该发明涉及一种光致变色聚乙烯材料及其制备方法。
背景技术：
：聚乙烯是一种热塑性树脂，具有优异的耐低温性能、耐酸碱侵蚀、电绝缘性好、化学稳定性好。聚乙烯被广泛应用于包装、管道、板材等领域。目前，聚乙烯材料在光致变色性能、力学性能、防霉菌、透光率等性能需要进一步提升。该发明采用聚乙烯、聚丙烯酸树脂、聚苯二甲酰苯二胺、氟硼酸钠、银负载氧化锌/氧化钨、二氧化钛制备了光致变色聚乙烯材料，通过挤出、注塑、模压、吹塑等工艺制备成各种塑料制品，该方法制备的光致变色聚乙烯材料具有优异的光致变色性能、力学性能、防霉菌、透光率等性能。技术实现要素：该发明的目的在于提供一种光致变色聚乙烯材料的制备方法，该方法通过改变反应物原料和工艺方式，制备的材料具有优异的光致变色性能、力学性能、防霉菌、透光率等性能。为了实现上述目的，该发明的技术方案如下。一种光致变色聚乙烯材料及其制备方法，具体包括以下步骤：(1)、将乙酸锌、钨酸铵、水、乙醇、辛醇、聚乙烯醇600、聚乙二醇600和乙醛按照质量份数比为100：125～131：200～270：70～100：30～50：8～15：10～20：130～180加入到反应器中，搅拌速度为80～90r/min，维持体系温度40～60℃条件下反应0.5～1h，得到氢氧化锌/钨酸前驱体；(2)、将乙酸银、乙二胺、水、聚乙烯醇600、聚乙二醇600和乙醇按照质量份数比10：45～65：37～55：4～9：3～8：12～20加入到反应器中，搅拌速度为90～130r/min，维持体系温度30～45℃条件下反应0.3～1h，得到银前驱体；(3)、将银前驱体、乙酸铵、碳酸氢铵和氢氧化锌/钨酸前驱体按照质量份数比10：25～35：20～40：86～98加入到水热反应釜中，反应温度为120℃，反应时间为16h，即得到银负载氧化锌/氧化钨；(4)、将聚乙烯、聚丙烯酸树脂、聚苯二甲酰苯二胺、氟硼酸钠、银负载氧化锌/氧化钨、二氧化钛、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸钙按照质量份数比100：24～37：15～22：8～13：25～40：13～26：9～18：4～9加入到开炼机中，用开炼机在温度160～220℃混合反应0.3～1h，用挤出机在温度165～225℃挤出造粒，即得到光致变色聚乙烯材料。该发明所述的光致变色聚乙烯材料的制备方法，包括下列步骤：(1)、将乙酸锌、钨酸铵、水、乙醇、辛醇、聚乙烯醇600、聚乙二醇600和乙醛按照质量份数比为100：125～131：200～270：70～100：30～50：8～15：10～20：130～180加入到反应器中，搅拌速度为80～90r/min，维持体系温度40～60℃条件下反应0.5～1h，得到氢氧化锌/钨酸前驱体；所述的乙醛的目的为了将银前驱体中的银离子还原为金属银，且避免了乙醛与银离子提前发生化学反应，影响银在氧化锌/氧化钨表面的负载；所述的乙醛的目的为了给反应体系提供还原氛围。(2)、将乙酸银、乙二胺、水、聚乙烯醇600、聚乙二醇600和乙醇按照质量份数比10：45～65：37～55：4～9：3～8：12～20加入到反应器中，搅拌速度为90～130r/min，维持体系温度30～45℃条件下反应0.3～1h，得到银前驱体；所述的乙二胺的目的为了与银离子和锌离子形成络合物，提高产物金属银和氧化锌在溶液中的分散均匀性。(3)、将银前驱体、乙酸铵、碳酸氢铵和氢氧化锌/钨酸前驱体按照质量份数比10：25～35：20～40：86～98加入到水热反应釜中，反应温度为120℃，反应时间为16h，即得到银负载氧化锌/氧化钨；所述的乙酸铵和碳酸氢铵的目的为了加速乙酸锌和钨酸铵的水解。(4)、将聚乙烯、聚丙烯酸树脂、聚苯二甲酰苯二胺、氟硼酸钠、银负载氧化锌/氧化钨、二氧化钛、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、硬脂酸钙按照质量份数比100：24～37：15～22：8～13：25～40：13～26：9～18：4～9加入到开炼机中，用开炼机在温度160～220℃混合反应0.3～1h，用挤出机在温度165～225℃挤出造粒，即得到光致变色聚乙烯材料；所述的聚丙烯酸树脂的目的为了提高银负载氧化锌/氧化钨在聚乙烯中的分散均匀性；所述的聚苯二甲酰苯二胺的目的为了提高聚乙烯的力学强度；所述的二氧化钛的目的为了拓宽光谱吸收范围。该发明的有益效果在于：1、乙酸铵在水相中呈弱酸性，有助于钨酸铵水解成钨酸；乙二胺可以与银离子和锌离子形成稳定络合物，且乙二胺分子可以同时络合银离子和锌离子，乙二胺络合物可以提高银离子和锌离子在反应体系中的分散性；乙醛具有还原性，一方面乙醛与银离子分开添加，避免了其与银离子快速反应，导致银离子无法负载到氧化锌/氧化钨表面；另一方面，乙醛将银离子还原为单质银；在水热反应过程中，银、氧化锌、氧化钨同时生成，由于银离子和锌离子同时与乙二胺络合，导致单质银负载在氧化锌表面，最终，形成银负载氧化锌/氧化钨；2、聚丙烯酸树脂与聚乙烯和银负载氧化锌/氧化钨具有优异的相容性，可以提高银负载氧化锌/氧化钨在聚乙烯中的相容性及分散稳定性；3、聚苯二甲酰苯二胺具有优异的力学强度，可以提高聚乙烯的力学强度；4、二氧化钛具有优异的光谱性能，可以拓宽银负载氧化锌/氧化钨的光谱响应范围；5、氟硼酸钠具有优异的结晶性及透光性，可以提高聚乙烯的结晶度及透光率。具体实施方式下面结合实施例对该发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解该发明。实施例1一种光致变色聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份乙酸锌、128份钨酸铵、255份水、83份乙醇、44份辛醇、12份聚乙烯醇600、14份聚乙二醇600和175份乙醛加入到反应器中，搅拌速度为86r/min，维持体系温度49℃条件下反应0.7h，得到氢氧化锌/钨酸前驱体；(2)、称取10份乙酸银、53份乙二胺、45份水、5份聚乙烯醇600、5份聚乙二醇600和16份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为100r/min，维持体系温度40℃条件下反应0.5h，得到银前驱体；(3)、称取10份银前驱体、30份乙酸铵、27份碳酸氢铵和92份氢氧化锌/钨酸前驱体加入到水热反应釜中，反应温度为120℃，反应时间为16h，即得到银负载氧化锌/氧化钨；(4)、称取100份聚乙烯、27份聚丙烯酸树脂、19份聚苯二甲酰苯二胺、10份氟硼酸钠、35份银负载氧化锌/氧化钨、19份二氧化钛、15份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、6份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度178℃混合反应0.4h，用挤出机在温度185℃挤出造粒，即得到光致变色聚乙烯材料。实施例2一种光致变色聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份乙酸锌、125份钨酸铵、200份水、70份乙醇、30份辛醇、8份聚乙烯醇600、10份聚乙二醇600和130份乙醛加入到反应器中，搅拌速度为80r/min，维持体系温度60℃条件下反应0.5h，得到氢氧化锌/钨酸前驱体；(2)、称取10份乙酸银、45份乙二胺、37份水、4份聚乙烯醇600、3份聚乙二醇600和12份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度45℃条件下反应0.3h，得到银前驱体；(3)、称取10份银前驱体、25份乙酸铵、20份碳酸氢铵和86份氢氧化锌/钨酸前驱体加入到水热反应釜中，反应温度为120℃，反应时间为16h，即得到银负载氧化锌/氧化钨；(4)、称取100份聚乙烯、24份聚丙烯酸树脂、15份聚苯二甲酰苯二胺、8份氟硼酸钠、25份银负载氧化锌/氧化钨、13份二氧化钛、9份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、4份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度220℃混合反应0.3h，用挤出机在温度165℃挤出造粒，即得到光致变色聚乙烯材料。实施例3一种光致变色聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份乙酸锌、131份钨酸铵、270份水、100份乙醇、50份辛醇、15份聚乙烯醇600、20份聚乙二醇600和180份乙醛加入到反应器中，搅拌速度为90r/min，维持体系温度40℃条件下反应1h，得到氢氧化锌/钨酸前驱体；(2)、称取10份乙酸银、65份乙二胺、55份水、9份聚乙烯醇600、8份聚乙二醇600和20份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为130r/min，维持体系温度30℃条件下反应1h，得到银前驱体；(3)、称取10份银前驱体、35份乙酸铵、40份碳酸氢铵和98份氢氧化锌/钨酸前驱体加入到水热反应釜中，反应温度为120℃，反应时间为16h，即得到银负载氧化锌/氧化钨；(4)、称取100份聚乙烯、37份聚丙烯酸树脂、22份聚苯二甲酰苯二胺、13份氟硼酸钠、40份银负载氧化锌/氧化钨、26份二氧化钛、18份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、9份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度160℃混合反应0.3h，用挤出机在温度225℃挤出造粒，即得到光致变色聚乙烯材料。实施例4一种光致变色聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份乙酸锌、127份钨酸铵、230份水、80份乙醇、40份辛醇、10份聚乙烯醇600、15份聚乙二醇600和160份乙醛加入到反应器中，搅拌速度为85r/min，维持体系温度50℃条件下反应0.7h，得到氢氧化锌/钨酸前驱体；(2)、称取10份乙酸银、50份乙二胺、50份水、6份聚乙烯醇600、7份聚乙二醇600和15份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为110r/min，维持体系温度35℃条件下反应0.6h，得到银前驱体；(3)、称取10份银前驱体、30份乙酸铵、30份碳酸氢铵和90份氢氧化锌/钨酸前驱体加入到水热反应釜中，反应温度为120℃，反应时间为16h，即得到银负载氧化锌/氧化钨；(4)、称取100份聚乙烯、30份聚丙烯酸树脂、20份聚苯二甲酰苯二胺、10份氟硼酸钠、30份银负载氧化锌/氧化钨、20份二氧化钛、10份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、5份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度168℃混合反应0.9h，用挤出机在温度175℃挤出造粒，即得到光致变色聚乙烯材料。实施例5一种光致变色聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份乙酸锌、127份钨酸铵、230份水、90份乙醇、35份辛醇、9份聚乙烯醇600、13份聚乙二醇600和160份乙醛加入到反应器中，搅拌速度为84r/min，维持体系温度45℃条件下反应0.7h，得到氢氧化锌/钨酸前驱体；(2)、称取10份乙酸银、48份乙二胺、43份水、7份聚乙烯醇600、6份聚乙二醇600和16份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为120r/min，维持体系温度37℃条件下反应0.7h，得到银前驱体；(3)、称取10份银前驱体、31份乙酸铵、26份碳酸氢铵和88份氢氧化锌/钨酸前驱体加入到水热反应釜中，反应温度为120℃，反应时间为16h，即得到银负载氧化锌/氧化钨；(4)、称取100份聚乙烯、29份聚丙烯酸树脂、18份聚苯二甲酰苯二胺、11份氟硼酸钠、35份银负载氧化锌/氧化钨、22份二氧化钛、14份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、7份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度170℃混合反应0.8h，用挤出机在温度175℃挤出造粒，即得到光致变色聚乙烯材料。实施例6一种光致变色聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份乙酸锌、130份钨酸铵、250份水、90份乙醇、38份辛醇、13份聚乙烯醇600、14份聚乙二醇600和155份乙醛加入到反应器中，搅拌速度为82r/min，维持体系温度46℃条件下反应0.7h，得到氢氧化锌/钨酸前驱体；(2)、称取10份乙酸银、60份乙二胺、50份水、7份聚乙烯醇600、5份聚乙二醇600和17份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为110r/min，维持体系温度39℃条件下反应0.4h，得到银前驱体；(3)、称取10份银前驱体、33份乙酸铵、34份碳酸氢铵和87份氢氧化锌/钨酸前驱体加入到水热反应釜中，反应温度为120℃，反应时间为16h，即得到银负载氧化锌/氧化钨；(4)、称取100份聚乙烯、34份聚丙烯酸树脂、21份聚苯二甲酰苯二胺、12份氟硼酸钠、36份银负载氧化锌/氧化钨、23份二氧化钛、13份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、7份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度178℃混合反应0.7h，用挤出机在温度185℃挤出造粒，即得到光致变色聚乙烯材料。实施例7一种光致变色聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份乙酸锌、126份钨酸铵、250份水、85份乙醇、41份辛醇、11份聚乙烯醇600、14份聚乙二醇600和140份乙醛加入到反应器中，搅拌速度为83r/min，维持体系温度45℃条件下反应0.6h，得到氢氧化锌/钨酸前驱体；(2)、称取10份乙酸银、53份乙二胺、41份水、8份聚乙烯醇600、5份聚乙二醇600和17份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为115r/min，维持体系温度37℃条件下反应0.6h，得到银前驱体；(3)、称取10份银前驱体、31份乙酸铵、36份碳酸氢铵和93份氢氧化锌/钨酸前驱体加入到水热反应釜中，反应温度为120℃，反应时间为16h，即得到银负载氧化锌/氧化钨；(4)、称取100份聚乙烯、31份聚丙烯酸树脂、20份聚苯二甲酰苯二胺、11份氟硼酸钠、31份银负载氧化锌/氧化钨、25份二氧化钛、13份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、4份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度180℃混合反应0.5h，用挤出机在温度195℃挤出造粒，即得到光致变色聚乙烯材料。实施例8一种光致变色聚乙烯材料，其制备方法包括以下步骤：(1)、称取100份乙酸锌、126份钨酸铵、250份水、96份乙醇、39份辛醇、11份聚乙烯醇600、14份聚乙二醇600和170份乙醛加入到反应器中，搅拌速度为86r/min，维持体系温度43℃条件下反应0.6h，得到氢氧化锌/钨酸前驱体；(2)、称取10份乙酸银、62份乙二胺、53份水、7份聚乙烯醇600、5份聚乙二醇600和17份乙醇加入到反应器中，搅拌速度为120r/min，维持体系温度41℃条件下反应0.4h，得到银前驱体；(3)、称取10份银前驱体、31份乙酸铵、33份碳酸氢铵和91份氢氧化锌/钨酸前驱体加入到水热反应釜中，反应温度为120℃，反应时间为16h，即得到银负载氧化锌/氧化钨；(4)、称取100份聚乙烯、35份聚丙烯酸树脂、16份聚苯二甲酰苯二胺、11份氟硼酸钠、36份银负载氧化锌/氧化钨、17份二氧化钛、13份二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、6份硬脂酸钙加入到开炼机中，用开炼机在温度190℃混合反应0.4h，用挤出机在温度205℃挤出造粒，即得到光致变色聚乙烯材料。对照例1本对照例中，不添加银负载氧化锌/氧化钨，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例2本对照例中，不添加聚丙烯酸树脂，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例3本对照例中，不添加聚苯二甲酰苯二胺，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例4本对照例中，不添加氟硼酸钠，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例5本对照例中，不添加二氧化钛，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例6本对照例中，配方中选用普通银负载氧化锌/氧化钨替代实施例1中的银负载氧化锌/氧化钨，其它组分与制备方法与实施例1相同。对照例7本对照例中，不添加氟硼酸钠，其它组分与制备方法与实施例1相同。表1实施例1和对照例1～7制得的光致变色聚乙烯材料的性能参数实施例1对照例1对照例2对照例3对照例4对照例5对照例6对照例7光致变色波长/nm＜860无＜846＜834＜855＜839＜760＜856防霉菌性能ⅰⅲⅰⅰⅰⅰⅰⅰ拉伸强度/mpa5653514553545254透光率/%9290898890918981以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。当前第1页12