[发明专利]一种两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅粒子、制备方法和聚酯

说明书

技术领域

本发明涉及纳米粒子制备领域，特别是一种两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅粒子及其制备方法和添加有该纳米二氧化硅粒子的线性聚酯。

背景技术

纳米二氧化硅在很多领域都有着广泛的应用，例如纤维、橡胶、塑料、生物技术、涂料等。在纤维领域中，能够制作出除臭、防霉、杀菌、抗紫外线辐射和抗静电的布料，应用于制作抗菌衣物和强烈紫外线照射地区，可分别满足医疗还有国防的需求；在橡胶领域中，因为其补强和抗色素衰减的特点，能够制出彩色橡胶，从而改变传统橡胶的单一颜色；在塑料领域中，因为纳米SiO₂透光性好而且粒度小，所以利用其制造的塑料致密性很好，能够使塑料薄膜的强度、韧性、透明度和防水性能大大提高；在生物技术领域中，能够制出纳米药物载体、纳米抗菌材料、纳米生物传感器、纳米生物相容性人工器官以及微型智能化医疗器械等，这将在疾病的诊断、治疗和卫生保健方面发挥重要作用；在涂料领域中，可明显提高涂料抗老化性能，且其悬海稳定性、流变性、表面硬度、涂膜的自洁能力也都有显著改善。

中国专利CN201610111188.6公开了一种溶液法合成嵌段聚合物接枝纳米二氧化硅的方法，但是，该专利公开的成核添加剂的添加量过大时(超过4％)，胡须化纳米二氧化硅在聚酯基体中分散的均匀性变差，易形成团聚体，这些团聚体称为材料的缺陷，在受力时引起局部应力集中，使聚酯材料的强度下降。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅粒子及其制备方法和添加有该纳米二氧化硅粒子的线性聚酯。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明采用如下技术方案：

一种两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅的方法，包括以下步骤：

表面单嵌段聚醇接枝的纳米二氧化硅：先将纳米二氧化硅与二氯亚砜在氮气保护下反应，在纳米二氧化硅表面引入氯原子，对纳米二氧化硅表面的羟基进行预活化，然后将较短的软性聚醇段接枝到预活化的纳米二氧化硅表面，有效地将软性聚醇段末端的羟基与纳米二氧化硅表面的硅羟基脱水缩合；

两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅粒子：在苯酚与四氯乙烷混合液中加入低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯与乙二醇60-190℃下反应2-4小时后，升温至100-220℃，加入缩聚催化剂三氧化二锑与表面单嵌段聚醇接枝的纳米二氧化硅，反应2-5小时后得到两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅粒子。

所述的一种两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅的方法，所述的纳米二氧化硅采用市售纳米二氧化硅，粒径范围为20-200nm。

所述的一种两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅的方法，先将纳米二氧化硅溶解于苯中，然后与二氯亚砜在氮气保护、65摄氏度下反应4小时后，在纳米二氧化硅表面引入氯原子，对纳米二氧化硅表面的羟基进行了预活化；纳米二氧化硅与苯的质量体积比例为1：8-15g/ml；纳米二氧化硅与二氯亚砜的质量体积比例为1：6-8g/ml。

所述的一种两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅的方法，将预活化后的纳米二氧化硅溶于甲苯中，磁力搅拌下加入软性聚醇段，在氮气保护、65-70摄氏度下反应2-5小时后得到了表面软性聚醇段修饰的纳米二氧化硅；预活化后的纳米二氧化硅与软性聚醇段的质量体积比例为1：10-25g/ml。

所述的一种两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅的方法，低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯与乙二醇的质量体积比例为1：2-5g/ml。

所述的一种两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅的方法，缩聚催化剂三氧化二锑与表面单嵌段聚醇接枝的纳米二氧化硅的质量体积比例为1：30-100g/ml。

所述的一种两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅的方法，苯酚与四氯乙烷等质量混合。

所述的一种两嵌段低分子聚合物接枝纳米二氧化硅的方法，所述的表面单嵌段聚醇接枝的纳米二氧化硅中的软性聚醇段由通式为HO-R₁-O-R₁-OH的二元醇聚合得到，聚合度大于1且为正整数。