專利名稱：用于改性工程塑料的納米凹凸棒粘土組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米凹凸棒粘土組合物，具體地說(shuō)，涉及一種用于熔融改性工程塑料的納米凹凸棒粘土組合物。
背景技術(shù)：
納米凹凸棒粘土是由凹凸棒粘土(又名坡縷石或坡縷縞石)提煉而成，其經(jīng)驗(yàn)分子式為(Mg，Al，F(xiàn)e)5Si8O20(HO)2(OH2)4·4H2O。
納米凹凸棒粘土具有比表面積大、表面活性高和表面含有極性的羥基等特點(diǎn)，這就預(yù)示著其在用于改性有機(jī)高聚物(特別是工程塑料)時(shí)，應(yīng)具有結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和化學(xué)結(jié)合效能的潛能。然而由于納米凹凸棒粘土自身與有機(jī)高聚物(特別是非極性的有機(jī)高聚物)親和性較差，致使它目前在橡塑制品中僅被當(dāng)作惰性填料使用，遠(yuǎn)未發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
CN 1664004報(bào)道了將具有一維納米尺寸結(jié)構(gòu)的凹凸棒，海泡石經(jīng)處理后直接分散于聚酯單體進(jìn)行原位聚合，以提高聚酯的成核性能，改善其加工性能和機(jī)械性能；CN1687184報(bào)道了將具有一維結(jié)構(gòu)的納米材料處理后直接分散于聚酰胺單體中，并以螺桿擠出機(jī)為反應(yīng)器，混合反應(yīng)合成同時(shí)進(jìn)行，最后成高分子量高性能的復(fù)合尼龍樹脂。而將納米凹凸棒粘土復(fù)配制成組合物用于熔融改性有機(jī)高聚物(特別是工程塑料)的報(bào)道尚未見(jiàn)到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于熔融改性有機(jī)高聚物(特別是工程塑料)的納米凹凸棒粘土組合物，充分發(fā)揮納米凹凸棒粘土的潛能。
本發(fā)明通過(guò)對(duì)納米凹凸棒粘土的表面進(jìn)行有機(jī)化處理和低分子材料的表面包覆，達(dá)到改善其在有機(jī)高聚合物中的相容性和分散性之目的。此外，分散良好的納米凹凸棒粘土通過(guò)結(jié)晶成核的原理，體現(xiàn)具有特殊性能的納米復(fù)合材料功效。
本發(fā)明所說(shuō)的用于熔融改性有機(jī)高聚物(特別是工程塑料)的納米凹凸棒粘土組合物，其特征在于，所說(shuō)的納米凹凸棒粘土組合物，按質(zhì)量百分比計(jì)，由下列原料在130℃～180℃溫度混煉及固化粉碎得到；
納米凹凸棒粘土50％～60％含環(huán)氧基化合物15％～20％低熔點(diǎn)助劑15％～20％載體樹脂 8％～20％其中所說(shuō)的含環(huán)氧基化合物為雙酚A環(huán)氧樹脂、線性酚醛環(huán)氧樹脂或端基含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)化合物；所說(shuō)的低熔點(diǎn)助劑為熔點(diǎn)低于150℃的聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟；所說(shuō)的載體樹脂為酸酐接枝的聚烯烴、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)中的一種或幾種。
上述原料均為市售品。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，所說(shuō)的含環(huán)氧基化合物為平均環(huán)氧值(Ev)為12～20的環(huán)氧樹脂。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案中，所說(shuō)的載體樹脂為熔融指數(shù)(MI)大于20的酸酐接枝的聚烯烴、相對(duì)黏度(η)小于0.7的聚酯或相對(duì)黏度(η)小于2.5的聚酰胺。
本發(fā)明所說(shuō)的納米凹凸棒粘土組合物可用于聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚苯乙烯(PS)或尼龍6(PA6)等工程塑料的熔融改性，其主要步驟是將本發(fā)明所說(shuō)的納米凹凸棒粘土組合物與PE、PET、PP、ABS、PS或PA6等聚合物(基體樹脂)共混，并使共混物中納米凹凸棒粘土組合物的含量為2wt％～10wt％。升溫至所用基體樹脂的加工溫度進(jìn)行熔融混合改性即可得納米凹凸棒粘土改性的聚合物。通過(guò)對(duì)所得改性聚合物的SEM/TEM斷面分析可知，納米凹凸棒粘土在所說(shuō)的改性聚合物中分散良好。
本發(fā)明提供了一種用于熔融改性PE、PET、PP、ABS、PS或PA6等工程塑料的納米凹凸棒粘土組合物，所說(shuō)的組合物能使納米凹凸棒粘土很好地分散在被改性的工程塑料中，且與改性的工程塑料有良好的相容性，為充分發(fā)揮納米凹凸棒粘土的潛能奠定了基礎(chǔ)。


圖1實(shí)施例1制得的納米凹凸棒粘土組合物的電鏡圖。
圖2由納米凹凸棒粘土組合物按實(shí)施例6方法改性PET所得聚合物的電鏡圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容，而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
以下實(shí)施例所用的納米凹凸棒粘土購(gòu)于常州一維納米材料有限公司；E-20環(huán)氧樹脂(按國(guó)標(biāo)GB/T1630-1989環(huán)氧樹脂命名法命名，下同)和E-12環(huán)氧樹脂均購(gòu)于上海樹脂廠。
納米凹凸棒粘土組合物的制備實(shí)施例1制備納米凹凸棒粘土組合物的原料及含量如下，其中含量以重量％計(jì)納米凹凸棒粘土 50％E-20環(huán)氧樹脂 20％聚乙烯蠟(熔點(diǎn)低于150℃)20％聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐 10％將納米凹凸棒粘土，E-20環(huán)氧樹脂和熔點(diǎn)低于150℃聚乙烯蠟以上述比例混合均勻后，加入到表面溫度為130℃～150℃的雙輥開煉機(jī)中，混煉10～15分鐘，將得到的塊片狀混合物經(jīng)破碎后與聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐一同加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒(加工溫度為150℃～180℃)，得到納米凹凸棒粘土組合物。其電鏡圖如圖1所示。
實(shí)施例2制備納米凹凸棒粘土組合物的原料及含量如下，其中含量以重量％計(jì)納米凹凸棒粘土 55％E-20環(huán)氧樹脂 15％氧化聚乙烯蠟(熔點(diǎn)低于150℃) 15％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝馬來(lái)酸酐15％將納米凹凸棒粘土，E-20環(huán)氧樹脂和熔點(diǎn)低于150℃氧化聚乙烯蠟以上述比例混合均勻后，加入到表面溫度為130℃～150℃的雙輥開煉機(jī)中，混煉10～15分鐘，將得到的塊片狀混合物經(jīng)破碎后與乙烯-醋酸乙烯酯共聚物一同加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒(加工溫度為140℃～160℃)，得到納米凹凸棒粘土組合物。
實(shí)施例3制備納米凹凸棒粘土組合物的原料及含量如下，其中含量以重量％計(jì)納米凹凸棒粘土 50％E-12環(huán)氧樹脂 30％氧化聚乙烯蠟(熔點(diǎn)低于150℃)10％聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐 10％將納米凹凸棒粘土，E-12環(huán)氧樹脂和熔點(diǎn)低于150℃氧化聚乙烯蠟以上述比例混合均勻后，加入到表面溫度為130℃～140℃的雙輥開煉機(jī)中，混煉10～15分鐘，將得到的塊片狀混合物經(jīng)破碎后與聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐一同加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒(加工溫度為150℃～180℃)，得到納米凹凸棒粘土組合物。
實(shí)施例4制備納米凹凸棒粘土組合物的原料及含量如下，其中含量以重量％計(jì)納米凹凸棒粘土 55％E-12環(huán)氧樹脂 25％聚乙烯蠟(熔點(diǎn)低于150℃)10％聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐 10％將納米凹凸棒粘土，E-12環(huán)氧樹脂和熔點(diǎn)低于150℃聚乙烯蠟以上述比例混合均勻后，加入到表面溫度為130℃～140℃的雙輥開煉機(jī)中，強(qiáng)力混煉10～15分鐘，將得到的塊片狀混合物經(jīng)破碎后與聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐一同加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒(加工溫度為150℃～180℃)，得到納米凹凸棒粘土組合物。
納米凹凸棒粘土組合物用于工程塑料的熔融改性實(shí)施例5～16將由實(shí)施例1～4制備的納米凹凸棒粘土組合物分別與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和尼龍6(PA6)聚合物(基體樹脂)共混，并升溫至所用基體樹脂的加工溫度進(jìn)行熔融混合改性即可得經(jīng)納米凹凸棒粘土改性的聚合物。對(duì)納米凹凸棒粘土改性聚合物進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1。
表1中組合物濃度(wt％)是指納米凹凸棒粘土組合物濃度，并由下列公式計(jì)算獲得組合物濃度＝納米凹凸棒粘土組合物重量/(納米凹凸棒粘土組合物重量+基體樹脂重量)×100％實(shí)施例6和實(shí)施例7中所用組合物為實(shí)施例1制得的組合物；實(shí)施例9和實(shí)施例10中所用組合物為實(shí)施例2制得的組合物；實(shí)施例12和實(shí)施例13中所用組合物為實(shí)施例3制得的組合物；實(shí)施例15和實(shí)施例16中所用組合物為實(shí)施例4制得的組合物；實(shí)施例5、實(shí)施例11和實(shí)施例14為空白對(duì)照例。
表1

權(quán)利要求
1.一種用于熔融改性工程塑料的納米凹凸棒粘土組合物，其特征在于，所說(shuō)的納米凹凸棒粘土組合物，按質(zhì)量百分比計(jì)，由下列原料在130℃～180℃溫度混煉及固化粉碎得到；納米凹凸棒粘土 50％～60％含環(huán)氧基化合物 15％～20％低熔點(diǎn)助劑 15％～20％載體樹脂8％～20％其中所說(shuō)的含環(huán)氧基化合物為雙酚A環(huán)氧樹脂、線性酚醛環(huán)氧樹脂或端基含環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)化合物；所說(shuō)的低熔點(diǎn)助劑為熔點(diǎn)低于150℃的聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟；所說(shuō)的載體樹脂為酸酐接枝的聚烯烴、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚酯或/和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的納米凹凸棒粘土組合物，其特征在于，其中所說(shuō)的含環(huán)氧基化合物為平均環(huán)氧值為12～20的環(huán)氧樹脂。
3.如權(quán)利要求1所說(shuō)的納米凹凸棒粘土組合物，其特征在于，其中所說(shuō)的載體樹脂為熔融指數(shù)大于20的酸酐接枝的聚烯烴、相對(duì)黏度小于0.7的聚酯或相對(duì)黏度小于2.5的聚酰胺。
4.如權(quán)利要求1所說(shuō)的納米凹凸棒粘土組合物，其特征在于，其中所說(shuō)的工程塑料是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或尼龍6。
全文摘要
涉及一種用于熔融改性工程塑料的納米凹凸棒粘土組合物，所說(shuō)的納米凹凸棒粘土組合物，按質(zhì)量百分比計(jì)，由50％～60％的納米凹凸棒粘土、15％～20％的含環(huán)氧基化合物、15％～20％的低熔點(diǎn)助劑和8％～20％的載體樹脂為原料，在130℃～180℃溫度混煉及固化粉碎得到。所得的組合物能使納米凹凸棒粘土很好地分散在被改性的工程塑料(如PE、PET、PP、ABS、PS或PA6等)中，且與改性的工程塑料有良好的相容性，為充分發(fā)揮納米凹凸棒粘土的潛能奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)C08L23/00GK1962756SQ200610118680
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月23日
發(fā)明者邵佳敏, 王海洋, 樊曉燁, 唐頌超 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)