本發(fā)明涉及mc尼龍復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米有機改性磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)：

mc尼龍制品因其具有良好的物理穩(wěn)定性、化學(xué)耐腐蝕性和高耐磨性等優(yōu)點，在一定范圍內(nèi)可替代鋼、銅、鋁等金屬材料，適用于化工、機械、紡織、石油、電氣等應(yīng)用領(lǐng)域。但是純mc尼龍制品存在著尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和低溫韌性較差等缺陷，一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。目前，國內(nèi)已經(jīng)對mc尼龍的改性、制備復(fù)合材料開展了多方面研究，又以無機改性和有機改性較為集中。其中無機改性方法的主要手段是向尼龍中添加如紅磷、玻璃微球、碳纖維、二氧化鈦納米粒子等一種或多種無機填充材料，并取得了較好的尺寸穩(wěn)定性和韌性。如上海杰事杰新材料股份有限公司在cn1982373號專利，采用己內(nèi)酰胺單體進入潤漲后的無機蒙脫土層間中，再加入催化劑和活化劑，一鍋法直接反應(yīng)、澆鑄成型得到剝離蒙脫土/澆鑄尼龍納米復(fù)合材料。而株洲時代新材料科技股份有限公司在cn103073714a號專利，通過在液相體系中改性制備有機蒙脫土，再通過兩鍋法混合反應(yīng)，澆筑成型從而制備得到有機蒙脫土/澆鑄尼龍納米復(fù)合材料。四川大學(xué)在cn105254870a號專利中，利用偶聯(lián)及還原處理的氧化石墨烯加入至己內(nèi)酰胺單體中，減壓真空脫水后聚合制備得到單體澆鑄尼龍/石墨烯納米復(fù)合材料。根據(jù)上述公開信息，通過添加少量層狀或片狀納米材料，借助于納米材料的高比表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)，可以有效改善聚合物基體的剛度、強度、韌性等性能，從而增強復(fù)合材料的拉伸強度、沖擊強度和阻隔性能。

關(guān)于這類材料的研究僅集中于通過添加未改性的蒙脫土、表面修飾改性的有機蒙脫土或氧化石墨烯來改善無機納米填料與聚合物基體間的相互作用，目前尚未發(fā)現(xiàn)制備mc尼龍制備過程中通過摻雜改性磷酸鋯納米粒子的相關(guān)科研報道和發(fā)明專利。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的首要目的在于針對mc尼龍現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，通過添加具有良好平行結(jié)構(gòu)排列的層狀納米磷酸鋯，提供一種比mc尼龍具有更優(yōu)良的物理、機械性能和阻隔性能的納米有機改性磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種納米有機改性磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的制備方法及其在汽車油箱制造中的應(yīng)用。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種納米有機改性磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料由有機磷酸鋯、己內(nèi)酰胺單體、催化劑、引發(fā)劑和硅烷偶聯(lián)劑反應(yīng)制備得到，所述有機磷酸鋯和己內(nèi)酰胺單體總質(zhì)量比為1～5：100；硅烷偶聯(lián)劑與有機磷酸鋯質(zhì)量比為0.25～1:1；所述催化劑與有機磷酸鋯的質(zhì)量比為1～5:1；所述引發(fā)劑與有機磷酸鋯的質(zhì)量比為1～5:1。

所述催化劑為naoh,koh,lioh,nah,lih中的一種或幾種組成。

所述引發(fā)劑為聚異氰酸酯膠、十二烷基異氰酸酯、十六烷基異氰酸酯、叔丁基異氰酸酯、壬基異氰酸酯、癸基異氰酸酯、辛基異氰酸酯或間甲苯異氰酸酯的任意一種。所述硅烷偶聯(lián)劑為所述的硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷(kh550)，γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(kh560)，γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(kh570)中的一種或多種組成。

所述有機磷酸鋯包括以下制備步驟：

s1.α-磷酸鋯制備，將10gzrocl2.8h2o、10gnaf加入100ml蒸餾水的反應(yīng)瓶中，攪拌溶解，加入50ml85wt％的h3po4，抽盡瓶中空氣，通入n2，25℃下電磁攪拌反應(yīng)196h，高速離心分離沉淀，用蒸餾水反復(fù)洗滌至ph值為中性，60℃下真空干燥即得α-磷酸鋯粉末；

s2.稱取1.0g步驟s1制備得到的α-磷酸鋯粉末，加入25ml的去離子水中，滴加0.1～0.4cec當(dāng)量的正丁胺進行預(yù)撐，40℃水浴攪拌6h后，再繼續(xù)滴加0.6～0.9cec當(dāng)量的gemini季銨鹽陽離子表面活性劑進行改性，50℃恒溫水浴攪拌條件下繼續(xù)反應(yīng)24h，高速離心分離沉淀，分別用50％v/v的乙醇溶液和去離子水離心洗滌，60℃下真空干燥即得有機磷酸鋯，所述有機磷酸鋯層間距為2.5～3.5nm。

α-磷酸鋯是一種具有規(guī)整形狀的層狀無機化合物，每一層由近似處于同一平面的zr原子以及將zr原子夾在中間的上下兩層o3p-oh構(gòu)成。其層與層之間是通過范德華力堆積在一起，層間距為0.76nm，指向?qū)觾?nèi)空間的o3p-oh基團與zr原子共用3個氧原子，其氫質(zhì)子(p-oh)可以被交換。由于磷酸鋯分子中磷酸基團的氫質(zhì)子可以在層內(nèi)空間自由擴散，加之該無機化合物的良好熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，因此制備容易，晶形好，純度高；且不溶于水和有機溶劑，耐強酸，熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性高，機械強度高，層狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，與具有兩個疏水基和兩個親水基團的gemini季銨鹽陽離子表面活性劑將α-磷酸鋯活化處理后，可以有效降低納米材料的表面張力，制備得到單個片層狀的納米有機磷酸鋯。通過層復(fù)合技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)尼龍與有機磷酸鋯在納米尺度上的復(fù)合，所得納米復(fù)合材料可將無機物的剛性、尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性與聚合物的韌性、可加工性及介電性結(jié)合起來，可制備出高強度、高耐熱性、高阻隔和阻燃性的復(fù)合材料，在改進聚合物的機械增強、氣體滲透性方面有廣泛的應(yīng)用前景，尤其是可加工制備成汽車油箱在汽車工業(yè)制造中得到應(yīng)用。

所述α-磷酸鋯粒徑尺寸為100～400nm，層間距為0.76nm，且離子交換量(cec)為190～200mmol/100g；

所述步驟s2中，α-磷酸鋯首先經(jīng)0.1～0.4cec當(dāng)量的正丁胺預(yù)撐，然后再加入0.6～0.9cec當(dāng)量的gemini季銨鹽陽離子表面活性劑進行插層改性，gemini季銨鹽陽離子表面活性劑由乙撐基雙(十二烷基二甲基氯化銨)、乙撐基雙(十四烷基二甲基氯化銨)、乙撐基雙(十六烷基二甲基氯化銨)、乙撐基雙(十八烷基二甲基氯化銨)、丙撐基雙(十二烷基二甲基氯化銨)中的一種或多種組成。

本發(fā)明所使用的α-磷酸鋯，是一種具有良好阻氣、阻濕性能、片層結(jié)構(gòu)的無機納米材料。而α-磷酸鋯經(jīng)過正丁胺、具有兩個疏水基和兩個親水基團的新型gemini季銨鹽陽離子表面活性劑依次進行預(yù)撐、化學(xué)改性后，具有更大的層間距的同時減少絮聚，制得分散性良好的片狀有機磷酸鋯，其阻氣、阻濕性能進一步提升。

所述納米有機改性磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：

y1.將有機磷酸鋯加入到裝有50％～90％己內(nèi)酰胺單體總質(zhì)量的反應(yīng)釜a中，低速攪拌條件下逐漸加熱升溫至100～120℃，待己內(nèi)酰胺單體完全熔融后，抽真空并調(diào)高轉(zhuǎn)速，在真空狀態(tài)、超高速攪拌條件下實現(xiàn)有機磷酸鋯的良好分散，再加入硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌15～60min后加入催化劑并升溫至130～140℃，得物料一，在0.1mpa、保溫、超高速攪拌條件下保存；

y2.將裝有10％～50％己內(nèi)酰胺單體總質(zhì)量的反應(yīng)釜b中，邊攪拌邊升溫至70～80℃抽真空，待單體熔融后加入引發(fā)劑，繼續(xù)抽真空至0.1mpa并升溫至130～140℃，繼續(xù)抽真空10min，得物料二；

y3.將步驟y1所得物料一和步驟y2所得物料二混合，轉(zhuǎn)移至150～180℃的模具中，置于50～80℃烘箱中，保溫反應(yīng)10～30min，自然冷卻后脫模，得納米有機改性磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料。在己內(nèi)酰胺單體熔融狀態(tài)下，采用高速攪拌，依靠攪拌溶液的剪切力，實現(xiàn)有機磷酸鋯納米粒子在己內(nèi)酰胺單體中的均勻分散，借助硅烷偶聯(lián)劑實現(xiàn)有機磷酸鋯和己內(nèi)酰胺單體的有效結(jié)合。借助納米粒子的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和片狀結(jié)構(gòu)，提高了有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的拉伸強度、沖擊強度和阻隔性能。

所述步驟y1中，反應(yīng)釜一中的低速攪拌為400～800r/min，超高速攪拌為8000～10000r/min。

所述的反應(yīng)釜a中催化劑的加入量與有機磷酸鋯的質(zhì)量比為1～5:1。

所述的反應(yīng)釜b中引發(fā)劑的加入量與有機磷酸鋯的質(zhì)量比為1～5:1。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及有益效果：

(1)本發(fā)明提供的納米有機改性磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料，創(chuàng)造性的將有機改性磷酸鋯澆筑于mc尼龍體系中，利用磷酸鋯分子層狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、磷酸基團的氫質(zhì)子可以在層內(nèi)空間自由擴散的特點，加之該無機化合物的良好熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，制備出尺寸穩(wěn)定、高強度、高耐熱性、高阻隔和阻燃性的復(fù)合材料。

(2)本發(fā)明所提供的納米有機改性磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料，在攪拌分散過程中，經(jīng)過多次實驗總結(jié)，科學(xué)設(shè)計攪拌轉(zhuǎn)速利用攪拌溶液的剪切力，有效增強有機磷酸鋯的均勻分散，巧妙結(jié)合硅烷偶聯(lián)劑與有機磷酸鋯的比例，借助納米粒子的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和片狀結(jié)構(gòu)，提高了有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的拉伸強度、沖擊強度和阻隔性能。

(3)本發(fā)明制備納米有機改性磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的方法簡單、設(shè)備要求低、無污染，適宜工業(yè)化，可加工制備成汽車油箱在汽車生產(chǎn)工業(yè)中得到應(yīng)用。

附圖說明

圖1本發(fā)明所述的α-磷酸鋯的sem圖。

圖2改性后制備得到有機磷酸鋯的tem圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步詳細說明本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明實施例使用的各種原料均可以通過常規(guī)市購得到，或根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備得到，所用設(shè)備為實驗常用設(shè)備。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員所熟悉的意義相同。

本發(fā)明創(chuàng)造性地將有機磷酸鋯加入mc尼龍復(fù)合材料中，制備出一種比mc尼龍具有更優(yōu)良的物理、機械性能和阻隔性能的納米磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料。

實施例1

(1)有機磷酸鋯的制備：

s1.在反應(yīng)瓶中加入10gzrocl2·8h2o、10gnaf和100ml蒸餾水，攪拌溶解后加入50ml85wt％的h3po4，抽盡反應(yīng)瓶中空氣后再通入n2，25℃下電磁攪拌繼續(xù)反應(yīng)196h，高速離心分離沉淀，用蒸餾水反復(fù)洗滌至ph值為中性，60℃下真空干燥后研磨制得α-磷酸鋯粉末，測得其cec(陽離子交換量)為195mmol/100g，層間距為0.76nm。

s2.稱取4.0g步驟s1制備得到的α-磷酸鋯粉末，分散于100ml的去離子水中，然后滴加0.1cec的正丁胺進行預(yù)撐，40℃恒溫水浴攪拌反應(yīng)6h后，再繼續(xù)滴加0.9cec的乙撐基雙(十二烷基二甲基氯化銨)進行化學(xué)改性，50℃恒溫水浴攪拌條件下繼續(xù)反應(yīng)24h。高速離心分離沉淀，分別用50％(v/v)的乙醇溶液和去離子水離心洗滌，60℃下真空干燥后研磨得有機磷酸鋯樣品。利用xrd檢測和布拉格公式計算得到改性磷酸鋯的層間距為3.50nm。

(2)有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的制備：

y1.稱取100g的有機磷酸鋯加入到裝有10kg己內(nèi)酰胺單體的反應(yīng)釜a中，400r/min攪拌條件下逐漸加熱升溫至100～120℃，待己內(nèi)酰胺單體完全熔融后，調(diào)高轉(zhuǎn)速至8000r/min并抽真空，在0.1mpa真空、高速攪拌條件下實現(xiàn)有機磷酸鋯的均勻分散。再加入100g的3-氨丙基三乙氧基硅烷(kh550)，繼續(xù)攪拌15min后加入1250ml的40％的氫氧化鈉溶液并升溫至130℃，得物料一在0.1mpa、130℃、8000r/min超高速攪拌條件下保存；

y2.將裝有5kg，10％內(nèi)酰胺單體的反應(yīng)釜b中，邊攪拌邊升溫至70℃就開始抽真空，待單體熔融后加入100g的聚異氰酸酯膠，繼續(xù)抽真空至0.1mpa并升溫至130℃，10000r/min條件下繼續(xù)反應(yīng)10min，得物料二；

y3.將步驟y1所得物料一和步驟y2所得物料二混合，轉(zhuǎn)移至150℃的模具中，置于烘箱中調(diào)節(jié)溫度至50℃，繼續(xù)保溫反應(yīng)10min，自然冷卻后脫模得有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料。

實施例2

(1)有機磷酸鋯的制備：

s1.與實施例1相同；

s2.稱取10g步驟s1制備得到的α-磷酸鋯粉末，分散于250ml的去離子水中，然后滴加0.2cec的正丁胺進行預(yù)撐，40℃恒溫水浴攪拌反應(yīng)6h后，再繼續(xù)滴加0.8cec的乙撐基雙(十四烷基二甲基氯化銨)進行化學(xué)改性，50℃恒溫水浴攪拌條件下繼續(xù)反應(yīng)24h。高速離心分離沉淀，分別用50％(v/v)的乙醇溶液和去離子水離心洗滌，60℃下真空干燥后研磨得有機磷酸鋯樣品。利用xrd檢測和布拉格公式計算得到改性磷酸鋯的層間距為3.30nm。

(2)有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的制備：

y1.稱取200g的有機磷酸鋯加入到裝有6kg己內(nèi)酰胺單體的反應(yīng)釜a中，600r/min攪拌條件下逐漸加熱升溫至110℃，待己內(nèi)酰胺單體完全熔融后，調(diào)高轉(zhuǎn)速至9000r/min并抽真空，在0.1mpa真空、高速攪拌條件下實現(xiàn)有機磷酸鋯的均勻分散。再加入100g的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(kh560)，繼續(xù)攪拌30min后加入500ml的80％的氫氧化鈉溶液并升溫至135℃，得物料一，在0.1mpa、135℃9000r/min超高速攪拌條件下保存；

y2.將裝有4kg，己內(nèi)酰胺單體的反應(yīng)釜b中，邊攪拌邊升溫至75℃就開始抽真空，待單體熔融后加入200g的聚異氰酸酯膠，繼續(xù)抽真空至0.1mpa并升溫至135℃，10000r/min條件下繼續(xù)反應(yīng)20min，得物料二；

y3.將步驟y1所得物料一和步驟y2所得物料二混合，轉(zhuǎn)移至160℃的模具中，置于烘箱中調(diào)節(jié)溫度至60℃，繼續(xù)保溫反應(yīng)15min，自然冷卻后脫模得有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料。

實施例3

(1)有機磷酸鋯的制備：

s1.與實施例1相同；

s2.稱取100g步驟s1制備得到的α-磷酸鋯粉末，分散于2500ml的去離子水中，然后滴加0.3cec的正丁胺進行預(yù)撐，40℃恒溫水浴攪拌反應(yīng)6h后，再繼續(xù)滴加0.7cec的乙撐基雙(十六烷基二甲基氯化銨)進行化學(xué)改性，50℃恒溫水浴攪拌條件下繼續(xù)反應(yīng)24h。高速離心分離沉淀，分別用50％(v/v)的乙醇溶液和去離子水離心洗滌，60℃下真空干燥后研磨得有機磷酸鋯樣品。利用xrd檢測和布拉格公式計算得到改性磷酸鋯的層間距為2.90nm。

(2)有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的制備：

y1.稱取300g的有機磷酸鋯加入到裝有7kg己內(nèi)酰胺單體的反應(yīng)釜a中，800r/min攪拌條件下逐漸加熱升溫至110℃，待己內(nèi)酰胺單體完全熔融后，調(diào)高轉(zhuǎn)速至10000r/min并抽真空，在0.1mpa真空、高速攪拌條件下實現(xiàn)有機磷酸鋯的均勻分散。再加入100g的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(kh570)，繼續(xù)攪拌60min后加入1000ml的80％的氫氧化鈉溶液并升溫至140℃，得物料一在0.1mpa、140℃、10000r/min超高速攪拌條件下保存；

y2.將裝有3kg己內(nèi)酰胺單體的反應(yīng)釜b中，邊攪拌邊升溫至80℃就開始抽真空，待單體熔融后加入900g的聚異氰酸酯膠，繼續(xù)抽真空至0.1mpa并升溫至140℃，10000r/min條件下繼續(xù)反應(yīng)10min，得物料二；

y3.將步驟y1所得物料一和步驟y2所得物料二混合，轉(zhuǎn)移至180℃的模具中，置于烘箱中調(diào)節(jié)溫度至80℃，繼續(xù)保溫反應(yīng)30min，自然冷卻后脫模得有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料。

實施例4

(1)有機磷酸鋯的制備：

s1.與實施例1相同；

s2.稱取100g步驟s1制備得到的α-磷酸鋯粉末，分散于2500ml的去離子水中，然后滴加0.4cec的正丁胺進行預(yù)撐，40℃恒溫水浴攪拌反應(yīng)6h后，再繼續(xù)滴加0.6cec的乙撐基雙(十八烷基二甲基氯化銨)進行化學(xué)改性，50℃恒溫水浴攪拌條件下繼續(xù)反應(yīng)24h。高速離心分離沉淀，分別用50％(v/v)的乙醇溶液和去離子水離心洗滌，60℃下真空干燥后研磨得有機磷酸鋯樣品。利用xrd檢測和布拉格公式計算得到改性磷酸鋯的層間距為2.70nm。

(2)有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的制備：

y1.稱取400g的有機磷酸鋯加入到裝有8kg己內(nèi)酰胺單體的反應(yīng)釜a中，700r/min攪拌條件下逐漸加熱升溫至110℃，待己內(nèi)酰胺單體完全熔融后，調(diào)高轉(zhuǎn)速至9000r/min并抽真空，在0.1mpa真空、高速攪拌條件下實現(xiàn)有機磷酸鋯的均勻分散。再加入100g的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(kh570)，繼續(xù)攪拌40min后加入1000ml的40％的氫氧化鈉溶液并升溫至140℃，得物料一，在0.1mpa、140℃、9000r/min超高速攪拌條件下保存；

y2.將裝有2kg己內(nèi)酰胺單體的反應(yīng)釜b中，邊攪拌邊升溫至70～80℃就開始抽真空，待單體熔融后加入2000g的聚異氰酸酯膠，繼續(xù)抽真空至0.1mpa并升溫至140℃，10000r/min條件下繼續(xù)反應(yīng)10min，得物料二；

y3.將步驟y1所得物料一和步驟y2所得物料二混合，轉(zhuǎn)移至170℃的模具中，置于烘箱中調(diào)節(jié)溫度至80℃，繼續(xù)保溫反應(yīng)30min，自然冷卻后脫模得有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料4。

實施例5

(1)有機磷酸鋯的制備：

s1.與實施例1相同；

s2.稱取100g步驟s1制備得到的α-磷酸鋯粉末，分散于250ml的去離子水中，然后滴加0.5cec的正丁胺進行預(yù)撐，40℃恒溫水浴攪拌反應(yīng)6h后，再繼續(xù)滴加0.5cec的乙撐基雙(十八烷基二甲基氯化銨)進行化學(xué)改性，50℃恒溫水浴攪拌條件下繼續(xù)反應(yīng)24h。高速離心分離沉淀，分別用50％(v/v)的乙醇溶液和去離子水離心洗滌，60℃下真空干燥后研磨得有機磷酸鋯樣品。利用xrd檢測和布拉格公式計算得到改性磷酸鋯的層間距為2.50nm。

(2)有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的制備：

y1.稱取500g的有機磷酸鋯加入到裝有9kg己內(nèi)酰胺單體的反應(yīng)釜a中，1000r/min攪拌條件下逐漸加熱升溫至100℃，待己內(nèi)酰胺單體完全熔融后，調(diào)高轉(zhuǎn)速至10000r/min并抽真空，在0.1mpa真空、高速攪拌條件下實現(xiàn)有機磷酸鋯的均勻分散。再加入500g的γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(kh570)，繼續(xù)攪拌50min后加入2500ml的80％的氫氧化鈉溶液并升溫至140℃，得物料一，在0.1mpa、140℃、10000r/min超高速攪拌條件下保存；

y2.將裝有1kg己內(nèi)酰胺單體的反應(yīng)釜b中，邊攪拌邊升溫至80℃就開始抽真空，待單體熔融后加入500g的聚異氰酸酯膠，繼續(xù)抽真空至0.1mpa并升溫至140℃，10000r/min條件下繼續(xù)反應(yīng)10min，得物料二；

y3.將步驟y1所得物料一和步驟y2所得物料二混合，轉(zhuǎn)移至180℃的模具中，置于烘箱中調(diào)節(jié)溫度至70℃，繼續(xù)保溫反應(yīng)20min，自然冷卻后脫模得有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料5。

對比例1：

采用不摻有有機磷酸鋯的mc尼龍材料作為現(xiàn)有技術(shù)做比例

稱取定量的己內(nèi)酰胺加入到反應(yīng)釜中密封，升溫到100～120℃，待己內(nèi)酰胺單體完全熔融后抽真空，在0.1mpa真空、120℃下脫除水分和低沸點雜質(zhì)，30min后加入naoh，每100ml己內(nèi)酰胺中加入0.3mol的naoh，攪拌抽真空并升溫至160℃，再添加聚異氰酸酯膠，每100ml己內(nèi)酰胺中添加0.3mol的聚異氰酸酯，繼續(xù)攪拌反應(yīng)15min；最后快速轉(zhuǎn)移至170℃的模具中，恒溫聚合30min，待自然冷卻后脫模得到mc尼龍材料。

將實施例1～5及對比例1進行拉伸強度、沖擊強度、彎曲模量和阻隔性能的測定。具體的測定結(jié)果如表1所示。

表1納米有機改性磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料性能測試結(jié)果

以上結(jié)果表明添加了有機改性磷酸鋯的尼龍復(fù)合材料相比對比例其拉伸強度提升了28％，沖擊強度提升了一倍，阻隔性、韌性明顯由于對比例。

本發(fā)明的納米有機改性磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料，α-磷酸鋯經(jīng)過正丁胺、具有兩個疏水基和兩個親水基團的新型gemini季銨鹽陽離子表面活性劑依次進行預(yù)撐、化學(xué)改性后，如圖1所示的α-磷酸鋯的sem圖具有更大的層間距的同時減少絮聚，制得分散性良好的片狀有機磷酸鋯，其阻隔性能有了顯著的提升。同時借助納米粒子的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和片狀結(jié)構(gòu)，提高了有機磷酸鋯/mc尼龍復(fù)合材料的拉伸強度、沖擊強度。如圖2所示改性后制備得到有機磷酸鋯的tem圖，磷酸鋯分子層狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、磷酸基團的氫質(zhì)子可以在層內(nèi)空間自由擴散的特點，加之該無機化合物的良好熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，能有效提高復(fù)合材料的強度、耐熱性、阻隔性和阻燃性。

發(fā)明人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細工藝設(shè)備和工藝流程才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。