[发明专利]一种油水双亲的聚合物粉体的制备方法及其聚合物粉体

说明书

本发明提供了一种油水双亲的聚合物粉体的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)，将原始聚合物粉体加入真空反应器中，并经过热处理和第一次抽真空处理；其中，热处理真空反应器至反应温度，所述反应温度为‑60℃～300℃，得到待反应的真空反应器；步骤(2)，将含有氟单质的气体通入待反应的真空反应器中，并在反应温度下进行反应，得到反应后的真空反应器，打开反应后的真空反应器获得油水双亲的聚合物粉体。本发明的制备方法可以得到一种具有永久时效的油水双亲的聚合物粉体。

技术领域

本发明属于聚合物添加剂制备技术领域，具体涉及一种油水双亲的聚合物粉体的制备方法及其聚合物粉体。

背景技术

材料的复合化是现代材料产业的方向，复合材料的制备技术及水平在一定程度上代表了一个国家材料、化学工业的发展水平。在复合材料中，技术人员经常将聚烯烃、含氟塑料、石墨、石墨烯、芳纶碳化硅等物理化学性能优越的粉体或纤维类材料，作为添加剂或增强体与其他树脂基材结合，从而提高材料性能或制备高性能复合材料。但这些材料的粉体或纤维与树脂相容性差，易团聚，生产加工困难，通常需要对这类材料的表面进行改性。目前，对这些材料的改性方法主要为马来酸酐接枝、等离子改性等，这些改性方法效果有限，相容性提高不多，或者产能有限，价格昂贵，并且这几种改性技术工艺复杂，对设备及操作人员要求高。

将含氟基团引入材料可增加材料的亲脂性，另外碳-氟键是强极性键，若能将碳氟键以合适的方式引入材料，将使材料具有油水双亲的特性，这样的材料在多数溶剂、基材中具有良好的分散性和粘附性等优良界面性能。但常规的含氟材料例如聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等材料，表面能较常规材料更低，甚至表现出超疏水特性，其粉体材料表现出易团聚，难粘附的特点，这是因为在这些材料结构中C-F键对称分布，使得材料在宏观上呈现出非极性，同时材料的亲脂性也大大降低。

由此，研发一种通过随机方式引入碳氟-键，对这些粉体进行改性的工艺迫在眉睫。

针对现有技术存在的不足，提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的为提供一种油水双亲的聚合物粉体的制备方法，通过调整反应条件和方法，用氟单质与聚合物粉体进行反应，对在聚合物粉体表面随机取代一部分元素，形成不规则的碳-氟键，使改性后的聚合物粉体具有较高的表面活性，而且氟元素的引入提高了其亲油性，因此具有亲水亲油性。与常规接枝技术相比，此方法获得的聚合物粉体改性效果好，而且改性后性能持续时间长，甚至达到永久时效。

本发明的另一个目的为提供一种聚合物粉体，通过上述制备方法获得，该聚合物粉体具有亲水亲油性能，而且具有较高的表面性能，可以作为改性材料添加到树脂材料中，与各种树脂基材具有良好的相容性，从而对脂材料进行改性。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是一种油水双亲的聚合物粉体的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，将原始聚合物粉体加入真空反应器中，并经过热处理和第一次抽真空处理；其中，热处理真空反应器至反应温度，所述反应温度不高于聚合物粉体的熔点，得到待反应的真空反应器；

步骤(2)，将含有氟单质的气体通入待反应的真空反应器中，并在反应温度下进行反应，得到反应后的真空反应器，打开反应后的真空反应器获得油水双亲的聚合物粉体。

根据本发明所述的的方法，优选地，步骤(1)中，原始聚合物粉体选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯硫醚、有机硅、聚碳酸酯、聚酰胺、橡胶、聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮和有机硅塑料中的一种或多种混合物。

根据本发明所述的方法，原始聚合物粉体的粒径为0.01μm～1mm。

根据本发明所述的的方法，优选地，步骤(1)中，所述待反应的真空反应器内的压力为-0.1～0Mpa，反应温度为-60℃～300℃。