CN101570622A - 一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料及其制备方法，该复合材料包括以下组分及含量：对苯二甲酸环丁二醇酯50－99.99重量份，纳米蒙脱土0.01－50重量份。采用原位聚合法将聚对苯二甲酸环丁二醇酯的低分子量环状齐聚物-对苯二甲酸环丁二醇酯与蒙脱土进行原位聚合而制得产品。与现有技术相比，本发明具有强度高、阻隔性能和耐热性能好，稳定性好，耐水耐化学腐蚀等优点。

Description

一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料及其制备方法。
背景技术
聚合物/蒙脱土纳米复合材料是一类新兴的复合材料。由于蒙脱土片层在聚合物中可以形成纳米级分散，所以蒙脱土的加入使复合材料的强度、模量、阻隔性能和耐热性等都有明显的改善。
酯类聚合物如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，现在正逐日增多地应用于包装、汽车零部件等，其每年的体积用量已基本占去整个工程塑料的11％左右。尤其是PBT，由于其具有较高的韧性，强度，尺寸稳定性好，耐水，耐化学腐蚀以及不导电等优异性能，在工程方面具有广泛的用途，尤其是在汽车、建筑和结构材料等方面。因此PBT/蒙脱土纳米复合材料的制备有着广阔的应用前景。
CBT是以PBT为原料，用催化剂在溶液中将PBT裂解为短链的齐聚物，并闭合成环状。CBT是不同低分子量环状齐聚物的混合物。它的特点就是在加热的情况下，会变的像水一样，粘度很低。若加入催化剂并在适当的温度下，CBT会聚合成高分子量的PBT树脂。
现有的复合材料强度低、隔热与耐热性能差，易腐蚀发生导电现象。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种强度高、阻隔性能和耐热性能好，稳定性好，耐水耐化学腐蚀的聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料，其特征在于，该复合材料包括以下组分及含量：对苯二甲酸环丁二醇酯50-99.99重量份，纳米蒙脱土0.01-50重量份。
所述的对苯二甲酸环丁二醇酯包括对苯二甲酸环丁二醇酯100号、对苯二甲酸环丁二醇酯160号。
所述的对苯二甲酸环丁二醇酯的结构式为：
Figure A20081003679000041
其中n＝2-10。
所述的纳米蒙脱土包括未经改性的蒙脱土和有机改性的蒙脱土。
一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料的制备方法，其特征在于，采用原位聚合法将聚对苯二甲酸环丁二醇酯的低分子量环状齐聚物-对苯二甲酸环丁二醇酯与蒙脱土进行原位聚合而制得产品。
所述的原位聚合法包括以下步骤：
(1)将对苯二甲酸环丁二醇酯50-99.99重量份在70～180℃范围内加热熔融，粘度在10～50MPa.s的时候，将蒙脱土0.01-50重量份加入，使对苯二甲酸环丁二醇酯继续保持该粘度的熔融状态，进行恒温超声分散或持续搅拌1～50小时；
(2)将分散好的对苯二甲酸环丁二醇酯/纳米蒙脱土混合物进行升温至180～250℃进行原位聚合。
与现有技术相比，本发明采用CBT与纳米蒙脱土进行原位聚合的方式制备PBT/蒙脱土纳米复合材料，使复合材料的强度、模量、阻隔性能和耐热性等都有明显的改善，具有较高的韧性，强度，尺寸稳定性好，耐水，耐化学腐蚀以及不导电等优异性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体详细说明。
实施案例1
将CBT98重量份加热至150℃熔融，当CBT熔体粘度为10MPa.s的时候，加入2重量份纳米蒙脱土，充分搅拌20h，通N2，使纳米蒙脱土在CBT熔体中分散均匀。然后升温至190℃，使CBT进行原位聚合，制备PBT/蒙脱土纳米复合材料。
实施案例2
将CBT98重量份加热至150℃熔融，当CBT熔体粘度为30MPa.s的时候，加入2重量份纳米蒙脱土，超声分散20h，N2保护，使纳米蒙脱土在CBT熔体中分散均匀。然后升温至190℃，使CBT进行原位聚合，制备PBT/蒙脱土纳米复合材料。
实施案例3
将CBT90重量份加热至150℃熔融，当CBT熔体粘度为20MPa.s的时候，加入10重量份纳米蒙脱土，充分搅拌20h，通N2，使纳米蒙脱土在CBT熔体中分散均匀。然后升温至190℃，使CBT进行原位聚合，制备PBT/蒙脱土纳米复合材料。
实施案例4
将CBT90重量份加热至150℃熔融，当CBT熔体粘度为40MPa.s的时候，加入10重量份纳米蒙脱土，超声分散20h，N2保护，使纳米蒙脱土在CBT熔体中分散均匀。然后升温至190℃，使CBT进行原位聚合，制备PBT/蒙脱土纳米复合材料。
实施案例5
将型号为CBT100的对苯二甲酸环丁二醇酯50重量份在70℃范围内加热熔融，粘度很低的时候，将未经改性的蒙脱土50重量份加入，使对苯二甲酸环丁二醇酯继续保持粘度很低的熔融状态，持续搅拌1小时；将分散好的对苯二甲酸环丁二醇酯/纳米蒙脱土混合物进行升温至180℃进行原位聚合。
所述的对苯二甲酸环丁二醇酯的结构式为：
Figure A20081003679000051
其中n＝2。
实施案例6
将型号为CBT160的对苯二甲酸环丁二醇酯99.99重量份在70℃范围内加热熔融，粘度为50MPa.s的时候，将有机改性的蒙脱土0.01重量份加入，使对苯二甲酸环丁二醇酯继续保持粘度很低的熔融状态，进行恒温超声分散50小时；将分散好的对苯二甲酸环丁二醇酯/纳米蒙脱土混合物进行升温至250℃进行原位聚合。
所述的对苯二甲酸环丁二醇酯的结构式为：
Figure A20081003679000061
其中n＝10。

Claims (6)

1.一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料，其特征在于，该复合材料包括以下组分及含量：对苯二甲酸环丁二醇酯50-99.99重量份，纳米蒙脱土0.01-50重量份。
2.根据权利要求1所述的一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料，其特征在于，所述的对苯二甲酸环丁二醇酯包括对苯二甲酸环丁二醇酯100号、对苯二甲酸环丁二醇酯160号。
3.根据权利要求1所述的一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料，其特征在于，所述的对苯二甲酸环丁二醇酯的结构式为：
Figure A2008100367900002C1
其中n＝2-10。
4.根据权利要求1所述的一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料，其特征在于，所述的纳米蒙脱土包括未经改性的蒙脱土和有机改性的蒙脱土。
5.一种如权利要求1所述的聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料的制备方法，其特征在于，采用原位聚合法将聚对苯二甲酸环丁二醇酯的低分子量环状齐聚物-对苯二甲酸环丁二醇酯与蒙脱土进行原位聚合而制得产品。
6.根据权利要求5所述的一种聚对苯二甲酸环丁二醇酯与纳米蒙脱土复合材料的制备方法，其特征在于，所述的原位聚合法包括以下步骤：
(1)将对苯二甲酸环丁二醇酯50-99.99重量份在70～180℃范围内加热熔融，粘度在10～50MPa.s的时候，将蒙脱土0.01-50重量份加入，使对苯二甲酸环丁二醇酯继续保持该粘度的熔融状态，进行恒温超声分散或持续搅拌1～50小时；
(2)将分散好的对苯二甲酸环丁二醇酯/纳米蒙脱土混合物进行升温至180～250℃进行原位聚合。
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