[发明专利]一种高气、液阻隔性能的聚合物复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚合物复合材料，包括聚合物基材层、修饰层和阻隔功能层；所述修饰层是在聚合物基材层表面通过超热氢处理化学接枝的功能材料层；所述阻隔功能层是含有氧化石墨烯的硅橡胶聚合物复合涂层。本发明聚合物复合材料阻隔功能层采用氧化石墨烯和硅橡胶聚合物的复合涂层，氧化石墨烯片状结构在硅橡胶中形成片状、层状阻隔结构，协同硅橡胶材料具有天然的疏水特性，表面能极低，因而复合材料具有超疏水的阻液防水效果，同时实现了复合材料气体和液体水的高效阻隔性能。

技术领域

本发明属于复合材料领域，涉及一种具有高气、液阻隔性能的聚合物复合材料及其制备方法，通过制备复合膜层结构使复合材料具有突出的气、液阻隔性能，满足特殊的应用需求。

背景技术

高的材料阻隔性例如高阻隔包装材料可以提高产品的保存效果、延长保存时间，在罐头、饮料、果汁、牛奶等食品包装领域获得了快速发展，另外在空调结构件、汽油桶内衬、电子元器件等工业领域也有广泛的应用。通常高阻隔是指一种材料具有很强的阻止另外一种材料如常见气体、水蒸气、液体、有机物等进入或从其一侧渗透通过到达另一侧(一般是由高浓度侧渗透通过材料进入低浓度侧)的能力。

高分子材料以其优良的理化性能而得到广泛的应用，同时又由于其可以根据不同的应用需求进行相应的改性优化，使得高分子阻隔材料的性能更加符合各种特殊的应用环境。由于现有的高分子材料气液阻隔性能主要是通过加入各种添加剂改变高分子材料的结晶性质使其致密性提升，达到所需要的气液阻隔性能。但是这种结构的高分子材料容易发生老化，且在外力作用下极其容易发生高分子结晶损坏，造成微小缺少，进而导致材料的气液阻隔性能大幅度劣化，且难以察觉。如果能够提供一种具有优异气液阻隔性能的高分子材料，那么可以很好的解决各种特殊的需要密封保护的应用环境的设备安全稳定，避免气液渗透引发的设备故障或损坏。

此外，通常的阻隔材料很难同时满足对不同气体或液体的高效阻隔，例如，聚乙烯(PE)等对氧气的阻隔性能比乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)差，但PE的阻水汽性能却比EVOH好，同时PE对液态水滴的阻隔性能即常说的防水性能也比EVOH好，因此能够同时具有不同气体、液体种类的高阻隔材料能够进一步拓展其实际应用领域。对于液态水滴的阻隔，因为超疏水材料具有优异的水滴在材料表面无法浸润的性能，从而可以有效实现对其的高效阻隔，但超疏水材料的耐机械破坏能力不足一直是其实际应用的致命缺陷。因此，具有高气、液阻隔性能并同时具有优异耐机械破坏能力的超疏水聚合物复合材料能够进一步拓展阻隔材料的实际应用领域。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中高分子材料难以同时具有高的不同气体、液体阻隔性能的不足，提供一种高气、液阻隔性能的聚合物复合材料。

本发明的又一目的在于提供一种具有优异耐机械破坏的超疏水且高气、液阻隔性能的聚合物复合材料。

本发明聚合物复合材料采用全新多层结构，利用不同结构层相互配合，实现高气、液阻隔性能。同时，保证复合材料具有良好的机械稳定性，在恶劣的机械磨损破坏的情况下依然能够保持良好的结构稳定性。同时，复合材料表面具有高疏水特性，液滴接触角能达到150°以上。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种聚合物复合材料，包括聚合物基材层、修饰层和阻隔功能层。

所述修饰层是在聚合物基材层表面通过超热氢处理化学接枝的功能材料层。

所述阻隔功能层是含有氧化石墨烯的硅橡胶聚合物复合涂层。