[发明专利]一种丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化钛复合薄膜及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种新型复合薄膜，具体地说是一种丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化钛复合薄膜及其制备方法。

二、背景技术

纳米二氧化钛(TiO₂)是性能优异的无机功能材料，化学性质稳定、无毒、来源丰富且价格低廉，具有很强的光催化活性和紫外线屏蔽能力，已在工业，农业，环保，医学等众多领域获得广泛应用。有机-无机复合材料能兼有有机聚合物和无机材料两者的优异性能。

丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA)是由丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)和丙烯腈(AN)组成的接枝共聚物，三种物质的共聚合，使ASA接枝共聚物具备优良性能。例如从低温至高温的范围内，它都保持高的抗冲击性，而且还具有非常好的着色性、电绝缘性能、电镀性能、抗静电性能和加工性能。ASA的这一系列优异性能，使得它在某些领域可代替金属材料。ASA受光、热作用，会发生化学变化。ABS树脂的橡胶相是聚丁二烯，双键旁碳链上氢原子的离解能是163kJ/mol，ASA橡胶相聚丙烯酸酯主链上-CH₂-氢原子的离解能是376kJ/mol，所以，要把ASA树脂中氢原子拉出来比从ABS树脂中拉出来难得多。因此ASA以丙烯酸酯这种饱和结构取代ABS树脂中的聚丁二烯部分，大大改善了其耐侯性，克服了ABS树脂长期暴露置室外机械强度显著下降等缺点。太阳光中小于700nm的可见光区和紫外光区的光波都能对ABS起光氧化作用，但只有紫外光区的光波才对ASA起光氧化作用。如何使得ASA同样能够抵御紫外光的照射成为关键问题。

三、发明内容

本发明是为了避免上述现有技术的不足之处，提供一种制备工艺简单、成本低廉，具有较高抗紫外性能的丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化钛复合薄膜及其制备方法。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化钛复合薄膜的特点在于：所述复合薄膜是以丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物为基体，在所述基体中均布纳米TiO₂；所述纳米TiO₂的添加量为所述丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物质量的5-30％。

本发明丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化钛复合薄膜的特点也在于：所述纳米TiO₂是以改性纳米TiO₂的形式加入。

本发明丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化钛复合薄膜的制备方法的特点在于按照以下步骤操作：

a、将钛酸正四丁酯、无水乙醇和冰醋酸按照质量比1.7∶12.5∶1混合并于30℃下搅拌均匀，用酸调pH值为1-3后滴加混合液a，在70-80℃搅拌反应10-12小时得到混合液b；

所述混合液a由蒸馏水和无水乙醇按照质量比为1∶1混合得到，所述混合液a与所述钛酸正四丁酯的质量比为3.75∶1；

b、向所述混合液b中滴加混合液c，，于70-80℃搅拌反应10-12小时，反应结束后在70℃干燥40-50小时并研磨至粒径1-20μm后得改性纳米TiO₂；

所述混合液c为无水乙醇和KH-570按照质量比50∶3混合得到，所述混合液c与所述混合液b的质量比为1∶6.72；

c、将所述改性纳米TiO₂和丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物溶解于有机溶剂中，混合均匀后得到混合料液，将所述混合料液倒入培养皿中，厚度2-3mm，在室温下静置成膜后，于50-80℃干燥48小时，得到丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/TiO₂复合薄膜；

所述改性纳米TiO₂和所述丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物的质量之和为所述混合料液质量的2-5％。

本发明丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化钛复合薄膜的制备方法的特点也在于：所述酸为盐酸、甲酸、乙酸或硝酸。

本发明丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化钛复合薄膜的制备方法的特点也在于：所述有机溶剂为丙酮、氯仿或甲苯。

本发明丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化钛复合薄膜的制备方法的特点也在于：所述丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物是以丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯腈为聚合单体，通过乳液聚合的方式得到的，重均分子量为200000-600000。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明以丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物为基体，在所述基体中均匀分布纳米TiO₂，制得的复合薄膜具有更高的抗紫外性，提高了其实用性。