[發明專利]一種光交聯納米纖維原位增韌聚合物材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010511298.8
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111777823A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 樸哲范;賈迎賓;吳昊;趙近川
• 申請（專利權）人: 樸哲范
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L53/02;C08L23/06;C08L23/02;C08L23/12;C08L23/16;C08L67/04;C08L67/02;C08J3/28;C08J3/24
• 代理公司: 杭州潤淶知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33358
• 代理人: 李磊

本發明公開了1)聚合物彈性體混合粒料的制備；2)復合纖維材料的制備；3)交聯復合纖維材料的制備；4)光交聯納米纖維原位增韌聚合物材料的制備。本發明通過原位形成聚合物彈性體納米纖維，增大了聚合物彈性體的比表面積，對原位形成的聚合物彈性體納米纖維進行光交聯，保證其在后續加工中能保持納米纖維形態，不僅提升了對基體聚合物材料的增韌效果，而且保證了基體聚合物的其他力學性能，可大大減少聚合物彈性體材料用量；選用光源為波長大于350nm的LED紫外光或波長小于500nm的LED藍光，可減少紫外光對聚合物基體的損傷；聚合物彈性體含量小于3％就可達到良好的增韌效果，低的聚合物彈性體含量不影響聚合物的回收利用。

技術領域

本發明涉及納米纖維增韌聚合物材料的制備方法技術領域，尤其是一種光交聯納米纖維原位增韌聚合物材料的制備方法。

背景技術

近年來，隨著經濟的發展和市場的需求，聚合物材料如聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯等發展非常迅速，在食品加工、兒童玩具、生物醫藥、國防軍工、市政工程等領域得到廣泛的應用。聚合物材料本身存在一些缺陷，目前，常使用聚合物彈性體來對聚合物材料進行改性。改性聚合物材料的主要方法之一是將聚合物和熱塑性彈性體進行共混。聚合物彈性體在聚合物基體中呈微米級的球狀顆粒存在，且彈性體添加量一般在15％以上。這種方法在增韌同時，聚合物的強度和模量會有明顯下降，且對聚合物基體的光學性能和加工性能等造成影響。

另外，通常波長小于350納米的紫外光照射聚合物材料，會導致聚合物基體材料的分子鏈斷裂，造成材料的性能下降。

發明內容

為了克服現有技術中所存在的缺陷，本發明提供一種光交聯納米纖維原位增韌聚合物材料的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種光交聯納米纖維原位增韌聚合物材料的制備方法，包括以下步驟：

1)聚合物彈性體混合粒料的制備：所述聚合物彈性體混合粒料的組分如下，聚合物彈性體0.48～25wt.％、交聯劑0.01～2wt.％、光引發劑0～2.5wt.％、其他助劑0.01wt.％，將上述組分加入到塑煉設備中混合均勻，得到混合物，然后將混合物料加入到造粒擠出機中進行擠出造粒；

2)復合纖維材料的制備：將步驟1)所制備的聚合物彈性體混合粒料、70.5～99.5wt.％基體聚合物、抗氧劑依次加入到螺桿擠出機中，進行熔融共混，得到共混熔體，共混熔體中聚合物彈性體在基體聚合物中形成0.5～10μm的熔體微球，然后將共混熔體通過噴絲板，共混熔體在噴絲板上的噴絲孔擠出形成熔體細流，熔體細流經過牽伸形成復合纖維材料，聚合物彈性體在復合纖維中形成直徑小于400nm的納米纖維，復合纖維材料經過收集裝置形成復合纖維網或復合纖維布；

3)交聯復合纖維材料的制備：將上述步驟2)制備的復合纖維網或復合纖維布進行光源照射，使復合纖維網或復合纖維布發生交聯，得到交聯復合纖維材料，所述光源為波長大于350nm的LED紫外光或波長小于500nm的LED藍光；

4)光交聯納米纖維原位增韌聚合物材料的制備：將上述步驟3)制備的交聯復合纖維材料加入到造粒擠出機中進行擠出造粒，得到光交聯納米纖維原位增韌聚合物材料。

上述的一種光交聯納米纖維原位增韌聚合物材料的制備方法，所述聚合物彈性體為天然橡膠、乙丙橡膠、聚丁二烯橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、聚烯烴嵌段共聚物、聚苯乙烯系熱塑性彈性體、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯彈性體、熱塑性聚酯類彈性體、熱塑性聚酰胺類彈性體、聚己二酸對苯二甲酸丁二酯、聚己內酯、聚丁二酸丁二醇酯、熱塑性硅橡膠、氟橡膠中的至少一種。

上述的一種光交聯納米纖維原位增韌聚合物材料的制備方法，所述聚合物彈性體為顆粒狀或粉末狀。