一种高耐候高刚度改性工程塑料及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子工程材料技术领域，涉及一种采用纳米二氧化钛包裹空心玻璃微珠对塑料进行改性形成的高耐候高刚度工程塑料。该工程塑料按照重量百分比计，包括0.1％～3％的纳米二氧化钛、5％～30％的玻璃微珠，余量为塑料；所述纳米二氧化钛的粒径为1～100nm，所述玻璃微珠的粒径为2～200μm；所述纳米二氧化钛附着在所述玻璃微珠上。本发明专利技术将纳米二氧化钛附着在玻璃微珠上，使得纳米二氧化钛在塑料中能够得到更好的分散和更均匀的分布，从而使得在工程塑料的抗老化功能没有降低的情况下，可以减少纳米二氧化钛的用量，节省了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
本申请是以下专利的分案申请申请号201010517123.4申请日2010年10月21日专利技术创造名称
本专利技术属于高分子工程材料
，涉及，具体涉及一种采用纳米二氧化钛包裹空心玻璃微珠对塑料进行改性形成的高耐候高刚度工程塑料。
技术介绍
工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。由于其特异的性质，工程塑料被广泛的应用于多种高性能的应用中。工程塑料包括缩醛、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚、聚砜、改性的聚苯醚、聚酰亚胺、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、液晶聚合物(LCP)、乙烯-乙酸乙酯共聚物(EVA)，以及用于工程目的的其它塑料。塑料是一种比较容易老化的材料，塑料制品的质量和使用寿命与塑料的老化有着密切关系。使塑料老化的因素主要有紫外线、高温以及氧化剂的作用。紫外线能够使塑料老化的原因是紫外线UV是高能粒子，会导致塑料分子长链断裂，使塑料性能下降。所以要防止塑料老化的方法就是采用紫外线吸收剂将紫外线UV吸收，将UV的能量转换为热量或者其他能量，从而保护塑料分子链。二氧化钛(TiO2)在紫外光的照射下能够作为一种光催化反应的催化剂，使水发生氧化还原反应分解出活性氧和氢氧基，而活性氧和氢氧基又能够分解基材表面的有机物和空气中的有害物质，所以在塑料中添加二氧化钛使紫外线参加了化学反应，使其能量大大降低，从而减少了对塑料分子链的破坏。纳米二氧化钛(Ti02)由于粒径小，所以数量多，这样阻挡或者截获紫外线的几率就大大增加，纳米二氧化钛除具备吸收紫外线的功能外，还具有很强的散射紫外线的能力，紫外线本质上是电磁波，当紫外线作用到介质中纳米Ti02粒子时，由于纳米Ti02粒子尺寸小于紫外线的波长，纳米Ti02粒子中的电子被迫振动(其振动频率与入射光波的频率相同)，成为二次波源，向各个方向发射电磁波，这就是紫外光的散射。所以将纳米二氧化钛加入到塑料、涂料、或者纤维中能够起到屏蔽紫外线，提高有机物的抗老化能力。但是由于纳米二氧化钛颗粒极小，很难均匀而且分散的分布在塑料粒子中，所以为了使得添加有纳米二氧化钛的塑料有足够的屏蔽紫外线、抗老化的能力，其添加的量会很多，而纳米二氧化钛因为生产工艺复杂，所以成本较高，这就增加了这一类塑料的成本。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提出了一种采用纳米二氧化钛包裹空心玻璃微珠对塑料进行改性形成高耐候高刚度工程塑料以及该工程塑料的制备方法。本专利技术的具体技术方案如下本专利技术提供一种高耐候高刚度改性工程塑料，其特征在于，按照重量百分比计，包括0. 1% 3%的纳米二氧化钛、5% 30%的玻璃微珠，余量为塑料；所述纳米二氧化钛的粒径为I lOOnm，所述玻璃微珠的粒径为2 200 ii m ;所述纳米二氧化钛附着在所述玻璃微珠上。 该工程塑料中还包含有偶联剂，按照重量百分比，各组分的含量分别为纳米二氧化钛0. I % 3% ；玻璃微珠5 % 30 % ;偶联剂0.1% 3%;余量为塑料。优选的，按照重量百分比计，各组分的含量分别为纳米二氧化钛0. 3% 0. 8% ；玻璃微珠15 % 20 % ;偶联剂0.5% I % ;余量为塑料。所述纳米二氧化钛包覆所述玻璃微珠，二氧化钛包覆层的厚度为0. 01 0. 5 ii m。所述玻璃微珠为空心玻璃微珠。所述塑料为PC或PP或PET或PA或ABS。本专利技术还提供一种制备高耐候高刚度改性工程塑料的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤按重量份计，称取5. I 33份干燥的附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠，将其添加到一定量的塑料中混合均匀，将其投入到挤出机中熔融后挤出造粒，得到高耐候高刚度改性工程塑料；所述塑料和附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠的总重量份为100份；所述附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠中按照重量份计，包括0. I 3份纳米二氧化钛，5 30份的玻璃微珠；所述纳米二氧化钛的粒径为I lOOnm，所述玻璃微珠的粒径为2 200 ii m。该方法进一步包括按重量份计，称取5. I 33份干燥的附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠和0. I 3份偶联剂，将偶联剂投入到一定量的塑料中混合均匀，然后再加入附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠，搅拌混合均匀，再将其投入到挤出机中熔融后挤出造粒，得到高耐候高刚度改性工程塑料；所述偶联剂、附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠和塑料总重量份为100份。所述附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠是通过以下方法制备而成的按重量份计，称取I 30份含纳米二氧化钛质量分数为30% 50%的纳米二氧化钛溶胶和5 30份玻璃微珠，将玻璃微珠缓慢加入到纳米二氧化钛溶胶中，缓慢搅拌均匀后静置3 5h，反应结束后，过滤制得滤饼，将滤饼放在50°C 120°C下烘干制得附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠。所述附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠是通过以下方法制备而成的按重量份计，称取 5 30份玻璃微珠，将其与2 60份含钛有机物混合，缓慢搅拌均匀后，静置3 5h，得混合物，然后将混合物过滤，并且将滤饼置入热分解炉，同时通入热的氮气，热解2 4h后，制得干燥的附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠。本专利技术有益的技术效果在于本专利技术将纳米二氧化钛附着在玻璃微珠上，使得纳米二氧化钛在塑料中能够得到更好的分散和更均匀的分布，从而使得在工程塑料的抗老化功能没有降低的情况下，可以减少纳米二氧化钛的用量，节省了生产成本。同时玻璃微珠是一种硬度很强的无机物，加入到工程塑料中，使得工程塑料的刚度大大增强，还可以防止塑料在注塑时收缩变形。同时玻璃微珠为空心玻璃微珠，还可以大大减轻工程塑料的重量。具体实施方式本专利技术涉及一种采用纳米二氧化钛包裹空心玻璃微珠对塑料进行改性形成高耐候高刚度工程塑料以及该工程塑料的制备方法。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的阐述和说明实施例I一种高耐候高刚度改性工程塑料，该工程塑料的制备方法如下— .制备附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠按重量份计，称取I份纳米二氧化钛溶胶和5份空心玻璃微珠，将空心玻璃微珠缓慢加入到纳米二氧化钛溶胶中，缓慢搅拌均匀后静置3h，反应结束后，过滤并洗涤制得滤饼，将滤饼放在50°C下烘干制得附着有纳米二氧化钛的空心玻璃微珠。所述纳米二氧化钛溶胶中含纳米二氧化钛的质量分数为50%，所述空心玻璃微珠的平均粒径为30 ii m ;所述纳米二氧化钛的平均粒径为10nm。二 .制备改性工程塑料按重量份计，称取5. I份干燥的附着有纳米二氧化钛的空心玻璃微珠，将其添加到94. 9份的PP塑料中混合均匀，将其投入到挤出机中熔融后挤出造粒，得到高耐候高刚度改性工程塑料。制得的工程塑料具有高耐候和高刚度的特性，按照重量百分比计，该工程塑料中包括0. I %的纳米二氧化钛、5%的空心玻璃微珠，余量为塑料。所述纳米二氧化钛的平均粒径为10nm，所述空心玻璃微珠的粒径为30 iim;所述纳米二氧化钛包覆在所述空心玻璃微珠上，二氧化钛包覆层的厚度为0. 01 ii m。实施例2一种高耐候高刚度改性工程塑料，该工程塑料的制备方法如下一.制备附着有纳米二氧化钛的玻璃微珠按重量份计，称取30份纳米二氧化钛溶胶和30份空心玻璃微珠，将空心玻璃微珠缓慢加入到纳米二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖华林，胡军辉，谢长生，韦业林，曾伟华，
申请(专利权)人：深圳市华力兴工程塑料有限公司，深圳华中科技大学研究院，
类型：发明
国别省市：