[发明专利]一种表面修饰的纳米TiO2/PET复合材料的制备方法

说明书

本发明属于纳米复合材料领域，尤其涉及一种表面修饰的纳米TiO₂/PET复合材料的制备方法。具体包括以下步骤：首先配制表面修饰溶剂，分别加入纳米二氧化钛中，在温度为270‑290℃条件下，持续搅拌18‑24h后，完成对纳米二氧化钛进行表面修饰预处理；向步骤1预处理后的纳米二氧化钛中，加入重量为纳米二氧化钛1/10的分散剂，在温度为85‑105℃条件下，搅拌3‑5h后，分散充分；DMT和EG的摩尔比1:2.5的比例称取混合均匀后，添加到分散好的氧化钛溶胶溶液,完成聚酯的合成；将步骤4得到的产物放入马弗炉中进行高温煅烧，温度为150‑190℃，煅烧时间为8‑10h，取出冷却至室温，即得终产物。

技术领域

本发明属于纳米复合材料领域，尤其涉及一种表面修饰的纳米TiO₂/PET复合材料的制备方法。

背景技术

作为塑料、纤维、橡胶领域中重要的原料聚酯(PET),具有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的3-5倍，耐折性好；耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂；具有优良的耐高、低温性能，可在120℃温度范围内长期使用，短期使用可耐150℃高温，可耐-70℃低温，且高、低温时对其机械性能影响很小；气体和水蒸气渗透率低，即拥有优良的阻气、水、油及 异味性能；透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好；无毒、无味， 卫生安全性好，可直接用于食品包装 ；但是随着新材料的诞生，其优势已不是很突出，近几年，对PET功能性整理和改性已经成为该行业研究的热点；二氧化钛是制备聚酯纤维常用的消光剂，纳米级氧化钛具有光催化、杀菌、紫外屏蔽以及半导体的介电效应, 发挥纳米氧化钛的纳米特性是目前纳米氧化钛应用的主要目的；由于纳米氧化钛受电解质影响极易发生团聚, 为保证添加效果,纳米氧化钛表面需进行表面修饰。因此, 表面修饰是纳米TiO2/PET 复合材料性能的重要影响因素。

发明内容

针对上述现有技术存在问题，本发明提供一种表面修饰的纳米TiO₂/PET复合材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供的表面修饰的纳米TiO₂/PET复合材料的制备方法，具体包括以下步骤。

步骤1、首先配制表面修饰溶剂，分别加入纳米二氧化钛中，在温度为270-290℃条件下，持续搅拌18-24h后，完成对纳米二氧化钛进行表面修饰预处理。

步骤2、向步骤1预处理后的纳米二氧化钛中，加入重量为纳米二氧化钛1/10的分散剂，在温度为85-105℃条件下，搅拌3-5h后，分散充分。

步骤3、DMT和EG的摩尔比1:2.5的比例称取混合均匀后，添加到分散好的氧化钛溶胶溶液, 完成聚酯的合成。

步骤4.将步骤4得到的产物放入马弗炉中进行高温煅烧，温度为150-190℃，煅烧时间为8-10h，取出冷却至室温，即得终产物。

所述表面修饰溶剂为钛酸丁酯、硬酯酸或乙二醇；所述表面修饰溶剂与纳米二氧化钛的摩尔比为3:2-3。

所述分散剂为聚乙二醇、三乙基己基磷酸或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或组合。

本发明的显著效果。

本发明利用一种聚酯合成方法，即间接法合成低分子量的聚酯；PET(聚酯)的间接法合成大致可分为2个阶段:首先由DMT(对苯二甲酸二甲酯)和EG(乙二醇)进行酯交换或酯化,生成聚酯单体BHET(对苯二甲酸二乙酯)；接着缩聚成PET。

本发明的制备方法中可以通过不同的表面活性剂对纳米TiO2 进行了表面修饰,制备了纳米TiO2/PET 复合材料。研究表面活性剂对纳米TiO2 分散性和相溶性,以及对PET复合材料的化学结构和热性能的影响。

附图说明

图1、钛酸丁酯修饰的纳米TiO2 红外谱图对比图。