[发明专利]一种大分子表面处理剂、经其改性的纳米SiO2及制备方法与应用

说明书

技术领域

   本发明涉及涉及高分子材料技术领域，尤其涉及到一种大分子表面处理剂、经其改性的纳米SiO₂及其制备方法与应用。该改性复合材料环境友好，可以广泛应用于多种材料领域。

背景技术

纳米二氧化硅（SiO₂）粉体除了具备纳米级材料所特有的效应外，还保持了材料的高硬度、耐高温、抗氧化、耐磨损以及抗热震性等优点，具有导热、导电等功能，在工程中有广泛的使用价值。由于纳米SiO₂粉体具有高的表面能，与聚合物相容性差，在聚合物中分散性不好,容易团聚，使其难于分散在塑料基体中再次团聚，难以达到理想的分散效果。本发明使用大分子表面处理剂，用于纳米SiO₂的表面修饰改性，平均粒径明显减小，在三氯甲烷中分散均匀，有效阻止了纳米SiO₂的团聚，以提高纳米SiO₂与塑料基体的相容性以及在塑料基体中的分散性。纳米SiO₂经表面改性后，表面亲水性减弱，亲油性增加, 这有利于加强纳米SiO₂与高分子材料的结合力。因此，本发明具有重要的研究意义和应用价值。

 

发明内容

本发明的目的在于提供了一种改性纳米SiO₂，该方法简单易行，处理后的纳米SiO₂具有更好的分散性，加强了纳米SiO₂与高分子材料的结合力，本发明具有重要的研究意义和应用价值。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种大分子表面处理剂，其由下述方法制备得到：

a）将100g-150g甲基丙烯酸六氟丁酯和100g-150g甲基丙烯酸甲酯混合并溶于30 ml-50ml的乙酸乙酯中；

b）将100g-150g甲基丙烯酸环氧丙酯、100g-150g十二硫醇及30 ml-50ml乙酸乙酯混匀记为溶液一；将100g-150g过氧化苯甲酰完全溶于30ml-50ml的乙酸乙酯中记为溶液二；

c）惰性气氛下，将步骤a）所得溶液搅拌加热；当温度升至70-80℃时，同时等速滴加溶液一和溶液二，当溶液一和溶液二各剩下1/3-1/5时停止滴加，保温反应1-2h后再滴加完剩下的溶液，继续保温反应2-3h，过滤洗涤干燥制得三元共聚物甲基丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环氧丙酯。

本发明的改性纳米SiO₂，其为经上述大分子表面处理剂处理得到的纳米SiO₂。

上述所述改性纳米SiO₂的制备方法，步骤如下：

（1）称取纳米SiO₂粉体，然后称取甲基丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物一并加入烧杯中；

（2）加入三氯甲烷后在高速剪切乳化机上剪切分散1-5min，再加入三乙胺催化，高速搅拌回流1-3h；

（3）将产物放入索氏抽提器中，用三氯甲烷溶剂提取36-48 h，除去未反应的甲基丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环氧丙酯，蒸去溶剂再在45-60℃真空干燥箱中真空干燥至恒重，即得。

步骤（1）所述纳米SiO₂粉体在180-220℃下干燥半小时为佳。

步骤（1）与步骤（2）中，所述纳米SiO₂粉体、甲基丙烯酸六氟丁酯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物、三氯甲烷与三乙胺的重量关系为：

纳米SiO₂                   80份-100份

大分子表面处理剂             9份-13份

三氯甲烷                  0.1份-0.7份

三乙胺                    0.1份-0.7份。

本发明所得改性纳米SiO₂在改性PP合金中的应用，其为取下述重量份的组分：

PP                                                    70份-80份

改性纳米SiO₂                                          20份-30份

四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯     0.1份-0.5份