CN102766251A - 一种快吸热聚酯及其制备方法 - Google Patents

一种快吸热聚酯及其制备方法 Download PDF

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朱振达
宗建平
陈旭
陈小雷
徐梅
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Abstract

本发明涉及一种快吸热聚酯，其特征为在聚酯中含有粒径为10～150nm的纳米氮化硼，纳米氮化硼在聚酯中的重量含量为1～20ppm。本发明还涉及该快吸热聚酯的制备方法。本发明具有既能在红外线加热时快速吸热，同时又能保持聚酯瓶的色泽不发生变化的优点。

Description

一种快吸热聚酯及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有快吸热功能的聚酯；尤其涉及一种含有纳米氮化硼的具有快吸热功能的聚酯及其制备方法。
背景技术
随着世界经济的快速增长,各项建设取得了巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐。为了实现经济的可持续发展,减少能源消费和增加可再生能源及清洁能源使用,是减轻能源生产和消费负面影响的主要手段。聚酯瓶生产步骤一般为：一、将聚酯切片通过注塑机进行注塑加工制得瓶坯；二、用红外线加热装置对瓶坯进行加热，使瓶坯软化后再进行吹瓶。这当中红外线加热部分需消耗大量的电能，如何减少电耗，节约能源不仅是聚酯产品下游加工企业所关心的问题，也是整个聚酯行业面对节能减排要求所要解决的问题。
要使聚酯瓶坯在红外线加热时快速吸热减少电耗，一般的做法是在聚酯原料中添加红外线吸收剂，目前，应用较为广泛的为炭黑型红外吸收剂，但该吸收剂的加入会使聚酯瓶色泽发黑，影响外观，市场推广难度较大。
发明内容
针对上述缺点，本发明的目的在于提供一种快吸热聚酯，该快吸热聚酯既能在红外线加热时快速吸热，同时又能保持聚酯瓶的色泽不发生变化。
本发明的技术内容为：一种快吸热聚酯，其特征为在聚酯中含有粒径为10～150nm的纳米氮化硼，纳米氮化硼在聚酯中的重量含量为1～20ppm。
本发明的另一目的在于提供上述快吸热聚酯的制备方法。
一种快吸热聚酯的制备方法，其步骤如下
（1）、制备纳米氮化硼悬浮液
将分散剂和乙二醇进行混合制得混合液，其质量比为1：220～9499，再将粒径为10～150nm纳米氮化硼加入到混合液中得含纳米氮化硼的混合液，纳米氮化硼的加入量为混合液重量的0.001～ 0.05%；再用醋酸将含纳米氮化硼的混合液的PH值调节到2～3；分散剂为聚丙烯酸铵或异丁基磺酸钠；将含纳米氮化硼的混合液加热到90～110℃，同时搅拌2～5小时后静置10～14小时，搅拌转速1000～1800r/min；然后超声波分散7～10小时，得到纳米氮化硼悬浮液；
（2）、聚酯的合成
在配制的聚酯桨料中搅拌加入上述制得的纳米氮化硼悬浮液后进行酯化反应，纳米氮化硼悬浮液的加入量为纳米氮化硼在最终聚酯切片中的重量含量为1～20ppm，酯化反应的时间为2～4小时、温度为250～270℃、压力为0.5～2MPa；酯化反应结束后进行缩聚反应，缩聚反应时间为2～3小时、温度为270～285℃、压力为30～50Pa；缩聚反应结束后用氮气将物料压出，经水冷、切粒，得到快吸热聚酯切片。
在上述快吸热聚酯的制备方法中，配制的聚酯桨料采用常规生产聚酯时调配桨料的工艺，该桨料以二元酸和二元醇作为基本组成的单元，同时添加有催化剂、稳定剂，二元酸如对苯二甲酸、间苯二甲酸或2，6-萘二甲酸等；二元醇如乙二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇或二甘醇等；催化剂如醋酸锑等；稳定剂如聚磷酸等。
本发明的优点：
本发明采用纳米氮化硼颗粒作为红外吸收剂，由于该颗粒经处理后比表面积大，表面能高，在聚酯桨料中加入后，能够均匀分散在聚酯桨料中，使的制得的聚酯中均匀分散含有纳米氮化硼颗粒，由于纳米氮化硼颗粒添加量很小，仅为聚酯重量的1～20ppm，且颗粒本身为白色，因此聚酯产品的色泽基本不会发生变化；该快吸热聚酯可广泛应用于各类聚酯瓶的制作。
具体实施例
在下列实施例中纳米氮化硼为上海超威纳米科技有限公司生产的型号为CW-BN-001、平均粒径为50nm的纳米氮化硼。
例1、将0.3g聚丙烯酸铵和379.7g乙二醇进行混合，后将0.05g的纳米氮化硼加入到该混合液中，配制成含纳米氮化硼的混合液，再用醋酸调节含纳米氮化硼的混合液的PH值到2.5，将含纳米氮化硼的混合液加热到100℃，同时搅拌3小时后静置12小时，搅拌转速1500r/min；然后超声波分散8小时，得到纳米氮化硼悬浮液，超生波分散频率20KHZ、功率450W；将精对苯二甲酸8.6KG、乙二醇3.8L、催化剂醋酸锑5.6g、稳定剂聚磷酸0.4g配置成浆料后搅拌加入上述已配制的全部纳米氮化硼悬浮液，于温度为264℃、压力为1.5MPa条件下进行酯化反应，反应时间3小时；酯化反应结束后，于温度为275℃、压力为30～50Pa条件下进行缩聚反应，反应时间2.5小时，反应结束后用氮气将物料压出，经水冷、切粒，得到快吸热聚酯切片；快吸热聚酯切片中纳米氮化硼的重量含量为5ppm。
例2．将8g异丁基磺酸钠和1792g乙二醇进行混合，后将0.15g的纳米氮化硼加入到该混合液中，配制成含纳米氮化硼的混合液，再用醋酸调节含纳米氮化硼的混合液的PH值到2.5，将含纳米氮化硼的混合液加热到105℃，同时搅拌4小时后静置12小时，搅拌转速1500r/min；然后超声波分散8小时，得到纳米氮化硼悬浮液，超生波分散频率20KHZ、功率450W；将精对苯二甲酸8.4KG、乙二醇2.4L、催化剂醋酸锑5.6g、稳定剂聚磷酸0.4g配置成浆料后搅拌加入上述已配制的全部纳米氮化硼悬浮液，于温度为264℃、压力为1.5MPa条件下进行酯化反应，反应时间3小时；酯化反应结束后，于温度为275℃、压力为30～50Pa条件下进行缩聚反应，反应时间2.5小时，反应结束后用氮气将物料压出，经水冷、切粒，得到快吸热聚酯切片；快吸热聚酯切片中纳米氮化硼的重量含量为15ppm。

Claims (2)

1.一种快吸热聚酯，其特征为在聚酯中含有粒径为10～150nm的纳米氮化硼，纳米氮化硼在聚酯中的重量含量为1～20ppm。
2.根据权利要求1所述的一种快吸热聚酯的制备方法，其步骤如下：
(1)、制备纳米氮化硼悬浮液
将分散剂和乙二醇进行混合制得混合液，其质量比为1：220～9499，分散剂为聚丙烯酸铵或异丁基磺酸钠；再将粒径为10～150nm纳米氮化硼加入到混合液中得含纳米氮化硼的混合液，纳米氮化硼的加入量为混合液重量的0.001～ 0.05%；再用醋酸将含纳米氮化硼的混合液的PH值调节到2～3；将含纳米氮化硼的混合液加热到90～110℃，同时搅拌2～5小时后静置10～14小时，搅拌转速1000～1800r/min；然后超声波分散7～10小时，得到纳米氮化硼悬浮液；
(2)、聚酯的合成
在配制的聚酯桨料中搅拌加入上述纳米氮化硼悬浮液后进行酯化反应，纳米氮化硼悬浮液的加入量为纳米氮化硼在最终聚酯切片中的重量含量为1～20ppm，酯化反应的时间为2～4小时、温度为250～270℃、压力为0.5～2MPa；酯化反应结束后进行缩聚反应，缩聚反应时间为2～3小时、温度为270～285℃、压力为30～50Pa；缩聚反应结束后用氮气将物料压出，经水冷、切粒，得到快吸热聚酯切片。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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