[发明专利]有机-无机复合材料及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机-无机复合材料及其制作方法，特别是涉及一种具有无机黏土的有机-无机复合材料及其制作方法。 

背景技术

随着科技的发展及进步，高分子材料的应用范围愈来愈广泛，对高分子材料特性的要求也愈来愈多样化，使得传统的高分子材料已无法满足现今的需求，因此，有愈来愈多的人投入复合材料料的开发，以解决因为高分子材料本身特性，例如：受热易软化、燃烧，安定性、气密性差或是强度不足等问题，而无法广泛应用于高阶应用领域的缺点。其中，由高分子材料与无机黏土所组成的复合材料，由于无机黏土具有优良的机械性质、耐热性、耐化学腐蚀性与低膨胀系数等的优点，因此，由无机黏土与高分子材料组成的复合材料可具有较佳的机械性、热安定性及阻气、阻水等特性。但是因为黏土属于亲水性物质，与高分子材料的兼容性差，因此，不易分散于高分子材料中，而使得复合材料整体的特性并无法有效提升。 

目前用于改善黏土与高分子材料之间分散性的问题，一般是先藉由具有四级铵盐的界面活性剂与黏土层间的金属阳离子进行离子交换，撑开黏土层间的距离后，再将可聚合的单体插入黏土层间，然后再利用该些单体进行聚合反应，而令黏土分散于制得的高分子材料中；或是，如中国台湾专利第200724286公开号所揭示，先将层状黏土与水溶性起始剂分散于水中，让起始剂吸附或插层于黏土材料，再加入极性单体进行无乳化剂乳化聚合反应，利用极性单体与起始剂自由基反应，形成一具有极性的单体自由基或寡聚物自由基，同时黏土材料会吸引具有极性的单体自由基或寡聚物自由基进入黏土材料的层间进行聚合反应，而形成 黏土-高分子材料乳液。 

由前述说明可知，目前将黏土分散于高分子材料中的方法一般都是藉由在黏土层间的间隙进行聚合反应，而将黏土分散于高分子材料中，而如何提供一更容易制备，且分散性更佳的黏土-高分子复合材料，使其可更广泛应用于不同领域则是本技术领域者积极改善的方向。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种由改质型反应单体与聚合单体组成聚缩合而得，具有高机械强度及高阻气性的有机-无机复合材料。 

此外，本发明的另一目的，在于提供一种具有高机械强度及高阻气性的有机-无机复合材料制作方法。 

本发明的有机-无机复合材料，是由聚合单体组成与改质型反应单体进行聚缩合反应而得，该改质型反应单体具有由无机黏土与四级铵盐类化合物进行阳离子交换后而得的结构，且该四级铵盐类化合物具有如式(I)所示结构， 

其中R₁、R₂分别包括至少一羟基(-OH)或异氰酸基(-NCO)之官能基，R₃为C₁₂～C₁₈的烷基，且R₄为C₁～C₃的烷基。 

优选地，前述该有机-无机复合材料，其中该聚合单体组成包括多元醇及二异氰酸酯类化合物。 

优选地，前述该有机-无机复合材料，其中该R₁＝(CH₂)n₁-OH，R₂＝(CH₂)n₂-OH，且n₁、n₂分别介于1～5。 

优选地，前述该有机-无机复合材料，其中该R₁＝(CH₂)n₁-OCO-R₅-NCO，R₂＝(CH₂)n₂-OCO-R₆-NCO，R₅、R₆分别为C₁～C₃的伸烷基，且n₁、n₂分别介于1～5。 

优选地，前述该有机-无机复合材料，其中该无机黏土选自天然黏土或人工制作无机层状材料。 

优选地，前述该有机-无机复合材料，其中该天然黏土包括硅矾石类黏土、绢云母、云母管状高岭土、蛭石及前述的其中一组合。 

优选地，前述该有机-无机复合材料，其中以该有机-无机复合材料重量百分比为100wt％计，该无机黏土的含量不大于5wt％。