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 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、耐有機溶劑性等特點， 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)的存在導致其結(jié)晶速度緩 慢，注塑溫度高達130 150°C，冷卻固化時結(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行反應；b、上述反應結(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，起到誘導晶核或成核劑的作用，細化晶粒，加快了結(jié)晶速率，在注射成型大幅度降低模 具溫度一般達到10 25°C以上。納米氮化鋁具有高強度、高硬度和較低的熱膨脹系數(shù)，是剛性很強的納米粒子，將 平均粒徑40nm的氮化鋁引入PET中，由于納米氮化鋁的存在，當材料受到外力時，會產(chǎn)生 應力集中效應，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)生物理和化學的結(jié)合，增強了界面粘結(jié)，納米粒子可承擔一定的載荷，使復合材料的拉伸 強度增加。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。同時納米氮化鋁粒子的引入還可以提高PET工程塑料的耐化學腐蝕性和耐熱性 能。
具體實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 中進行反應，反應時間2 2. 5h，反應溫度為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步驟中為反應提供溶劑的石油醚或正己烷，為 后續(xù)反應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的高壓粉碎機中粉碎分散20min得納米復合漿 料。因為經(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，這時以苯乙 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 機中，在湍流高壓粉碎機中利用流體的空穴效應、剪切效應與湍流效應原理，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。最后將納米復合漿料與乙二醇按照質(zhì)量比為1. 8 2. 3 1000在酯化反應釜中 常溫下攪拌混合，酯化反應2h即可得納米氮化鋁改性PET工程塑料。實施例一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2h，反應溫度為90°C ；b、然后蒸餾處理以除去石油醚，并將反應所得物在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的高壓粉碎機中分散20min得納米復合漿料；按照質(zhì)量比將上述所得納米復合漿料乙二醇=1.8 1000在常溫下攪拌混合， 酯化反應2h得改性PET工程塑料(樣一)。實施例二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2. 3h，反應溫度為83°C ；b、然后蒸餾處理以除去正己烷溶劑，并將反應所得物在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的高壓粉碎機中分散20min得納米復合漿料；按照質(zhì)量比將上述所得納米復合漿料乙二醇=2 1000在常溫下攪拌混合，酯 化反應2h得改性PET工程塑料(樣二)。
實施例三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2. 5h，反應溫度為85°C ；b、然后蒸餾處理以除去石油醚溶劑，并將反應所得物在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的高壓粉碎機中分散20min得納米復合漿料；按照質(zhì)量比將上述所得納米復合漿料乙二醇=2. 3 1000在常溫下攪拌混合， 酯化反應2h得改性PET工程塑料(樣三)。實驗數(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行反應；b、上述反應結(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中反應時間2 2. 5h，反應溫度為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的高壓粉碎機中粉碎分散 20min得納米復合漿料。
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行反應；然后反應結(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度，改善了PET的耐水解性、耐化學腐蝕性和耐熱性。
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