[发明专利]一种聚酯复合材料、制备方法及应用

说明书

本发明属于高分子材料加工技术领域，公开了一种聚酯复合材料、制备方法及应用，所述聚酯复合材料制备方法包括：将硼酸盐分散至二醇体系搅拌，获得无色透明的硼酸盐分散液；加入聚酯聚合前驱体、催化剂和/或成核剂至硼酸盐分散液，在高温反应釜中经酯化缩聚制备得到聚酯复合材料。本发明是聚酯和硼酸盐填料在反应釜中分别原位聚合和生长，而不是采用常规聚酯聚合、填料改性及螺杆挤出等分步加工的方式制备聚酯复合材料，极大地简化了聚酯复合材料加工工艺和降低了加工成本。本发填料分散性和两相界面相容性可控，可加工成纤维、薄膜及塑料制品，确保聚酯复合材料具有优异物理性能，如力学性能、电学性能和辐射防护性能。

技术领域

本发明属于高分子材料加工技术领域，尤其涉及一种聚酯复合材料、制备方法及应用。

背景技术

目前，聚酯复合材料是一类高性能、多功能的高分子材料，目前已广泛应用于薄膜、包装、电子电器及汽车部件等领域。当前高分子材料处于从发展壮大向产业成熟期过渡时期，同时，也伴随着环境污染、加工能耗等问题，意味着聚酯复合材料也迎来了新的挑战和机遇。因此，在发展聚酯复合材料新功能及应用规模的同时，应该向低能耗加工、可生物降解等方向迈进，进一步推动聚酯复合材料的产业化及功能化。

聚酯复合材料的常规加工方式首先是聚酯合成和填料改性，然后采用双螺杆工艺将两者共混而成，加工过程较为复杂，尤其是涉及高填充聚酯复合材料，对设备损伤及能耗均较大。目前已将改性后的填料与聚酯单体混合并引发原位聚合反应制备出聚酯复合材料，即聚酯复合材料原位聚合。可以发现，虽然原位聚合制备聚酯复合材料的制备过程有一定简化，但仍需要加工/合成及改性填料，能耗仍然较大。

现有聚酯复合材料加工需要分别合成聚酯基体和填料加工及改性，然后采用共混工艺制备出聚酯复合材料，尤其是针对高填充聚酯复合材料，难以确保填料在基体分散均匀和两相界面相容，同时加工过程复杂，能耗较大，加工成本较高，不利于聚酯复合材料的规模化应用。现有原位聚合制备聚酯复合材料的过程中仍需要加工和改性填料、同时难以在聚酯原位聚合过程中调控填料的尺寸和形貌，不利于聚酯复合材料的规模化应用和新功能开发。因此，需要开发出一种简易制备聚酯复合材料的方法，进一步降低聚酯复合材料的加工成本。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有聚酯复合材料加工方法，尤其是涉及高填充聚酯复合材料，难以确保填料在基体分散均匀和两相界面相容，对设备损伤及能耗均较大。

(2)现有聚酯复合材料加工方法的加工过程较为复杂，加工成本较高，不利于聚酯复合材料的规模化应用。

(3)现有原位聚合制备聚酯复合材料的过程中仍需要加工和改性填料，同时难以在聚酯原位聚合过程中调控填料的尺寸和形貌，不利于聚酯复合材料的规模化应用和新功能开发。

解决以上问题及缺陷的难度为：首先，采用何种技术能够简化聚酯复合材料加工过程；其次，采用何种技术能够实现填料在聚酯基体分散均匀及两相之间界面良好相容；最后，采用何种技术能够调控填料形貌，这些均是制备聚酯复合材料的现有技术难点。

解决以上问题及缺陷的意义为：首先，简化聚酯复合材料加工过程可以避免设备损伤、能耗等，从而降低加工成本；其次，确保填料在聚酯基体均匀分散及两相之间良好相容可以实现聚酯复合材料具有良好的物理性能，尤其是力学性能；填料形貌可控有助于开发聚酯复合材料的新功能及新应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种聚酯复合材料、制备方法及应用。

本发明是这样实现的，一种简易制备聚酯复合材料的方法，所述简易制备聚酯复合材料的方法包括以下步骤：

步骤一，将无机硼酸盐分散至二醇体系，升温并充分搅拌，获得无色透明的硼酸盐分散液；

步骤二，加入聚酯聚合前驱体、催化剂至硼酸盐分散液，在高温反应釜中经酯化缩聚制备得到聚酯复合材料。