[发明专利]丙烯酸酯/层状双氢氧化物纳米复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于丙烯酸酯/层状双氢氧化物纳米复合材料及其制备方法技术领域。

背景技术

紫外光固化技术具有生产效率高，挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，简称VOC)排放量少，操作温度低，涂膜质量优异等优点，被认为是环境 友好的“5E”技术，即经济效率高(Economic)、能耗低(Energy saving)、设备容 易操作(Easy operation)、生态平衡(Ecological)以及产品性能优异(Excellent finishing)。自上世纪六十年代末德国拜尔公司成功开发紫外光固化木器涂料至今， 丙烯酸酯树脂已在粘合剂、油墨、涂料等领域得到广泛应用。

层状双氢氧化物(Layered Double Hydroxide，简称LDH)与蒙脱土结构类似，同为 层状结晶结构。层状双氢氧化物可采用人工制备，结构与物理化学性能均可控。近年 来，在高分子材料中添加层状双氢氧化物作为热稳定剂，已应用于生物医用材料，紫 外和红外吸收材料，电化学材料等。但由于层状双氢氧化物比蒙脱土具有更高的层间 电子密度和更强的层间反应，所以制备分散均匀的聚合物/层状双氢氧化物会有一定 的难度。

中国专利ZL 03131694.8介绍的一种采用类似于传统乳液或悬浮聚合的方法，在 水中同时加入表面活性剂、可聚合单体和自由基引发剂进行聚合，可以一步生成分散 均匀的聚合物/层状双氢氧化物纳米复合材料。但是由于其未在聚合反应开始以前将 层状双氢氧化物的层间距扩大，致使最后得到的仅仅是插层型的纳米复合材料，层状 双氢氧化物不能均匀地分散在所生成的聚合物基体中，所得到的复合材料性能并未得 到大幅度提升。

中国专利ZL 200810037656.5报道了一种先通过可逆加成-断裂链转移自由基活 性聚合，获得大分子改性的层状双氢氧化物，再采取普通的熔融共混法获得聚烯烃/ 层状双氢氧化物纳米复合材料的方法，但所用到的自由基活性聚合的反应条件苛刻， 采取溶液或熔融聚合，需要大量溶剂或在高温下才能聚合。

在世界各国研究人员纷纷投入包括聚乙烯接枝丙烯酸甲酯/镁铝层状双氢氧化物 (PE-g-MA/MgAl-LDH)、聚苯乙烯/锌铝层状双氢氧化物(PS/ZnAl-LDH)、低密度聚乙 烯/锌铝层状双氢氧化物(LLDPE/ZnAl-LDH)、尼龙-6/镁铝层状双氢氧化物(nylon 6/MgAl-LDH)、聚碳酸酯/锌铝层状双氢氧化物(PC/ZnAl-LDH)在内的聚烯烃/LDH纳 米复合材料研究的同时，树脂基LDH纳米复合材料却鲜有报道。而树脂基LDH纳米复 合材料因其具有潜在的广泛应用领域和重要经济价值，已经引起人们的关注。

美国《材料化学》(Chem.Mater.，2001，13，3507)杂志曾预期树脂基LDH纳 米复合材料作为一类新型的材料将在阻燃、生物、电化学、催化等领域得到重要应用。 据美国《化学通讯》(Chem.Comm.，2002，1，506)报道，通过有机改性的LDH与极 性单体在高速剪切后引发聚合，可以获得聚丙烯酸酯/LDH剥离型纳米复合材料，其热 稳定性显著提高。欧洲《复合材料科学与技术》杂志(Compos.Sci.Technol.，2007， 67，2350)报道了在LDH层间首先引入具有反应活性基团的插层剂原位聚合的方法制 备环氧树脂/LDH纳米复合材料，虽其力学性能、热学性能、阻隔性能均得到了大幅度 提高，但该材料的抗冲击性却大幅下降。

中国专利申请号CN 200810020005.5报道了一种通过两步法制备插层改型化学键 接枝的丙烯酸酯官能化纳米蒙脱土，再加入丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯单体以及紫外 光引发剂，得到了分散均匀、层离型的丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合材料。但由于蒙脱 土是一种天然无机矿物质，组成有限，结构固定，不能满足高性能材料的需求。

发明内容

本发明的目的是提出一种丙烯酸酯/层状双氢氧化物纳米复合材料及其制备方 法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的丙烯酸酯/层状双氢氧化物纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包 括：