，如硅烯、锗烯、硼烯、砷烯等，黑磷。3.过渡金属硫化物(TMDs)：基于金属原子的配位环境和氧化态，过渡金属硫化物(TMDs)可以形成绝缘体(HfS2)、半导体(MoS2)、半金属(TiSe2)和全金属(NbSe2)，甚至在低温条件下过渡金属硫化物(TMDs)可以表现出超导性。目前文献报道的有超过40中层状过渡金属硫化物。4.层状金属氧化物：MoO3、V2O3、V2O5、Al2O3、氧化铬、TiO2、BiOCl、MnO2。5.层状金属氢氧化物、钙钛矿类的氧化物。6.金属氮化物、碳化物：h-BN、碳化氮(g-C3N4)。7.二维金属有机框架材料：已经实现剥离的MOF包括：[Cu2Br(IN)2]n(IN＝异烟酸)、Zn-BDC(BDC＝对苯二甲酸)，在乙醇中剥离锰-2,2-二甲基琥珀酸(MnDMS)块晶，在甲醇和丙醇的混合溶剂中剥离[Zn2(bim)4](bim＝苯并咪唑)，在N,N-二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶剂中通过扩散控制MOF生长得到超薄2DCuBDC和ZnBDCMOF材料。M-TCPP超薄纳米片(M＝Zn,Cu,Cd,Co；TCPP＝5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟吩)。8.过渡金属卤氧化物：LiCoO2、FeOCl等。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，纳米材料为层状纳米材料；所述的复合材料中，层状纳米材料至少部分呈层间剥离；优选的，纳米材料为层状硅酸盐、层状钛酸盐、层装磷酸盐、层状金属氢氧化物、过渡金属卤氧化物、层状石墨、过渡金属硫化物、层状金属氧化物，层状金属氮化物，层状金属碳化物，二维金属有机框架一种或几种的混合；更优选的，纳米材料为离子型层状纳米材料时，纳米复合材料XRD衍射图在2θ角2-10°范围内无层间距特征峰。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...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永梅，张京楠，郑鲲，曹新宇，叶钢，尚欣欣，
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