[發明專利]一種熱塑性聚酯合金納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910045458.8
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN101481494A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 張玲;張天水;李春忠
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K9/04;C08K3/36;C08K3/26;C08K3/22;B29B7/28;B29B9/00;B29C47/92
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 胡紅芳

技術領域

本發明涉及一種聚酯合金材料及其制備方法，具體地，是先對納米無機材料 進行有機化處理，然后與熱塑性聚酯等復合從而得到高性能耐熱高分子材料。

背景技術

聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)為乳白色半透明到不透明、結晶型熱塑性聚 酯。具有較高耐熱性、韌性、耐疲勞性，自潤滑、低摩擦系數，耐候性、低吸水 率(僅為0.1％)等特性，并且在潮濕環境中仍保持各種物性(包括電性能)，電 絕緣性好，但體積電阻、介電損耗大。耐熱水、堿類、酸類、油類、但易受鹵化 烴侵蝕，耐水解性差，低溫下可迅速結晶，成型性良好；相比其他工程塑料具有 合成技術難度較低等優異綜合性能而引人注目，是制造電子/電氣零件和汽車零 部件的很好的材料；分子鏈的剛性和高的結晶性都導致了PBT結晶收縮率大，尺 寸穩定性差，熱變形溫度低，這兩個突出缺點成為PBT推廣應用的障礙。一般通 過共混改性的方法來改善其性能，主要有玻璃纖維填充改性或與其他聚合物共混 改性，能夠得到較好的耐熱性和高的強度。但單純用玻纖改性所需含量大(30％wt 左右)，表面光潔度差，影響了制品的美觀和輕量化。戚嶸嶸等研制的增韌增強 聚對苯二甲酸丁二醇酯(CN1537891)加入了納米材料來提升其性能，但其玻纖 加入量最高達60份，可能對制品表面不利，在一些場合下不能夠達到免底漆噴 涂的效果，增大了處理工序，成本增加；渡邊滿(CN1519591)采用了聚對苯二甲 酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，并加入了一些非纖填料，結果獲得 了高光澤度、高光滑度并免底漆噴涂的光發射器材料，但由于聚酯合金之間的酯 交換反應存在，可能劣化了其綜合性能。

本發明利用PET比PBT具有更高的熱穩定性、更好的流動性和更低的收縮率， 及納米顆粒特異的表面效應和小尺寸效應，將納米顆粒的成核效應及PBT/PET基 體結構控制有效地結合起來，通過納米顆粒在PBT/PET基體中的有效分散及界面 結構控制，納米粒子得到了高度的分散，有效的抑制了聚酯合金間的酯交換反應， 制備了三元納米復合材料，大大提高了其耐熱性和制品的表面光潔度，同時也提 高了材料的強度和模量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱塑性聚酯合金納米復合材料，按質量百分數 計，由50～98％的聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、0～40％的聚對苯二甲酸乙二 醇酯(PET)、0.1～5％的經偶聯劑進行表面處理過的無機納米材料、0～5％的抗 氧劑和/或潤滑劑等助劑組成。

本發明的又一目的在于提供上述一種熱塑性聚酯合金納米復合材料的制備 方法，首先，將上述各組分共同加入高速攪拌機混合均勻，轉速為500～7500轉 /分，混合時間5～10分鐘；然后在雙螺桿擠出機中進行擠出，溫度范圍為210～ 265℃，熔融共混造粒制得。

其中，PBT推薦使用其均聚物，特性粘數[η]為0.8～1.0(烏氏粘度法)，密 度為1.20～1.34g/cm3；PET的加入是提高制品的表面光滑度和光潔度的基本成 分，它具有比PBT更高的熔融溫度，加入量太少不能獲得高光澤度和優異的表面 光滑性的制品，加入量太大則不僅致使酯交換反應程度增大，還劣化了制品的性 能，外觀光澤度降低，因此優選的質量百分比為10～30％；推薦使用的抗氧劑為 四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010，汽巴精化 (Ciba)公司出品)、N，N-雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼(抗氧劑 1098，汽巴精化(Ciba)公司出品)和/或三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧 劑168，汽巴精化(Ciba)公司出品)；本發明所述的潤滑劑是硅酮、硅油、白蠟油、 液體石蠟、硬脂酸鋅或硬脂酸鈣，或由它們組成的混合物。優選為硅酮或硬脂酸 鈣，加入質量百分含量為0.1～2％。

本發明所述的無機納米材料至少在一維方向上的尺度為納米級，分散相尺度 為10～100nm，可以是納米粘土、納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦、 納米氧化鋅或納米三氧化二鋁中一種或二種的復配物。優選為納米二氧化硅、納 米碳酸鈣和納米粘土。偶聯劑為硅烷偶聯劑(KH550、KH560、KH570)、鈦酸酯偶 聯劑(JN114、JN198)、鋁酸酯偶聯劑(SG-Al?821)中一種，用量為無機納米材 料質量的1～12％。優選的偶聯劑為KH550、JN114，推薦使用量為納米無機材料 的3～8％。