[发明专利]一种可生物降解聚酯蒙脱土原土纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及蒙脱土纳米复合材料，尤其涉及一种可生物降解聚酯蒙脱土原土纳米复合材料的制备方法。

背景技术

聚酯蒙脱土纳米复合材料是一类备受关注的材料，其中聚己内酯(PCL)和聚乳酸(PLA)这两种可生物降解材料尤为前景良好，可应用于优质包装材料和医用材料领域。公开专利中制备聚乳酸蒙脱土纳米复合材料的方法主要分为两类：一类是熔融共混法，比如专利200710171659.3，200610149937.0，200710072224.3，200510043166.2，200510030494.9；另一类是原位共混法，比如专利200510023647.7。而涉及聚己内酯蒙脱土纳米复合材料的专利较少。此外，已报道的可生物降解聚酯蒙脱土纳米复合材料使用的普遍为有机改性蒙脱土，由于蒙脱土原土难于良好分散，关于可生物降解聚酯蒙脱土原土纳米复合材料的报道较少。

专利ZL01109463.X和200510002216.2公开了有机溶剂分散法制备有机插层蒙脱土复合材料的方法，前者方法需要使用有机相转换预先分散蒙脱土的水相，使得产业应用操作繁琐，耗时耗能；后者方法需要使用大量稳定剂，而且有机化处理蒙脱土步骤增加了操作的繁琐，处理有机蒙脱土使用的小分子势必会降低材料的热稳定性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺合理、操作简单的可生物降解聚酯蒙脱土原土纳米复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可生物降解聚酯蒙脱土原土纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将蒙脱土分散于去离子水中，在50～90℃搅拌2～6小时，得到蒙脱土悬浮液，备用；

(2)将可生物降解聚酯溶解于溶剂中制成可生物降解聚酯溶液；

(3)将上述蒙脱土悬浮液和可生物降解聚酯溶液混合均匀，在温度低于150℃下挥发溶剂制得可生物降解聚酯蒙脱土原土纳米复合材料，该纳米复合材料中蒙脱土含量0.01wt％-10wt％。

所述的蒙脱土包括阳离子交换能力大于45mequiv·100g^-1的原土。

所述的蒙脱土悬浮液的浓度为0.01wt％-5wt％。

所述的可生物降解聚酯包括聚己内酯(PCL)和聚乳酸(PLA)。

所述的聚己内酯包括工业级聚己内酯，所述的聚乳酸包括工业级聚乳酸。

所述的溶剂包括N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺。

所述的N，N-二甲基甲酰胺包括工业级或者为化学纯的N，N-二甲基甲酰胺，所述的N，N-二甲基乙酰胺包括工业级或者为化学纯的N，N-二甲基乙酰胺。

所述的可生物降解聚酯溶液的浓度为0.01wt％-20wt％。

所述的步骤(3)中溶剂的挥发温度为100℃-150℃。

蒙脱土原土是一种具有层状结构的硅铝盐粘土，层状结构刚性强，厚度在1纳米左右，长宽在50～1000纳米之间。均匀分散的蒙脱土纳米复合材料可以使得聚合物材料的力学强度，弹性模量，热变形温度和气体以及热传导阻隔性等性能大幅改善，本发明提供了一种利用溶液共混法制备完全剥离的原土纳米复合材料。

与现有技术相比，本发明工艺合理，操作简单，利用有机溶剂直接分散蒙脱土原土制备可生物降解聚酯蒙脱土原土纳米复合材料，该方法制备的可生物降解聚酯蒙脱土原土纳米复合材料在耐热性、阻隔性和使用温度等方面性能都有很大改善，气体阻隔性好，力学强度高，可广泛应用于环境友好包装材料和医用材料领域。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种可生物降解聚酯蒙脱土原土纳米复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将蒙脱土(阳离子交换能力85mequiv·100g^-1)分散于去离子水中，在70℃搅拌4小时，得到浓度等于2wt％的蒙脱土悬浮液；

(2)将聚己内酯(PCL)溶解于N，N-二甲基甲酰胺中制成浓度等于5wt％的聚己内酯溶液；

(3)将上述PCL溶液和蒙脱土悬浮液按质量比(100:0；97.5:2.5；95:5；91:9；82:18；78:22)混合均匀，在温度低于120℃下挥发溶剂制得聚己内酯蒙脱土原土纳米复合材料，其中蒙脱土含量为0wt％，1wt％，2wt％，4wt％，8wt％，和10wt％。