一種改性有機蒙脫土/尼龍6復合材料的制備方法與流程

本發明屬于復合材料制備
技術領域：
，具體涉及一種改性有機蒙脫土/尼龍6復合材料的制備方法。
背景技術：
：尼龍6是一種用途很廣的工程塑料，具有優異的綜合性能，但也存在如彈性模數小，容易變形，耐熱性、耐光性、耐磨性和吸濕性差等缺點。用無機材料特別是無機納米材料來改性尼龍6是一種很好的解決方案，由于納米無機粒子比表面積大，很容易團聚，再加上尼龍6的粘度大，因此在制備無機粒子小且分散均勻的尼龍6/無機納米復合材料方面還有待進一步提高。目前，采用插層聚合法制備尼龍6/蒙脫土復合材料在國外己經取得工業化，但該復合材料也存在納米粒子分散不均勻、納米粒子與尼龍6基體相互作用力不強以及工藝復雜等問題。因此選擇合適的有機改性劑和工藝使蒙脫土不僅在尼龍6中分散剝離，而且與基體有很強的相互作用是一個很有價值的目標。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種具有較高力學、熱學及耐磨性較好的改性有機蒙脫土/尼龍6復合材料的制備方法。為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：本發明提供一種改性有機蒙脫土/尼龍6復合材料的制備方法，其包括以下步驟：a）有機蒙脫土的再次改性：將二氯亞砜加入到十八羧基溴化銨改性的有機蒙脫土中，攪拌升溫于60~90℃下回流20~30小時，然后過濾洗滌，得到含有亞硫酰氯基團的有機改性蒙脫土；b）將含有亞硫酰氯基團的有機改性蒙脫土加入四氫呋喃溶液中，其含量為2mg/ml-20mg/ml，然后加入氨丙基poss，其質量為蒙脫土質量的1-3倍，攪拌升溫于60~90℃下回流20~30小時，然后過濾洗滌，得到poss改性的有機蒙脫土；c）將尼龍6、尼龍6質量的1-15%的poss改性有機蒙脫土放入混合機中混合均勻，后經擠出造粒，得到復合材料粒料。進一步地，步驟a）中，有機蒙脫土在二氯亞砜中的含量為2mg/ml-20mg/ml。進一步地，步驟b）中，含有亞硫酰氯基團的有機改性蒙脫土在四氫呋喃溶液中的含量為2mg/ml-20mg/ml。本發明所達到的有益效果是：本發明提供了一種針對有機改性蒙脫土的進一步改性方法，在有機改性蒙脫土中既引入酰胺鍵以增大與尼龍6的相互作用，又引入籠型硅氧烷結構增加復合材料的力學及熱學性能。本發明利用市售的有機蒙脫土為原料，將其進一步改性以增大其與尼龍6的相互作用和分散，從而制備高性能復合材料，所得改性蒙脫土是一種比有機蒙脫土更適合的無機填料，與聚合物基體的親和力更強；poss改性劑與原有有機蒙脫土為化學鍵和，因此在熔融加工過程中不會脫落，性能穩定。本發明實現了對有機蒙脫土的再次改性，極大地改進了有機蒙脫土與聚合物材料的相互作用，分散性好。本發明的操作相對簡捷，成本低。附圖說明附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中：圖1是本發明所用poss改性有機蒙脫土反應原理圖。圖2是本發明提供的改性有機蒙脫土/尼龍6復合材料制備的工藝流程圖。具體實施方式以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。實施例1利用氨丙基poss對18羧基溴化銨改性的有機蒙脫土進行改性，反應原理如圖1所示。首先分別向250ml單口燒瓶中加入300mg的有機蒙脫土、磁子和約150ml二氯亞砜，在60℃條件下攪拌反應回流20小時。可以看到，反應前為淺黃褐色混濁液體，24小時候后為黑色濁液。用布氏漏斗抽濾得到灰黑色粉狀即活化的有機蒙脫土。然后將抽濾得到的活化有機蒙脫土加入到250ml單口燒瓶中，再加入300mg氨丙基poss、磁子和約150ml四氫呋喃，在60℃條件下攪拌反應回流20小時。抽濾得到灰色粉狀固體，放入真空干燥箱，在50攝氏度條件下真空干燥24h后，用研缽研磨成粉末，后繼續干燥約24h得到最終的poss改性有機蒙脫土。將poss改性有機蒙脫土以尼龍6的質量百分比為1%，在230℃下擠出，制備出最終復合材料，整個制備過程如圖2所示。實施例2利用氨丙基poss對18羧基溴化銨改性的有機蒙脫土進行改性，反應原理如圖1所示。首先分別向250ml單口燒瓶中加入1.5g的有機蒙脫土、磁子和約150ml二氯亞砜，在90℃條件下攪拌反應回流30小時。可以看到，反應前為淺黃褐色混濁液體，24小時候后為黑色濁液。用布氏漏斗抽濾得到灰黑色粉狀即活化的有機蒙脫土。然后將抽濾得到的活化有機蒙脫土加入到250ml單口燒瓶中，再加入3g氨丙基poss、磁子和約150ml四氫呋喃，在90℃條件下攪拌反應回流30小時。抽濾得到灰色粉狀固體，放入真空干燥箱，在50℃條件下真空干燥24h后，用研缽研磨成粉末，后繼續干燥約24h得到最終的poss改性有機蒙脫土。將poss改性有機蒙脫土以尼龍6的質量百分比為5%，在230℃下擠出，制備出最終復合材料，整個制備過程如圖2所示。實施例3利用氨丙基poss對18羧基溴化銨改性的有機蒙脫土進行改性，反應原理如圖1所示。首先分別向1升單口燒瓶中加入12g的有機蒙脫土、磁子和約600ml二氯亞砜，在75℃條件下攪拌反應回流24小時。可以看到，反應前為淺黃褐色混濁液體，24小時候后為黑色濁液。用布氏漏斗抽濾得到灰黑色粉狀即活化的有機蒙脫土。然后將抽濾得到的活化有機蒙脫土加入到1升單口燒瓶中，再加入24g氨丙基poss、磁子和約600ml四氫呋喃，在75℃條件下攪拌反應回流24小時。抽濾得到灰色粉狀固體，放入真空干燥箱，在50攝氏度條件下真空干燥24h后，用研缽研磨成粉末，后繼續干燥約24h得到最終的poss改性有機蒙脫土。將poss改性有機蒙脫土以尼龍6的質量百分比為10%，在260℃下擠出，制備出最終復合材料，整個制備過程如圖2所示。實施例4利用氨丙基poss對18羧基溴化銨改性的有機蒙脫土進行改性，反應原理如圖1所示。首先分別向1升單口燒瓶中加入12g的有機蒙脫土、磁子和約600ml二氯亞砜，在60℃條件下攪拌反應回流30小時。可以看到，反應前為淺黃褐色混濁液體，24小時候后為黑色濁液。用布氏漏斗抽濾得到灰黑色粉狀即活化的有機蒙脫土。然后將抽濾得到的活化有機蒙脫土加入到1升單口燒瓶中，再加入36g氨丙基poss、磁子和約600ml四氫呋喃，在90℃條件下攪拌反應回流20小時。抽濾得到灰色粉狀固體，放入真空干燥箱，在50攝氏度條件下真空干燥24h后，用研缽研磨成粉末，后繼續干燥約24h得到最終的poss改性有機蒙脫土。將poss改性有機蒙脫土以尼龍6的質量百分比為15%，在260℃下擠出，制備出最終復合材料，整個制備過程如圖2所示。將上述各實施例所制得的改性有機蒙脫土/尼龍6復合材料與市售現有尼龍6/蒙脫土復合材料（對比例）切片進行對比，各項參數如下表所示：項目實施例1實施例2實施例3實施例4對比例相對粘度4.24.34.44.23.4拉伸強度（mpa）11211512011690斷裂伸長率（%）2826242842缺口沖擊強度（j/m）24.225.222.324.932.1彎曲模量（mpa）42334287436643023240熱變形溫度（℃）160157170166120由上表可知，本發明制得的改性有機蒙脫土/尼龍6復合材料的綜合性能有了很明顯的提升。最后應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁12