CN112110455A - 一种具有抗紫外线性能的纯硅beta分子筛及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有抗紫外线性能的纯硅BETA分子筛的制备方法，第一步，原料以摩尔比SiO2:(0.3～0.6)B2O3:(0.75～1.5)模板剂:(10～20)水混合成凝胶反应物；第二步，在120～180℃温度下水热动态晶化4～8天，晶化产物经过滤、洗涤、干燥后在500～700℃温度下焙烧4～6小时，制得硅硼分子筛B‑MWW；第三步，制备的硅硼分子筛B‑MWW母体与浓度为4～10mol/L的硝酸铵或氯化铵按1:（30～50）质量比混合，在60～90℃温度下酸洗处理2～6小时，重复该酸洗操作两次，然后过滤；洗涤和烘干后在500～700℃的温度下焙烧6～10小时，制得全硅BETA分子筛原粉。本发明制造出一种纯硅BETA分子筛作为塑料的抗老助剂，添加此分子筛后塑料的抗紫外线老化寿命比普通的抗老助剂可提高3倍以上。

Description

一种具有抗紫外线性能的纯硅BETA分子筛及制备方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体为一种具有抗紫外线性能的纯硅BETA分子筛及制备方法。
背景技术
塑料材料今天已经与我们的生活息息相关，无论是家用的保鲜膜、垃圾袋、冰箱、洗脸盆，还是商场的购物袋、各种商品的包装袋等等，都是塑料制成的。我们通常所说的塑料并不是一种单一的组分，它是由许多材料配制而成的。其中高分子聚合物是塑料的主要成分，此外，为了改进塑料的性能，还要在高分子化合物中添加各种辅助材料，如填料、增塑剂、着色剂、抗老化剂等。大部分塑料都有不耐紫外线老化的缺点。
目前塑料材料常用的抗老化方法有：（1）物理防护法（如加厚、涂装、外层复合等），此方法存在耐老化寿命短的缺点（2）改进加工工艺，此方法通过在聚合或加工过程中增加除氧装置或抽真空装置等减缓氧气的影响，但这种方法只能保证材料在出厂时的性能，而且这种方法只能从材料的制备源头实施，无法解决其在加工和使用过程中的老化问题。（3）高分子材料的结构设计或改性，很多高分子材料分子结构中存在极易老化的基团，通过材料的分子结构设计，以不易老化的基团代替易老化的基团，此种方法需要的技术含量比较高，需要的成本较高（4）添加抗老助剂，此方法是目前提高塑料耐老化性最有效的途径，此方法成本较低，且无需改变生产工艺，将抗老化助剂直接与树脂等原料直接混合搅拌后挤出造粒或注塑等这种添加方式简单易行，但常用的抗老助剂一般的使用寿命都较短，所以本发明制造出一种纯硅BETA分子筛作为塑料的抗老助剂，添加此分子筛后塑料的抗紫外线老化寿命比普通的抗老助剂可提高3倍以上。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种具有抗紫外线性能的纯硅BETA分子筛的制备方法。
为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有抗紫外线性能的纯硅BETA分子筛的制备方法，包括如下步骤：
第一步，原料以摩尔比SiO2:(0.3～0.6)B2O3:(0.75～1.5)模板剂:(10～20)水混合成凝胶反应物，所述SiO2的硅源为硅溶胶、硅胶、硅酸或白炭黑；所述B2O3的硼源为硼酸；所述模板剂为哌啶和六亚甲基亚胺中的一种或两种按任意比例的混合；
第二步，在120～180℃温度下水热动态晶化4～8天，晶化产物经洗涤、过滤、干燥后在500～700℃温度下焙烧4～6小时，制得硅硼分子筛B-MWW；
第三步，制备的硅硼分子筛B-MWW母体与浓度为4～10mol/L的硝酸铵或氯化铵按1:（30～50）质量比混合，在60～90℃温度下酸洗处理2～6小时，重复该酸洗操作两次，然后过滤；洗涤和烘干后在500～700℃的温度下焙烧6～10小时，制得全硅BETA分子筛原粉。
进一步的，所述第二步中，晶化产物用去离子水洗涤，过滤，过滤得到的固体在100~120℃条件下烘干，然后在500～700℃温度下焙烧4～6小时，制得硅硼分子筛B-MWW。
本发明还公开了一种具有抗紫外线性能的纯硅BETA分子筛；所述分子筛包括如下组分：
SiO2:(0.3～0.6)B2O3:(0.75～1.5)模板剂:(10～20) 水。
本发明还公开了一种抗老化塑料的合成方法：将上述的BETA分子筛原粉直接与树脂等原料直接混合搅拌后挤出造粒或注塑。BETA分子筛与树脂等原料的质量比为1～5%。
进一步的，所述抗老化塑料的原料还包括：增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料。
本发明具有如下有益效果：本发明的纯硅BETA分子筛主要用于提高塑料的抗老化性能，制备的塑料抗老化效果好。本发明制造出一种纯硅BETA分子筛作为塑料的抗老助剂，添加此分子筛后塑料的抗紫外线老化寿命比普通的抗老助剂可提高3倍以上。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种抗老化塑料的合成方法：将BETA分子筛原粉直接与树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料直接混合搅拌后挤出造粒或注塑。BETA分子筛与树脂等原料的质量比为1～5%。下述实施例1-6均采用此法。
实施例1
采用注塑的方法合成抗老化塑料，BETA分子筛直接与树脂等原料混合搅拌后注塑，BETA分子筛与树脂等原料的质量比为0。
实施例2
采用注塑的方法合成抗老化塑料，BETA分子筛直接与树脂等原料混合搅拌后注塑，BETA分子筛与树脂等原料的质量比为1%。
实施例3
采用注塑的方法合成抗老化塑料，BETA分子筛直接与树脂等原料混合搅拌后注塑，BETA分子筛与树脂等原料的质量比为2%。
实施例4
采用注塑的方法合成抗老化塑料，BETA分子筛直接与树脂等原料混合搅拌后注塑，BETA分子筛与树脂等原料的质量比为3%。
实施例5
采用注塑的方法合成抗老化塑料，BETA分子筛直接与树脂等原料混合搅拌后注塑，BETA分子筛与树脂等原料的质量比为4%。
实施例6
采用注塑的方法合成抗老化塑料，BETA分子筛直接与树脂等原料混合搅拌后注塑，BETA分子筛与树脂等原料的质量比为5%。
性能测定
分别取实施例1～6塑料，实验条件：辐照度（340nm）：0.5w/m2，相对湿度：（60-80）%，黑板温度（65±2）℃，降雨周期：18min/102min（喷水时间/不喷水时间），评价塑料的物理性能及外观。对照样在相同实验条件下，避光储存。
表1
拉伸/% 弯曲/% 冲击/% 外观
实施例1 10 18 15 显著变化
实施例2 50 43 38 中等变化
实施例3 65 55 72 中等变化
实施例4 80 73 85 中等变化
实施例5 90 95 96 没有变化
实施例6 87 82 88 稍有变化
实施例7
上述实施例1-6所采用的BETA分子筛的制备方法为：包括如下步骤：
第一步，原料以摩尔比SiO2: 0.3B2O3: 0.75模板剂:10水混合成凝胶反应物，所述SiO2的硅源为硅溶胶；所述B2O3的硼源为硼酸；所述模板剂为哌啶。第二步，在120℃温度下水热动态晶化4天，晶化产物经过滤、洗涤、干燥后在500℃温度下焙烧4小时，制得硅硼分子筛B-MWW。第三步，制备的硅硼分子筛B-MWW母体与浓度为4mol/L的硝酸铵或氯化铵按1:30质量比混合，在60℃温度下酸洗处理2小时，重复该酸洗操作两次，然后过滤。洗涤和烘干后在500℃的温度下焙烧6小时，制得全硅BETA分子筛原粉。
实施例8
BETA分子筛的制备方法为：包括如下步骤：
第一步，原料以摩尔比SiO2: 0.6B2O3: 1.5模板剂: 20水混合成凝胶反应物，所述SiO2的硅源为硅胶；所述B2O3的硼源为硼酸；所述模板剂为六亚甲基亚胺。第二步，在180℃温度下水热动态晶化8天，晶化产物经过滤、洗涤、干燥后在700℃温度下焙烧6小时，制得硅硼分子筛B-MWW。第三步，制备的硅硼分子筛B-MWW母体与浓度为10mol/L的硝酸铵或氯化铵按1:50质量比混合，在90℃温度下酸洗处理6小时，重复该酸洗操作两次，然后过滤。洗涤和烘干后在700℃的温度下焙烧10小时，制得全硅BETA分子筛原粉。
实施例9
BETA分子筛的制备方法为：包括如下步骤：
第一步，原料以摩尔比SiO2:0.5B2O3:1.0模板剂:15水混合成凝胶反应物，所述SiO2的硅源为白炭黑；所述B2O3的硼源为硼酸；所述模板剂为哌啶和六亚甲基亚胺中的任意比例的混合。第二步，在150℃温度下水热动态晶化5天，晶化产物经过滤、洗涤、干燥后在600℃温度下焙烧5小时，制得硅硼分子筛B-MWW。第三步，制备的硅硼分子筛B-MWW母体与浓度为7mol/L的硝酸铵或氯化铵按1:40质量比混合，在75℃温度下酸洗处理4小时，重复该酸洗操作两次，然后过滤。洗涤和烘干后在600℃的温度下焙烧8小时，制得全硅BETA分子筛原粉。
实施例10
上述实施例7-9的BETA分子筛的应用，应用于塑料，用于提高塑料的抗老化性能。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有抗紫外线性能的纯硅BETA分子筛的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，原料以摩尔比SiO2:(0.3～0.6)B2O3:(0.75～1.5)模板剂:(10～20)水混合成凝胶反应物，所述SiO2的硅源为硅溶胶、硅胶、硅酸或白炭黑；所述B2O3的硼源为硼酸；所述模板剂为哌啶和六亚甲基亚胺中的一种或两种按任意比例的混合；
第二步，在120～180℃温度下水热动态晶化4～8天，晶化产物经洗涤、过滤、干燥后在500～700℃温度下焙烧4～6小时，制得硅硼分子筛B-MWW；
第三步，制备的硅硼分子筛B-MWW母体与浓度为4～10mol/L的硝酸铵或氯化铵按1:（30～50）质量比混合，在60～90℃温度下酸洗处理2～6小时，重复该酸洗操作两次，然后过滤；洗涤和烘干后在500～700℃的温度下焙烧6～10小时，制得全硅BETA分子筛原粉。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第二步中，晶化产物用去离子水洗涤，过滤，过滤得到的固体在100~120℃条件下烘干，然后在500～700℃温度下焙烧4～6小时，制得硅硼分子筛B-MWW。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述SiO2的硅源为硅溶胶、硅胶、硅酸或白炭黑。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述B2O3的硼源为硼酸。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述模板剂为哌啶和六亚甲基亚胺中的一种或两种按任意比例的混合。
6.一种具有抗紫外线性能的纯硅BETA分子筛，其特征在于：所述分子筛包括如下组分：SiO2:(0.3～0.6)B2O3:(0.75～1.5)模板剂:(10～20) 水。
7.一种抗老化塑料的合成方法，其特征在于：将上述权利要求6的BETA分子筛原粉直接与原料直接混合搅拌后挤出造粒或注塑；BETA分子筛与原料的质量比为1～5%。
8.根据权利要求7所述的一种抗老化塑料的合成方法，其特征在于：所述抗老化塑料的原料包括：树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料。
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