專利名稱：一種納米氮化鋁改性pet工程塑料漿料的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，具體來說就是一種納米氮化鋁改 性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
工程塑料是指可作為工程材料代替金屬結(jié)構(gòu)部件使用的塑料。長期使用溫度為 100 150°C的為通用工程塑料，PET是五大通用工程塑料之一。是通用塑料中產(chǎn)量最大、價(jià) 格低廉的品種，具有優(yōu)良的耐熱性、電氣性能、尺寸穩(wěn)定性、耐油性、耐有機(jī)溶劑性等特點(diǎn)， 是綜合性能較好的通用工程塑料，但由于PET分子鏈的剛性苯環(huán)的存在導(dǎo)致其結(jié)晶速度緩 慢，注塑溫度高達(dá)130 150°C，冷卻固化時(shí)結(jié)晶不充分，模塑周期長，易發(fā)生粘膜現(xiàn)象，而 且在脫模之后因繼續(xù)結(jié)晶而使制品發(fā)生翹曲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，用 該方法所生產(chǎn)的納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料用于生產(chǎn)PET工程塑料，使得PET塑料 的結(jié)晶溫度降低，結(jié)晶速度加快，加工性能得到改善。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種納米氮化鋁改性PET 工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其步驟包括a、將硅烷偶聯(lián)劑KH550、銨基長鏈分子、納米氮化鋁溶于溶劑中進(jìn)行反應(yīng)；b、上述反應(yīng)結(jié)束后將混合物中溶劑除去后干燥；c、上述干燥所得物與乙烯、丙烯、乙二醇混合，并將混合物粉碎分散得納米復(fù)合漿 料。按照本發(fā)明的處理方法，由于納米氮化鋁的引入增加了 PET聚酯異相成核的幾 率，起到誘導(dǎo)晶核或成核劑的作用，細(xì)化晶粒，加快了結(jié)晶速率，在注射成型大幅度降低模 具溫度一般達(dá)到10 25°C以上。納米氮化鋁具有高強(qiáng)度、高硬度和較低的熱膨脹系數(shù)，是剛性很強(qiáng)的納米粒子，將 平均粒徑40nm的氮化鋁引入PET中，由于納米氮化鋁的存在，當(dāng)材料受到外力時(shí)，會產(chǎn)生 應(yīng)力集中效應(yīng)，粒子引發(fā)大量銀紋，迫使粒子周圍的PET基體產(chǎn)生塑性變形，吸收大量沖擊 能。同時(shí)剛性粒子的存在也能阻礙銀紋的發(fā)展，鈍化、終止銀紋，從而起到了增韌的效果，提 高了材料的抗沖擊性能。同時(shí)納米氮化鋁與PET具有良好的界面相容性，納米粒子與PET 發(fā)生物理和化學(xué)的結(jié)合，增強(qiáng)了界面粘結(jié)，納米粒子可承擔(dān)一定的載荷，使復(fù)合材料的拉伸 強(qiáng)度增加。由于納米氮化鋁粒子表面具有大量的不飽和懸鍵，和大量-NH、-0H結(jié)構(gòu)，可以大 大降低PET中端羧基的含量，改善PET工程塑料的耐水解性能。同時(shí)納米氮化鋁粒子的引入還可以提高PET工程塑料的耐化學(xué)腐蝕性和耐熱性 能。
具體實(shí)施例方式一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其步驟包括a、將硅烷偶聯(lián)劑KH550 氨基長鏈分子(可以是正辛胺或甲基正辛胺)納米氮 化鋁(40nm)按照質(zhì)量比為1 1 4. 5 5. 5溶于5倍溶質(zhì)質(zhì)量的溶劑石油醚或正己烷 中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間2 2. 5h，反應(yīng)溫度為85 90°C。原理是硅烷偶聯(lián)劑KH550中的乙 氧基活性較強(qiáng)易脫去乙基與納米氮化鋁粒子表面裸露的不飽和鍵和懸鍵結(jié)合，在納米非晶 氮化硅粒子表面形成第一層包覆膜。形成第一層包覆的納米非晶氮化硅粒子再與氨基長鏈 分子作用，由于KH550的氨基鏈端與氨基長鏈分子極性相似，根據(jù)相似相容原理，KH550氨 基鏈端與氨基長鏈分子發(fā)生纏繞，緊密結(jié)合起來形成第二層包覆。經(jīng)過兩層包覆的納米氮 化鋁粒子的密度和極性都與乙二醇相差不多。b、上述反應(yīng)結(jié)束后將混合物做蒸餾處理，蒸餾處理后所得物在75 85°C的溫度 下真空干燥4h左右。蒸餾主要是為了除去a步驟中為反應(yīng)提供溶劑的石油醚或正己烷，為 后續(xù)反應(yīng)提供較為純凈的原料。c、上述干燥所得物與乙烯、丙烯、乙二醇按照質(zhì)量比為8. 8 9. 2 1 1 30 混合，并將混合物投入壓力為100 150MPa的高壓粉碎機(jī)中粉碎分散20min得納米復(fù)合漿 料。因?yàn)榻?jīng)過兩層包覆的納米氮化鋁粒子的密度和極性都與乙二醇相差不多，這時(shí)以苯乙 烯和丙烯酸為分散劑與乙二醇初步混合后在超高壓(100 150MPa)下通入湍流高壓粉碎 機(jī)中，在湍流高壓粉碎機(jī)中利用流體的空穴效應(yīng)、剪切效應(yīng)與湍流效應(yīng)原理，使納米氮化鋁 充分分散到乙二醇中，這就制備成了高濃度均勻分散的納米漿料。最后將納米復(fù)合漿料與乙二醇按照質(zhì)量比為1. 8 2. 3 1000在酯化反應(yīng)釜中 常溫下攪拌混合，酯化反應(yīng)2h即可得納米氮化鋁改性PET工程塑料。實(shí)施例一a、按照質(zhì)量比將硅烷偶聯(lián)劑KH550 正辛胺納米氮化鋁=1 1 4. 5溶于5 倍溶質(zhì)質(zhì)量的納米石油醚溶劑中反應(yīng)2h，反應(yīng)溫度為90°C ；b、然后蒸餾處理以除去石油醚，并將反應(yīng)所得物在80°C的溫度下真空干燥4h;c、按照質(zhì)量比將上述干燥所得物乙烯丙烯乙二醇=8 1 1 30混合， 并將混合物投入壓力為120MPa的高壓粉碎機(jī)中分散20min得納米復(fù)合漿料；按照質(zhì)量比將上述所得納米復(fù)合漿料乙二醇=1.8 1000在常溫下攪拌混合， 酯化反應(yīng)2h得改性PET工程塑料(樣一)。實(shí)施例二a、按照質(zhì)量比將硅烷偶聯(lián)劑KH550 甲基正辛胺納米氮化鋁=1 1 5溶于 5倍溶質(zhì)質(zhì)量的納米正己烷溶劑中反應(yīng)2. 3h，反應(yīng)溫度為83°C ；b、然后蒸餾處理以除去正己烷溶劑，并將反應(yīng)所得物在85°C的溫度下真空干燥 3. 5h ；c、按照質(zhì)量比將上述干燥所得物乙烯丙烯乙二醇=8.7 1 1 30混 合，并將混合物投入壓力為150MPa的高壓粉碎機(jī)中分散20min得納米復(fù)合漿料；按照質(zhì)量比將上述所得納米復(fù)合漿料乙二醇=2 1000在常溫下攪拌混合，酯 化反應(yīng)2h得改性PET工程塑料(樣二)。
實(shí)施例三a、按照質(zhì)量比將硅烷偶聯(lián)劑KH550 正辛胺納米氮化鋁=1 1 5. 5溶于5 倍溶質(zhì)質(zhì)量的納米石油醚溶劑中反應(yīng)2. 5h，反應(yīng)溫度為85°C ；b、然后蒸餾處理以除去石油醚溶劑，并將反應(yīng)所得物在75°C的溫度下真空干燥 3h ；c、按照質(zhì)量比將上述干燥所得物乙烯丙烯乙二醇=9 1 1 30混合， 并將混合物投入壓力為lOOMPa的高壓粉碎機(jī)中分散20min得納米復(fù)合漿料；按照質(zhì)量比將上述所得納米復(fù)合漿料乙二醇=2. 3 1000在常溫下攪拌混合， 酯化反應(yīng)2h得改性PET工程塑料(樣三)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1. 一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其步驟包括a、將硅烷偶聯(lián)劑KH550、銨基長鏈分子、納米氮化鋁溶于溶劑中進(jìn)行反應(yīng)；b、上述反應(yīng)結(jié)束后將混合物中溶劑除去后干燥；c、上述干燥所得物與乙烯、丙烯、乙二醇混合，并將混合物粉碎分散得納米復(fù)合漿料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其 特征在于所述步驟a中硅烷偶聯(lián)劑KH550 銨基長鏈分子納米氮化鋁的質(zhì)量比為 1 1 4. 5 “5 5o
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其特征 在于所述步驟a中納米氮化鋁粒徑平均在40nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其特征 在于所述步驟a中氨基長鏈分子可以是正辛胺或甲基正辛胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其特征 在于所述步驟a中溶劑選用石油醚或正己烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其特征 在于所述步驟a中反應(yīng)時(shí)間2 2. 5h，反應(yīng)溫度為85 90°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其特征 在于所述步驟b中溶劑是通過蒸餾操作除去。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其特征 在于所述步驟b中干燥條件是75 85°C的溫度下真空干燥4h左右。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其特征 在于所述步驟c中干燥所得物乙烯丙烯乙二醇質(zhì)量比為8. 8 9. 2 1 1 30。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，其特 征在于所述步驟c中分散是將混合物投入壓力為100 150MPa的高壓粉碎機(jī)中粉碎分散 20min得納米復(fù)合漿料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法，具體來說就是一種納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料的生產(chǎn)方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是先將硅烷偶聯(lián)劑KH550、銨基長鏈分子、納米氮化鋁溶于溶劑中進(jìn)行反應(yīng)；然后反應(yīng)結(jié)束后將混合物中溶劑除去后干燥；最后干燥所得物與乙烯、丙烯、乙二醇混合，并將混合物粉碎分散得納米復(fù)合漿料。用該方法生產(chǎn)的納米氮化鋁改性PET工程塑料漿料不僅降低PET聚酯的脫模溫度達(dá)10～25℃以上，加快了PET的結(jié)晶速度，改善了其加工性能，而且還提高了PET工程塑料的抗沖擊性能和拉伸強(qiáng)度，改善了PET的耐水解性、耐化學(xué)腐蝕性和耐熱性。
文檔編號C09C1/40GK102002216SQ20101054119
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者張芬紅 申請人:合肥開爾納米能源科技股份有限公司