[发明专利]一种制备聚合物/无机纳米粒子复合材料的方法

权利要求书

1.一种制备聚合物/无机纳米粒子复合材料的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

第一步，将聚合物、无机纳米粒子、相容剂按重量份配比为99.9～85：0.1～5：0~10进行配料，得到原料组分；

第二步，将上述的复合材料原料组分进行干燥预处理；

第三步，将复合材料的原料组分投入高混机中进行预混合；

第四步，将第三步得到的预混物投入到由挤出机(1-1)、连接器(1-2)、单个或组合双向拉伸熔体混合器(1-3)、造粒口模(1-4)、冷却装置(1-5)和造粒机(1-7)构成的双向拉伸熔体混合成型一体化装置的挤出机(1-1)中，其中双向拉伸熔体混合器的壳体内设有2～10个不同水平延伸的楔形熔体流道；聚合物熔体流经连接器(1-2)并在单个或组合双向拉伸熔体混合器(1-3)的不同水平延伸的楔形熔体流道中分流、双向拉伸形变和叠合后，从造粒口模(1-4)流出，再经过冷却装置(1-5)冷却、造粒机(1-7)切粒，即可得颗粒型聚合物/无机纳米粒子复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备聚合物/无机纳米粒子复合材料的方法，其特征在于上述第四步是将第三步制得的预混物投入到由挤出机(2-1)、连接器(2-2)、单个或组合双向拉伸熔体混合器(2-3)和冷却装置(2-5)构成的双向拉伸熔体混合成型一体化装置的挤出机(2-1)中，其中双向拉伸熔体混合器的壳体内设有2～10个不同水平延伸的楔形熔体流道；聚合物熔体流经连接器(2-2)并在单个或组合双向拉伸熔体混合器(2-3)的不同楔形熔体流道中分流、双向拉伸形变和叠合后流出，再经过冷却装置(2-5)冷却，即可得片材型聚合物/无机纳米粒子复合材料。

3.根据权利要求1或2所述的制备聚合物/无机纳米粒子复合材料的方法，其特征在于在上述第三步与第四步之间增设如下步骤：将第三步得到的预混物投入双螺杆挤出机熔融共混、挤出、造粒，干燥后得到聚合物/无机纳米粒子预混复合颗粒；再将所得到的预混复合颗粒投入到第四步中的双向拉伸熔体混合成型一体化装置的挤出机中。

4.根据权利要求1或2所述的制备聚合物/无机纳米粒子复合材料的方法，其特征在于第一步中的聚合物是聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

5.根据权利要求1或2所述的制备聚合物/无机纳米粒子复合材料的方法，其特征在于第一步中的无机纳米粒子是碳纳米管、石墨烯、蒙脱土、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙中的一种。

6.根据权利要求1或2所述的制备聚合物/无机纳米粒子复合材料的方法，其特征在于第一步中的相容剂是聚丙烯接枝马来酸酐、聚乙烯接枝马来酸酐、羟基接枝聚丙烯和羟基接枝聚乙烯中的一种。

7.根据权利要求1所述的制备聚合物/无机纳米粒子复合材料的方法，其特征在于所得到的颗粒型聚合物/无机纳米粒子复合材料经过挤出成型、注塑成型或模压成型加工，可得到相应的聚合物/无机纳米粒子复合材料制品。

8.根据权利要求1所述的制备聚合物/无机纳米粒子复合材料的方法，其特征在于第四步所用的挤出机(1-1)的加料口、输送段、熔融段、均化段，连接器(1-2)，单个或组合双向拉伸熔体混合器(1-3)，造粒口模(1-4)的温度分别为100～180°C、180～240°C、180～240°C、180～240°C，180～240°C，180～240°C，180～240°C。

9.根据权利要求2所述的制备聚合物/无机纳米粒子复合材料的方法，其特征在于第四步所用的挤出机(2-1)的加料口、输送段、熔融段、均化段，连接器(2-2)，单个或组合双向拉伸熔体混合器(2-3)的温度分别为100～180°C、180～240°C、180～240°C、180～240°C，180～240°C，180～240°C。

10.根据权利要求3所述的制备聚合物/无机纳米粒子复合材料的方法，其特征在于所用的双螺杆挤出机的加料口、输送段、熔融段、均化段、口模的温度分别为100～180°C、180～240°C、180～240°C、180～240°C、180～240°C。