[發明專利]一種PBT包覆的功能粉體及其制備方法

有效

• 申請號: 201210219693.4
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102718988A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 王彪;李莉;王華平
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K7/00;C08K3/04;C08K3/22;C08K3/38;C08K3/00;C08K3/36;C09C3/10;C09C3/08;C09C1/00;C09C1/44;C09C1/36;C09C1/40;C09C1/28
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發明涉及功能性材料領域，具體涉及一種PBT包覆的功能粉體及其制備方法。

背景技術

在材料科學技術不斷發展的今天，基于功能高分子材料的開發工作層出不窮。其中，開發功能高分子材料的主要途徑是物理共混法，即是以聚合物為基體，將功能粉體材料添加到基體中，并通過共混加工技術使聚合物獲得某種功能化。目前，采用物理共混法制備出的功能高分子材料種類繁多，如導電、抗靜電、抗紫外線、抗菌、消臭、負氧離子、遠紅外功能粉體等等。然而，功能性高分子材料制備過程添加的功能粉體大多為無機材料，與基體的相容性不佳。另一方面，聚合物的高粘度特性也很難使無機粉體在基體中獲得良好的分散性，因此功能粉體在基體中極易發生團聚作用，分散性較差，結果導致所獲功能高分子材料的性能嚴重劣化。

對功能粉體進行分散處理的最有效途徑是對其進行表面改性，常用的改性技術之一是表面包覆，通過對功能粉體進行表面包覆處理，可改善粉體顆粒的表面活性，提高粉體的分散性以及基體相容性。一般可通過物理方法或化學方法來實現粉體的表面包覆，采用化學方法實現粉體材料的表面包覆，需對粉體材料的表面基團提出一定的要求，或者應用物理或化學方法使顆粒表面產生可參與接枝反應的活性基團，這種方法的處理技術較復雜，適用性不廣。一般常用物理方法實現粉體表面包覆，采用該種方法進行功能粉體表面包覆的關鍵在于尋找合適的包覆材料，使之能夠在功能粉體與聚合物基體之間起到很好的橋梁嫁接作用，從而提高功能粉體與聚合物基體之間的相容性。目前，常用偶聯劑作為表面包覆材料對無機功能粉體進行表面改性處理，即通過物理作用在粉體表面包覆上一層硅烷偶聯劑或者鈦類偶聯劑來提高其在樹脂基體中的分散性，然而這類包覆材料只能在一定程度上改善無機顆粒在基體中的分散性，其粉體團聚現象仍比較嚴重，團聚現象的存在將會影響材料功能化的效果，同時也對材料的力學性能造成嚴重的影響。

CBT是不同分子量聚對苯二甲酸丁二醇酯環狀低聚物的混合物，當加熱到190℃時會變得像水一樣，在相同條件下PBT的粘度大約是它的5000倍。若加入催化劑并在一定溫度條件下，CBT會聚合成高分子量的PBT樹脂。同時，CBT具有反應速度快、反應過程無熱釋放、并且對各種有機、無機材料均由良好潤濕能力等優點。

在CN101759965A、CN101570622A及CN101570623A專利中涉及到了一種CBT原位聚合方法以制備蒙脫土納米復合材料，由于CBT具有低粘度、高流動性的特點，可使納米蒙脫土很好的分散在樹脂基體中，在加工過程中CBT發生原位聚合，制得PBT復合材料；這三個專利申請所用的CBT樹脂中均直接包含了催化劑，當到達聚合溫度時就可發生聚合反應，反應初期體系的粘度極低，蒙脫土通過物理手段很好分散在聚合介質中。在CN?101768258A中提供了一種化學方法將CBT催化劑接在POSS納米材料上，并加入到CBT中，用于制備PBT/POSS新型納米復合材料，這一方法使得POSS納米材料成為了反應的活性中心，進一步提高了功能粉體在有機基體中的分散性，然而采用化學方法在納米材料上接上催化基團需對材料有一定的要求，處理技術也比較復雜，這種方法的適用性比較狹窄，具有一定的局限性。因此，尋找一種簡單、普適性的方法來解決這一問題具有重要的應用價值。

發明內容

本發明提供的一種PBT包覆的功能粉體及其制備方法，是以CBT為原料，同時將催化劑擔載于功能粉體的表面，并經混合后進行原位聚合，功能粉體的表面會包覆上一層PBT樹脂，這一方法可大大改善功能粉體在聚合物基體中的分散性問題。本發明解決的技術關鍵是提供了一種PBT包覆的功能粉體的制備方法。

CBT樹脂的結構式為：

n的值為2～7。

本發明提供的一種PBT包覆的功能粉體，為核殼結構，內核為功能粉體，外殼為PBT樹脂，其中內核可以是單個功能粉體，也可以是由多個功能粉體組成的多核結構。

如上所述的一種PBT包覆的功能粉體，所述的功能粉體為碳納米管、納米二氧化鈦、電氣石粉體、納米銀系抗菌劑、納米氧化硅及熒光粉中的一種或幾種，所述功能粉體粒徑為20～80nm。

如上所述的一種PBT包覆的功能粉體，所述的PBT樹脂與功能粉體的質量比為2～4:1，在該質量比范圍內，可獲得包覆效果良好的PBT包覆的功能粉體，若質量比偏低，則所獲PBT包覆的功能粉體中功能性成分的濃度偏低，若質量比過高，則功能粉體易于發生團聚作用。

本發明還提供了一種PBT包覆的功能粉體的制備方法，包括以下幾個步驟：