[发明专利]一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是最早实现工业化的聚酯材料，但初期几乎都用于纤维行业。80年代以后，其成核剂和结晶促进剂相继研发成功后，才逐渐开始作为工程塑料使用。PET在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。目前其常用的阻燃剂为卤系阻燃剂，由于其高效的阻燃效果，被广泛用于阻燃聚合物改性材料中。但是，该类阻燃剂在燃烧时会释放出大量的有毒有害的气体，例如卤化氢、二噁英等气体，造成二次污染，严重危害生命安全和环境安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种不采用卤系阻燃剂且具有良好的阻燃性能的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将干燥的秸秆粉碎，于水中分散搅拌1-2h，过滤沉淀物再用无水乙醇和去离子水超声洗涤，过滤沉淀物烘干；

(2)将步骤(1)烘干后的秸秆粉碎加入质量分数为5-6％的氢氧化钠溶液中，在50-60℃浸泡5-6h后过滤烘干；

(3)配置浓度为0.5-1.0mol·L-1的AlO2^-溶液作为前驱体溶液；

(4)将步骤(2)烘干后的秸秆置于前驱体溶液中真空浸注；

(5)将真空浸注后的秸秆于120-150℃下，在水热反应釜中恒温5-6h，冷却至室温，取出水洗，真空干燥粉碎得纳米改性秸秆；

(6)称取100份PET树脂、10-12份润滑剂，加入高混机中高混；

(7)称取60-75份纳米改性秸秆，加入到高混机中高混，继续加入3-5份相容剂、1-3份抗氧剂，高混，取出备用；

(8)将步骤(6)所得物料加入双螺杆挤出机中，在220-260℃挤出造粒。

作为优选上述所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法中，步骤(1)所述秸秆为小麦秸秆。

作为优选上述所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法中，步骤(3)所述AlO₂^-溶液为NaAlO₂或KAlO₂溶液。

作为优选上述所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法中，步骤(4)所述真空浸注处理时间为5-8h，真空度0.1MPa。

作为优选上述所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法中，步骤(6)所述高混机的温度为85℃-100℃、转速为600-800r/min。

作为优选上述所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法中，步骤(6)所述润滑剂选自硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、油酸酰胺中的一种或几种。

作为优选上述所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法中，步骤(7)所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物。

作为优选上述所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法中，步骤(7)所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比1:1的复合。

本发明采用纳米改性秸秆替代了有毒有害的卤系阻燃剂，同时所述改性秸秆也可作为聚合物掺杂的无机填料，从而制得纳米秸秆改性PET树脂，其中纳米改性秸秆是通过生成的纳米氢氧化铝改性秸秆，由于纳米改性秸秆是以纳米颗粒状态分散在PET树脂基体中，其在遇热分解时会生成氧化物和水蒸气，水蒸气冲淡稀释了可燃性气体，而氧化物的生成有助于使燃烧中断，起到了抑制燃烧的作用，生成了保护层覆盖于聚合物本体表面，隔离火源和氧气，因此使复合材料具有了良好的阻燃性能，采用UL 94防火等级测试，所得PET树脂材料阻燃防火等级达到V-0。同时秸秆在我国广泛存在，每年都会产生大量的秸秆，在改性聚合物应用秸秆是一种变废为宝的举措，一方面可以给农民增收，另一方面可以减少秸秆的焚烧对环境造成的污染。本发明有效利用了农业废弃物秸秆，使其变废为宝，创造了新的应用价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例所用试剂仅为举例说明，并不用于限制本发明的保护范围，本发明其他实施例仍可选择权利要求范围内的所有可选试剂。如无特别说明，所述份数均为质量份。

实施例1