一种抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜，其特征在于，首先通过氯化铈和氯化锌水解沉积在纳米二氧化钛表面，得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛，再采用偶联剂KH‑550表面处理，得到有机硅改性的抗紫外颗粒；然后以2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸和甲基丙烯酸羟乙酯聚合得到聚丙烯酸酯聚合物，再将其和聚偏氟乙烯在转矩流变仪中进行混炼；最后将混炼后的混合料在N，N‑二甲基乙酰胺中热熔融，脱泡，流延成膜，得到一种抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜。本发明专利技术的薄膜，具有良好的耐腐蚀性、化学稳定性、耐紫外线辐射性、耐气侯性等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜及其制备方法
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜及其制备方法。
技术介绍
聚偏氟乙烯(PVDF)因具有优良的耐候性、耐热性、耐酸碱性，成膜过程条件易控制并且力学性能好等优点，是一种性能优良的膜材料。但是紫外线辐射可使聚偏氟乙烯的韧性、强度等力学性能下降，因此，聚偏氟乙烯的抗紫外改性具有重要的意义。纳米二氧化钛粒子抗紫外线性能好，对紫外线屏蔽的波段范围大，并有抗菌、防霉和消臭的功能，性价比高，是理想的紫外线屏蔽剂。目前对聚偏氟乙烯薄膜的抗紫外改性一般采取膜表面改性的方法，这种改性方法仅是对膜表面改性，不能达到对膜内孔壁的改性目的。因此，需要一种更加经济、高效且操作简单方便的改性技术实现对PVDF薄膜的抗紫外性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐紫外线辐射性、耐气侯性良好的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜及其制备方法。为了实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下方案实施：一种抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜，其特征在于，首先通过氯化铈和氯化锌水解沉积在纳米二氧化钛表面，得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛，再采用偶联剂KH-550表面处理，得到有机硅改性的抗紫外颗粒；然后以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸羟乙酯聚合得到聚丙烯酸酯聚合物，再将其和聚偏氟乙烯在转矩流变仪中进行混炼；最后将混炼后的混合料在N，N-二甲基乙酰胺中热熔融，脱泡，流延成膜，得到一种抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜。所述的抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜，其特征在于，其由如下步骤制备而成：（1）以无水乙醇为溶剂制备纳米二氧化钛的悬浊液，并超声30-40min，开始磁力搅拌并升高温度至50-60℃，保持温度恒定，缓慢滴入氯化铈和氯化锌混合溶液，同时保持混合溶液的pH为8-9，滴加完毕后继续恒温磁力搅拌10-12h，对浆液进行洗涤、过滤、干燥、高温煅烧处理，即可得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛；其中氯化铈和氯化锌混合溶液中氯化铈和氯化锌质量比为1：6-8；纳米二氧化钛、无水乙醇和氯化锌质量比为1：12-15：0.6-0.8；（2）将表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛超声分散在无水乙醇和去离子水8-9：1的质量比配置的混合溶液中，并在搅拌条件下加入偶联剂KH-550，升高温度至70-80℃，恒温磁力搅拌5-8h，经离心、洗涤、干燥后得到有机硅改性的抗紫外颗粒；其中表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛、无水乙醇和偶联剂KH-550的质量比为1：8-10：0.1-0.2。（3）将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入到二甲基甲酰胺，混合搅拌均匀，加入甲基丙烯酸羟乙酯和偶氮二异丁腈，继续混合搅拌均匀，升高温度至65-75℃，恒温磁力搅拌反应6-8h，冷却至室温，减压蒸馏除去二甲基甲酰胺和未反应的单体，石油醚洗涤减压蒸馏后的产物2-3次，50-60℃真空干燥，得到聚丙烯酸酯聚合物；其中2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和偶氮二异丁腈的质量比为1：3-5：0.4-0.6：0.01-0.02；（4）将聚偏氟乙烯和聚丙烯酸酯聚合物加入到转矩流变仪中进行混炼至充分熔融，加入聚乙烯蜡，继续混炼10-15min，得到混合料；其中聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯聚合物和聚乙烯蜡的质量比为1：0.2-0.4：0.1-0.15；（5）将混合料、OP-10、PEG-600加入到N，N-二甲基乙酰胺中，60-70℃的恒温水浴锅中恒温搅拌4-6h，加入已预先研磨成400-500目的有机硅改性的抗紫外颗粒，60-70℃超声震荡2-3h，静置脱泡，流延成膜，得到抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜；其中混合料、OP-10、PEG-600、N，N-二甲基乙酰胺和有机硅改性的抗紫外颗粒的质量比为1：0.1-0.2：0.08-0.15：8-10：0.08-0.12。所述的抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中高温煅烧处理为400-450℃煅烧2-3h。所述的抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（4）中聚偏氟乙烯和聚丙烯酸酯聚合物在流变仪中混炼温度为180-200℃，加入聚乙烯蜡后，混炼温度升高至200-220℃。采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过氯化铈和氯化锌水解沉积在纳米二氧化钛表面并经洗涤、过滤、干燥、高温煅烧处理得到表面沉积包覆掺杂有铈的氧化锌；相比于单纯的纳米二氧化钛和氧化锌，表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛其折射率更低，而且降低了二氧化钛和氧化锌的光催化活性，其所吸收的紫外光主要用于电子能级跃迁，不会引发光催化，这使其成为理想的广谱无机紫外屏蔽材料；将表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛采用偶联剂KH-550处理，降低了纳米二氧化钛的表面掺铈氧化锌相互之间的强吸附作用，有利于有机硅改性的抗紫外颗粒在聚偏氟乙烯基体中的分散；本专利技术将有机硅改性的抗紫外颗粒加入到聚偏氟乙烯基体中，然后再流延成膜，抗紫外颗粒均匀分散在薄膜中，增加薄膜抗紫外的耐久性。本专利技术以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸羟乙酯聚合得到聚丙烯酸酯聚合物，再将其和聚偏氟乙烯在转矩流变仪中进行混炼；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸保证聚合物的亲水性，其阴离子基团-S03-H+，可以改善PVDF膜的亲水性和控制其表面离子化程度，制备高性能多功能的PVDF薄膜。本专利技术的薄膜，具有良好的耐腐蚀性、化学稳定性、耐紫外线辐射性、耐气侯性等特点。具体实施方式本实施例的抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜，其由如下步骤制备而成：（1）以无水乙醇为溶剂制备纳米二氧化钛的悬浊液，并超声40min，开始磁力搅拌并升高温度至60℃，保持温度恒定，缓慢滴入氯化铈和氯化锌混合溶液，同时保持混合溶液的pH为8-9，滴加完毕后继续恒温磁力搅拌12h，对浆液进行洗涤、过滤、干燥、高温煅烧处理，即可得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛；其中氯化铈和氯化锌混合溶液中氯化铈和氯化锌质量比为1：8；纳米二氧化钛、无水乙醇和氯化锌质量比为1：15：0.8；（2）将表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛超声分散在无水乙醇和去离子水9：1的质量比配置的混合溶液中，并在搅拌条件下加入偶联剂KH-550，升高温度至80℃，恒温磁力搅拌8h，经离心、洗涤、干燥后得到有机硅改性的抗紫外颗粒；其中表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛、无水乙醇和偶联剂KH-550的质量比为1：10：0.1。（3）将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入到二甲基甲酰胺，混合搅拌均匀，加入甲基丙烯酸羟乙酯和偶氮二异丁腈，继续混合搅拌均匀，升高温度至75℃，恒温磁力搅拌反应8h，冷却至室温，减压蒸馏除去二甲基甲酰胺和未反应的单体，石油醚洗涤减压蒸馏后的产物3次，60℃真空干燥，得到聚丙烯酸酯聚合物；其中2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯和偶氮二异丁腈的质量比为1：5：0.6：0.012；（4）将聚偏氟乙烯和聚丙烯酸酯聚合物加入到转矩流变仪中进行混炼至充分熔融，加入聚乙烯蜡，继续混炼15min，得到混合料；其中聚偏氟本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜，其特征在于，首先通过氯化铈和氯化锌水解沉积在纳米二氧化钛表面，得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛，再采用偶联剂KH‑550表面处理，得到有机硅改性的抗紫外颗粒；然后以2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸和甲基丙烯酸羟乙酯聚合得到聚丙烯酸酯聚合物，再将其和聚偏氟乙烯在转矩流变仪中进行混炼；最后将混炼后的混合料在N，N‑二甲基乙酰胺中热熔融，脱泡，流延成膜，得到一种抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜。
【技术特征摘要】
1.一种抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜，其特征在于，首先通过氯化铈和氯化锌水解沉积在纳米二氧化钛表面，得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛，再采用偶联剂KH-550表面处理，得到有机硅改性的抗紫外颗粒；然后以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸羟乙酯聚合得到聚丙烯酸酯聚合物，再将其和聚偏氟乙烯在转矩流变仪中进行混炼；最后将混炼后的混合料在N，N-二甲基乙酰胺中热熔融，脱泡，流延成膜，得到一种抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜。2.根据权利要求书1所述的抗紫外性能优异的聚丙烯酸酯改性的聚偏氟乙烯薄膜，其特征在于，其由如下步骤制备而成：（1）以无水乙醇为溶剂制备纳米二氧化钛的悬浊液，并超声30-40min，开始磁力搅拌并升高温度至50-60℃，保持温度恒定，缓慢滴入氯化铈和氯化锌混合溶液，同时保持混合溶液的pH为8-9，滴加完毕后继续恒温磁力搅拌10-12h，对浆液进行洗涤、过滤、干燥、高温煅烧处理，即可得到表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛；其中氯化铈和氯化锌混合溶液中氯化铈和氯化锌质量比为1：6-8；纳米二氧化钛、无水乙醇和氯化锌质量比为1：12-15：0.6-0.8；（2）将表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛超声分散在无水乙醇和去离子水8-9：1的质量比配置的混合溶液中，并在搅拌条件下加入偶联剂KH-550，升高温度至70-80℃，恒温磁力搅拌5-8h，经离心、洗涤、干燥后得到有机硅改性的抗紫外颗粒；其中表面包覆掺铈氧化锌的纳米二氧化钛、无水乙醇和偶联剂KH-550的质量比为1：8-10：0.1-0.2。3.（3）将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸加入到二甲基甲酰胺，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，
申请(专利权)人：安徽荣泽科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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