[发明专利]一种双邻苯二甲腈树脂/芳香胺有机化蒙脱土纳米复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热固性树脂复合材料技术领域，尤其涉及一种双邻苯二甲腈树脂/芳香胺有机化蒙脱土(简写为p-BA-OMMT)纳米复合材料及其制备方法。 

背景技术

双邻苯二甲腈树脂是一类新型的热固性高分子材料，该树脂具有优异的机械性能和热稳定性。在温度高达371℃时，机械性能长期保持稳定；温度达到450℃时，仍不出现玻璃化转变或发生软化。同时，双邻苯二甲腈树脂还具有优异的化学稳定性、阻燃性、防潮性及加工性，优于传统的环氧树脂和双马来酰亚胺等树脂，在航空航天、舰船、微电子及机械制造等领域具有广泛的应用前景。 

被称为天然纳米材料的蒙脱土是一种具有层状结构的硅酸盐，其结构片层均具有纳米尺度。片层间具有可交换的Na⁺，Ca²⁺，Mg²⁺或Al³⁺等阳离子，通过阳离子交换反应，即有机化处理，引入比上述离子体积更大的有机离子，使蒙脱土片层的层间距加大，可聚合单体进入撑开的层间，进而使层间距因单体聚合进一步增大甚至解离，使具有纳米尺度的结构片层在聚合物中分散；或者在与聚合物熔体混合的过程，因强剪切力或强热等作用，使有机化蒙脱土的纳米尺度结构片层剥离并均匀分散于聚合物基体中，从而形成聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料。这种插层复合技术能够实现有机物基体与无机物分散相在纳米尺度上真正的复合，所得到的纳米复合材料能够将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、可加工性及介电性完美地结合起来。自1987年日本研究人员AkaneOkada等用插层聚合方法制备尼龙6/粘土混杂材料以来，聚合物/粘土纳米复合材料（polymer/clay nanocomposites）实现了纳米相均匀分散、强界面结合和自组装，具有高模量、高强度、阻隔性好等常规聚合物/无机填料复合材料无法比拟的优点。因此，国内外对聚合物/粘土纳米复合材料的研究异常活跃。在短短二十几年时间内，他们成功制备了多种聚合物/粘土纳米复合材料。 

目前，报道的热固性树脂与有机化蒙脱土复合的材料主要有环氧树脂/有机化蒙脱土复合材料、聚苯并恶嗪/有机化蒙脱土复合材料、聚酰亚胺/有机化蒙脱土复合材料、酚醛树脂/有机化蒙脱土复合材料和异氰酸酯/有机化蒙脱土复合材 料，而双邻苯二甲腈树脂与有机化蒙脱土复合的材料在国内外尚未见报道。与传统热固性树脂相比，双邻苯二甲腈树脂具有耐高温、高强度、阻燃和耐化学腐蚀等特点，而且加工性能优良。与有机化蒙脱土复合制备高温复合材料，在汽车、机械、航空、航天和潜艇等领域具有广阔的应用前景。 

发明内容

本发明要解决的首要技术问题在于提供了一种力学性能良好、制备条件温和及易于加工成型的双邻苯二甲腈树脂/芳香胺有机化蒙脱土(p-BA-OMMT)纳米复合材料。 

同时，本发明还提供了上述双邻苯二甲腈树脂/芳香胺有机化蒙脱土复合材料的制备方法。 

同时，本发明还提供了上述复合材料中所用芳香胺有机化蒙脱土的制备方法。 

本发明通过以下技术方案实现： 

一种双邻苯二甲腈树脂/芳香胺有机化蒙脱土纳米复合材料，按质量份数计，双邻苯二甲腈单体100份，p-BA-OMMT 0.5～5份，固化剂4,4’-二氨基二苯醚二苯砜（p-BAPS）3份；p-BA-OMMT的优选范围0.5～2份；p-BA-OMMT更优选的范围是1~2份。 

双邻苯二甲腈单体在纳米复合材料中，本体聚合成为双邻苯二甲腈树脂。 

本发明所用的双邻苯二甲腈单体结构为： 

其中Ar：

双邻苯二甲腈单体的合成方法，可以参见中国专利CN1876615A，制得的双邻苯二甲腈单体的结构、性能也为中国专利CN1876615A所公开。双邻苯二甲腈单体优选二羟基二苯醚型双邻苯二甲腈单体或二羟基二苯甲酮型双邻苯二甲腈单体。 

本发明所用的蒙脱土为纳米钠基蒙脱土，其阳离子交换总量为100mmol/100g，由浙江虹丰粘土有限公司提供。芳香胺有机化蒙脱土是通过芳香胺改性 剂对钠基蒙脱土进行有机化改性获得的，所述改性剂为芳香胺改性剂，优选4,4’-二氨基二苯醚二苯砜（p-BAPS）。 

制备所述双邻苯二甲腈树脂/芳香胺有机化蒙脱土纳米复合材料的方法，包括以下步骤：