一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛及其制备方法和一种全消光尼龙6聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛及其制备方法和一种全消光尼龙6聚合物及其制备方法，属于全消光尼龙6聚合物技术领域。本发明专利技术提供的铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的制备方法包括如下步骤：将铝酸酯偶联剂、甲苯和二氧化钛混合后，进行改性反应，然后过滤，将过滤所得固体依次进行干燥和研磨，得到铝酸酯偶联剂改性二氧化钛。上述制备方法所得铝酸酯偶联剂改性二氧化钛表面几乎不存在羟基，且粒径均匀细小，不会对设备产生不良影响，此外，本发明专利技术提供的铝酸酯偶联剂改性二氧化钛可分散于熔融的己内酰胺中，配制二氧化钛悬浮液，用于制备全消光尼龙6聚合物，具有能耗低的优势。

A kind of aluminate coupling agent modified titanium dioxide and its preparation method, a completely extinct nylon 6 polymer and its preparation method

The invention provides a titanium dioxide modified by aluminate coupling agent, a preparation method thereof, a totally extinct nylon 6 polymer and a preparation method thereof, belonging to the technical field of totally extinct nylon 6 polymer. The preparation method of the aluminate coupling agent modified titanium dioxide provided by the invention comprises the following steps: mixing aluminate coupling agent, toluene and titanium dioxide, modifying reaction, filtering, drying and grinding the filtered solid in turn, and obtaining aluminate coupling agent modified titanium dioxide. The surface of titanium dioxide modified by aluminate coupling agent obtained by the above-mentioned preparation method hardly has hydroxyl groups, and the particle size is uniform and small, which will not have adverse effects on the equipment. In addition, the aluminate coupling agent modified titanium dioxide provided by the invention can be dispersed in melted caprolactam to prepare titanium dioxide suspension for preparing all-extinction nylon 6 polymer, which has the advantage of low energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛及其制备方法和一种全消光尼龙6聚合物及其制备方法
本专利技术涉及全消光尼龙6聚合物
，尤其涉及一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛及其制备方法和一种全消光尼龙6聚合物及其制备方法。
技术介绍
二氧化钛(TiO2)，是目前应用最为广泛的荧光增白剂之一，其主要用于生产化妆品、油漆、纸张、食品和药品等等。另外，二氧化钛作为消光剂，也用于生产全消光的尼龙6纤维及聚酯纤维。这种全消光纤维具有柔和的色泽、优异的耐磨性和良好的悬垂性。目前，我国已研制出一种制备全消光聚酯聚合物的工艺，其中二氧化钛的最大含量可达2.5％。然而，由于二氧化钛在其分散悬浮液的配制和运送过程中极易团聚成块，且难以在全消光聚合物中分散均匀，因此具有更高含量二氧化钛的全消光聚合物纤维仍然难以制备。即使二氧化钛的含量不高，均匀分散在全消光聚合物中的二氧化钛颗粒在纺丝过程中也易于团聚成块，从而易造成喷丝板小孔堵塞及纱线断裂。因此，目前尚未存在完善的工业设备可生产二氧化钛含量高于1.6％的全消光尼龙6纤维和聚酯纤维。为了解决二氧化钛的团聚结块问题，国内外对二氧化钛的改性进行了大量研究。常用的二氧化钛改性剂包括聚丙烯酸钠、硬脂酸、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等，其中，最为普遍使用的改性剂是硅烷偶联剂。尽管硅烷偶联剂具有用量少、性价比高，简便安全等优势，但是硅烷偶联剂在使用过程中水解产生粘性的硅醇类物质，从而对聚合设备造成不良影响，如对设备的磨损增加，设备难以清洗。另外，在配制二氧化钛分散悬浮液的过程中，需要以大量软化水为溶剂，从而在序贯聚合时，溶剂水的蒸发会产生较高耗能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛及其制备方法和一种全消光尼龙6聚合物及其制备方法，本专利技术提供的制备方法得到的铝酸酯偶联剂改性二氧化钛均匀细小，对设备无不良影响，且可直接以熔融的己内酰胺为溶剂，配制二氧化钛悬浮液，用于制备全消光尼龙6聚合物，能耗低。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：将铝酸酯偶联剂、甲苯和二氧化钛混合后，进行改性反应，然后过滤，将过滤所得固体依次进行干燥和研磨，得到铝酸酯偶联剂改性二氧化钛。优选的，所述铝酸酯偶联剂和二氧化钛的质量比为3.0～7.0:100。优选的，所述二氧化钛和甲苯的用量比为15g:15～25mL。优选的，所述改性反应的温度为25～35℃，时间为20～24h。本专利技术还提供了一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛，由上述技术方案所述的制备方法制备得到。优选的，所述铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的平均粒径为30～60nm。本专利技术还提供了一种全消光尼龙6聚合物，包括以下质量份的原料：己内酰胺100份；6-氨基己酸7.5～8.5份；铝酸酯偶联剂改性二氧化钛2.4～3份；所述铝酸酯偶联剂改性二氧化钛为上述技术方案所述的铝酸酯偶联剂改性二氧化钛。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述全消光尼龙6聚合物的制备方法，包括如下步骤：(1)将铝酸酯偶联剂改性二氧化钛与熔融的部分己内酰胺混合，得到铝酸酯偶联剂改性二氧化钛分散液；所述部分己内酰胺占己内酰胺的总量的10～20％；(2)将剩余己内酰胺和6-氨基己酸混合，加热至熔融，得到单体混合物；(3)将所述铝酸酯偶联剂改性二氧化钛分散液与单体混合物混合，进行聚合反应，得到全消光尼龙6聚合物；所述步骤(1)和步骤(2)没有时间顺序的限定。优选的，所述聚合反应的温度为235～250℃，时间为8～12h。本专利技术提供了一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：将铝酸酯偶联剂、甲苯和二氧化钛混合后，进行改性反应，然后过滤，将过滤所得固体依次进行干燥和研磨，得到铝酸酯偶联剂改性二氧化钛。在本专利技术的改性反应过程中，铝酸酯偶联剂((RO)x-Al(-Dn)-(OCOR′)m)中的烷氧基((RO)x)与二氧化钛表面的羟基反应是烷基链接枝在二氧化钛表面，从而完成改性，所得铝酸酯偶联剂改性二氧化钛表面几乎不存在羟基，降低了二氧化钛的亲水性，经研磨后，得到粒径均匀且细小的铝酸酯偶联剂改性二氧化钛；该铝酸酯偶联剂改性二氧化钛表面为铝酸酯偶联剂，不会产生硅醇，从而不会对设备产生不良影响，且本专利技术提供的铝酸酯偶联剂改性二氧化钛可分散于熔融的己内酰胺中，配制二氧化钛悬浮液，用于制备全消光尼龙6聚合物，不需要以水为溶剂，省略了蒸发水的步骤，具有能耗低的优势。附图说明图1为实施例1所得铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的红外光谱图；图2为实施例1所得铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的XRD图；图3为实施例1所得铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的粒径分布图；图4为实施例2和对比例1所得全消光尼龙6聚合物的高分辨扫描电镜图。具体实施方式本专利技术提供了一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的制备方法，包括如下步骤：将铝酸酯偶联剂、甲苯和二氧化钛混合后，进行改性反应，然后过滤，将过滤所得固体依次进行干燥和研磨，得到铝酸酯偶联剂改性二氧化钛。在本专利技术中，所述改性反应过程中，铝酸酯偶联剂((RO)x-Al(-Dn)-(OCOR′)m)中的烷氧基((RO)x)与二氧化钛表面的羟基反应将烷基链接枝在二氧化钛表面，从而完成改性，所得铝酸酯偶联剂改性二氧化钛表面几乎不存在羟基，降低了二氧化钛的亲水性，经研磨后，得到粒径均匀且细小的铝酸酯偶联剂改性二氧化钛。本专利技术对所述铝酸酯偶联剂、甲苯和二氧化钛的混合顺序没有特殊限定，能够得到均匀的混合物即可，在本专利技术实施例中，优选将铝酸酯偶联剂和甲苯混合后，升温至混合所需温度，然后加入二氧化钛。在本专利技术中，所述铝酸酯偶联剂和二氧化钛的质量比优选为3.0～7.0:100，更优选为3.5～7.0:100，进一步优选为5.0～7.0:100，最优选为6.0:100。在本专利技术中，所述二氧化钛和甲苯的用量比优选为15g:15～25mL，更优选为15g:18～22mL，最优选为15g:20mL。在本专利技术中，以甲苯为溶剂，铝酸酯偶联剂的溶解性更大，且所得铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的粒径更加均匀细小。在本专利技术中，所述改性反应的温度优选为25～35℃，更优选为28～32℃，最优选为30℃；时间优选为20～24h。在本专利技术中，所述改性反应的温度较低，能耗低，易于实施。在本专利技术中，所述二氧化钛的平均粒径优选为900～1500nm。本专利技术对所述二氧化钛的来源没有特殊限定，采用市售产品即可。在本专利技术实施例中，所述二氧化钛来源于河北惠尔信新材料有限公司。本专利技术优选将二氧化钛进行干燥，然后再用于所述改性反应。在本专利技术中，所述干燥的温度优选为60～90℃，所述干燥的时间优选为2～4h。在本专利技术中，干燥的二氧化钛在甲苯中能够均匀分散，有利于后续的改性反应。在本专利技术中，所述改性反应优选在搅拌条件进行，所述搅拌的转速优选为350～450rpm。在本专利技术中，所述过滤所得固体的干燥优选为真空干燥，所述干燥的温度优选为30～50℃，所述干燥的时间优选为10～12h。在本专利技术中，所述研磨优选为手工研磨，所述研磨的程度优选为无明显颗粒感。在本专利技术中，所述过滤后所得固体为饼状，经干燥和研磨后，得到铝酸酯偶联剂改性二氧化钛分散体。本专利技术还提供了一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛，由上述技术方案所述的制备方法制备得到；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将铝酸酯偶联剂、甲苯和二氧化钛混合后，进行改性反应，然后过滤，将过滤所得固体依次进行干燥和研磨，得到铝酸酯偶联剂改性二氧化钛。

【技术特征摘要】
1.一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将铝酸酯偶联剂、甲苯和二氧化钛混合后，进行改性反应，然后过滤，将过滤所得固体依次进行干燥和研磨，得到铝酸酯偶联剂改性二氧化钛。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝酸酯偶联剂和二氧化钛的质量比为3.0～7.0:100。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛和甲苯的用量比为15g:15～25mL。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性反应的温度为25～35℃，时间为20～24h。5.一种铝酸酯偶联剂改性二氧化钛，由权利要求1～4任一项所述的制备方法制备得到。6.根据权利要求5所述的铝酸酯偶联剂改性二氧化钛，其特征在于，所述铝酸酯偶联剂改性二氧化钛的平均粒径为30～60nm。7.一种全消光尼龙6聚合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：易春旺，杨玉婷，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43