一种高耐候性环保高分子材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高耐候性环保高分子材料，由如下重量份的各组分制成：环糊精基金刚烷类共聚物70‑80份、改性氧化石墨烯5‑10份、增塑剂1‑3份。本发明专利技术还公开了所述高耐候性环保高分子材料的制备方法，包括如下步骤：按照比例称取环糊精基金刚烷类共聚物、改性氧化石墨烯、增塑剂，加入高速混合机干混25‑35分钟得到混合料，再将混合料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出成型，得到高耐候性环保高分子材料。本发明专利技术公开的高耐候性环保高分子材料与现有技术中的高分子材料相比，具有更高的力学性能和耐候性，阻燃效果更佳，使用更加绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐候性环保高分子材料及其制备方法
本专利技术涉及一种高分子材料，尤其涉及一种高耐候性环保高分子材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着社会的发展及科技的进步，高分子材料逐渐成为金属材料的良替代品，广泛应用于汽车、电子电器、机械设备、建筑、航空、医疗器械、医药包装、农业、家用电器等行业。可以说，高分子材料已经融入了人们的生活，成为了人们生活的一部分。高分子材料又称聚合物或高聚物，是一类由一种或几种分子或分子团(结构单元或单体)以共价键结合成具有多个重复单体单元的大分子，包括橡胶、塑料和纤维等种类。高分子材料的特点是种类多、密度小，比强度大，电绝缘性、耐腐蚀性好，加工容易，可满足多种特种用途的要求，可部分取代金属、非金属材料。目前，市面上的传统高分子材料或多或少存在着质量不稳定，耐候性能不佳，容易老化和发生龟裂，耐磨性、耐油性、抗氧化性差，阻燃效果不好，性脆，冲击强度低，由于分子链的刚性，易引起应力开裂，使用寿命短，成型加工困难的问题，这些缺陷给塑胶材料的实际使用带来诸多不便，无法满足市场的严格需求。另外，现有的高分子材料为了改善这些性能，向其中添加各种功能助剂，随著功能助剂的添加，高分子材料的流动加工性能变得很差，且这些功能助剂在长期使用过程中容易溶出，从而丧失功能，使得材料稳定性不好。为了改善高分子材料阻燃性，经常会引入含卤素的结构，但这类结构虽然能较好地改善阻燃性能，但卤素元素在生物圈中不断循环，给生态环境和人的身体健康造成了极大的危害。因此，开发新型高耐候性环保高分子材料符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景。对促进高分子材料行业的发展具有积极促进作用。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种高耐候性环保高分子材料及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，对设备和反应条件要求不高，适合工业化生产；通过所述制备方法制备得到的高耐候性环保高分子材料与现有技术中的高分子材料相比，具有更高的力学性能和耐候性，阻燃效果更佳，使用更加绿色环保。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种高耐候性环保高分子材料，由如下重量份的各组分制成：环糊精基金刚烷类共聚物70-80份、改性氧化石墨烯5-10份、增塑剂1-3份。优选地，所述环糊精基金刚烷类共聚物的制备方法，包括如下步骤：1)将1,3-二丙烯酸金刚烷酯、烯丙基环糊精、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸、4-乙烯基苄基缩水甘油酯、引发剂溶于有机溶剂中，在氮气或惰性气体氛围60-70℃下搅拌反应3-4小时，反应结束后，在乙醇中沉淀析出，并置于真空干燥箱中70-80℃下烘18-24小时，得到共聚物；2)将经过步骤1)制备得到的聚合物浸泡在70-80℃质量分数为30-40％的2-(1H-苯并咪唑-2-基)-1,1-乙二醇的水溶液中24-30小时，后浸泡在水中10-12小时，再取出并置于真空干燥箱中95-105℃下烘18-22小时，得到环糊精基金刚烷类共聚物。优选地，步骤1)中所述1,3-二丙烯酸金刚烷酯、烯丙基环糊精、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸、4-乙烯基苄基缩水甘油酯、引发剂、有机溶剂的质量比为1:1:1:0.5:(0.03-0.05):(5-8)。较佳地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化甲乙酮中的一种或几种。较佳地，所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种或几种。较佳地，所述有机溶剂选自四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的一种或几种。较佳地，步骤2)中所述聚合物、2-(1H-苯并咪唑-2-基)-1,1-乙二醇的水溶液、水的质量比为1:(15-30):(25-35)。优选地，所述改性氧化石墨烯的制备方法，包括如下步骤：将氧化石墨烯分散于N-甲基吡咯烷酮中，然后再加入聚甲基乙烯基醚扁桃酸和催化剂，在95-110℃下搅拌反应6-8小时，后过滤取滤渣，用水洗3-5遍，再用乙醇洗4-6遍，然后置于真空干燥箱中80-90℃下烘12-15小时，得到改性氧化石墨烯。较佳地，所述氧化石墨烯、N-甲基吡咯烷酮、聚甲基乙烯基醚扁桃酸、催化剂的质量比为(3-5):(8-15):1:(0.08-0.1)。较佳地，所述催化剂选自三苯基膦、三乙胺、四丁基溴化铵中的一种或几种。优选地，所述增塑剂的制备方法，包括如下步骤：将邻苯二甲酸、端环氧基硅油、四丁基溴化铵溶于异丙醇中，在95-110℃下搅拌反应6-8小时，后旋蒸除去异丙醇，得到增塑剂。较佳地，所述邻苯二甲酸、端环氧基硅油、四丁基溴化铵、异丙醇的质量比为1:(1.5-2):(0.1-0.2):(5-8)。优选地，所述高耐候性环保高分子材料的制备方法，包括如下步骤：按照比例称取环糊精基金刚烷类共聚物、改性氧化石墨烯、增塑剂，加入高速混合机干混25-35分钟得到混合料，再将混合料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出成型，得到高耐候性环保高分子材料。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1)本专利技术提供的高耐候性环保高分子材料的制备方法，简单易行，原料易得，价格低廉，对设备和反应条件要求不高，适合工业化生产。2)本专利技术提供的高耐候性环保高分子材料，与现有技术中的高分子材料相比，具有更高的力学性能和耐候性，阻燃效果更佳，使用更加绿色环保。3)本专利技术提供的高耐候性环保高分子材料，分子链中金刚烷与环糊精、改性氧化石墨烯表面的聚甲基乙烯基醚扁桃酸与环糊精之间发生主客体相互作用，使得材料形成三维网络结构，有利于提高高分子材料的综合性能。4)本专利技术提供的高耐候性环保高分子材料，侧链引入苯并咪唑结构，提高了材料的耐候性，引入聚乙二醇结构，提高了材料的韧性，各成分协同作用，使得高分子材料的力学性能优异。5)本专利技术提供的高耐候性环保高分子材料，引入自己合成的增塑剂，增强了高分子材料的塑性，加工流动性能好，且改善了传统增塑剂毒性大，不环保的问题，更加绿色环保。6)本专利技术提供的高耐候性环保高分子材料，通过对氧化石墨烯表面进行改性，有利于其分散及与基体高分子材料的相容性，也提高了氧化石墨烯的稳定性；这种高分子材料由于含有环糊精结构，提高了材料的阻燃性，也能与环境污染物形成稳定的包络物，从而减少环境污染。具体实施方式为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术下述实施例中所使用的烯丙基环糊精购自智源生物，其他原料购自摩贝(上海)生物科技有限公司。实施例1一种高耐候性环保高分子材料，由如下重量份的各组分制成：环糊精基金刚烷类共聚物70份、改性氧化石墨烯5份、增塑剂1份。所述环糊精基金刚烷类共聚物的制备方法，包括如下步骤：1)将1,3-二丙烯酸金刚烷酯10g、烯丙基环糊精10g、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸10g、4-乙烯基苄基缩水甘油酯5g、偶氮二异丁腈0.3g溶于四氢呋喃50g中，在氮气氛围60℃下搅拌反应3小时，反应结束后，在乙醇中沉淀析出，并置于真空干燥箱中70℃下烘18小时，得到共聚物；2)将经过步骤1)制备得到的聚合物10g浸泡在70℃质量分数为30％的2-(1H-苯并咪唑-2-基)-1,1-乙二醇的水溶液150g中24小时，后浸泡在水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，由如下重量份的各组分制成：环糊精基金刚烷类共聚物70‑80份、改性氧化石墨烯5‑10份、增塑剂1‑3份。

【技术特征摘要】
1.一种高耐候性环保高分子材料，其特征在于，由如下重量份的各组分制成：环糊精基金刚烷类共聚物70-80份、改性氧化石墨烯5-10份、增塑剂1-3份。2.根据权利要求1所述的高耐候性环保高分子材料，其特征在于，所述环糊精基金刚烷类共聚物的制备方法，包括如下步骤：1)将1,3-二丙烯酸金刚烷酯、烯丙基环糊精、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸、4-乙烯基苄基缩水甘油酯、引发剂溶于有机溶剂中，在氮气或惰性气体氛围60-70℃下搅拌反应3-4小时，反应结束后，在乙醇中沉淀析出，并置于真空干燥箱中70-80℃下烘18-24小时，得到共聚物；2)将经过步骤1)制备得到的聚合物浸泡在70-80℃质量分数为30-40％的2-(1H-苯并咪唑-2-基)-1,1-乙二醇的水溶液中24-30小时，后浸泡在水中10-12小时，再取出并置于真空干燥箱中95-105℃下烘18-22小时，得到环糊精基金刚烷类共聚物。3.根据权利要求2所述的高耐候性环保高分子材料，其特征在于，步骤1)中所述1,3-二丙烯酸金刚烷酯、烯丙基环糊精、聚(乙二醇)苯基醚丙烯酸、4-乙烯基苄基缩水甘油酯、引发剂、有机溶剂的质量比为1:1:1:0.5:(0.03-0.05):(5-8)。4.根据权利要求2所述的高耐候性环保高分子材料，其特征在于，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化甲乙酮中的一种或几种；所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种或几种；所述有机溶剂选自四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的一种或几种。5.根据权利要求2所述的高耐候性环保高分子材料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭涛，
申请(专利权)人：郭涛，
类型：发明
国别省市：山东,37