[发明专利]一种高耐候高刚度改性工程塑料及其制备方法

说明书

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 

发明创造名称：一种高耐候高刚度改性工程塑料及其制备方法 

【技术领域】

本发明属于高分子工程材料技术领域，涉及一种高耐候高刚度改性工程塑料及其制备方法，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。 

【背景技术】

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(TiO2)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TiO2粒子时，由于纳米TiO2粒子尺寸小于紫外线的波长，纳米TiO2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。 

【发明内容】

为了解决上述的技术问题，本发明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。 

本发明的具体技术方案如下： 

本发明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。 

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：0.1％～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％～1％； 

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0.01～0.5μm。 

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。 

本发明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5.1～33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0.1～3份纳米二氧化钛，5～30份的玻璃微珠；