本发明专利技术公开了一种聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料和原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法。该原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法包括的步骤为：获取负载型有机改性剂、茂金属催化剂和蒙脱土；将所述负载型有机改性剂通过离子交换反应置换到所述蒙脱土层之间，得到有机改性蒙脱土；将所述茂金属催化剂负载到所述有机改性蒙脱土层间，得到负载催化剂；在无水、无氧条件下，将所述负载催化剂与乙烯气体进行原位聚合，得到所述聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料。该原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法有效减少了催化剂的用量，降低了生产成本，提高了生产效率，反应条件温和、对设备的要求低，操作简单，适用于工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料
，特别涉及一种聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料以及原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法。
技术介绍
原位插层聚合是制备聚烯烃/蒙脱土(PE/MMT)纳米复合材料的有效方法。它的特征是把催化剂负载到蒙脱土层间使烯烃聚合反应能够在层间进行。这种方法被认为是比溶液共混及熔融共混更能够得到填料良好分散的方法。然而，这种方法仍然有两个难题尚待解决。其一，因为原位插层聚合方法中使MMT剥离的动力为聚合物分子链在层间逐渐生长把片层撑开，所以必须要有足够量的催化剂负载到层间。因此这不仅要求有机改性MMT 有足够大的层间距使催化剂能够扩散到层间，同时也要求层间有足够多的活性基团来铆定催化剂分子。然而MMT大部分活性基团，即羟基，暴露在MMT的边缘，因此如何提高催化剂的负载量成为一大挑战。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种催化剂用量少，成本低廉，合成效率高，操作简单，适用于工业化生产的抗缺口性能优良、耐疲劳、尺寸稳定性高的原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法。以及，提供一种由上述原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法制备获得的聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下一种原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法，包括如下步骤获取负载型有机改性剂、茂金属催化剂和蒙脱土 ；将所述负载型有机改性剂通过离子交换反应置换到所述蒙脱土层之间，得到有机改性蒙脱土；将所述茂金属催化剂负载到所述有机改性蒙脱土层间，得到负载催化剂；在无水、无氧条件下，将所述负载催化剂与乙烯气体进行原位聚合，得到所述聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料。以及，提供一种聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料，所述聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料是由上述原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法制备获得。上述原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法通过负载型有机改性剂与催化剂的作用，使得该原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法有效减少了催化剂的用量，降低了生产成本，提高了生产效率，另外，该方法反应条件温和、对设备的要求低，操作简单，适用于工业化生产。其中，负载型有机改性剂能在增大蒙脱土层的间距的同时，能有效提高负载催化剂活性基团的含量，从而能有效的降低催化剂的用量，降低生产成本；催化剂有效提高了原位聚合反应的效率，提高了生产效率。由上述的原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法获得的聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料剥离程度高，蒙脱土含量范围宽。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1为本专利技术原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法的工艺流程示意图；图2为实施例1中的负载催化剂和茂金属催化剂的X射线光电子能谱分析(XPS) 图谱；图3为实施例1制备的聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的透射电子显微镜(TEM)图。 具体实施例方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种催化剂用量少，成本低廉，合成效率高，操作简单，适用于工业化生产的原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法。该原位聚合制备聚乙烯 /蒙脱土纳米复合材料的方法工艺流程如图1所示，包括如下步骤Sl 获取负载型有机改性剂、茂金属催化剂和蒙脱土 ；S2:将负载型有机改性剂通过离子交换反应置换到蒙脱土层之间，得到有机改性蒙脱土；S3 将茂金属催化剂负载到有机改性蒙脱土层间，得到负载催化剂；S4:在无水、无氧条件下，将负载催化剂与乙烯气体进行原位聚合，得到聚乙烯/ 蒙脱土纳米复合材料。具体的，上述原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法步骤Sl中，负载型有机改性剂优选为分子结构包括主链含有(8 16的直链烷基单元和亚甲基苯乙酮单元的负载型有机改性剂。进一步地，该直链烷基单元与亚甲基苯乙酮单元的摩尔比优选为 1 3 3 1。该优选分子结构的负载型有机改性剂所包含的C8 16的直链烷基单元能进一步增大蒙脱土层的间距，所包含的亚甲基苯乙酮单元能进一步提高负载催化剂活性基团的含量和效果。在步骤Sl中，上述负载型有机改性剂获取的方法优选为Sll 用乙二醇对卤代亚甲基苯乙酮的羰基进行保护；S12 将经乙二醇对羰基进行保护的卤代亚甲基苯乙酮与C8 16的直链烷基胺发生亲核取代反应获得季铵盐；S13 将季铵盐水解除去乙二醇保护得到负载型有机改性剂。上述负载型有机改性剂优选获取方法的步骤Sll中，乙二醇对卤代亚甲基苯乙酮的羰基进行保护方法可以参照本领域现有的方法进行即可。其中，乙二醇与卤代亚甲基苯乙酮的摩尔比优选为1.5 1 1。上述负载型有机改性剂优选获取方法的步骤S12中，上述经乙二醇对羰基进行保护后的卤代亚甲基苯乙酮与C8 16的直链烷基胺发生亲核取代反应的工艺条件为可以参照本领域现有的条件进行设定即可。其中，卤代亚甲基苯乙酮与(8 16的直链烷基胺的摩尔比优选为1 3 3 1。上述负载型有机改性剂优选获取方法的步骤S13中，季铵盐水解除去乙二醇保护的方法可以参照本领域现有的方法进行即可。上述负载型有机改性剂的优选获取方法能使所制备获得的负载型有机改性剂性能和结构更加稳定，产率高，且方法简单，生产成本低。同时，能使负载型有机改性剂分子结构中的直链烷基单元与亚甲基苯乙酮单元具有更优的摩尔比，如为1 3 3 1，该两单元的优选摩尔比能使得该负载型有机改性剂能好的在增大蒙脱土层间距的同时，结合合适量的催化剂，从而提高下述的步骤S4中的原位聚合反应的效率，从而提高聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的产率，进一步提高聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的剥离程度。在步骤Sl中，茂金属催化剂优选为二氯二茂锆、乙基桥联-2-四氢茚基二氯化锆、 硅桥联-2-四氢茚基二氯化锆中的至少一种。该优选的茂金属催化剂能进一步提高下述的步骤S4中的原位聚合反应的效率，降低原位聚合反应的条件。具体的，上述原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的方法步骤S2中，制备有机改性蒙脱土优选包括如下步骤S21 将蒙脱土均勻分散至60 100°C的热水中，获得蒙脱土的均勻悬浊液；S22 将上述负载型有机改性剂溶解至乙醇/去离子水混合溶剂(体积比为1/9 9/1)中，得到负载型有机改性剂的溶液；S23 将负载型有机改性剂的溶液加入到蒙脱土的均勻悬浊液中持续搅拌1 3小时后，依次进行固液分离，洗涤，干燥，得到有机改性蒙脱土。上述制备有机改性蒙脱土优选方法的步骤S21中，热水优选为80°C，在蒙脱土的均勻悬浊液中，蒙脱土的浓度优选但不仅仅限于0. 1 lg/ml。上述制备有机改性蒙脱土优选方法的步骤S22中，负载型有机改性剂的溶液的浓度优选但不仅仅限于0. 5 lOmmol/L。上述制备有机改性蒙脱土优选方法的步骤S23中，在向蒙脱土的均勻悬浊液中加入负载型有机改性剂的溶液时，优选边添加边高速搅拌，使得两者充分混合。负载型有机改性剂的溶液的添加量优选满足负载型有机改性剂与蒙脱土的离子交换能力的摩尔比为 1/2 2/1之间。固液分离、洗涤和干燥的步骤均可采用本
常用的方式和条件即可本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种原位聚合制备聚乙烯／蒙脱土纳米复合材料的方法，包括如下步骤：获取负载型有机改性剂、茂金属催化剂和蒙脱土；将所述负载型有机改性剂通过离子交换反应置换到所述蒙脱土层之间，得到有机改性蒙脱土；将所述茂金属催化剂负载到所述有机改性蒙脱土层间，得到负载催化剂；在无水、无氧条件下，将所述负载催化剂与乙烯气体进行原位聚合，得到所述聚乙烯／蒙脱土纳米复合材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，徐永，任昌义，
申请(专利权)人：深圳市科聚新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：94
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