[发明专利]一种抗紫外老化聚苯乙烯塑料的合成方法

说明书

本发明涉及二氧化钛技术领域，且公开了一种抗紫外老化聚苯乙烯塑料的合成方法，以纳米TiO₂为核，在其表面接枝了含有季铵盐阳离子的丙烯酸酯聚合物壳结构，形成壳核杂化粒子，利用阳离子聚丙烯酸酯‑TiO₂壳核粒子对聚苯乙烯填充改性，壳核杂化粒子在聚苯乙烯基体中有着很好的相容性和界面相互作用，起到很好的增韧增强作用，提高了聚苯乙烯的力学性能，分散均匀的纳米TiO₂作为紫外吸收剂赋予了聚苯乙烯优良的抗紫外和耐老化作用，并且其表面修饰的季铵盐阳离子具有优异的抗菌性能，与纳米TiO₂结合起到协同抗菌效果。

技术领域

本发明涉及二氧化钛技术领域，具体为一种抗紫外老化聚苯乙烯塑料。

背景技术

高分子材料如聚苯乙烯、聚丙烯、天然橡胶在工业发展的各个领域都有着广泛的应用，但是聚苯乙烯等材料存在抗紫外性和耐候性较差，作为户外等建筑材料长期暴露在太阳光下，容易造成力学等性能下降的问题，因此需要提高聚苯乙烯的抗紫外性、力学等性能。纳米材料如纳米二氧化钛等具有绿色环保、机械强度高、抗菌性能优良、纳米尺寸效应等，在高分子材料中有着重要的应用，而改善纳米二氧化钛在聚苯乙烯等高分子材料中的相容性，克服团聚问题是研究趋势，文献《纳米二氧化钛核/聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸壳杂化复合粒子的制备》，利用乳液聚合法以纳米TiO₂粒子为核，制备了聚甲基丙烯酸甲酯聚合物为壳的杂化复合壳核粒子，有效阻止了粒子之间的团聚，呈现出良好的分散状态，本发明旨在合成新型的阳离子聚丙烯酸酯-TiO₂壳核粒子，对聚苯乙烯进行填充改性。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明提供了一种抗紫外老化聚苯乙烯塑料，解决了聚苯乙烯抗紫外性不好的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种抗紫外老化聚苯乙烯塑料，合成方法为：

S1、将阳离子丙烯酰胺修饰TiO₂超声分散到蒸馏水中，然后滴加十二烷基磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯并在氮气气氛中滴加引发剂，在65-80 ℃中反应0.5-1 h，然后在补加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和引发剂，反应2-3 h，反应后过滤溶剂，依次用蒸馏水和乙醇洗涤，得到阳离子聚丙烯酸酯-TiO₂壳核粒子。

S2、将聚苯乙烯树脂、阳离子聚丙烯酸酯-TiO₂壳核粒子加入到挤出机，混合挤出并剪切造粒，得到抗紫外老化聚苯乙烯塑料。

优选的，所述S1中引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵。

优选的，所述S2中阳离子聚丙烯酸酯-TiO₂壳核粒子的用量为聚苯乙烯树脂的1-6%。

优选的，所述S1中阳离子丙烯酰胺修饰TiO₂合成方法为：

S3、将纳米TiO₂和甲苯二异氰酸酯分散到甲苯溶剂中，反应得到异氰酸酯修饰TiO₂；然后分散到有机溶剂中并加入丙烯酰胺基巯乙酸和二月桂酸二丁基锡，加热至60-75℃反应3-8 h，过滤溶剂，乙醇洗涤，得到丙烯酰胺乙酸修饰TiO₂。

S4、将丙烯酰胺乙酸修饰TiO₂分散到甲苯中，然后加入羟丙基季铵盐、对甲苯磺酸，加热至130-150 ℃回流反应12-36 h，过滤溶剂，乙醇洗涤，得到阳离子丙烯酰胺修饰TiO₂。

优选的，所述S3中有机溶剂包括丙酮、四氢呋喃、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺。