[发明专利]一种木质素改性PET复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种木质素改性PET复合材料及其制备方法，属高分子化合物材料领域。

技术背景

PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，俗称“涤纶”，是一种高透明、高硬度的热塑性树脂，具有优越的机械性能、摩擦性能、耐蠕变性能、尺寸稳定性和电绝缘性能，因而得到广泛应用。如在机械工业中可用作制造轴承、链条、齿轮、凸轮、垫片等；在化工设备中可制造耐油、耐芳香烃的摩擦零件以及石油输送管等；在电子电气绝缘领域用途可用作电动机槽绝缘、电容器薄膜等。随着工业技术的发展，对PET的性能提出了更高的要求，其中，如何提高PET的耐热性是一项关键技术。

普通PET树脂的长期使用温度一般在120℃左右，热分解温度一般在400℃左右，不能满足工业技术的发展需求特别是电子电器小型化技术对高耐热温度等级PET的需求。但在提高PET树脂的耐热性方面，研究报道并不多。

目前提高PET耐热性的方法可分为共混改性法和化学改性法。共混改性法是将耐热改性剂(如具有更高耐热性的聚合物、耐热无机材料等)与PET熔融混合，制备耐热PET。如中国专利200610039180在PET中添加黏土，制备得到高耐热、高透明、高尺度稳定的PET；中国专利97122065在PET合成过程中加入层状硅酸盐，制备了一种结晶速度快、力学性能、耐热性和尺寸稳定性优良的PET；中国专利200410052762.2在PET中混合纳米水滑石，得到了耐热、力学、阻燃和阻隔等性能优良的PET；中国专利02133602在含磷阻燃PET中混合层状硅酸盐纳米复合材料，得到的PET的力学性能、热性能都有了较大幅度的提高；中国专利200610116598在PET中添加高分子成核剂甲壳液晶、高分子结晶促进剂等，提高了PET的耐热性；中国专利200810044957在PET中混合纳米蒙脱土，得到耐热性能高、拉伸强度高、拉伸模量高的PET；中国专利200810037696在PET中混合玻璃纤维增，得到高耐热性、高拉伸强度、高冲击强度高的PET；中国专利200410017174在PET中添加含有环氧基团的弹性体和含氮的交联剂，制得高耐热、高韧性的PET；中国专利200710019829、200880023197在PET中添加PC，制备得到耐热性能好、强度佳、透明度及尺寸稳定性好的PET；中国专利200910102793在PET中添加PENT-8树脂，制备了一种高耐热广口聚酯容器。化学改性法是指在PET聚合过程中，添加耐热单元进行接枝或嵌段，提高PET耐热性。如中国专利200310103224在PET中添加具有交联结构的丁苯吡粉末橡胶进行接枝改性，得到的PET具有较好的耐热性、刚性、韧性和加工性能；中国专利200410015686以PET和PA6的单体己内酰胺为初始原料，生成PA6嵌段的耐热PET；中国专利02817032通过在PET中添加溴类阻燃剂、结晶化促进剂、着色剂以及抗氧化剂等，制备了具备较高耐热变色性和机械性能的PET；中国专利96190360通过在PET中添加分子内至少有2个环氧基且分子内无酯键的环氧化合物、碳化二亚胺化合物、纤维状增强剂、嵌段共聚物、无机成核剂等，制备得到具有优良的耐湿热性、流动性和机械强度的PET；中国专利200910059189使用两端为羟基的改性低熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯预聚物和两端为羟基的聚对二氧环己酮预聚物，在偶联剂二异氰酸酯存在下经熔融反应制备而得聚对二氧环己酮/PET多嵌段共聚物，产物不仅分子量高、热稳定性和机械加工性能好，而且兼具了聚对二氧环己酮优良的生物降解性；中国专利95120837用萘二甲酸和对苯二甲酸混合酸与烷二醇进行酯化和缩聚反应，得到萘二甲酸与PET的耐热共聚酯。

目前提高PET耐热性的文献报道中，共混法所用的添加剂由于折光系数与PET不同而影响到PET的透明度，而化学改性法所用的添加剂成本高于PET，使产品成本增加。因而研制耐热PET仍有较大的研究空间；近年来，石油等不可再生资源的日益紧缺，如何充分、合理地利用可再生性生物质资源成为热点问题。

木质素是由四种醇单体(对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇)形成的一种复杂酚类聚合物，是自然界唯一能提供可再生芳基化合物的非石油资源，含量仅次于纤维素，具有无毒、廉价、易被微生物降解、较好的热塑性和玻璃化特性。但在传统的造纸行业，木质素大部分作为废物随废水排放或作为碱回收燃料，造成资源浪费了和环境污染。