一种氟化塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氟化塑料及其制备方法，属于塑料制备技术领域。所述的氟化塑料，包括以下原料：酚醛树脂、滑石粉、烷基苯磺酸钠、四氯化钛、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、聚氯乙烯、硅烷偶联剂、三羟甲基丙烷、硫酸铝铵、全氟丁基磺酸钾、氟化钙、全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂、抗氧化剂、表面活性剂；所述的氟化塑料是经过混合、搅拌、超声处理、烘干、注塑等步骤制得。本发明专利技术通过采用全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂为补强体系，提高氟化塑料的阻隔性和粘结性。

【技术实现步骤摘要】
一种氟化塑料及其制备方法
本专利技术属于塑料制备
，具体涉及一种氟化塑料及其制备方法。
技术介绍
迄今为止，聚四氟乙烯仍以其优良性能居塑料之首，但聚四氟乙烯难以加工成型且价格昂贵，从而限制了它的应用范围。在实际应用中，往往只需要塑料表面层具有聚四氟乙烯性质即可。因此如能使成型后的聚乙烯板、管和膜表面层氟化，既能使它们的性能大大改良，又能大大降低成本。含氟聚合物以其高的热稳定性、化学稳定性等优良性能在很多领域得到广泛应用和发展。目前，使用的氟化聚合物材料主要采用下列方法制备：一种是通过含氟单体聚合制备含氟聚合物。这种方法的缺点在于含氟单体难于制备、分离和纯化技术难度大，成本相对较高；二是利用氟气高的反应活性作为氟化试剂对高聚物进行改性的方法，通常被称为直接氟化。因其所制备的氟化聚合物材料具有成本低，只在表面形成纳米层，不影响聚合材料本体的力学性能，可与大多数聚合物和无机碳表面发生化学反应等优点，从而直接氟化法成为近年来快速发展起来的一种有效的表面改性方法，吸引了国内外诸多专家学者的重视。中国专利文献“一种氟化自洁型塑料板材及其制备方法(专利号：ZL201611010186.4)”公开了一种氟化自洁型塑料板材及其制备方法，该氟化自洁型塑料板材，由下述重量份的原料组成的：聚甘油-10油酸酯0.3-1、蒙脱土6-8、烷基苯磺酸钠0.7-1、n-水杨酰苯胺0.4-1、四氯化钛10-14、氯化铁3.7-4、25-30％的过氧化氢6-8、甲基丙烯酸甲酯7-9、偶氮二异丁腈0.1-0.2、聚氯乙烯100-130、硅烷偶联剂kh5600.7-1、2-溴-4-甲基苯酚0.6-1、三羟甲基丙烷0.3-1、硫酸铝铵2-3、全氟丁基磺酸钾0.7-1、氟化钙2-3。该专利技术具有很好的疏水性、耐候性和韧性，且抗冲击强度高，但存在阻隔性、可粘结性较差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种氟化塑料及其制备方法，以解决在专利文献“一种氟化自洁型塑料板材及其制备方法(专利号：ZL201611010186.4)”公开的氟化自洁型塑料板材的基础上，如何优化组分、用量、方法等，提高氟化塑料的的阻隔性、粘结性的问题。为了解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种氟化塑料包括以下原料：酚醛树脂、滑石粉、烷基苯磺酸钠、四氯化钛、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、聚氯乙烯、硅烷偶联剂、三羟甲基丙烷、硫酸铝铵、全氟丁基磺酸钾、氟化钙、全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂、抗氧化剂、表面活性剂；所述的全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂的重量比为(3-8)：(2-5)：(1-3)。优选地，所述全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂的重量比为5:3:2。优选地，所述氟化塑料以重量份为单位，包括以下原料：酚醛树脂12-15份、滑石粉8-11份、烷基苯磺酸钠3-6份、四氯化钛3-5份、氯化铁10-14份、甲基丙烯酸甲酯11-14份、偶氮二异丁腈2-8份、聚氯乙烯6-9份、硅烷偶联剂0.1-0.4份、三羟甲基丙烷3-6份、硫酸铝铵2-5份、全氟丁基磺酸钾1-4份、氟化钙2-6份、全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物3-8份、氟化石墨烯2-5份、丙烯酸树脂1-3份、抗氧化剂1-2份、表面活性剂0.5-0.8份。优选地，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂。优选地，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、乙撑基双硬脂酰胺和柠檬酸酯中的一种。本专利技术还提供一种氟化塑料的制备方法，包括以下步骤：S1：取烷基苯磺酸钠，加入其重量12-15倍的去离子水，搅拌均匀，升高温度至56-58℃，搅拌3-6min，加入氟化钙，搅拌至常温，得氟化分散液；S2：将四氯化钛、硫酸铝铵和全氟丁基磺酸钾混合均匀，得混合物料A，加入混合物料A重量40-50倍的去离子水，搅拌均匀，滴加浓度为5.4％-5.6％的氨水溶液，调节pH为8-9，抽滤，将沉淀加入到其重量40-50倍的去离子水中，超声6-10min，加入抗氧化剂，搅拌10-20min，再加入步骤S1制得的氟化分散液和表面活性剂，搅拌均匀，升高温度至95-100℃，保温搅拌2-3h，送入57-60℃的烘箱中，烘干，得氟化二氧化钛；S3：取硅烷偶联剂，加入其重量50-60倍的丙酮，滴加20％-30％乙酸，调节pH为5-6，搅拌均匀，加入氟化二氧化钛，超声波处理20-30min，抽滤，得硅烷接枝掺杂二氧化钛；S4：取硅烷接枝掺杂二氧化钛、滑石粉、聚氯乙烯、三羟甲基丙烷混合，得混合物料B，加入混合物料B重量20-26倍的二甲基亚砜，超声8-10min，加入甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈，在50-55℃下保温搅拌2-3h，离心分离，将沉淀用无水乙醇洗涤3-4次，在50-60℃下真空干燥1-2h，得氟化二氧化钛接枝聚合物；S5：将酚醛树脂、丙烯酸树脂置于120-150℃下熔融，得熔融液，然后加入氟化石墨烯、全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物搅拌均匀，在80-95℃下真空干燥3-5h，冷却至常温得混合物料C；S6：将氟化二氧化钛接枝聚合物与混合物料C搅拌混合20-30min，在60-80℃下真空干燥1-2h，再用丙酮浸泡30min后送入烘箱，烘干后送入到双螺杆挤出机，挤出、模具成型、截切，覆膜，即得氟化塑料。优选地，所述步骤S6中烘箱内烘干的温度为40-50℃，烘干时间为25-30min。本专利技术具有以下有益效果：(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3制得的氟化塑料的阻隔性和可粘结性显著高于对比例5制得的塑料板材的阻隔性和可粘结性；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。(2)由实施例1和对比例1-5的数据可见，全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂在制备氟化塑料中起到了协同作用，协同提高了氟化塑料的阻隔性和可粘结性；这是：全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物是以氟碳链取代碳氢链作为分子中非极性基团的外表活性剂，能够直接与氟元素反应结合，加速氟化塑料外表的成膜速度，使氟化塑料表面生成一层具有极端坚固和屏蔽功用涂层，降低外表能，提高氟化塑料外表的致密性，从而提高其阻隔性；丙烯酸树脂作为一种相容剂，有利于填充料、颜料分散，以及聚合物的改性；氟化石墨烯与丙烯酸树脂一起使用时，丙烯酸树脂能增大氟化石墨烯在溶剂中的分散性，促进氟化石墨烯与氟化钙、全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物等的表面接枝化反应，从而提高氟化石墨烯的表面能，改善表面活性，降低接触角，提高氟化塑料的可粘结性、润滑性能和电性能等；在本专利技术中丙烯酸树脂通过对全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯的改性作用，改善全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯的流动性并提高冲击强度，降低氟化塑料注塑成型时的注塑压力和注塑时间，通过增大分子间的自由空间提高流动性，让分子排列更有序及整齐，形成光滑的表面，从而提高氟化塑料的阻隔性和可粘结性。(3)由对比例6-8的数据可见，全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂的重量比不在(3-8)：(2-5)：(1-3)范围内时，制得的塑料板材的阻隔性和可粘结性数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值，与现有技术(对比例5)的数值相当。本专利技术全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟化塑料，其特征在于，包括以下原料：酚醛树脂、滑石粉、烷基苯磺酸钠、四氯化钛、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、聚氯乙烯、硅烷偶联剂、三羟甲基丙烷、硫酸铝铵、全氟丁基磺酸钾、氟化钙、全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂、抗氧化剂、表面活性剂；所述的全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂的重量比为(3‑8)：(2‑5)：(1‑3)。

【技术特征摘要】
1.一种氟化塑料，其特征在于，包括以下原料：酚醛树脂、滑石粉、烷基苯磺酸钠、四氯化钛、氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、聚氯乙烯、硅烷偶联剂、三羟甲基丙烷、硫酸铝铵、全氟丁基磺酸钾、氟化钙、全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂、抗氧化剂、表面活性剂；所述的全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂的重量比为(3-8)：(2-5)：(1-3)。2.根据权利要求1所述的氟化塑料，其特征在于，所述全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物、氟化石墨烯、丙烯酸树脂的重量比为5:3:2。3.根据权利要求1所述的氟化塑料，其特征在于，所述氟化塑料以重量份为单位，包括以下原料：酚醛树脂12-15份、滑石粉8-11份、烷基苯磺酸钠3-6份、四氯化钛3-5份、氯化铁10-14份、甲基丙烯酸甲酯11-14份、偶氮二异丁腈2-8份、聚氯乙烯6-9份、硅烷偶联剂0.1-0.4份、三羟甲基丙烷3-6份、硫酸铝铵2-5份、全氟丁基磺酸钾1-4份、氟化钙2-6份、全氟聚氧烷基碳酸的氮素衍生物3-8份、氟化石墨烯2-5份、丙烯酸树脂1-3份、抗氧化剂1-2份、表面活性剂0.5-0.8份。4.根据权利要求1所述的氟化塑料，其特征在于，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂。5.根据权利要求1所述的氟化塑料，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、乙撑基双硬脂酰胺和柠檬酸酯中的一种。6.一种根据权利要求1-5任一项所述的氟化塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：取烷基苯磺酸钠，加入其重量12-15倍的去离子水，搅拌均匀，升高温度至56-58℃，搅拌3-6min，加入氟化钙，搅拌至常温，得氟化分散液；S2：将四氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长沙小新新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43