[发明专利]一种尼龙用铜基多功能助剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于聚合物改性和功能助剂制备技术领域，具体公开了一种尼龙用铜基多功能助剂及其制备方法与应用。本发明通过将铜盐、非功能有机配体(和功能有机配体)和溶剂进行混合，然后发生水热反应，制备得到了尼龙用铜基多功能助剂。本发明制备的尼龙用铜基多功能助剂既能发挥纳米粒子对紫外光的散射作用和半导体特性对紫外光的吸收作用，又能发挥有机配体对紫外光的吸收作用，从而赋予尼龙优异的紫外防护性能；同时又可作为异相成核点提高尼龙材料的结晶速率，从而改善结晶性能，解决尼龙性能差，寿命低的问题。

技术领域

本发明涉及聚合物改性和功能助剂制备技术领域，尤其涉及一种尼龙用铜基多功能助剂及其制备方法与应用。

背景技术

尼龙(聚酰胺)的应用十分广泛，但是它的抗紫外性能较差、易老化，尤其是在户外等特殊领域，无紫外防护功能会导致聚酰胺纤维的结构与性能发生改变，严重影响聚酰胺的使用寿命。此外，对于穿戴者的皮肤也会造成严重损伤，这对尼龙的抗紫外光性能提出了更高的要求。因此，开发用于改善聚酰胺基体的抗紫外性能的功能助剂是业界亟需解决的问题。

尼龙是半结晶性的聚合物材料，成型后含有晶区和非晶区。大量非晶区的存在会影响尼龙的力学性能、光学性能、热性能和耐溶剂性等性能，因此尼龙的结晶性能存在很大的改善空间。综上，尼龙成核剂是一类十分重要的功能助剂。

抗紫外剂也是用来改善聚合物使用性能的常用手段，是为了解决因紫外光这种高能电磁波让聚酰胺出现断链的问题。抗紫外剂具体包括：光屏蔽剂：这类抗紫外剂来源广泛，价格低廉，缺点在于与尼龙基体相容性差，若添加过量则会影响聚酰胺的结晶性能和机械性能等；若添加量少则抗紫外效果差。光吸收剂：能在紫外线照射下发生结构互变，从而转移紫外线能量。由于这类抗紫外剂大多是小分子，与基体相容性好，所以在尼龙母粒中不会影响它的性能。但是，光吸收剂普遍存在稳定性差，有毒害等缺陷。成核剂是一种适用于不完全结晶性的聚合物材料，通过改变聚合物的结晶行为，加快结晶速率、增加结晶度和促使晶粒尺寸微细化，从而缩短成型周期、提高机械性能的功能助剂。主要包括：无机成核剂：这类成核剂开发利用早、价格便宜且实用，但由于透明性和表面光泽度差，限制了其在高性能聚酰胺材料中的应用。有机成核剂：克服了无机成核剂透明性和光泽度差的问题，并能显著提高产品的加工性能，但是由于其与聚合物相容性差，使聚合物材料的许多性质得不到发挥。

目前常见的聚酰胺助剂性能单一，在提升某些性能的同时甚至会对其他性能产生副作用。因此，如何提供一种成本低廉、无毒环保、不对其他性能(机械性能等)产生负面影响且兼具卓越的抗紫外效应和成核效应的尼龙用铜基多功能助剂是本领域亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种尼龙用铜基多功能助剂及其制备方法与应用，以解决尼龙材料寿命低、抗紫外光性能差、非晶区占比高以及现有助剂功能单一，对材料的其他性能存在影响的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种尼龙用铜基多功能助剂的制备方法，包括如下步骤：将铜盐、非功能有机配体和溶剂混合，进行水热反应，得到尼龙用铜基多功能助剂；

所述非功能有机配体包括对苯二甲酸、均苯三甲酸、吡啶、2,2'-联吡啶和4,4'-联吡啶中的一种或几种。

优选的，水热反应原料还包括功能有机配体，所述功能有机配体包括2-氨基二苯甲酮-2-羧酸、二苯甲酮-4,4-二羧酸和3,3',4,4'-四甲酸二苯甲酮中的一种或几种。

优选的，所述水热反应的温度为100～180℃，时间为12～72h。

优选的，所述铜盐包括五水合硫酸铜、三水合硝酸铜、二水合氯化铜和一水合乙酸铜中的一种或几种；所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种。