[发明专利]一种纳米改性聚酯材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米改性聚酯材料的制备方法，属于聚酯材料制备技术领域。首先将蒙脱土经过活化反应、酸化反应和钠化反应并研磨得到改性蒙脱土粉末，使其片层间距增大，同时层状无机物夹层可以将基材分子束缚住，使基材链段的运动以及分子链的平动或转动都受到极大的阻滞，继续将碳酸钠溶液和氯化锌溶液混合搅拌反应，并在高温条件下煅烧得到纳米氧化锌晶粒，利用硬脂酸和无水乙醇对纳米氧化锌晶粒进行表面改性，使得纳米氧化锌晶粒均匀分散在基材内部，不易团聚，纳米氧化锌晶粒的表面进行改性，使得纳米氧化锌晶粒和基材之间产生化学键合和分子的缠绕作用，从而增加基材的强度和刚性，进一步提高聚酯材料的拉伸强度，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明公开了一种纳米改性聚酯材料的制备方法，属于聚酯材料制备技术领域。

背景技术

聚酯是一类在其主链上含有酯基官能团的聚合物。虽然聚酯有很多种，但是“聚酯”通常指的是聚对苯二甲酸乙二酯（PET）。聚酯包括天然化合物，如植物角质层角质，以及通过逐步缩合而成的合成纤维，如聚碳酸酯和聚乙二酯。天然聚酯和一部分合成聚酯是可以生物降解的，但绝大部分合成聚酯都不会被生物所降解。聚酯可分为饱和聚酯和不饱和聚酯两大类，通常由一种或多种多元酸与一种或多种多元醇经缩聚制得。聚酯包括聚酯树脂和聚酯弹性体。聚酯树脂又包括聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯和聚芳酯等。聚酯弹性体一般由对苯二甲酸二甲酯、1，4-丁二醇和聚丁醇聚合而成，链段包括硬段部分和软段部分，为热塑性弹性体。

PET是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得的结晶型饱和聚酯，其分子结构中既有刚性的苯环，又有脂肪族链节，因此不仅具有良好的力学性能，还具有较好的可加工熔融性，常被制成纤维、薄膜、塑料制品等广泛应用。

PET可加工成纤维、薄膜和塑料制品。聚酯纤维是合成纤维的重要品种，主要用于穿着。薄膜一般厚度在4～400μm之间，其强度高，尺寸稳定性好，且具有良好的耐化学和介电性能，用作支持体，广泛用于制作各种磁带和磁卡。目前，90%的磁带基材是用PET薄膜做的，其中80%作计算机磁带。这种薄膜还用于感光材料的生产，作为照相胶卷和X光胶卷的片基，还用作电机、变压器和其他电子电器的绝缘材料，以及各种包装材料。

但是，PET的极限氧指数仅为21％，属于易燃级别，在火源的引燃下会持续不断的燃烧，PET在燃烧过程中熔融滴落现象严重，即材料发生熔融产生滴落物，这些高温熔融滴落物很容易将其他的物体引燃，从而扩大燃烧；且耐热性不好，常见聚酯材料的结晶度低结晶速率慢，导致其拉伸强度下降，在一定程度上影响了聚酯材料的应用。因此，发明一种结晶速率快、拉伸强度高且耐热阻燃性好的纳米改性聚酯材料对聚酯材料制备技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前常见聚酯材料的结晶度低结晶速率慢，导致其拉伸强度下降，在一定程度上影响了聚酯材料的应用，另外聚酯材料存在阻燃性差和耐热性差，满足不了市场要求的缺陷，提供了一种纳米改性聚酯材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种纳米改性聚酯材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取56～64g蒙脱土放入窑炉中煅烧，得到煅烧蒙脱土，自然冷却室温后，再将煅烧蒙脱土和去离子水混合搅拌，得到悬浮液，将悬浮液和碳酸氢钠溶液混合搅拌反应，得到反应液；

（2）用盐酸调节反应液的pH至6.2～6.6，调节后倒入离心机中离心分离，分离去除上层液，得到下层沉淀固体，最后将下层沉淀固体放入烘箱中干燥，干燥后研磨过100目筛，得到改性蒙脱土粉末；

（3）将碳酸钠溶液和氯化锌溶液混合置于水浴锅中水浴反应，过滤去除滤液，得到滤渣，并用去离子水洗涤滤渣，并将洗涤后的滤渣放入烘箱中干燥，得干燥物；