一种聚合物改性类水滑石纳米复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种聚合物改性类水滑石纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：将二价金属离子盐和三价金属离子盐溶于溶剂中，得到混合金属离子盐溶液；将聚苯乙烯/羧酸酐官能团共聚物溶于与步骤S1相同的溶剂中，得到共聚物溶液；在一定温度和惰性气体保护下，将所述混合金属离子盐溶液逐滴加入到所述共聚物溶液中，并用碱溶液调节反应过程中的pH值，使体系的PH值不超过10；将反应完成后的混合体系分离洗涤后得到固体物，干燥后即得聚合物改性类水滑石纳米复合材料。本发明专利技术还提供一种聚合物改性类水滑石纳米复合材料。本发明专利技术制备工艺简单。单。单。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物改性类水滑石纳米复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米材料
，具体涉及一种聚合物改性类水滑石纳米复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]水滑石是一种层状结构的阴离子黏土，其制备简单、产品纯净、成本低廉及其本身的优异性能使其在新材料开发中具有巨大潜力，将其与聚合物复合制成的聚合物/无机纳米复合材料，既克服了无机粒子不易加工，以及有机聚合物强度较低、稳定性较差的缺点，综合了聚合物和无机物各自的优点，因而成为目前国内外研究的热点。
[0003]由于合成的水滑石粒度很小，表面具有活性基团
‑
OH，且表面能大，使得其表面结构很不稳定，极易形成氢键产生软团聚，通过表面羟基或配位水分子缩合，产生硬团聚；并且水滑石属于无机材料，与基质材料的界面性质不同，相容性差，因而在基质中不能均匀分散，直接或大量填充往往容易导致材料的某些力学性能下降。因此，若对其进行适当的表面改性，使其表面有机化，从而钝化表面，可有效防止硬团聚的产生，并能改善其表面的物理化学性能，增强其与基质的相容性，提高其在基质中的分散性，以达到提高材料的刚性、硬度、尺寸稳定性，并赋予材料某些特殊的物理化学性能的目的。
[0004]相关技术中，通过表面改性的方法在水滑石表面接枝小分子物质，使其表面有机化，从而钝化表面，可有效防止硬团聚的产生，并能改善其表面的物理化学性能，增强其与基质的相容性，提高其在基质中的分散性。但是，该种方法需要先进行接枝反应，再进行聚合，操作繁琐。因此，实有必要提供一种聚合物改性类水滑石纳米复合材料及其制备方法以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是在于提供一种聚合物改性类水滑石纳米复合材料及其制备方法，利用聚苯乙烯/羧酸酐官能团共聚物在碱性条件下的开环反应，实现了共沉淀与离子交换的同步进行，一步制备出插层的类水滑石，得到聚合物改性类水滑石纳米复合材料，制备工艺简单。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种聚合物改性类水滑石纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1：将二价金属离子盐和三价金属离子盐溶于溶剂中，得到混合金属离子盐溶液；
[0009]S2：将聚苯乙烯/羧酸酐官能团共聚物溶于与步骤S1相同的溶剂中，得到共聚物溶液；
[0010]S3：在一定温度和惰性气体保护下，将所述混合金属离子盐溶液逐滴加入到所述共聚物溶液中，并用碱溶液调节反应过程中的pH值，使体系的PH值不超过10；
[0011]S4：将步骤S3反应完成后的混合体系分离洗涤后得到固体物，干燥后即得聚合物改性类水滑石纳米复合材料。
[0012]优选的，所述二价金属离子盐中的二价金属离子为Mg
2+
，三价金属离子盐中的三价金属离子为Al
3+
，二价金属离子盐及三价金属离子盐中的阴离子均为NO3‑
，二价金属离子与三价金属离子的摩尔比为(2
‑
5):1。
[0013]优选的，所述步骤S1及步骤S2中的溶剂为N,N
‑
二甲基乙酰胺。
[0014]优选的，三价金属离子盐与聚苯乙烯/羧酸酐官能团共聚物的质量比为1:(1
‑
10)。
[0015]优选的，所述聚苯乙烯/羧酸酐官能团共聚物为聚苯乙烯/马来酸酐共聚物，其分子量为5500
‑
80000，马来酸酐含量为10％
‑
42％。
[0016]优选的，所述步骤S3中，温度为60
‑
90℃，所述惰性气体为氮气或氩气，反应时间为 6
‑
24h，所述碱溶液为氨水、氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
[0017]优选的，所述步骤S4中的干燥温度为25
‑
40℃。
[0018]本专利技术还提供一种聚合物改性类水滑石纳米复合材料，采用上述的制备方法制备而成。
[0019]与相关技术相比，本专利技术利用聚苯乙烯/羧酸酐官能团共聚物在碱性条件下的开环反应，实现了共沉淀与离子交换的同步进行，一步制备出聚苯乙烯/羧酸酐官能团共聚物插层的类水滑石，得到聚合物改性类水滑石纳米复合材料，制备工艺简单。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
[0021]图1为本专利技术制备方法的原理图；
[0022]图2为实施例一产物的XRD图谱；
[0023]图3为实施例二产物的XRD图谱；
[0024]图4为实施例三产物的XRD图谱；
[0025]图5为实施例一、二、三产物的红外光谱图；
[0026]图6为实施例一产物的SEM图；
[0027]图7为实施例二产物的SEM图；
[0028]图8为实施例三产物的SEM图。
【具体实施方式】
[0029]为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例中的技术方案，并使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合本申请的附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。
[0030]请结合参阅图1
‑
8，本专利技术提供一种聚合物改性类水滑石纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0031]S1：将二价金属离子盐和三价金属离子盐溶于溶剂中，得到混合金属离子盐溶液。
[0032]所述二价金属离子盐中的二价金属离子为Mg
2+
，三价金属离子盐中的三价金属离子为 Al
3+
，二价金属离子盐及三价金属离子盐中的阴离子均为NO3‑
，二价金属离子与三价
金属离子的摩尔比为(2
‑
5):1；所述溶剂为N,N
‑
二甲基乙酰胺。需要说明的是，本专利技术的二价金属离子为可生成氢氧化物的二价金属离子，并非限定只能是Mg
2+
；同样的，本专利技术中三价金属离子为可生成氢氧化物的三价金属离子，并非限定只能是Al
3+
。
[0033]S2：将聚苯乙烯/羧酸酐官能团共聚物溶于与步骤S1相同的溶剂中，得到共聚物溶液；
[0034]所述步骤S1及步骤S2中的溶剂为N,N
‑
二甲基乙酰胺。三价金属离子盐与聚苯乙烯/ 羧酸酐官能团共聚物的质量比为1:(1
‑
10)。优选的，所述聚苯乙烯/羧酸酐官能团共聚物为聚苯乙烯/马来酸酐共聚物，其分子量为5500
‑
80000，马来酸酐含量为10％
‑
42％。
[0035]S3：在一定温度和惰性气体保护下，将所述混合金属离子盐溶液逐滴加入到所述共聚物溶液中，并用碱溶液调节反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物改性类水滑石纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将二价金属离子盐和三价金属离子盐溶于溶剂中，得到混合金属离子盐溶液；S2：将聚苯乙烯/羧酸酐官能团共聚物溶于与步骤S1相同的溶剂中，得到共聚物溶液；S3：在一定温度和惰性气体保护下，将所述混合金属离子盐溶液逐滴加入到所述共聚物溶液中，并用碱溶液调节反应过程中的pH值，使体系的PH值不超过10；S4：将步骤S3反应完成后的混合体系分离洗涤后得到固体物，干燥后即得聚合物改性类水滑石纳米复合材料。2.根据权利要求1所述的聚合物改性类水滑石纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述二价金属离子盐中的二价金属离子为Mg
2+
，三价金属离子盐中的三价金属离子为Al
3+
，二价金属离子盐及三价金属离子盐中的阴离子均为NO3‑
，二价金属离子与三价金属离子的摩尔比为(2
‑
5):1。3.根据权利要求1所述的聚合物改性类水滑石纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1及步骤S2中的溶剂为N,N
‑
二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦迎，高姗，
申请(专利权)人：秦迎，
类型：发明
国别省市：