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，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)明通過對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、相對黏度(η)小于0.7的聚酯或相對黏度(η)小于2.5的聚酰胺。
本發(fā)明所說的納米凹凸棒粘土組合物可用于聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(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。通過對所得改性聚合物的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
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，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于常州一維納米材料有限公司；E-20環(huán)氧樹脂(按國標(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。對納米凹凸棒粘土改性聚合物進(jìn)行性能測試，結(jié)果見表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所說的納米凹凸棒粘土組合物，其特征在于，其中所說的含環(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所說的納米凹凸棒粘土組合物，其特征在于，其中所說的載體樹脂為熔融指數(shù)大于20的酸酐接枝的聚烯烴、相對黏度小于0.7的聚酯或相對黏度小于2.5的聚酰胺。
4.如權(quán)利要求1所說的納米凹凸棒粘土組合物，其特征在于，其中所說的工程塑料是聚對苯二甲酸乙二醇酯、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C08L23/00GK1962756SQ200610118680
公開日2007年5月16日 申請日期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 申請人:華東理工大學(xué)