[发明专利]纳米管埃洛石-硅藻土-聚合物微纳复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米管埃洛石‑硅藻土‑聚合物微纳复合材料及其制备方法，所述为微纳复合材料由经喷雾造粒的埃洛石‑硅藻土混合物与聚合物PP和PA6中任意一种粉体混合后通过高速粉碎制成埃洛石‑硅藻土‑聚合物微纳复合粉体再通过双螺杆挤压成型制得，制得的复合材料的拉伸强度增加了12‑16％，杨氏模量的相对弹性模量增加了38‑50％，弯曲强度增加了20‑46％，缺口冲击强度提高了30‑43%，洛氏硬度为提高了6‑12%。本发明不用表面改性，仅仅通过调节埃洛石和硅藻土不同比例实现了增强聚合物的性能；制备工艺简单，无环境污染，能够大批量生产，成本低；填充后的复合物机械性能得到全面提升。

主权项

1.纳米管埃洛石‑硅藻土‑聚合物微纳复合材料，其特征在于，由经喷雾造粒的埃洛石‑硅藻土混合物与聚合物PP和PA6中任意一种粉体混合后通过高速粉碎制成埃洛石‑硅藻土‑聚合物微纳复合粉体再通过双螺杆挤压成型制得。

2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，埃洛石和硅藻土混合混合物占复合材料总重量的5‑8%。

3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的复合材料的拉伸强度增加了12‑16％，杨氏模量的相对弹性模量增加了38‑50％，弯曲强度增加了20‑46％，缺口冲击强度提高了30‑43%，洛氏硬度为提高了6‑12%。

4.纳米管埃洛石‑硅藻土‑聚合物微纳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按照一定比例将天然埃洛石和硅藻土粉体过筛后放入容器中，倒入干冰或液氮，然后于100‑120℃下干燥处理3‑6小时；

（2）将步骤（1）干燥的填料加入氢氧化钠溶液，调节pH=10‑12, 搅拌温度30‑60℃，处理时间4‑6小时，过滤并清洗，制备成固含量20‑50wt.%的悬浮液体；

（3）步骤（2）所述悬浮液体采用喷雾干燥进行造粒，进口温度为140‑160℃；出口温度为70‑80℃，压力为0.2‑0.4MPa；

（4）将喷雾造粒的埃洛石‑硅藻土与聚合物粉体高速粉碎处理1‑3小时，制得埃洛石‑硅藻土‑聚合物微纳复合粉体；

（5）将步骤（4）所述微纳复合材料粉体用双螺杆挤出机制备成纳米管埃洛石‑硅藻土‑聚合物复合材料，其中，挤出机的螺杆转速为80‑100 r/min，预热温度140‑180 ℃，从料斗到模具的温度分别为(140‑160)/(180‑200)/(180‑200)/(200‑220)/(200‑220)/(200‑220)/ (200‑220)℃。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将天然埃洛石和硅藻土粉体用100‑200目筛子过筛。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，干冰或液氮为天然埃洛石和硅藻土粉体体积的2‑4倍。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，天然埃洛石和硅藻土的重量比例为（1‑6)：（6‑1)。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，硅藻土为直径为4‑6微米的圆盘状大孔结构，大孔孔径40‑60纳米；天然埃洛石是直径为50‑80纳米，长度为1‑3微米的中空管状结构。

9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将步骤（1）干燥的填料按照重量比1:（2‑5）加入1mol/L氢氧化钠溶液。

10.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，高速粉碎处理采用高速粉碎机，粉料机的转速为1000‑3000r/min。