一種聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料及其製備方法

2023-05-06 23:07:41

專利名稱：一種聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於高分子複合材料製備領域，尤其是涉及一種聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料及其製備方法。
背景技術：
近年來，由於不相容聚合物合金中添加無機納米粒子做為相容劑，可獲得即增容的三元複合材料，因而得到極大的發展。在此類三元複合材料中，無機納米粒子不同於傳統的相容劑如接枝物，由於其較大的比表面積和本身剛性的特點，聚合物易吸附在納米粒子的表面，所以添加納米粒子能較好的穩定聚合物的相態結構，從而起到增容的效果。作為一種具有獨特結構的納米材料，碳納米管開始被廣泛地添加於不相容聚合物共混物中製備三元複合材料。mi等(Wu D.F.，Zhang Y. S.，Zhang Μ. , Yu W., Biomacromolecules, 2009,10，417-424.)通過熔融共混的方法製備了聚己內酯/聚乳酸/ 多壁碳納米管(PCL/PLA/MWNTs)三元納米複合材料，研究發現在PCL/PLA體系中加入功能化的碳納米管(f-MWNTs)，f-MWOTs選擇性的分布於PCL連續相及PCL和PLA兩相界面處；而這些選擇性分布的f-MWNTs對整個體系的界面能產生了很大的影響，結果隨著f-MWNTs含量的增加，分散相PLA的尺寸也逐漸減小，並且PCL和PLA間也有了更好的界面結合。Janke 等[Potschke P. , Bhattacharyya A. R.，Janke A. , Polymer, 2003,44,8061-8069.]首先通過熔融共混製備了聚碳酸酯/多壁碳納米管(PC/MWNTs)母粒，然後再用這種母粒與聚乙烯 (PE)進行熔融共混，製備了具有PE和PC雙連續相的PE/PC/MWNTs三元納米複合材料。由於MWNTs與PE的相容性更好，在共混過程中MWNTs向PE相發生遷移，結果MWNTs部分分布在PE和PC界面上，這些MWNTs有效地改善了 PE和PC之間的界面相容性，提高了兩相間的界面結合力。但是這些複合材料的製備方法複雜，不能進行產業化生產。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種方法簡單易行、 易於工業化生產的聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料及其製備方法。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料，其特徵在於，該三元複合材料包括以下組分及重量份含量聚乙烯10 90;聚酯90 10 ；碳納米管1 5 ；聚酯催化劑0. 18 0. 02。所述的聚乙烯為低密度聚乙烯或高密度聚乙烯，其熔體指數為0.2 10g/10min(190°C,2. 16kg)。所述的聚酯為低聚物聚酯，選自聚對苯二甲酸乙二醇酯環狀低聚物、聚對苯二甲酸丙二醇酯環狀低聚物、聚對苯二甲酸丁二醇酯環狀低聚物中的一種或多種。
所述的碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管，長度為10 30微米，其直徑為 10 20nm，具有較大的比表面積。所述的聚酯催化劑選自三丁基乙氧基錫、丁基二羥基氯化錫、正鈦酸四O-乙基己基)酯中的一種或多種。所述的聚酯催化劑優選丁基二羥基氯化錫。一種聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料的製備方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及重量份含量準備原料聚乙烯10 90;聚酯90 10;碳納米管1 5;聚酯催化劑0. 18 0. 02 ；(2)將上述原料加入密煉機中，於溫度230 260°C共混5 IOmin製得相容性良好的聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料。所述的密煉機的轉速為50 lOOrpm。與現有技術相比，本發明針對聚酯與聚乙烯共混材料的不相容的特點，結合碳納米管的特點，提供一種聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料及其製備方法，實現兩相不相容體系的增容，採用密煉的方法製備三元複合材料，該法簡單易行，易於工業化生產。說明書附1為本發明PBT/HDPE(30/70)不同放大倍數的掃描電鏡(FESEM)圖；圖2為本發明添加了 3phr的碳納米管的三元複合材料不同放大倍數的掃描電鏡 (FESEM)圖；圖3為本發明PBT/HDPE(30/70)不同放大倍數的掃描電鏡(FESEM)圖；圖4為本發明添加了 3phr的碳納米管的三元複合材料不同放大倍數的掃描電鏡 (FESEM)圖。
具體實施例方式下面實施例是對本發明的進一步說明，而非限制本發明的範圍。實施例1本發明涉及一種聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料及其製備方法，通過如下步驟實現稱取乾燥的碳納米管1. Sg、高密度聚乙烯42g(熔體指數為7g/10min)、聚對苯二甲酸丁二醇酯環狀低聚物18g、聚酯催化劑0. 036g，加入密煉機中，於溫度235°C共混 IOmin,轉速為70rpm，製得相容性良好的聚對苯二甲酸丁二醇酯/高密度聚乙烯/碳納米管三元複合材料。製備的三元複合材料通過場發射掃描電鏡(FESEM)表徵，由於碳納米管在聚酯/ 聚乙烯不相容體系中起到增容劑的作用，因而兩相相容性有所提高。見附

圖1，如圖可以看出，兩相的界面因為加入碳納米管變的模糊，相容性提高。實施例2 5
權利要求
1. 一種聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料，其特徵在於，該三元複合材料包括以下組分及重量份含量聚乙烯 10 90 聚酯 90 10 ；碳納米管 1 5 ；聚酯催化劑 0. 18 0. 02。
2.根據權利要求1所述的聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料，其特徵在於，所述的聚乙烯為低密度聚乙烯或高密度聚乙烯，其熔體指數為0. 2 10g/10min(19(TC，2. 16kg)。
3.根據權利要求1所述的聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料，其特徵在於，所述的聚酯為低聚物聚酯，選自聚對苯二甲酸乙二醇酯環狀低聚物、聚對苯二甲酸丙二醇酯環狀低聚物、聚對苯二甲酸丁二醇酯環狀低聚物中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料，其特徵在於，所述的碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管，長度為10 30微米，其直徑為10 20nm。
5.根據權利要求1所述的聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料，其特徵在於，所述的聚酯催化劑選自三丁基乙氧基錫、丁基二羥基氯化錫、正鈦酸四(2-乙基己基)酯中的一種或多種。
6.根據權利要求5所述的聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料，其特徵在於，所述的聚酯催化劑優選丁基二羥基氯化錫。
7.—種如權利要求1所述的聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料的製備方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及重量份含量準備原料聚乙烯10 90;聚酯90 10 ；碳納米管1 5 ；聚酯催化劑0. 18 0. 02 ；(2)將上述原料加入密煉機中，於溫度230 260°C共混5 IOmin製得相容性良好的聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料。
8.根據權利要求7所述的聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料的製備方法，其特徵在於，所述的密煉機的轉速為50 lOOrpm。
全文摘要
本發明涉及一種聚酯/聚乙烯/碳納米管三元複合材料及其製備方法，該三元複合材料以環狀聚酯低聚物，聚乙烯，碳納米管為主要原料，通過反應共混的方法來製備，利用碳納米管獨特的性能來促進聚酯和聚乙烯不相容體系的相容性，所得到的三元複合材料通過場發射掃描電鏡可以看出聚酯和聚乙烯的相容性有所提高，因而實現了碳納米的增容效果。與現有技術相比，本發明具有方法簡單易行、易於工業化生產等優點。
文檔編號C08K3/04GK102336942SQ201010233309
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月22日 優先權日2010年7月22日
發明者吳方娟 申請人:合肥傑事傑新材料股份有限公司