一种改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料及其制备工艺制造技术

技术编号:19383937 阅读:9 留言:0更新日期:2018-11-10 00:16
本发明专利技术公开了一种改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料及其制备工艺,将硫化剂、抗氧化剂混合均匀,形成A料;将羧基丁苯胶乳、改性钛酸钾晶须混合,形成B料;将三(乙酰丙酮)络铁、多羟基苯甲醚混合均匀,形成C料;将A料、B料、C料混合均匀,充入氮气或空气;将得到的混料D料通过喷枪喷涂、烘箱蒸熟、热定型处理后,得到改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料。本发明专利技术改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料可提高丁苯胶乳发泡材料的断裂伸长率、剥离强度、耐磨性和产品质量,扩大丁苯胶乳发泡材料的市场影响力和竞争力。

A modified potassium titanate whisker / styrene butadiene latex composite foam material and its preparation process

The invention discloses a modified potassium titanate whisker/styrene-butadiene latex composite foaming material and its preparation process, which mixes vulcanizing agent and antioxidant evenly to form A material, mixes carboxyl styrene-butadiene latex and modified potassium titanate whisker to form B material, and mixes tri (acetylacetone) complex iron and polyhydroxybenzene ether evenly to form C material. Material B and C are mixed evenly and filled with nitrogen or air. Modified potassium titanate whisker/styrene-butadiene latex composite foaming material is obtained by spraying gun, oven steaming and heat setting. The modified potassium titanate whisker/styrene-butadiene latex composite foaming material can improve the breaking elongation, peeling strength, wear resistance and product quality of styrene-butadiene latex foaming material, and expand the market influence and competitiveness of styrene-butadiene latex foaming material.

【技术实现步骤摘要】
一种改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料及其制备工艺
本专利技术涉及高分子化合物的
,具体涉及一种改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料及其制备工艺。
技术介绍
羧基丁苯胶乳是以丁二烯、苯乙烯加少量羧酸及其它助剂,通过乳液聚合生成的共聚物,是一种带有蓝紫色光泽的乳白色水分散体。羧基丁苯胶乳结合苯乙烯比例较高,具有较高的粘结力和结膜强度,机械及化学稳定性好,流动性、贮存稳定性均佳,填充量大等优点。目前,报道的丁苯胶乳的用途主要有:水泥专用胶乳(关富佳,李云波,黄志文,丁苯胶乳水泥浆室内研究[J].海洋石油,2003,4(23):83-86)、高速涂布高印刷光泽的胶乳(焦宁宁,纸张涂布用丁苯胶乳的高性能化[J].弹性体,1994,(4):46-51)、油井水泥用胶乳(赵林,罗鸣,丁苯胶乳对油井水泥浆性能的影响研究[J].钻井工程,2004(12):74-76)。目前,丁苯胶乳广泛应用于造纸、地毯、纺织、饰品环保(炭雕及塑料花)、建筑装饰行业(改性水泥砂浆、木材胶、改性沥青、油田钻井)等领域。由于丁苯胶乳具有良好的拉伸强度、屈挠性能和质轻性,可以适用于缓冲减震材料。对于丁苯胶乳发泡材料,目前研究较少,鲜有公开报道。单纯采用丁苯胶乳制得的发泡材料的断裂伸长率、剥离强度和耐磨性较差,并且由于丁苯胶乳的高分子链上无极性基团,为非极性高分子材料,其与极性材料的相容性较差,限制了丁苯胶乳发泡材料的应用领域。因此,针对上述问题,需要对丁苯胶乳为主原料的发泡材料进行改性,提高丁苯胶乳材料的断裂伸长率、剥离强度和耐磨等性能。晶须是由高纯度单晶生长而成的微纳米级的短纤维。其机械强度等于邻接原子间力产生的强度。晶须的高度取向结构不仅使其具有高强度、高模量和高伸长率,而且还具有电、光、磁、介电、导电、超导电性质。晶须的强度远高于其他短切纤维,主要用作复合材料的增强体,用于制造高强度复合材料。晶须可分为有机晶须和无机晶须两大类。无机晶须主要包括陶瓷质晶须(SiC,钛酸钾,硼酸铝等)、无机盐晶须(硫酸钙,碳酸钙等)和金属晶须(氧化铝,氧化锌等)等,其中金属晶须主要应用于金属基复合材料中,而陶瓷基晶须和无机盐晶须则可应用于陶瓷复合材料、聚合物复合材料等多个领域。其中,钛酸钾晶须的密度在3.3g/cm3,直径为0.1~1.5μm,长度为10μm~100μm,抗拉强度为7GPa,弹性模量为280GPa,莫氏硬度为4,热膨胀系数为6.8×10-6/℃,熔点为1370℃,耐热性为1200℃。是一种良好的针对聚合物复合材料领域的耐磨增韧材料。但是,由于钛酸钾晶须与非极性材料丁苯胶乳的相容性较差。因此,为了提高钛酸钾晶须与体系的相容性,必须对钛酸钾晶须进行改性处理。中国专利CN201610273186.7公开了一种道路乳化沥青改性用丁苯胶乳及制备方法,该复合丁苯胶乳由改性丁苯胶乳和交联剂双组份组成,改性丁苯胶乳为大粒径、高固含、阳离子丁苯胶乳;交联剂为40%的KH560硅烷偶联剂水乳液。改性丁苯胶乳通过乳液聚合、脱除残单—附聚、离子型转换、离心浓缩生产工艺制备。但是该专利的改性丁苯胶乳由于表面活性一般,与交联剂反应活性较差。因此,针对上述问题,需要提供一种改性丁苯胶乳的鞋底材料,提高丁苯胶乳发泡鞋材的断裂伸长率、剥离强度及耐磨性,提高丁苯胶乳发泡鞋材的产品质量,扩大丁苯胶乳鞋底材料的市场影响力和竞争力。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题,提供一种改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料及其制备工艺。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是:一种改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料的制备工艺,包括以下步骤:步骤S1,将200重量份的钛酸钾晶须添加至去离子水中,超声分散20min~30min,然后将钛酸钾溶液移至82℃~88℃的恒温水浴中,在300r/min~400r/min的搅拌速度下,向钛酸钾溶液中滴加80重量份~100重量份浓度为0.2mol/L的阴离子型聚丙烯酰胺溶液,调节溶液pH值至9~10后,保温陈化2h,所得产物经洗涤、过滤、干燥,得到聚丙烯酰胺包覆钛酸钾晶须;其中,本申请以阴离子型聚丙烯酰胺为改性剂,对钛酸钾晶须表面进行改性,使晶须表面包覆聚丙烯酰胺,以增加晶须表面粗糙度,提高晶须表面活性,优化并获得聚丙烯酰胺包覆的最佳工艺条件;步骤S2,将100重量份~120重量份偶联剂添加至去离子水和无水乙醇的混合溶液中,形成偶联剂溶液,然后向偶联剂溶液中滴加冰醋酸调节偶联剂溶液pH值到3~4,磁力搅拌水解1h~3h,得到偶联剂预水解液;步骤S3,将100重量份步骤S1得到的聚丙烯酰胺包覆钛酸钾晶须以1g:10ml的比例添加至无水乙醇中,得到聚丙烯酰胺包覆钛酸钾晶须的醇溶液,然后加入步骤S2得到的偶联剂预水解液,在25℃~40℃的温度条件下搅拌1h~3h,然后产物经抽滤、洗涤、干燥后得到改性钛酸钾晶须;其中,本申请以硅烷偶联剂为改性剂,采用化学法对用聚丙烯酰胺包覆过的钛酸钾晶须继续改性,增加晶须表面的活性官能团,以促进钛酸钾晶须与羧基丁苯胶乳的反应;步骤S4,将2重量份~4重量份的硫化剂、0.5重量份~1重量份的抗氧化剂混合均匀,形成A料;步骤S5,将80重量份~100重量份固含量为30%~50%的羧基丁苯胶乳、20重量份~25重量份固含量为65%~75%的羧基丁苯胶乳混合置于85℃~95℃的水浴中,以200r/min~350r/min的转速搅拌20min~30min,然后加入1重量份~1.8重量份的改性钛酸钾晶须,在300r/min~400r/min的转速搅拌10min~15min,形成B料;步骤S6,将0.5重量份~1.2重量份的三(乙酰丙酮)络铁、0.5重量份~1重量份的多羟基苯甲醚混合均匀,形成C料;步骤S7,将步骤S4得到的A料、步骤S5得到的B料、步骤S6得到的C料混合均匀,充入氮气或空气,得到混料D料;将混料D料通过喷涂枪喷涂到涂布表面,形成涂层材料,将涂层材料传送至烘箱I处,在160℃~170℃的温度条件下进行蒸熟处理15s~60s,然后传送至烘箱II处,在60℃~70℃的温度条件下进行热定型处理20min~40min,放置一定时间,得到所述改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料。;其中,钛酸钾晶须表面经聚丙烯酰胺包覆、偶联剂改性后表面具有活性官能团,采用化学接枝法使其与羧基丁苯胶乳(XSBRL)反应,制备钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合材料;使晶须与羧基丁苯胶乳均匀作用,克服传统物理共混方法因晶须团聚而导致应力传递不均匀的问题;进一步地,步骤S1中,钛酸钾晶须与去离子水的添加比例为1g:9ml~12ml。进一步地,步骤S2中,偶联剂为:KH560。进一步地,步骤S2中,偶联剂与去离子水和无水乙醇的混合溶液的添加比例为1g:30ml~35ml。进一步地,步骤S2中,去离子水和无水乙醇的混合溶液中,去离子水和无水乙醇的体积比为:1:14~16。进一步地,步骤S2中,磁力搅拌水解时的搅拌转速为300r/min~400r/min。进一步地,步骤S4中,硫化剂为:二硫化四甲基秋兰姆。进一步地,步骤S4中,抗氧化剂为:抗氧化剂T501或抗氧化剂BHT264。进一步地,步骤S7中,放置一定时间为:放置24h~30h。本专利技术的另一专利技术目的,在于提供一种本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1,将200重量份的钛酸钾晶须添加至去离子水中,超声分散20min~30min,然后将钛酸钾溶液移至82℃~88℃的恒温水浴中,在300r/min~400r/min的搅拌速度下,向钛酸钾溶液中滴加80重量份~100重量份浓度为0.2mol/L的阴离子型聚丙烯酰胺溶液,调节溶液pH值至9~10后,保温陈化2h,所得产物经洗涤、过滤、干燥,得到聚丙烯酰胺包覆钛酸钾晶须;步骤S2,将100重量份~120重量份偶联剂添加至去离子水和无水乙醇的混合溶液中,形成偶联剂溶液,然后向偶联剂溶液中滴加冰醋酸调节偶联剂溶液pH值到3~4,磁力搅拌水解1h~3h,得到偶联剂预水解液;步骤S3,将100重量份步骤S1得到的聚丙烯酰胺包覆钛酸钾晶须以1g:10ml的比例添加至无水乙醇中,得到聚丙烯酰胺包覆钛酸钾晶须的醇溶液,然后加入步骤S2得到的偶联剂预水解液,在25℃~40℃的温度条件下搅拌1h~3h,然后产物经抽滤、洗涤、干燥后得到改性钛酸钾晶须;步骤S4,将2重量份~4重量份的硫化剂、0.5重量份~1重量份的抗氧化剂混合均匀,形成A料;步骤S5,将80重量份~100重量份固含量为30%~50%的羧基丁苯胶乳、20重量份~25重量份固含量为65%~75%的羧基丁苯胶乳混合置于85℃~95℃的水浴中,以200r/min~350r/min的转速搅拌20min~30min,然后加入1重量份~1.8重量份的改性钛酸钾晶须,在300r/min~400r/min的转速搅拌10min~15min,形成B料;步骤S6,将0.5重量份~1.2重量份的三(乙酰丙酮)络铁、0.5重量份~1重量份的多羟基苯甲醚混合均匀,形成C料;步骤S7,将步骤S4得到的A料、步骤S5得到的B料、步骤S6得到的C料混合均匀,充入氮气或空气,得到混料D料;将混料D料通过喷涂枪喷涂到涂布表面,形成涂层材料,将涂层材料传送至烘箱I处,在160℃~170℃的温度条件下进行蒸熟处理15s~60s,然后传送至烘箱II处,在60℃~70℃的温度条件下进行热定型处理20min~40min,放置一定时间,得到所述改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料。...

【技术特征摘要】
1.一种改性钛酸钾晶须/丁苯胶乳复合发泡材料的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1,将200重量份的钛酸钾晶须添加至去离子水中,超声分散20min~30min,然后将钛酸钾溶液移至82℃~88℃的恒温水浴中,在300r/min~400r/min的搅拌速度下,向钛酸钾溶液中滴加80重量份~100重量份浓度为0.2mol/L的阴离子型聚丙烯酰胺溶液,调节溶液pH值至9~10后,保温陈化2h,所得产物经洗涤、过滤、干燥,得到聚丙烯酰胺包覆钛酸钾晶须;步骤S2,将100重量份~120重量份偶联剂添加至去离子水和无水乙醇的混合溶液中,形成偶联剂溶液,然后向偶联剂溶液中滴加冰醋酸调节偶联剂溶液pH值到3~4,磁力搅拌水解1h~3h,得到偶联剂预水解液;步骤S3,将100重量份步骤S1得到的聚丙烯酰胺包覆钛酸钾晶须以1g:10ml的比例添加至无水乙醇中,得到聚丙烯酰胺包覆钛酸钾晶须的醇溶液,然后加入步骤S2得到的偶联剂预水解液,在25℃~40℃的温度条件下搅拌1h~3h,然后产物经抽滤、洗涤、干燥后得到改性钛酸钾晶须;步骤S4,将2重量份~4重量份的硫化剂、0.5重量份~1重量份的抗氧化剂混合均匀,形成A料;步骤S5,将80重量份~100重量份固含量为30%~50%的羧基丁苯胶乳、20重量份~25重量份固含量为65%~75%的羧基丁苯胶乳混合置于85℃~95℃的水浴中,以200r/min~350r/min的转速搅拌20min~30min,然后加入1重量份~1.8重量份的改性钛酸钾晶须,在300r/min~400r/min的转速搅拌10min~15min,形成B料;步骤S6,将0.5重量份~1.2重量份的三(乙酰丙酮)络铁、0.5重量份...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓富泉耿新柱
申请(专利权)人:陕西科技大学浙江温州轻工研究院
类型:发明
国别省市:陕西,61

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