专利名称：一种用嵌段共聚物改性粉末表面的方法
技术领域：
本发明涉及一种对无机粉末表面进行改性的方法。
无机粉末如二氧化钛、二氧化硅、碳酸钙、由云母粉末表面沉积了氧化物的珠光颜料等无机粉末应用于涂料、橡胶、塑料中作为颜料或者填料、助剂时常常需要对粉末表面进行改性才能使粉末与树脂有较好的相容性。J.W.McBainde等报道两亲性嵌段共聚物对无机极性粉末表面具有改性作用(J.Phys.Chem.，36，1982300)，该文献中公开了用聚乙二醇/苯乙烯作为改性物，但该种改性剂制备成本高、且所应用的粉末范围小。
本发明的目的在于提供一种制备工艺简单，且能够有广泛应用范围的的无机粉末表面的改性方法。
本发明的方法是这样实现的将聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物溶解在溶剂中，再于常温下加入干燥的粉末，搅拌适当的时间后分离除去溶液，将物料烘干既可达到对无机粉末表面改性的目的。
按照本发明的聚乙烯醇/聚苯乙烯是将聚乙酸乙烯酯/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/水解的聚乙烯醇链段中，可含有部分乙酸乙烯酯单元。
按照本发明的嵌段共聚物的结构特征是聚乙烯醇链段含有10-2500个乙烯醇单元，聚苯乙烯链段含有10-1500个苯乙烯单元。
本发明所述的无机粉末为元素周期表中副族元素的氧化物粉末以及表面沉积了这些氧化物的云母粉末，氧化铝，氧化硅，氧化硼，碳酸钙，碳酸钡，硫酸钡，稀土金属氧化物等粉末。粉末的粒度为100μm-0.05μm，优选地为50μm-0.5μm。所述的介质为能够溶解聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物的溶剂如苯及其烷基取代物、N’N-二甲基甲酰胺、酮、醚、酯等，或其混合溶剂。
本发明用聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物对无机粉末进行表面改性的方法是这样进行的称取一定量的聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物溶解在一定体积的溶剂中，使嵌段共聚物的浓度为1.0×10-2mol.L-1～1.0×10-5mol.L-1。于常温下加入干燥的粉末，混合均匀后保持混合物料的温度为0～60℃，搅拌30～240分钟。从混合物中将吸附了聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物滤出，于50℃真空烘干5～8小时即可。
聚乙烯醇由于含有大量羟基，容易吸附在无机粉末表面，将它制成与聚苯乙烯链段相连的嵌段共聚物在无机粉末表面发生吸附后，聚苯乙烯链段位于聚乙烯醇链段的外面，就会使粉末的外表面包裹一层聚苯乙烯而呈现非极性，使粉末表面性质发生很大变化，大大增大了粉末与非极性树脂间的相容性，为这类极性表面无机粉末的广泛应用提供了一条新的途经。
该方法适用粉末范围广泛，操作简单，所用的聚乙烯醇/聚苯乙烯是一种容易合成的两亲性嵌段共聚物。
下面的实施例用于进一步说明本发明，但不限制本发明的内容。实施例一称取5克表面沉积了二氧化钛的云母粉末(珠光颜料)，粒径为10μm，加入到60ml.浓度为1.0×10-3mol.L-1的聚乙烯醇(30个单元)/聚苯乙烯(50个单元)嵌段共聚物的甲苯溶液中，混合均匀后保持混合物料的温度为30℃，搅拌30分钟。从混合物中将吸附了聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物滤出，于50℃真空烘干8小时。测得水在改性了的粉末表面的接触角为180°，与水在同粒径的聚苯乙烯粉末表面的接触角相同。实施例二称取5克二氧化硅粉末，粒径为20nm，加入到100ml.浓度为2.0×10-4mol.L-1的聚乙烯醇(40个单元)/聚苯乙烯(58个单元)嵌段共聚物的二甲苯溶液中，混合均匀后保持混合物料的温度为20℃，搅拌50分钟。从混合物中将吸附了聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物滤出，于50℃真空烘干8小时。测得水在改性了的粉末表面的接触角为180°，与水在同粒径的聚苯乙烯粉末表面的接触角相同。实施例三称取5克碳酸钙粉末，粒径为50μm，加入到60ml.浓度为5.3×10-4mol.L-1的聚乙烯醇(20个单元)/聚苯乙烯(65个单元)嵌段共聚物的二甲基亚砜溶液中，混合均匀后保持混合物料的温度为20℃，搅拌60分钟。从混合物中将吸附了聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物滤出，于50℃真空烘干8小时。测得水在改性了的粉末表面的接触角为180°，与水在同粒径的聚苯乙烯粉末表面的接触角相同。
权利要求
1.一种用嵌段共聚物改型粉末表面的方法，其特征在于在溶剂中，将嵌段共聚物吸附于粉末表面以达到使粉末表面改性的目的。
2.根据权利要求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.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于其中聚乙烯醇链段由10-2500个乙烯醇单元组成(包括乙烯醇和乙酸乙烯酯共同组成的链段)，聚苯乙烯链段由10-1500个苯乙烯单元组成。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所改性的粉末为元素周期表中副族元素的氧化物粉末或表面沉积了这些氧化物的云母粉末，或氧化铝、氧化硅、氧化硼、碳酸钙、碳酸钡、硫酸钡、稀土金属氧化物等粉末。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所改性粉末的粒度为100μm-0.05μm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的溶剂为能够溶解聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物的溶剂。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的溶剂为苯或烷基取代苯。
8.根据权利要求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剂。
全文摘要
本发明公布了一种用聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物对无机粉末表面进行改性的方法。其步骤是将无机粉末加入到聚乙烯醇/聚苯乙烯嵌段共聚物的溶液中,于选定温度下搅拌吸附一定时间,分离除去溶液后,极性粉末表面变成非极性表面,呈现聚苯乙烯粉末的特征。
文档编号C09C3/10GK1263133SQ99100729
公开日2000年8月16日 申请日期1999年2月11日 优先权日1999年2月11日
发明者黄亮, 张永明, 粟洪斌, 郭新和, 王卫民, 苗相圃 申请人:安阳师范高等专科学校