專利名稱：：聚酯/納米碳酸鈣混合料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬高分子材料制備領(lǐng)域，特別是涉及一種聚酯/納米碳酸鈣混合料的制備方法。
背景技術(shù)：
：聚酯是一種優(yōu)良的工程塑料原料，具有良好的耐磨性、耐熱性和耐化學(xué)藥品性，廣泛應(yīng)用于制造纖維、薄膜和塑料制品。但其低結(jié)晶速率和缺口沖擊脆性限制了它作為工程結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用。聚合物/無機(jī)粒子復(fù)合材料是近年來材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其力學(xué)性能、韌性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性等性能較本體聚合物有顯著提高，聚酯的改性途徑中，添加納米碳酸鈣是一種較優(yōu)異的方法，納米碳酸鈣是當(dāng)前產(chǎn)量最大，價(jià)格最低的納米材料，添加納米碳酸鈣制成的聚酯，其便于加工成膜，且薄膜具有高介電性能，用該改性聚酯制成的合成纖維，結(jié)晶性能和拉伸性能都有很大改善，還可以具有導(dǎo)濕、透氣等新功能。對(duì)此，中國專利CN1663977已有報(bào)道。但由于納米碳酸鈣粒徑小、比表面積大，極易團(tuán)聚，影響其應(yīng)用，故而需要對(duì)其進(jìn)行改性處理，目前改善納米碳酸鈣的分散性、強(qiáng)化界面粘結(jié)主要是利用高速混合機(jī)將樹脂，納米碳酸鈣以及各種改性添加劑進(jìn)行干法混合處理，僅僅為一種混合，然后將這種混合料用雙螺桿熔融擠出，大量冷卻水冷卻成條帶，用切粒機(jī)造粒，造粒后再進(jìn)行干燥，供下道加工使用，如中國專利申請(qǐng)?zhí)?3126卯9.5和200610034690.8。但明顯存在能耗高、粉塵污染、設(shè)備投資大、工藝繁雜以及由于樹脂二次熔融，納米顆粒容易再次團(tuán)聚的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種聚酯/納米碳酸鈣混合料的制備方法。該方法利用高速混合狀態(tài)下，由于混合發(fā)熱/或外加加熱軟化聚酯，使所有的添加劑均勻地分散并包粘在粉料或顆粒狀聚酯上，而聚酯顆粒間沒有嚴(yán)重的粘連，供下道工序的擠出、吹塑或注塑制作纖維、薄膜和塑料制品加工。本發(fā)明的聚酯/納米碳酸鈣混合料的制備方法，包括下列步驟(1)按重量份數(shù)稱取85100份的聚酯切片、0.5~15份的納米碳酸鈣微粒和0.01-0.5份的表面處理劑和0.05~1.5份的抗氧劑；(2)將納米碳酸鈣微粒和其他添加劑放入高速混合機(jī)中，攪拌混合至均勻后，再加入聚酯切片或粉料，升溫并繼續(xù)攪拌，在轉(zhuǎn)速為500~6000轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合的同時(shí)，利用混合發(fā)熱或外加加熱的方法，使混合體系的溫度升高至145'C左右，使聚酯軟化并使納米碳酸鈣均勻包粘在聚酯切片上，而聚酯顆粒間不發(fā)生嚴(yán)重粘連；冷卻，至室溫出料；(3)將上述混合物或混合物作為母粒與聚酯混合后用雙螺桿擠出機(jī)擠出紡絲或注塑成塑料制品o所述納米碳酸鈣粒徑為50~500nm，形狀為紡錘形、立方形、針形、鏈形或球形。所述的表面處理劑為硬酯酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑、硅垸類偶聯(lián)劑中的一種或幾種。所述抗氧化劑為復(fù)合抗氧劑B225本發(fā)明的有益效果-(1)利用混合發(fā)熱或外加加熱的方法，使混合體系的溫度升高至145'C左右，使聚酯軟化并使納米碳酸鈣和其它添加劑均勻包粘在聚酯切片上，而聚酯顆粒間不發(fā)生嚴(yán)重粘連。避免熔融造粒工序，從而避免雙螺桿造粒時(shí)存在的耗能、耗水、塵土飛揚(yáng)等缺點(diǎn)；(2)將該復(fù)合料制得的纖維或塑料與純聚酯纖維或塑料進(jìn)行性能比較，結(jié)果表明復(fù)合料制品的力學(xué)、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性及阻燃性較好，且通過加入填料，大大降低了聚酯制品的生產(chǎn)成本，對(duì)促進(jìn)工業(yè)化生產(chǎn)具有重大意義；(3)減少一道熔融過程，可避免螺桿造粒和后道加工二次熔融可能造成的團(tuán)聚現(xiàn)象。(4)表面處理劑的加入適當(dāng)降低了碳酸鈣微粒的表面活性，促進(jìn)碳酸鈣微粒更加均勻地分散在聚酯切片或粉料上；(5)碳酸鈣微粒的加入提高了聚酯制品的斷裂強(qiáng)度和模量，降低纖維的斷裂伸長率，但過量的碳酸鈣加入會(huì)導(dǎo)致其表觀粘度大大降低，影響結(jié)晶成核，對(duì)紡絲成型產(chǎn)生不利影響，從而使其性能也隨之降低。(6)本發(fā)明制備的聚酯/納米碳酸鈣混合料可廣泛用于制作增強(qiáng)、增韌改性塑料、薄膜和纖維。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1將3.6千克納米碳酸鈣、0.072千克鈦酸酯偶聯(lián)劑、0.17千克復(fù)合抗氧劑B225，加入高速混合機(jī)中和102千克聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片。高速混合機(jī)的轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)/分鐘，加熱功率為2KW，20分鐘后體系溫度達(dá)145°C，所有添加劑都均勻包粘在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯顆粒上，停止加熱和混合。用螺桿紡絲機(jī)將混合料紡制成纖維，纖維性能如表1所示。實(shí)施例2將4.5千克納米碳酸鈣，0.09千克鈦酸酯偶聯(lián)劑，0.52千克復(fù)合抗氧劑B225，100千克聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片。高速混合的轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)/分鐘，加熱功率為2KW，20分鐘后體系溫度達(dá)145°C，所有添加劑都均勻包粘在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯顆粒上，停止加熱和混合。用螺桿紡絲機(jī)將混合料紡制成纖維，纖維性能如表1所示。實(shí)施例3將6千克納米碳酸鈣，0.12千克鈦酸酯偶聯(lián)劑，0.76千克復(fù)合抗氧劑B225，95千克聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片。高速混合的轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)/分鐘，加熱功率為2KW，20分鐘后體系溫度達(dá)145°C，所有添加劑都均勻包粘在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯顆粒上，停止加熱和混合。用螺桿紡絲機(jī)將混合料紡制成纖維，纖維性能如表1所示。實(shí)施例4將9.6千克納米碳酸鈣，0.2鈦酸酯偶聯(lián)劑，1.2千克復(fù)合抗氧劑B225，95千克聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片。高速混合的轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)/分鐘，加熱功率為2KW，20分鐘后體系溫度達(dá)145'C,所有添加劑都均勻包粘在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯顆粒上，停止加熱和混合。用螺桿紡絲機(jī)將混合料紡制成纖維，纖維性能如表1所示。實(shí)施例5將9.6千克納米碳酸鈣，0.2千克鈦酸酯偶聯(lián)劑，1.2千克復(fù)合抗氧劑B225，95千克聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片。高速混合的轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分鐘，加熱功率為2KW，25分鐘后體系溫度達(dá)145°C，所有添加劑都包粘在聚酯顆粒上，停止加熱和混合。用螺桿紡絲機(jī)將混合料紡制成纖維，纖維性能如表1所示。實(shí)施例6除了將聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片換成聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯切片，溫度達(dá)到148°C外，其他同實(shí)施例5，用螺桿紡絲機(jī)將混合料紡制成纖維，纖維性能如表1所示。對(duì)照例1將3.6千克納米碳酸鈣、0.072千克鈦酸酯偶聯(lián)劑、0.17千克復(fù)合抗氧劑B225，和102千克聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片加入高速混合機(jī)中。轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘，混合20分鐘后體系溫度約120°C，所有添加劑均勻分散但沒有包粘在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯顆粒上。用螺桿紡絲機(jī)將混合料紡制成纖維，纖維性能如表1所示。對(duì)照例2除了將將9.6千克納米碳酸鈣，0.2千克鈦酸酯偶聯(lián)劑，1.2千克復(fù)合抗氧劑B225，95千克聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯切片加入高速混合機(jī)中，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘，加熱功率為2KW，16分鐘后體系溫度達(dá)142'C，所有添加劑都均勻包粘在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯顆粒上，停止加熱和混合。用螺桿紡絲機(jī)將混合料紡制成纖維，纖維性能如表1所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1.一種聚酯/納米碳酸鈣微?；旌狭希涮卣髟谟谠摶旌狭系闹亓拷M成包括85～100份的聚酯切片、0.5～15份的納米碳酸鈣微粒、0.01～0.5份的表面處理劑，0.05～1.5份的抗氧劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯/納米碳酸鈣微粒復(fù)合纖維，其特征在于所述納米碳酸鈣微粒的粒徑為50500nrn，形狀為紡錘形、立方形、針形、鏈形或球形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯/納米碳酸鈣混合料的制備方法，其特征在于所述聚酯為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯/納米碳酸鈣微粒復(fù)合纖維，其特征在于所述表面處理劑為硬酯酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑、硅烷類偶聯(lián)劑中的一種或幾種。5.聚酯/納米碳酸鈣混合料的制備方法，包括下列步驟.-(1)按重量份數(shù)稱取85100份的聚酯切片、0.5~15份的納米碳酸鈣微粒和0.01-0.5份的表面處理劑和0.05-1.5份的抗氧劑；(2)將納米碳酸鈣微粒和其他添加劑等放入高速混合機(jī)中，攪拌混合至均勻后，再加入聚酯切片或粉料，升溫并繼續(xù)攪拌，在轉(zhuǎn)速為500~6000轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合的同時(shí)，利用混合發(fā)熱或外加加熱的方法，使混合體系的溫度升高至145'C左右，使聚酯軟化并使納米碳酸鈣均勻包粘在聚酯切片上，而聚酯顆粒間不發(fā)生嚴(yán)重粘連；冷卻，至室溫出料；(3)將上述混合物或以該混合物作為母粒與聚酯混合后用螺桿擠出機(jī)擠出紡絲或注塑成塑料制品。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酯/納米碳酸鈣混合料的制備方法，其特征在于所述抗氧化劑為復(fù)合抗氧劑B225。全文摘要本發(fā)明涉及一種聚酯/納米碳酸鈣混合料的制備方法，包括將聚酯切片、納米碳酸鈣微粒、反應(yīng)性單體和其他添加劑在高速混合機(jī)中高速混合的同時(shí)，利用混合發(fā)熱或外加加熱的方法，使混合體系的溫度升高至145℃左右，使聚酯切片軟化并使納米碳酸鈣和其他添加劑均勻包粘在聚酯切片上，而聚酯切片顆粒間沒有嚴(yán)重的粘連。由本發(fā)明制備的聚酯/納米碳酸鈣混合料具有優(yōu)異的加工性能，可通過熔噴或熔融紡絲制作紡織用纖維、薄膜或增強(qiáng)塑料。文檔編號(hào)C08K13/02GK101362849SQ20081020044公開日2009年2月11日申請(qǐng)日期2008年9月25日優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日發(fā)明者倪建華,劉術(shù)佳,宣大勝,曹玲玲,王依民,靜袁申請(qǐng)人:東華大學(xué);浙江恒勝科技有限公司