[发明专利]一种具有双连续结构聚烯烃/聚酰胺合金材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子合金材料，特别涉及一种具有双连续结构的聚烯烃/聚酰胺合金材料的制备方法。

背景技术

二元聚合物共混物是一种高分子合金材料，它是指借助于物理或化学的方法，将两种聚合物共同混合形成的高分子材料，将聚合物共混后可以获得综合性能优良的高分子材料。二元聚合物共混物按照其形态结构划分可分为单相连续结构和双连续结构。单相连续结构是指在聚合物的共混体系的两相中，一相为连续相，另一相为分散在连续相中的分散相。双连续结构是指在聚合物的共混体系中的每一组份都会形成贯穿整个共混体系的连续相。与具有单相连续结构的聚合物共混物相比，双连续结构的聚合物共混物有许多优点，例如：对于材料性能而言，具有双连续结构的聚合物共混物的拉伸强度大于具有相似组成的单相连续结构聚合物共混物，而且大于其各组份强度的简单加和；对于材料功能而言，具有双连续结构的聚合物共混物可以制备高阻隔性材料或使用选择性溶剂将其中的一相溶解掉，得到多孔材料，可在过滤膜、支架等领域应用。

对于大多数的不相容聚合物共混物体系，双连续结构都是在两种组份含量相接近的情况下比较容易形成。但是从材料改性的角度而言，在材料最终性能可以保证的情况下，为了提高改性效率，两组份的含量差距越大越好。

将聚烯烃与聚酰胺进行共混后形成的具有双连续结构的聚烯烃/聚酰胺合金材料，人们可以使用选择性溶剂将其中的一相溶解掉，得到多孔材料，用作过滤膜和催化剂载体等。但是对于大多数的不相容聚合物共混物体系，双连续结构都是在两种组份含量相接近的情况下比较容易形成。如美国专利20070116737A1公开了一种通过熔融共混的加工方法制备出具有双连续结构A/B合金材料，其中A为可降解高分子材料，B为不可降解高分子材料并且A/B不相容。该合金材料可制成多孔材料，但是形成双连续结构A、B两种组份含量接近相等，在A或B有一相为低含量时就很难形成双连续结构。Leibler等人(Design and properties of co-continuous nanostructured polymers byreactive blending，Nature Materials，2002，1，54)成功制备出稳定的聚乙烯/聚酰胺6双连续结构，其中聚酰胺6的含量为20wt％。它首先是将乙烯、丙烯酸乙酯和马来酸酐在高温高压的条件下自由基引发剂引发聚合形成分子量为9300的聚乙烯，然后通过缩聚反应制得分子量为2500的聚酰胺6，最后将制备的聚乙烯和聚酰胺6通过挤出机中在220℃熔融共混挤出，得到具有双连续结构的聚乙烯/聚酰胺6合金材料，但是在他制备的具有双连续结构的聚乙烯/聚酰胺6共混体系中，若聚乙烯和聚酰胺6的分子量过高则无法形成双连续结构，因此对原料聚酰胺6、聚乙烯的分子量要求较为苛刻，其中聚酰胺6的分子量为2500，聚乙烯的分子量9300，且制备工艺复杂，成本较高，不适用于工业化生产。

发明内容

鉴于以上问题，本发明解决的技术问题在于提供一种以聚酰胺作为少数相与聚烯烃通过熔融共混的方式制备出具有双连续结构的聚烯烃/聚酰胺合金材料的制备方法，并且采用所述方法制备出聚烯烃/聚酰胺合金材料的工艺简单，适用于工业化生产。

本发明提供一种具有双连续结构的聚烯烃/聚酰胺合金材料的制备方法，包括：

将重量比为3～20∶80～97的官能化聚丁二烯和经辐照或加有过氧化物引发剂的聚烯烃混合后放入挤出机中在160℃～210℃熔融挤出造粒，得到第一反应产物；

将重量比为70～85∶15～30的所述第一反应产物和聚酰胺混合后放入挤出机中在230℃～300℃共混挤出造粒，得到具有双连续结构的聚烯烃/聚酰胺合金材料。

优选的，所述官能化的聚丁二烯由分子量为600～10000的1，4结构的聚丁二烯和/或1，2结构的聚丁二烯制得。

优选的，所述官能化聚丁二烯的官能化基团为马来酸酐、丙烯酸或甲基丙烯酸缩水甘油酯。

优选的，所述辐照的辐照源为γ射线辐射源或电子加速器电子辐射源。

优选的，所述辐照的剂量为10kGy～50kGy。

优选的，所述过氧化物引发剂为过氧化二异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷。

优选的，所述过氧化物引发剂与所述聚烯烃的重量比为0.5～1.5∶800～1000。

优选的，所述聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010或聚酰胺46。

优选的，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、乙烯与丙烯的共聚物或聚乙烯与聚丙烯的混合物。