[发明专利]一种基于纳米凹凸棒土的聚醚砜/尼龙复合耐热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚醚砜/尼龙复合材料技术领域，具体涉及一种基于纳米凹凸棒土的聚醚砜/尼龙复合耐热材料及其制备方法。

背景技术

聚醚砜是一种琥珀色透明的非结晶性热塑性特种工程塑料,聚醚砜中的砜基具有耐热性，醚基使聚合物链节在熔融状态下具有良好的流动性，易于成型加工，因此聚醚砜中对苯撑结构上交替链节砜基和醚基使聚醚砜具有突出的抗氧性，耐热性，耐冲击性，高耐水解性等优异性能，因此聚醚砜在电子电器、机械设备和交通运输等领域都有广泛的应用。

尼龙也称为聚酰胺，是一类主链上含有重复酞胺基团的热塑性树脂的总称，其中尼龙6是尼龙家族中的重要品种之一，具有机械强度较高,热变形温度和耐冲击性较好，电性能佳，耐油，耐弱碱、弱酸及其它一些有机溶剂,但其耐强酸性差,在干态和低温下抗冲击强度偏低,加上吸水率大,而影响其产品尺寸的稳定性和电性能,因此对其改性就显得十分必要。

目前基于聚醚砜聚合物改性尼龙6的研究已经出现了较多报道。中国专利CN104151826B公开的一种聚醚砜树脂薄膜材料及其制备方法，该聚醚砜树脂薄膜材料包括聚醚砜树脂、2,4-己二烯、丙烯酸丁酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、尼龙和聚乙烯，通过原料的加热混合、挤压造粒、成型、包装等步骤制备而成，利用多种高分子聚合物的优点的相互结合使制备的薄膜材料的耐热强度、耐酸碱强度都优于常规的聚乙烯薄膜材料。中国文献(“聚醚砜/MC尼龙6原位复合材料的制备和性能”，钱浩等，材料研究学报，第87-92页，第22卷第1期，2008年2月)公开的一种聚醚砜/MC尼龙6原位复合材料，以氢氧化钠为催化剂，以甲苯二异氰酸酯为活化剂，引发己内酰胺阴离子聚合，然后将聚醚矾加入熔融的己内酰胺单体中,聚醚讽充分溶解后再加入氢氧化钠，抽真空减压除去生成的水分,迅速升温至150℃,加入助催化剂2，4一甲苯二异氰酸酷引发聚合取出，其中复合材料中聚醚砜的质量百分数为0-6％。该方法制备的复合材料己内酰胺与聚醚砜之间具有较好的相容性，复合材料的热稳定性能和韧性提高。由上述现有技术可知，通过将聚醚砜与己内酰胺相结合可提高复合材料的热稳定性能和机械性能，但仍有提高的空间，以满足更高的领域的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于纳米凹凸棒土的聚醚砜/尼龙复合耐热材料及其制备方法，本发明制备的基于纳米凹凸棒土的聚醚砜/尼龙复合耐热材料将纳米材料、天然高分子材料与高分子聚合物相互结合，组分之间相容性好，而且材料表面含有微凸结构，因此本发明制备的基于纳米凹凸棒土的聚醚砜/尼龙复合耐热材料耐热性能和机械性能显著提高，综合性能好。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于纳米凹凸棒土的聚醚砜/尼龙复合耐热材料，所述基于纳米凹凸棒土的聚醚砜/尼龙复合耐热材料包括聚醚砜、尼龙、凹凸棒土、纳米二氧化硅和改性壳聚糖，所述纳米二氧化硅附着于凹凸棒土表面，所述改性壳聚糖为酸酐交联改性的壳聚糖。

作为上述技术方案的优选，所述复合耐热材料表面具有凸起的微结构。

本发明提供一种基于纳米凹凸棒土的聚醚砜/尼龙复合耐热材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将凹凸棒土置于10-12mol/L盐酸溶液中酸活化处理，加入二氧化硅前驱体溶液，搅拌均匀，滴加盐酸调节pH值，再加入乙醇和丙酮，去除溶剂，得到附着二氧化硅的凹凸棒土；

(2)将己内酰胺单体加热至150℃至完全溶解，加入氢氧化钠，抽真空排除己内酰胺单体内的水分，加入干燥过的聚醚砜，待聚醚砜完全溶解后，搅拌，抽真空排除水分，加入步骤(1)制备的附着二氧化硅的凹凸棒土和改性壳聚糖溶液，搅拌均匀，抽真空排除乙醇、丙酮和水分，再在氮气氛围下，加入用量为1-2％的戊二醛和用量为2-3％的2,4-甲苯二异氰酸酯，真空加热，迅速搅拌，除去副产品，得到基于纳米凹凸棒土的聚醚砜/尼龙复合耐热材料。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，二氧化硅前驱体溶液为含正硅酸乙酯的丙酮水溶液，所述正硅酸乙酯的含量为0.5-1mol/L，所述丙酮与水的体积比为0.3-0.8:1。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，附着二氧化硅的凹凸棒土中二氧化硅的含量为10-25％。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，改性壳聚糖溶液中溶剂为1％的冰醋酸水溶液。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，改性壳聚糖溶液中改性壳聚糖为酸酐交联改性的壳聚糖。