專利名稱：一種丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化鈦復(fù)合薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型復(fù)合薄膜，具體地說是一種丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化鈦復(fù)合薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
納米二氧化鈦(TiO2)是性能優(yōu)異的無機(jī)功能材料，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無毒、來源豐富且價(jià)格低廉，具有很強(qiáng)的光催化活性和紫外線屏蔽能力，已在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，環(huán)保，醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。有機(jī)_無機(jī)復(fù)合材料能兼有有機(jī)聚合物和無機(jī)材料兩者的優(yōu)異性能。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)組成的接枝共聚物，三種物質(zhì)的共聚合，使ASA接枝共聚物具備優(yōu)良性能。例如從低溫至高溫的范圍內(nèi)，它都保持高的抗沖擊性，而且還具有非常好的著色性、電絕緣性能、電鍍性能、抗靜電性能和加工性能。ASA的這一系列優(yōu)異性能，使得它在某些領(lǐng)域可代替金屬材料。ASA受光、熱作用，會(huì)發(fā)生化學(xué)變化。ABS樹脂的橡膠相是聚丁二烯，雙鍵旁碳鏈上氫原子的離解能是163kJ/mol，ASA橡膠相聚丙烯酸酯主鏈上-CH2-氫原子的離解能是 376kJ/mol,所以，要把ASA樹脂中氫原子拉出來比從ABS樹脂中拉出來難得多。因此ASA以丙烯酸酯這種飽和結(jié)構(gòu)取代ABS樹脂中的聚丁二烯部分，大大改善了其耐侯性，克服了 ABS 樹脂長(zhǎng)期暴露置室外機(jī)械強(qiáng)度顯著下降等缺點(diǎn)。太陽光中小于700nm的可見光區(qū)和紫外光區(qū)的光波都能對(duì)ABS起光氧化作用，但只有紫外光區(qū)的光波才對(duì)ASA起光氧化作用。如何使得ASA同樣能夠抵御紫外光的照射成為關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉， 具有較高抗紫外性能的丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/二氧化鈦復(fù)合薄膜及其制備方法。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/ 二氧化鈦復(fù)合薄膜的特點(diǎn)在于所述復(fù)合薄膜是以丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物為基體，在所述基體中均布納米TiO2 ； 所述納米TiO2的添加量為所述丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物質(zhì)量的5-30%。本發(fā)明丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/ 二氧化鈦復(fù)合薄膜的特點(diǎn)也在于 所述納米TiO2是以改性納米TiO2的形式加入。本發(fā)明丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/ 二氧化鈦復(fù)合薄膜的制備方法的特點(diǎn)在于按照以下步驟操作a、將鈦酸正四丁酯、無水乙醇和冰醋酸按照質(zhì)量比1.7 12.5 1混合并于30°C 下攪拌均勻，用酸調(diào)PH值為1-3后滴加混合液a，在70-80°C攪拌反應(yīng)10-12小時(shí)得到混合液b ；
所述混合液a由蒸餾水和無水乙醇按照質(zhì)量比為1 1混合得到，所述混合液a 與所述鈦酸正四丁酯的質(zhì)量比為3. 75 1 ；b、向所述混合液b中滴加混合液c，，于70_80°C攪拌反應(yīng)10-12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后在70°C干燥40-50小時(shí)并研磨至粒徑1-20 μ m后得改性納米TiO2 ；

所述混合液c為無水乙醇和KH-570按照質(zhì)量比50 3混合得到，所述混合液c 與所述混合液b的質(zhì)量比為1 6. 72 ；C、將所述改性納米TiO2和丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物溶解于有機(jī)溶劑中，混合均勻后得到混合料液，將所述混合料液倒入培養(yǎng)皿中，厚度2-3mm，在室溫下靜置成膜后，于50-80°C干燥48小時(shí)，得到丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/TiO2復(fù)合薄膜；所述改性納米TiO2和所述丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物的質(zhì)量之和為所述混合料液質(zhì)量的2-5%。本發(fā)明丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/ 二氧化鈦復(fù)合薄膜的制備方法的特點(diǎn)也在于所述酸為鹽酸、甲酸、乙酸或硝酸。本發(fā)明丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/ 二氧化鈦復(fù)合薄膜的制備方法的特點(diǎn)也在于所述有機(jī)溶劑為丙酮、氯仿或甲苯。本發(fā)明丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/ 二氧化鈦復(fù)合薄膜的制備方法的特點(diǎn)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、苯乙烯和丙烯腈為聚合單體，通過乳液聚合的方式得到的，重均分子量為200000-600000。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明以丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物為基體，在所述基體中均勻分布納米TiO2，制得的復(fù)合薄膜具有更高的抗紫外性，提高了其實(shí)用性。2、本發(fā)明所用的原料來源廣泛，成本低廉。3、本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
四

圖1為丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA) /TiO2復(fù)合薄膜(HiTiO2 mASA =1:8)的掃描電鏡圖。
五具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 本實(shí)施例中丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物(ASA)薄膜是按以下步驟制備得到將制得的ASA接枝共聚物0. 45g溶解于25ml丙酮中，超聲分散4小時(shí)，取溶液若干量倒入培養(yǎng)皿中，控制其厚度約2-3mm，置于室溫下兩天，自然晾干成膜后，再置于烘箱中于70°C干燥48h，得到厚度約為0. 3-0. 4mm的柔軟透明狀膜。本實(shí)施例制得的ASA薄膜不添加改性納米TiO2，用于空白比對(duì)。由表1可知其在 200nm、260nm和360nm的平均透過率分別為36. 5%、36. 5%和36. 1%。紫外屏蔽率=1_透過率。表1 ASA/Ti02 復(fù)合薄膜(HiTiO2 m ASA = 0)的透過率
權(quán)利要求
1.一種丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/ 二氧化鈦復(fù)合薄膜，其特征在于所述復(fù)合薄膜是以丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物為基體，在所述基體中均布納米TiO2 ；所述納米TiO2的添加量為所述丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物質(zhì)量的5-30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/二氧化鈦復(fù)合薄膜， 其特征在于所述納米TiO2是以改性納米TiO2的形式加入。
3.—種權(quán)利要求1或2所述的丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/ 二氧化鈦復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于按照以下步驟操作a、將鈦酸正四丁酯、無水乙醇和冰醋酸按照質(zhì)量比1.7 12.5 1混合并于30°C下攪拌均勻，用酸調(diào)PH值為1-3后滴加混合液a，在70-80°C攪拌反應(yīng)10-12小時(shí)得到混合液 b ；所述混合液a由蒸餾水和無水乙醇按照質(zhì)量比為1 1混合得到，所述混合液a與所述鈦酸正四丁酯的質(zhì)量比為3. 75 1 ；b、向所述混合液b中滴加混合液c，，于70-80°C攪拌反應(yīng)10-12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后在 70°C干燥40-50小時(shí)并研磨至粒徑1-20 μ m后得改性納米TiO2 ；所述混合液c為無水乙醇和KH-570按照質(zhì)量比50 3混合得到，所述混合液c與所述混合液b的質(zhì)量比為1 6.72;c、將所述改性納米TiO2和丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物溶解于有機(jī)溶劑中，混合均勻后得到混合料液，將所述混合料液倒入培養(yǎng)皿中，厚度2-3mm，在室溫下靜置成膜后， 于50-80°C干燥48小時(shí)，得到丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/TiO2復(fù)合薄膜；所述改性納米TiO2和所述丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物的質(zhì)量之和為所述混合料液質(zhì)量的2-5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/二氧化鈦復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于所述酸為鹽酸、甲酸、乙酸或硝酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/二氧化鈦復(fù)合薄膜的制備方法，其特征在于所述有機(jī)溶劑為丙酮、氯仿或甲苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的丙烯酸丁酯_苯乙烯_丙烯腈共聚物/二氧化鈦復(fù)合薄膜的制備方法，其特征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、苯乙烯和丙烯腈為聚合單體，通過乳液聚合的方式得到的，重均分子量為200000-600000。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/二氧化鈦復(fù)合薄膜及其制備方法，其中復(fù)合薄膜是以丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物為基體，在基體中均布納米TiO2；其制備方法是將經(jīng)KH-570表面改性的納米TiO2和ASA共聚物一起溶解于有機(jī)溶劑中，超聲分散4小時(shí)，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2-20％的混合料液，將混合料液倒入培養(yǎng)皿中，厚度2-3mm，在室溫下靜置成膜后，于50-80℃干燥48小時(shí)，得到丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/TiO2復(fù)合薄膜。本發(fā)明具有較好的抗紫外性，適用于制備汽車薄膜，電器薄膜等。
文檔編號(hào)C08K3/22GK102167876SQ201110008840
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者史鐵鈞, 徐慧 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)