本發明專利技術涉及接枝有包含磺化苯基之聚合物的改性納米顆粒及其制備方法。本發明專利技術還涉及包含所述改性納米顆粒的某些聚酯組合物，并其在用于提高由所述聚酯組合物制得之纖維基材的陽離子染色性的用途。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及接枝有包含磺化苯基之聚合物的改性納米顆粒及其制備方法。本專利技術還涉及包含所述改性納米顆粒的某些聚酯組合物、以及將所述改性納米顆粒用于提高所述聚酯組合物之陽離子染色性的用途。
技術介紹
合成纖維如聚酯纖維是具有優異的力學性質和耐化學性和耐候性的聚合物材料，由此通常將其用于衣物纖維、工業纖維和膜。但是，盡管合成纖維具有一些優點，在將其用作衣物纖維的情況中，由于它不具有與陽離子染料相互作用的官能團，因此只能在高溫和高壓下使用分散染料將其染色。由此，人們為了提高這些合成纖維對陽離子染料的可染性， 已開展了許多研究，例如通過使用含離子型單體的共聚物或使用離子型添加劑來改性。為了賦予對陽離子染料的可染性，WO 99/09238公開了制備具陽離子可染性之共聚酯的方法，其中加入O. 5-5m0l%的可形成酯鍵的磺酸鹽化合物(如間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉鹽)作為第三單體，并采用對苯二甲酸二甲酯的工藝制備。但是，共聚酯的制備較為復雜并且生產成本顯著增加。此外，由于將間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸基引入聚合主鏈，所述共聚酯的力學性質和熱學性質受到不利影響。另一方法涉及將磺酸化合物或其鹽(如間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉鹽)與聚酯聚合物進行溶融共混(參見Ε· M. Aizenshtein 等人,Fibre Chemistry, 2000, 32,187)。但是，該方法的問題在于這些化合物會向聚合物纖維的表面遷移，并容易被洗脫，這導致其染色性和耐久性下降。此外，這些添加劑還可能在高溫混煉過程中分解。因此，特別需要一種具有磺酸基并兼具高加工穩定性的添加劑。通過加入所述添加劑，所制得的聚合組合物和纖維，特別是聚酯纖維不僅具有陽離子可染性，而且不產生已知的低分子量添加劑的表面遷移或易于洗脫的問題。本專利技術提供改性納米顆粒作為添加劑，提供了包括易于加工和可靈活調整添加量的優勢，從而達到陽離子染色最佳化和其他力學性質間的平衡。此外，由于所述改性納米顆粒的高分子量和高度穩定，無需擔心如表面遷移或易于洗脫的問題。JP3259444 (B2)公開了含有O. I重量％ _10重量％的惰性顆粒的聚酯膜，所述惰性顆粒包含氧化硅(平均粒徑O. 35 μ m)或氧化鈦，所述惰性顆粒表面涂覆有磺化苯乙烯-馬來酸酐共聚物或磺化苯乙烯-丙烯酸酯共聚物以提高所述膜的耐磨性和耐刮擦性。通過將所述惰性顆粒在含有磺化共聚物的溶液中攪拌并在減壓下濃縮，而使所述磺化共聚物吸附在所述惰性顆粒上。因此，所述共聚物并未與所述惰性顆粒以共價鍵連接。通過與含有羧基官能團的聚苯乙烯以共價鍵連接而改性的納米顆粒是已知的。例如，CN101481444A公開了一種改性SiO2顆粒，所述改性SiO2顆粒通過以下方法制備通過硅烷偶合劑將原子轉移自由基聚合(ATRP)型的引發劑連接在SiO2顆粒表面，再通過原子轉移自由基聚合反應使SiO2顆粒與聚苯乙烯接枝，并通過點擊化學反應將羧基引入聚苯乙烯改性的SiO2顆粒表面。改性納米顆粒接枝(即共價鍵接)有包含磺化苯基之聚合物是新穎的。因此，還需要提供制備所述改性納米顆粒的方法。
技術實現思路
本專利技術通過提供改性納米顆粒解決了上述問題，所述改性納米顆粒包含接枝有至少一種聚合物的納米顆粒，其中所述至少一種聚合物包含至少一個磺化苯基；在與所述至少一種聚合物接枝之前，所述納米顆粒的平均直徑為約IOOnm或更小；并且基于所述改性納米顆粒之總重量，所述至少一種聚合物的重量％為約30重量％至約90重量％。 在一個實施方案中,在本專利技術的改性納米顆粒中，所述納米顆粒選自氧化娃、金屬氧化物、金屬碳酸鹽及其組合。在另一個實施方案中,在本專利技術的改性納米顆粒中,所述納米顆粒選自Si02、Ti02、 ZnO、CaCO3> MgCO3 及其組合。在又一個實施方案中，在本專利技術的改性納米顆粒中，所述納米顆粒選自Si02、Ti02、ZnO及其組合。在一個實施方案中，在本專利技術的改性納米顆粒中，所述納米顆粒經選自以下的有機硅烷處理3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-(丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、3_(甲基丙烯酰氧基)丙基三乙氧基硅烷、3-(丙烯酰氧基)丙基三乙氧基硅烷、3-(縮水甘油醚氧基)丙基二甲氧基娃燒和3-(縮水甘油醚氧基)丙基二乙氧基娃燒。在一個實施方案中，在本專利技術的改性納米顆粒中，所述至少一種聚合物衍生自芳族乙烯基單體，并包含至少一個磺化苯基。在另一個實施方案中，在本專利技術的改性納米顆粒中，所述至少一種聚合物衍生自選自以下的芳族乙烯基單體苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、間乙基苯乙烯、對乙基苯乙烯、鄰叔丁基苯乙烯、間叔丁基苯乙烯、對叔丁基苯乙烯、鄰氯苯乙烯、間氯苯乙烯、對氯苯乙烯、二氯苯乙烯、鄰溴苯乙烯、間溴苯乙烯、對溴苯乙烯、二溴苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、乙烯基萘、二乙烯基苯、4-乙烯基苯磺酸鈉、4-乙烯基苯磺酸鉀、4-乙烯基-3-乙基苯磺酸鈉、4-乙烯基-3-乙基苯磺酸鉀及其組合。在另一個實施方案中，在本專利技術的改性納米顆粒中，所述至少一種聚合物是磺化聚苯乙烯。本專利技術還提供包含上述改性納米顆粒的納米復合組合物。在一個實施方案中，在本專利技術的納米復合組合物中，基于所述納米復合組合物的總重量，上述改性納米顆粒的量為約O. I重量％至約10. O重量％。在一個實施方案中，本專利技術的納米復合組合物還包含聚酯，其中所述聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及其組合。本專利技術還提供包含上述納米復合組合物的纖維基材，基本由上述納米復合組合物組成的纖維基材，或由上述納米復合組合物制備的纖維基材。在一個實施方案中，本專利技術的纖維基材是紗線、織物、紡織品或地毯。此外，本專利技術還提供將本專利技術的納米復合組合物用于制備陽離子染色性提高的纖維基材的用途，其中基于所述納米復合組合物的總重量，所述改性納米顆粒的量為約O. I重量％至約10. O重量％。此外，本專利技術提供制備本專利技術所述改性納米顆粒的方法，其包括(a)提供平均直徑為約IOOnm或更小的納米顆粒，其含有至少一個以共價鍵接在納米顆粒表面上的環氧基、丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基；(b)在聚合引發劑的存在下，用被磺酸基取代或未被磺酸基取代的芳族乙烯基單體處理(a)所述納米顆粒，以得到聚合物接枝的納米顆粒；(c)在25_100°C用磺化劑處理(b)的聚合物接枝的納米顆粒2_24小時，以得到包含至少一個磺化苯基的改性納米顆粒； (d)任選地，用堿中和所述改性納米顆粒；并且(e)在25_100°C的烘箱中干燥(C)或(d)所述改性納米顆粒6_24小時。參照以下的說明、實施例和隨附的權利要求，本專利技術的各種其他特征、方面和優點將更為明確。具體實施例方式除非另外說明，本文所提及的所有出版物、專利申請、專利和其他參考文獻都以整體援引的方式并入本文中，如同將其全文進行闡述。除非另外定義，本文所使用的所有技術和科學術語具有本專利技術所屬領域普通技術人員通常所理解的相同含義。在相抵觸的情況下，則以本說明書中的定義為準。除非另外說明，所有的百分數、份數、比例等都以重量計。在本文中，術語“由……制得”等同于“包含”。本文中所用的術語“包本文檔來自技高網...
【技術保護點】
改性納米顆粒，其包含接枝有至少一種聚合物的納米顆粒，其中所述至少一種聚合物包含至少一個磺化苯基；在與所述至少一種聚合物接枝之前，所述納米顆粒的平均直徑為100nm或更小；并且基于所述改性納米顆粒之總重量，所述至少一種聚合物的重量％為30重量％至90重量％。
【技術特征摘要】
1.改性納米顆粒，其包含接枝有至少一種聚合物的納米顆粒，其中所述至少一種聚合物包含至少一個磺化苯基；在與所述至少一種聚合物接枝之前，所述納米顆粒的平均直徑為IOOnm或更小；并且基于所述改性納米顆粒之總重量，所述至少一種聚合物的重量％為30重量％至90重量％。2.根據權利要求I所述改性納米顆粒，其中所述納米顆粒選自氧化硅、金屬氧化物、金屬碳酸鹽及其組合。3.根據權利要求I所述改性納米顆粒，其中所述納米顆粒選自Si02、Ti02、ZnO、CaC03、MgCO3及其組合。4.根據權利要求3所述改性納米顆粒，其中所述納米顆粒選自Si02、Ti02、Zn0及其組口 ο5.根據權利要求I所述改性納米顆粒，其中所述納米顆粒經選自以下的有機硅烷處理3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-(丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三乙氧基硅烷、3_(丙烯酰氧基)丙基三乙氧基硅烷、3-(縮水甘油醚氧基)丙基二甲氧基娃燒和3-(縮水甘油醚氧基)丙基二乙氧基娃燒。6.根據權利要求I所述改性納米顆粒，其中所述至少一種聚合物衍生自芳族乙烯基單體，并包含至少一個磺化苯基。7.根據權利要求6所述改性納米顆粒，其中所述芳族乙烯基單體選自苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β -甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、鄰乙基苯乙烯、間乙基苯乙烯、對乙基苯乙烯、鄰叔丁基苯乙烯、間叔丁基苯乙烯、對叔丁基苯乙烯、鄰氯苯乙烯、間氯苯乙烯、對氯苯乙烯、二氯苯乙烯、鄰溴苯乙烯、間溴苯乙烯、對溴苯乙烯、二溴苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯、乙烯基萘、二乙烯基苯、4-乙烯基苯磺酸鈉、4-乙烯...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孟凡良，邵曉叢，
申請(專利權)人：杜邦公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。