專(zhuān)利名稱(chēng)：一種輻照交聯(lián)促進(jìn)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及助劑技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種輻照交聯(lián)促進(jìn)劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
自1952年Charlesby報(bào)道用放射線輻照使聚乙烯交聯(lián)用于提升其耐熱性能以來(lái)， 輻照被廣泛被用于熱收縮材料、電線電纜、發(fā)泡材料及高性能工程塑料等的開(kāi)發(fā)。輻照交聯(lián)的機(jī)理為大分子材料在放射線作用下，產(chǎn)生各種大分子自由基，這些自由基之間的相互結(jié)合形成新的化學(xué)鍵連接，從而形成具有三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的大分子材料。由于三維立體結(jié)構(gòu)的形成，高分子材料的強(qiáng)度，硬度，耐摩擦性，耐熱性，耐溶劑性，耐環(huán)境開(kāi)裂性和阻隔性等性能得到了明顯的提高。但是，高分子材料在輻照作用下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的同時(shí)，也伴隨著輻照裂解。與輻照交聯(lián)相反，輻照裂解使高分子材料的分子量降低，同時(shí)力學(xué)性能和耐熱性能也明顯降低。相關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)，輻照劑量與高分子材料的交聯(lián)和裂解密切相關(guān)，輻照劑量的增加在提升交聯(lián)程度的同時(shí)也會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)高分子材料的裂解。輻照交聯(lián)促進(jìn)劑可以明顯降低交聯(lián)所需的劑量，因此可以有效降低輻照過(guò)程中材料的裂解及由此產(chǎn)生的性能劣化。常用的輻照交聯(lián)促進(jìn)劑包括TAIC、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯(BG)、鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)、 季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、二縮三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)等。其中，鄧鵬飏等用三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)為強(qiáng)化交聯(lián)劑，在大幅降低輻照劑量的同時(shí)，有效地促進(jìn)了乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的輻照交聯(lián)，并提升其力學(xué)性能(Deng PY, Liu ΜΗ, Zhang WX, Sun JZ. Nuclear Instruments&Methods in Physics Research 2007, B258(2) :357_361)。日本的Mitomo H等用TAIC作為交聯(lián)促進(jìn)劑，將裂解型材料聚乳酸(PLA)的輻照交聯(lián)劑量降低至IOkGy,同時(shí)大幅度提升材料的熱穩(wěn)定性能(Mitomo H，Kaneda A，Quynh TM, Nagasawa N, Yoshii F. Polymer2005,46(13) :4695-4703)。但是，上述報(bào)道的輻照交聯(lián)促進(jìn)劑的功能較為單一，只能起到促進(jìn)交聯(lián)的作用，其對(duì)材料性能的影響是間接的，是基于輻照后材料化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變，因此對(duì)力學(xué)性能提升的作用比較有限。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供另外一種輻照交聯(lián)促進(jìn)劑及其制備方法，該方法制備的輻照交聯(lián)促進(jìn)劑既可以促進(jìn)高分子材料的交聯(lián)，也可以作為共混改性劑提高高分子材料的耐熱和力學(xué)等性能。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種輻照交聯(lián)促進(jìn)劑的制備方法，包括以下步驟向石墨烯氧化物膠體分散液中加入烯醇化合物，在130 160°C下反應(yīng)后冷卻、過(guò)濾，得到輻照交聯(lián)促進(jìn)劑。優(yōu)選的，所述烯醇化合物為丙烯醇、丁烯醇、1-戊烯-3-醇、3- 丁烯-2-醇、5-己烯-1-醇或4-戊烯-1-醇。優(yōu)選的，所述石墨烯氧化物膠體分散液的濃度為0. 01 0. 5mg/ml。優(yōu)選的，所述石墨烯氧化物膠體分散液的濃度為0. 1 0. 5mg/ml。優(yōu)選的，所述石墨烯氧化物膠體分散液按照如下方法制備將石墨烯氧化物加入二甲基甲酰胺中，超聲分散后得到石墨烯氧化物膠體分散液。優(yōu)選的，所述反應(yīng)溫度為150°C。優(yōu)選的，所述反應(yīng)時(shí)間為0. 5 3小時(shí)。優(yōu)選的，所述反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)。優(yōu)選的，過(guò)濾后還包括將過(guò)濾得到的產(chǎn)物洗滌，干燥。本發(fā)明還提供一種上述技術(shù)方案制備的輻照交聯(lián)促進(jìn)劑。本發(fā)明提供一種輻照交聯(lián)促進(jìn)劑及其制備方法，該制備方法包括以下步驟向石墨烯氧化物膠體分散液中加入烯醇化合物，在130 160°C下反應(yīng)后冷卻、過(guò)濾，得到輻照交聯(lián)促進(jìn)劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用石墨烯氧化物片層上的羧基官能團(tuán)，將石墨烯氧化物與烯醇化合物發(fā)生酯化反應(yīng)，制備得到了具有多乙烯基官能團(tuán)的石墨烯材料，該材料可以作為輻照用強(qiáng)化交聯(lián)劑，促進(jìn)高分子材料的交聯(lián)；同時(shí)，由于石墨烯具有特殊的二維納米結(jié)構(gòu)，自身具有優(yōu)良的力學(xué)和熱學(xué)等性能，因此可以賦予高分子材料良好的強(qiáng)度、韌性、 剛性、耐熱等性能。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明公開(kāi)了一種輻照交聯(lián)促進(jìn)劑的制備方法，包括以下步驟向石墨烯氧化物膠體分散液中加入烯醇化合物，在130 160°C下反應(yīng)后冷卻、過(guò)濾，得到輻照交聯(lián)促進(jìn)劑。按照本發(fā)明，所述石墨烯氧化物膠體分散液優(yōu)選按照如下方法制備將石墨烯氧化物加入二甲基甲酰胺中，超聲分散后得到石墨烯氧化物膠體分散液，所述超聲分散的時(shí)間優(yōu)選為0. 3 2小時(shí)，更優(yōu)選為0. 5 1小時(shí)，更優(yōu)選為0. 5小時(shí)。所述石墨烯氧化物膠體分散液的濃度優(yōu)選為0. 01 0. 5mg/ml，更優(yōu)選為0. 1 0. 5mg/ml。本發(fā)明采用的烯醇化合物優(yōu)選為丙烯醇、丁烯醇、1-戊烯-3-醇、3-丁烯-2-醇、5-己烯-1-醇或4-戊烯-1-醇。 本發(fā)明對(duì)于所述石墨烯氧化物并無(wú)特別限制，可以采用市購(gòu)的石墨烯氧化物，也可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法制備，對(duì)比本發(fā)明并無(wú)特別限制。所述向石墨烯氧化物膠體分散液中加入烯醇化合物后，優(yōu)選進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，然后將攪拌后得到的混合溶液置于水熱反?yīng)釜中，所述水熱反應(yīng)釜的溫度優(yōu)選為130 160°C， 用于保證反應(yīng)的順利進(jìn)行。在上述制備過(guò)程中，所述反應(yīng)溫度優(yōu)選為140 160°C，更優(yōu)選為150°C，所述反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為0. 5 3小時(shí)，更優(yōu)選為1小時(shí)。在輻照交聯(lián)促進(jìn)劑的制備過(guò)程中，本發(fā)明利用石墨烯氧化物片層上的羧基官能團(tuán)，將石墨烯氧化物與烯醇化合物發(fā)生酯化反應(yīng)，制備得到了具有多乙烯基官能團(tuán)的石墨烯材料，該材料可以作為輻照用強(qiáng)化交聯(lián)劑，促進(jìn)高分子材料的交聯(lián)；同時(shí)，由于石墨烯具有特殊的二維納米結(jié)構(gòu)，自身具有優(yōu)良的力學(xué)和熱學(xué)等性能，因此可以賦予高分子材料良好的強(qiáng)度、韌性、剛性、耐熱等性能。本發(fā)明所述反應(yīng)后冷卻、過(guò)濾，得到輻照交聯(lián)促進(jìn)劑具體為反應(yīng)后將反應(yīng)液冷卻至室溫，然后加入水使反應(yīng)產(chǎn)物沉淀，靜置后過(guò)濾。另外，本發(fā)明還優(yōu)選包括將過(guò)濾得到的產(chǎn)物洗滌，干燥。對(duì)于所述洗滌、干燥的方法，本發(fā)明并無(wú)特別限制，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的洗滌、干燥方法。本發(fā)明利用上述提供的制備方法制備得到的輻照交聯(lián)促進(jìn)劑具有如下結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種輻照交聯(lián)促進(jìn)劑的制備方法，包括以下步驟向石墨烯氧化物膠體分散液中加入烯醇化合物，在130 160°C下反應(yīng)后冷卻、過(guò)濾， 得到輻照交聯(lián)促進(jìn)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述烯醇化合物為丙烯醇、丁烯醇、 1-戊烯-3-醇、3- 丁烯-2-醇、5-己烯-1-醇或4-戊烯-1-醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯氧化物膠體分散液的濃度為 0. 01 0. 5mg/ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯氧化物膠體分散液的濃度為 0. 1 0. 5mg/ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯氧化物膠體分散液按照如下方法制備將石墨烯氧化物加入二甲基甲酰胺中，超聲分散后得到石墨烯氧化物膠體分散液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為150°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)時(shí)間為0.5 3小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，過(guò)濾后還包括 將過(guò)濾得到的產(chǎn)物洗滌，干燥。
10.一種權(quán)利要求1 9任意一項(xiàng)制備的輻照交聯(lián)促進(jìn)劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種輻照交聯(lián)促進(jìn)劑及其制備方法，該制備方法包括以下步驟向石墨烯氧化物膠體分散液中加入烯醇化合物，在130～160℃下反應(yīng)后冷卻、過(guò)濾，得到輻照交聯(lián)促進(jìn)劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用石墨烯氧化物片層上的羧基官能團(tuán)，將石墨烯氧化物與烯醇化合物發(fā)生酯化反應(yīng)，制備得到了具有多乙烯基官能團(tuán)的石墨烯材料，該材料可以作為輻照用強(qiáng)化交聯(lián)劑，促進(jìn)高分子材料的交聯(lián)；同時(shí)，由于石墨烯具有特殊的二維納米結(jié)構(gòu)，自身具有優(yōu)良的力學(xué)和熱學(xué)等性能，因此可以賦予高分子材料良好的強(qiáng)度、韌性、剛性、耐熱等性能。
文檔編號(hào)C08K9/04GK102391546SQ20111024662
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者尹園, 柳美華, 鄧鵬飏, 鄭春柏, 鄭曉偉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所