[发明专利]一种聚乙烯/聚苯乙烯/有机改性蒙脱土复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乙烯/聚苯乙烯/有机改性蒙脱土复合材料，采用Gemini表面活性剂通过插层进入蒙脱土片层，对蒙脱土片层进行有效剥离，并在超声条件下制备纳米蒙脱土；然后将有机改性蒙脱土依次与聚苯乙烯进行溶液共混，再与聚乙烯进行机械共混，制备聚乙烯/聚苯乙烯/有机改性蒙脱土复合材料。本发明将有机蒙脱土与聚苯乙烯溶液共混，促进其在聚乙烯/聚苯乙烯基体中的分散，通过机械共混，使得聚乙烯、聚苯乙烯分子链插层进入有机蒙脱土片层；制备的有机蒙脱土能够显著减小分散相的尺寸，同时使得相结构一定程度上发生转变，所得聚乙烯/聚苯乙烯/有机蒙脱土复合材料的性能得到大幅度提升，具有重要的推广应用价值。

技术领域

本发明属于复合材料制备领域，涉及一种聚乙烯/聚苯乙烯/有机改性蒙脱土复合材料及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯(PS)与其它通用型塑料相比，具有透明、成型性好、刚性好、电绝缘性能、绝热性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点，广泛应用于包装、电子、建筑、汽车、家电、仪表、日用品和玩具等行业；但PS的抗冲击性能、耐环境应力开裂及耐溶剂性能较差，热变形温度相对较低(70～98℃)，限制了其在生产生活中的应用。而聚乙烯(PE)具有良好的韧性、耐溶剂性，但刚性低、不易染色等优点，为获得综合性能优良的材料，人们对PS、PE进行改性研究，希望得到一种兼具PS、PE优良性能的复合材料。PS、PE是两种典型的不相容体系，两者之间界面张力大，简单的物理机械共混难以将两组分分散混合，因此解决PS、PE的相容性与界面的粘合性，是制备优良性能PS/PE复合材料的关键。

目前，对于聚乙烯和聚苯乙烯共混体系的增容研究主要有：1)非反应性增容：如中国专利一种聚苯乙烯/聚乙烯合金及其专用相容剂与制备方法，CN101230119A，通过制备PE-g-PS作为相容剂，制备聚乙烯/聚苯乙烯合金，有效改善PS和PE间的相容性，减小界面张力；但是，采用添加接枝物或嵌段共聚物作为相容剂，增容剂的合成方法复杂，且造价昂贵，同时也使得复合材料的强度有所降低；2)PS/PE的反应性增容：如中国专利原位反应增容制备聚乙烯/聚苯乙烯合金的方法，CN101402765A；中国专利一种聚乙烯-聚苯乙烯树脂及其制备方法，CN101704929A，该方法通过使分子间依靠共价键作用力结合，能够很大程度上提升合金的性能，但是存在着PE、PS需官能化及内自交联等缺陷；此外，中国专利基于界面增容的聚苯乙烯/聚烯烃纳米复合材料及制备方法，CN101709125A，通过硅烷偶联剂对纳米蒙脱土进行表面改性，制备聚苯乙烯/聚乙烯/纳米复合材料，该方法虽然简单，但制备的复合材料性能下降较大，且需要对纳米蒙脱土进行表面改性。

因此，进一步探索工艺简单、成本低、性能优异的PE、PS复合材料及其制备方法，具有重要的实际应用意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚乙烯/聚苯乙烯/有机改性蒙脱土复合材料及其制备方法，涉及的制备方法简单、反应条件温和、成本低，所得复合材料具有优异的使用性能，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种聚乙烯/聚苯乙烯/有机改性蒙脱土复合材料的制备方法，包括如下步骤：

1)有机改性蒙脱土的制备：蒙脱土和分散介质A混合，在50～90℃下，超声搅拌得蒙脱土悬浮液I；然后加入Gemini表面活性剂，进行二次超声搅拌，得有机改性蒙脱土悬浮液II；然后进行过滤后、洗涤，除去未插层进入蒙脱土层间的Gemini表面活性剂；最后经真空干燥、研磨、过筛，得有机改性蒙脱土(Gemini表面活性剂改性的纳米蒙脱土)；

2)聚苯乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的制备：将所得有机改性蒙脱土加入分散介质B中，进行超声搅拌得悬浮液III；然后加入一部分聚苯乙烯，进行二次超声搅拌至聚苯乙烯全部溶解，然后进行超声搅拌反应，再经旋蒸、真空干燥，得均匀的聚苯乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料；