一种具有空气净化功能的PET聚酯切片的制备方法技术

本发明专利技术涉及具有空气净化功能的PET聚酯切片的制备方法，将纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶粉末加入乙二醇中后，置于研磨机中研磨，制得混合浆液将混合浆液与对苯二酸混合后依次进行酯化反应和聚合反应，制得改性聚苯二甲酸乙二醇脂，即PET。本发明专利技术薄膜中由于纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶颗粒中纳米级二氧化钛光催化剂的存在，并利用硅气凝胶吸附甲醛等污染物，纳米TiO2光解甲醛等污染物，边吸附边分解，达到长效分解的效果，使聚酯薄膜具备了自动分解空气中的污染物的性能，当本发明专利技术的聚酯薄膜铺设在汽车车窗玻璃时，可有效净化车内空气，当本发明专利技术的聚酯薄膜铺设在建筑室内窗玻璃或家具表面时，可有效净化室内空气。

【技术实现步骤摘要】
一种具有空气净化功能的PET聚酯切片的制备方法本申请是专利申请号为201710507950.7的中国专利技术专利(申请日：2017年06月28日、专利名称：一种具有空气净化功能的PET聚酯切片及其制备方法和应用)的分案申请。
本专利技术属于PET聚酯领域，具体涉及一种具有空气净化功能的PET聚酯切片的制备方法。
技术介绍
PET薄膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料，采用挤出法制成厚片，再经双向拉伸制成的薄膜材料。同时，是一种高分子塑料薄膜，因其综合性能优良而越来越受到广大消费者的青睐.它是一种无色透明、有光泽的薄膜，机械性能优良，刚性、硬度及韧性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高温和低温，耐化学药品性、耐油性、气密性和保香性良好，是常用的阻透性复合薄膜基材之一。PET薄膜是一种性能比较全面的包装薄膜。其透明性好，有光泽；具有良好的气密性和保香性；防潮性中等，在低温下透湿率下降。PET薄膜的机械性能优良，其强韧性是所有热塑性塑料中最好的，抗张强度和抗冲击强度比一般薄膜高得多；且挺力好，尺寸稳定，适于印刷、纸袋等二次加工。PET薄膜还具有优良的耐热、耐寒性和良好的耐化学药品性和耐油性。在汽车车窗玻璃薄膜领域有大规模的应用。申请号为CN201410336093.5的中国专利，提供了一种高透明抗静电的PET聚酯薄膜及其制备方法。其成份包括PET、抗静电剂和抗氧剂，PET、抗静电剂和抗氧剂的质量比为95～99：1～5：0.1。将对苯二甲酸、乙二醇与聚醚进行嵌段共聚，所得的共聚物通过双螺杆挤出造粒，制成抗静电母粒，即抗静电剂。将PET聚酯切片、抗静电母粒经过真空干燥，取抗静电母粒与PET聚酯切片混匀，加入抗氧剂混合，然后经过双螺杆挤出成厚膜，厚膜经过双向拉伸后定型制得高透明抗静电薄膜。本专利技术的PET聚酯薄膜提高了薄膜的抗静电性能。申请号为CN201410612065.1的中国专利，提供了一种具有抗蓝光功能的钢化玻璃膜AB胶及制备方法，以经过抗蓝光处理的PET为基础，高凝聚力的粘着剂贴合于玻璃，有效防止液晶屏幕的刮伤。本专利技术包含有PET聚酯薄膜基材，PET聚酯薄膜基材之上引入UV丙烯酸树脂层，UV丙烯酸树脂层之上引入粘着剂层，粘着剂层之上引入离型膜；PET聚酯薄膜基材之下设有硅胶层，硅胶层之下设有PET剥离层。本专利技术具有高透光性，全光线透光率达92.5％以上，保证了液晶画面的高清晰度；排气性能高，具有良好的再剥离性。但是现有技术中没有具有空气净化功能的PET薄膜，因此，如何制备具有空气净化功能的PET薄膜是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种气凝胶具有空气净化功能的PET聚酯切片的制备方法。本专利技术将气凝胶粉末加入乙二醇中研磨粒径为2-3μm的颗粒后加入对苯二甲酸，直接聚合成PET聚酯，然后干燥制得PET聚酯切片，再后续进行双向拉伸制得具有空气净化功能的PET聚酯薄膜。本专利技术制得的具有空气净化功能的PET聚酯薄膜中由于纳米级二氧化钛光催化剂的存在，利用硅气凝胶吸附甲醛等污染物，纳米TiO2光解甲醛等污染物，边吸附边分解，达到长效分解的效果，采用边吸附边分解的形式，使聚酯薄膜具备了自动分解空气中的污染物的性能，当本专利技术的聚酯薄膜铺设在汽车车窗玻璃时，可有效净化车内空气，当本专利技术的聚酯薄膜铺设在建筑室内窗玻璃或家具表面时，可有效净化室内空气。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种具有空气净化功能的PET聚酯，所述PET聚酯包括气凝胶颗粒和聚对苯二甲酸乙二醇脂，所述气凝胶颗粒均匀分散在聚对苯二甲酸乙二醇脂的分子链间；气凝胶颗粒在PET聚酯中的含量为1-6wt％；气凝胶颗粒的粒径为2-3μm；所述气凝胶颗粒为纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶颗粒。纳米粒子的表面原子存在许多悬空键，具有不饱和性质，因而极易与其他原子相结合而趋于稳定，具有很高的化学活性。对PET聚酯复合的体系来讲，纳米粒子的聚集体越小越好，增强增韧效果越明显；纳米粒子的聚集体大于一定尺寸时会使复合体系失去的意义。因此，在PET/气凝胶颗粒复合材料的制备过程中，如何将气凝胶以纳米尺寸分散在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中是至关重要的。本专利技术采用将气凝胶粉末加入乙二醇中研磨，只有当研磨粒径为2-3μm的颗粒后，气凝胶颗粒才能均一的分散在乙二醇溶液中，后续加入对苯二甲酸，直接聚合成PET聚酯，气凝胶颗粒可以作为有效的成核剂，提高结晶速率，改善结晶性能，同时，由于气凝胶颗粒在PET聚酯聚合前就均匀分散在上述聚合体系中，因此，在聚合后使得气凝胶颗粒均匀分散在聚对苯二甲酸乙二醇脂的分子链间，气凝胶颗粒的分散效果好，从而在保证PET聚酯本身优良性能的同时，具有气凝胶颗粒复合带来的光催化性能。另外，纳米氧化钛复合硅气凝胶光催化剂粉体(即纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶颗粒)内部三维立体空间结构对其吸附与光催化活性的发挥具有重要作用，在产品制备过程中粘结剂或其它材料进入其三维立体空间封堵多孔结构后会使其降低或丧失吸附与光催化活性；乙二醇的作用是润湿纳米氧化钛复合硅气凝胶光催化剂粉体，占据纳米氧化钛复合硅气凝胶光催化剂粉体内部三维立体空间的多孔结构，防止在产品制备过程中粘结剂或其它材料进入其三维立体空间封堵多孔结构，产品干燥后，乙二醇自然挥发，纳米氧化钛复合硅气凝胶光催化剂粉体内部仍然保持其三维立体空间结构，发挥吸附与光催化活性。作为优选的技术方案：如上所述的具有空气净化功能的PET聚酯切片，具有空气净化功能的PET聚酯中的纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶颗粒的制备方法为：将硅气凝胶颗粒经300目筛，浸泡于20℃氨水中30～36h，得到料A；将稀土硝酸盐以1:1重量比溶于去离子水中，过滤后得到料B；以硫酸钛转化为氧化钛的重量比计为5％，将所需的硫酸钛与重量比计为95％的去离子水进行混合制成溶液；对溶液进行持续搅拌并加热到75～90℃，保持恒温，在60～90分钟内匀速加入步骤(1)制取的料A，搅拌转速控制在500～800转/分钟的同时开启超声振动，加入料A的量是由硅气凝胶的重量决定，硅气凝胶的重量是以硫酸钛转化为氧化钛的重量的0.36～0.5倍；继续加入适量氨水将pH值为调节至8.0～9.5，然后以30～80转/分钟的搅拌速度继续搅拌，搅拌的同时开启超声振动；反应60～90分钟，得到浆料C；将浆料C过滤、洗涤，控制浆料C的pH值为7～8，同时使过滤、洗涤后的浆料C的固含量>40％；然后，加入其2倍的去离子水，同时加入料B(稀土硝酸盐容易吸潮，会导致测量不准确，所以为了准确定量稀土硝酸盐的加入量，将稀土硝酸盐以稀土氧化物计)，其中，料B中稀土硝酸盐以氧化物计的重量是氧化钛重量的3～7％，搅拌转速控制在500～800转/分钟，搅拌升温至75～90℃时，滴加氨水调pH值为7～7.5，加入双氧水，双氧水的加入量为料B中稀土硝酸盐以氧化物计的重量的10％，搅拌反应30分钟；洗涤、过滤后至物料固含量>40％时，收集并得到浆料D；这时，稀土硝酸盐与氨水发生反应转变为稀土氢氧化物，硫酸钛与氨水反应生成氢氧化钛；稀土氢氧化物包覆在氢氧化钛的表面，共同填充在硅气凝胶的比表面上，硅气凝胶的微孔结构里面充满了稀土氢氧化物和氢氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有空气净化功能的PET聚酯切片的制备方法，其特征是，包括以下步骤：（1）将纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶粉末加入乙二醇中后，置于研磨机中研磨，制得混合浆液，研磨后混合浆液内的气溶胶粒径为2‑3μm；（2）将混合浆液与对苯二酸混合后依次进行酯化反应和聚合反应，制得改性聚苯二甲酸乙二醇脂，即PET；然后将PET聚酯干燥制得具有空气净化功能的PET聚酯切片；硅气凝胶颗粒需要通过气凝胶前驱体制备，硅气凝胶前驱体的制备方法为：（1）制备硅源和溶剂的混合溶液取摩数3.0‑4.0的硅酸钠装入反应釜中，加入硅酸钠质量1‑3倍的去离子水进行稀释，反应釜以80‑200转/分钟的速度搅拌30分钟，经200目筛过滤，得到硅酸钠溶液；（2）溶胶取A酸，在A酸中加入A酸金属盐和稀土A酸盐，混合均匀后，以喷淋的方式加入至步骤（1）得到的硅酸钠溶液；喷淋的同时以1200‑2000转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌，控制硅酸钠溶液的pH值为1.5‑3.0，得到溶胶；（3）凝胶取氢氧化钠或氨水，加入去离子水稀释至pH值为10‑11.5，以喷淋的方式加入至反应釜中；喷淋的同时以1200‑2000转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌，当反应釜内物料的pH值为4.5‑5.5时，终止喷淋，得到凝胶；（4）老化反应釜内以20‑50转/分的速度继续搅拌3‑10小时，对反应釜内的物料进行老化，控制反应釜内物料温度为35‑50摄氏度；（5）溶剂置换在反应釜内进行持续搅拌60‑180分钟，同时加入与步骤（4）反应釜内老化物料同体积的置换溶剂，以置换出剩余的水分（6）表面修饰在反应釜内进行持续搅拌，同时继续加入与步骤（4）反应釜内老化物料同体积的偶联剂；经过搅拌60‑180分钟，得到包覆有置换溶剂和偶联剂的硅气凝胶前驱体。...

【技术特征摘要】
1.一种具有空气净化功能的PET聚酯切片的制备方法，其特征是，包括以下步骤：（1）将纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶粉末加入乙二醇中后，置于研磨机中研磨，制得混合浆液，研磨后混合浆液内的气溶胶粒径为2-3μm；（2）将混合浆液与对苯二酸混合后依次进行酯化反应和聚合反应，制得改性聚苯二甲酸乙二醇脂，即PET；然后将PET聚酯干燥制得具有空气净化功能的PET聚酯切片；硅气凝胶颗粒需要通过气凝胶前驱体制备，硅气凝胶前驱体的制备方法为：（1）制备硅源和溶剂的混合溶液取摩数3.0-4.0的硅酸钠装入反应釜中，加入硅酸钠质量1-3倍的去离子水进行稀释，反应釜以80-200转/分钟的速度搅拌30分钟，经200目筛过滤，得到硅酸钠溶液；（2）溶胶取A酸，在A酸中加入A酸金属盐和稀土A酸盐，混合均匀后，以喷淋的方式加入至步骤（1）得到的硅酸钠溶液；喷淋的同时以1200-2000转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌，控制硅酸钠溶液的pH值为1.5-3.0，得到溶胶；（3）凝胶取氢氧化钠或氨水，加入去离子水稀释至pH值为10-11.5，以喷淋的方式加入至反应釜中；喷淋的同时以1200-2000转/分的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌，当反应釜内物料的pH值为4.5-5.5时，终止喷淋，得到凝胶；（4）老化反应釜内以20-50转/分的速度继续搅拌3-10小时，对反应釜内的物料进行老化，控制反应釜内物料温度为35-50摄氏度；（5）溶剂置换在反应釜内进行持续搅拌60-180分钟，同时加入与步骤（4）反应釜内老化物料同体积的置换溶剂，以置换出剩余的水分（6）表面修饰在反应釜内进行持续搅拌，同时继续加入与步骤（4）反应釜内老化物料同体积的偶联剂；经过搅拌60-180分钟，得到包覆有置换溶剂和偶联剂的硅气凝胶前驱体。2.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的PET聚酯切片的制备方法，其特征在于，所述PET聚酯包括气凝胶颗粒和聚对苯二甲酸乙二醇脂，所述气凝胶颗粒均匀分散在聚对苯二甲酸乙二醇脂的分子链间；气凝胶颗粒在PET聚酯中的含量为1-6wt%；气凝胶颗粒的粒径为2-3μm；所述气凝胶颗粒为纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶颗粒。3.根据权利要求2所述的具有空气净化功能的PET聚酯切片的制备方法，其特征在于，具有空气净化功能的PET聚酯中的纳米氧化钛与稀土固溶体复合的硅气凝胶颗粒的制备方法为：(1)将硅气凝胶颗粒经300目筛，浸泡于20°C氨水中30～36h，得到料A；将稀土硝酸盐以1:1重量比溶于去离子水中，过滤后得到料B；(2)以硫酸钛转化为氧化钛的重量比计为5％，将所需的硫酸钛与重量比计为95％的去离子水进行混合制成溶液；对溶液进行持续搅拌并加热到75～90℃，保持恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑善，
申请(专利权)人：郑善，
类型：发明
国别省市：天津,12