[发明专利]一种玉米棒状聚苯胺负载埃洛石纳米管改性聚丙烯的制备方法

说明书

本发明公开了一种玉米棒状聚苯胺负载埃洛石纳米管改性PP的制备及方法，具体为在冰水浴中，在洗净的埃洛石纳米管上原位聚合苯胺，将在真空干燥得到的玉米棒状聚苯胺负载埃洛石纳米管复合粉末，按一定比例与PP塑料在高速混合机中混合，并经双螺杆挤出机挤出造粒后，采用注塑机注射成型，制得埃洛石纳米管‑聚苯胺/PP复合材料标准样条。本发明制得的玉米棒状聚苯胺负载埃洛石纳米管具有优异的导电、导热性和阻燃性，不仅能提升复合材料的力学性能，也能提高PP工程材料的电学及阻燃性能的目的，极大的扩展了PP的应用领域。

技术领域

本发明属于高分子复合材料制备技术领域，具体涉及一种玉米棒状聚苯胺负载埃洛石纳米管改性PP的制备及方法。

背景技术

埃洛石纳米管（HNT）是一种新型的纳米材料，一般外径40~100nm长度约为0.2~2μm，HNT是双层型铝硅酸盐，由内层铝氧八面体和外层的硅氧四面体晶格错位卷曲而成，价廉易得且具有优异的导热、阻燃及力学性能，目前对它的研究是国际材料领域的前沿和热点，与碳纳米管相比它具有独特的结构特点和明显的资源优势。

聚苯胺是一种合成高分子化合物，具有特殊的电学性能，它的这种电学性能体现在合成时pH、温度以及掺杂。特别是化学氧化合成过程中pH<2时，掺杂达到了40%，进行掺杂可使其电导率增加甚至十几个数量级，接近于金属电导率，采用埃洛石纳米管掺杂聚合物复合材料可显著提高聚合物的导电率。

PP 材料具有密度低，性价比高，加工性能优良，易回收利用等优点，是目前世界上应用最 广泛的热塑性塑料之一。与其它高分子材料一样，PP材料本身热导率低，具有很高的表面电阻，在使用过程中容易产生静电荷积累，是造成火灾等安全事故的重要隐患。同时PP工程材料在服役过程中，温度升高，若不能及时传导热量，不仅会加快PP材料老化速率，其最基本的力学性能也会大幅度下降。

在目前国内外文献中，对PP进行抗静电处理主要是通过添加大量炭黑、石墨及金属氧化物等为主，而埃洛石纳米管上原位聚合生长纳米导电聚合物的还鲜有报道，且在PP中加入埃洛石还能提高复合材料的力学性能和导热性。本发明成功的为制备新型综合性PP纳米复合材料提供了新的途径，在实际应用中具有广泛的社会经济效益和战略价值。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，通过在埃洛石纳米管上原位聚合聚苯胺，制备种玉米棒状聚苯胺负载埃洛石纳米管HNT-PANI粉末，然后将其与PP复合，得到一种HNT-PANI/PP复合材料，该材料具有良好的力学性能、抗静电性能和导热性，具有广泛的社会经济效益以及战略价值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种玉米棒状聚苯胺负载埃洛石纳米管改性聚丙烯的制备方法，在冰水浴中，在洗净的埃洛石纳米管上原位聚合苯胺，将在真空干燥得到的玉米棒状聚苯胺负载埃洛石纳米管复合粉末，按一定比例与PP塑料在高速混合机中混合，并经双螺杆挤出机挤出造粒后，采用注塑机注射成型，制得埃洛石纳米管-聚苯胺/PP复合材料标准样条。

所述一种玉米棒状聚苯胺负载埃洛石纳米管改性聚丙烯的制备方法，具体步骤如下：

1）埃洛石经过酸浸提纯，研磨过筛之后，超声分散于去离子水中，在低温反应浴中加入苯胺单体和过硫酸铵引发剂，低温聚合反应24h，然后静置2h，用去离子水和无水乙醇洗涤至无色，真空干燥，得到HNT-PANI粉末；

2）将HNT-PANI粉末按一定比例与PP和相容剂聚丙烯接枝马来酸酐PP-g-MAH在同向双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。其中双螺杆挤出机各段反应温度分别为180、185、190、190、195、195、195、200、205℃，模头温度为200℃，主机转速110r/min；最后采用注塑机注射成型，制得埃洛石纳米管-聚苯胺/PP复合材料标准样条，其中注塑机料筒温度为200-205℃，保压15s；

其中步骤1）中埃洛石纳米管与苯胺单体的质量比为1:0.5-1:2。