[发明专利]一种太阳光高阻隔光学塑料粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学塑料粒子，具体为一种太阳光高阻隔光学塑料粒子的制备方法；属于光学材料技术领域。

背景技术

将具有功能性的无机纳米材料和有机高分子材料均匀复合一直是复合材料领域研究的热点。因为一般的有机高分子材料具有生产简单、易加工成型、透明度高、成本低等优点，但也有耐候性差、功能性弱等缺点；而无机材料具有耐温好、多功能(防静电、抗紫外、防污、防静电)等优点，但缺点是不容易加工成型，特别是非几何规则难以加工的缺点制约其在日常生活中的大规模使用。因此，单一材料制约了有机材料和无机材料在产业升级过程中的应用。

若能将无机材料、特别是无机纳米颗粒均匀地分散于有机高分子材料中，不仅可以制备出多功能的复合材料，同时还兼具有机材料和无机材料的优点，如有机材料容易成型加工，而无机材料也可以提高有机材料的耐磨性，提高有机材料的耐候性等等。目前，这种有机无机复合材料将逐步应用于我们的日常生活中，例如有机无机隔热膜、有机无机防静电膜、有机无机保温膜、有机无机抗污膜等等。

目前，大规模制备透明性好、雾度低的有机无机复合材料方面的专利鲜有涉及，大部分都是直接添加或是偶联剂改性，得到都是不透明的产品，而无机材料在有机体系中的高分散这一复合材料的发展趋势已得到学术界和工业界的广泛认可。因此，本文公开一种有机无机紫外线阻隔复合母粒的制备方法，通过简单的后续加工就可以制备出含有紫外阻隔功能的塑料板材和光学薄膜，通过该复合母粒制备的塑料板材或薄膜具有雾度低、耐候性好等优点，这为传统塑料行业的产业升级开拓一条良好的道路。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种太阳光高阻隔光学塑料粒子的制备方法，以解决现有技术的上述问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种太阳光高阻隔光学塑料粒子的制备方法，包括以下步骤：

(1)、将具有太阳光高阻隔的无机纳米粉体制备成分散性好的纳米色浆；

(2)、将分散性好的具有太阳光高阻隔的纳米色浆与有机塑料母粒在260-300℃温度下熔融分散；

(3)、将混溶的复合体系经过双螺杆搅拌10-15分钟，混合均匀后，挤出、切粒得到太阳光高阻隔光学塑料粒子；

其中，步骤(1)中，太阳光高阻隔纳米色浆的制备方法，包括混合、分散、研磨、过筛四步：

(a)混合：将具有太阳光高阻隔功能的无机纳米粉体、有机分散剂和有机溶剂三者按质量比(10-30)：(1-3)：(67-89)混合均匀；

(b)分散：将混合体在高速剪切分散介质中高速剪切分散30-60分钟，搅拌机的速度控制在1000-3000转每分钟以得到浆料；

(c)研磨：将高速剪切分散的浆料放进罐磨机、球磨机或是砂磨机中研磨分散得到色浆；

(d)过筛：将研磨好的色浆用400目的纱网过筛，以去除大的颗粒，得到太阳光高阻隔纳米色浆。

步骤(1)中，所述具有太阳光高阻隔功能的无机纳米粉体的三维尺寸均不超过100纳米。

步骤(a)中，所述的具有太阳光高阻隔功能的无机纳米粉体是指整体的太阳光阻隔率高于90％。太阳光高阻隔的无机纳米粉体是无机纳米氮化物中的一种或几种，具体选自纳米氮化钛、纳米氮化锆、纳米氮化钛锆中的一种或几种混合。

分散介质为一般为惰性溶剂，在惰性介质中进行有机改性，可以防止太阳光高阻隔纳米粉体的变性，提高粉体的化学稳定性。步骤(a)中，所述的有机分散剂选自含有羟基有机高分子长链、羧基有机高分子长链、环氧基有机高分子长链、含有氨基类的有机高分子长链中的一种；优选地，所述的有机分散剂选自聚乙二醇类、聚丙烯酸类、聚乙烯吡咯烷酮类、聚氨酯类分散剂中的一种。

所述的有机分散助剂的添加量为无机纳米粉体的0.5-15％，优选5-8％。

步骤(a)中，所述的有机溶剂为醇类，酯类，苯类、酮类、醚类中的一种。所述的醇类为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一种；酯类为乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种；苯类为甲苯、二甲苯中的一种。

步骤(2)中，所述的有机塑料母粒为PE母粒、PET母粒、PVC母粒、PP母粒、PC母粒、PVA母粒、ABS母粒中的一种。

步骤(2)中，所述的熔融分散温度一般是指有机塑料母粒的软化点温度附近，其中，PET为260-300℃，PC为280-300℃。