[發(fā)明專(zhuān)利]聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/層狀硅酸鹽納米材料的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610086214.0
• 申請(qǐng)日: 2006-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101130624A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成娟;李旭;本田圭介
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東麗纖維研究所（中國(guó)）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L67/03
• 分類(lèi)號(hào): C08L67/03;C08K9/00;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/32;C08K5/20
• 代理公司: 南通市科偉專(zhuān)利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 葛雷

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種納米復(fù)合材料。

背景技術(shù)：

聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯即PTT(以下簡(jiǎn)稱(chēng)PTT)，PTT分子結(jié)構(gòu)中的三個(gè)亞甲基的奇碳效應(yīng)使得PTT纖維的回彈性和柔軟性都優(yōu)于晴綸纖維，并具有天然的抗靜電性能。PTT纖維制成的織物手感特別柔軟而且有回彈性，親膚性能極好。因此，PTT纖維被寄予劃時(shí)代纖維的期待。作為最合適衣料的纖維，PTT纖維還被廣泛應(yīng)用于地毯、無(wú)紡布等方面。

然而PTT雖然具有優(yōu)異的回彈性、易染色、耐污染、耐紫外線等性能，但是作為工程塑料，PTT在強(qiáng)度、耐熱性等方面還需改善。在提高力學(xué)性能方面，目前已普遍接受可以在聚酯基體中加入高濃度的無(wú)機(jī)填料以改善初期的機(jī)械性能，從而延長(zhǎng)疲勞壽命。但是，該方法并不總令人滿(mǎn)意，因?yàn)楫a(chǎn)生一些問(wèn)題，如部件重量增加，成形品外觀變差。

例如，有報(bào)道揭示了在玻璃纖維增強(qiáng)的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯組合物中混合第三組分，即多官能團(tuán)化合物，從而改善機(jī)械性能和耐熱性。但是，其效果還不令人滿(mǎn)意。另外，由于多官能性化合物的混合，存在一個(gè)問(wèn)題，即玻璃纖維增強(qiáng)的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯組合物特有的低剪切速率區(qū)域的流動(dòng)特性降低，結(jié)果在成形品的流動(dòng)末端部觀察到外觀差。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)越的力學(xué)性能、耐熱性的聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/層狀硅酸鹽納米材料的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/層狀硅酸鹽納米材料的制備方法，其特征是：包括下列步驟

(1)層狀硅酸鹽的預(yù)處理：將層狀硅酸鹽--蒙脫土在分散介質(zhì)中攪拌，形成穩(wěn)定的懸浮體，再加入預(yù)處理劑，攪拌反應(yīng)，同時(shí)向上述體系中加入PEG1000進(jìn)行反應(yīng)，再加入質(zhì)子化劑進(jìn)行攪拌，制得有機(jī)化蒙脫土；

(2)將對(duì)苯二甲酸與丙二醇、催化劑、有機(jī)化蒙脫土充分混合，進(jìn)行酯化反應(yīng)，再加入有機(jī)銨類(lèi)添加劑，并進(jìn)行聚合反應(yīng)，得產(chǎn)品。

所述各成分的用量按重量計(jì)為：

蒙脫土????????0.5～8份

分散介質(zhì)??????10～1000份

預(yù)處理劑??????0.01～2.5份

PEG1000???????0.01～2.5份

質(zhì)子化劑??????0.01～5份

對(duì)苯二甲酸????25～100份

丙二醇????????25～100份

催化劑????????0.001～0.1份

添加劑????????0.001～0.1份。

層狀硅酸鹽--蒙脫土的陽(yáng)離子交換總?cè)萘繛?0～150meq./100g。質(zhì)子化劑為硫酸、鹽酸、磺酸、醋酸或磷酸。分散介質(zhì)為水、乙醇、乙二醇、甲醇中的一種或幾種混合物。預(yù)處理劑為十六烷基三甲基溴化銨、己內(nèi)酰胺、乙醇銨或聚乙二醇。聚乙二醇的分子量為600～10000。催化劑為鈦酸四丁酯、醋酸銻、三氧化二銻或二氧化鍺。添加劑為三乙胺、三甲胺、己內(nèi)酰胺、己二胺、磷酸、磷酸鹽或金屬氧化物TiO₂。

聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備，蒙脫土(MMT)在我國(guó)有豐富的資源且價(jià)格低廉，而且蒙脫土以納米級(jí)粒子分散在基體聚酯中，形成剝離結(jié)構(gòu)，所得聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯/層狀硅酸鹽納米材料(PTT/MMT納米復(fù)合材料)與純聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)相比，改善了其力學(xué)性能、結(jié)晶性能、耐熱性。

為提高層狀硅酸鹽片層與PTT基體的相互作用，改善兩者的相容性，需要對(duì)蒙脫土進(jìn)行有機(jī)化處理。本發(fā)明使用十六烷基三甲基溴化銨和PEG1000的復(fù)合物作為插層劑對(duì)蒙脫土進(jìn)行有機(jī)化處理時(shí)，由于十六烷基三甲基溴化銨作為一種有機(jī)陽(yáng)離子，很容易插入蒙脫土的層間并與蒙脫土進(jìn)行陽(yáng)離子交換；同時(shí)，由于PEG1000具有良好的相容性及反應(yīng)性，將兩者復(fù)合后處理過(guò)的蒙脫土更有利于在剪切力作用下被剝離成100nm以下的片狀物，達(dá)到更好的效果。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

(1)層狀硅酸鹽的預(yù)處理

先將陽(yáng)離子交換總?cè)萘繛?00meq./100g的蒙脫土20克，在400克的分散介質(zhì)水中高速攪拌，形成穩(wěn)定的懸浮體，再稱(chēng)取1.2克十六烷基三甲基溴化銨溶解于分散介質(zhì)中，攪拌反應(yīng)，同時(shí)向體系中加入0.4克PEG1000進(jìn)行反應(yīng)，再加入質(zhì)子化劑磷酸1.96克進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁频糜袡C(jī)化蒙脫土試樣。

(2)PTT/蒙脫土復(fù)合材料的制備