[发明专利]一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法

说明书

本发明涉及高阻隔材料技术领域，且一种改性聚酰亚胺‑聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，包括以下配方原料：聚酰亚胺‑石墨烯复合材料、改性高密度聚乙烯，聚己二酰己二胺、增容剂。该一种改性聚酰亚胺‑聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，高密度聚乙烯具有优异的气体分子和水分子阻隔性，乙二醇二甲基丙烯酸酯接枝高密度聚乙烯，提高了其在熔融状态下分子链的交联度，改善了高密度聚乙烯热成型效率，羧基化石墨烯中芳环结构的电子密度很高，具有排斥原子或分子的渗透作用，疏水性的石墨烯降低了聚酰亚胺的亲水性，抑制了气体分子在聚酰亚胺中的渗透作用，降低了气体分子在聚酰亚胺表面的吸附，大幅改善了聚酰亚胺的气体阻隔性。

技术领域

本发明涉及高阻隔材料技术领域，具体为一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法。

背景技术

高阻隔材料是一种把气体阻隔性很强的材料与热缝合性、水分阻隔性很强的聚烯烃材料同时进行挤出而成的多层结构的材料，聚乙烯醇高阻隔材料是将添加了纳米无机物的聚乙烯醇经过印刷、复合而成；聚偏二氯乙烯树脂常作为复合材料或单体材料及共挤薄膜片，是一种优异的高阻隔性包装材料；聚偏二氯乙烯涂覆薄膜是使用聚丙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯等作为基材，或者是使用偏氯乙烯和氯乙烯的共聚物，以及和丙烯酸甲酯共聚制成的阻隔性材料，乙烯/乙烯醇共聚物是一种广泛使用的高阻隔性材料，种类包括非拉伸型外、双向拉伸型、铝蒸镀型、黏合剂涂覆型等材料。

高密度聚乙烯是一种性能优异的热塑性塑料，并且高密度聚乙烯对水蒸气和氧气具有良好的阻隔性能，但是高密度聚乙烯对有机溶剂具有溶胀性，从而限制了高密度聚乙烯的使用范围，并且高密度聚乙烯的热稳定性较差，导致在高温下其韧性和强度等机械性能不高，降低了高密度聚乙烯的实用性和使用寿命。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，解决了高密度聚乙烯对有机溶剂具有溶胀性的问题，同时解决了高密度聚乙烯的热稳定性较差，影响了机械性能的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性聚酰亚胺-聚乙烯高阻隔复合材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：22-38份聚酰亚胺-石墨烯复合材料、50-58份改性高密度聚乙烯，10-16份聚己二酰己二胺、2-4份增容剂。

优选的，所述增容剂为邻苯二甲酸酐。

优选的，所述高密度聚乙烯制备方法包括以下步骤：

（1）向两者体积比为2-4:1的四氢呋喃和无水乙醇混合溶剂中，加入接枝单体乙二醇二甲基丙烯酸酯、引发剂过氧化二苯甲酰和再高密度聚乙烯，将溶液在40-50 ℃进行超声处理1-2 h，超声频率为20-22 KHz。

（2）将溶液加热至110-120 ℃，反应25-30 h，将溶液冷却至室温、减压蒸馏，将混合产物置于密炼机中，加热至180-200 ℃进行30-50 min的熔融共混和接枝反应，制备得到乙二醇二甲基丙烯酸酯接枝高密度聚乙烯，即为改性高密度聚乙烯。

优选的，所述乙二醇二甲基丙烯酸酯、过氧化二苯甲酰和高密度聚乙烯，三者质量比为2-4.5:1-2:300。

优选的，所述改性聚酰亚胺复合材料制备方法包括以下步骤：

（1）向反应瓶通入N₂排出空气，加入适量的N,N-二甲基甲酰胺溶剂，依次加入4,4'-二氨基苯酰替苯胺和羧基化石墨烯，将反应瓶置于超声处理仪中，加热至60-70 ℃，超声频率为20-22 KHz，进行超声处理1-2 h，然后加入1,2,4,5-苯四甲酸酐，将溶液加热至120-130℃，在N₂氛围下匀速搅拌反应8-12 h。