一种活性有机土的制备及其应用制造技术

一种活性有机土的制备及其应用属于有机／无机纳米复合材料领域。本发明专利技术通过将α胺基酮类光引发剂与酸反应，生成季铵盐后，再通过离子交换插层，使季铵盐进入蒙脱土的层间，得到层间含有α胺基酮类光引发剂的活性有机土。本发明专利技术所提供的活性有机土作为光引发剂可应用于聚合物／蒙脱土纳米复合膜的制备中。本发明专利技术所制得的纳米复合材料具有耐热性好、机械强度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米复合材料领域，具体涉及一种活性有机土的制备 及其应用。
技术介绍
聚合物/蒙脱土纳米复合材料是一种有机组份和无机组份在纳米 尺度下相互作用形成的复合材料，兼具有机、无机两种材料的优点。 使用光聚合技术制备得到的聚合物/蒙脱土复合材料具有阻隔性能、 耐热性和机械性能好等优点，但因蒙脱土仅作为无机相填料增强复合 材料，光引发剂主要在蒙脱土层外引发单体聚合，因此只能得到部分 剥离型的聚合物/蒙脱土复合材料，从而限制了复合材料性能的提升(L. Keller, C, Decker, K. Zahouily, S. Benfarhi, J. M. Le〖vieiris and J. Miehe—Brendle. Synthesis of polymer nanocomposites by UV_curing of organoclay acrylic resins . Polymer, 2004， 45: 7437-7447. ) ( F. M. Uhl， S. P. Davuluri, et al. Organically modified montmori1lonites in UV curable urethane acrylate films. Polymer, 2004, 45: 6175-6187.)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，而提供一种层间含有 a胺基酮类光引发剂的活性有机土的制备方法及其应用。本专利技术通过将a胺基酮类光引发剂与酸反应，生成季铵盐后，再通过离子交换插层法使季铵盐进入蒙脱土的层间，得到层间含有OC胺基酮类光引发剂的活性有机土，具体步骤如下1) 将cc胺基酮类光引发剂溶于溶剂中，得到质量分数为1-10% 的oc胺基酮类光引发剂的溶液，而后加入无机酸或有机酸，引发剂与 无机酸或有机酸的摩尔比为1: 1-5,得到季铵盐溶液；2) 将钠基蒙脱土 (画T)溶于去离子水中得到白色浆液，而后根 据钠基蒙脱土的阳离子交换容量，加入步骤1 )中制备的季铵盐溶液， 并于20-8(TC条件下，搅拌5-24h,抽滤、洗涤、真空干燥，得到活 性有机土。其中，步骤l )中所述的cc胺基酮类光引发剂为2-苯基千-2-二 甲基胺-l- (4-吗啉千苯基)丁酮(筒称BDMB,商品号Irgacure369， 如结构式I )或2-曱基-1-(4-曱硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(简称 M醒P,商品号Irgacure907，如结构式II所示)。<formula>formula see original document page 5</formula>步骤l)中所述的溶剂为水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙醚、正己烷、环己烷、三氯曱烷、曱苯或二曱苯中的任意一种或几种的混合溶剂。步骤l)中所述的无机酸为盐酸、硫酸、硝酸或磷酸中的一种或 几种的混合酸。步骤l)中所述的有机酸为丙烯酸、曱基丙烯酸、醋酸、草酸、 甲酸、丁酸或马来酸中的一种或几种的混合酸。土纳米复合膜的制备中，具体步骤如下将活性有机土、光反应性树脂和活性稀释剂，按质量比0. 1-10%、 35-60%和35-60%搅拌混合后，避光超声分散2-12小时，涂膜，而后 经紫外光源照射，得到聚合物/蒙脱土纳米复合膜。其中，所述的光反应性树脂为环氧(曱基)丙烯酸酯、聚氨酯(曱 基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(曱基)丙烯酸酯或 丙烯酸酯化聚(曱基)丙烯酸酯中的一种或几种。所述的活性稀释剂为单官能团、双官能团或多官能团(甲基)丙 烯酸酯单体中 一种或几种。所述的紫外光源为汞弧灯、无极灯、氤灯、金属卣化物灯或LED 灯光源。本专利技术具有以下有益效果1 )本专利技术所制备的活性有机土层间含有cc胺基酮类光引发剂， 在光照条件下a胺基酮类光引发剂在蒙脱土层间引发光反应性树脂 聚合，随着聚合反应的进行，蒙脱土的片层被逐渐的推开，从而制得完全剥离型的聚合物/蒙脱土复合材料。2 )应用本专利技术所提供的活性有机土制得的聚合物/蒙脱土纳米复 合材料具有耐热型好，机械强度高等优点。 附图说明图1、实施例1中制备的B麵B-MMT活性有机土与钠基蒙脱土的 XRD对照图。图2、实施例1中制备的聚氨酯丙烯酸酯/蒙脱土复合膜与纯聚 氨酯丙烯酸酯的热失重对照图。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明，但本专利技术 的保护范围不仅限于下述实施例。 具体实施例方式实施例1BDMB-丽T活性有机土的合成1)称取9. 16g(0. 025mol)光引发剂B匿B放入三口烧瓶中，并加 入50mL丙酮和200mL去离子水后，于4(TC加热、电^兹搅拌至BDMB 完全溶解，然后滴加0. 05mol盐酸，继续加热搅拌2小时，得到季铵 盐溶液；2 )称取2g钠基蒙脱土原土放入三口烧瓶中，加入200mL去离子 水，在5(TC条件下电磁搅拌2小时后，加入步骤1)中制得的季铵盐 溶液，于S(TC超声搅拌5小时后，将形成的凝胶状沉淀抽滤，并用去 离子水和丙酮的混合液洗涤10次，再于40。C条件下真空千燥24h后， 研磨，过30Q目不锈钢筛，得到BDMB -画T活性有机土，避光保存。经XRD检测(图1 )及红外光谱分析表明季胺化的B画B分子被 成功的固定在蒙脱土的层间。聚氨酯丙烯酸酯/蒙脱土复合膜的合成将0. 5g B画B-薩T加入到40g聚氨酯丙烯酸酯CN964和10g 1， 6己二醇双丙烯酸酯(HDDA)的混合组份中，搅拌均匀后，避光超声 分散2小时使之均匀分散在光反应性树脂中，涂膜，然后经500W高 压汞灯照射1. 5分钟，得到聚氨酯丙烯酸酯/蒙脱土复合膜。通过TGA分析(图2)表明所制得聚氨酯丙烯酸酯/蒙脱土复合 膜的耐热性能与未加MMT的聚氨酯丙烯酸酯相比有很大程度的提升。实施例2B画B-固T活性有机土的合成1) 称取9. 16g(0. 025mol)光引发剂B而B放入三口烧瓶中，并加 入200mL丙酮和800mL去离子水后，于4(TC加热、电f兹搅拌至BDMB 完全溶解，然后滴加0. 025mol石危酸，继续加热搅拌2小时，得到季 铵盐溶液；2) 同实施例1中的步骤2)。经XRD检测及红外光谱分析表明季胺化的BDMB分子被成功的固 定在蒙脱土的层间。聚氨酯丙烯酸酯/蒙脱土复合膜的合成将O. 5g BDMB-固T加入 到40g聚氨酯丙烯酸酯CN964和10g 1, 6己二醇双丙烯酸酯(HDDA ) 的混合组份中，搅拌均匀后，避光超声分散12小时使之均匀分散在 光反应性树脂中，涂膜，然后经500W高压汞灯照射1. 5分钟，得到聚氨酯丙烯酸酯/蒙脱土复合膜。 实施例3BDMB-應T活性有机土的合成1) 称取9. 16g(0. 025mol)光引发剂BDMB放入三口烧瓶中，并加 入1 OmL丙酮和8 OmL去离子水后，于40 °C加热、电磁搅拌至BDMB完 全溶解，然后滴加0. 05mol硝酸，继续加热搅拌2小时，得到季铵盐 溶液；2) 同实施例1中的步骤2)。经XRD检测及红外光镨分析表明季胺化的BDMB分子被成功的固 定在蒙脱土的层间。聚氨酯丙烯酸酯/蒙脱土复合膜的合成将5g BDMB-丽T加入到40g聚氨酯丙烯酸酯CN964和10g 1, 6 己二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性有机土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：　１）将α胺基酮类光引发剂溶于溶剂中，得到质量分数为１－１０％的α胺基酮类光引发剂的溶液，而后加入无机酸或有机酸，引发剂与无机酸或有机酸的摩尔比为１∶１－５，得到季铵盐溶液；　 ２）将钠基蒙脱土溶于去离子水中得到白色浆液，而后根据钠基蒙脱土的阳离子交换容量，加入步骤１）中制备的季铵盐溶液，并于２０－８０℃条件下，搅拌５－２４ｈ，抽滤、洗涤、真空干燥，得到活性有机土。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：聂俊，秦晓华，谭海林，王克敏，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]