专利名称：抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及聚丙烯复合物，特别涉及抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米 复合物，以及该纳米复合物的制备方法。
背景技术：
聚丙烯由于具有优良的物理、化学性能以及价格低廉等特点，自1957年工业化以 来得到广泛应用。但是聚丙烯在紫外光照射条件下易老化，限制了其在产业方面的应用。通 常采用共混改性的方法往聚丙烯中添加抗老化助剂，制备得到的纳米复合物是提高聚丙烯 抗老化的一种途径。由于纳米尺度效应和对光的屏蔽作用，使聚丙烯与粘土纳米复合物具 有良好的抗老化性。目前国内外关于聚合物与粘土纳米复合物的研究较多，但主要是提高其力学性能 方面，对制备抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物的研究未见报导。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物。本发明的再一目的是通过采用熔体插层的方法，利用双螺杆挤出机，让聚丙烯均 聚物的链插入到准二维层状硅酸盐粘土片层之间并使其解离或部分解离，以提供一种抗老 化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物的制备方法。本发明的抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物，以重量百分数计， 其组分和含量为聚丙烯均聚物 90 99. 5%纳米有机化蒙脱土 0. 5 10%所述的纳米有机化蒙脱土的粒径为50 200nm。当上述的纳米有机化蒙脱土在纳米复合物中的重量百分数低于0. 5时，所得抗老 化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物的抗老化性改善不明显；当纳米有机化蒙脱 土在纳米复合物中的重量百分数超过10%时，所得抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的 纳米复合物中的纳米有机化蒙脱土不能均勻分散在聚丙烯均聚物基体中。所述的纳米有机化蒙脱土是由一种层状硅酸盐矿物钠基蒙脱土经过有机化处理 后得到的。所述的有机化处理方法为将阳离子交换总容量为lOOmeq/lOOg的钠基蒙脱土 IOg与800g的水混合，待钠基蒙脱土在水中分散均勻后搅拌(一般为0. 5 1小时)，得到 含有钠基蒙脱土的悬浮液A ；将浓盐酸Ig(质量浓度为36% )和2g双氢化牛脂二甲基氯化 铵与200g的水混合，升温至80°C搅拌，直至形成均勻的质子化溶液B ；然后在温度为80°C 下，将质子化溶液B全部滴加到悬浮液A中，搅拌3小时，冷却、水洗、干燥、机械粉碎、真空 干燥得到纳米有机化蒙脱土。
本发明的抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物的制备方法，以重量 百分数计，按如下顺序步骤进行将90 99. 5%的聚丙烯均聚物和0. 5 10%纳米有机化 蒙脱土进行均勻混合得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为180 210°C下 挤出得到抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物；所得抗老化的聚丙烯与纳米 有机化蒙脱土的纳米复合物可进一步进行铸带、造粒。本发明通过双螺杆挤出机将聚丙烯均聚物与纳米有机化蒙脱土共混，让聚丙烯均 聚物的链插入到准二维层状硅酸盐矿物蒙脱土片层之间并使其解离或部分解离；所得抗老 化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物的抗老化性好，在365nm的紫外光辐照条件 下，用纳米复合物中的羰基指数的大小来表征纳米复合物的抗老化性，如图1所示。本发明 的抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物在365nm紫外光辐照下的光氧化降 解速率小于聚丙烯均聚物。
图1.聚丙烯均聚物与本发明实施例1 4的抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱 土的纳米复合物的羰基指数随辐照时间变化图。图中1为聚丙烯均聚物；2为聚丙烯/纳米有机化蒙脱土 = 99. 5/0. 5 ；3为聚丙 烯/纳米有机化蒙脱土 = 98. 0/2. 0 ；4为聚丙烯/纳米有机化蒙脱土 = 95. 0/5. 0 ；5为聚丙 烯/纳米有机化蒙脱土 = 90. 0/10。
具体实施例方式本发明拟通过下述实施例和对比例简单说明本发明的特点，但不能认为本发明仅 仅限于实施例的内容。在以下实施例中聚丙烯均聚物为PPS1003(北京燕山石油化工有限公司)；钠基蒙脱土(MMT)为浙 江丰虹粘土化工有限公司产品。实施例1将层状硅酸盐矿物钠基蒙脱土进行有机化处理将阳离子交换总容量为 100meq/100g的钠基蒙脱土 IOg与800g的水混合，待钠基蒙脱土在水中分散均勻后搅拌 0. 5小时，得到含有钠基蒙脱土的悬浮液A ；将浓盐酸Ig(质量浓度为36% )和2g双氢化 牛脂二甲基氯化铵与200g的水混合，升温至80°C搅拌，直至形成均勻的质子化溶液B ；然后 在温度为80°C下，将质子化溶液B全部滴加到悬浮液A中，搅拌3小时，冷却、水洗、干燥、机 械粉碎、真空干燥得到粒径为50 200nm的纳米有机化蒙脱土。以重量百分数计，将99. 5%的聚丙烯均聚物和0. 5%的纳米有机化蒙脱土进行均 勻混合得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为180 210°C下挤出进行熔融 插层共混，得到抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物；所得抗老化的聚丙烯 与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物的老化性能见图1中的2所示。实施例2纳米有机化蒙脱土同实施例1。以重量百分数计，将98%的聚丙烯均聚物和2%的纳米有机化蒙脱土进行均勻混合得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为180 210°C下挤出进行熔融插层 共混，得到抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物；所得抗老化的聚丙烯与纳 米有机化蒙脱土的纳米复合物的老化性能见图1中的3所示。实施例3纳米有机化蒙脱土同实施例1。以重量百分数计，将95%的聚丙烯均聚物和5%的纳米有机化蒙脱土进行均勻混 合得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为180 210°C下挤出进行熔融插层 共混，得到抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物；所得抗老化的聚丙烯与纳 米有机化蒙脱土的纳米复合物的老化性能见图1中的4所示。实施例4纳米有机化蒙脱土同实施例1。以重量百分数计，将90%的聚丙烯均聚物和10%的纳米有机化蒙脱土进行均勻 混合得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为180 210°C下挤出进行熔融插 层共混，得到抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物；所得抗老化的聚丙烯与 纳米有机化蒙脱土的纳米复合物的老化性能见图1中的5所示。
权利要求
一种抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物，其特征是以重量百分数计，该纳米复合物的组分和含量为聚丙烯均聚物90～99.5％纳米有机化蒙脱土0.5～10％。
2.根据权利要求1所述的抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物，其特征 是所述的纳米有机化蒙脱土是由一种层状硅酸盐矿物钠基蒙脱土经过有机化处理后得到 的；所述的有机化处理方法为将阳离子交换总容量为lOOmeq/lOOg的钠基蒙脱土 IOg与 SOOg的水混合，待钠基蒙脱土在水中分散均勻后搅拌，得到含有钠基蒙脱土的悬浮液A ；将 浓盐酸Ig和2g双氢化牛脂二甲基氯化铵与200g的水混合，升温至80°C搅拌，直至形成均 勻的质子化溶液B ；然后在温度为80°C下，将质子化溶液B全部滴加到悬浮液A中，搅拌，冷 却、水洗、干燥、机械粉碎、真空干燥得到纳米有机化蒙脱土。
3.根据权利要求1或2所述的抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物，其 特征是所述的纳米有机化蒙脱土的粒径为50 200nm。
4.一种根据权利要求1 3任意一项所述的抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的 纳米复合物的制备方法，以重量百分数计，按如下顺序步骤进行将90 99. 5%的聚丙烯 均聚物和0. 5 10%纳米有机化蒙脱土进行均勻混合得到混合物，然后将混合物用双螺杆 挤出机在温度为180 210°C下挤出得到抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合 物。 全文摘要
本发明涉及聚丙烯复合物，特别涉及抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物，以及该纳米复合物的制备方法。以重量百分数计，将90～99.5的聚丙烯均聚物和0.5～10纳米有机化蒙脱土进行均匀混合得到混合物，然后将混合物用双螺杆挤出机在温度为180～210℃下挤出得到抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物。本发明的抗老化的聚丙烯与纳米有机化蒙脱土的纳米复合物在365nm紫外光辐照下的光氧化降解速率小于纯聚丙烯。
文档编号C08K9/04GK101928428SQ20091008671
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月19日 优先权日2009年6月19日
发明者周丽娟, 张秀芹, 李荣波, 王笃金, 赵莹 申请人:中国科学院化学研究所