[发明专利]一种高疏水性聚苯乙烯‑聚偏氯乙烯材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种高疏水性聚苯乙烯-聚偏氯乙烯材料的制备方法。

背景技术

聚偏氯乙烯树脂是具有高阻隔性能的高分子材料，它的阻隔性能是普通包装材料的几十倍甚至几百倍。它还具有自熄性、耐油性和保味性，防潮、防霉性能也非常优异，特别是它具有低温热封及热收缩性，而且便于印刷，因此是现代包装业受青睐的塑料之一，广泛用于食品、药物、精密仪器和各种军事用品的包装，被誉为“绿色”包装材料。另外，用该树脂制成的胶乳具有较好的阻燃性和黏结性，因而在建材和防火涂料上也有广泛的应用。

苯乙烯作为石油有机化工基本原料的重要部分，其系列树脂产量仅次于聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）的产量居世界合成树脂的第三位。主要应用在制取泡沫塑料制品的聚苯乙烯（约占其需求量的2/3）、用于热塑性工程塑料的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）和苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）树脂、离子交换树脂、不饱和聚酯、丁二烯-苯乙烯弹性体和胶乳等由单分子体构成的大分子物质。另外，苯乙烯还应用在制药、染料、涂料等行业，或生产农药乳化剂及选矿剂等方面。

高疏水材料不仅具有自清洁功能，而且还具有防雾、防雪、防冻霜、防豁附、防腐蚀、防电流传导等功能，所以在社会生产各个领域和人们日常生活中都有着广泛的应用前景,比如泡沫浮选矿物、防水、洗涤等。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高疏水性聚苯乙烯-聚偏氯乙烯材料的制备方法，本方法实现了无机材料与有机材料的良好的结合，制备的材料性能稳定，机械强度高，具有高疏水性和自清洁功能，且原料廉价易得。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高疏水性聚苯乙烯-聚偏氯乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将5-10重量份氧化铁加入适量的盐酸溶液中浸泡20-50分钟，磁铁吸附取出清洗，加入15-25重量份水，50-60重量份乙醇与1-5重量份的氨水，球磨混合5-8小时，加入0.1-0.3重量份原硅酸四乙酯，氮气保护下室温搅拌4-8小时，管式炉中进行烧结，待用；

（2）将步骤（1）所得物与10-15重量份苯乙烯分散于100-200重量份无水乙醇中，分散均匀，氮气保护下升温至50-90℃，将0.1-0.3重量份偶氮二异丁腈入适量无水乙醇中滴加入体系中，反应2-4小时，离心后获得产物，并使用无水乙醇充分洗涤，经干燥后，待用

（3）将10-20重量份的聚偏氯乙烯溶解在100-150重量份无水乙醇，加入0.5-0.8重量份聚乙二醇，分散均匀后，室温下静置脱泡熟化后加入0.2-2重量份氧化石墨烯搅拌至混合均匀，待用；

（4）将步骤（2）所得物加入到步骤（3）所得溶液中，分散形成稳定的乳液后加入0.1-0.5重量份过硫酸钾，于65-85℃搅拌反应2-6小时，反应结束后冷却至室温，即得高疏水性聚苯乙烯-聚偏氯乙烯材料。

所述的步骤（1）中球磨后的氧化铁的的平均粒度达到0.8-3微米。

所述的步骤（1）烧结为在从25℃升温至800℃，升温速率为1-2.5℃/min，保温2-4小时，空气中烧结，然后随炉冷却至常温。

所述的步骤（2）-步骤（4）的分散为50-150W超声分散。

本发明的优点是：

本发明先用盐酸将氧化铁粒子进行酸化，然后加入水与乙醇与氨水的混合液进行球磨后滴加原硅酸四乙酯进行反应后烧结，与苯乙烯一起溶于有机溶剂中，加入引发剂进行反应后离心干燥，聚偏氯乙烯使用有机溶液进行溶解后加入小分子聚乙二醇进行分散后，与氧化石墨烯进行复合反应后，加入离心干燥后的产物进行混合形成乳液加入过硫酸钾进行反应后既得，酸化球磨后的氧化铁粒子在氨水的作用下，原硅酸四乙酯通过溶胶-凝胶过程包覆在氧化铁粒子表面，形成一层二氧化硅层，之后苯乙烯在表面进行接枝二氧化硅，又形成一层苯乙烯层，既改善了氧化铁的耐温性，又使其具有良好的耐腐蚀性，同时改善其在基体中的分散性，氧化石墨烯能够有效提高聚偏氯乙烯的气体阻隔性，赋予材料的导电性能，同时改善疏水性，在过氧化钾的作用下通过原位乳液聚合的方法得到的氧化石墨烯/聚苯乙烯，进一步稳定金属离子与提高疏水效果，氧化铁粒子在聚偏氯乙烯中良好的分散，本方法实现了无机材料与有机材料的良好的结合，制备的材料性能稳定，机械强度高，具有高疏水性和自清洁功能，且原料廉价易得。

具体实施方式

一种高疏水性聚苯乙烯-聚偏氯乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：