【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚酯材料，具体涉及到一种改性聚萘二甲酸乙二醇酯及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，简称pen)是一种以萘环为骨架的高性能热塑性聚酯，玻璃化转变温度达到113℃，熔点为280℃，具有优异的物理机械性能、热稳定性和气体阻隔性等性能，在电池薄膜、包装材料和航空航天等领域具有较好的应用前景。但是，pen也存在一些缺陷，诸如热加工温度较高、韧性较差和耐热性还不理想。
2、pen的改性主要有物理改性和化学改性两种方式，前者操作方便简单易行，是在熔融加工过程中加入稀土、二氧化钛和尼龙等物质来改善pen的抗冲击性、介电性和加工性能，但存在相容性不好的问题；后者通常是在聚合反应中加入对苯二甲酸、均苯四甲酸二酐或腰果酚等第三单体来降低合成成本、提升加工性或耐热性，使pen性能更加稳定改性，效果也更好。2001年，tsukamoto ryoji等人引入对苯二甲酸与2,6-萘二甲酸和乙二醇共聚反应，通过调整对苯二甲酸的加入比例来降低成本，提升耐水解性(us6740402b2)。于云武等人引入腰果酚、2,6-萘二甲酸二甲酯和乙二醇，以无水醋酸锌为主催化剂、纳米二氧化钛为助催化剂，pen共聚酯的特性粘度为0.50～0.66dl/g，玻璃化转变温度提升至118℃，改善加工性能的同时降低了成本(cn108976404b)。刘运学等人将均苯四甲酸二酐和1,4,5,8-萘四羧酸二酐引入，与2,6-萘二甲酸二甲酯和乙二醇共聚反应，pen共聚酯的玻璃化转变温度提高到155℃
3、1,4-环己烷二甲醇(1,4-cyclohexanedimethanol，简称chdm)，chdm具有二元醇的特性，同时在分子结构上具有高度对称性，是制备高性能聚酯材料的关键组分。瞿一峰等人使用chdm与1,4-丁二醇、对苯二甲酸进行熔融缩聚反应，制得的聚对苯二甲酸丁二醇酯的熔点降至190℃，同时材料的耐热性还得到了提升，在固态聚合时维持了共聚物的稳定性(cn111440297a)。欧雪光等人将chdm与对苯二甲酸和乙二醇在醋酸盐的催化作用下进行聚合反应，改性后聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇共聚酯具有较好的光泽度、热稳定性及可加工性(cn112266586a)。目前，使用chdm对pen进行共聚改性，还没有相关的文献报道。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种改性聚萘二甲酸乙二醇酯。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：所述改性聚萘二甲酸乙二醇酯的结构式如式(i)所示；
5、
6、其中，m、n为正整数。
7、本专利技术的再一目的是，提供一种改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法。
8、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：包括，
9、在氮气氛围下，加入乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、2,6-萘二甲酸二甲酯和催化剂至反应釜中，升温至210℃搅拌进行酯化反应，持续升温至260～310℃，抽真空进行缩聚反应，反应结束后冷却得到结构式如式(i)所示的聚萘二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇共聚酯。
10、作为本专利技术所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法一种优选方案，其中：所述催化剂为醋酸锰、醋酸锑、醋酸锌、醋酸钙、醋酸钴或醋酸铋中的一种或多种。
11、作为本专利技术所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法一种优选方案，其中：所述1,4-环己烷二甲醇和乙二醇摩尔比为0.05～0.5:1。
12、作为本专利技术所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法一种优选方案，其中：所述乙二醇与2,6-萘二甲酸二甲酯用量的摩尔比为3～8:1。
13、作为本专利技术所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法一种优选方案，其中：所述2,6-萘二甲酸二甲酯与催化剂的摩尔比为1:2×10-5～2×10-4。
14、作为本专利技术所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法一种优选方案，其中：所述酯化反应的反应时间为1～12h。
15、作为本专利技术所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法一种优选方案，其中：所述缩聚反应抽真空的真空度为10～100pa，所述缩聚反应的反应时间为1～12h。
16、作为本专利技术所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法一种优选方案，其中：所述方法制得的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的拉伸强度＞54mpa。
17、本专利技术的再一目的是，提供一种改性聚萘二甲酸乙二醇酯在制备电池薄膜、包装材料或航空航天材料中的应用。
18、本专利技术有益效果：
19、本专利技术提供了一种性能优异的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法，通过调控各项原料的配比，使得材料的热降解温度达到400℃，维卡软化点达到121℃，材料的耐热性能得到明显提升，加工窗口宽，特性粘度稳定在0.40～0.65dl/g，拉伸强度超过54mpa，断裂伸长率为24％，材料的物理机械性能、热稳定性和可加工性得到明显提升，且该制备方法操作方便，高效可控，简单易行，有效提升了制得的聚酯材料在电池薄膜、包装材料、医疗器械和航空航天等领域的工业化应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种改性聚萘二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述改性聚萘二甲酸乙二醇酯的结构式如式(I)所示；
2.如权利要求1所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯制备方法，其特征在于：包括，
3.如权利要求2所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征在于：所述催化剂为醋酸锰、醋酸锑、醋酸锌、醋酸钙、醋酸钴或醋酸铋中的一种或多种。
4.如权利要求2所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征在于：所述1,4-环己烷二甲醇和乙二醇摩尔比为0.05～0.5:1。
5.如权利要求2所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征在于：所述乙二醇与2,6-萘二甲酸二甲酯用量的摩尔比为3～8:1。
6.如权利要求2所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征在于：所述2,6-萘二甲酸二甲酯与催化剂的摩尔比为1:2×10-5～2×10-4。
7.如权利要求2所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征在于：所述酯化反应的反应时间为1～12h。
8.如权利要求2所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征在于：所述缩聚反应抽
9.如权利要求2～8任一所述的制备方法制备得到的改性聚萘二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述改性聚萘二甲酸乙二醇酯的拉伸强度＞54.5MPa。
10.如权利要求1所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯在制备电池薄膜、包装材料或航空航天材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种改性聚萘二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述改性聚萘二甲酸乙二醇酯的结构式如式(i)所示；
2.如权利要求1所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯制备方法，其特征在于：包括，
3.如权利要求2所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征在于：所述催化剂为醋酸锰、醋酸锑、醋酸锌、醋酸钙、醋酸钴或醋酸铋中的一种或多种。
4.如权利要求2所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征在于：所述1,4-环己烷二甲醇和乙二醇摩尔比为0.05～0.5:1。
5.如权利要求2所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征在于：所述乙二醇与2,6-萘二甲酸二甲酯用量的摩尔比为3～8:1。
6.如权利要求2所述的改性...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙中华，周兴，陈圣春，钱俊峰，何明阳，陈群，韦梅峻，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。