[发明专利]一种聚酰胺纳米阻隔材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种聚酰胺纳米阻隔材料及其制备方法。

背景技术

聚酰胺俗称尼龙，是一种性能优良的工程塑料，拥有良好的耐磨性、可塑性和力学性能，广泛地应用在建筑、机械、汽车、电子、家电等领域。聚酰胺中含有强极性的酰胺基，对气体的阻隔性能比较好，在阻隔材料方面有着很广泛的用途。但聚酰胺材料对水分子等极性小分子等物质的阻隔性较差，故国内外的研究者对聚酰胺进行各种化学、物理改性，提高其阻隔性能。

其中，由于尼龙纳米复合材料的综合性能优异、阻隔性能高、技术容易实施，这方面的研究得到了迅速的发展。日本专利Japan，Patent No.JP-A-51-109998公开了一种尼龙/层状硅酸盐复合材料。美国专利US Patent No4739007公开了己内酰胺分别在未改性蒙脱土与有机蒙脱土存在下聚合的产品性能。毕强昕等【扬州大学学报，2007年11月，第10卷第4期，62-65页】通过原位插层聚合，在聚合管中实现连续化稳定制备剥离型高阻隔尼龙6/蒙脱土纳米复合材料薄膜，并同聚乙烯共挤出生产出5层复合吹塑膜。这些复合材料作为阻隔材料使用时，由于基体是纯的浇铸尼龙，复合材料的韧性、冲击性能都比较差。

胡国胜等【工程塑料应用，2008年，第36卷，第10期，13-16页】制备了阻隔性尼龙611/有机蒙脱土纳米复合材料，通过对其吸水性和吸油值的分析，研究了该纳米复合材料的阻隔性能。专利CN200410099074.1公开了一种尼龙/长碳链尼龙/粘土纳米复合材料燃油箱及其制备方法，采用原位聚合插层复合使纳米粘土在尼龙基体中达到纳米级别分布，具有非常大的界面面积，无机分散相与聚合物基体界面具有理想的粘结性能，可消除无机物与聚合物基体两物质热膨胀系数不匹配的问题，充分发挥无机物内在的优异力学性能、高热性能。制造的复合材料燃油箱，其阻隔性能得到明显提高，复合材料中加入长碳链尼龙作为增韧剂，在一定程度上也赋予了复合材料高韧性。但是，上述两种复合材料的不足之处在于：强度较差，阻隔性能提高的幅度依然不是很大。

发明内容

本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种高强度、高韧性、高阻隔性的聚酰胺纳米阻隔材料及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种聚酰胺纳米阻隔材料，由包括以下重量份数的组分制成：

己内酰胺         770-947份，

催化剂           1-10份，

活化剂           1-10份，

聚酰胺66        50-150份，

无机纳米氧化物   1-100份，

其他助剂         0-10份。

进一步的，所述其他助剂为1-10重量份。

优选的，所述催化剂选自氢氧化钠、醇钠、碱金属盐中的一种或几种。

优选的，所述催化剂优选己内酰胺钠、氰化钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢化锂、碳酸钠中的一种或几种。

优选的，所述活化剂选自甲苯二异氰酸酯、乙酰基己内酰胺、己二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯、碳酸二苯酯中的一种或几种。

优选的，所述无机纳米氧化物选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钙、氧化锌、氧化镍、氧化铬、氧化钛中的一种或几种。

优选的，所述无机纳米氧化物的粒径为1-80nm之间。

优选的，所述其他助剂选自抗氧剂、光稳剂中的一种或几种。

一种聚酰胺纳米阻隔材料的制备方法，包括以下步骤：

（a）己内酰胺溶解聚酰胺66：

在惰性气体保护下，把770-947重量份己内酰胺加热到140-180℃，再把50-150重量份的聚酰胺66加入到熔融的己内酰胺中，搅拌60-180分钟；

（b）把1-100重量份无机纳米氧化物分散在10-100倍的水中，80℃搅拌60-180分钟；

（c） 把步骤（b）中无机纳米氧化物与水的混合物加入到己内酰胺与聚酰胺66的混合物中，惰性气体保护下，在80-100℃搅拌30-60分钟；开启真空泵，140-160℃下，抽真空10-30分钟；

（d）把1-10重量份催化剂、1-10重量份活化剂及0-10重量份其他助剂，加入到上述步骤（c）得到的混合物中，快速混合均匀，倒入模具中进行浇铸；浇铸温度150-180℃，反应5-20分钟。

进一步的，所述其他助剂优选1-10重量份。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：