CN102718988A - 一种pbt包覆的功能粉体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种PBT包覆的功能粉体及制备方法，所述PBT包覆的功能粉体具有核壳结构，内核为功能粉体，外壳为PBT树脂。所述的功能粉体为碳纳米管、纳米二氧化钛、电气石粉体、纳米银系抗菌剂、纳米氧化硅及荧光粉中的一种或几种，所述功能粉体的粒径为20～80nm。所述功能粉体表面担载了一层钛类催化剂，所述的包覆方法是通过CBT在功能粉体表面聚合生成PBT树脂，并经喷雾粉化而实现的，其中，PBT树脂与功能粉体的质量比为2～4:1。该技术所获PBT包覆的功能粉体与PET、PTT、PA6等热塑性树脂均有很好的相容性，大大改善了功能粉体在有机树脂中的分散性问题，在功能性纤维开发方面具有良好的运用前景。

Description

一种PBT包覆的功能粉体及其制备方法

技术领域

本发明涉及功能性材料领域，具体涉及一种PBT包覆的功能粉体及其制备方法。

背景技术

在材料科学技术不断发展的今天，基于功能高分子材料的开发工作层出不穷。其中，开发功能高分子材料的主要途径是物理共混法，即是以聚合物为基体，将功能粉体材料添加到基体中，并通过共混加工技术使聚合物获得某种功能化。目前，采用物理共混法制备出的功能高分子材料种类繁多，如导电、抗静电、抗紫外线、抗菌、消臭、负氧离子、远红外功能粉体等等。然而，功能性高分子材料制备过程添加的功能粉体大多为无机材料，与基体的相容性不佳。另一方面，聚合物的高粘度特性也很难使无机粉体在基体中获得良好的分散性，因此功能粉体在基体中极易发生团聚作用，分散性较差，结果导致所获功能高分子材料的性能严重劣化。

对功能粉体进行分散处理的最有效途径是对其进行表面改性，常用的改性技术之一是表面包覆，通过对功能粉体进行表面包覆处理，可改善粉体颗粒的表面活性，提高粉体的分散性以及基体相容性。一般可通过物理方法或化学方法来实现粉体的表面包覆，采用化学方法实现粉体材料的表面包覆，需对粉体材料的表面基团提出一定的要求，或者应用物理或化学方法使颗粒表面产生可参与接枝反应的活性基团，这种方法的处理技术较复杂，适用性不广。一般常用物理方法实现粉体表面包覆，采用该种方法进行功能粉体表面包覆的关键在于寻找合适的包覆材料，使之能够在功能粉体与聚合物基体之间起到很好的桥梁嫁接作用，从而提高功能粉体与聚合物基体之间的相容性。目前，常用偶联剂作为表面包覆材料对无机功能粉体进行表面改性处理，即通过物理作用在粉体表面包覆上一层硅烷偶联剂或者钛类偶联剂来提高其在树脂基体中的分散性，然而这类包覆材料只能在一定程度上改善无机颗粒在基体中的分散性，其粉体团聚现象仍比较严重，团聚现象的存在将会影响材料功能化的效果，同时也对材料的力学性能造成严重的影响。

CBT是不同分子量聚对苯二甲酸丁二醇酯环状低聚物的混合物，当加热到190℃时会变得像水一样，在相同条件下PBT的粘度大约是它的5000倍。若加入催化剂并在一定温度条件下，CBT会聚合成高分子量的PBT树脂。同时，CBT具有反应速度快、反应过程无热释放、并且对各种有机、无机材料均由良好润湿能力等优点。

在CN101759965A、CN101570622A及CN101570623A专利中涉及到了一种CBT原位聚合方法以制备蒙脱土纳米复合材料，由于CBT具有低粘度、高流动性的特点，可使纳米蒙脱土很好的分散在树脂基体中，在加工过程中CBT发生原位聚合，制得PBT复合材料；这三个专利申请所用的CBT树脂中均直接包含了催化剂，当到达聚合温度时就可发生聚合反应，反应初期体系的粘度极低，蒙脱土通过物理手段很好分散在聚合介质中。在CN 101768258A中提供了一种化学方法将CBT催化剂接在POSS纳米材料上，并加入到CBT中，用于制备PBT/POSS新型纳米复合材料，这一方法使得POSS纳米材料成为了反应的活性中心，进一步提高了功能粉体在有机基体中的分散性，然而采用化学方法在纳米材料上接上催化基团需对材料有一定的要求，处理技术也比较复杂，这种方法的适用性比较狭窄，具有一定的局限性。因此，寻找一种简单、普适性的方法来解决这一问题具有重要的应用价值。

发明内容

本发明提供的一种PBT包覆的功能粉体及其制备方法，是以CBT为原料，同时将催化剂担载于功能粉体的表面，并经混合后进行原位聚合，功能粉体的表面会包覆上一层PBT树脂，这一方法可大大改善功能粉体在聚合物基体中的分散性问题。本发明解决的技术关键是提供了一种PBT包覆的功能粉体的制备方法。

CBT树脂的结构式为：

n的值为2～7。

本发明提供的一种PBT包覆的功能粉体，为核壳结构，内核为功能粉体，外壳为PBT树脂，其中内核可以是单个功能粉体，也可以是由多个功能粉体组成的多核结构。

如上所述的一种PBT包覆的功能粉体，所述的功能粉体为碳纳米管、纳米二氧化钛、电气石粉体、纳米银系抗菌剂、纳米氧化硅及荧光粉中的一种或几种，所述功能粉体粒径为20～80nm。

如上所述的一种PBT包覆的功能粉体，所述的PBT树脂与功能粉体的质量比为2～4:1，在该质量比范围内，可获得包覆效果良好的PBT包覆的功能粉体，若质量比偏低，则所获PBT包覆的功能粉体中功能性成分的浓度偏低，若质量比过高，则功能粉体易于发生团聚作用。

本发明还提供了一种PBT包覆的功能粉体的制备方法，包括以下几个步骤：

（1）在功能粉体的表面担载上一层CBT的催化剂

a）将钛类催化剂置于乙醇中溶解，形成质量浓度为25～35%的溶液；

b）将功能粉体添加到上述溶液中，并进行搅拌，催化剂会充分包覆在功能粉体的表面上；所述功能粉体与溶液中的钛类催化剂的质量比为15～25:1；

c）静置分层，取得下层沉淀，在90～100℃下,进一步脱除乙醇溶剂，即得担载有催化剂的担载功能粉体；

（2）混合粉末的制备

a）将CBT粉末与上述担载有催化剂的担载功能粉体混合，通过初步的机械混合作用，使得功能粉体能够较均匀地分散在CBT树脂中，所述CBT与所述功能粉体的质量比为2～4:1；

b）将混合后的粉末进行干燥，由于CBT树脂聚合过程对水分的存在相当的敏感，因此，在聚合前必须进行CBT粉末的充分干燥；

（3）原位聚合

将干燥后的混合粉末进行原位聚合和喷雾粉化，即得PBT包覆的功能粉体。

如上所述的制备方法，所述的钛类催化剂包括：钛酸乙酯、钛酸异丙酯或钛酸2-乙基己基酯。

如上所述的制备方法，所述的功能粉体为碳纳米管、纳米二氧化钛、电气石粉体、纳米银系抗菌剂、纳米氧化硅及荧光粉中的一种或几种，所述功能粉体粒径为20～80nm。

如上所述的制备方法，所述的混合包括：

a）将CBT放入高速粉碎机中，制成CBT粉末，该过程采用间歇形式进行粉碎操作，即采用粉碎2～3分钟停止5～10分钟再粉碎的重复操作，以获得粒径为100～200目的CBT粉末，该操作可避免长时间粉碎过程导致粉体过热及产生粉体的局部聚合，结块的现象；

b）将所获CBT粉末与担载有催化剂的担载功能粉体在混合机中混合，即得CBT与担载有催化剂的担载功能粉体的混合粉末，其中混合时间为5～10min，转速为400～450rpm/min，即可使担载有催化剂的担载功能粉体能均匀地分散在CBT粉末中。

如上所述的制备方法，所述的原位聚合的具体步骤为：

a）干燥后的混合粉末经双螺杆挤出机实现CBT的熔融、聚合以及材料的共混过程，操作温度控制在200～245℃，螺杆转速控制在100～200r/min，通过双螺杆剪切作用，使功能粉体在基体中有很好的分散性，同时，体系粘度随着聚合过程的进行不断增大，有利于抑制粉体的再团聚现象；

b）上述含有功能粉体的熔融液体与热压缩空气经二流体喷嘴并向上高速喷出，喷雾塔上部通冷风，喷出的悬浮液滴会迅速冷却固化；其中热压缩空气的温度为220～240℃，气液比为2～3：1（体积比），在喷雾塔中进行雾化冷却造粒获得PBT包覆的功能粉体，所述PBT包覆的功能粉体的粒径为20～30μm。

如上所述的制备方法，所述的PBT包覆的功能粉体可采用气流粉碎工艺进一步粉碎，所用气流为经冷冻干燥后的氮气，气体压力为0.7～0.8Mpa，所得PBT包覆的功能粉体的粒径为3～5μm。

如上所述的制备方法，所述的干燥是指所述CBT与功能粉体混合物在80～100℃条件下真空干燥40～48h，在这一条件下，可充分的除去混合物中的水分，使CBT开环聚合过程能够顺利进行。

有益效果

本发明通过原位聚合的方法，以CBT作为粉体的表面包覆原料，通过选择合适的加工方法及工艺参数，成功的在功能粉体的表面包覆上了一层PBT树脂，由于PBT与PET、PTT、PA6等热塑性树脂均有很好的相容性，因此本发明涉及的这种表面包覆型功能粉体在聚酯、聚酰胺类材料的功能性开发上面具有良好的应用前景。其制备方法具有如下优点：采用物理方法在功能粉体表面担载了一层CBT的催化剂，操作简单、加工工艺绿色环保，且具有很高的普适性，这种功能粉体不仅是材料发挥功能作用的中心，同时也是CBT发生开环聚合的活性中心，这一技术保证了PBT树脂能充分的包覆好功能粉体。所述PBT功能粉体由反应性加工的方法制备而得，工艺过程简单，生产周期短，所获材料的运用范围较广。用于高分子材料功能化改性时，所述的PBT包覆的功能粉体在聚合物中有良好的分散性，功能化效果突出。

附图说明

图1是表面担载有CBT催化剂的担载功能粉体的示意图

图2是将CBT粉末与担载有催化剂的担载功能粉体在混合机中混合后所获混合粉末的示意图

图3是PBT包覆一个功能粉体的示意图

图4是PBT包覆两个功能粉体的示意图

其中1是功能粉体，2是钛类催化剂，3是CBT粉末，4是PBT树脂。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图3所示，是本发明的一种PBT包覆的功能粉体，所述的PBT包覆的功能粉体为核壳结构，内核为功能粉体1，外壳为PBT树脂4。图4是本发明的一种PBT包覆的功能粉体，所述的PBT包覆的功能粉体为核壳结构，内核为功能粉体1，外壳为PBT树脂4，其中内核为多核结构，即PBT树脂4包覆了两个或两个以上的功能粉体1。

所述的功能粉体为碳纳米管、纳米二氧化钛、电气石粉体、纳米银系抗菌剂、纳米氧化硅及荧光粉中的一种或几种，所述功能粉体的粒径为20～80nm。

所述的PBT树脂与功能粉体的质量比为2～4:1。

图1是表面担载有CBT催化剂的担载功能粉体的示意图，图中1表示功能粉体，2表示钛类催化剂，功能粉体1经含有CBT催化剂的乙醇溶液处理后，在功能粉体1的表面担载上了一层钛类催化剂2。

图2是将CBT粉末与担载有催化剂的担载功能粉体在混合机中混合后所获混合粉末的示意图，图中1表示功能粉体，2表示担载处理后粉体表面附上的一层钛类催化剂，3为CBT粉末，通过机械混合作用，担载有CBT催化剂的担载功能粉体可均匀的分散在CBT粉末3中。

实施例1

（1）在纳米二氧化钛的表面担载上一层CBT的催化剂：将催化剂钛酸乙酯置于乙醇中溶解，形成质量浓度为25%的溶液，然后将纳米二氧化钛添加到上述溶液中，并进行搅拌，钛酸乙酯会充分包覆在纳米二氧化钛的表面上，所述纳米二氧化钛的粒径为20nm，所述纳米二氧化钛与溶液中钛酸乙酯的质量比为15:1；静置分层，取得下层沉淀，在90℃下，进一步脱除乙醇溶剂，即得担载有钛酸乙酯的担载纳米二氧化钛；

（2）混合粉末的制备：将CBT粉末与上述担载有钛酸乙酯的担载纳米二氧化钛混合，所述CBT与所述纳米二氧化钛的质量比为2:1；将混合后的粉末进行干燥；

（3）原位聚合：将干燥后的混合粉末进行原位聚合和喷雾粉化后，即得到PBT包覆的纳米二氧化钛。

实施例2

（1）在电气石粉体的表面担载上一层CBT的催化剂：将催化剂钛酸乙酯置于乙醇中溶解，形成质量浓度为25%的溶液，然后将电气石粉体添加到上述溶液中，并进行搅拌，钛酸乙酯会充分包覆在电气石粉体的表面上，所述电气石粉体粒径为20nm，所述电气石粉体与溶液中钛酸乙酯的质量比为15:1；静置分层，取得下层沉淀，在90℃下，进一步脱除乙醇溶剂，即得担载有钛酸乙酯的担载电气石粉体；

（2）混合粉末的制备：将CBT粉末与上述担载有钛酸乙酯的担载电气石粉体混合，所述CBT与所述电气石粉体的质量比为2:1；将混合后的粉末进行干燥；

如上所述的混合具体步骤为：

a）将CBT放入高速粉碎机中，制成CBT粉末，该过程采用间歇形式进行粉碎操作，即采用粉碎2分钟停止5分钟再粉碎的重复操作，以获得粒径为100目的CBT粉末，该操作可避免长时间粉碎过程导致粉体过热及产生粉体的局部聚合，结块的现象；

b）将所获CBT粉末与担载有钛酸乙酯的担载电气石粉体在混合机中混合，即得CBT与担载有钛酸乙酯的担载电气石粉体的混合粉末，其中混合时间为5min，转速为400rpm/min；

所述的干燥是指上述混合粉末在80℃条件下真空干燥40h。

（3）原位聚合：将干燥后的混合粉末进行原位聚合和喷雾粉化后，即得到PBT包覆的电气石粉体，具体步骤为：

a）干燥后的混合粉末经双螺杆挤出机实现CBT的熔融、聚合以及材料的共混过程，操作温度控制在200～235℃，螺杆转速控制在100r/min，通过双螺杆剪切作用，使电气石粉体在基体中有很好的分散性，同时，体系粘度随着聚合过程的进行不断增大，有利于抑制粉体的再团聚现象；

b）上述含有电气石粉体的熔融液体与热压缩空气经二流体喷嘴并向上高速喷出，喷雾塔上部通冷风，喷出的悬浮液滴会迅速冷却固化；其中热压缩空气的温度为220℃，气液比为2：1（体积比），在喷雾塔中进行雾化冷却造粒获得PBT包覆的电气石粉体，所述PBT包覆的电气石粉体的粒径为30μm。

如上所述的制备方法，所述的PBT包覆的电气石粉体采用气流粉碎工艺进一步粉碎，所用气流为经冷冻干燥后的氮气，气体压力为0.7Mpa，所得PBT包覆的电气石粉体的粒径为5μm。

实施例3

（1）在荧光粉体的表面担载上一层CBT的催化剂：将催化剂钛酸异丙酯置于乙醇中溶解，形成质量浓度为35%的溶液，然后将荧光粉体添加到上述溶液中，并进行搅拌，钛酸异丙酯会充分包覆在荧光粉体的表面上，所述荧光粉体粒径为80nm，所述荧光粉体与溶液中钛酸异丙酯的质量比为25:1；静置分层，取得下层沉淀，在100℃下,进一步脱除乙醇溶剂，即得担载有钛酸异丙酯的担载荧光粉体；

（2）混合粉末的制备：将CBT粉末与上述担载有钛酸异丙酯的担载荧光粉体混合，所述CBT与所述荧光粉体的质量比为4:1；将混合后的粉末进行干燥；

如上所述的混合具体步骤为：

a）将CBT放入高速粉碎机中，制成CBT粉末，该过程采用间歇形式进行粉碎操作，即采用粉碎3分钟停止10分钟再粉碎的重复操作，以获得粒径为200目的CBT粉末，该操作可避免长时间粉碎过程导致粉体过热及产生粉体的局部聚合，结块的现象；

b）将所获CBT粉末与担载有钛酸异丙酯的担载荧光粉体在混合机中混合，即得CBT与担载有钛酸异丙酯的担载荧光粉体的混合粉末，其中混合时间为10min，转速为450rpm/min；

所述的干燥是指上述混合粉末在100℃条件下真空干燥48h。

（3）原位聚合：将干燥后的混合粉末进行原位聚合和喷雾粉化后，即得到PBT包覆的荧光粉体，具体步骤为：

a）干燥后的混合粉末经双螺杆挤出机实现CBT的熔融、聚合以及材料的共混过程，操作温度控制在215～245℃，螺杆转速控制在200r/min，通过双螺杆剪切作用，使荧光粉体在基体中有很好的分散性，同时，体系粘度随着聚合过程的进行不断增大，有利于抑制粉体的再团聚现象；

b）上述含有荧光粉体的熔融液体与热压缩空气经二流体喷嘴并向上高速喷出，喷雾塔上部通冷风，喷出的悬浮液滴会迅速冷却固化；其中热压缩空气的温度为240℃，气液比为3：1（体积比），在喷雾塔中进行雾化冷却造粒获得PBT包覆的荧光粉体，所述PBT包覆的荧光粉体的粒径为20μm。

如上所述的制备方法，所述的PBT包覆的荧光粉体采用气流粉碎工艺进一步粉碎，所用气流为经冷冻干燥后的氮气，气体压力为0.8Mpa，所得PBT包覆的荧光粉体的粒径为3μm。

实施例4

（1）在纳米银系抗菌剂的表面担载上一层CBT的催化剂：将催化剂钛酸异丙酯置于乙醇中溶解，形成质量浓度为28%的溶液，然后将纳米银系抗菌剂添加到上述溶液中，并进行搅拌，钛酸异丙酯会充分包覆在纳米银系抗菌剂的表面上，所述纳米银系抗菌剂粒径为50nm，所述纳米银系抗菌剂与溶液中钛酸异丙酯的质量比为20:1；静置分层，取得下层沉淀，在95℃下,进一步脱除乙醇溶剂，即得担载有钛酸异丙酯的担载纳米银系抗菌剂；

（2）混合粉末的制备：将CBT粉末与上述担载有钛酸异丙酯的担载纳米银系抗菌剂混合，所述CBT与所述纳米银系抗菌剂的质量比为3:1；将混合后的粉末进行干燥；

如上所述的混合具体步骤为：

a）将CBT放入高速粉碎机中，制成CBT粉末，该过程采用间歇形式进行粉碎操作，即采用粉碎2分钟停止5分钟再粉碎的重复操作，以获得粒径为100目的CBT粉末，该操作可避免长时间粉碎过程导致粉体过热及产生粉体的局部聚合，结块的现象；

b）将所获CBT粉末与担载有钛酸异丙酯的担载纳米银系抗菌剂在混合机中混合，即得CBT与担载有钛酸异丙酯的担载纳米银系抗菌剂的混合粉末，其中混合时间为5min，转速为450rpm/min；

所述的干燥是指上述混合粉末在80℃条件下真空干燥48h。

（3）原位聚合：将干燥后的混合粉末进行原位聚合和喷雾粉化后，即得到PBT包覆的纳米银系抗菌剂，具体步骤为：

a）干燥后的混合粉末经双螺杆挤出机实现CBT的熔融、聚合以及材料的共混过程，操作温度控制在205～240℃，螺杆转速控制在150r/min，通过双螺杆剪切作用，使纳米银系抗菌剂在基体中有很好的分散性，同时，体系粘度随着聚合过程的进行不断增大，有利于抑制粉体的再团聚现象；

b）上述含有纳米银系抗菌剂的熔融液体与热压缩空气经二流体喷嘴并向上高速喷出，喷雾塔上部通冷风，喷出的悬浮液滴会迅速冷却固化；其中热压缩空气的温度为235℃，气液比为3：1（体积比），在喷雾塔中进行雾化冷却造粒获得PBT包覆的纳米银系抗菌剂，所述PBT包覆的纳米银系抗菌剂的粒径为20μm。

如上所述的制备方法，所述的PBT包覆的纳米银系抗菌剂采用气流粉碎工艺进一步粉碎，所用气流为经冷冻干燥后的氮气，气体压力为0.8Mpa，所得PBT包覆的纳米银系抗菌剂的粒径为3μm。

实施例5

（1）在碳纳米管粉体的表面担载上一层CBT的催化剂：将催化剂钛酸2-乙基己基酯置于乙醇中溶解，形成质量浓度为30%的溶液，然后将碳纳米管粉体添加到上述溶液中，并进行搅拌，钛酸2-乙基己基酯会充分包覆在碳纳米管粉体的表面上，所述碳纳米管粉体粒径为60nm，所述碳纳米管粉体与溶液中钛酸2-乙基己基酯的质量比为20:1；静置分层，取得下层沉淀，在95℃下,进一步脱除乙醇溶剂，即得担载有钛酸2-乙基己基酯的担载碳纳米管粉体；

（2）混合粉末的制备：将CBT粉末与上述担载有钛酸2-乙基己基酯的担载碳纳米管粉体混合，所述CBT与所述碳纳米管粉体的质量比为3:1；将混合后的粉末进行干燥；

如上所述的混合具体步骤为：

a）将CBT放入高速粉碎机中，制成CBT粉末，该过程采用间歇形式进行粉碎操作，即采用粉碎2分钟停止5分钟再粉碎的重复操作，以获得粒径为100目的CBT粉末，该操作可避免长时间粉碎过程导致粉体过热及产生粉体的局部聚合，结块的现象；

b）将所获CBT粉末与担载有钛酸2-乙基己基酯的担载碳纳米管粉体在混合机中混合，即得CBT与担载有钛酸2-乙基己基酯的担载碳纳米管粉体的混合粉末，其中混合时间为5min，转速为400rpm/min；

所述的干燥是指上述混合粉末在100℃条件下真空干燥40h。

（3）原位聚合：将干燥后的混合粉末进行原位聚合和喷雾粉化后，即得到PBT包覆的碳纳米管粉体，具体步骤为：

a）干燥后的混合粉末经双螺杆挤出机实现CBT的熔融、聚合以及材料的共混过程，操作温度控制在200～235℃，螺杆转速控制在150r/min，通过双螺杆剪切作用，使碳纳米管粉体在基体中有很好的分散性，同时，体系粘度随着聚合过程的进行不断增大，有利于抑制粉体的再团聚现象；

b）上述含有碳纳米管粉体的熔融液体与热压缩空气经二流体喷嘴并向上高速喷出，喷雾塔上部通冷风，喷出的悬浮液滴会迅速冷却固化；其中热压缩空气的温度为230℃，气液比为2.5：1（体积比），在喷雾塔中进行雾化冷却造粒获得PBT包覆的碳纳米管粉体，所述PBT包覆的碳纳米管粉体的粒径为25μm。

如上所述的制备方法，所述的PBT包覆的碳纳米管粉体采用气流粉碎工艺进一步粉碎，所用气流为经冷冻干燥后的氮气，气体压力为0.7Mpa，所得PBT包覆的碳纳米管粉体的粒径为5μm。

实施例6

（1）在纳米氧化硅粉体的表面担载上一层CBT的催化剂：将催化剂钛酸2-乙基己基酯置于乙醇中溶解，形成质量浓度为30%的溶液，然后将纳米氧化硅粉体添加到上述溶液中，并进行搅拌，钛酸2-乙基己基酯会充分包覆在纳米氧化硅粉体的表面上，所述纳米氧化硅粉体粒径为60nm，所述纳米氧化硅粉体与溶液中钛酸2-乙基己基酯的质量比为20:1；静置分层，取得下层沉淀，在100℃下,进一步脱除乙醇溶剂，即得担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米氧化硅粉体；

（2）混合粉末的制备：将CBT粉末与上述担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米氧化硅粉体混合，所述CBT与所述纳米氧化硅粉体的质量比为3:1；将混合后的粉末进行干燥；

如上所述的混合具体步骤为：

a）将CBT放入高速粉碎机中，制成CBT粉末，该过程采用间歇形式进行粉碎操作，即采用粉碎2分钟停止5分钟再粉碎的重复操作，以获得粒径为100目的CBT粉末，该操作可避免长时间粉碎过程导致粉体过热及产生粉体的局部聚合，结块的现象；

b）将所获CBT粉末与担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米氧化硅粉体在混合机中混合，即得CBT与担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米氧化硅粉体的混合粉末，其中混合时间为5min，转速为400rpm/min；

所述的干燥是指上述混合粉末在95℃条件下真空干燥45h。

（3）原位聚合：将干燥后的混合粉末进行原位聚合和喷雾粉化后，即得到PBT包覆的纳米氧化硅粉体，具体步骤为：

a）干燥后的混合粉末经双螺杆挤出机实现CBT的熔融、聚合以及材料的共混过程，操作温度控制在200～235℃，螺杆转速控制在150r/min，通过双螺杆剪切作用，使纳米氧化硅粉体在基体中有很好的分散性，同时，体系粘度随着聚合过程的进行不断增大，有利于抑制粉体的再团聚现象；

b）上述含有纳米氧化硅粉体的熔融液体与热压缩空气经二流体喷嘴并向上高速喷出，喷雾塔上部通冷风，喷出的悬浮液滴会迅速冷却固化；其中热压缩空气的温度为230℃，气液比为2.5：1（体积比），在喷雾塔中进行雾化冷却造粒获得PBT包覆的纳米氧化硅粉体，所述PBT包覆的纳米氧化硅粉体的粒径为25μm。

如上所述的制备方法，所述的PBT包覆的纳米氧化硅粉体采用气流粉碎工艺进一步粉碎，所用气流为经冷冻干燥后的氮气，气体压力为0.7Mpa，所得PBT包覆的纳米氧化硅粉体的粒径为5μm。

实施例7

（1）在纳米氧化硅粉体和纳米二氧化钛粉体的表面担载上一层CBT的催化剂：将催化剂钛酸2-乙基己基酯置于乙醇中溶解，形成质量浓度为30%的溶液，然后将纳米氧化硅粉体和纳米二氧化钛粉体添加到上述溶液中，并进行搅拌，钛酸2-乙基己基酯会充分包覆在纳米氧化硅粉体和纳米二氧化钛粉体的表面上，所述纳米氧化硅粉体和纳米二氧化钛粉体粒径分别为30nm和40nm，所述纳米氧化硅粉体和纳米二氧化钛粉体总质量与溶液中钛酸2-乙基己基酯质量之比为20:1，所述纳米氧化硅粉体和纳米二氧化钛粉体的质量比为1.5:1；静置分层，取得下层沉淀，在100℃下，进一步脱除乙醇溶剂，即得担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米氧化硅粉体和担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米二氧化钛粉体；

（2）混合粉末的制备：将CBT粉末与上述担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米氧化硅粉体和担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米二氧化钛粉体混合，所述纳米氧化硅粉体和纳米二氧化钛粉体总质量与CBT质量之比为1:3；将混合后的粉末进行干燥；

如上所述的混合具体步骤为：

a）将CBT放入高速粉碎机中，制成CBT粉末，该过程采用间歇形式进行粉碎操作，即采用粉碎2分钟停止5分钟再粉碎的重复操作，以获得粒径为100目的CBT粉末，该操作可避免长时间粉碎过程导致粉体过热及产生粉体的局部聚合，结块的现象；

b）将所获CBT粉末与担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米氧化硅粉体和担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米二氧化钛粉体在混合机中混合，即得CBT与担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米氧化硅粉体和担载有钛酸2-乙基己基酯的担载纳米二氧化钛粉体的混合粉末，其中混合时间为10min，转速为400rpm/min；

所述的干燥是指上述混合粉末在95℃条件下真空干燥48h。

（3）原位聚合：将干燥后的混合粉末进行原位聚合和喷雾粉化后，即得到PBT包覆的纳米氧化硅与纳米二氧化钛粉体，具体步骤为：

a）干燥后的混合粉末经双螺杆挤出机实现CBT的熔融、聚合以及材料的共混过程，操作温度控制在200～235℃，螺杆转速控制在150r/min，通过双螺杆剪切作用，使纳米氧化硅粉体与纳米二氧化钛粉体在基体中有很好的分散性，同时，体系粘度随着聚合过程的进行不断增大，有利于抑制粉体的再团聚现象；

b）上述含有纳米氧化硅与纳米二氧化钛粉体的熔融液体与热压缩空气经二流体喷嘴并向上高速喷出，喷雾塔上部通冷风，喷出的悬浮液滴会迅速冷却固化；其中热压缩空气的温度为230℃，气液比为2.5：1（体积比），在喷雾塔中进行雾化冷却造粒获得PBT包覆的纳米氧化硅与纳米二氧化钛粉体，所述PBT包覆的纳米氧化硅与纳米二氧化钛粉体的粒径为30μm。

如上所述的制备方法，所述的PBT包覆的纳米氧化硅与纳米二氧化钛粉体采用气流粉碎工艺进一步粉碎，所用气流为经冷冻干燥后的氮气，气体压力为0.7Mpa，所得PBT包覆的纳米氧化硅与纳米二氧化钛粉体的粒径为5μm。

实施例8

（1）在荧光粉和电气石粉体的表面担载上一层CBT的催化剂：将催化剂钛酸乙酯置于乙醇中溶解，形成质量浓度为30%的溶液，然后将荧光粉和电气石粉体添加到上述溶液中，并进行搅拌，钛酸乙酯会充分包覆在荧光粉和电气石粉体的表面上，所述荧光粉和电气石粉体粒径分别为80nm和60nm，所述荧光粉和电气石粉体总质量与溶液中钛酸乙酯质量之比为25:1，所述荧光粉和电气石粉体的质量比为3:1；静置分层，取得下层沉淀，在95℃下,进一步脱除乙醇溶剂，即得担载有钛酸乙酯的担载荧光粉和担载有钛酸乙酯的担载电气石粉体；

（2）混合粉末的制备：将CBT粉末与上述担载有钛酸乙酯的担载荧光粉和担载有钛酸乙酯的担载电气石粉体混合，所述荧光粉和电气石粉体总质量与CBT的质量之比为1:2；将混合后的粉末进行干燥；

如上所述的混合具体步骤为：

a）将CBT放入高速粉碎机中，制成CBT粉末，该过程采用间歇形式进行粉碎操作，即采用粉碎3分钟停止10分钟再粉碎的重复操作，以获得粒径为200目的CBT粉末，该操作可避免长时间粉碎过程导致粉体过热及产生粉体的局部聚合，结块的现象；

b）将所获CBT粉末与担载有钛酸乙酯的担载荧光粉和担载有钛酸乙酯的担载电气石粉体在混合机中混合，即得CBT与担载有钛酸乙酯的担载荧光粉和担载有钛酸乙酯的担载电气石粉体的混合粉末，其中混合时间为10min，转速为400rpm/min；

所述的干燥是指上述混合粉末在100℃条件下真空干燥48h。

（3）原位聚合：将干燥后的混合粉末进行原位聚合和喷雾粉化后，即得到PBT包覆的荧光粉和电气石粉体，具体步骤为：

a）干燥后的混合粉末经双螺杆挤出机实现CBT的熔融、聚合以及材料的共混过程，操作温度控制在200～235℃，螺杆转速控制在100r/min，通过双螺杆剪切作用，使荧光粉和电气石粉体在基体中有很好的分散性，同时，体系粘度随着聚合过程的进行不断增大，有利于抑制粉体的再团聚现象；

b）上述含有荧光粉和电气石粉体的熔融液体与热压缩空气经二流体喷嘴并向上高速喷出，喷雾塔上部通冷风，喷出的悬浮液滴会迅速冷却固化；其中热压缩空气的温度为220℃，气液比为3：1（体积比），在喷雾塔中进行雾化冷却造粒获得PBT包覆的荧光粉与电气石粉体，所述PBT包覆的荧光粉与电气石粉体的粒径为30μm。

如上所述的制备方法，所述的PBT包覆的荧光粉与电气石粉体采用气流粉碎工艺进一步粉碎，所用气流为经冷冻干燥后的氮气，气体压力为0.8Mpa，所得PBT包覆的荧光粉与电气石粉体的粒径为5μm。

实施例9

（1）在荧光粉、电气石粉体及纳米二氧化钛粉体的表面担载上一层CBT的催化剂：将催化剂钛酸异丙酯置于乙醇中溶解，形成质量浓度为35%的溶液，然后将荧光粉、电气石粉体及纳米二氧化钛粉体添加到上述溶液中，并进行搅拌，钛酸异丙酯会充分包覆在荧光粉、电气石粉体及纳米二氧化钛粉体的表面上，所述荧光粉、电气石粉体及纳米二氧化钛粉体粒径分别为80nm、60nm和40nm，所述荧光粉、电气石粉体及纳米二氧化钛粉体总质量与溶液中钛酸异丙酯质量之比为25:1，所述荧光粉、电气石粉体及纳米二氧化钛粉体的质量比为3:2:1；静置分层，取得下层沉淀，在100℃下,进一步脱除乙醇溶剂，即得担载有钛酸异丙酯的担载荧光粉、担载有钛酸异丙酯的担载电气石粉体及担载有钛酸异丙酯的担载纳米二氧化钛粉体；

（2）混合粉末的制备：将CBT粉末与上述担载有钛酸异丙酯的担载荧光粉、担载有钛酸异丙酯的担载电气石粉体及担载有钛酸异丙酯的担载纳米二氧化钛粉体混合，所述荧光粉、电气石粉体及纳米二氧化钛粉体总质量与CBT的质量之比为1:2；将混合后的粉末进行干燥；

如上所述的混合具体步骤为：

a）将CBT放入高速粉碎机中，制成CBT粉末，该过程采用间歇形式进行粉碎操作，即采用粉碎3分钟停止10分钟再粉碎的重复操作，以获得粒径为200目的CBT粉末，该操作可避免长时间粉碎过程导致粉体过热及产生粉体的局部聚合，结块的现象；

b）将所获CBT粉末与担载有钛酸异丙酯的担载荧光粉、担载有钛酸异丙酯的担载电气石粉体及担载有钛酸异丙酯的担载纳米二氧化钛粉体在混合机中混合，即得CBT与担载有钛酸异丙酯的担载荧光粉、担载有钛酸异丙酯的担载电气石粉体及担载有钛酸异丙酯的担载纳米二氧化钛粉体的混合粉末，其中混合时间为10min，转速为400rpm/min；

所述的干燥是指上述混合粉末在90℃条件下真空干燥48h。

（3）原位聚合：将干燥后的混合粉末进行原位聚合和喷雾粉化后，即得到PBT包覆的荧光粉、电气石粉体和纳米二氧化钛粉体，具体步骤为：

a）干燥后的混合粉末经双螺杆挤出机实现CBT的熔融、聚合以及材料的共混过程，操作温度控制在210～245℃，螺杆转速控制在120r/min，通过双螺杆剪切作用，使荧光粉、电气石粉体和纳米二氧化钛粉体在基体中有很好的分散性，同时，体系粘度随着聚合过程的进行不断增大，有利于抑制粉体的再团聚现象；

b）上述含有荧光粉、电气石粉体及纳米二氧化钛粉体的熔融液体与热压缩空气经二流体喷嘴并向上高速喷出，喷雾塔上部通冷风，喷出的悬浮液滴会迅速冷却固化；其中热压缩空气的温度为240℃，气液比为3：1（体积比），在喷雾塔中进行雾化冷却造粒获得PBT包覆的荧光粉、电气石粉体和纳米二氧化钛粉体，所述PBT包覆的荧光粉、电气石粉体和纳米二氧化钛粉体的粒径为30μm。

如上所述的制备方法，所述的PBT包覆的荧光粉、电气石粉体和纳米二氧化钛粉体采用气流粉碎工艺进一步粉碎，所用气流为经冷冻干燥后的氮气，气体压力为0.7Mpa，所得PBT包覆的荧光粉、电气石粉体和纳米二氧化钛粉体的粒径为5μm。

Claims (10)

1.一种PBT包覆的功能粉体，其特征是：所述的PBT包覆的功能粉体为核壳结构，内核为功能粉体，外壳为PBT树脂。

2.根据权利要求1所述的一种PBT包覆的功能粉体，其特征在于，所述的功能粉体为碳纳米管、纳米二氧化钛、电气石粉体、纳米银系抗菌剂、纳米氧化硅及荧光粉中的一种或几种，所述功能粉体的粒径为20～80nm。

3.根据权利要求1所述的一种PBT包覆的功能粉体，其特征在于，所述的PBT树脂与功能粉体的质量比为2～4:1。

4.如权利要求1所述的一种PBT包覆的功能粉体的制备方法，其特征是包括以下几个步骤：

（1）在功能粉体的表面担载上一层CBT的催化剂

a）将钛类催化剂置于乙醇中溶解，形成质量浓度为25～35%的溶液；

b）将功能粉体加到上述溶液中，并进行搅拌；所述功能粉体与溶液中的钛类催化剂的质量比为15～25:1；

c）静置分层，取得下层沉淀，在90～100℃下进一步脱除乙醇溶剂，即得担载有催化剂的担载功能粉体；

（2）混合粉末的制备

a）将CBT粉末与上述担载有催化剂的担载功能粉体混合，所述CBT与所述功能粉体的质量比为2～4:1；

b）将混合后的粉末进行干燥；

（3）原位聚合

将干燥后的混合粉末进行原位聚合和喷雾粉化后，即得到PBT包覆的功能粉体。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的钛类催化剂为钛酸乙酯、钛酸异丙酯或钛酸2-乙基己基酯。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的功能粉体为碳纳米管、纳米二氧化钛、电气石粉体、纳米银系抗菌剂、纳米氧化硅及荧光粉中的一种或几种，所述功能粉体的粒径为20～80nm。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的混合包括：

a）将CBT放入高速粉碎机中，制成CBT粉末，该过程采用间歇形式进行粉碎操作，即采用粉碎2～3分钟停止5～10分钟再粉碎的重复操作，以获得粒径为100～200目的CBT粉末；

b）将所获CBT粉末与担载有催化剂的担载功能粉体在混合机中混合，即得CBT与担载有催化剂的担载功能粉体的混合粉末，其中混合时间为5～10min，转速为400～450rpm/min。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的原位聚合和喷雾粉化的具体步骤为：

a）干燥后的混合粉末经双螺杆挤出机实现CBT的熔融、聚合以及材料的共混过程，操作温度控制在200～245℃，螺杆转速控制在100～200r/min；

b）共混后含有功能粉体的熔融液体与热压缩空气经二流体喷嘴并向上高速喷出，喷雾塔上部通冷风，迅速冷却固化喷出的悬浮液滴；其中热压缩空气的温度为220～240℃，气液比为2～3：1（体积比），在喷雾塔中进行雾化冷却造粒获得PBT包覆的功能粉体，所述PBT包覆的功能粉体的粒径为20～30μm。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的PBT包覆的功能粉体采用气流粉碎工艺进一步粉碎，所用气流为经冷冻干燥后的氮气，气体压力为0.7～0.8Mpa，所得PBT包覆的功能粉体的粒径为3～5μm。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的干燥是指所述CBT与功能粉体混合物在80～100℃条件下真空干燥40～48h。

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