[发明专利]一种用P(AN/AA)共聚物改性纳米TiO2制备高分子抗老化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料助剂领域，特别涉及一种高分子材料抗老化剂的制备方法。

背景技术

二氧化钛是一种重要的无机紫外线屏蔽剂，广泛应用于防晒化妆品、涂料、塑料、化纤、橡胶等领域，但是由于二氧化钛为无机物，与有机物的相溶性差，致使二氧化钛在涂料、塑料中作为抗老化剂使用时分散均匀性差，影响其功能的发挥。近年来，采取硅烷偶联剂对纳米二氧化钛进行包覆的方法来提高二氧化钛与高分子材料的相溶性的报道很多，姚超等在无机材料学报第21卷第2期上发表的文章《硅烷偶联剂对纳米二氧化钛表面改性的研究》中公开了一种采用硅烷偶联剂KH-570对表面包覆氧化硅金红石相纳米二氧化钛进行有机表面改性，但是这种方法得到的材料的应用也有一定的限制，用于如聚丙烯等高聚物时，也存在分散性差的问题，同时还存在抗老化性能低的问题。

发明内容

本发明是要解决现有的硅烷偶联剂包覆的二氧化钛在高聚物中分散性差和抗老化性能差的技术问题，而提供一种高分子材料抗老化剂[P(AN/AA)-g-TiO₂(Si-903)]的制备方法。

本发明的用P(AN/AA)共聚物改性纳米TiO₂制备高分子抗老化剂的方法，按以下步骤进行：

一、将丙烯腈、丙烯酸和去离子水加入到四口瓶中搅拌混合均匀，放在60～65℃的水浴中，加入引发剂和链转移剂，搅拌回流3～5h后，用去离子水对回流后的物质进行洗涤并抽滤，干燥后，得P(AN/AA)共聚物；其中丙烯腈与丙烯酸的体积比为(3.5～4.5)：1；丙烯腈与丙烯酸的体积之和与去离子水的体积之比为1：(15～20)；

二、将TiO₂粉末、无水乙醇和去离子水加入四口烧瓶中混合均匀，并超声处理1～1.5h，用冰乙酸调节混合溶液的pH至4.0～4.5，得到TiO₂混合液；将Si-903、无水乙醇和去离子水混合均匀，超声处理5～10min，得到Si-903混合液；其中TiO₂与Si-903的质量比为(3～4):1；

三、将Si-903混合液加入到TiO₂混合液中，混合均匀后，放入75～85℃的水浴锅中加热，搅拌回流4～5h后，用无水乙醇对回流后的物质进行洗涤，干燥后，得到TiO₂(Si-903)；

四、将步骤一得到的P(AN/AA)共聚物溶于N,N-二甲基甲酰胺中，得到P(AN/AA)共聚物溶液；将步骤三得到的TiO₂(Si-903)溶于N,N-二甲基甲酰胺中，得到TiO₂(Si-903)溶液；

五、将P(AN/AA)共聚物溶液与TiO₂(Si-903)溶液加入到四口瓶中混均，用油浴加热至130～135℃，加入NaOH溶液进行催化，搅拌回流4～5h，将回流后得到的物质用N,N-二甲基甲酰胺于离心机中洗涤，最后用丙酮离心洗涤，干燥后，得到P(AN/AA)共聚物改性纳米TiO₂。

本发明包含以下有益效果：

本发明利用丙烯腈与丙烯酸的共聚物与Si-903包覆纳米TiO₂反应，使共聚物中的-COOH键与Si-903中的NH₂反应，使P(AN/AA)与Si-903改性的纳米TiO₂接枝，制备了高分子抗老化剂P(AN/AA)-g-TiO₂(Si-903)，该高分子抗老化剂与高分子材料的相溶性好，或均匀分散在高分子材料中，同时具有优异的抗老化功能，用于聚丙烯中作为抗老化剂时，聚丙烯试样在QUV老化试验机中人工加速老化2000小时，拉伸强度可达23.282MPa，而纯聚丙烯试样在QUV老化试验机中人工加速老化2000小时，拉伸强度保持率只有11.522MPa。大大提高了高分子材料的抗老化性能。可作为抗老化剂用于高分子材料中。

附图说明

图1为实施例1中纯纳米TiO₂的红外吸收光谱图；

图2为实施例1中共聚物P(AN/AA)的红外吸收光谱图；

图3为实施例1中Si-903包覆纳米TiO₂的红外吸收光谱图；

图4为实施例1中P(AN/AA)-g-TiO₂(Si-903)的红外吸收光谱图；

具体实施方式