一种拒斥结构高分子制品及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种拒斥结构高分子制品及其制备方法，属于高分子材料技术领域，高分子材料本体和呈凹凸状分布于高分子材料本体的表面具有包覆结构的无机微纳米材料，具有包覆结构的无机微纳米材料包括包覆剂和无机微纳米材料；部分高分子制品中还包括迁移助剂，其制备方法包括：A、无机微纳米材料、包覆剂混合分散，离心、洗涤、烘干；B、与高分子材料本体和迁移助剂混合，得到混合塑料粒子；经过高分子熔体旋转离心设备处理；C、再经过热处理将混合塑料粒子成型加工即得。本发明专利技术获得的高分子制品具有突出的拒水拒油性能，能够扩大基础制品的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种拒斥结构高分子制品及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种拒斥结构高分子制品及其制备方法，尤其涉及一种新型拒斥结构高分子制品及其制备方法。
技术介绍
高分子材料制品在日常生活中应用广泛，其具有明显的拒水性能，因此在水包装方面有着很好的应用，但将高分子材料的比表面积提高，例如制备纤维制品，则由于表面结构，其又具有相当程度的水亲和性能。高分子材料的分子结构决定其对油性物质具有一定的亲和性，沾上油污的高分子制品较难以清理干净，用高分子材料制品包装油性物质一段时间后油会渗透过包装层污染包装外的物品，因此对高分子材料进行水和油拒斥调整非常有必要。在纤维制品领域，目前常用的水和油拒斥调整是通过将制品在相应溶液中浸泡烘干处理，达到在制品的表层覆盖一层拒水和拒油的成分，所能达到的使用效果明显，但该层物质与制品之间的接触牢固度非常可疑，其并不能存在很长的时间，由于自身的粘附力逐渐下降或者是外界受力，有效层会逐渐脱落，最终达不到使用效果。在薄膜制品领域，通过涂覆一层助剂或者是改变薄膜结构达到拒斥效果，但同样会遇到纤维制品相似的问题，而且由于薄膜的比表面积较小，因此涂覆层的粘结效果对比纤维制品会更弱，更不容易达到长久的使用效果。除了浸渍涂覆等后处理工艺，常见的提高拒斥效果的手段还包括往高分子材料制品内部加入拒油和拒水的助剂，在制品的热加工过程中便加入，其可以使制品的拒斥效果维持在一个较长的时间稳定，并且外界因素对该效果的影响有限。但由于制品的热加工过程是一个均一稳定的流程，因此在制备的成品中拒斥助剂的分布是均匀的，助剂在制品表面和内部的分散是均一的，而制品的内部并不需要具有拒斥效果，表面则需要有更好的拒斥效果，因此这会造成助剂的浪费。若能将添加进高分子制品内的有效助剂迁移到制品表面，将会实现突出的拒斥效果，并且明显降低助剂的添加量。目前常见的高分子制品拒斥助剂为含氟化合物，由于氟的拒油拒水特性，其在各类高分子制品中都有很好的应用。最普遍的应用便是表层涂覆，例如部分不粘锅，部分中高端防水用品等。同时，内添加调整也是一种方法，由于氟化合物的稳定结构，因此其不容易往制品表层迁移，导致需要添加更高比例的助剂才能达到较好的拒斥效果。已有公司通过调整含氟化合物的分子结构使其在高分子制品中具有较好的迁移性能，使含氟化合物在高分子制品的表面具有较好的富集，从而达到较好的拒斥效果，通过该方法可以获得性能较好的高分子制品，但制备该种含氟化合物较为困难，并不能大面积的推广。公告号为CN101124271的中国专利技术专利提出了一种作为拒斥性聚合物熔体添加剂的氟化物二酯，其说明书第[0083]段公开了一种双层高分子制品，在内层不添加拒斥助剂，在外层加入大比例的拒斥助剂，通过共挤成型，巨大的使用成本使该方法并无实际应用的可能性。因此需要一种新的方法，可以较为简易的使内添加的拒斥助剂迁移至高分子制品的表面，达到较好的拒斥效果。通过将无机微纳米材料均匀涂覆在高分子制品表面，实现物理结构拒斥效果是一条较为好的道路，但制备的该种结构普遍容易脱落，拒斥效果明显下降，需要有一种可以较稳定固定微纳米无机粒子的方法，从而进一步促进在拒斥产品上的应用。
技术实现思路
无机材料在有机高分子材料中的均匀分散较为困难，纳米级的无机材料在有机高分子材料中的均匀分散则更为困难。目前主流的研究是如何调整工艺以及助分散剂使纳米无机材料在高分子中更加均匀的分布，使纳米材料的性能提升效果得以更充分的在有机高分子材料中发挥出来。由于无机材料和有机材料天然的排斥性，使两者之间难以完全相容，并且无机材料会自动往有机材料的外部迁移，从而造成外层高分子产品中无机添加物比例明显高于内层高分子产品中。这一天然的特性如果得以充分的利用，对制备拒斥高分子制品有极好的借鉴意义。为解决现有技术中的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种拒斥结构高分子制品及其制备方法。本专利技术将聚酯，聚烯烃或氟化合物包覆微纳米无机材料，把包覆好后的材料添加入需要加工的高分子材料制品中，利用有机无机之间的排斥效果以及加工过程中涉及的熔体旋转离心工艺，将包覆的微纳米无机材料均匀致密的浮于高分子制品的表层，使制品达到拒斥油和水的效果，成品的热后处理过程则可以使这一效果更为明显。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种拒斥结构高分子制品，所述拒斥结构高分子制品包括高分子材料本体和具有包覆结构的无机微纳米材料；所述具有包覆结构的无机微纳米材料均匀致密分布于高分子材料本体的表面。拒斥效果主要体现在高分子制品的表面几纳米至几微米这一范围内，当拒斥层过厚，虽然可以很好的体现出对水和油的拒斥效果，但并无实际意义，并且大幅度提升实际的成本，有专利技术体现出双层高分子制品，在内层不添加拒斥助剂，在外层加入大比例的拒斥助剂，通过共挤成型，巨大的使用成本使该方法并无实际应用的可能性。优选地，所述高分子材料本体包括聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚酰胺中的一种或多种；所述具有包覆结构的无机微纳米材料的厚度为10nm-10μm；当拒斥层过厚，虽然可以很好的体现出对水和油的拒斥效果，但并无实际意义，并且大幅度提升实际的成本；所述具有包覆结构的无机微纳米材料包括包覆剂和无机微纳米材料；所述具有包覆结构的无机微纳米材料与高分子材料本体的质量比为1:1000-1:10，含量太低，不能在制品表层形成致密分布的结构，总体拒斥效果不稳定；含量过高，虽能实现很好的效果，但过高的含量导致机械性能下降明显，优选为1:200。高分子材料本体选用聚烯烃，聚酯，聚氨酯，聚酰胺及其混合物中的一种或多种，所涉及的具有包覆结构的无机微纳米材料在上述高分子材料中加工较为简单，容易加工成型，制备各类型的高分子制品。优选地，所述无机微纳米材料包括气相硅、微纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛中的一种或多种；所述包覆剂包括聚四氟乙烯、全氟烷基醚、全氟烷基磺酸酯、全氟烷基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚氟化物、氟化物酯、氟化物醇、聚酯、聚烯烃中的一种或多种；所述包覆剂的质量浓度为0.1％-10％，优选为1％，所述无机微纳米材料与包覆剂的质量比为10:1～1:10，包覆剂的含量过低不能实现对无机材料的完整包覆，降低了包覆剂和凹凸结构所实现的双重拒斥效果，优选为1:5。优选地，所述包覆剂为氟化物酯或氟化物醇或其混合物，所述氟化物酯或氟化物醇的相对分子质量小于或等于2000。优选地，所述具有包覆结构的无机微纳米材料在高分子制品表面呈凹凸分布结构。本专利技术所涉及的拒斥层在高分子制品表层致密分布，由于氟化合物天然的性能，因此体现出良好的对水和油的拒斥效果；另一方面，包覆在氟化合物内部的纳米无机颗粒基本为球形颗粒，当其浮于制品表面时，其在制品表面形成一层致密的凹凸状结构，由于其均匀的分布，因此形成了类荷叶表层疏水疏油结构，进一步加强了制品的拒斥效果；第三方面，经过包覆后的氟化合物呈现微纳米球状颗粒结构，更容易在高分子制品中分布，在无机材料天然的往外迁移作用力下，可以更为均匀的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拒斥结构高分子制品，其特征在于，所述拒斥结构高分子制品包括高分子材料本体和具有包覆结构的无机微纳米材料；所述具有包覆结构的无机微纳米材料均匀致密分布于高分子材料本体的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种拒斥结构高分子制品，其特征在于，所述拒斥结构高分子制品包括高分子材料本体和具有包覆结构的无机微纳米材料；所述具有包覆结构的无机微纳米材料均匀致密分布于高分子材料本体的表面。


2.根据权利要求1所述的拒斥结构高分子制品，其特征在于，所述高分子材料本体包括聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚酰胺中的一种或多种；
所述具有包覆结构的无机微纳米材料的厚度为10nm-10μm；
所述具有包覆结构的无机微纳米材料包括包覆剂和无机微纳米材料；
所述具有包覆结构的无机微纳米材料与高分子材料本体的质量比为1:1000-1:10。


3.根据权利要求2所述的拒斥结构高分子制品，其特征在于，所述无机微纳米材料包括气相硅、微纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛中的一种或多种；
所述包覆剂包括聚四氟乙烯、全氟烷基醚、全氟烷基磺酸酯、全氟烷基甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚氟化物、氟化物酯、氟化物醇、聚酯、聚烯烃中的一种或多种；
所述包覆剂的质量浓度为0.1％-10％，所述无机微纳米材料与包覆剂的质量比为10:1～1:10。


4.根据权利要求2所述的拒斥结构高分子制品，其特征在于，所述包覆剂为氟化物酯或氟化物醇或其混合物，所述氟化物酯或氟化物醇的相对分子质量小于或等于2000。


5.根据权利要求1所述的拒斥结构高分子制品，其特征在于，所述具有包覆结构的无机微纳米材料在高分子制品表面呈凹凸分布结构。


6.根据权利要求1所述的拒斥结构高分子制品，其特征在于，所述拒斥结构高分子制品还包括迁移助剂；所述迁移助剂包括酰胺类化合物、烃类、润滑酯、硅氧烷类、醇、酸中的一种或多种；所述迁移助剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐友利，贾军，梁铿羽，
申请(专利权)人：上海弘睿生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31