[发明专利]一种尼龙复合材料的改性与着色方法

说明书

一种尼龙复合材料的改性与着色方法，本发明采用氧化物/硫化物纳米材料对凹凸棒土进行修饰改性，通过钠盐结晶、碱液浸泡对凹凸棒土进行活化处理，然后采用纳米包覆改性方式将纳米氧化物或硫化物吸附在凹凸棒土孔道与表面，形成复合结构纳米材料，并将改性后的凹凸棒土纳米材料与尼龙制成各种有色母粒，并将不同颜色母粒与尼龙熔融共混，制得各色凹凸棒土/尼龙复合材料，通过该方法制备的纳米复合体相尼龙材料具有抗老化性能强、力学性能好、色牢度高等特点。

技术领域

本发明涉及一种改性塑料的制备方法，具体涉及一种凹凸棒土纳米粒子与尼龙复合制备抗老化性能强、力学性能优异的复合材料制备方法。

背景技术

改性塑料是科技含量高、涉及面广的一个新兴产业，是国家“十二五”规划重点发展的新材料行业。塑料改性的方法很多，主要有共聚、共混、填充、增强、电镀、阻燃和添加成核剂等方法。尼龙即聚酰胺(简称PA)，是指分子链上含有酰胺集团的高分子化合物。聚酰胺可以由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得，也可以由己内酰胺自聚得到。尼龙耐磨、耐油、耐酸、耐腐蚀，具有优良的力学性能、较好的电性能和良好的加工性能，是应用较广的塑料之一。尽管尼龙的综合性能非常优异，但是由于高分子材料本身结构的原因，尼龙的强度和抗老化等性能还有待加强，因此，对尼龙的改性、共混及合金的研究成了人们关注的热点。如：在尼龙复合材料的研究中，用碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维增强尼龙已经取得了重要成果；同时，以蒙脱土、碳酸钙、滑石粉、纳米SO₂、碳纳米管、凹凸棒土等纳米材料改性尼龙的研究较多。

凹凸棒土(简称AT)是一种具有独特层链结构的晶质水合镁铝硅酸盐矿物，主要含有Ag、Al、Si、O、H等元素，其晶体多呈棒状或纤维状，单根棒的直径在100nm以下，长度约在1um，凹凸棒土具有的纳米级孔道及细小的晶体尺寸赋予其很高的内外比表面积，其内表面积约为600m²/g，外表面积约为300m²/g，因此，凹凸棒土既具有纳米材料的特性，又具备短纤维增强材料的刚性，凹凸棒土/尼龙复合材料研究具有广阔的应用前景。如：北京化工大学王一中等人在对凹凸棒土进行活化处理后，通过原位聚合合成了凹凸棒土/尼龙复合材料，材料力学性能有较大提升；南京理工大学史建设等人采用硅烷偶联剂对凹凸棒土进行表面接枝改性，并通过熔融共混技术制备了凹凸棒土/尼龙复合材料，材料抗冲击性能提高了30％、热稳定性提高了10％；另外，常州大学李锦春等人发明了一种凹凸棒土改性偶联剂(专利号：ZL201210248441.4)，利用硅烷偶联剂改性凹凸棒土，在凹凸棒土改性尼龙6复合材料的制备过程中起到良好的偶联作用，得到高性能凹凸棒土改性尼龙复合材料等。尽管尼龙改性国内外生产方法和工艺虽有较大发展，但尼龙改性仍存在很大的发展空间。尼龙在光、热、氧、水份等因素影响下，分子链中酞胺键和端基容易发生脆化、黄变，其降解老化是自然属性，无法避免，主要表现特征为：一是产品外观光泽减弱，颜色淡化，黄色指数增加；二是弹性模量和抗冲击性能下降。尼龙行业标准把色度变化值和耐冲击保留值作为衡量尼龙材料老化程度的依据，因此，尼龙改性研究特别是抗老化研究依然任重道远。

发明内容

本发明采用氧化物/硫化物纳米材料对凹凸棒土进行修饰改性，通过对凹凸棒土活化处理、纳米包覆改性方式将纳米氧化物或硫化物吸附在凹凸棒土孔道与表面，形成复合结构纳米材料，并将修饰后的凹凸棒土纳米材料与尼龙制成各种有色母粒，并将不同颜色母粒与尼龙熔融共混，制得各色凹凸棒土/尼龙复合材料，通过该方法制备的纳米复合体相尼龙材料具有抗老化性能强、力学性能好、色牢度高等特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种尼龙复合材料的改性与着色方法，该方法包含如下步骤：

A.制备改性凹凸棒土纳米材料