一種結(jié)晶納米pet塑料的制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝，其工藝步驟為：（1）原料準(zhǔn)備；（2）共混；將步驟（1）所制的對(duì)苯二甲酸與乙二醇（EG）混合，所述對(duì)苯二甲酸與乙二醇（EG）的質(zhì)量比為1：1.5~2，所述混合液中加入CaCO3有機(jī)填充劑，所述填充劑的質(zhì)量含量為3%~5%；（3）交換反應(yīng)；（4）縮聚反應(yīng)；（5）增強(qiáng)改性；（6）結(jié)晶分離，通過對(duì)原料一系列處理后，使PET橡膠不僅在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，電絕緣性優(yōu)良，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性好，而且結(jié)晶速率快，成型加工容易，具有較強(qiáng)的抗沖擊性能等特點(diǎn)。
【專利說明】一種結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的塑膠材料的制作工藝，特別是涉及一種結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，塑料已廣泛應(yīng)用于建筑業(yè)、包裝材料、家庭日用品及汽車等領(lǐng)域。塑料因其廣泛的用途和良好的使用性能而與鋼鐵、木材、水泥構(gòu)成了現(xiàn)代工業(yè)的四大基礎(chǔ)材料之一，PET塑料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯塑料，俗稱滌綸樹脂，它是對(duì)苯二甲酸與乙二醇的縮聚物，與PBT —起統(tǒng)稱為熱塑性聚酯，或飽和聚酯，PET塑料分子結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱，具有一定的結(jié)晶取向能力，故而具有較高的成膜性和成性，PET塑料具有很好的光學(xué)性能和耐候性，非晶態(tài)的PET塑料具有良好的光學(xué)透明性，另外PET塑料具有優(yōu)良的耐磨耗摩擦性和尺寸穩(wěn)定性及電絕緣性PET做成的瓶具有強(qiáng)度大、透明性好、無毒、防滲透、質(zhì)量輕、生產(chǎn)效率高等因而受到了廣泛的應(yīng)用，但是PET塑料結(jié)晶速度慢，抗沖擊性能差，不易加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本發(fā)明目的是提供一種結(jié)晶納米PET塑料的制作工
藝。
[0004]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝，其工藝步驟如下:
(1)原料準(zhǔn)備；在反應(yīng)溫度250~300°C和反應(yīng)壓力2~2.5MPa條件下，采用鋅化物為催化劑，將粗對(duì)苯二甲酸制成高純度對(duì)苯二甲酸(PTA)，取其純度為98% ；
(2)共混；將步驟(1)所制的對(duì)苯二甲酸與乙二醇(EG)混合，所述對(duì)苯二甲酸與乙二醇(EG)的質(zhì)量比為1:1.5~2，所述混合液中加入CaC03有機(jī)填充劑，所述填充劑的質(zhì)量含量為
3%~5% ；
(3)交換反應(yīng)；向步驟(2)的混合物中加入催化劑，在催化劑的作用下，對(duì)苯二甲酸與乙二醇發(fā)生交換反應(yīng)，所述催化劑為鋅、鈷、錳的醋酸鹽與三氧化二銻的混合物，所述催化劑用量為對(duì)苯二甲酸質(zhì)量的0.01%~0.05% ；
(4)縮聚反應(yīng)；將步驟(3)的反應(yīng)產(chǎn)物導(dǎo)入縮聚釜，控制反應(yīng)溫度為270°C~280°C，在高真空以及強(qiáng)攪拌下進(jìn)行，獲得高分子量的聚酯；
(5)增強(qiáng)改性；往縮聚釜中加入塑料增強(qiáng)劑、納米阻燃復(fù)合物，同時(shí)進(jìn)行攪拌，所述塑料增強(qiáng)劑為DH-4增強(qiáng)劑，其用量為6~8% ;所述納米阻燃復(fù)合物為10%-15%，
所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為:
(I)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時(shí)，過濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時(shí)，研磨過篩，得一次改性阻燃復(fù)合物； (2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí)，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí)。過濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時(shí)，研磨過篩，得二次改性阻燃復(fù)合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復(fù)合物；
(6)結(jié)晶分離；對(duì)步驟(4)后的混合物進(jìn)行結(jié)晶操作，將溫度控制在200°C ^210oC ,投入結(jié)晶促進(jìn)劑，所述結(jié)晶促進(jìn)劑為苯甲酸鈉，所述苯甲酸鈉用量為對(duì)苯二甲酸質(zhì)量的
0.9~1.5%，結(jié)晶析出后得到PET塑料。
[0005]上述一種結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝，其中，所述步驟(3)中，所述交換反應(yīng)在PH為5飛的酸性條件下進(jìn)行。
[0006]上述一種結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝，其中，所述步驟(4)中，所述聚酯隨著反應(yīng)進(jìn)行逐漸轉(zhuǎn)移出縮聚釜。
[0007]上述一種結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝，其中，所述步驟(6)中，所述的PET塑料經(jīng)洗滌干燥得到最終產(chǎn)品。
[0008]有益效果:制作原料經(jīng)過準(zhǔn)備，共混，交換反應(yīng)，縮聚反應(yīng)，增強(qiáng)改性，結(jié)晶分離六個(gè)步驟，使PET橡膠不僅在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，電絕緣性優(yōu)良，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性好，而且結(jié)晶速率快，成型加工容易，具有較強(qiáng)的抗沖擊性能等特點(diǎn)，原料準(zhǔn)備中制取高純度的對(duì)苯二甲酸，確保塑料產(chǎn)物的高純度性，提高生產(chǎn)效率，共混過程中加入了有機(jī)填充劑，使塑料易于加工，交換反應(yīng)中催化劑的選取，極大提高了反應(yīng)塑料，反應(yīng)溫度的控制更好了保證了塑料的優(yōu)異的物理機(jī)械性能和尺寸的穩(wěn)定，高真空和強(qiáng)攪拌的條件下反應(yīng)生成高分子量的聚酯，投加的塑料增強(qiáng)劑使塑料具備很強(qiáng)的抗沖擊性能，結(jié)晶分離操作中使用的結(jié)晶促進(jìn)劑，使塑料的結(jié)晶速度快，提高效率，便于收集，酸性的條件對(duì)交換反應(yīng)有催化作用，同時(shí)將產(chǎn)物移出反應(yīng)器，更加地加快了塑料的生成。本發(fā)明制備的阻燃劑不含鹵素、有機(jī)物，無毒環(huán)保，應(yīng)用前景廣闊；本發(fā)明進(jìn)行二次改性，這樣的好處是:增加反應(yīng)活性點(diǎn)，提高改性效果；改性的同時(shí)又能蒸除體系中的水分，干燥與改性同時(shí)進(jìn)行，提高了工作效率；納米級(jí)硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等自身微孔中存在大量的物理和化學(xué)吸附水，在高溫下產(chǎn)生水蒸汽，阻斷氧氣，吸收熱量，達(dá)到多重阻燃的功效；強(qiáng)大吸附性能可以有效改善幾種阻燃劑的協(xié)同作用，阻止被阻燃物質(zhì)溫度升高，提高了阻燃效率；硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等資源豐富，大大降低了阻燃劑的工業(yè)成本，也為凹凸棒土的開發(fā)應(yīng)用提供了一條新途徑；本發(fā)明采用溶液法超聲波分散及機(jī)械高速攪拌器攪拌，使得阻燃劑各自組分在溶液中達(dá)到了納米級(jí)分散，有效避免了對(duì)復(fù)合材料的自然氧化，從而使復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能。復(fù)合材料的氧指數(shù)為41。
【具體實(shí)施方式】
[0009]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。[0010]實(shí)施例1:
本實(shí)施例的一種結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝，其工藝步驟如下:
(1)原料準(zhǔn)備；在反應(yīng)溫度250~300°C和反應(yīng)壓力2~2.5MPa條件下，采用鋅化物為催化劑，將粗對(duì)苯二甲酸制成高純度對(duì)苯二甲酸(PTA)，取其純度為98% ；
(2)共混；將步驟(1)所制的對(duì)苯二甲酸與乙二醇(EG)混合，所述對(duì)苯二甲酸與乙二醇(EG)的質(zhì)量比為1:1.5~2，所述混合液中加入CaC03有機(jī)填充劑，所述填充劑的質(zhì)量含量為3%~5% ；
(3)交換反應(yīng)；向步驟(2)的混合物中加入催化劑，在催化劑的作用下，對(duì)苯二甲酸與乙二醇發(fā)生交換反應(yīng)，所述催化劑為鋅、鈷、錳的醋酸鹽與三氧化二銻的混合物，所述催化劑用量為對(duì)苯二甲酸質(zhì)量的0.01%~0.05% ；
(4)縮聚反應(yīng)；將步驟(3)的反應(yīng)產(chǎn)物導(dǎo)入縮聚釜，控制反應(yīng)溫度為270°C~280°C，在高真空以及強(qiáng)攪拌下進(jìn)行，獲得高分子量的聚酯；
(5)增強(qiáng)改性；往縮聚釜中加入塑料增強(qiáng)劑、納米阻燃復(fù)合物，同時(shí)進(jìn)行攪拌，所述塑料增強(qiáng)劑為DH-4增強(qiáng)劑，其用量為6~8% ;所述納米阻燃復(fù)合物為10%-15%，
所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為:
(1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時(shí)，過濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO)， 放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時(shí)，研磨過篩，得一次改性阻燃復(fù)合物；
(2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí)，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí)。過濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時(shí)，研磨過篩，得二次改性阻燃復(fù)合物；
(3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復(fù)合物；
(6)結(jié)晶分離；對(duì)步驟(4)后的混合物進(jìn)行結(jié)晶操作，將溫度控制在200°C^210°C,投入結(jié)晶促進(jìn)劑，所述結(jié)晶促進(jìn)劑為苯甲酸鈉，所述苯甲酸鈉用量為對(duì)苯二甲酸質(zhì)量的
0.9~1.5%，結(jié)晶析出后得到PET塑料。
[0011]其中，所述步驟(3)中，所述交換反應(yīng)在pH為5飛的酸性條件下進(jìn)行，
關(guān)鍵的是，所述步驟(4)中，所述聚酯隨著反應(yīng)進(jìn)行逐漸轉(zhuǎn)移出縮聚釜，而且，所述步驟(6)中，所述的PET塑料經(jīng)洗滌干燥得到最終產(chǎn)品。
[0012]實(shí)施例2:其余與所述實(shí)施例1相同，不同之處在于，步驟(1)中準(zhǔn)備的對(duì)苯二甲酸純度為中等，本實(shí)施例中，成本相對(duì)較低，但是制作塑料的反應(yīng)速率慢，效率低，塑料物理性能降低。
[0013]實(shí)施例3:其余與所述實(shí)施例1相同，不同之處在于，步驟(6)中改變結(jié)晶促進(jìn)劑:改苯甲酸鈉為有機(jī)化蒙脫土，本實(shí)施中，相應(yīng)的反應(yīng)溫度增大，結(jié)晶效果比實(shí)施例1差。
[0014]經(jīng)實(shí)際應(yīng)用中可知，制作原料經(jīng)過準(zhǔn)備，共混，交換反應(yīng)，縮聚反應(yīng)，增強(qiáng)改性，結(jié)晶分離六個(gè)步驟，使PET橡膠不僅在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，電絕緣性優(yōu)良，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性好，而且結(jié)晶速率快，成型加工容易，具有較強(qiáng)的抗沖擊性能等特點(diǎn)，原料準(zhǔn)備中制取高純度的對(duì)苯二甲酸，確保塑料產(chǎn)物的高純度性，提高生產(chǎn)效率，共混過程中加入了有機(jī)填充劑，使塑料易于加工，交換反應(yīng)中催化劑的選取，極大提高了反應(yīng)塑料，反應(yīng)溫度的控制更好了保證了塑料的優(yōu)異的物理機(jī)械性能和尺寸的穩(wěn)定，高真空和強(qiáng)攪拌的條件下反應(yīng)生成高分子量的聚酯，投加的塑料增強(qiáng)劑使塑料具備很強(qiáng)的抗沖擊性能，結(jié)晶分離操作中使用的結(jié)晶促進(jìn)劑，使塑料的結(jié)晶速度快，提高效率，便于收集，酸性的條件對(duì)交換反應(yīng)有催化作用，同時(shí)將產(chǎn)物移出反應(yīng)器，更加地加快了塑料的生成。本發(fā)明制備的阻燃劑不含鹵素、有機(jī)物，無毒環(huán)保，應(yīng)用前景廣闊；本發(fā)明進(jìn)行二次改性，這樣的好處是:增加反應(yīng)活性點(diǎn)，提高改性效果；改性的同時(shí)又能蒸除體系中的水分，干燥與改性同時(shí)進(jìn)行，提高了工作效率；納米級(jí)硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等自身微孔中存在大量的物理和化學(xué)吸附水，在高溫下產(chǎn)生水蒸汽，阻斷氧氣，吸收熱量，達(dá)到多重阻燃的功效；強(qiáng)大吸附性能可以有效改善幾種阻燃劑的協(xié)同作用，阻止被阻燃物質(zhì)溫度升高，提高了阻燃效率；硅羥基磷灰石、凹凸棒、蒙脫土、高嶺土等資源豐富，大大降低了阻燃劑的工業(yè)成本，也為凹凸棒土的開發(fā)應(yīng)用提供了一條新途徑；本發(fā)明采用溶液法超聲波分散及機(jī)械高速攪拌器攪拌，使得阻燃劑各自組分在溶液中達(dá)到了納米級(jí)分散，有效避免了對(duì)復(fù)合材料的自然氧化，從而使復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能。復(fù)合材料的氧指數(shù)為41。
[0015]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本
【發(fā)明內(nèi)容】
所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù) 范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝，其特征在于，其工藝步驟如下: (1)原料準(zhǔn)備；在反應(yīng)溫度250~300°C和反應(yīng)壓力2~2.5MPa條件下，采用鋅化物為催化劑，將粗對(duì)苯二甲酸制成高純度對(duì)苯二甲酸(PTA)，取其純度為98% ； (2)共混；將步驟(1)所制的對(duì)苯二甲酸與乙二醇(EG)混合，所述對(duì)苯二甲酸與乙二醇(EG)的質(zhì)量比為1:1.5~2，所述混合液中加入CaC03有機(jī)填充劑，所述填充劑的質(zhì)量含量為3%~5% ； (3)交換反應(yīng)；向步驟(2)的混合物中加入催化劑，在催化劑的作用下，對(duì)苯二甲酸與乙二醇發(fā)生交換反應(yīng)，所述催化劑為鋅、鈷、錳的醋酸鹽與三氧化二銻的混合物，所述催化劑用量為對(duì)苯二甲酸質(zhì)量的0.01%~0.05% ； (4)縮聚反應(yīng)；將步驟(3)的反應(yīng)產(chǎn)物導(dǎo)入縮聚釜，控制反應(yīng)溫度為270°C~280°C，在高真空以及強(qiáng)攪拌下進(jìn)行，獲得高分子量的聚酯； (5)增強(qiáng)改性；往縮聚釜中加入塑料增強(qiáng)劑、納米阻燃復(fù)合物，同時(shí)進(jìn)行攪拌，所述塑料增強(qiáng)劑為DH-4增強(qiáng)劑，其用量為6~8% ;所述納米阻燃復(fù)合物為10%-15%， 所述的納米阻燃復(fù)合劑的制備方法為: (1)將硅羥基磷灰石、紅磷、凹凸棒、水滑石、蒙脫土、鈦白粉、方解石、高嶺土按照25-35:15-20:10-15:10-15:8_10:8_10:7_8:5_7 的質(zhì)量份數(shù)配比混合，加入到 200 份二甲亞砜(DMSO)和50份甲醇的混合溶液中，于65°C攪拌60小時(shí)，過濾，并用60°C溫度的熱乙醇洗3次除去過量的二甲亞砜(DMSO)，放入真空干燥箱，在60°C溫度干燥24小時(shí)，研磨過篩，得一次改性阻燃復(fù)合物 ； (2)、將1份一次改性阻燃復(fù)合物、10份醋酸鉀和25份蒸餾水混合，于溫度50°C攪拌10小時(shí)以上，于溫度30°C，先在超聲電功率350W條件下分散2.5小時(shí)，然后再在超聲電功率250W條件下分散3小時(shí)。
2.過濾，并用蒸餾水洗3次，80°C真空干燥24小時(shí)，研磨過篩，得二次改性阻燃復(fù)合物； (3)、將上述1份二次改性阻燃復(fù)合物在600W功率超聲波分散40min，用恒溫加熱裝置加熱到90°C，并用機(jī)械攪拌器攪拌(1200r/min)60分鐘；得納米阻燃復(fù)合物； (6)結(jié)晶分離；對(duì)步驟(4)后的混合物進(jìn)行結(jié)晶操作，將溫度控制在200°C^210°C,投入結(jié)晶促進(jìn)劑，所述結(jié)晶促進(jìn)劑為苯甲酸鈉，所述苯甲酸鈉用量為對(duì)苯二甲酸質(zhì)量的0.9~1.5%，結(jié)晶析出后得到PET塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝，其特征在于，所述步驟(3)中，所述交換反應(yīng)在PH為5飛的酸性條件下進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝，其特征在于，所述步驟(4)中，所述聚酯隨著反應(yīng)進(jìn)行逐漸轉(zhuǎn)移出縮聚釜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶納米PET塑料的制作工藝，其特征在于，所述步驟(6)中，所述的PET塑料經(jīng)洗滌干燥得到最終產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】C08K3/22GK103540108SQ201310430786
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】周建, 顏玉榮 申請(qǐng)人:蘇州市湘園特種精細(xì)化工有限公司