【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能高分子材料，具体涉及一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料及其制备方法。
技术介绍
1、尼龙材料在日光、紫外线或高能辐射照射下会迅速发生老化，表现为泛黄、变脆、龟裂、表面失去光泽及机械性能和电性能劣化，以致最终失去使用价值。随着高分子材料的日益广泛应用，延长高分子材料制品的户外使用寿命是产业界和学术界共同关心的重要研究课题。在高分子材料制品中添加紫外光吸收剂，是目前延缓高分子材料老化、延长使用寿命的主要方法。
2、作为有工业使用价值的紫外线吸收剂必须具备以下条件：能有效地吸收波长在290-400nm区间的紫外线；具有良好的光稳定性与热稳定性；与聚合物的相容性好，不渗出、不迁移、价廉等。然而，尽管目前国内外研制和生产的紫外光吸收剂品种不少，但能完全满足上述条件的并不多，大部分存在着迁移性、相容性、耐热性或加工应用性能欠差、价格昂贵等缺点。纳米二氧化钛由于粒径小，活性大，既能反射、散射紫外线，又能吸收紫外线，从而对紫外线有更强的阻隔能力，是性能优越、极有发展前途的物理屏蔽型的紫外线防护剂。但是其也同时具有纳米颗粒的局限性：粒径较小，比表面积较大，在高分子基体中容易发生团聚。一般解决其团聚的方式是加入常规的表面活性剂和偶联剂，消除纳米颗粒的表面电荷并增强该纳米颗粒的亲油性，使纳米颗粒能够掺杂进入高分子基体材料中，但这种结合的方式，其稳定性依然不够好，而且团聚的纳米颗粒还会影响到材料本身的力学性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种具有抗紫外功能的复合
2、本专利技术以腰果酚和三异丙氧基铝合成含腰果酚官能团的铝酸酯偶联剂，再利用所述铝酸酯偶联剂对纳米二氧化钛进行表面改性，最后将得到的改性纳米二氧化钛与尼龙基体熔融共混得到所述具有抗紫外功能的复合尼龙材料。腰果酚包含酚羟基、苯环及长碳侧链，本专利技术在研制铝酸酯偶联剂的过程中，将具有紫外线吸收功能的苯环基团引入铝酸酯分子结构中，使获得的铝酸酯偶联剂同时具有偶联作用和紫外光吸收作用，克服了传统有机紫外光吸收剂易迁移、耐热性差等缺点，同时在偶联剂中还引入了长碳环氧侧链，有利于进一步与尼龙分子链结合，起到一定的增塑增韧作用。利用该铝酸酯偶联剂对纳米二氧化钛进行表面改性，不仅改善了其与尼龙基体间的界面相互作用，将抗紫外功能的纳米二氧化钛更加稳定且均匀地与尼龙纤维结合，不易团聚，改善了复合材料的力学性能，并且由于与腰果酚苯环基团的协同作用使尼龙材料具有更加持久、稳定的抗紫外性能。
3、本专利技术采用以下技术方案实现：
4、一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，包括以下步骤：
5、1)含腰果酚官能团的铝酸酯偶联剂的合成
6、将三异丙氧基铝和腰果酚分别溶于二甲苯中，得到三异丙氧基铝的二甲苯溶液和腰果酚的二甲苯溶液，75～85℃下向三异丙氧基铝的二甲苯溶液中缓慢滴加腰果酚的二甲苯溶液，1～2h滴加完毕，然后加入乙醇胺，持续搅拌，升温至110～130℃下反应4～8h，减压蒸馏去除二甲苯和异丙醇，干燥后得到含腰果酚官能团的铝酸酯偶联剂；
7、2)二氧化钛的表面改性
8、将纳米二氧化钛与所述含腰果酚官能团的铝酸酯偶联剂按质量比为100:1～15加入115～140℃的高混机中，反应15～60min，冷却后即得改性纳米二氧化钛；
9、3)具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备
10、将改性纳米二氧化钛与尼龙基体进行熔融共混、切片制备抗紫外母粒，然后将抗紫外母粒与尼龙基体通过计量泵分别进料，利用双螺杆挤出机进行熔融混合分散，加工成型，得到具有抗紫外功能的复合尼龙材料。
11、其中，所述的腰果酚可以是侧链环氧化的改性环氧腰果酚，其结构包含酚羟基、苯环及长碳环氧侧链。
12、进一步的，步骤1)所述的三异丙氧基铝和腰果酚的质量比为1:2～5。
13、进一步的，步骤1)所述的乙醇胺的添加量为三异丙氧基铝质量的0.5％～2％。
14、进一步的，步骤2)所述的纳米二氧化钛在105℃下干燥1～4h后再加入高混机中。
15、进一步的，步骤3)所述的抗紫外母粒中，尼龙基体与改性纳米二氧化钛的重量比为100:10～30。
16、进一步的，步骤3)所述的抗紫外母粒与尼龙基体的进料比为1:15～50。
17、进一步的，步骤3)所述的尼龙基体为pa6、pa66、pa66/6、pa11、pa12、pa610中的一种或几种。
18、在上述技术方案中，腰果酚作为一种天然两亲性表面活性剂，具有不饱和侧链、芳香环和酚羟基三个活性位点。其中酚经基在碱性催化剂乙醇胺的作用下与al原子的空轨道结合并取代一个异丙醇基接枝到铝酸酯偶联剂中，而不饱和长碳侧链可以与高分子基体的分子链缠绕并产生交联。通过表面改性提高了纳米二氧化钛与尼龙基体的相容性，在熔融共混过程中，腰果酚的长碳侧链与尼龙分子缠绕交联，并通过环氧基团进一步反应接枝，提高了改性纳米二氧化钛与尼龙基体的相容性和分散性。腰果酚所含有的苯环结构在紫外光区有很强的吸收，这一特性可将日光的强紫外辐射转化为危害较少的辐射，可以与二氧化钛产生协同作用，进一步提升抗紫外性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，所述的腰果酚为侧链双键环氧化的改性环氧腰果酚。
3.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，步骤1）所述的三异丙氧基铝和腰果酚的质量比为1:2~5。
4.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，步骤1）所述的乙醇胺的添加量为三异丙氧基铝质量的0.5%~2%。
5.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，步骤2）所述的纳米二氧化钛在105℃下干燥1~4h后再加入高混机中。
6.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，步骤3）所述的抗紫外母粒中，尼龙基体与改性纳米二氧化钛的重量比为100:10~30。
7.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，步骤3）所述的抗紫外母粒与尼龙基体的进
8.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，步骤3）所述的尼龙基体为PA6、PA66、PA66/6、PA11、PA12、PA610中的一种或几种。
9.一种根据权利要求~8任一项所述的制备方法得到的具有抗紫外功能的复合尼龙材料。
...【技术特征摘要】
1.一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，所述的腰果酚为侧链双键环氧化的改性环氧腰果酚。
3.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，步骤1）所述的三异丙氧基铝和腰果酚的质量比为1:2~5。
4.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，步骤1）所述的乙醇胺的添加量为三异丙氧基铝质量的0.5%~2%。
5.根据权利要求1所述的一种具有抗紫外功能的复合尼龙材料的制备方法，其特征在于，步骤2）所述的纳米二氧化钛在105℃下...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈登龙，白欣，陈明鹏，陈晓峰，吴银财，林凤龙，
申请(专利权)人：福建师范大学泉港石化研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。