專利名稱：一種用嵌段共聚物改性粉末表面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對無機粉末表面進行改性的方法。
無機粉末如二氧化鈦、二氧化硅、碳酸鈣、由云母粉末表面沉積了氧化物的珠光顏料等無機粉末應(yīng)用于涂料、橡膠、塑料中作為顏料或者填料、助劑時常常需要對粉末表面進行改性才能使粉末與樹脂有較好的相容性。J.W.McBainde等報道兩親性嵌段共聚物對無機極性粉末表面具有改性作用(J.Phys.Chem.，36，1982300)，該文獻中公開了用聚乙二醇/苯乙烯作為改性物，但該種改性劑制備成本高、且所應(yīng)用的粉末范圍小。
本發(fā)明的目的在于提供一種制備工藝簡單，且能夠有廣泛應(yīng)用范圍的的無機粉末表面的改性方法。
本發(fā)明的方法是這樣實現(xiàn)的將聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物溶解在溶劑中，再于常溫下加入干燥的粉末，攪拌適當(dāng)?shù)臅r間后分離除去溶液，將物料烘干既可達到對無機粉末表面改性的目的。
按照本發(fā)明的聚乙烯醇/聚苯乙烯是將聚乙酸乙烯酯/聚苯乙烯完全醇解/水解或者部分醇解/水解得到，在部分醇解/水解的聚乙烯醇鏈段中，可含有部分乙酸乙烯酯單元。
按照本發(fā)明的嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)特征是聚乙烯醇鏈段含有10-2500個乙烯醇單元，聚苯乙烯鏈段含有10-1500個苯乙烯單元。
本發(fā)明所述的無機粉末為元素周期表中副族元素的氧化物粉末以及表面沉積了這些氧化物的云母粉末，氧化鋁，氧化硅，氧化硼，碳酸鈣，碳酸鋇，硫酸鋇，稀土金屬氧化物等粉末。粉末的粒度為100μm-0.05μm，優(yōu)選地為50μm-0.5μm。所述的介質(zhì)為能夠溶解聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物的溶劑如苯及其烷基取代物、N’N-二甲基甲酰胺、酮、醚、酯等，或其混合溶劑。
本發(fā)明用聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物對無機粉末進行表面改性的方法是這樣進行的稱取一定量的聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物溶解在一定體積的溶劑中，使嵌段共聚物的濃度為1.0×10-2mol.L-1～1.0×10-5mol.L-1。于常溫下加入干燥的粉末，混合均勻后保持混合物料的溫度為0～60℃，攪拌30～240分鐘。從混合物中將吸附了聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物濾出，于50℃真空烘干5～8小時即可。
聚乙烯醇由于含有大量羥基，容易吸附在無機粉末表面，將它制成與聚苯乙烯鏈段相連的嵌段共聚物在無機粉末表面發(fā)生吸附后，聚苯乙烯鏈段位于聚乙烯醇鏈段的外面，就會使粉末的外表面包裹一層聚苯乙烯而呈現(xiàn)非極性，使粉末表面性質(zhì)發(fā)生很大變化，大大增大了粉末與非極性樹脂間的相容性，為這類極性表面無機粉末的廣泛應(yīng)用提供了一條新的途經(jīng)。
該方法適用粉末范圍廣泛，操作簡單，所用的聚乙烯醇/聚苯乙烯是一種容易合成的兩親性嵌段共聚物。
下面的實施例用于進一步說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明的內(nèi)容。實施例一稱取5克表面沉積了二氧化鈦的云母粉末(珠光顏料)，粒徑為10μm，加入到60ml.濃度為1.0×10-3mol.L-1的聚乙烯醇(30個單元)/聚苯乙烯(50個單元)嵌段共聚物的甲苯溶液中，混合均勻后保持混合物料的溫度為30℃，攪拌30分鐘。從混合物中將吸附了聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物濾出，于50℃真空烘干8小時。測得水在改性了的粉末表面的接觸角為180°，與水在同粒徑的聚苯乙烯粉末表面的接觸角相同。實施例二稱取5克二氧化硅粉末，粒徑為20nm，加入到100ml.濃度為2.0×10-4mol.L-1的聚乙烯醇(40個單元)/聚苯乙烯(58個單元)嵌段共聚物的二甲苯溶液中，混合均勻后保持混合物料的溫度為20℃，攪拌50分鐘。從混合物中將吸附了聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物濾出，于50℃真空烘干8小時。測得水在改性了的粉末表面的接觸角為180°，與水在同粒徑的聚苯乙烯粉末表面的接觸角相同。實施例三稱取5克碳酸鈣粉末，粒徑為50μm，加入到60ml.濃度為5.3×10-4mol.L-1的聚乙烯醇(20個單元)/聚苯乙烯(65個單元)嵌段共聚物的二甲基亞砜溶液中，混合均勻后保持混合物料的溫度為20℃，攪拌60分鐘。從混合物中將吸附了聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物濾出，于50℃真空烘干8小時。測得水在改性了的粉末表面的接觸角為180°，與水在同粒徑的聚苯乙烯粉末表面的接觸角相同。
權(quán)利要求
1.一種用嵌段共聚物改型粉末表面的方法，其特征在于在溶劑中，將嵌段共聚物吸附于粉末表面以達到使粉末表面改性的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所使用的嵌段共聚物是聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于其中聚乙烯醇鏈段由10-2500個乙烯醇單元組成(包括乙烯醇和乙酸乙烯酯共同組成的鏈段)，聚苯乙烯鏈段由10-1500個苯乙烯單元組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所改性的粉末為元素周期表中副族元素的氧化物粉末或表面沉積了這些氧化物的云母粉末，或氧化鋁、氧化硅、氧化硼、碳酸鈣、碳酸鋇、硫酸鋇、稀土金屬氧化物等粉末。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所改性粉末的粒度為100μm-0.05μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的溶劑為能夠溶解聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物的溶劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的溶劑為苯或烷基取代苯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加入有利于聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物在粉末表面吸附的添加劑。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種用聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物對無機粉末表面進行改性的方法。其步驟是將無機粉末加入到聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物的溶液中,于選定溫度下攪拌吸附一定時間,分離除去溶液后,極性粉末表面變成非極性表面,呈現(xiàn)聚苯乙烯粉末的特征。
文檔編號C09C3/10GK1263133SQ99100729
公開日2000年8月16日 申請日期1999年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月11日
發(fā)明者黃亮, 張永明, 粟洪斌, 郭新和, 王衛(wèi)民, 苗相圃 申請人:安陽師范高等?？茖W(xué)校