塑钢打包带用纳米ＳｉＯ２增强增韧ＰＥＴ复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种塑钢打包带用纳米ＳｉＯ↓［２］增强增韧的ＰＥＴ复合材料，采用熔融共混法制备纳米ＳｉＯ↓［２］增强ＰＥＴ复合材料母料，气相ＳｉＯ↓［２］的质量百分含量为２５－４０％。熔融体系始终保持高速剪切分散，并在２０ＫＨｚ的超声环境中进行混合。熔融体系中还加入了偶联剂ＫＨ５５０或Ａ１１２０，其用量为ＳｉＯ↓［２］用量的２．５－４％。将母料按一定比例与ＰＥＴ共混投料，得到纳米ＳｉＯ↓［２］增强增韧的ＰＥＴ复合材料，其纳米ＳｉＯ↓［２］的含量为１－３．５％。利用本发明专利技术，纳米ＳｉＯ↓［２］粒子在ＰＥＴ中分散均匀、结晶性能好、增强效果明显，与ＰＥＴ相容性好，同时又操作简单、成本较低。本发明专利技术ＰＥＴ母料与ＰＥＴ共混生产塑钢打包带，能较好地提高ＰＥＴ的强度、韧性等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚酯的制备方法领域，特别涉及一种纳米材料改性聚对苯二甲酸 乙二酯(PET)的制备方法。二
技术介绍
自PET于1941年问世以来，因其综合性能优良，在较宽的温度范围内能保 持优良的物理性能，且冲击强度高、耐摩擦性好、吸湿性小、尺寸稳定性好、电 性能优良、对大多数有机溶剂和无机酸稳定，因此作为非纤维用聚合物材料也得 到了广泛的应用，进一步拓展到各类容器、包装(扎)材料、薄膜、胶片、工程塑 料等领域。其中，将PET应用于塑钢打包带是目前国际上流行的替代钢皮带的新 型捆扎带，广泛应用于钢铁、铝材、化纤、棉纺、烟草、纸业、金属制罐等行 业。与传统钢带相比较，PET塑钢打包带具有以下优势1、抗拉力强，既有钢带 般的抗拉力，又有能抗冲击的延展性，确保产品的运输安全；2、延伸率小，伸 长率仅是聚丙烯(PP)带的六分之一，能长时间保持拉紧力；3、耐温性强，熔 点达到了 260 。C, 120 。C以下使用不变形；4、柔韧性好，无钢皮带的锋利边 缘，操作安全，既不伤手也不损坏被捆物体。5、经济效益佳，1吨塑钢带的长度 相当于6吨钢皮带，每米单价低于钢皮带，能大大降低成本。近年来，人们开始对聚酯的改性及功能聚酯的制备进行了越来越多的研究。 通常采用共聚、共混等方法，通过在PET中添加无机纳米粒子制备出多种聚酯/ 无机纳米复合材料，可以对PET进行化学或物理改性制备新型多功能聚酯。二氧 化硅作为一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料，具有极好的耐热性和高强 度，其纳米粒子具有纳米尺度效应、大的比表面积、体积效应、与聚合物基体强 的界面相互作用等，不但可以大幅度地提高聚合物的力学性能，还可以有效地利 用二氧化硅纳米粒子独特的光学、电学、热学、磁学和催化活性等，制得各种具 有高强高韧、导电、耐光、屏蔽、阻燃等功能性的聚合物基纳米复合材料。因此 将二氧化硅纳米粒子用于制备聚酯/无机纳米复合材料的前景十分光明。对纳米二氧化硅纳米增强增韧PET体系而言，纳米粒子的聚集体越小，增强 增韧效果越明显，当纳米粒子的聚集体大于一定尺寸时会使复合体系失去增强增 韧的意义。因此在PET/纳米Si02复合材料的制备过程中，如何将纳米Si02以纳米 尺寸*在PET中是至关重要的。目前文献和专利报道较多的方法是原位聚合法 和插层法制备复合材料，但由于在实际应用中，大多PET塑钢打包带均采用废旧 或回收的PET废料造粒后重新使用，以实现资源的再利用和降低成本，以上制备 方法在回收型PET塑钢打包带的生产过程中并不适用。传统的方法是通过将纳米 颗粒直接加入到抽丝、挤塑等工艺中，粒子不能完全分散，改性效果也不太理 想。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的分散性不好，改性效果不明显的问题，提供一 种塑钢打包带用纳米Si02增强增韧PET复合材料的制备方法，本方法生产的 PET复合材料中纳米SiOi粒子在PET中+牧均匀、增强增韧效果明显。本专利技术的技术方案为 一种塑钢打包带用纳米Si02增强增韧PET复合材料 的制备方法，第一步，采用超声波熔融共混法制备纳米Si(U曾强增韧PET复合材 料母料，超声波频率为20KHz,母料中纳米Si02为气相，纳米Si02的粒径为8-16 咖，纳米Si02占PET的质量百分含量为25~40%,熔融体系中加入了偶联剂，偶 联剂的用量为Si(h质量的2. 5 ~ 4°/。；第二步，将第一步制得的复合材料母料按纳米Si02占产物复合材料的总质量 的1 ~3.5%的比例将复合材料母料与PET混合就制得塑钢打包带用纳米Si02增强 增韧PET复合材料。所述的塑钢打包带用纳米Si02增强增韧PET复合材料，第一步所述的采用 熔融共混法制备纳米Si02增强增韧PET复合材料母料的方法为将干燥后的 PET粒料在220 ~ 295°C内熔融，加入占纳米Si02质量2. 5 ~ 4%的偶联剂，搅拌、 超声波*均匀后，分3-6次将气相纳米S i 02加入熔融体系中，时间间隔为2 0-30分钟，气相纳米Si02占PET的质量百分含量的25 ~ 40%;待纳米Si02加完后继续超声、搅拌1-1.5小时，所得物料水冷、干燥、造粒后得复合材料母料，超声 波频率为20KHz。所述的偶联剂为KH550 氨丙基三乙氧基硅烷或A1120 N-P-(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷。纳米Si02/PET复合塑钢打包带的制备方法将上述第二步制备得到的塑钢打 包带用纳米Si02增强增韧PET复合材料母料与PET粒料共混经常规流水线生产 设备生产就可以制得不同规格的纳米Si02增强增韧PET复合塑钢打包带，所述母 料和PET的比例控制为复合塑钢打包带中纳米Si02的含量为1 ~ 3. 5%。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点l.用本专利技术合成的纳米Si02增强增 韧PET复合材料生产的塑钢打包带较普通打包带在常温下具有更高的拉伸强度和 弯曲强度。这是因为纳米Si02表面存在不饱和的残健及不同键合状态的羟基，颗 粒尺寸小，比表面积大，表面能高，配位不足，使其易与材料中的氧起键合作 用，提高分子间的键力，同时叉易于分布到高分子链的空隙中。2. Si02是目前所知热膨胀系数最小的材料之一，将其引入到PET中，可以降 低复合材料的热膨胀系数。3. 本专利技术采用能与有机和无机同时反应的偶联剂来增加无机的二氧化硅与有 机的PET的相容性，增强了它们的相互作用，避免甚至消除了相分离。4. 采用熔融共混法制备纳米Si02增强PET复合材料母料，再将母料与PET共 混后使用，共混时为PET/PET界面，解决了改性材料的相容性问题。5. 本专利技术工艺简单，操作容易，成本较低。附图说明图1为纳米Si(h含量对增强增韧PET复合材料拉伸强度的影响； 图2为纳米Si(h含量对增强增韧PET复合材料弯曲强度的影响； 图3为PET试样冲击断面SEM图4为纳米Si02含量为2%的PET试样冲击断面SEM图。 具体实施例方式以下通过实施例进一步说明本专利技术本专利技术使用的PET粒料为台湾远东公司生产，特性黏度为0. 68 dL/g的工业PET粒料；偶联剂Y-氨丙基三乙氧基硅烷为南京立派化工有限公司生产的 KH550; A1120由南京翔飞化学研究所提供；气相Si02为德国DEGUSSA公司生产。将充分干燥的母料和PET粒料，按一定比例共混经TTI80注塑机直接注塑成 力学性能测试标准样条。拉伸性能按GB/T 1040-1992测定，Izod缺口冲击强度按 GB/T 1843-1996测定。测试温度为23°C,相对湿度为50%。一种塑钢打包带用纳米Si02增强增韧PET复合材料的制备方法，第一步， 采用超声波熔融共混法制备纳米Si(M曾强增韧PET复合材料母料，超声波频率为 20KHz，母料中纳米Si02为气相，纳米Si02的粒径为8-16 nm,纳米Si02占PET 的质量百分含量为25~40°/ ,熔融体系中加入了偶联剂，偶联剂的用量为Si02质 量的2. 5 ~ 4%;纳米Si02的粒径为8-16 nm中的任意数值；纳米Si02占PET的质 量百分含量为25 % 、 32 %或40%等。第二步，将第一步制得的复合材料母料按纳米Si02占产物复合材料的总质量 的1 ~3.5%的比例将复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑钢打包带用纳米ＳｉＯ↓［２］增强增韧ＰＥＴ复合材料的制备方法，其特征在于：第一步，采用超声波熔融共混法制备纳米ＳｉＯ↓［２］增强增韧ＰＥＴ复合材料母料，超声波频率为２０ＫＨｚ，母料中纳米ＳｉＯ↓［２］为气相，纳米ＳｉＯ↓［２］的粒径为８－１６ｎｍ，纳米ＳｉＯ↓［２］占ＰＥＴ的质量百分含量为２５～４０％，熔融体系中加入了偶联剂，偶联剂的用量为ＳｉＯ↓［２］质量的２．５～４％；　第二步，将第一步制得的复合材料母料按纳米ＳｉＯ↓［２］占产物复合材料的总质量的１～３．５％的比例将复合材料母料与ＰＥＴ混合就制得塑钢打包带用纳米ＳｉＯ↓［２］增强增韧ＰＥＴ复合材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙岳明，王华林，刘星汛，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]