【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新材料，尤其涉及一种高抗水解聚酯材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚酯材料，尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)，因其优异的机械性能、化学稳定性和耐热性能，广泛应用于纤维、薄膜、包装材料以及工程塑料等领域。然而，聚酯材料在潮湿环境或高温条件下易发生水解反应，导致其分子链断裂，显著降低了材料的力学性能和使用寿命。这种水解反应主要是聚酯分子链末端的羧基与水分子发生反应引起的。
2、聚酯的水解反应是一种酯键断裂反应，在高温和高湿条件下尤为显著。该反应不仅导致材料的机械强度和韧性降低，还可能引起表面性能的退化，如颜色变化和表面粗糙度增加。此外，水解反应产生的副产物(如乙二醇和对苯二甲酸)会进一步催化水解过程，加速材料的降解。这些问题在一些对环境耐受性要求较高的应用中(如户外纤维、电子器件的保护膜和汽车工业中的工程塑料)尤其严重，严重限制了聚酯材料的应用范围和使用寿命。
3、为了提高聚酯材料的耐水解性能，现有技术提出了多种方法，包括：引入耐水解的共聚单体，改善聚酯的耐水解性能，这种方法往往会影响聚酯的结晶性能和加工性能，且共聚单体的选择和比例需要精确控制；还包括向聚酯中加入无机填料，通过形成物理屏障以阻挡水分子进入聚酯链中。虽然这种方法可以在一定程度上改善耐水解性能，但填料的加入往往会影响材料的透明度和机械性能。还有通过在聚酯材料的表面施加一层防水涂层，以防止水分进入聚酯的内部。这种方法虽然有效，但是涂层的附着力和耐久性是关键问题，而且这种工艺会增加生产成本和加工
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种高抗水解聚酯材料。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种高抗水解聚酯材料，所述高抗水解聚酯材料的原料包括聚酯和有机锆化合物，所述有机锆化合物的用量占聚酯的摩尔百分比为0.05％-5％。
3、有机锆化合物优选为有机锆烷氧基化合物，该类化合物能够与聚酯分子链末端的羧基反应，形成稳定的锆酯键，减少末端羧基的数量，降低水解反应的发生几率；其次，有机锆化合物中的烷氧基因体积较大，会在聚酯链的周围形成一定的空间位阻，这种位阻效应进一步防止水分子接近和攻击聚酯连；有机锆化合物的疏水基团增加了聚酯材料的疏水性，减少了水在材料表面的吸附和渗透。
4、在一些实施方式中，所述有机锆化合物的用量占聚酯的摩尔百分比为0.1％-2％。
5、上述的实施方式，通过对有机锆化合物的用量限定，可以有效提高聚酯的抗水解性，同时避免用量过多带来的对聚酯基体的性能影响。
6、在一些实施方式中，所述有机锆化合物为四正丁氧基锆、四异丙氧基锆和四叔丁氧基锆中的一种。
7、上述实施例中，提供了三种可以用于聚酯抗水解改性的有机锆化合物，四正丁氧基锆与聚酯分子链末端的羧基反应，可以形成锆酯键，锆酯键稳定，减少了聚酯末端的羧基数量的同时，提高了聚酯的稳定性。同时其反应生成的副产物可以在聚酯内部形成屏蔽层，阻止水分子进一步进入聚酯分子链中；四异丙氧基锆同样可以与端羧基反应形成酯键，同时异丙氧基集团的空间位阻较大，能够提供更好的屏蔽效果，防止水分子进入聚酯分子链；四叔丁氧基锆与端羧基反应可以形成酯键，而叔丁氧基基团空间位阻效应显著，能够提供更好的屏蔽效果，同时其大基团能够钝化聚酯分子链的活性。
8、在一些实施方式中，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种。
9、本专利技术第二方面，还提供一种高抗水解聚酯材料的制备方法，包括如下步骤：将聚酯与有机锆化合物共混后加入双螺杆挤出机中，挤出得到高抗水解聚酯材料。
10、在一些实施方式中，当聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯时，所述双螺杆挤出机的进料端温度为230-250℃，压缩段温度为250-260℃，计量段温度为260-280℃，机头温度为260-280℃。
11、在一些实施方式中，当聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯时，所述双螺杆挤出机的进料端温度为210-230℃，压缩段温度为230-240℃，计量段温度为240-260℃，机头温度为240-260℃。
12、以上在双螺杆挤出机挤出的过程中，应当适当进行气体排放，从而释放反应副产物，避免副产物对聚酯的质量产生影响。
13、第三方面，本专利技术还提供一种上述高抗水解聚酯材料的应用，将其用于光伏组件的背板。
14、本专利技术相对于现有技术具有以下有益效果：
15、本专利技术采用简单的共混挤出的方式对聚酯材料进行改性，方法简单，成本低，更易于进行工业化批量操作，所得到的聚酯中端羧基数量大幅度下降，从而提高了聚酯的耐水解性，而且有机锆化合物的反应产物能够在聚酯内部形成屏蔽层，阻止防水分子进一步进入聚酯分子链中，进一步防止水解反应的发生，通过减少水解引起的分子链断裂，有机锆化合物能够保持聚酯材料的分子量，维持其良好的力学性能，延长其使用寿命。
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1.一种高抗水解聚酯材料，其特征在于，所述高抗水解聚酯材料的原料包括聚酯和有机锆化合物，所述有机锆化合物的用量占聚酯的摩尔百分比为0.05％-5％。
2.一种高抗水解聚酯材料，其特征在于，所述有机锆化合物的用量占聚酯的摩尔百分比为0.1％-2％。
3.如权利要求1所述的高抗水解聚酯材料，其特征在于，所述有机锆化合物为四正丁氧基锆、四异丙氧基锆和四叔丁氧基锆中的一种。
4.如权利要求1所述的高抗水解聚酯材料，其特征在于，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种。
5.一种制备权利要求1-4中任一所述的高抗水解聚酯材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚酯与有机锆化合物共混后加入双螺杆挤出机中，挤出得到高抗水解聚酯材料。
6.如权利要求5所述的高抗水解聚酯材料的制备方法，其特征在于，当聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯时，所述双螺杆挤出机的进料端温度为230-250℃，压缩段温度为250-260℃，计量段温度为260-280℃，机头温度为260-280℃。
7.如权利要求5所述的高抗水解聚酯材料的制
8.权利要求1-4中任一所述的高抗水解聚酯材料的应用，其特征在于，用于光伏组件背板。
...【技术特征摘要】
1.一种高抗水解聚酯材料，其特征在于，所述高抗水解聚酯材料的原料包括聚酯和有机锆化合物，所述有机锆化合物的用量占聚酯的摩尔百分比为0.05％-5％。
2.一种高抗水解聚酯材料，其特征在于，所述有机锆化合物的用量占聚酯的摩尔百分比为0.1％-2％。
3.如权利要求1所述的高抗水解聚酯材料，其特征在于，所述有机锆化合物为四正丁氧基锆、四异丙氧基锆和四叔丁氧基锆中的一种。
4.如权利要求1所述的高抗水解聚酯材料，其特征在于，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种。
5.一种制备权利要求1-4中任一所述的高抗水解聚酯材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚酯与有机锆化合...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗志毅，刘伟军，
申请(专利权)人：江苏伊尔曼新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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