專利名稱：：具有高結(jié)晶溫度的pbt/蒙脫土納米復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高分子材料，尤其涉及一種具有高結(jié)晶溫度的PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：酯類聚合物如聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)，現(xiàn)在正逐日增多地應(yīng)用于包裝、汽車零部件等，其每年的體積用量已基本占去整個(gè)工程塑料的11%左右。尤其是PBT，由于其具有較高的韌性，強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定性好，耐水，耐化學(xué)腐蝕以及不導(dǎo)電等優(yōu)異性能，在工程方面具有廣泛的用途，尤其是在汽車、建筑和結(jié)構(gòu)材料等方面。對(duì)苯二甲酸環(huán)丁二醇酯(CBT)是以對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)為原料，用催化劑在溶液中將PBT裂解為短鏈的齊聚物，并閉合成環(huán)狀。CBT是不同低分子量環(huán)狀齊聚物的混合物。它的特點(diǎn)就是在加熱的情況下，會(huì)變的像水一樣，粘度很低。若加入催化劑并在適當(dāng)?shù)臏囟认拢珻BT會(huì)聚合成高分子量的PBT樹脂。但是PBT的缺點(diǎn)就是其結(jié)晶溫度不夠高，這一點(diǎn)也限制了它的一些應(yīng)用范圍，因此，提高PBT的結(jié)晶溫度將有著很重要的應(yīng)用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供-度的PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)-種具有高結(jié)晶溫—種具有高結(jié)晶溫度的PBT/！以下配方為原料制備對(duì)苯二甲酸環(huán)丁二醇酯(CBT)納米蒙脫土—種具有高結(jié)晶溫度的PBT/！j脫土納米復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料采用50-99.99重量份，0.01-50重量份。j脫土納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，它是由一種新型材料PBT的低分子量環(huán)狀齊聚物——對(duì)苯二甲酸環(huán)丁二醇酯(CBT)與納米蒙脫土進(jìn)行原位聚合而制備得到。該方法包括以下工藝a.將CBT在70-18(TC范圍內(nèi)加熱熔融，其粘度值為1050MPa.s時(shí)，將蒙脫土加入，進(jìn)行恒溫超聲分散或持續(xù)攪拌1-50小時(shí)；b.將分散好的CBT/納米蒙脫土混合物進(jìn)行升溫至180-25(TC進(jìn)行原位聚合。該方法還可以包括以下工藝a.將納米蒙脫土溶于溶劑中進(jìn)行超聲分散或持續(xù)攪拌1-30小時(shí)；b.將CBT溶于同種溶劑中；3c.將CBT溶液倒入步驟a所述的分散均勻的蒙脫土溶液中，繼續(xù)超聲分散或持續(xù)攪拌1-30小時(shí);d.將溶劑揮發(fā)掉；e.升溫至180-25(TC范圍，使分散好的CBT、納米蒙脫土混合物進(jìn)行原位聚合。所采用的CBT為CBT100或CBT160等各種型號(hào)的CBT。所用的CBT結(jié)構(gòu)式為其中n二2-10。所用的納米蒙脫土是指未經(jīng)改性的原土。所用的溶劑為丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、三氟乙酸中的一種或幾種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用CBT與納米蒙脫土進(jìn)行原位聚合的方式制備了PBT/匪T納米復(fù)合材料，明顯的提高了PBT的結(jié)晶溫度。另外，由于蒙脫土片層在聚合物中可以形成納米級(jí)分散，所以蒙脫土的加入使復(fù)合材料的強(qiáng)度、模量、阻隔性能和耐熱性等也都得到明顯的改善。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1將CBT98份加熱至15(TC熔融，當(dāng)CBT熔體粘度值為lOMPa.s時(shí)，加入2份納米蒙脫土，充分?jǐn)嚢?0h，通N2，使納米蒙脫土在CBT熔體中分散均勻。然后升溫至190°C，使CBT進(jìn)行原位聚合，制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。所得樣品結(jié)晶溫度如表1所示。實(shí)施例2將CBT98份加熱至150。C熔融，當(dāng)CBT熔體粘度值為20MPa.s時(shí)，加入2份納米蒙脫土，超聲分散20h，N2保護(hù)，使納米蒙脫土在CBT熔體中分散均勻。然后升溫至19(TC，使CBT進(jìn)行原位聚合，制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。所得樣品結(jié)晶溫度如表1所示。實(shí)施例3將CBT90份加熱至15(TC熔融，當(dāng)CBT熔體粘度值為30MPa.s時(shí)，加入10份納米蒙脫土，充分?jǐn)嚢?0h，通^，使納米蒙脫土在CBT熔體中分散均勻。然后升溫至19(TC，使CBT進(jìn)行原位聚合，制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。所得樣品結(jié)晶溫度如表1所示。實(shí)施例4將CBT90份加熱至15(TC熔融，當(dāng)CBT熔體粘度值為50MPa.s時(shí)，加入10份納米蒙脫土，超聲分散20h，N2保護(hù)，使納米蒙脫土在CBT熔體中分散均勻。然后升溫至19(TC，使CBT進(jìn)行原位聚合，制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。所得樣品結(jié)晶溫度如表1所示。實(shí)施例5將2份納米蒙脫土溶入丙酮中，8(TC左右持續(xù)攪拌20h，使其慢慢溶解。然后將98份CBT溶于丙酮中，8(TC左右持續(xù)攪拌，使其溶解。將該CBT溶液倒入分散好的蒙脫土溶液中，繼續(xù)持續(xù)攪拌20h。揮發(fā)掉溶劑，8(TC真空干燥。最后將經(jīng)干燥過的CBT、納米蒙脫土混合物升溫至190°C，使CBT進(jìn)行原位聚合制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。所得樣品結(jié)晶溫度如表1所示。實(shí)施例6將2份納米蒙脫土溶入丙酮中，8(TC左右超聲分散20h，使其慢慢溶解。然后將98份CBT溶于丙酮中，8(TC左右超聲分散，使其溶解。將該CBT溶液倒入分散好的蒙脫土溶液中，繼續(xù)超聲分散20h。揮發(fā)掉溶劑，8(TC真空干燥。最后將經(jīng)干燥過的CBT、納米蒙脫土混合物升溫至190°C，使CBT進(jìn)行原位聚合制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。所得樣品結(jié)晶溫度如表l所示。實(shí)施例7將10份納米蒙脫土溶入丙酮中，8(TC左右持續(xù)攪拌20h，使其慢慢溶解。然后將90份CBT溶于丙酮中，8(TC左右持續(xù)攪拌，使其溶解。將該CBT溶液倒入分散好的蒙脫土溶液中，繼續(xù)持續(xù)攪拌20h。揮發(fā)掉溶劑，8(TC真空干燥。最后將經(jīng)干燥過的CBT、納米蒙脫土混合物升溫至190°C，使CBT進(jìn)行原位聚合制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。所得樣品結(jié)晶溫度如表1所示。實(shí)施例8將10份納米蒙脫土溶入丙酮中，8(TC左右超聲分散20h，使其慢慢溶解。然后將90份CBT溶于丙酮中，8(TC左右超聲分散，使其溶解。將該CBT溶液倒入分散好的蒙脫土溶液中，繼續(xù)超聲分散20h。揮發(fā)掉溶劑，8(TC真空干燥。最后將經(jīng)干燥過的CBT、納米蒙脫土混合物升溫至190°C，使CBT進(jìn)行原位聚合制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。所得樣品結(jié)晶溫度如表l所示。表1.各實(shí)施例樣品結(jié)晶溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例結(jié)晶溫度(°c)純PBT190實(shí)施例9將CBT65份加熱至IO(TC熔融，當(dāng)CBT熔體粘度值為15MPa.s時(shí)，加入35份納米蒙脫土，充分?jǐn)嚢?5h，通N2，使納米蒙脫土在CBT熔體中分散均勻。然后升溫至210°C，使CBT進(jìn)行原位聚合，制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。實(shí)施例10將CBT85份加熱至165。C熔融，當(dāng)CBT熔體粘度值為42MPa.s時(shí)，加入15份納米蒙脫土，超聲分散45h，N2保護(hù)，使納米蒙脫土在CBT熔體中分散均勻。然后升溫至235t:，使CBT進(jìn)行原位聚合，制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。實(shí)施例11將50份納米蒙脫土溶入二氯甲烷中，8(TC左右持續(xù)攪拌30h，使其慢慢溶解。然后將50份CBT溶于二氯甲烷中，8(TC左右持續(xù)攪拌，使其溶解。將該CBT溶液倒入分散好的蒙脫土溶液中，繼續(xù)持續(xù)攪拌30h。揮發(fā)掉溶劑，8(TC真空干燥。最后將經(jīng)干燥過的CBT、納米蒙脫土混合物升溫至25(TC，使CBT進(jìn)行原位聚合制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。實(shí)施例12將0.01份納米蒙脫土溶入三氟乙酸中，8(TC左右超聲分散lh，使其慢慢溶解。然后將99.99份CBT溶于三氟乙酸中，8(TC左右超聲分散，使其溶解。將該CBT溶液倒入分散好的蒙脫土溶液中，繼續(xù)超聲分散lh。揮發(fā)掉溶劑，8(TC真空干燥。最后將經(jīng)干燥過的CBT、納米蒙脫土混合物升溫至18(TC，使CBT進(jìn)行原位聚合制備PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料。權(quán)利要求一種具有高結(jié)晶溫度的PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料采用以下配方為原料制備對(duì)苯二甲酸環(huán)丁二醇酯(CBT)50-99.99重量份，納米蒙脫土0.01-50重量份。2.—種如權(quán)利要求1所述具有高結(jié)晶溫度的PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，它是由一種新型材料PBT的低分子量環(huán)狀齊聚物一對(duì)苯二甲酸環(huán)丁二醇酯(CBT)與納米蒙脫土進(jìn)行原位聚合而制備得到。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高結(jié)晶溫度的PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下工藝a.將CBT在70-18(TC范圍內(nèi)加熱熔融，其粘度值為1050MPa.s時(shí)，將蒙脫土加入，進(jìn)行恒溫超聲分散或持續(xù)攪拌1-50小時(shí)；b.將分散好的CBT/納米蒙脫土混合物進(jìn)行升溫至180-25(TC進(jìn)行原位聚合。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高結(jié)晶溫度的PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下工藝a.將納米蒙脫土溶于溶劑中進(jìn)行超聲分散或持續(xù)攪拌1-30小時(shí)；b.將CBT溶于同種溶劑中;c.將CBT溶液倒入步驟a所述的分散均勻的蒙脫土溶液中，繼續(xù)超聲分散或持續(xù)攪拌1-30小時(shí);d.將溶劑揮發(fā)掉；e.升溫至180-25(TC范圍，使分散好的CBT、納米蒙脫土混合物進(jìn)行原位聚合。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種具有高結(jié)晶溫度的PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所采用的CBT為CBT100或CBT160等各種型號(hào)的CBT。6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種具有高結(jié)晶溫度的PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所用的CBT結(jié)構(gòu)式為其中n=2-10。7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種具有高結(jié)晶溫度的PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所用的納米蒙脫土是指未經(jīng)改性的原土。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有高結(jié)晶溫度的PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所用的溶劑為丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、三氟乙酸中的一種或幾種。全文摘要本發(fā)明提供了一種具有高結(jié)晶溫度的PBT/蒙脫土納米復(fù)合材料及其制備方法。利用了聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的低分子量環(huán)狀齊聚物CBT與蒙脫土進(jìn)行原位聚合的方法，制備了PBT/MMT納米復(fù)合材料。蒙脫土的加入明顯提高了聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的結(jié)晶溫度，并且隨著蒙脫土含量的提高，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的結(jié)晶溫度也逐漸提高。文檔編號(hào)C08G63/78GK101759965SQ20081020796公開日2010年6月30日申請(qǐng)日期2008年12月26日優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日發(fā)明者吳福梅,楊桂生申請(qǐng)人:上海杰事杰新材料股份有限公司