[發明專利]制備含有銻摻雜二氧化錫納米粒子聚酯樹脂的改進方法

有效

• 申請號: 200810032485.7
• 申請日: 2008-01-10
• 公開（公告）號: CN101235132A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 李春忠;邵瑋;鄧超;賀俊卿
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08G63/78
• 分類號: C08G63/78;C08G63/183;C08K3/22;C08L67/03;C09K3/16;C08K3/08
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳淑章

技術領域

本發明涉及一種含有銻摻雜二氧化錫納米粒子(ATO)聚酯樹脂的制備方法，具體說明，涉及一種以對苯二甲酸為原料、制備含ATO聚酯樹脂的方法。

背景技術

滌綸是五大合成纖維之一，它具有高強度、高模量、高回彈性、耐磨擦、尺寸穩定、耐酸和化學藥品等優異性能。滌綸分子以共價鍵結合，但少極性基團，大分子的結構規整，易于結晶，滌綸的疏水性很強，絕緣性好。在一般狀態下，滌綸的比電阻在10¹⁴Ωcm以上，摩擦電壓大于1000伏，靜電半衰期可長達幾小時、甚至幾天。因此，滌綸的靜電問題已經直接影響到滌綸紡織品的生產、加工和應用的安全性。因此，滌綸(或聚酯樹脂)的抗靜電的改性倍受化學家們的關注。

中國專利文獻CN?1765951A提供一種通過將銻摻雜納米二氧化錫(ATO)與原料單體(對苯二甲酸和乙二醇)進行原位聚合，達到改善所得聚酯樹脂的抗靜電性能之目的。然而，要實現ATO與對苯二甲酸和乙二醇(原料單體)的原位聚合，首選要解決的ATO在原料單體中的分散問題。中國專利ZL200510024671.2給出了一種兩步法ATO的分散法。雖然所說的分散方法能較好地將ATO分散于原料單體中，但其步驟冗長(導致操作費用上升)，不易規模化商業制備。因此，本領域迫切需要一種步驟簡潔、操作費用低和易于規?；虡I制備的抗靜電聚酯樹脂的制備方法。

發明內容

本發明的目的在于，一種步驟簡潔、操作費用低和易于規模化商業制備的抗靜電聚酯樹脂的制備方法。

本發明所說的抗靜電聚酯樹脂的制備方法，包括如下步驟：

(1)將納米銻摻雜二氧化錫(ATO)分散于主要由乙二醇和去離子水組成的混合物中，其中乙二醇與去離子水的體積比為1∶(0.1～1)，得含有銻摻雜二氧化錫超細粒子、乙二醇和去離子水的混合物；

(2)將對苯二甲酸、乙二醇、催化劑和穩定劑加入由步驟(1)制得的含有銻摻雜二氧化錫超細粒子、乙二醇和去離子水的混合物中，依次經蒸除水份、酯化、預縮聚和縮聚步驟獲得目標物(經ATO改性的聚酯樹脂)。

本發明所說的納米銻摻雜二氧化錫(ATO)的制備參見上海化工，2000，25(13)：23-25，其為四方晶型，平均粒徑20nm，比表面積65m²·g^-1，體積比電阻1～5Ω·cm。在改性后的聚酯樹脂中ATO含量為0.1wt％～10wt％。

為使ATO能更好地分散于乙二醇和去離子水組成的混合物中，在ATO分散時，可加入分散劑。所用的分散劑可以是硅烷偶聯劑，如(但不限于)γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)；分散劑的用量為ATO質量的0.1wt％～1wt％。

本發明所用的催化劑和穩定劑與現有聚酯制備中所用的基本相同，具體參見CN1765951A。

具體實施方式

本發明所說的銻摻雜納米二氧化錫(ATO)改性的聚酯樹脂的制備方法，其包括如下步驟：

I.將納米銻摻雜氧化錫粉體、分散劑(如KH550、KH560或KH570等)、乙二醇、去離子水和氧化鋯微球置于砂磨機中，控制砂磨機轉速為3500～5000轉/分，砂磨1.5～3小時后過濾，得含ATO和乙二醇的水漿液；

II.將由步驟I所制得的含ATO和乙二醇的水漿液、對苯二甲酸、乙二醇、催化劑(如三氧化二銻)和穩定劑(如磷酸三甲酯)置于反應器中，首先加壓蒸除水份：即在壓力為0.15MPa～0.35MPa，溫度為170℃～220℃狀態下保持一段時間；然后進行酯化：即在壓力為0.15MPa～0.35MPa，溫度為220℃～250℃狀態下保持一定時間，得含有ATO的對苯二甲酸二乙酯。

本步驟的“終點”判斷：以蒸出水量的多少為依據。即當蒸出水量為所用含ATO和乙二醇的水漿液中所含水量與所用對苯二甲酸和乙二醇按其理論計算得到的出水量之和時，即為本步驟的結束之時。

III.首先將由步驟II制得的含有ATO的對苯二甲酸二乙酯在壓力為常壓至-0.1MPa、溫度為240℃～270℃的狀態下保持50分鐘～90分鐘(預縮聚)；然后在真空度為20Pa～100Pa、溫度為260℃～280℃的狀態下保持3小時至5小時得目標物(ATO改性的聚酯樹脂)。

本發明較好地解決了ATO的均勻分散需要以水為介質，而在聚酯的制備過程中又忌大量水的存在這一對矛盾。簡化了ATO改性的聚酯樹脂的制備過程，降低操作費用。為抗靜電聚酯樹脂的規?；虡I制備奠定了基礎。