[发明专利]改性纳米TiO2粒子、其制备方法、用途和包含其的PC/ASA复合材料及制备方法

说明书

本发明提供了一种改性纳米TiO₂粒子、其制备方法、用途和包含其的PC/ASA复合材料及制备方法。所述改性纳米TiO₂粒子包括纳米TiO₂粒子，和连接在所述纳米TiO₂粒子表面的硅烷偶联剂、紫外线吸收剂和稀土离子。所述改性纳米TiO₂粒子是依次经硅烷偶联剂、紫外线吸收剂和稀土盐溶液改性得到。所述PC/ASA复合材料包含上述改性纳米TiO₂粒子，是通过将配方量的各组分混合后由挤出机挤出的方法制备得到。本发明提供的改性纳米TiO₂粒子具有良好的抗紫外性能，与聚合物的相容性良好，结合力强，不易团聚。以其作为抗紫外添加剂，制备的PC/ASA复合材料同时具有良好的抗紫外性能和机械性能。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种改性纳米TiO₂粒子、其制备方法、用途和包含其的PC/ASA复合材料及制备方法。

背景技术

聚碳酸酯(PC)具有较高的冲击强度、良好的尺寸稳定性、较高的透明度、较宽的使用温度和良好的电绝缘性能，是一种性能优越的工程塑料。但PC也存在着流动性差、耐磨性差和易应力开裂的缺点，使其应用受到限制。

丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)具有良好的尺寸稳定性、较高的缺口冲击强度和易加工性能，是一种物理机械性能与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)相类似的工程塑料。但由于ASA采用了丙烯酸酯单元代替了ABS中的丁二烯单元，分子链中不含有碳碳双键，因此，ASA的耐候性、耐紫外光照性能相较于 ABS有了较大提高。

PC/ASA复合材料综合了PC与ASA的优良性能，弥补了二者各自的不足，常用作汽车免喷涂内饰件等。但是普通的PC/ASA复合材料的抗紫外光性能仍然不能满足汽车免喷涂内饰件的要求，有待进一步提高。

通常，提高材料的抗紫外光性能的方法是在材料中添加光稳定剂，如有机光稳定剂或无机光稳定剂。CN 101759984A公开了一种抗静电、抗紫外PC/ASA 材料组合物，通过采用苯并三唑类光稳定剂使材料经氙灯老化10周期后，色差ΔE≤2，具有较高的抗紫外性能。CN 104497521A公开了一种用于LED灯罩的复合材料，通过在PC中同时添加大量金红石型纳米二氧化钛(TiO₂)和有机紫外线吸收剂，使材料的耐光性等级达到3.5-4.5级。

但是有机光稳定剂具有毒性，且在高分子材料的加工和使用过程中易发生挥发和迁移，影响材料使用的持久性。无机光稳定剂虽然不易迁移，耐久性好，但其与高分子材料的相容性较差，难以均匀分散在聚合物基体中，对材料的机械性能有较大影响，在实际使用时，往往难以兼顾材料的抗紫外性能和机械强度。

因此，如何使PC/ASA复合材料既具有较高的抗紫外性能，又具有良好的机械性能是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种改性纳米TiO₂粒子、其制备方法、用途和包含其的PC/ASA复合材料及制备方法。该改性纳米TiO₂粒子具有良好的抗紫外性能，与聚合物的相容性良好，结合力强，不易团聚。以其作为抗紫外添加剂，制备的的PC/ASA复合材料同时具有良好的抗紫外性能和机械性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种改性纳米TiO₂粒子，包括纳米TiO₂粒子，和连接在所述纳米TiO₂粒子表面的硅烷偶联剂、紫外线吸收剂和稀土离子。