聚乙烯亚胺接枝聚羟基酸酯超分散剂的制备方法及应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010503059.4

申请日:

2010.10.10

公开号:

CN101993541A

公开日:

2011.03.30

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):C08G 81/00申请日:20101010|||公开

IPC分类号:

C08G81/00; C08G63/91; C08G63/672; C08G73/04; D06M15/61; D06M15/507; C08L23/12; C08L97/02; D06M101/06(2006.01)N

主分类号:

C08G81/00

申请人:

桂林理工大学

发明人:

陆绍荣; 于春贺; 阳志有; 黄志义; 罗崇喜

地址:

541004 广西壮族自治区桂林市建干路12号桂林理工大学

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种聚乙烯亚胺-接枝聚羟基酸酯超分散剂的制备方法及应用。将80-200mL摩尔浓度为1mol/L的聚乙二醇置于1000mL的三口烧瓶中,加热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分,加入10-30g丁二酸酐,温度控制在50-100℃,反应时间0.5-2h,待丁二酸酐完全溶解后继续升温至120-140℃,反应时间2-4h,加入100-500mL摩尔浓度为1mol/L的甲苯和0.01-0.2g对甲苯磺酸,温度控制在140-180℃,反应时间4-8h;降温至90-140℃,在氮气保护下滴加10-100mL摩尔浓度为1mol/L的聚乙烯亚胺反应时间为3-6h,反应结束后减压蒸馏除去甲苯。本发明成本低,环境污染小,用本超分散剂处理过的废剑麻纤维与聚丙烯制备的木塑装饰材料板抗冲击强度高、易于成型。

权利要求书

1: 一种超分散剂的制备方法, 其特征在于具体步骤为 : (1) 将 80-200mL 摩尔浓度为 1mol/L 的聚乙二醇置于 1000mL 的三口烧瓶中, 加热搅拌 下减压除去聚乙二醇中的水分, 加入 10-30g 丁二酸酐, 温度控制在 50-100℃, 反应时间为 0.5-2h, 待丁二酸酐完全溶解后继续升温至 120-140℃, 反应时间为 2-4h ; (2) 在步骤 (1) 产物中加入 100-500mL 摩尔浓度为 1mo l/L 的甲苯和 0.01-0.2g 对甲 苯磺酸, 温度控制在 140-180℃, 反应时间为 4-8h ; 降温至 90-140℃, 在氮气保护下缓慢滴 加 10-100mL 摩尔浓度为 1mol/L 的聚乙烯亚胺, 反应时间为 3-6h, 反应结束后减压蒸馏除去 甲苯, 得琥珀色液体即为超分散剂。
2: 根据权利要求 1 所述超分散剂的应用, 其特征在于所制得的超分散剂应用于废剑麻 纤维的表面处理。

说明书


聚乙烯亚胺 - 接枝聚羟基酸酯超分散剂的制备方法及应用

    【技术领域】
     本发明涉及一种聚乙烯亚胺 - 接枝聚羟基酸酯超分散剂的制备方法及应用于废 剑麻纤维的表面处理。背景技术
     近年来, 随着人类环境保护意识不断的加强以及石油和能源短缺问题的日益突 出, 以天然植物纤维代替合成纤维作为复合材料的增强材料逐渐受到人们的关注。与传统 的合成纤维相比, 天然植物纤维除具有一般纤维的绝缘、 隔热、 比强度、 比刚度高等特点外, 还具有价廉、 资源丰富、 可回收、 可降解、 可再生等优点, 因此, 以天然植物纤维为增强基的 复合材料具有优良的性能。
     采用自然界丰富的天然植物纤维, 如木纤维、 竹纤维、 麻纤维 ( 亚麻、 剑麻、 苎麻 等 )、 椰纤维等, 替代合成纤维作为树脂基复合材料的增强体受到人们的广泛关注。在这些 植物纤维复合材料中, 剑麻纤维增强树脂基复合材料是性能较好的一种, 除了具有较高的 拉伸和弯曲性能外, 还有很高的冲击强度。由于剑麻纤维表面存在大量的羟基, 具有亲水 性, 而大部分聚合物具有憎水性, 不利于纤维与树脂基体的界面粘结。因此, 在制备复合材 料时首先需要对纤维表面进行改性, 以增强其与基体之间的界面粘合性。目前对剑麻纤维 表面改性的方法主要包括改变表面张力、 界面耦合以及表面接枝等方法, 在以上的几种方 法中, 表面耦合方法较为普遍。 发明内容
     本发明的目的是提供一种能使废剑麻纤维的增韧成本降低、 处理方法简便、 使剑 麻纤维与聚丙烯树脂的相容性好, 易于加工, 对环境污染小的超分散剂的制备方法及应用 于废剑麻纤维的表面处理。
     具体步骤为 :
     (1) 将 80-200mL 摩尔浓度为 1mol/L 的聚乙二醇置于 1000mL 的三口烧瓶中, 加热 搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分, 加入 10-30g 丁二酸酐, 温度控制在 50-100℃, 反应时 间为 0.5-2h, 待丁二酸酐完全溶解后继续升温至 120-140℃, 反应时间为 2-4h ;
     (2) 在步骤 (1) 产物中加入 100-500mL 摩尔浓度为 1mol/L 的甲苯和 0.01-0.2g 对 甲苯磺酸, 温度控制在 140-180℃, 反应时间为 4-8h ; 降温至 90-140℃, 在氮气保护下缓慢 滴加 10-100mL 摩尔浓度为 1mol/L 的聚乙烯亚胺, 反应时间为 3-6h, 反应结束后减压蒸馏除 去甲苯, 得琥珀色液体即为超分散剂。
     所制得的超分散剂应用于废剑麻纤维的表面处理。
     本发明的优点 : (1) 生产成本低, 原料来源广, 可用于替代价格比较高的增韧剂等 材料 ; (2) 合成工艺简单, 所合成超分散剂的无毒、 无味、 对环境污染较小, 改性废剑麻的用 量低, 仅为剑麻量的 1-6%, 就能达到很好的增韧效果 ; (3) 经本发明的超分散剂表面处理 过的废剑麻纤维与聚丙烯树脂制备木塑装饰材料板易于成型加工, 表面无气泡, 实验结果表明 : 复合材料的冲击强度由未处理的 14.78kJ/m2 提高到 23.98kJ/m2, 提高了 62.2%。 具体实施方式
     制备废剑麻纤维超分散剂的主要原料是丁二酸酐 ( 工业级 ) ; 聚乙二醇 ( 化学 纯); 甲苯 ( 化学纯 ) ; 对甲苯磺酸 ( 化学纯 ) ; 聚乙烯亚胺 ( 工业级 )。
     实施例 1 :
     (1) 将 180mL 摩尔浓度为 1mol/L 的聚乙二醇 -200 置于 1000mL 的三口烧瓶中, 加 热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分, 加入 15g 的丁二酸酐, 温度控制在 60℃, 反应时间为 1h, 待丁二酸酐完全溶解后继续升温至 120℃, 反应时间为 3h ;
     (2) 在步骤 (1) 产物中加入 100mL 摩尔浓度为 1mol/L 的甲苯和 0.15g 对甲苯磺 酸, 温度控制在 160℃, 反应时间为 6h ; 降温至 100℃, 在氮气保护下缓慢滴加 60mL 摩尔浓 度为 1mol/L 的聚乙烯亚胺, 反应时间为 5h, 反应结束后减压蒸馏除去甲苯, 得琥珀色液体 即为超分散剂。
     制得的超分散剂处理剑麻后, 与聚丙烯树脂共混制备的木塑装饰板的性能测定 : 超分散剂用量为剑麻量的 1-5%时, 复合材料的抗冲击强度由未处理的 14.78kJ/m2 提高到 21.62kJ/m2。 实施例 2 :
     (1) 将 180mL 摩尔浓度为 1mol/L 的聚乙二醇 -400 置于 1000mL 的三口烧瓶中, 加 热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分, 加入 15g 的丁二酸酐, 温度控制在 65℃, 反应时间为 1h, 待丁二酸酐完全溶解后继续升温至 125℃, 反应时间为 3h。
     (2) 在步骤 (1) 产物中加入 150mL 摩尔浓度为 1mol/L 的甲苯和 0.15g 对甲苯磺 酸, 温度控制在 165℃, 反应时间为 6h ; 降温至 105℃, 在氮气保护下缓慢滴加 60mL 摩尔浓 度为 1mol/L 的聚乙烯亚胺, 反应时间为 5h。反应结束后减压蒸馏除去甲苯, 得琥珀色液体 即为超分散剂。
     制得的超分散剂用于处理剑麻纤维后, 与聚丙烯共混制备的木塑装饰板的性能测 定: 超分散剂用量为剑麻量的 1-5%时, 复合材料的抗冲击强度由未处理的 14.78kJ/m2 提 高到 23.98kJ/m2。
     实施例 3 :
     (1) 将 180mL 摩尔浓度为 1mol/L 的聚乙二醇 -600 置于 1000mL 的三口烧瓶中, 加 热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分, 加入 15g 的丁二酸酐, 温度控制在 70℃, 反应时间为 1h, 待丁二酸酐完全溶解后继续升温至 130℃, 反应时间为 3h ;
     (2) 在步骤 (1) 产物中加入 200mL 摩尔浓度为 1mol/L 的甲苯和 0.15g 对甲苯磺 酸, 温度控制在 170℃, 反应时间为 6h ; 降温至 110℃, 在氮气保护下缓慢滴加 60mL 摩尔浓 度为 1mol/L 的聚乙烯亚胺, 反应时间为 5h。反应结束后减压蒸馏出去甲苯, 得琥珀色液体 即为超分散剂。
     制得的超分散剂处理剑麻后, 与聚丙烯共混制备的木塑装饰板的性能测定 : 超 2 分散剂用量为剑麻量的 1-5 %时, 复合材料的抗冲击强度由未处理的 14.78kJ/m 提高到 2 22.67kJ/m 。
     实施例 4 :
     (1) 将 180mL 摩尔浓度为 1mol/L 的聚乙二醇 -1000 置于 1000mL 的三口烧瓶中, 加 热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分, 加入 15g 的丁二酸酐, 温度控制在 75℃, 反应时间为 1h, 待丁二酸酐完全溶解后继续升温至 135℃, 反应时间为 3h。
     (2) 在步骤 (1) 产物中加入 250mL 摩尔浓度为 1mol/L 的甲苯和 0.15g 对甲苯磺 酸, 温度控制在 175℃, 反应时间为 6h ; 降温至 115℃, 在氮气保护下缓慢滴加 60mL 摩尔浓 度为 1mol/L 的聚乙烯亚胺, 反应时间为 5h。反应结束后减压蒸馏除去甲苯, 得琥珀色液体 即为超分散剂。
     制得的超分散剂处理剑麻后, 与聚丙烯共混制备的木塑装饰板的性能测定 : 超 2 分散剂用量为剑麻量的 1-5 %时, 复合材料的冲击强度由未处理的 14.78kJ/m 提高到 2 22.58kJ/m 。5

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1、10申请公布号CN101993541A43申请公布日20110330CN101993541ACN101993541A21申请号201010503059422申请日20101010C08G81/00200601C08G63/91200601C08G63/672200601C08G73/04200601D06M15/61200601D06M15/507200601C08L23/12200601C08L97/02200601D06M101/0620060171申请人桂林理工大学地址541004广西壮族自治区桂林市建干路12号桂林理工大学72发明人陆绍荣于春贺阳志有黄志义罗崇喜54发明名称聚乙烯亚胺接。

2、枝聚羟基酸酯超分散剂的制备方法及应用57摘要本发明公开了一种聚乙烯亚胺接枝聚羟基酸酯超分散剂的制备方法及应用。将80200ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙二醇置于1000ML的三口烧瓶中,加热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分,加入1030G丁二酸酐,温度控制在50100,反应时间052H,待丁二酸酐完全溶解后继续升温至120140,反应时间24H,加入100500ML摩尔浓度为1MOL/L的甲苯和00102G对甲苯磺酸,温度控制在140180,反应时间48H;降温至90140,在氮气保护下滴加10100ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙烯亚胺反应时间为36H,反应结束后减压蒸馏除去甲苯。本发明成本。

3、低,环境污染小,用本超分散剂处理过的废剑麻纤维与聚丙烯制备的木塑装饰材料板抗冲击强度高、易于成型。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页CN101993544A1/1页21一种超分散剂的制备方法,其特征在于具体步骤为1将80200ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙二醇置于1000ML的三口烧瓶中,加热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分,加入1030G丁二酸酐,温度控制在50100,反应时间为052H,待丁二酸酐完全溶解后继续升温至120140,反应时间为24H;2在步骤1产物中加入100500ML摩尔浓度为1MOL/L的甲苯和00102G对甲苯磺酸,温。

4、度控制在140180,反应时间为48H;降温至90140,在氮气保护下缓慢滴加10100ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙烯亚胺,反应时间为36H,反应结束后减压蒸馏除去甲苯,得琥珀色液体即为超分散剂。2根据权利要求1所述超分散剂的应用,其特征在于所制得的超分散剂应用于废剑麻纤维的表面处理。权利要求书CN101993541ACN101993544A1/3页3聚乙烯亚胺接枝聚羟基酸酯超分散剂的制备方法及应用技术领域0001本发明涉及一种聚乙烯亚胺接枝聚羟基酸酯超分散剂的制备方法及应用于废剑麻纤维的表面处理。背景技术0002近年来,随着人类环境保护意识不断的加强以及石油和能源短缺问题的日益突出,以天。

5、然植物纤维代替合成纤维作为复合材料的增强材料逐渐受到人们的关注。与传统的合成纤维相比,天然植物纤维除具有一般纤维的绝缘、隔热、比强度、比刚度高等特点外,还具有价廉、资源丰富、可回收、可降解、可再生等优点,因此,以天然植物纤维为增强基的复合材料具有优良的性能。0003采用自然界丰富的天然植物纤维,如木纤维、竹纤维、麻纤维亚麻、剑麻、苎麻等、椰纤维等,替代合成纤维作为树脂基复合材料的增强体受到人们的广泛关注。在这些植物纤维复合材料中,剑麻纤维增强树脂基复合材料是性能较好的一种,除了具有较高的拉伸和弯曲性能外,还有很高的冲击强度。由于剑麻纤维表面存在大量的羟基,具有亲水性,而大部分聚合物具有憎水性,。

6、不利于纤维与树脂基体的界面粘结。因此,在制备复合材料时首先需要对纤维表面进行改性,以增强其与基体之间的界面粘合性。目前对剑麻纤维表面改性的方法主要包括改变表面张力、界面耦合以及表面接枝等方法,在以上的几种方法中,表面耦合方法较为普遍。发明内容0004本发明的目的是提供一种能使废剑麻纤维的增韧成本降低、处理方法简便、使剑麻纤维与聚丙烯树脂的相容性好,易于加工,对环境污染小的超分散剂的制备方法及应用于废剑麻纤维的表面处理。0005具体步骤为00061将80200ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙二醇置于1000ML的三口烧瓶中,加热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分,加入1030G丁二酸酐,温度控制在5。

7、0100,反应时间为052H,待丁二酸酐完全溶解后继续升温至120140,反应时间为24H;00072在步骤1产物中加入100500ML摩尔浓度为1MOL/L的甲苯和00102G对甲苯磺酸,温度控制在140180,反应时间为48H;降温至90140,在氮气保护下缓慢滴加10100ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙烯亚胺,反应时间为36H,反应结束后减压蒸馏除去甲苯,得琥珀色液体即为超分散剂。0008所制得的超分散剂应用于废剑麻纤维的表面处理。0009本发明的优点1生产成本低,原料来源广,可用于替代价格比较高的增韧剂等材料;2合成工艺简单,所合成超分散剂的无毒、无味、对环境污染较小,改性废剑麻的用。

8、量低,仅为剑麻量的16,就能达到很好的增韧效果;3经本发明的超分散剂表面处理过的废剑麻纤维与聚丙烯树脂制备木塑装饰材料板易于成型加工,表面无气泡,实验结果说明书CN101993541ACN101993544A2/3页4表明复合材料的冲击强度由未处理的1478KJ/M2提高到2398KJ/M2,提高了622。具体实施方式0010制备废剑麻纤维超分散剂的主要原料是丁二酸酐工业级;聚乙二醇化学纯;甲苯化学纯;对甲苯磺酸化学纯;聚乙烯亚胺工业级。0011实施例100121将180ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙二醇200置于1000ML的三口烧瓶中,加热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分,加入15G的丁二。

9、酸酐,温度控制在60,反应时间为1H,待丁二酸酐完全溶解后继续升温至120,反应时间为3H;00132在步骤1产物中加入100ML摩尔浓度为1MOL/L的甲苯和015G对甲苯磺酸,温度控制在160,反应时间为6H;降温至100,在氮气保护下缓慢滴加60ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙烯亚胺,反应时间为5H,反应结束后减压蒸馏除去甲苯,得琥珀色液体即为超分散剂。0014制得的超分散剂处理剑麻后,与聚丙烯树脂共混制备的木塑装饰板的性能测定超分散剂用量为剑麻量的15时,复合材料的抗冲击强度由未处理的1478KJ/M2提高到2162KJ/M2。0015实施例200161将180ML摩尔浓度为1MOL/。

10、L的聚乙二醇400置于1000ML的三口烧瓶中,加热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分,加入15G的丁二酸酐,温度控制在65,反应时间为1H,待丁二酸酐完全溶解后继续升温至125,反应时间为3H。00172在步骤1产物中加入150ML摩尔浓度为1MOL/L的甲苯和015G对甲苯磺酸,温度控制在165,反应时间为6H;降温至105,在氮气保护下缓慢滴加60ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙烯亚胺,反应时间为5H。反应结束后减压蒸馏除去甲苯,得琥珀色液体即为超分散剂。0018制得的超分散剂用于处理剑麻纤维后,与聚丙烯共混制备的木塑装饰板的性能测定超分散剂用量为剑麻量的15时,复合材料的抗冲击强度由未处理。

11、的1478KJ/M2提高到2398KJ/M2。0019实施例300201将180ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙二醇600置于1000ML的三口烧瓶中,加热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分,加入15G的丁二酸酐,温度控制在70,反应时间为1H,待丁二酸酐完全溶解后继续升温至130,反应时间为3H;00212在步骤1产物中加入200ML摩尔浓度为1MOL/L的甲苯和015G对甲苯磺酸,温度控制在170,反应时间为6H;降温至110,在氮气保护下缓慢滴加60ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙烯亚胺,反应时间为5H。反应结束后减压蒸馏出去甲苯,得琥珀色液体即为超分散剂。0022制得的超分散剂处理剑麻后,。

12、与聚丙烯共混制备的木塑装饰板的性能测定超分散剂用量为剑麻量的15时,复合材料的抗冲击强度由未处理的1478KJ/M2提高到2267KJ/M2。0023实施例4说明书CN101993541ACN101993544A3/3页500241将180ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙二醇1000置于1000ML的三口烧瓶中,加热搅拌下减压除去聚乙二醇中的水分,加入15G的丁二酸酐,温度控制在75,反应时间为1H,待丁二酸酐完全溶解后继续升温至135,反应时间为3H。00252在步骤1产物中加入250ML摩尔浓度为1MOL/L的甲苯和015G对甲苯磺酸,温度控制在175,反应时间为6H;降温至115,在氮气保护下缓慢滴加60ML摩尔浓度为1MOL/L的聚乙烯亚胺,反应时间为5H。反应结束后减压蒸馏除去甲苯,得琥珀色液体即为超分散剂。0026制得的超分散剂处理剑麻后,与聚丙烯共混制备的木塑装饰板的性能测定超分散剂用量为剑麻量的15时,复合材料的冲击强度由未处理的1478KJ/M2提高到2258KJ/M2。说明书CN101993541A。

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