[发明专利]一种聚酯/层状硅酸盐纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的复合材料，特别涉及一种由PET与无机物组成的纳米复合材料。

PET是一种综合性能优良的聚合物，广泛用于纤维，薄膜，和工程塑料，由于其热变形温度低，结晶速率也低，以及其尺寸稳定性差等缺点，限制了其在工程塑料领域的广泛应用。采用无机填料填充PET，如专利JP06049344报道了加入玻璃纤维填充PET及滑石粉，专利R U2052473报道了加入高岭土，硅灰石等填充PET，可改善尺寸PET稳定性和提高刚度，但是，由于PET熔体共混复合能耗高，易降解，设备磨损大，所得PET复合材料结晶速率低，结果不尽满意。专利JP06049344报道了利用有机核-壳结构充填PET，得到的PET复合材料，虽有较好的机械性能，但是，复合材料的加工模具温度较高，热变形温度(HDT)有较大幅度的降低。

专利JP08199048报道的是利用氟云母，制备PET复合材料，制备工艺较复杂，成本较高。中国科学院化学所发明的原位插层共聚制备聚酰胺/层状硅酸盐纳米复合材料的方法(中国专利公开号为CN1138593A)，从根本上克服了机械共混的上述缺点，使无机填料的刚性，耐热性与有机聚合物的韧性，可加工性在纳米尺度上达到满意的结合。

本发明的目的是提供一种原位插层共聚的聚酯/层状硅酸盐纳米复合材料及其制备方法。

本发明的聚酯/层状硅酸盐纳米复合材料，可采用直接酯化法和酯交换法这两种合成方法。A，直接酯化法。所适用的二元酸单体为，如对苯二甲酸(PTA)，间苯二甲酸，或芳环取代的对苯二甲酸。所适用的二元醇单体为，乙二醇，1，4-丁二醇，1，3-丙二醇，或1，6-己二醇等。B，酯交换法(即间接酯化法)。所适用的二元酸单体为对苯二甲酸二甲酯(DMT)，间苯二甲酸二甲酯或芳环取代的对苯二甲酸二甲酯等。所适用的二元醇单体为，乙二醇，1，4-丁二醇，1，3-丙二醇，或1，6-己二醇等。

本发明的聚酯/层状硅酸盐纳米复合材料中，层状硅酸盐经过插层反应后，作为第三单体加入并与聚酯(PET)单体愿位共聚合反应得到聚酯/层状硅酸盐纳米复合材料。

所述的聚酯/层状硅酸盐纳米复合材料的组分和含量(重量份)如下：直接酯化法(A法)：

  二元酸          69-74

  二元醇          26-31

  层状硅酸盐      0.5-50(较佳为0.5-10)

  插层剂          0.001-50(较佳为0.001-1.0)

  催化剂          0.001-0.5(较佳为0.001-0.1)

  分散介质        10-1000

  质子化剂        0.005-50(较佳为0.001-1.0)

  添加剂          0.001-1.0间接酯化法(B法)：

  二元酸二甲酯    69-76

  二元醇          24-31

  层状硅酸盐      0.5-50(较佳为0.5-10)

  插层剂          0.001-50(较佳为0.001-1.0)

  催化剂          0.001-0.5(较佳为0.001-0.1)

  分散介质      10-1000

  质子化剂      0.005-50(较佳为0.001-1.0)

  添加剂        0.001-1.0

本发明的直接酯化法(A法)所适用的二元酸单体为，对苯二甲酸，间苯二甲酸，芳环取代的对苯二甲酸。所适用的二元醇单体为，乙二醇，1，4-丁二醇，1，3-丙二醇，1，6-己二醇。

本发明的间接酯化法(B法)所适用的二元酸二甲酯单体为，对苯二甲酸二甲酯，间苯二甲酸二甲酯，芳环取代的对苯二甲酸二甲酯。所适用的二元醇单体为，乙二醇，丁二醇，1，3-丙二醇，1，6-己二醇。

本发明的A法与B法所适用的层状硅酸盐主要包括蒙脱土，麦加石等矿物土。