专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 撤回; |
专利有效性 | 无效专利 | 当前状态 | 撤回 |
申请号 | CN202010800852.4 | 申请日 | 2020-08-11 |
公开(公告)号 | CN112011179A | 公开(公告)日 | 2020-12-01 |
申请人 | 成丹丹; | 申请人类型 | 其他 |
发明人 | 成丹丹; | 第一发明人 | 成丹丹 |
权利人 | 成丹丹 | 权利人类型 | 其他 |
当前权利人 | 成丹丹 | 当前权利人类型 | 其他 |
省份 | 当前专利权人所在省份:江苏省 | 城市 | 当前专利权人所在城市:江苏省南京市 |
具体地址 | 当前专利权人所在详细地址:江苏省南京市江宁区弘景大道1号 | 邮编 | 当前专利权人邮编:211100 |
主IPC国际分类 | C08L77/06 | 所有IPC国际分类 | C08L77/06 ; C08K13/06 ; C08K7/14 ; C08K9/06 ; C08K9/02 ; C08K3/02 ; C08K9/00 ; C08K3/22 ; C08K9/10 ; C08K3/36 ; C08K3/38 ; C08K5/134 ; C08K5/132 ; C08J7/04 ; C09D179/04 ; C09D7/61 ; C09D5/33 |
专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 1 |
专利权利要求数量 | 9 | 专利文献类型 | A |
专利代理机构 | 苏州广正知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 李猛; |
摘要 | 本 发明 公开了一种基于二 氧 化 钛 的抗紫外线尼龙66 树脂 及其制备方法,本发明公开了一种基于二氧化钛的抗紫外线尼龙66树脂极其制备方法,其中尼龙66树脂包括基体,基体主要由尼龙66、分散剂、紫外吸收剂、抗氧剂、改性添加料、玻璃 纤维 等组分制备得到,其中改性添加料包括改性 硅 粒子、改性二氧化铈、二氧化钛和多巴胺,改性硅粒子以晶体硅粒子为主体,晶体硅粒子是一种具有高折射率的无机粒子,能够对紫外线进行折射,提高成品的抗紫外性能。本发明工艺设计合理,组分配比适宜,制备得到的树脂材料具有优异的抗紫外线性能,同时 力 学性能也较为优异,可适用于多种领域,具有较高的实用性。 | ||
权利要求 | 1.一种基于二氧化钛的抗紫外线尼龙66树脂,其特征在于:所述尼龙66树脂包括基体,所述基体表面通过表面处理剂改性;所述基体各组分原料包括:以重量计,尼龙6640-50份、分散剂1-1.2份、紫外吸收剂1-1.5份、抗氧剂1-3份、改性添加料10-15份、玻璃纤维15-18份。 |
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说明书全文 | 一种基于二氧化钛的抗紫外线尼龙66树脂及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及尼龙66技术领域,具体是一种基于二氧化钛的抗紫外线尼龙66树脂及其制备方法。 背景技术[0002] 聚酰胺学名为聚己内酰胺,俗称尼龙,分子链中含有大量的酰胺键,尼龙材料本身性能优异,具备良好的初性、易加工性等特点,尤其是耐摩擦性能优异。尼龙种类繁多,有尼龙6、尼龙6等,可广泛应用在机械制造、汽车零部件、纺织等领域。 [0003] 聚己二酰己二胺,俗称尼龙-66,可用作机械附件,如齿轮、润滑轴承;代替有色金属材料做机器外壳,汽车发动机叶片等。也可用于制合成纤维;现如今,随着对尼龙66材料的深入研究,如何提高其抗紫外性能成为我们研究的重点。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种基于二氧化钛的抗紫外线尼龙66树脂及其制备方法,以解决现有技术中的问题。 [0005] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案: [0006] 一种基于二氧化钛的抗紫外线尼龙66树脂,所述尼龙66树脂包括基体,所述基体表面通过表面处理剂改性;所述基体各组分原料包括:以重量计,尼龙6640-50份、分散剂1-1.2份、紫外吸收剂1-1.5份、抗氧剂1-3份、改性添加料10-15份、玻璃纤维15-18份。 [0008] 较优化的方案,所述表面处理剂各组分原料包括:以重量计,多巴胺20-25份、氧化石墨烯8-12份、填料8-10份。 [0012] 较优化的方案,一种基于二氧化钛的抗紫外线尼龙66树脂的制备方法,包括以下步骤: [0013] 1)准备物料; [0014] 2)改性添加料的制备: [0015] a)取晶态硅粒子,置于浓硫酸、双氧水混合溶液中浸泡,冷却分离,洗涤干燥,得到物料A;取物料A,无水乙醇溶解,搅拌,再加入硅烷偶联剂,70-80℃下搅拌反应20-24h,冷却离心,洗涤干燥,得到改性硅粒子; [0017] c)取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散,再加入改性二氧化铈,25-28℃下搅拌2-3h,接着加入改性硅粒子和二氧化钛,继续搅拌,洗涤,真空干燥,得到改性添加料; [0018] 3)基体的制备:取尼龙66、分散剂、紫外吸收剂、抗氧剂、玻璃纤维和改性添加料,经高速混合机混合,熔融挤出,加工成型,得到基体; [0019] 4)表面处理剂进行表面处理: [0020] a)取偏钒酸钙,去离子水溶解,搅拌,得到物料B;取乙酸钙和PVP,乙二醇溶解,搅拌,加入物料B,继续搅拌,180-190℃下反应22-26h,冷却,离心分离,干燥,得到填料; [0021] b)取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散,再加入基体,超声振荡,加入氧化石墨烯,搅拌,接着加入填料,50-60℃下反应10-12h,洗涤,真空干燥,得到成品。 [0022] 较优化的方案,包括以下步骤: [0023] 1)准备物料; [0024] 2)改性添加料的制备: [0025] a)取晶态硅粒子,置于浓硫酸、双氧水混合溶液中,80-90℃下浸泡30-40min,冷却分离,洗涤干燥,得到物料A;取物料A,无水乙醇溶解,搅拌10-20min,再加入硅烷偶联剂,70-80℃下搅拌反应20-24h,冷却离心,洗涤干燥,得到改性硅粒子; [0026] b)取硼酸、尿素、乙醇和去离子水,混合搅拌10-20min,加入二氧化铈,超声搅拌1-1.5h,70-80℃真空干燥,再在氮气保护下煅烧5-5.5h,煅烧温度为890-910℃,洗涤,真空干燥,得到改性二氧化铈; [0027] c)取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解5-10min,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散5-8min,再加入改性二氧化铈,25-28℃下搅拌2-3h,接着加入改性硅粒子和二氧化钛,继续搅拌2-3h,洗涤,60-70℃下真空干燥,得到改性添加料; [0028] 3)基体的制备:取尼龙66、分散剂、紫外吸收剂、抗氧剂、玻璃纤维和改性添加料,经高速混合机混合30-40min,熔融挤出,加工成型,得到基体; [0029] 4)表面处理剂进行表面处理: [0030] a)取偏钒酸钙,去离子水溶解,搅拌10-15min,得到物料B;取乙酸钙和PVP,乙二醇溶解,搅拌5-10min,加入物料B,继续搅拌10-15min,180-190℃下反应22-26h,冷却,离心分离,60-70℃下干燥12-15h,得到填料; [0031] b)取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解5-10min,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散5-8min,再加入基体,超声振荡20-24h,加入氧化石墨烯,搅拌10-20min,接着加入填料,50-60℃下反应10-12h,洗涤,真空干燥,得到成品。 [0032] 较优化的方案,步骤2)中,浓硫酸、双氧水的质量比为(7-8):(2-4)。 [0033] 与现有技术相比,本发明的有益效果是: [0034] 本发明公开了一种基于二氧化钛的抗紫外线尼龙66树脂极其制备方法,其中尼龙66树脂包括基体,基体主要由尼龙66、分散剂、紫外吸收剂、抗氧剂、改性添加料、玻璃纤维等组分制备得到,其中改性添加料包括改性硅粒子、改性二氧化铈、二氧化钛和多巴胺,改性硅粒子以晶体硅粒子为主体,晶体硅粒子是一种具有高折射率的无机粒子,能够对紫外线进行折射,提高成品的抗紫外性能;在制备时先将晶体硅粒子置于浓硫酸、双氧水混合溶液中,浸泡后晶体硅粒子最外层被氧化为无定形的二氧化硅,接着利用硅烷偶联剂对其进行接枝改性,以提高晶态硅粒子的分散性能,避免其在基体中发生团聚现象;在方案实施时,硅烷偶联剂选择为KH-550或KH570,也可根据实际需求选择其他型号。 [0035] 改性二氧化铈是以二氧化铈为无机紫外屏蔽组分,该组分具有较优异的紫外吸收能力,能够有效屏蔽紫外线,但由于二氧化铈的紫外催化活性较强,能够催化氧化基体树脂,从而降低材料的综合性能,因此本申请先利用硼酸、尿素、乙醇等组分生成氮化硼,并将其包覆在二氧化铈表面,有效隔绝和转移了电荷载流子,以降低其催化活性;本方案中以二氧化钛为紫外吸收组分,进一步提高产品的抗紫外性能,同时本方案利用多巴胺进行自氧化反应生成聚多巴胺,并将聚多巴胺包覆在改性二氧化铈、改性硅粒子、二氧化钛表面,在进一步降低改性二氧化铈、二氧化钛的催化活性,同时提高各组分与基体树脂之间的相容性。 [0036] 本发明利用改性添加料、尼龙66、分散剂、紫外吸收剂、抗氧剂、玻璃纤维制备得到基体材料,由于改性添加剂和紫外吸收剂的协同作用,该基体具有优异的抗紫外性能,同时改性添加剂、玻璃纤维还可以起到补强作用,以提高基体的力学性能。 [0037] 本方案通过表面处理剂对基体进行表面改性处理,先以偏钒酸钠、乙酸钙为原料,以PVP(聚乙烯吡咯烷酮)为分散剂,反应合成填料,该填料为具有多晶花簇状结构的钒酸,能够对紫外线进行有效吸收,同时由于该多晶花簇状结构,该填料还能够对紫外线进行折射、反射,进一步提高产品的抗紫外线能力;本发明在基体表面沉积一层多巴胺,自聚生成聚多巴胺层,并通过聚多巴胺层对填料进行沉积吸附,同时在该过程中加入氧化石墨烯,氧化石墨烯和填料可均匀分布在基体表面,相互协同作用以提高产品的抗紫外能力,同时各个物料与基体通过聚多巴胺层粘附,能够提高产品的力学性能。 [0038] 本发明公开了一种基于二氧化钛的抗紫外线尼龙66树脂及其制备方法,工艺设计合理,组分配比适宜,制备得到的树脂材料具有优异的抗紫外线性能,同时力学性能也较为优异,可适用于多种领域,具有较高的实用性。 具体实施方式[0039] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。 [0040] 实施例1: [0041] 步骤1:准备物料; [0042] 步骤2:改性添加料的制备: [0043] 取晶态硅粒子,置于浓硫酸、双氧水混合溶液中,80℃下浸泡30min,冷却分离,洗涤干燥,得到物料A;取物料A,无水乙醇溶解,搅拌10min,再加入硅烷偶联剂,70℃下搅拌反应20h,冷却离心,洗涤干燥,得到改性硅粒子;其中浓硫酸、双氧水的质量比为7:2。 [0044] 取硼酸、尿素、乙醇和去离子水,混合搅拌10min,加入二氧化铈,超声搅拌1h,70℃真空干燥,再在氮气保护下煅烧5h,煅烧温度为890℃,洗涤,真空干燥,得到改性二氧化铈; [0045] 取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解5min,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散5min,再加入改性二氧化铈,25℃下搅拌2h,接着加入改性硅粒子和二氧化钛,继续搅拌2h,洗涤,60℃下真空干燥,得到改性添加料; [0046] 步骤3:基体的制备: [0047] 取尼龙66、分散剂、紫外吸收剂、抗氧剂、玻璃纤维和改性添加料,经高速混合机混合30min,熔融挤出,加工成型,得到基体; [0048] 步骤4:表面处理剂进行表面处理: [0049] 取偏钒酸钙,去离子水溶解,搅拌10min,得到物料B;取乙酸钙和PVP,乙二醇溶解,搅拌5min,加入物料B,继续搅拌10min,180℃下反应22h,冷却,离心分离,60℃下干燥12h,得到填料; [0050] 取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解5min,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散5min,再加入基体,超声振荡20h,加入氧化石墨烯,搅拌10min,接着加入填料,50℃下反应10h,洗涤,真空干燥,得到成品。 [0051] 本实施例中,所述尼龙66树脂包括基体,所述基体表面通过表面处理剂改性;所述基体各组分原料包括:以重量计,尼龙6640份、分散剂1份、紫外吸收剂1份、抗氧剂1份、改性添加料10份、玻璃纤维15份。 [0052] 其中改性添加料各组分原料包括:以重量计,改性硅粒子10份、改性二氧化铈10份、二氧化钛6份、多巴胺25份;表面处理剂各组分原料包括:以重量计,多巴胺20份、氧化石墨烯8份、填料8份。抗氧剂为二苯胺。所述紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。 [0053] 实施例2: [0054] 步骤1:准备物料; [0055] 步骤2:改性添加料的制备: [0056] 取晶态硅粒子,置于浓硫酸、双氧水混合溶液中,85℃下浸泡35min,冷却分离,洗涤干燥,得到物料A;取物料A,无水乙醇溶解,搅拌15min,再加入硅烷偶联剂,75℃下搅拌反应22h,冷却离心,洗涤干燥,得到改性硅粒子;其中浓硫酸、双氧水的质量比为8:2。 [0057] 取硼酸、尿素、乙醇和去离子水,混合搅拌15min,加入二氧化铈,超声搅拌1.2h,75℃真空干燥,再在氮气保护下煅烧5.2h,煅烧温度为900℃,洗涤,真空干燥,得到改性二氧化铈; [0058] 取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解8min,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散7min,再加入改性二氧化铈,27℃下搅拌2.5h,接着加入改性硅粒子和二氧化钛,继续搅拌2.5h,洗涤,65℃下真空干燥,得到改性添加料; [0059] 步骤3:基体的制备: [0060] 取尼龙66、分散剂、紫外吸收剂、抗氧剂、玻璃纤维和改性添加料,经高速混合机混合35min,熔融挤出,加工成型,得到基体; [0061] 步骤4:表面处理剂进行表面处理: [0062] 取偏钒酸钙,去离子水溶解,搅拌12min,得到物料B;取乙酸钙和PVP,乙二醇溶解,搅拌8min,加入物料B,继续搅拌12min,185℃下反应24h,冷却,离心分离,65℃下干燥14h,得到填料; [0063] 取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解8min,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散7min,再加入基体,超声振荡22h,加入氧化石墨烯,搅拌15min,接着加入填料,55℃下反应11h,洗涤,真空干燥,得到成品。 [0064] 本实施例中,所述尼龙66树脂包括基体,所述基体表面通过表面处理剂改性;所述基体各组分原料包括:以重量计,尼龙6645份、分散剂1.1份、紫外吸收剂1.2份、抗氧剂2份、改性添加料12份、玻璃纤维17份。 [0065] 其中改性添加料各组分原料包括:以重量计,改性硅粒子13份、改性二氧化铈11份、二氧化钛7份、多巴胺28份;表面处理剂各组分原料包括:以重量计,多巴胺23份、氧化石墨烯10份、填料9份。抗氧剂为对苯二胺;所述紫外吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。 [0066] 实施例3: [0067] 步骤1:准备物料; [0068] 步骤2:改性添加料的制备: [0069] 取晶态硅粒子,置于浓硫酸、双氧水混合溶液中,90℃下浸泡40min,冷却分离,洗涤干燥,得到物料A;取物料A,无水乙醇溶解,搅拌20min,再加入硅烷偶联剂,80℃下搅拌反应24h,冷却离心,洗涤干燥,得到改性硅粒子;其中浓硫酸、双氧水的质量比为8:4。 [0070] 取硼酸、尿素、乙醇和去离子水,混合搅拌20min,加入二氧化铈,超声搅拌1.5h,80℃真空干燥,再在氮气保护下煅烧5.5h,煅烧温度为910℃,洗涤,真空干燥,得到改性二氧化铈; [0071] 取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解10min,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散8min,再加入改性二氧化铈,28℃下搅拌3h,接着加入改性硅粒子和二氧化钛,继续搅拌3h,洗涤,70℃下真空干燥,得到改性添加料; [0072] 步骤3:基体的制备: [0073] 取尼龙66、分散剂、紫外吸收剂、抗氧剂、玻璃纤维和改性添加料,经高速混合机混合40min,熔融挤出,加工成型,得到基体; [0074] 步骤4:表面处理剂进行表面处理: [0075] 取偏钒酸钙,去离子水溶解,搅拌15min,得到物料B;取乙酸钙和PVP,乙二醇溶解,搅拌10min,加入物料B,继续搅拌15min,190℃下反应26h,冷却,离心分离,70℃下干燥15h,得到填料; [0076] 取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解10min,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散8min,再加入基体,超声振荡24h,加入氧化石墨烯,搅拌20min,接着加入填料,60℃下反应12h,洗涤,真空干燥,得到成品。 [0077] 本实施例中,所述尼龙66树脂包括基体,所述基体表面通过表面处理剂改性;所述基体各组分原料包括:以重量计,尼龙6650份、分散剂1.2份、紫外吸收剂1.5份、抗氧剂3份、改性添加料15份、玻璃纤维18份。 [0078] 其中改性添加料各组分原料包括:以重量计,改性硅粒子15份、改性二氧化铈12份、二氧化钛8份、多巴胺30份;表面处理剂各组分原料包括:以重量计,多巴胺25份、氧化石墨烯12份、填料10份。抗氧剂为双十二碳醇酯;所述紫外吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。 [0079] 对比例1: [0080] 对比例1在实施例2的基础上进行改变,在表面改性剂处理步骤中并未添加氧化石墨烯,其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。 [0081] 具体步骤包括: [0082] 步骤4:表面处理剂进行表面处理: [0083] 取偏钒酸钙,去离子水溶解,搅拌12min,得到物料B;取乙酸钙和PVP,乙二醇溶解,搅拌8min,加入物料B,继续搅拌12min,185℃下反应24h,冷却,离心分离,65℃下干燥14h,得到填料; [0084] 取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解8min,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散7min,再加入基体,超声振荡22h,加入填料,55℃下反应11h,洗涤,真空干燥,得到成品。 [0085] 对比例2: [0086] 对比例2在对比例1的基础上进行改变,并未进行表面改性处理,其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。 [0087] 对比例3: [0088] 对比例3在对比例2的基础上进行改变,并未添加改性硅粒子,其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。 [0089] 具体步骤包括: [0090] 步骤2:改性添加料的制备: [0091] 取硼酸、尿素、乙醇和去离子水,混合搅拌15min,加入二氧化铈,超声搅拌1.2h,75℃真空干燥,再在氮气保护下煅烧5.2h,煅烧温度为900℃,洗涤,真空干燥,得到改性二氧化铈; [0092] 取三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液、乙醇混合,搅拌溶解8min,加入多巴胺的盐酸溶液,超声分散7min,再加入改性二氧化铈和二氧化钛,27℃下搅拌2.5h,洗涤,65℃下真空干燥,得到改性添加料。 [0093] 对比例4: [0094] 对比例4在对比例3的基础上进行改变,基体制备时并未添加改性添加料,其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。 [0095] 步骤3:基体的制备: [0096] 取尼龙66、分散剂、紫外吸收剂、抗氧剂和玻璃纤维,经高速混合机混合35min,熔融挤出,加工成型,得到基体。 [0097] 实验: [0098] 取实施例1-3、对比例1-4制备的试样,分别依据ASTMD638-2003《塑料拉伸性能测定方法》检测各试样的拉伸强度,依据ASTMD790《增强与未增强塑料及电绝缘材料弯曲性能的试验方法》检测各试样的弯曲强度。 [0099] 氙灯测试条件:光照强度0.35W/nm.m2,照射1000小时;氙灯测试后重新检测各试样的拉伸强度。 [0100] [0101] [0102] 结论: [0103] 对比例1在实施例2的基础上进行改变,在表面改性剂处理步骤中并未添加氧化石墨烯,其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。 [0104] 对比例2在对比例1的基础上进行改变,并未进行表面改性处理,其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。 [0105] 对比例3在对比例2的基础上进行改变,并未添加改性硅粒子,其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。 [0106] 对比例4在对比例3的基础上进行改变,基体制备时并未添加改性添加料,其余步骤参数和组分含量与实施例2一致。 [0107] 实施例1-3依据本发明公开的方案进行制备,对比例1-4分别与实施例2形成对照试验,由上表数据可知,实施例1-3的抗紫外线性能明显优异对比例1-4,且对比例1-4的抗紫外线性能依次呈下降状态。 [0108] 即:本发明工艺设计合理,组分配比适宜,制备得到的树脂材料具有优异的抗紫外线性能,同时力学性能也较为优异,可适用于多种领域,具有较高的实用性。 [0109] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 |