一種快速結(jié)晶聚酯及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種快速結(jié)晶聚酯，其特征為在聚酯中含有粒徑為100～300nm的納米硼化鋯，納米硼化鋯在聚酯中的重量含量為1～5%。本發(fā)明還涉及該快速結(jié)晶聚酯的制備方法。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)為既具有快速結(jié)晶速率，生產(chǎn)制備過(guò)程不復(fù)雜，同時(shí)又能保持聚酯本身優(yōu)良的物理化學(xué)性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種快速結(jié)晶聚酯及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有快速結(jié)晶速率的聚酯；尤其涉及一種含有納米硼化鋯的具有快速結(jié)晶速率的聚酯及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酯由于具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐磨損性、耐蠕變性,并且硬度大、剛性好、吸水性小及尺寸穩(wěn)定性好，被已廣泛用于纖維、薄膜、片基以及聚酯瓶領(lǐng)域，但作為工程塑料應(yīng)用還非常有限，主要是由于聚酯較慢的結(jié)晶速率和過(guò)長(zhǎng)的成型周期造成的，加之聚酯的結(jié)晶溫度高，其注塑模溫達(dá)到150~180°C，故而經(jīng)濟(jì)性差。在通常的模塑加工溫度下結(jié)晶速率慢，160°C半結(jié)晶期達(dá)到62秒，妨礙了其在工程塑料領(lǐng)域中的應(yīng)用。要使聚酯成功地用作工程塑料，關(guān)鍵在于加快聚酯的結(jié)晶速率。
[0003]目前，加快聚酯的結(jié)晶速率主要采用以下三種方法:一、采用共混的方式在基體聚酯中加入成核劑和結(jié)晶促進(jìn)劑；二、采用共聚的方式在分子鏈中接入改性基團(tuán)；三、在聚酯合成過(guò)程中添加苯甲酸鈉、蒙脫土等物質(zhì)。但以上三種方法均有其不足之處:方法一成核劑和結(jié)晶促進(jìn)劑很難在基體樹(shù)脂中分散均勻，而且在共混過(guò)程中會(huì)造成聚酯降解，影響材料的力學(xué)性能；方法二對(duì)聚酯聚合過(guò)程工藝控制要求高，且改性基團(tuán)接入大分子鏈后會(huì)改變材料的物理化學(xué)性能，材料的使用范圍會(huì)受到限制；方法三的添加劑會(huì)降低聚酯的聚合速率，所得聚酯的特性粘度一般難以達(dá)到使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種快速結(jié)晶聚酯，該抗聚酯既具有快速結(jié)晶速率，生產(chǎn)制備過(guò)程不復(fù)雜，同時(shí)又能保持聚酯本身優(yōu)良的物理化學(xué)性能。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為:一種快速結(jié)晶聚酯，其特征為在聚酯中含有粒徑為100~300nm的納米硼化鋯，納米硼化鋯在聚酯中的重量含量為I~5%。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供上述快速結(jié)晶聚酯的制備方法。
[0007]—種快速結(jié)晶聚酯的制備方法，其步驟如下
(1)、納米硼化鋯表面處理
將甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與乙二醇進(jìn)行混合制得混合液，其質(zhì)量比為1:10~1:20，再將粒徑為100~300nm的納米硼化鋯加入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌5~20分鐘，然后將上述制得的混合液加熱到50~80°C后以噴霧形式加入高速混合機(jī)中，整個(gè)加入過(guò)程為I~3小時(shí)，納米硼化鋯的質(zhì)量為混合液的噴入量的5~10倍，得到表面處理好的納米硼化鋯；
(2)、 聚酯的合成
將配制好的聚酯漿料先進(jìn)行酯化反應(yīng)得到酯化物，酯化反應(yīng)的時(shí)間為2~4小時(shí)、溫度為260~275°C、壓力為0.5~3MPa ;酯化反應(yīng)結(jié)束后將上述表面處理好的納米硼化鋯加入到酯化物中，常壓攪拌5~20分鐘后進(jìn)行縮聚反應(yīng)，加入量為硼化鋯在最終聚酯切片中的重量含量為I~5%，縮聚反應(yīng)時(shí)間為2~4小時(shí)、溫度為275~285°C、壓力為20~40Pa ；縮聚反應(yīng)結(jié)束后用氮?dú)鈱⑽锪蠅撼?，?jīng)水冷、切粒，得到快速結(jié)晶聚酯。
[0008]在上述快速結(jié)晶聚酯的制備方法中，配制的聚酯槳料采用常規(guī)生產(chǎn)聚酯時(shí)調(diào)配槳料的工藝，該槳料以二元酸和二元醇作為基本組成的單元，同時(shí)添加有催化劑、熱穩(wěn)定劑，二元酸如對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸或2，6_萘二甲酸等；二元醇如乙二醇、新戊二醇、環(huán)己烷二甲醇或二甘醇等；催化劑如醋酸銻等；熱穩(wěn)定劑如聚磷酸、磷酸三甲酯等。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明采用納米硼化鋯顆粒作為結(jié)晶成核劑，由于該顆粒經(jīng)處理后比表面積大，表面能高，在聚酯合成過(guò)程中加入后，能夠均勻分散在聚酯基體中，使的制得的聚酯中均勻分散含有納米硼化鋯顆粒，由于納米硼化鋯不參與化學(xué)反應(yīng)且添加量很小，因此不會(huì)影響到聚酯的聚合速率，所制備的聚酯具有快速結(jié)晶性能而且可以保持聚酯本身優(yōu)良的物理化學(xué)性能；該快速結(jié)晶聚酯可廣泛應(yīng)用于工程塑料、包裝等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0010]在下列實(shí)施例中納米硼化鋯為合肥開(kāi)爾納米能源科技股份有限公司生產(chǎn)的粒徑為IOOnm~300nm的納米硼化錯(cuò)。
[0011]例1、將Ig甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與11.5g乙二醇進(jìn)行混合，將100g納米硼化鋯加入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌10分鐘，然后將上述制得的混合液加熱到60°C后以噴霧形式加入高速混合機(jī)中，整個(gè)加入過(guò)程1.5小時(shí)，得到表面處理好的納米硼化鋯；
將精對(duì)苯二甲酸8.5KG、乙二醇3.8L、催化劑醋酸銻5.6g、熱穩(wěn)定劑聚磷酸0.4g配置成漿料后于溫度為270°C、壓力為2MPa條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間2.5小時(shí)；酯化反應(yīng)結(jié)束后將上述表面處理好的納米硼化鋯加入到酯化物中，常壓攪拌10分鐘后，于溫度為280°C、壓力為20~40Pa條件下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)；縮聚反應(yīng)結(jié)束后用氮?dú)鈱⑽锪蠅撼?，?jīng)水冷、切粒，得到快 速結(jié)晶聚酯?？焖俳Y(jié)晶聚酯中納米硼化鋯的重量含量為1% ;160°C時(shí)該快速結(jié)晶聚酯的半結(jié)晶期為50秒。
[0012]例2.將2.5g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與35g乙二醇進(jìn)行混合，將300g納米硼化鋯加入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌10分鐘，然后將上述制得的混合液加熱到60°C后以噴霧形式加入高速混合機(jī)中，整個(gè)加入過(guò)程2小時(shí)，得到表面處理好的納米硼化鋯；
將精對(duì)苯二甲酸8.3KG、乙二醇3.7L、催化劑醋酸銻5.6g、熱穩(wěn)定劑聚磷酸0.4g配置成漿料后于溫度為270°C、壓力為2MPa條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間2.5小時(shí)；酯化反應(yīng)結(jié)束后將上述表面處理好的納米硼化鋯加入到酯化物中，常壓攪拌10分鐘后，于溫度為280°C、壓力為20~40Pa條件下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)；縮聚反應(yīng)結(jié)束后用氮?dú)鈱⑽锪蠅撼觯?jīng)水冷、切粒，得到快速結(jié)晶聚酯。快速結(jié)晶聚酯中納米硼化鋯的重量含量為3% ;160°C時(shí)該快速結(jié)晶聚酯的半結(jié)晶期為36秒。
[0013]例3:將5g甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與57.5g乙二醇進(jìn)行混合，將500g納米硼化鋯加入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌10分鐘，然后將上述制得的混合液加熱到60°C后以噴霧形式加入高速混合機(jī)中，整個(gè)加入過(guò)程2.5小時(shí)，得到表面處理好的納米硼化鋯；
將精對(duì)苯二甲酸8.1KG、乙二醇3.7L、催化劑醋酸銻5.6g、熱穩(wěn)定劑聚磷酸0.4g配置成漿料后于溫度為270°C、壓力為2MPa條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間2.5小時(shí)；酯化反應(yīng)結(jié)束后將上述表面處理好的納米硼化鋯加入到酯化物中，常壓攪拌10分鐘后，于溫度為280°C、壓力為20~40Pa條件下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)；縮聚反應(yīng)結(jié)束后用氮?dú)鈱⑽锪蠅撼觯?jīng)水冷、切粒，得 到快速結(jié)晶聚酯。快速結(jié)晶聚酯中納米硼化鋯的重量含量為5% ;160°C時(shí)該快速結(jié)晶聚酯的半結(jié)晶期為29秒。
【權(quán)利要求】
1.一種快速結(jié)晶聚酯，其特征為在聚酯中含有粒徑為100~300nm的納米硼化鋯，納米硼化錯(cuò)在聚酯中的重量含量為I~5%。
2.一種快速結(jié)晶聚酯的制備方法，其步驟如下 (1)、納米硼化鋯表面處理 將甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷與乙二醇進(jìn)行混合制得混合液，其質(zhì)量比為1:10~1:20，再將粒徑為100~300nm納米硼化鋯加入高速攪拌機(jī)中，高速攪拌5~20分鐘，然后將上述制得的混合液加熱到50~80°C后以噴霧形式加入高速混合機(jī)中，整個(gè)加入過(guò)程為I~3小時(shí)，納米硼化鋯的質(zhì)量為混合液的噴入量的5~10倍，得到表面處理好的納米硼化鋯； (2)、聚酯的合成 將配制好的聚酯漿料先進(jìn)行酯化反應(yīng)得到酯化物，酯化反應(yīng)的時(shí)間為2~4小時(shí)、溫度為260~275°C、壓力為0.5~3MPa ;酯化反應(yīng)結(jié)束后將上述表面處理好的納米硼化鋯加入到酯化物中，常壓攪拌5~20分鐘后進(jìn)行縮聚反應(yīng)，加入量為硼化鋯在最終聚酯切片中的重量含量為I~5%，縮聚反應(yīng)時(shí)間為2~4小時(shí)、溫度為275~285°C、壓力為20~40Pa ；縮聚反應(yīng)結(jié)束后用氮?dú)鈱⑽锪蠅撼?，?jīng)水冷、切粒，得到快速結(jié)晶聚酯。
【文檔編號(hào)】C08K9/06GK103570924SQ201310620490
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】朱振達(dá), 宗建平, 陳旭, 陳小雷, 徐梅 申請(qǐng)人:華潤(rùn)包裝材料有限公司, 珠海華潤(rùn)包裝材料有限公司