[發明專利]鈦系有機化合物復合改性聚酯及其制備方法

無效

• 申請號: 201310002372.3
• 申請日: 2013-01-04
• 公開（公告）號: CN103059522A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 朱美芳;孫賓;陳龍;俞丹;王煒;陳日明
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K5/159;C08G63/68;B29B9/06;B29C47/92
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 解文霞

技術領域

本發明屬于功能性高分子材料，具體涉及一種鈦系有機化合物復合改性聚酯及其制備方法。

背景技術

聚酯因具有良好的耐熱性、耐藥品性、力學性能和電學性能，尤其是透明性好、絕緣性佳，較低的生產成本和較高的性能價格比等優勢，給人們的衣著、家庭裝飾、包裝以及工程等應用領域帶來了一場深刻的變革。

鈦是地球上儲量居第4位的金屬,估計有效儲藏量為3億噸。眾所周知,鈦產品由于具有不銹蝕(完全耐海水腐蝕)、質輕(密度4.51g/cm³)、抗拉強度高(280～1600MPa)等特點，通常以氧化鈦粉和鈦系有機化合物，如鈦醇鹽的形式被廣泛應用。

用于改性聚酯材料的鈦系化合物目前主要停留在無機鈦系化合物，因無機鈦系化合物與聚酯基的相容性差，較難均勻的分散在聚酯基體中，使得其對聚酯材料的改性效果不甚理想，未能充分發揮鈦系化合物的優越性能。

發明內容

本發明提供了一種鈦系有機化合物復合改性聚酯及其制備方法，用以解決現有技術存在的缺陷和不足。

為實現上述目的，本發明所述的一種鈦系有機化合物復合改性聚酯，其所述鈦系有機化合物的結構通式如下：

Ti_x(OR¹O)_y(OOCC₆H₄COO)_zH₄

其中R¹為C₂~C₄的烷基，x≥1，z≥1且2y+2z=4x+4。

進一步，所述鈦系有機化合物的結構通式中x=4。

進一步，所述鈦系有機化合物的結構通式為Ti₄(OR¹O)₈(OOCC₆H₄COO)₂H₄。

由所述通式可知，所述鈦系有機化合物至少包括一個苯環結構，且包含烷氧基鈦鍵和酰基鈦鍵，例如下式（I）所示結構，該結構僅用于舉例說明，不具有任何指向性：

進一步，所述鈦系有機化合物以片層結構分散在聚酯基體內。

進一步，所述片層結構的厚度為50~500nm，長為300～1000nm，寬為300～1000nm。

進一步，所述聚酯基體是聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）和聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）中的一種以上。

由于該鈦系有機化合物中也含有對苯二甲酸和二元醇的組份，與PET分子結構相似，兩相間相容性更好，使其在聚酯組份中有更好的單分散性；并且，其分子結構中同時具有紫外屏蔽作用的兩個關鍵組份鈦元素和苯環，會增強其紫外線屏蔽的作用。因此，鈦系有機化合物穩定且與基體的相容性理想，分散均勻。實驗證明，本發明提供的鈦系有機化合物復合改性聚酯的抗紫外線性能，遠紅外輻射性能都獲得了很大的提升。

現提供一種所述鈦系有機化合物的制備方法，具體為將鈦酸酯、二元脂肪醇和para-C₆H₄(COOR²)₂，其中R²選自氫、甲基或乙基為原料，在0.1MPa壓力下，150℃左右控溫反應1.2h后，升溫至260℃左右繼續反應。待反應完全，冷卻，收集其中的固體，經研磨得到粉末狀含鈦系有機化合物的酯化復合物。用1:1重量比的苯酚-四氯乙烷溶液溶解所述酯化復合物，離心分離，收集不溶物即鈦系有機化合物。

本發明還提供了鈦系有機化合物復合改性聚酯的制備方法，其采用熔融共混法或原位聚合法進行復合改性。

所述熔融共混法是指聚酯切片同所述鈦系有機化合物在聚酯切片熔點以上熔融混合，熔融共混改性的難點和關鍵點為復合改性劑的團聚問題，所述鈦系有機化合物因自身結構從而具有低團聚性，因此可以很好的適用熔融共混法進行復合改性。

進一步，所述熔融共混法包括以下步驟：

11）配置聚酯切片與鈦系有機化合物以重量比為75~95∶5~25的混合物；

12）將上步混合物置入雙螺桿擠出機擠出，擠出溫度170~280℃；

13）切片造粒獲得鈦系有機化合物復合改性聚酯。

所述原位聚合法是指所述鈦系有機化合物與聚酯單體混合后再進行聚合反應。原位聚合法與熔融共混法相比，鈦系有機化合物在基體內的分散更加均勻。

進一步，所述原位聚合法包括以下步驟：