专利名称：一种聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料的制备及其辐照改性的方法
技术领域：
属纳米复合材料制造技术领域，确切地说是一种对纳米复合材料的辐照改性技术。
背景技术：
聚烯烃(主要是聚乙烯与聚丙烯)是来源丰富、价格便宜的通用塑料，制备其纳米复合材料具有很大的工业意义，目前研究的热点集中在聚烯烃/层状硅酸盐复合的纳米材料。
制备聚烯烃/层状硅酸盐纳米材料的方法很多，熔融共混是其中最常用、最易实现产业化的方法，但由于聚烯烃材料与纳米材料的极性存在差异，以共混方法很难直接达到纳米级分散相尺度，可以通过采用各种表面处理技术(如使用偶联剂、分散剂等)来降低两者极性的差异以改善相容性，再在加工的剪切力的作用下，使纳米材料分散于基体材料中，制备出高分子纳米材料，但由于纳米材料高的表面能与自聚集倾向，这种分散是热力学不稳定的，在高温工况下使用其机械性能明显下降，而材料的常温长期使用性能也是大家心存疑虑的问题。在理论上，聚烯烃/层状硅酸盐纳米材料可以取代普通改性的聚烯烃产品获得广泛的应用，由于以上原因，虽然聚烯烃/层状硅酸盐纳米材料工业化制备技术早已经成熟，但是实际大批量应用的场合却很少。
发明内容
本发明是要制备一种高分子纳米材料，并通过辐照改性工艺来提高聚烯烃纳米材料及其制品的长期使用性能及热稳定性能。
本发明的技术方案是将聚烯烃100(重量百分数)，层状硅酸盐1～10，相容剂0.5～10，交联敏化剂0.1～10，其他助剂0～20，在双螺杆挤出机中共混造粒，加工温度为140℃～230℃，得到复合材料的原料；将原料干燥后，使用常规的塑料制品加工成型方法，如挤出、注射、压制等制备所需的各种制品然；后将制品用Co60或电子加速器对其进行辐照，辐照剂量在5～160KGy，使聚烯烃/层状硅酸盐复合材料发生交联反应。实施本发明后，由于辐照改性不仅仅是使聚烯烃分子之间形成交联网状结构，而且使聚烯烃、交联敏化剂、层状硅酸盐、烷基铵盐等各种组份之间发生化学反应，改善各组份之间的相容性，提高材料整体稳定性。
图1，为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式取重量百分数为聚烯烃100份，层状硅酸盐1～10份，相容剂0.5～10份，交联敏化剂0.1～10份，其他助剂0～20份。
其中聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯中的一种或一种以上的混合物。层状硅酸盐为蒙托土、高岭土、海泡石等具有层状结构的无机盐，在制备复合材料之前，层状硅酸盐应经过烷基铵盐类插层处理，使其成为有机化层状硅酸盐。
相容剂为偶联剂或丙烯酰胺、马来酸酐、丙烯酸等接枝改性的聚烯烃。
交联敏化剂为多官能团不饱和化合物，如三烯丙基异氰尿酸酯、二甲基丙烯酸四甘醇酯(TEGDM)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等。
其他助剂根据不同的产品使用要求而添加，如需要颜色可选择各种无机或有机颜料；需要更高强度可添加玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、晶须等增强材料；需要减摩耐磨可添加石墨、二硫化钼等润滑剂。
工艺步骤为将上述原料在双螺杆挤出机中共混造粒，加工温度为140℃～230℃，得到复合材料原料；将原料干燥后，使用常规的塑料制品加工成型方法，制备所需的各种制品；将制品用Co60或电子加速器对其进行辐照，辐照剂量在5～200KGy，使聚烯烃/层状硅酸盐复合材料发生交联及其他反应。
与现有技术相比，本发明提高了材料的长期使用性能及热稳定性能。
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明
实施例1表1 单位公斤
将表1中各相组分原料在双螺杆挤出机中共混造粒，加工温度140℃～180℃，得到复合材料原料；将原料干燥后，用塑料注射成型机注射成标准试样；将试样用Co60对其进行辐照，辐照剂量在120KGy，用力学试验机测试其力学性能如下
实施例2表2 单位公斤
将表2中各相组分原料在双螺杆挤出机中共混造粒，加工温度为180℃～220℃，得到复合材料原料；将原料干燥后，用塑料注射成型机注射成标准试样；将试样用电子加速器对其进行辐照，辐照剂量在160KGy，用力学试验机测试其力学性能如下
实施例3表3 单位公斤
将表3中各相组分原料在双螺杆挤出机中共混造粒，加工温度为140℃～180℃，得到复合材料原料；将原料干燥后，用塑料注射成型机注射成标准试样；将试样用电子加速器对其进行辐照，辐照剂量在80～120KGy，所制备的材料具有良好的摩擦磨损性能。
权利要求
1.一种聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料的制备，包含有聚烯烃和层状硅酸盐，其特征是还加有相容剂和交联敏化剂，其组成的重量百分数为聚烯烃100层状硅酸盐1～10相容剂0.5～10交联敏化剂0.1～10其他助剂 0～20制备步骤1)将上述原料在双螺杆挤出机中共混造粒，加工温度为140℃～230℃，得到复合材料原料；2)将原料干燥后，使用常规的塑料制品加工成型方法，如挤出、注射、压制等，制备所需的各种制品。
2.根据权利要求1所述的纳米复合材料的制备，其特征是所述的聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯中的一种或一种以上的温合物。
3.根据权利要求1所述的纳米复合材料的制备，其特征是所述的层状硅酸盐为蒙托土、高岭土、海泡石等具有层状结构的无机盐，在制备复合材料之前，层状硅酸盐应经过烷基铵盐类插层处理，使其成为有机化层状硅酸盐。
4.根据权利要求1所述的纳米复合材料的制备，其特征是所述的相容剂为偶联剂或丙烯酰胺、马来酸酐、丙烯酸等接枝改性的聚烯烃。
5.根据权利要求1所述的纳米复合材料的制备，其特征是所述的交联敏化剂为多官能团不饱和化合物，如三烯丙基异氰尿酸酯、二甲基丙烯酸四甘醇酯(TEGDM)、三甲基丙烯酸三羟基丙酯(TMPTM)等。
6.根据权利要求1所述的纳米复合材料的制备，其特征是所述的其他助剂，根据不同的产品使用要求而添加，如需要颜色可选择各种无机或有机颜料；需要更高强度可添加玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、晶须等增强材料；需要减摩耐磨可添加石墨、二硫化钼等润滑剂。
7.一种聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料辐照改性的方法，其特征是将制品用Co60或电子加速器对其进行辐照，辐照剂量在5～160KGy，使聚烯烃/层状硅酸盐复合材料发生交联反应。
全文摘要
一种聚烯烃/层状硅酸盐纳米复合材料的制备及其辐照改性的方法。属纳米复合材料制造技术领域，是一种纳米复合材料的辐照改性技术。其特征是用聚烯烃、层状硅酸盐、相容剂、交联敏化剂等制备成纳米复合材料原料，用此原料制备成所需要的各种制品，用Co
文档编号C08K3/00GK1740219SQ20041005394
公开日2006年3月1日 申请日期2004年8月24日 优先权日2004年8月24日
发明者潘钢梁, 李小慧 申请人:上海材料研究所