CN117264282B - 一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纳米氧化锌制备技术领域，公开了一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂及其制备方法，在不同塑料制品的制备过程中需要进行增韧步骤，为了保证塑料制品的使用性能，防止其出现断裂、裂纹等情况影响限制塑料材料的使用，本发明选择利用纳米材料作为增韧剂，首先制备得到纳米氧化锌，然后将其制备复合结构，使得二氧化硅作为壳层覆盖在纳米氧化锌表面上，增加纳米氧化锌的分散性，再利用混合偶联剂将此复合结构进行改性，更好增加复合体系的相容性，最后对该改性复合体系进行负载处理，将偶联剂中的双键与硅氧键接到复合体系上，增强复合体系的相互结合，增加体系的均匀分散性，以便得到更好的增韧效果。
Description
技术领域
本发明涉及纳米氧化锌制备技术领域，具体为一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂及其制备方法。
背景技术
塑料制品是生活中常见的树脂产品，在日常生活有着至关重要的作用，在制备塑料制品的过程中需要提升树脂的韧性、提升其断裂伸长率、冲击强度等性能，常见增韧剂无法达到日益严苛的韧性要求，而无机纳米材料可以增强塑料制品的性能与拓宽其使用途径，成为增韧助剂成为研究重点。
与此同时，纳米氧化锌具有较强的亲水性能和较高的表面能，比表面积、比表面能较大，表面极性较强，自身容易团聚，不易分散均匀，难以作为稳定的增韧剂使用。与之对应的，需要对纳米氧化锌进行改性和负载处理，在保证增强塑料的韧性的同时，达到均匀分散的效果，基于此，本发明公开了一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的制备方法包括以下步骤：
S1：纳米氧化锌的制备：
(1)取硫酸锌、醋酸锌、硝酸锌、尿素混合均匀，加入蒸馏水，搅拌充分后加热至90～100℃，反应2～3h；
(2)将体系冷却至20～30℃，过滤，分别用氨水、无水乙醇清洗、抽滤，真空干燥24～30h；
(3)将干燥产物研磨，450～500℃情况下灼烧2～2.5h，得到纳米氧化锌；
S2：保持温度为20～30℃，在持续搅拌的条件下将乙醇、纳米氧化锌、四乙氧基硅烷、去离子水混合，加入浓氨水催化，密封反应10～12h后将产物离心，分别用乙醇与去离子水清洗，得到二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子；
S3：复合粒子表面改性：
将混合偶联剂、丙酮溶液混合均匀，加入异丙醇搅拌，加入二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子，搅拌3～6h，混合均匀后抽滤、烘干，得到改性复合粒子；
S4：改性复合粒子的负载：
(1)将甲苯溶液、偶联剂、去离子水溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；
(2)取干燥脱水后的改性复合粒子，加入混合溶液中，升温回流2～6h，将所得溶液进行洗涤，减压抽滤后置于真空箱内50～60℃恒温干燥24～30h，得到用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂。
较为优化地，S1中，锌盐与尿素的质量用量之比为1:1.5～5。
较为优化地，S1中，成分为：按照重量份数计，5～10份硫酸锌、1～5份醋酸锌、2～8份硝酸锌、30～45份尿素。
较为优化地，S2中，成分为：4～20份乙醇、10～25份纳米氧化锌、1～5份四乙氧基硅烷、1～5份去离子水、1～5份浓氨水。
较为优化地，S2中，浓氨水的物质的量浓度为0.15～0.5mol/L。
较为优化地，S3中，混合偶联剂为偶联剂Si69与偶联剂钛酸酯的混合物，其质量用量比为1:1.5。
较为优化地，S3中，搅拌转速为40～100rad/min。
较为优化地，S3中，成分为：按照重量份数计，1.2～1.8份混合偶联剂、30～50份丙酮、20～25异丙醇、40～60份二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子。
较为优化地，S4中，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
较为优化地，S4中，成分为：按照重量份数计，20～30份甲苯溶液、0.4～3.2份偶联剂、1～5份去离子水、10～20份改性复合粒子。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
(1)本发明在纳米氧化锌表面进行分散性、疏水性改性，增加了纳米氧化锌的性能；由于纳米氧化锌本身具有较强的亲水性能，比表面积大，比表面能也较大，表面极性极强，极易团聚，无法均匀分散在基体中作为增韧剂发挥增韧性能；纳米氧化锌表面亲水疏油，与基体材料之间没有结合力，造成界面缺陷，会导致材料性能的下降，对纳米氧化锌的表面改性，使得纳米氧化锌具有较高的分散性和疏水性，增大了纳米氧化锌的活化指数，作为增韧剂可以提高塑料制品的拉伸强度、拉断伸长率等特性；
(2)对纳米氧化锌进行复合结构的处理，使得其表面增加一层二氧化硅的壳层，增加了体系的相容性与稳定性，有效阻止了纳米氧化锌粒子的团聚效应，同时减弱其亲水疏油性能，二氧化硅的包覆可以使得该体系均匀分散，保证其作为增韧剂的稳定性，同时增大了纳米氧化锌的活性指数，提高塑料制品的拉伸强度、拉断伸长率和韧性等；
(3)对复合体系进行的偶联剂改性步骤额外增加了该复合体系的稳定性，偶联剂选择偶联剂Si69与偶联剂钛酸酯的定比例混合偶联剂，保证改善材料之间的相容性，降低纳米氧化锌的表面能，与此同时，Si69偶联剂的硅氧基团还可以在加热的条件下发生水解反应，与复合材料表面的羟基发生脱水反应生成共价键，以分子链的形式完成偶联剂与复合材料表面的连接，增加体系的稳定性；
(4)对复合材料表面进行负载可以增加其表面稳定性，增大壳层与核层之间的稳定性，与此同时可以负载乙烯基基团，有效地改变其在有机溶剂中的分散性及与其他树脂的相容性，增强复合材料的增韧性能。
具体实施方式
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。
用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的制备方法包括以下化学品：
以下份数为质量份：
尿素：CAS：57-13-6，济南端星化工科技有限公司、四乙氧基硅烷：CAS：78-10-4，曲阜易顺化工有限公司、偶联剂Si69：CAS：40372-72-3，山东沅锦新材料有限公司、钛酸酯偶联剂：型号：NXH-401，CAS：65460-52-8，南京轩浩新材料科技有限公司、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷：型号：KH-570，CAS：2530-85-0，杭州杰西卡化工有限公司。
实施例1：
S1：取5份硫酸锌、2份醋酸锌、3份硝酸锌、30份尿素混合均匀，加入蒸馏水，搅拌充分后加热至100℃，反应2.5h；
S2：将体系冷却至25℃，过滤，分别用氨水、无水乙醇清洗、抽滤，真空干燥24h；
S3：将干燥产物研磨，500℃情况下灼烧2.5h，得到纳米氧化锌；
S4：保持温度为25℃，在持续搅拌的条件下将15份乙醇、5份纳米氧化锌、3份四乙氧基硅烷、5份去离子水混合，加入1份物质的量浓度为0.2mol/L的浓氨水催化，密封反应12h后将产物离心，分别用乙醇与去离子水清洗，得到二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子。
S5：将0.5份偶联剂Si69、0.75份钛酸酯偶联剂混合均匀后，加入30份丙酮溶液、20份异丙醇溶液搅拌，混合均匀后加入50份二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子，搅拌5h，完全反应后抽滤、烘干，得到改性复合粒子；
S6：将25份甲苯溶液、2.5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、5份去离子水溶液混合，搅拌均匀；
S7：取15份干燥脱水后的改性复合粒子，加入S6溶液中，升温回流4h，将所得溶液进行洗涤，减压抽滤后置于真空箱内60℃恒温干燥24h，得到用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂。
实施例2：
S1：取5份硫酸锌、2份醋酸锌、3份硝酸锌、15份尿素混合均匀，加入蒸馏水，搅拌充分后加热至100℃，反应2.5h；
S2：将体系冷却至25℃，过滤，分别用氨水、无水乙醇清洗、抽滤，真空干燥24h；
S3：将干燥产物研磨，500℃情况下灼烧2.5h，得到纳米氧化锌；
S4：保持温度为25℃，在持续搅拌的条件下将15份乙醇、5份纳米氧化锌、3份四乙氧基硅烷、5份去离子水混合，加入1份物质的量浓度为0.2mol/L的浓氨水催化，密封反应12h后将产物离心，分别用乙醇与去离子水清洗，得到二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子。
S5：将0.5份偶联剂Si69、0.75份钛酸酯偶联剂混合均匀后，加入30份丙酮溶液、20份异丙醇溶液搅拌，混合均匀后加入50份二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子，搅拌5h，完全反应后抽滤、烘干，得到改性复合粒子；
S6：将25份甲苯溶液、2.5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、5份去离子水溶液混合，搅拌均匀；
S7：取15份干燥脱水后的改性复合粒子，加入S6溶液中，升温回流4h，将所得溶液进行洗涤，减压抽滤后置于真空箱内60℃恒温干燥24h，得到用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂。
实施例3：
S1：取5份硫酸锌、2份醋酸锌、3份硝酸锌、30份尿素混合均匀，加入蒸馏水，搅拌充分后加热至100℃，反应2.5h；
S2：将体系冷却至25℃，过滤，分别用氨水、无水乙醇清洗、抽滤，真空干燥24h；
S3：将干燥产物研磨，500℃情况下灼烧1.5h，得到纳米氧化锌；
S4：保持温度为25℃，在持续搅拌的条件下将15份乙醇、5份纳米氧化锌、3份四乙氧基硅烷、5份去离子水混合，加入1份物质的量浓度为0.2mol/L的浓氨水催化，密封反应12h后将产物离心，分别用乙醇与去离子水清洗，得到二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子。
S5：将0.5份偶联剂Si69、0.75份钛酸酯偶联剂混合均匀后，加入30份丙酮溶液、20份异丙醇溶液搅拌，混合均匀后加入50份二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子，搅拌5h，完全反应后抽滤、烘干，得到改性复合粒子；
S6：将25份甲苯溶液、2.5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、5份去离子水溶液混合，搅拌均匀；
S7：取15份干燥脱水后的改性复合粒子，加入S6溶液中，升温回流4h，将所得溶液进行洗涤，减压抽滤后置于真空箱内60℃恒温干燥24h，得到用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂。
对比例1：在实施例1的基础上减少S7步骤中改性复合粒子的升温回流时间：
S1：取5份硫酸锌、2份醋酸锌、3份硝酸锌、30份尿素混合均匀，加入蒸馏水，搅拌充分后加热至100℃，反应2.5h；
S2：将体系冷却至25℃，过滤，分别用氨水、无水乙醇清洗、抽滤，真空干燥24h；
S3：将干燥产物研磨，500℃情况下灼烧2.5h，得到纳米氧化锌；
S4：保持温度为25℃，在持续搅拌的条件下将15份乙醇、5份纳米氧化锌、3份四乙氧基硅烷、5份去离子水混合，加入1份物质的量浓度为0.2mol/L的浓氨水催化，密封反应12h后将产物离心，分别用乙醇与去离子水清洗，得到二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子。
S5：将0.5份偶联剂Si69、0.75份钛酸酯偶联剂混合均匀后，加入30份丙酮溶液、20份异丙醇溶液搅拌，混合均匀后加入50份二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子，搅拌5h，完全反应后抽滤、烘干，得到改性复合粒子；
S6：将25份甲苯溶液、2.5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、5份去离子水溶液混合，搅拌均匀；
S7：取15份干燥脱水后的改性复合粒子，加入S6溶液中，升温回流2h，将所得溶液进行洗涤，减压抽滤后置于真空箱内60℃恒温干燥24h，得到用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂。
对比例2：在实施例1的基础上取消S4步骤中的钛酸酯偶联剂的加入：
S1：取5份硫酸锌、2份醋酸锌、3份硝酸锌、30份尿素混合均匀，加入蒸馏水，搅拌充分后加热至100℃，反应2.5h；
S2：将体系冷却至25℃，过滤，分别用氨水、无水乙醇清洗、抽滤，真空干燥24h；
S3：将干燥产物研磨，500℃情况下灼烧2.5h，得到纳米氧化锌；
S4：将0.5份偶联剂Si69、30份丙酮溶液、20份异丙醇溶液搅拌，混合均匀后加入50份二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子，搅拌5h，完全反应后抽滤、烘干，得到改性复合粒子；
S5：将25份甲苯溶液、2.5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、5份去离子水溶液混合，搅拌均匀；
S6：取15份干燥脱水后的改性复合粒子，加入S6溶液中，升温回流4h，将所得溶液进行洗涤，减压抽滤后置于真空箱内60℃恒温干燥24h，得到用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂。
对比例3：在实施例1的基础上减少S4步骤中四乙氧基硅烷的用量：
S1：取5份硫酸锌、2份醋酸锌、3份硝酸锌、30份尿素混合均匀，加入蒸馏水，搅拌充分后加热至100℃，反应2.5h；
S2：将体系冷却至25℃，过滤，分别用氨水、无水乙醇清洗、抽滤，真空干燥24h；
S3：将干燥产物研磨，500℃情况下灼烧2.5h，得到纳米氧化锌；
S4：保持温度为25℃，在持续搅拌的条件下将15份乙醇、5份纳米氧化锌、0.1份四乙氧基硅烷、5份去离子水混合，加入1份物质的量浓度为0.2mol/L的浓氨水催化，密封反应12h后将产物离心，分别用乙醇与去离子水清洗，得到二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子。
S5：将0.5份偶联剂Si69、0.75份钛酸酯偶联剂混合均匀后，加入30份丙酮溶液、20份异丙醇溶液搅拌，混合均匀后加入50份二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子，搅拌5h，完全反应后抽滤、烘干，得到改性复合粒子；
S6：将25份甲苯溶液、2.5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、5份去离子水溶液混合，搅拌均匀；
S7：取15份干燥脱水后的改性复合粒子，加入S6溶液中，升温回流4h，将所得溶液进行洗涤，减压抽滤后置于真空箱内60℃恒温干燥24h，得到用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂。
对比例4：以实施例1为基础，取消其S6、S7步骤中利用偶联剂对改性复合粒子的处理，并对其进行干燥后，得到增韧助剂：
S1：取5份硫酸锌、2份醋酸锌、3份硝酸锌、30份尿素混合均匀，加入蒸馏水，搅拌充分后加热至100℃，反应2.5h；
S2：将体系冷却至25℃，过滤，分别用氨水、无水乙醇清洗、抽滤，真空干燥24h；
S3：将干燥产物研磨，500℃情况下灼烧2.5h，得到纳米氧化锌；
S4：保持温度为25℃，在持续搅拌的条件下将15份乙醇、5份纳米氧化锌、3份四乙氧基硅烷、5份去离子水混合，加入1份物质的量浓度为0.2mol/L的浓氨水催化，密封反应12h后将产物离心，分别用乙醇与去离子水清洗，得到二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子。
S5：将0.5份偶联剂Si69、0.75份钛酸酯偶联剂混合均匀后，加入30份丙酮溶液、20份异丙醇溶液搅拌，混合均匀后加入50份二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子，搅拌5h，完全反应后抽滤、烘干，得到改性复合粒子；
S6：取15份干燥脱水后的改性复合粒子，60℃恒温干燥24h后，得到用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂。
实验：将40份共聚聚丙烯、15份纳米氧化锌增韧助剂、5份交联剂TMPTA、0.1份抗氧剂1010和10份脂肪酸酰胺混合均匀，将混合后的产物加入到双螺杆挤出机中挤出共混，设置螺杆的转速为350rpm，挤出物水冷后，将其切成所需大小，再经过80℃干燥，得到经过增韧的塑料制品。
(1)取厚度为2.2mm的塑料制品，按照标准GB/T 1040.1-2018测定其拉伸强度；
(2)取尺寸为30mm×6.4mm×2.0mm的塑料制品，按照标准GB/T 9341-2008测定其弯曲强度，所得数据如下表所示：
表1性能测试数据
| 拉伸强度/MPa | 弯曲强度/MPa | |
| 实施例1 | 27.3 | 32.7 |
| 实施例2 | 26.1 | 31.0 |
| 实施例3 | 25.7 | 30.5 |
| 对比例1 | 24.6 | 29.5 |
| 对比例2 | 23.1 | 27.3 |
| 对比例3 | 22.2 | 26.1 |
| 对比例4 | 17.8 | 22.9 |
结论：通过对比表1中数据可知，实施例1制得的用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的综合性能更好，说明制备得到复合材料与改性负载步骤能够有效增强纳米氧化锌的增韧能力，从而制备得到有更优异性能的增韧助剂，得到具有更高韧性的塑料。由实施例可知，改性步骤中的配比中本发明给出的比例为最优。
由对比例可以得知，制备二氧化硅/纳米氧化锌的复合粒子、混合偶联剂改性以及复合粒子的负载步骤会影响纳米氧化锌的增韧性能，从而影响制备得到的塑料性能，本发明给出的方案为最佳。
综上，数据表明，本发明提供的一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的制备方法可以制得具有较好增韧性能的纳米氧化锌。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：
S1：纳米氧化锌的制备：
(1)取硫酸锌、醋酸锌、硝酸锌、尿素混合均匀，加入蒸馏水，搅拌充分后加热至90～100℃，反应2～3h；
(2)将体系冷却至20～30℃，过滤，分别用氨水、无水乙醇清洗、抽滤，真空干燥24～30h；
(3)将干燥产物研磨，450～500℃情况下灼烧2～2.5h，得到纳米氧化锌；
S2：保持温度为20～30℃，在持续搅拌的条件下将乙醇、纳米氧化锌、四乙氧基硅烷、去离子水混合，加入浓氨水催化，密封反应10～12h后将产物离心，分别用乙醇与去离子水清洗，得到二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子；
S3：改性复合粒子的制备：
将混合偶联剂、丙酮溶液混合均匀，加入异丙醇搅拌，加入二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子，搅拌3～6h，混合均匀后抽滤、烘干，得到改性复合粒子；
S4：纳米氧化锌增韧助剂的制备：
(1)将甲苯溶液、偶联剂、去离子水溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；
(2)取干燥脱水后的改性复合粒子，加入混合溶液中，升温回流4～6h，将所得溶液进行洗涤，减压抽滤后置于真空箱内50～60℃恒温干燥24～30h，得到用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂；
S2中，成分为：4～20份乙醇、10～25份纳米氧化锌、1～5份四乙氧基硅烷、1～5份去离子水、1～5份浓氨水；
S3中，混合偶联剂为偶联剂Si69与偶联剂钛酸酯的混合物，其质量用量比为1:1.5。
2.根据权利要求1所述的一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的制备方法，其特征在于：S1中，成分为：按照重量份数计，5～10份硫酸锌、1～5份醋酸锌、2～8份硝酸锌、30～45份尿素。
3.根据权利要求1所述的一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的制备方法，其特征在于：S2中，浓氨水的物质的量浓度为0.15～0.5mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的制备方法，其特征在于：S3中，搅拌转速为40～100rad/min。
5.根据权利要求1所述的一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的制备方法，其特征在于：S3中，成分为：按照重量份数计，1.2～1.8份混合偶联剂、30～50份丙酮、20～25异丙醇、40～60份二氧化硅/纳米氧化锌复合粒子。
6.根据权利要求1所述的一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的制备方法，其特征在于：S4中，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
7.根据权利要求1所述的一种用于塑料的纳米氧化锌增韧助剂的制备方法，其特征在于：S4中，成分为：按照重量份数计，20～30份甲苯溶液、0.4～3.2份偶联剂、1～5份去离子水、10～20份改性复合粒子。
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| US9631069B1 (en) * | 2015-12-27 | 2017-04-25 | Zhejiang Sci-Tech University | Poly (cyclic butylene terephthalate) / silicon dioxide nanocomposite |
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