一种聚酯/粘土纳米复合材料的制备方法
专利汇可以提供一种聚酯/粘土纳米复合材料的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种聚酯/粘土纳米 复合材料 的制备方法，将聚对苯二 甲酸 乙二醇酯缩聚催化剂和有机插层剂同时插入到蒙脱土 片层 中间。有机插层剂插入蒙脱土层间，扩大了蒙脱土层间距，有利于聚对苯二甲酸乙二醇酯大分子链进入蒙脱土层间，同时使催化反应中心发生在层间，利用大量的聚合热将蒙脱土片层进一步撑开，甚至将片层解离，大大提高了蒙脱土分散均匀性。本发明同时还具有较高的热 稳定性 。，下面是一种聚酯/粘土纳米复合材料的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种聚酯/粘土纳米复合材料的制备方法，以重量份计，按如下步 骤进行：
(1)将阳离子交换总容量为50～200meq/100g的粘土0.5～20份 加50～500份的乙二醇，在50～150℃搅拌、分散均匀；
(2)将0.01～1份缩聚催化剂在50～150℃、5～200份的乙二醇中 搅拌溶解，加入上述粘土悬浮液中，上述混合液在50～150℃搅拌0.5～8 小时后过滤、洗涤；
(3)将上述湿蒙脱土在10～600份水中分散均匀，0.1～20份有机 插层剂在10～200份水中溶解后加入蒙脱土水悬浮液中，30～100℃搅拌 0.5～8小时后过滤、洗涤、干燥，经粉碎得到插层土；
(4)将100份对苯二甲酸乙二醇酯和0.5～20份插层土加入反应器， 升温至180～200℃搅拌0.5～3小时，加入0.05～2份添加剂，升温至240～ 280℃，经两次减压至1～50Pa后缩聚1～5小时，即得聚酯/粘土纳米复 合材料。
2.根据权利要求1的制备方法，其特征在于所述粘土的阳离子交换 总容量为90～110meq/100g，粘土用量为1～5份。
3.根据权利要求1的制备方法，其特征在于所述缩聚催化剂为醋酸 锑、三氧化二锑、钛酸丁酯或草酸钛钾。
4.根据权利要求1的制备方法，其特征在于所述有机插层剂为有机 膦鎓盐、吡啶鎓盐或水溶性聚合物。
5.根据权利要求1的制备方法，其特征在于所述添加剂为稳定剂、 润滑剂、成核剂或着色剂中的一种或几种。
技术领域
本发明涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料的制备方法， 特别涉及一种PET/粘土纳米复合材料的制备方法。
背景技术
发明内容
本发明聚酯/粘土纳米复合材料的制备方法，以重量份计，按如下步 骤进行：
(1)将阳离子交换总容量为50～200meq/100g的粘土0.5～20份加 50～500份的乙二醇，在50～150℃搅拌、分散均匀；
(2)将0.01～1份缩聚催化剂在50～150℃、5～200份的乙二醇中搅 拌溶解，加入上述粘土悬浮液中，上述混合液在50～150℃搅拌0.5～8小 时后过滤、洗涤；
(3)将上述湿蒙脱土在10～600份水中分散均匀，0.1～20份有机插 层剂在10～200份水中溶解后加入蒙脱土水悬浮液中，30～100℃搅拌 0.5～8小时后过滤、洗涤、干燥，经粉碎得到插层土；
(4)将100份对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)和0.5～20份插层土加入 反应器，升温至180～200℃搅拌0.5～3小时，之后采用常规方法缩聚， 具体为：加入0.05～2份添加剂，升温至240～280℃，经两次减压至1～ 50Pa后缩聚1～5小时，即得聚酯/粘土纳米复合材料。所得蒙脱土分散相 以10～100nm尺度分散于PET基体中。
所述粘土是一类矿物主要成分为含85～95％蒙脱土(MMT)的层状硅 酸盐。其单位晶胞由两层硅氧四面体中间夹带一层铝氧八面体组成，两者 之间靠共用氧原子连接。蒙脱土粘土内表面带有负电荷，层间吸附的Na+、 Ca2+、Mg2+等阳离子是可交换性阳离子，可以与层外的其它金属阳离子或有 机阳离子进行交换。粘土阳离子交换总容量(CEC)为50～200meq/100g， 最好为90～110meq/100g。粘土用量为0.5～20份，最好为1～5份。
所述缩聚催化剂为醋酸锑、三氧化二锑、钛酸丁酯、草酸钛钾等。
所述有机插层剂为有机膦鎓盐、吡啶鎓盐或水溶性聚合物，如十六烷 基三苯基溴化膦、十六烷基溴化吡啶、聚乙烯醇、聚乙烯吡络烷酮等，其 热分解温度高于烷基铵盐，提高了聚酯/粘土纳米复合材料的热稳定性。
所述添加剂可以为稳定剂，如磷酸盐、亚磷酸盐等，还可以为润滑剂、 成核剂，着色剂等。添加剂可以单独或配合使用。
本发明的特点是将PET缩聚催化剂和有机插层剂同时插入到蒙脱土片 层中间。有机插层剂插入蒙脱土层间，扩大了蒙脱土层间距，有利于PET 大分子链进入蒙脱土层间，同时使催化反应中心发生在层间，利用大量的 聚合热将蒙脱土片层进一步撑开，甚至将片层解离，大大提高了蒙脱土分 散均匀性。
附图说明
图1为PET/粘土纳米复合材料热失重图
图2为PET/粘土纳米复合材料XRD图
具体实施方式
将阳离子交换容量为100meq/100g的蒙脱土10.0g加乙二醇150g，加 热至80℃，并高速搅拌，得悬浮液。
0.4g醋酸锑溶于40g加热至80℃的乙二醇中，得溶液。把该溶液缓 慢加入到上述悬浮液中，在80℃搅拌4小时，自然冷却至室温后，离心分 离得沉淀，用乙二醇清洗三次，蒙脱土层间距由1.2nm扩大为1.7nm，说 明Sb3+已被交换于蒙脱土层间。
将上述湿蒙脱土在200g水中分散均匀，3.2g十六烷基三苯基溴化膦 在100g水中溶解后加入蒙脱土水悬浮液中，90℃搅拌4小时后离心分离， 用蒸馏水清洗多次，直至用0.1N硝酸银溶液检测无溴离子，产物经干燥 后粉碎，得所需具催化活性的有机化蒙脱土粉末，蒙脱土层间距进一步扩 大为2.4nm。
100gBHET和上述蒙脱土粉末3.0g混合均匀，加入到通有高纯氮气的 缩聚反应容器中，加热至200℃，待BHET全部熔融后，快速搅拌1小时， 加入0.2g磷酸三甲酯，逐渐升温，当温度升至240℃以上时，开始抽真空， 经两次减压至10～15Pa，温度升到280℃后，保持恒温。继续反应4小时 后即得PET/粘土纳米复合材料，特性粘数为0.67dl/g，起始热失重温度 为437.1℃(见图1b)，蒙脱土层间距大于3nm(见图2b)。
实施例2
将阳离子交换容量为110meq/100g的蒙脱土8.0g加乙二醇120g，加 热至80℃，并高速搅拌，得悬浮液。
0.3g醋酸锑溶于15g加热至80℃的乙二醇中，得溶液。把该溶液缓 慢加入到上述悬浮液中，在80℃搅拌4小时，自然冷却至室温后，离心分 离得沉淀，用乙二醇清洗三次，蒙脱土层间距由1.2nm扩大为1.7nm，说 明Sb3+已被交换于蒙脱土层间。
将上述湿蒙脱土在200g水中分散均匀，2.1g十六烷基溴化吡啶100g 水中溶解后加入蒙脱土水悬浮液中，90℃搅拌4小时后离心分离，用蒸馏 水清洗多次，直至用0.1N硝酸银溶液检测无溴离子，产物经干燥后粉碎， 得所需具催化活性的有机化蒙脱土粉末蒙脱土层间距进一步扩大为 2.5nm。
100gBHET和上述蒙脱土粉末4.0g混合均匀，加入到通有高纯氮气的 缩聚反应容器中，加热至200℃，待BHET全部熔融后，快速搅拌1小时， 加入0.2g磷酸三甲酯，逐渐升温，当温度升至240℃以上时，开始抽真空， 经两次减压至8～12Pa，温度升到280℃后，保持恒温。继续反应4小时 后即得PET/粘土纳米复合材料，特性粘数为0.68dl/g，蒙脱土层间距大 于3nm。
实施例3
将阳离子交换容量为90meq/100g的蒙脱土15.0g加乙二醇250g，加 热至80℃，并高速搅拌，得悬浮液。
0.7g醋酸锑溶于60g加热至80℃的乙二醇中，得溶液。把该溶液缓 慢加入到上述悬浮液中，在80℃搅拌4小时，自然冷却至室温后，离心分 离得沉淀，用乙二醇清洗三次。
将上述湿蒙脱土在300g水中分散均匀，8.0g聚乙烯吡咯烷酮溶在 100g水中溶解后加入蒙脱土水悬浮液中，90℃搅拌2小时后离心分离，用 蒸馏水清洗多次，离心所得产物即为具催化活性的有机化蒙脱土粉末，蒙 脱土层间距进一步扩大为3.5nm。
100gBHET和上述蒙脱土粉末2.0g混合均匀，加入到通有高纯氮气的 缩聚反应容器中，加热至200℃，待BHET全部熔融后，快速搅拌40分钟， 加入0.2g磷酸三甲酯，逐渐升温，当温度升至240℃以上时，开始抽真空， 经两次减压至10～15Pa，温度升到280℃后，保持恒温。继续反应4小时 后即得PET/粘土纳米复合材料，特性粘数为0.65dl/g，起始热失重温度 为442.2℃(见图1c)，经XRD测试，发现10°以下已经没有衍射峰了， 说明蒙脱土片层已完全剥离(见图2c)。
实施例4
将阳离子交换容量为100meq/100g的蒙脱土10.0g加水300g，加热至 80℃，并高速搅拌，得悬浮液。
0.05g草酸钛钾溶于60g水中，得溶液。把该溶液缓慢加入到上述悬 浮液中，在80℃搅拌4小时，自然冷却至室温后，离心分离得沉淀，用水 清洗三次，蒙脱土层间距由1.2nm扩大为1.4nm，说明草酸钛钾已被吸附 于蒙脱土层间。
将上述湿蒙脱土在250g水中分散均匀，3.0g聚乙烯吡咯烷酮溶在 50g水中溶解后加入蒙脱土水悬浮液中，80℃搅拌2小时后离心分离，用 蒸馏水清洗多次，离心所得产物经干燥后粉碎，即为具催化活性的有机化 蒙脱土粉末，蒙脱土层间距进一步扩大为3.5nm。
100gBHET和上述蒙脱土粉末3.0g混合均匀，加入到通有高纯氮气的 缩聚反应容器中，加热至200℃，待BHET全部熔融后，快速搅拌40分钟， 加入0.2g磷酸三甲酯，逐渐升温，当温度升至240℃以上时，开始抽真空， 经两次减压至8～12Pa，温度升到280℃后，保持恒温。继续反应4小时 后即得PET/粘土纳米复合材料，特性粘数为0.68dl/g，经XRD测试，发 现10°以下已经没有衍射峰了，说明蒙脱土片层已完全剥离。
对比例1
将阳离子交换容量为100meq/100g的蒙脱土8.0g在200g水中分散均 匀，2.2g十六烷基三甲基溴化铵在100g水中溶解后加入蒙脱土水悬浮液 中，80℃搅拌4小时后离心分离，用蒸馏水清洗多次，直至用0.1N硝酸 银溶液检测无溴离子，产物经干燥后粉碎，得有机化蒙脱土粉末蒙脱土层 间距进一步扩大为2.5nm。
100gBHET、0.032g三氧化二锑和上述蒙脱土粉末3.0g混合均匀，加 入到通有高纯氮气的缩聚反应容器中，加热至200℃，待BHET全部熔融后， 快速搅拌1小时，加入0.2g磷酸三甲酯，逐渐升温，当温度升至240℃以 上时，开始抽真空，经两次减压至8～12Pa，温度升到280℃后，保持恒 温。继续反应4小时后即得PET/粘土纳米复合材料，特性粘数为0.64dl/g， 起始热失重温度为435.0℃(见图1a)蒙脱土层间距为1.8nm(见图2a)。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 粘土/橡胶纳米复合材料的制备方法 | 2020-05-13 | 328 |
| 疏水改性的粘土聚合物纳米复合材料 | 2020-05-11 | 892 |
| 间规聚苯乙烯/粘土纳米复合材料 | 2020-05-11 | 320 |
| 粘土/橡胶纳米复合材料的制备方法 | 2020-05-12 | 699 |
| 复配改性粘土制备粘土/橡胶纳米复合材料 | 2020-05-11 | 235 |
| 一种制备粘土负载纳米磁铁矿的方法 | 2020-05-12 | 105 |
| 用预膨胀有机粘土制备橡胶与粘土纳米复合材料的方法 | 2020-05-14 | 124 |
| 一种聚乙烯与粘土的纳米级复合材料 | 2020-05-13 | 600 |
| 热固性无机粘土纳米分散体及其用途 | 2020-05-11 | 84 |
| 热固性无机粘土纳米分散体及其用途 | 2020-05-12 | 133 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
