一种抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料及制备方法技术

本发明专利技术涉及聚氯乙烯塑料技术领域，且公开了一种抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料，利用二异氰酸酯对纳米二氧化钛表面改性，再与RAFT试剂的活性氨基发生加成反应，引入了丰富的三硫代碳酸酯结构作为聚合位点，引发氯乙烯单体在纳米二氧化钛表面发生可逆加成

【技术实现步骤摘要】
一种抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料及制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氯乙烯塑料
，具体为一种抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料及制备方法。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯是产量最大的通用塑料之一，广泛应用在电缆料、建筑材料、包装材料等方面，但是聚氯乙烯电缆等材料在户外长期受到光照和紫外线辐射，容易引起链式脱HCl反应，导致聚氯乙烯发生光老化新型，严重影响了聚氯乙烯的力学性能，因此需要对聚氯乙烯材料进行抗紫外改性。
[0003]纳米二氧化钛是一种常见的紫外吸收剂，广泛应用在高分子材料中，对材料的抗紫外性、力学等性能有很大提高；如《复合改性纳米TiO2的抗紫外性能及其应用》，通过油酸、钛酸酯等对纳米TiO2表面改性，改善了纳米TiO2在聚氯乙烯中的分散性和团聚现象，增强了聚氯乙烯的抗紫外性能；合成聚氯乙烯材料的方法主要有自由基聚合法、接枝共聚法、RAFT可逆加成
‑
断裂链转移聚合等，本专利技术旨在合成新型的RAFT试剂二氨基三硫代碳酸酯，对纳米二氧化钛表面修饰，引发氯乙烯进行RAFT聚合，得到抗紫外性和力学性能优异的聚氯乙烯材料。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料，制备方法为以下步骤：
[0008]S1：将三硫代碳酸酯基二氧化钛、偶氮二异丁腈、1,4
‑
二氧六环溶剂加入到高压反应釜中，在氮气气氛中通入氯乙烯单体，在50
‑
60℃中反应6
‑
18h，得到二氧化钛接枝聚氯乙烯。
[0009]S2：将二氧化钛接枝聚氯乙烯、稳定剂、塑化剂、润滑剂混合均匀后加入到双辊筒塑炼机中，在165
‑
175℃进行塑炼，然后将物料在平板硫化机，在170
‑
185℃中，10
‑
15MPa压力下热压成型，得到抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料。
[0010]优选的，所述改性聚氯乙烯塑料中二氧化钛的含量为1
‑
5％。
[0011]优选的，所述三硫代碳酸酯基二氧化钛的制备方法为：
[0012]S3：将1,3
‑
二N
‑
boc氨基
‑2‑
羟基丙烷、烷基溴代酰氯和三乙胺加入到二氯甲烷中，在0
‑
20℃中搅拌反应5
‑
10h，得到1,3
‑
二N
‑
boc氨基
‑2‑
溴代丙酯；再溶解到二氯甲烷中，并滴加三氟乙酸，在室温下搅拌反应2
‑
6h，得到二氨基溴代丙酯。
[0013]S4：将十二硫醇、氢氧化钠溶液加入到四氢呋喃，搅拌均匀后滴加二硫化碳，搅拌反应，将得到的十二烷基三硫代钠与二氨基溴代丙酯滴加到20
‑
35％的氢氧化钠溶液中，在
20
‑
45℃中搅拌反应18
‑
36h，得到二氨基三硫代碳酸酯。
[0014]S5：将纳米二氧化钛通过二异氰酸酯表面改性，得到的异氰酸酯基二氧化钛分散到甲苯溶剂中，加入二氨基三硫代碳酸酯和二月桂酸二丁基锡，在氮气氛围中加热至70
‑
85℃，反应10
‑
20h，得到三硫代碳酸酯基二氧化钛。
[0015]优选的，所述S3中烷基溴代酰氯为2
‑
溴丙酰氯、2
‑
溴丁酰氯、2
‑
溴戊酰氯、2
‑
溴己酰氯中的任一种。
[0016]优选的，所述S3中1,3
‑
二N
‑
boc氨基
‑2‑
羟基丙烷、烷基溴代酰氯和三乙胺的反应重量比为100:65
‑
90:32
‑
50。
[0017]优选的，所述S4中异氰酸酯基二氧化钛、二氨基三硫代碳酸酯和二月桂酸二丁基锡的反应重量比例为100:400
‑
1200:8
‑
25。
[0018](三)有益的技术效果
[0019]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益技术效果：
[0020]该一种抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料，利用1,3
‑
二N
‑
boc氨基
‑2‑
羟基丙烷和烷基溴代酰氯发生酯化反应，然后脱N
‑
boc保护，合成了二氨基溴代丙酯，在氢氧化钠催化下与十二烷基三硫代钠发生取代反应，合成了一种新型的RAFT试剂二氨基三硫代碳酸酯。
[0021]利用二异氰酸酯对纳米二氧化钛表面改性，然后修饰的异氰酸酯基团再与RAFT试剂的活性氨基发生加成反应，并且RAFT试剂含有两个氨基，可以提高与异氰酸酯基团的反应速率和接枝率，从而提高了纳米二氧化钛表面RAFT试剂的含量，引入了丰富的三硫代碳酸酯结构作为聚合位点，引发氯乙烯单体在纳米二氧化钛表面发生可逆加成
‑
断裂链转移聚合，得到高接枝率的二氧化钛接枝聚氯乙烯；纳米二氧化钛均匀地接枝键合在聚氯乙烯分子链中，改善了纳米二氧化钛粒子的分散性和团聚现象，并且两者之间形成连续稳定的化学交联网络，纳米二氧化钛粒子的分散性越好，与聚氯乙烯基体之间的界面化学作用力越强，起到的力学增强改性效果和抗紫外效果越好，经过紫外光辐射后仍然保持优良的力学强度。
附图说明
[0022]图1是二氨基
‑
丙烷溴代丙酯和二氨基丙烷三硫代碳酸酯的FT
‑
IR光谱图
具体实施方式
[0023]为实现上述目的，本专利技术提供以下实施方式和实施例：一种抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料，制备方法为以下步骤：
[0024](1)将1,3
‑
二氨基
‑2‑
羟基丙烷和二碳酸二叔丁酯反应得到1,3
‑
二N
‑
boc氨基
‑2‑
羟基丙烷；然后将反应重量比为100:65
‑
90:32
‑
50的1,3
‑
二N
‑
boc氨基
‑2‑
羟基丙烷、烷基溴代酰氯和三乙胺加入到二氯甲烷中，其中2
‑
溴丙酰氯、2
‑
溴丁酰氯、2
‑
溴戊酰氯、2
‑
溴己酰氯中的任一种，在0
‑
20℃中搅拌反应5
‑
10h，得到1,3
‑
二N
‑
boc氨基
‑2‑
溴代丙酯；再溶解到二氯甲烷中，并滴加三氟乙酸，在室温下搅拌反应2
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料，其特征在于：所述改性聚氯乙烯塑料的制备方法为：S1：将三硫代碳酸酯基二氧化钛、偶氮二异丁腈、1,4
‑
二氧六环溶剂加入到高压反应釜中，在氮气气氛中通入氯乙烯单体，在50
‑
60℃中反应6
‑
18h，得到二氧化钛接枝聚氯乙烯；S2：将二氧化钛接枝聚氯乙烯、稳定剂、塑化剂、润滑剂混合均匀后加入到双辊筒塑炼机中，在165
‑
175℃进行塑炼，然后将物料在平板硫化机，在170
‑
185℃中，10
‑
15MPa压力下热压成型，得到抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料。2.根据权利要求1所述的一种抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于：所述改性聚氯乙烯塑料中二氧化钛的含量为1
‑
5％。3.根据权利要求1所述的一种抗紫外的二氧化钛改性聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于：所述三硫代碳酸酯基二氧化钛的制备方法为：S3：将1,3
‑
二N
‑
boc氨基
‑2‑
羟基丙烷、烷基溴代酰氯和三乙胺加入到二氯甲烷中，在0
‑
20℃中搅拌反应5
‑
10h，得到1,3
‑
二N
‑
boc氨基
‑2‑
溴代丙酯；再溶解到二氯甲烷中，并滴加三氟乙酸，在室温下搅拌反应2
‑
6h，得到二氨基溴代丙酯；S4：将十二...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴庆明，吕琦，
申请(专利权)人：扬州实嘉电缆材料有限公司，
类型：发明
国别省市：