[發明專利]聚酯與無機硅酸鹽的納米復合材料

有效

• 申請號: 200810018635.9
• 申請日: 2008-03-04
• 公開（公告）號: CN101525477A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 楊小青;盛思義;李旭;本田圭介
• 申請（專利權）人: 東麗纖維研究所（中國）有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K3/34;C08K5/5419
• 代理公司: 南通市永通專利事務所
• 代理人: 葛 雷

技術領域

本發明屬于樹脂加工應用技術領域，主要是聚酯與無機硅酸鹽的納 米復合材料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著人類生存環境的日益惡化，人們越來越關注開發環境 友好性材料和使用可再生原材料。石油作為不可再生資源，是最重要的 化工原料，但是由于在使用工程中以及最終廢棄中大量CO2的排放， CO2大量排放導致了全球氣候變暖等一系列的問題，并且直接威脅人 類的生存。如何替代和減少使用石油作為原材料，是人們面臨重要研究 問題之一。

聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是目前世界產量最大的五種合成工 程塑料品種之一，是一項重要的化工產品。由于生產PBT的原料都是 來源于石油的加工品。如何使用非石油原料開發PBT產品也是一個重 要的研究課題。

人們使用可再生的生物資源，開發出了各種新型的聚酯，例如杜邦 公司通過對玉米進行發酵，經過生物和化工過程，制備得到1，3-PDO， 并開發出了含有約36wt％來源于生物材料而非石油材料的聚對苯二甲 酸丙二醇酯(PTT)聚合物。Natureworks公司同樣以農作物為原料，經 過生物和化工過程，生產出了純生物來源和易于生物降解的聚乳酸 (PLA)聚合物。

本發明中聚對苯二甲酸丁二醇酯中二元醇中碳元素來源于生物材 料。二元醇即乙二醇，1，3-丙二醇和1，4-丁二醇是合成聚酯的重要 原料，目前工業上多采用乙炔為原料或環氧丙烷為基礎原料來生產。 生產步驟繁瑣，成本高，并且消耗大量的原材料和能源，生成很多的副 產物。本發明中所使用的二元醇是由生物材料生產，是將生物材料中碳 源轉移到二元醇中。農作物是一種可再生資源，能將空氣中的CO2通 過光合作用，轉化為各種淀粉、糖類、纖維素、木質素等在農作物果實 及其秸稈中儲存起來，本發明利用玉米、小麥、甘蔗或農作物的秸稈， 經過生物發酵和/或化工加工過程制得聚酯的原料二元醇，本發明的生 物材料是玉米、甘蔗、小麥或農作物的秸稈。

另一方面，聚酯也存在一些缺陷，從而限制了其應用范圍，例如， 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)主要用于纖維、瓶材和薄膜，工程塑料 用量只占其總產量的很小一部分。作為工程塑料，PET樹脂的性能十分 誘人，但其熔體強度差、結晶速度慢、尺寸穩定性差，難以滿足工業上 快速成型的需要。世界上各大公司紛紛投入大量人力物力，開發出了各 種快速結晶成核劑，從而提高了PET的結晶速率，但由于這些成核劑 價格昂貴，制約了PET工程塑料的大規模應用。中科院化學所發明的 PET聚合插層復合技術，將有機蒙脫石與PET單體一起加入到聚合釜 中，成功地制備了PET納米塑料(NPET)。NPET的熔體粘度和結晶速 度顯著提高，克服了普通PET樹脂加工中常見的“流淌”弊端，改善了材 料的加工性能及制品性能。

聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一種綜合性能優良的聚合物，具 有高強度，剛度與絕緣性。PBT作為性能優越的工程塑料，主要用于汽 車，家電，辦公自動化設備的各種部件及電氣與計算機的精密接插件中。 由于其熱變形溫度低(約70℃)，缺口沖擊強度低，限制了其應用范圍。 而PBT納米復合材料則能顯著提高它的熱變形溫度，從而擴大了它的 應用范圍。

聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)樹脂具有良好的加工性能、電氣性 能、機械性能和尺寸的穩定性。對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纖維保持 了對苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維的優良的抗皺性和耐化學性，強度 滿足紡織要求，且具有優異的回彈性及優異的染色性能。此外，它還具 有優良的柔軟性、抗口光性、耐污性、低靜電性、低吸水率等。但是對 苯二甲酸丙二醇酯(PTT)類樹脂結晶化速度緩慢，對其成型加工不利。 同樣制備對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)納米復合材料有助于提高其結晶 速率，這對于其制品開發很有利。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種符合環保需要的聚酯與無機硅酸鹽的 納米復合材料。

本發明的技術解決方案是：

一種聚酯與無機硅酸鹽的納米復合材料，其特征在于：包含下列重 量百分比的組分：

組分A：聚酯??????????99.5～85％

組分B：無機硅酸鹽????0.4～10％

組分C：偶聯劑???????????0.01～5.0％；

其中聚酯的制備原料二元醇，是碳元素來源于生物原料的二元醇。