一种改性层状纳米材料及其在制备PPR材料中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种改性层状纳米材料及其在制备PPR材料中的应用。该改性层状纳米材料由层状纳米材料与改性剂共球磨得到，所述改性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、钛酸酯偶联剂201、钛酸酯偶联剂311中的一种或几种。将该改性层状纳米材料用于PPR材料的改性时，不仅可缩小PPR材料在挤出过程中内外壁表面形成的冷料斑和痕纹面积，使其无法被肉眼观察到，还可阻碍气泡向表面的迁移，缩小气泡的半径，抑制肉眼可见的气泡形成，减少PPR材料内外壁表面气泡的数量，表明本发明专利技术的改性层状纳米材料能有效提升PPR材料的力学性能和表面质量合格率。质量合格率。质量合格率。

【技术实现步骤摘要】
一种改性层状纳米材料及其在制备PPR材料中的应用


[0001]本专利技术属于材料改性
更具体地，涉及一种改性层状纳米材料及其在制备PPR材料中的应用。

技术介绍

[0002]无规共聚聚丙烯(pentatricopeptide repeats，PPR)是由丙烯和少量共聚单体(主要采用乙烯，有时也用1
‑
丁烯和1
‑
己烯)在一定的温度、压力，以及催化剂的作用下无规共聚得到的。PPR结构上的特点使其具有均聚聚丙烯(PP
‑
H)和嵌段共聚聚丙烯(PPB)所不具备的性能，成为一种新型的聚丙烯材料，广泛应用于要求透明性、低熔点和高温耐压的领域，如服装和食品包装用薄膜、日用品和食品储藏用透明容器、医疗器具、热封取向薄膜、耐压管材等。
[0003]目前主要采用“挤出—热拉伸—淬冷”的方法生产PPR材料，但该方法生产得到的PPR材料内外壁表面易出现冷料斑、痕纹和气泡等现象，导致PPR材料表面质量合格率下降以及力学性能降低。为解决该问题，现有做法通常是对无规共聚聚丙烯进行改性，如现有技术采用接枝聚烯烃基蒙脱土母料作为无规共聚聚丙烯的改性材料，但这种改性材料需要先将含烷基季铵盐的有机化蒙脱土或提纯蒙脱土与环氧化合物混合后，高温(150～200℃)下进行强力剪切混炼，再接枝聚烯烃基方可得到，工艺复杂，条件苛刻，不利于批量生产。
[0004]因此，亟需寻找一种制备简单、能有效提升PPR材料力学性能和表面质量合格率的改性材料，对于PPR材料在薄膜、容器、管材等方面的应用具有相当的必要性。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的不足，旨在提供一种制备简单的改性层状纳米材料，将其用于PPR材料的改性时，有效减少PPR材料内外壁表面冷料斑、痕纹和气泡的产生，进而有效提升PPR材料的力学性能和表面质量合格率。
[0006]本专利技术的另一目的是提供上述改性层状纳米材料在制备PPR材料中的应用。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种高表面质量PPR材料。
[0008]本专利技术的又一目的是提供一种高表面质量PPR材料的制备方法。
[0009]本专利技术的再一目的是提供上述高表面质量PPR材料在制备薄膜、容器和/或管材中的应用。
[0010]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0011]本专利技术提供了一种改性层状纳米材料，该材料为层状纳米材料与改性剂共球磨得到，所述改性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、钛酸酯偶联剂201、钛酸酯偶联剂311中的一种或几种。
[0012]本专利技术的改性层状纳米材料在用于PPR材料的改性时，与PPR材料相容良好，能成功填补到PPR材料的分子间隙中，形成层状阻隔结构，不仅可缩小PPR材料在挤出过程中内外壁表面形成的冷料斑和痕纹面积，使其无法被肉眼观察到，还可阻碍气泡向表面的迁移，
缩小气泡的半径，抑制肉眼可见的气泡形成，减少PPR材料内外壁表面气泡的数量，表明本专利技术的改性层状纳米材料能有效提升PPR材料的力学性能和表面质量合格率。
[0013]优选地，所述层状纳米材料为二维层状纳米材料。
[0014]进一步优选地，所述二维层状纳米材料为蒙脱土(MMT)和/或水滑石(HT)。
[0015]更优选地，当二维层状纳米材料为蒙脱土(MMT)时，所述改性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、钛酸酯偶联剂201中的一种或几种；当二维层状纳米材料为水滑石(HT)时，所述改性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、钛酸酯偶联剂311中的一种或几种。
[0016]优选地，所述层状纳米材料与改性剂的质量比为3～5：0.1～0.5。
[0017]优选地，所述球磨为干法球磨和/或湿法球磨。
[0018]优选地，所述球磨为在400～500rpm下球磨8～24h。该球磨工艺简单，耗时较短，可显著降低能耗，绿色环保，更符合实际生产需要，且这种球磨条件可显著降低层状纳米材料的表面能和亲水性能，提升层状纳米材料的均匀分散程度，进而赋予了改性层状纳米材料强疏水性和高分散性。
[0019]上述改性层状纳米材料能有效提升PPR材料的力学性能和表面质量合格率，因此，其在制备PPR材料中的应用应在本专利技术的保护范围之内。
[0020]本专利技术还提供了一种高表面质量PPR材料，该材料包括如下重量份数的各组分：无规共聚聚丙烯95～105份、上述改性层状纳米材料5～20份。
[0021]优选地，所述PPR材料还加入抗静电剂0.1～0.2份。本专利技术在PPR材料的制备过程中加入抗静电剂后，意外地发现抗静电剂能与改性层状纳米材料在限制PPR材料内外壁表面冷料斑、痕纹和气泡的产生及生长方面发挥协同增效的作用，不仅可有效缩小PPR材料内外壁表面冷料斑和痕纹的面积，还可减少并泡行为，抑制气泡的长大和迁移，从物理和化学两个方面协同提升PPR材料的力学性能和表面质量合格率。
[0022]进一步优选地，所述抗静电剂为十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐(SN)和/或对壬基苯氧基丙基磺酸钠(NP)。
[0023]本专利技术还提供了一种高表面质量PPR材料的制备方法，具体是将配方量的无规共聚聚丙烯、改性层状纳米材料以及任选的抗静电剂混匀，熔融挤出即得。
[0024]优选地，所述混匀为：在60～80℃下搅拌20～30min。
[0025]优选地，所述熔融挤出为：将混匀后的各组分加入到双螺杆挤出机中，进行熔融挤出。
[0026]进一步优选地，所述熔融挤出的温度为190～230℃。
[0027]具体地，双螺杆挤出机的一区温度为170℃、二区温度为190℃、三区温度为200℃、四区温度为210℃、五区温度为210℃。
[0028]上述高表面质量PPR材料的内外壁表面冷料斑、痕纹和气泡较少，具有较佳的力学性能和表面质量合格率，更适用于要求透明性、低熔点和高温耐压的领域，如薄膜、容器和管材等，因此，上述高表面质量PPR材料在制备薄膜、容器和/或管材中的应用也应在本专利技术的保护范围之内。
[0029]本专利技术具有以下有益效果：
[0030]本专利技术的改性层状纳米材料在用于PPR材料的改性时，与PPR材料相容良好，能成
功填补到PPR材料的分子间隙中，形成层状阻隔结构，不仅可缩小PPR材料在挤出过程中内外壁表面形成的冷料斑和痕纹面积，使其无法被肉眼观察到，还可阻碍气泡向表面的迁移，缩小气泡的半径，抑制肉眼可见的气泡形成，减少PPR材料内外壁表面气泡的数量，表明本专利技术的改性层状纳米材料能有效提升PPR材料的力学性能和表面质量合格率。
附图说明
[0031]图1为实施例1～3的改性层状纳米材料和MMT纯样FTIR值的测试结果。
[0032]图2为实施例8～10的改性层状纳米材料和HT纯样FTIR值的测试结果。
[0033]图3为XRD曲线。
[0034]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性层状纳米材料，其特征在于，由层状纳米材料与改性剂共球磨得到，所述改性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、钛酸酯偶联剂201、钛酸酯偶联剂311中的一种或几种。2.根据权利要求1所述改性层状纳米材料，其特征在于，所述层状纳米材料为二维层状纳米材料。3.根据权利要求1所述改性层状纳米材料，其特征在于，所述层状纳米材料与改性剂的质量比为3～5：0.1～0.5。4.根据权利要求1所述改性层状纳米材料，其特征在于，所述球磨为在400～500rpm下球磨8～24h。5.权利要求1～4任一所述改性层状纳米材料在制备PPR材料中的应用。6.一种高表面质量PPR材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海，
申请(专利权)人：联塑科技发展贵阳有限公司，
类型：发明
国别省市：