[发明专利]一种具有改善聚合物耐老化性能的复合助剂及其制备方法

说明书

本发明属于材料领域，具体涉及一种具有改善聚合物耐老化性能的复合助剂及其制备方法。所述复合助剂包括纳米二氧化钛、键合在纳米二氧化钛表面的TDI以及键合在TDI上的受阻酚类抗氧剂；制备方法：将纳米二氧化钛与TDI在有机溶剂中进行超声分散后进行回流反应，然后加入受阻酚类抗氧剂进行回流反应，过滤、洗涤、干燥，即得具有改善聚合物耐老化性能的复合助剂。本发明不仅可以解决纳米二氧化钛易团聚、分散性差这一问题，还可以解决抗氧剂易迁移、易挥发的问题；与传统的助剂相比本发明制备的复合助剂具备优异的分散性、相容性、耐挥发性、耐迁移性等优点，可以广泛应用于聚合物的耐老化改性。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种具有改善聚合物耐老化性能的复合助剂及其制备方法。

背景技术

聚合物材料在加工和使用过程中易受光、氧和热的作用而造成分子链断裂、力学性能降低的现象，因此聚合物的稳定化改性显得尤为重要。金红石型纳米二氧化钛因具有优异的光稳定性能和填充增强性能而被广泛应用于聚合物材料中，但纳米二氧化钛在聚合物基体中易团聚、难以实现纳米级分散，而使材料内部产生缺陷最终影响聚合物材料的力学性能和使用寿命；有机小分子稳定化助剂与聚合物材料的相容性好，但是耐挥发性、耐抽出性、耐迁移性差，容易在聚合物材料的加工和制备过程中被消耗，因此降低了聚合物材料的耐老化性能。

发明内容

为了克服现有技术中的聚合物助剂的易团聚、耐挥发性和耐迁移性差，从而导致聚合物的耐老化性能差的缺陷，本发明在于提供一种具有改善聚合物耐老化性能的复合助剂及其制备方法。

本发明采用甲苯2,4-二异氰酸酯对纳米二氧化钛(TiO₂)进行改性，甲苯2,4-二异氰酸酯与纳米TiO₂表面的-OH发生化学键合(TiO₂-TDI)，然后再通过受阻酚类抗氧剂中酚羟基与TiO₂-TDI上的-NCO发生化学键合，使得受阻酚类抗氧剂小分子结合在纳米TiO₂上，即制得复合助剂(反应原理图如图1所示)。不仅可以解决纳米二氧化钛易团聚、分散性差这一问题，还可以解决抗氧剂易迁移、易挥发的问题；与传统的助剂相比本发明制备的复合助剂具备优异的分散性、相容性、耐挥发性、耐迁移性等优点，可以广泛应用于聚合物的耐老化改性。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种具有改善聚合物耐老化性能的复合助剂，包括纳米二氧化钛、键合在纳米二氧化钛表面的TDI以及键合在TDI上的受阻酚类抗氧剂。

优选地，所述纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛，金红石型纳米二氧化钛具有优异的光稳定性能和填充增强性能。

优选地，所述TDI为甲苯2,4-二异氰酸酯，甲苯2,4-二异氰酸酯中-CH₃对位上的-NCO的活性较邻位上的-NCO的活性更强，使得在与纳米TiO₂表面的羟基反应时更易进行，进而更有利于纳米TiO₂的表面改性，相比于TDI为甲苯2,6-二异氰酸酯中的两个-NCO均在-CH₃的邻位，由于位阻效应的影响，纳米TiO₂的表面改性更不易进行。

优选地，所述受阻酚类抗氧剂选自抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂2246和抗氧剂1010中的一种或几种。

本发明还在于提供一种所述的复合助剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将1-10份纳米二氧化钛加入20-200质量份有机溶剂中，进行超声分散，然后再加入0.5-5质量份TDI，继续超声分散，得到反应液A；

(2)向反应液A中加入0.5-5质量份催化剂，通入氮气，进行回流反应，然后加入1-10质量份受阻酚类抗氧剂后，再加入0.5-5质量份催化剂继续进行回流反应，过滤、洗涤、干燥，得到具有改善聚合物耐老化性能的复合助剂。