專利名稱：一種聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程塑料，具體涉及一種聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚醚醚酮(？017(討1^1-6讓61-1 ^0116)，簡(jiǎn)稱PEEK)是一種性能優(yōu)異的特種工程塑料，具有耐高溫、自潤(rùn)滑、耐磨損好和抗疲勞等特性，使之成為當(dāng)今最熱門的高性能工程塑料之一，它主要應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、電子電氣和醫(yī)療器械等領(lǐng)域。雖然聚醚醚酮具有許多優(yōu)良性能，但是價(jià)格昂貴，限制了其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。另外，它的沖擊強(qiáng)度較差， 為了進(jìn)一步提高其性能，以滿足各個(gè)領(lǐng)域的綜合性能和多樣化需要，可采用填充、共混、交聯(lián)、接枝等方法對(duì)其進(jìn)行改性，以得到性能更加優(yōu)異的PEEK塑料合金或PEEK復(fù)合材料。如中國專利CN200810051257. 4公開了聚醚醚酮/有機(jī)化蒙脫土復(fù)合材料及其制備方法，是聚醚醚酮和有機(jī)化蒙脫土混合后，加入到雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，通過控制雙螺桿擠出機(jī)料筒各段溫度制備得到的，該方法得到的復(fù)合材料具有較高的強(qiáng)度，模量及尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，但是，此方法是采用聚醚醚酮和有機(jī)化蒙脫土直接混合，難以保證有機(jī)化蒙脫土均勻分散在聚醚醚酮中，因此產(chǎn)品性能的提高大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于提供一種聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料，該復(fù)合材料中有機(jī)化納米蒙脫土能均勻分散在聚醚醚酮中，具有更高力學(xué)性能。本發(fā)明的另一目的在于提供上述聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)，聚醚醚酮 100份，有機(jī)化納米蒙脫土 1-20份；
其中，所述有機(jī)化納米蒙脫土是通過改性劑對(duì)鈉基蒙脫土有機(jī)化獲得，所述改性劑為芳香族胺改性劑，優(yōu)選苯胺或?qū)Ρ蕉?。制備上述聚醚醚?有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料的方法，包括以下步驟
a、有機(jī)化納米蒙脫土的制備將芳香族胺改性劑溶于乙醇或水中，并加入鈉基蒙脫土， 改性劑、納基蒙脫土和乙醇的摩爾比例為5:5:90，然后用10倍水洗滌，并干燥，即得到有機(jī)化納米蒙脫土；
b、聚合聚醚醚酮，在聚合達(dá)到粘度后，按重量份配比，將上述有機(jī)化納米蒙脫土加入到聚醚醚酮的溶液中進(jìn)行機(jī)械共混，得到含有有機(jī)化納米蒙脫土的聚醚醚酮聚合物粗產(chǎn)品；
C、對(duì)上述聚合物粗產(chǎn)品進(jìn)行精制，精制過程如下將懸浮物放出，離心分離后進(jìn)行水煮 7-10次，每次煮沸時(shí)間40-60分鐘，檢測(cè)溶液中F離子含量為0. 2mg/L,說明產(chǎn)物精制完成， 于130°C下烘干干燥，即得到聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料。
上述聚醚醚酮可采用本領(lǐng)域公知技術(shù)聚合而成，例如在裝有溫度計(jì)、通氮?dú)夤堋?冷凝分水器、錨式攪拌器的四口反應(yīng)釜中，先加入精制環(huán)丁砜、4，4 ‘_ 二氟二苯甲酮和對(duì)苯二酚，待其全部溶解并待溫度升到80°C時(shí)，加入過量2%Na2C03，，再加入2Kg 二甲苯后，攪拌、 加熱，待溫度升至150°C，體系開始共沸，分水器中有二甲苯和水冷凝，上層二甲苯回流，下層水不斷放出，待水回收到理論量時(shí)，上層二甲苯開始澄清透明，再繼續(xù)回流20分鐘，然后開始從體系中蒸出二甲苯，體系溫度由加熱不斷上升，至溫度達(dá)到265°C后，保持恒溫，體系粘度隨聚合反應(yīng)進(jìn)行粘度不斷增大，待2小時(shí)后，粘度達(dá)到穩(wěn)定值后停止反應(yīng)，即制備得到聚醚醚酮。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
1)本發(fā)明復(fù)合材料是采用原位溶液復(fù)合，即在聚醚醚酮的聚合完成之后，直接向聚合溶液中添加有機(jī)化納米蒙脫土，聚醚醚酮與有機(jī)化納米蒙脫土直接共混后獲得的，提高了有機(jī)化納米蒙脫土的分散效果，有機(jī)化納米蒙脫土能十分均勻的分布在聚醚醚酮材料中， 進(jìn)一步提高了聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料的強(qiáng)度，模量及尺寸穩(wěn)定性；
2)本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，提高了產(chǎn)品性能，降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
來說明本發(fā)明，但并不限于此。實(shí)施例1
將91克苯胺溶于1620L乙醇中，并加入282克鈉基蒙脫土，在60°C下攪拌反應(yīng)5小時(shí)， 然后用IOL水多次洗滌，并于真空80°C下干燥3-5小時(shí)，即得到有機(jī)化納米蒙脫土 ；
在裝有溫度計(jì)、通氮?dú)夤?、冷凝分水器、錨式攪拌器的四口 100L反應(yīng)釜中，先加入精制環(huán)丁砜50Kg，然后加入6.67Kg的4，4 ‘_ 二氟二苯甲酮和3. 303Kg對(duì)苯二酚，待其全部溶解并待溫度升到80°C時(shí)，加入3. 498Kg 2%Na2C03，，再加入2Kg 二甲苯后，攪拌、加熱，待溫度升至150°C，體系開始共沸，分水器中有二甲苯和水冷凝，上層二甲苯回流，下層水不斷放出，待水回收到理論量時(shí)，上層二甲苯開始澄清透明，再繼續(xù)回流20分鐘，然后開始從體系中蒸出二甲苯，體系溫度由加熱不斷上升，至溫度達(dá)到263°C后，保持恒溫，體系粘度隨聚合反應(yīng)進(jìn)行粘度不斷增大，待2小時(shí)后，粘度達(dá)到穩(wěn)定值后停止反應(yīng)；按重量份計(jì)，將上述有機(jī)化納米蒙脫土 1份加入到含有100份聚醚醚酮的溶液中，得到含有有機(jī)化納米蒙脫土的聚醚醚酮聚合物粗產(chǎn)品；
將聚合物粗產(chǎn)品進(jìn)行精制，精制過程如下將懸浮物放出，離心分離后進(jìn)行水煮7次， 每次用300L去離子水，每次煮沸時(shí)間40分鐘，檢測(cè)溶液中F離子含量為0. 2mg/L,說明產(chǎn)物精制完成，于130°C烘干干燥，即得到聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料。測(cè)試產(chǎn)物性能，性能測(cè)試結(jié)果見表1。實(shí)施例2
將108克對(duì)苯二胺溶于1620L乙醇中，并加入141克的鈉基蒙脫土，在25°C下攪拌反應(yīng) 5小時(shí)，然后用IOL水多次反復(fù)洗滌，并于真空下80°C干燥，得到有機(jī)化納米蒙脫土 ；
在裝有溫度計(jì)、通氮?dú)夤堋⒗淠炙?、錨式攪拌器的四口 100L反應(yīng)釜中，先加入精制環(huán)丁砜50Kg，然后加入6.67Kg的4，4 ‘_ 二氟二苯甲酮和3. 303Kg對(duì)苯二酚，待其全部溶解并待溫度升到80°C時(shí)，加入3. 498Kg 2%Na2C03，，再加入2Kg 二甲苯后，攪拌、加熱，待溫度升至150°C，體系開始共沸，分水器中有二甲苯和水冷凝，上層二甲苯回流，下層水不斷放出，待水回收到理論量時(shí)，上層二甲苯開始澄清透明，再繼續(xù)回流20分鐘，然后開始從體系中蒸出二甲苯，體系溫度由加熱不斷上升，至溫度達(dá)到263°C后，保持恒溫，體系粘度隨聚合反應(yīng)進(jìn)行粘度不斷增大，待2小時(shí)后，粘度達(dá)到穩(wěn)定值后停止反應(yīng)；按重量份計(jì)，將上述有機(jī)化納米蒙脫土 20份加入到含有100份聚醚醚酮的溶液中，得到含有有機(jī)化納米蒙脫土的聚醚醚酮聚合物粗產(chǎn)品；
對(duì)聚合物粗產(chǎn)品進(jìn)行精制，精制過程如下將懸浮物放出，離心分離后進(jìn)行水煮7次， 每次用300L去離子水，每次煮沸時(shí)間40分鐘，檢測(cè)溶液中F離子含量為0. 2mg/L,說明產(chǎn)物精制完成，于130°C烘干干燥，即得到聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料。測(cè)試產(chǎn)物性能，性能測(cè)試結(jié)果見表1。對(duì)比例1
在裝有溫度計(jì)、通氮?dú)夤?、冷凝分水器、錨式攪拌器的四口 100L反應(yīng)釜中，先加入精制環(huán)丁砜50Kg，然后加入6.67Kg的4，4 ‘_ 二氟二苯甲酮和3. 303Kg對(duì)苯二酚(可得聚合物8.64Kg，固含量為15%)，待其全部溶解并待溫度升到80°C時(shí)，加入3.498Kg (過量洲) Na2CO3，，再加入2Kg 二甲苯后，攪拌、加熱，待溫度升至150°C，體系開始共沸，分水器中有二甲苯和水冷凝，上層二甲苯回流，下層水不斷放出，待水回收到理論量時(shí)，上層二甲苯開始澄清透明，再繼續(xù)回流20分鐘，然后開始從體系中蒸出二甲苯，體系溫度由加熱不斷上升， 至溫度達(dá)到263°C后，保持恒溫，體系粘度隨聚合反應(yīng)進(jìn)行粘度不斷增大，待2小時(shí)后，粘度達(dá)到穩(wěn)定值后停止反應(yīng)；直接出料，進(jìn)行精制，精制過程同上述實(shí)施例，得到純聚醚醚酮材料。將各實(shí)施例制備的樣品在高溫注塑機(jī)上進(jìn)行加工注塑，得到樣條，采用GB/T1447 測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示
表1對(duì)比例與實(shí)施例廣2所得的聚醚醚酮材料的力學(xué)性能比較
權(quán)利要求
1.一種聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)，聚醚醚酮 100份，有機(jī)化納米蒙脫土 1-20份；其中，所述有機(jī)化納米蒙脫土是通過改性劑對(duì)鈉基蒙脫土有機(jī)化獲得，所述改性劑為芳香族胺改性劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料，其特征在于所述芳香族胺改性劑為苯胺或?qū)Ρ蕉贰?br> 3.制備權(quán)利要求1所述的聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料的方法，其特征在于 包括以下步驟a、有機(jī)化納米蒙脫土的制備將芳香族胺改性劑溶于乙醇中，并加入鈉基蒙脫土，改性劑、納基蒙脫土和乙醇的摩爾比例為5:5:90，在20-60°C下攪拌反應(yīng)3-6小時(shí)，然后用10倍水洗滌，并干燥，即得到有機(jī)化納米蒙脫土 ；b、聚合聚醚醚酮，在聚合達(dá)到粘度后，按重量份配比，將上述有機(jī)化納米蒙脫土加入到聚醚醚酮的溶液中進(jìn)行機(jī)械共混，得到含有有機(jī)化納米蒙脫土的聚醚醚酮聚合物粗產(chǎn)品；C、對(duì)上述聚合物粗產(chǎn)品進(jìn)行精制，精制過程如下將懸浮物放出，離心分離后進(jìn)行水煮 7-10次，每次煮沸時(shí)間40-60分鐘，檢測(cè)溶液中F離子含量為0. 2mg/L,說明產(chǎn)物精制完成， 于130°C下烘干干燥，即得到聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚醚醚酮/有機(jī)化納米蒙脫土復(fù)合材料及其制備方法，按重量份數(shù)計(jì)，聚醚醚酮100份，有機(jī)化納米蒙脫土1-20份，所述有機(jī)化納米蒙脫土是通過芳香族胺改性劑對(duì)鈉基蒙脫土有機(jī)化獲得；其制備方法是在聚醚醚酮的聚合完成之后，直接向聚合溶液中添加有機(jī)化納米蒙脫土，聚醚醚酮與有機(jī)化納米蒙脫土直接共混后獲得；本發(fā)明提高了有機(jī)化納米蒙脫土的分散效果，能使其均勻分散在聚醚醚酮中，進(jìn)一步提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本降低。
文檔編號(hào)C08L71/08GK102344662SQ201110330309
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者代驚奇, 劉奇祥, 寧凱軍, 曹民, 曾祥斌, 蔡彤旻, 趙東輝, 饒先花 申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 珠海萬通化工有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司