聚酯母粒及其制备方法技术

一种聚酯母粒及其制备方法，本发明专利技术属于聚酯技术领域，其原料按重量份数计包括：聚酯份数为81－108份，改性石墨烯粉体份数为1‑10份，改性石墨烯粉体为金属氧化物包覆的还原氧化石墨烯粉体与偶联剂进行改性反应制得。聚酯母粒的制备方法，其包括：将改性石墨烯粉体与聚酯混合后挤出造粒得到聚酯母粒。该方法制备出的抗静电母粒同时具有混合均匀、添加量少、电阻率低、透明度高等的特点，而且还能有效提高聚酯的物理机械强度。

【技术实现步骤摘要】
聚酯母粒及其制备方法
本专利技术属于聚酯
，具体而言，涉及一种聚酯母粒及其制备方法。
技术介绍
聚酯自20世纪40年代问世以来，具有许多金属材料、天然纤维等无法比拟的高强度、耐腐蚀、可塑性强等优越性而得到人们的青睐而迅速发展。随着一系列新型工程聚酯的出现，其应用已经深入到国防科技、航天航空、医疗卫生、通信通讯等许多领域。但是绝大部分聚酯产品的疏水性强，容易产生静电而吸引灰尘，严重影响其使用范围，而且静电积聚到一定程度就会放电，特别是在化工厂、石油开采过程中甚至引发火灾、爆炸等危险。因此提高聚酯的抗静电性、降低其表面比电阻值一直是人们研究的重点。目前抗静电聚酯的制造方法主要有两种：一种是使用外部抗静电剂附着在聚酯表面的方法，也称表面处理法，一般采用喷洒、浸渍、涂覆、表面接枝等方法对聚酯进行表面处理，该方法较容易、经济，应用最普遍，但是抗静电性能会随着时间的延长缓慢衰退；另一种则是内部改性法，如将具有亲水性的化合物与聚酯进行共聚，该方法成本较高，或者将诸如导电金属、炭黑、等导电粉末与聚酯切片进行熔融插层方法，可获得永久性的抗静电功能，但这些导电填料往往添加量大，从而影响了聚酯的物理机械等性能。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种聚酯母粒，解决石墨烯在聚酯中分散不均容易团聚等问题，提高聚酯的机械强度。本专利技术的第二目的在于提供一种聚酯母粒的制备方法，操作简单易行以制得石墨烯中的石墨烯分散均匀不再团聚，有效提高聚酯的机械强度。本专利技术是这样实现的：本专利技术提出一种聚酯母粒，其原料按重量份数计包括：聚酯份数为81－108份，改性石墨烯粉体份数为1-10份，改性石墨烯粉体为金属氧化物包覆的还原氧化石墨烯粉体与偶联剂进行改性反应制得。专利技术人发现，现有石墨烯改性聚酯技术中常有熔融共混法和原位聚合法，熔融共混法一般先对氧化石墨烯进行硅烷偶联剂处理，再与聚酯切片进行熔融共混，但氧化石墨烯受热还原后极易与偶联剂脱离，造成偶联剂失效等情况；而原位聚合法将石墨烯粉末添加到聚酯单体中再进行聚合，对石墨烯分散有一定作用，但未处理的石墨烯由于分子间具有极强的范德华力，本身就存在团聚作用，干燥后极难再次剥离，而且工业化成本高。而经金属氧化物包覆的石墨烯粉体表面在溶剂中会电离产生羟基，能与偶联剂进行反应，该反应产物在聚酯较高的熔融温度下稳定存在，可明显改善偶联剂失效的问题。本专利技术提出一种如上述任一项的聚酯母粒的制备方法，其包括：将改性石墨烯粉体与聚酯混合后挤出造粒得到聚酯母粒。该方法制备出的抗静电母粒同时具有混合均匀、添加量少、电阻率低、透明度高等的特点，而且还能有效提高聚酯的物理机械强度。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术一些实施例提供了一种聚酯母粒，其原料按重量份数计包括：聚酯份数为81－108份，改性石墨烯粉体份数为1-10份，改性石墨烯粉体为金属氧化物包覆的还原氧化石墨烯粉体与偶联剂进行改性反应制得。然后利用金属氧化物溶于水中在表面产生的大量羟基，对其进行偶联剂改性可改善石墨烯在聚酯中的分散问题。聚酯按重量份数计包括聚酯粉末1-10份和聚酯切片80－98份，例如在本专利技术的一些实施例中，聚酯切片分数为80份、83份、86份、89份、92份、95份、98份。例如在本专利技术的一些实施例中，改性石墨烯粉体分数为1份、3份、5份、7份、10份。聚酯粉末促使聚酯与改性石墨烯粉体混合更充分接触更多，例如在本专利技术的一些实施例中，聚酯粉末分数为1份、3份、5份、7份、10份。聚酯粉末的粒径小于100um，改性石墨烯粉体的粒径为0.1um－10um；例如在本专利技术的一些实施例中，聚酯粉末的粒径为100um、80um、60um、40um、20um、10um、5um。例如在本专利技术的一些实施例中，改性石墨烯粉体的粒径为0.1um、0.5um、1.0um、3um、5um、8um、10um。在本专利技术的一些可选实施例中，聚酯粉末的粒径小于20um，在本专利技术的一些可选实施例中，改性石墨烯粉体的粒径0.6um－1.0um。金属氧化物包覆的还原氧化石墨烯粉体按以下方式制备：在氧化石墨烯制备过程中，将氧化石墨烯悬浮液与可溶性金属盐进行水解反应，制得金属氧化物包覆氧化石墨烯的前驱体，将前驱体经高温处理得到还原氧化石墨烯粉体。采用掺杂金属氧化物包覆氧化石墨烯，减少石墨烯片层间的范德华力，避免常规制备氧化石墨烯粉体所需干燥过程中发生的团聚现象；再通过高温煅烧充分还原氧化石墨烯，相比于目前常用的化学法还原氧化石墨烯具有环保、还原更彻底、分散性更好等优势。偶联剂与前驱体的重量之比为1：20－80，改性反应的温度为60－90℃，改性反应的的pH值为3.5－5.5；例如在本专利技术的一些实施例中，偶联剂与前驱体的重量之比为1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80。例如在本专利技术的一些实施例中，改性反应的温度为60℃、70℃、80℃、90℃。在本专利技术的一些可选实施例中，偶联剂与前驱体的重量之比为1：40－60，改性反应的温度为70－80℃，改性反应的的pH值为4－4.5。偶联剂包括硅烷偶联剂；在本专利技术的一些可选实施例中，偶联剂包括：γ－氨丙基三乙氧基硅烷、γ－缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ－(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N－(β一氨乙基)－γ－氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、N－β－(氨乙基)－γ－氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或者多种。更可选地，在本专利技术的一些实施例中，偶联剂为γ－(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。在前驱体中，金属氧化物的重量百分率为0.5－5wt％；氧化石墨烯制备过程中，采用掺杂金属氧化物包覆氧化石墨烯，减少石墨烯片层间的范德华力，避免常规制备氧化石墨烯粉体所需干燥过程中发生的团聚现象。例如在本专利技术的一些实施例中，金属氧化物的重量百分率为0.5wt％、1.0wt％、2.0wt％、3.0wt％、4.0wt％、5.0wt％。在本专利技术的一些可选实施例中，金属氧化物的重量百分率为1.0－3wt％。金属氧化物包括：氧化锡、氧化铟、氧化锌、氧化锑以及氧化铝中的一种或者多种。例如在本专利技术的一些实施例中，金属氧化物包括氧化锡、氧化铟、氧化锌、氧化锑以及氧化铝中的一种，或金属氧化物包括氧化锡、氧化铟、氧化锌、氧化锑以及氧化铝中的任意两种，或金属氧化物包括氧化锡、氧化铟、氧化锌、氧化锑以及氧化铝中的任意三种，或金属氧化物包括氧化锡、氧化铟、氧化锌、氧化锑以及氧化铝中的任意四种，或金属氧化物包括氧化锡、氧化铟、氧化锌、氧化锑以及氧化铝中的任意五种。在本专利技术的一些可选实施例中，金属氧化物包括：氧化锡、氧化铟、氧化锌、氧化锑以及氧化铝中的任意两种。更可选地，金属氧化物包括：掺锑氧化锡、掺锡氧化铟以及掺铝氧化锌中的一种。用于掺锑氧化锡(ATO)采用的可溶性盐为卤化盐、硫酸盐和硝酸盐中一种或多种，特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酯母粒，其特征在于，其原料按重量份数计包括：聚酯份数为81‑108份，改性石墨烯粉体份数为1‑10份，所述改性石墨烯粉体为金属氧化物包覆的还原氧化石墨烯粉体与偶联剂进行改性反应制得。

【技术特征摘要】
1.一种聚酯母粒，其特征在于，其原料按重量份数计包括：聚酯份数为81-108份，改性石墨烯粉体份数为1-10份，所述改性石墨烯粉体为金属氧化物包覆的还原氧化石墨烯粉体与偶联剂进行改性反应制得。2.根据权利要求1所述的聚酯母粒，其特征在于，所述聚酯按重量份数计包括聚酯粉末1-10份和聚酯切片80-98份。3.根据权利要求1所述的聚酯母粒，其特征在于，所述聚酯粉末的粒径小于100um，所述改性石墨烯粉体的粒径为0.1um-10um；可选地，所述聚酯粉末的粒径小于20um，可选地，所述改性石墨烯粉体的粒径0.6um-1.0um。4.根据权利要求1所述的聚酯母粒，其特征在于，金属氧化物包覆的所述还原氧化石墨烯粉体按以下方式制备：将氧化石墨烯悬浮液与可溶性金属盐进行水解反应，制得金属氧化物包覆所述氧化石墨烯的前驱体，将所述前驱体经高温处理得到还原氧化石墨烯粉体。5.根据权利要求4所述的聚酯母粒，其特征在于，所述偶联剂与所述前驱体的重量之比为1：20-80，改性反应的温度为60-90℃，改性反应的的pH值为3.5-5.5；可选地，所述偶联剂与所述前驱体的重量之比为1：40-60，改性反应的温度为70-80℃，改性反应的的pH值为4-4.5。6.根据权利要求4所述的聚酯母粒，其特征在于，所述偶联剂包括硅烷偶联剂；可选地，所述偶联剂包括：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β一氨乙基)-...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢秉昆，鲍领翔，曹志成，费明，
申请(专利权)人：福建坤彩材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35