[發(fā)明專利]一種二氧化鈦/氧化鋅原位改性制備PVC復(fù)合材料的方法

有效

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• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107903425B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 南輝;陳慧媛;王剛;韋浩民;楊桂軍;蘇麗萍
• 申請（專利權(quán)）人: 青海大學(xué)
• 主分類號: C08J7/06
• 分類號: C08J7/06;C08L27/06
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 宋平

本發(fā)明涉及一種二氧化鈦/氧化鋅原位改性制備PVC復(fù)合材料的方法。其改性劑配制，將石墨加入到花青素濃縮液中進行氧化還原反應(yīng)得到石墨烯溶液；前驅(qū)體配制，在機械攪拌的條件下，將四氯化鈦溶液與七水硫酸鋅溶液充分混合得到前驅(qū)體；水熱合成，將步驟(2)制得的前驅(qū)體與步驟(1)制得的石墨烯溶液混合，然后加入到高壓反應(yīng)釜中進行水熱合成，之后自然冷卻至室溫，對水熱產(chǎn)物進行過濾,水洗并干燥；功能型PVC復(fù)合材料的制備，利用原位嫁接聚合法，將步驟(3)得到的產(chǎn)物涂覆在PVC表面。本發(fā)明步驟簡單，容易控制，實現(xiàn)了納米顆粒的制備與改性集成一體化，在納米顆粒的生長過程中實現(xiàn)了原位改性，且制得的納米顆粒有較好的接觸角。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二氧化鈦/氧化鋅原位改性制備PVC復(fù)合材料的方法，具體針對增強聚氯乙烯(PVC)材料功能性進行改進的制備工藝，屬于新材料領(lǐng)域技術(shù)。

背景技術(shù)

作為世界五大通用樹脂之一，聚氯乙烯(PVC)具有耐用、難燃、抗化學(xué)腐蝕、耐磨、電絕緣性能優(yōu)良、機械強度較高以及成本低廉等優(yōu)點，因此常被制成建筑型材管材、電線電纜、汽車外飾件、農(nóng)用薄膜、繩子和包裝等產(chǎn)品而被廣泛使用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、日用品、包裝及電力行業(yè)；同時實現(xiàn)氯氣轉(zhuǎn)化，降低環(huán)境污染，也是開發(fā)生產(chǎn)PVC材料的首選項目之一。因此，PVC材料的經(jīng)濟效益在整個國家經(jīng)濟效益中占有舉足輕重的地位。

針對高原地帶，比如青海省，由于地處青藏高原，日照時間長且紫外線強，采用一般方法制備的PVC產(chǎn)品極易受紫外光照射發(fā)生老化，如粉化、變黃、相對分子質(zhì)量的下降、表面龜裂、喪失光澤、力學(xué)性能大幅下降等，影響材料的正常使用，大大降低材料使用壽命，不利于PVC材料的長遠(yuǎn)發(fā)展。因此，無論是全國PVC市場的需求，還是青海省鹽湖資源經(jīng)濟效益的驅(qū)使，提高PVC抗紫外能力，以提高PVC市場的競爭力，成為我省PVC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的突破點。

太陽光輻射光波長范圍約為150-1400nm，其中紅外線(700-1400nm)約占 52％，可見光(400-700nm)約占43％，紫外光(150-400nm)約占4-6％，根據(jù)光子的能量E與波長成反比關(guān)系：E＝hc/λ，可以知道紫外光的波長最短，對應(yīng)的光的能量最大約為30-598KJ/mol，而PVC中很多鍵的鍵能都在這一范圍內(nèi)，如 C-C鍵的鍵能為335.0KJ/mol，C-Cl鍵的鍵能為326.6KJ/mol，因此紫外光能夠破壞這些鍵是引起PVC材料光氧老化的根本原因。目前對單一氧化鋅與二氧化鈦粒子增強PVC復(fù)合材料抗紫外能力的研究較多，但是將納米氧化鋅與二氧化鈦粒子制備成固溶體，利用固溶體增強復(fù)合材料的研究尚未見報導(dǎo)。YunxiangZhang等研究了使用注塑成膜的方法將桿狀納米TiO₂添加到PVC中，對其表征的結(jié)果顯示，添加桿狀納米TiO₂的PVC材料的維卡軟化溫度、沖擊強度、拉伸強度等性能顯著提高。FethiKanili等還將TiO₂與MgO復(fù)合粒子用于改性PVC異型材門窗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)MgO粒子的添加有助于減緩PVC老化后的顏色變化，且得到了材料抗老化性能最優(yōu)時對應(yīng)的粒子比例為1：3。納米ZnO作為紫外屏蔽劑添加到材料當(dāng)中，不僅能夠有效地提高材料紫外屏蔽性能，還具有優(yōu)良的殺菌性能，與阻燃劑如Mg(OH)₂一起使用時還能發(fā)揮優(yōu)良的“協(xié)同效應(yīng)”，大大提高材料的阻燃性能。Majiad Khan等制備了PMMA/ZnO納米復(fù)合材料，對其進行表征發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料的紫外屏蔽性能顯著提高，并且這種紫外屏蔽是長效穩(wěn)定的。