一种耐热聚酯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐热聚酯复合材料的制备方法，包括如下步骤：以二元醇和二异氰酸酯为原料，采用本体聚合的方法制备出聚氨酯预聚体；将聚氨酯预聚体添加至聚酯或共聚酯中，混合均匀后，熔融共混制备出耐热聚酯复合材料；其中，二元醇包括新戊二醇、环丁二醇和环己烷二甲醇中的至少一种。本发明专利技术还提供一种耐热聚酯复合材料。采用新戊二醇、环丁二醇或环己烷二甲醇等二元醇原料，与二异氰酸酯反应，生成聚氨酯预聚体作为耐热改性剂，提高聚酯或共聚酯的耐热性。同时发明专利技术请制备工艺简单，所采用的原材料价格便宜，实现耐热聚酯材料低成本，大规模生产与应用。大规模生产与应用。大规模生产与应用。

【技术实现步骤摘要】
一种耐热聚酯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料领域，尤其涉及一种耐热聚酯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酯通常是采用二酸与二醇为原料制备得到的高分子材料，在包装、电子、汽车等领域有重要应用。常见的聚酯，如聚对苯甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等，因容易结晶在很多领域应用受限；无定形处理后的聚对苯甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)也因耐热性温度不够，在一些耐热要求高的领域中无法应用。
[0003]近年来，共聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯
‑
1,4
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环己烷二甲醇(PETG或PCTG)吸引了各界的广泛关注。它是由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)、1,4
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环己烷二甲醇(CHDM)三种单体进行缩聚的产物，与PET比较多了1,4
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环己烷二甲醇共聚单体。随着共聚物中CHDM的增加，熔点下降，玻璃化温度上升，结晶度下降，后形成无定形聚合物，具有较好的透明性。PETG中CHDM的含量在30％
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40％时，具有较好的粘性、透明度、颜色、耐化学药剂、和抗应力白化能力、当PETG中CHDM含量超过50％时，称为PCTG，其具有较高的耐热温度，可广泛应用在电子烟，汽车、电子等产品中。然而，由于PCTG合成技术的复杂，产量有限，使得PCTG的价格越来越高，因此，市场上迫切需要一些低成本的耐热性能良好的透明共聚酯或聚酯。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种耐热聚酯复合材料及其制备方法，旨在解决现有聚酯或共聚酯耐热性差的问题。
[0005]本专利技术实施例是这样实现的，一种耐热聚酯复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0006]以二元醇和二异氰酸酯为原料，采用本体聚合的方法制备出聚氨酯预聚体；
[0007]将所述聚氨酯预聚体添加至聚酯或共聚酯中，混合均匀后，熔融共混制备出所述耐热聚酯复合材料；
[0008]其中，所述二元醇包括新戊二醇、环丁二醇和环己烷二甲醇中的至少一种。
[0009]进一步的，所述聚氨酯预聚体为异氰酸酯封端，所述二元醇与二异氰酸酯原料中[NCO]/[OH]摩尔比例为1.05～2.0。
[0010]进一步的，所述聚氨酯预聚体为异氰酸酯封端，所述二元醇与二异氰酸酯原料中[NCO]/[OH]摩尔比例为1.05～1.5。
[0011]进一步的，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯已经甲苯二异氰酸酯中的一种。
[0012]进一步的，所述聚酯包括无定形聚对苯二甲酯乙二醇酯、无定形苯二甲酯丙二醇酯以及无定形苯二甲酯丁二醇酯中的一种。
[0013]进一步的，所述共聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯
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1,4
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环己烷二甲醇酯，其1,4
‑
环己烷二甲醇含量为1～80wt％。
[0014]进一步的，所述本体聚合方法包括：
[0015]将所述二元醇和所述二异氰酸酯在80
‑
180℃条件下混合搅拌均匀；
[0016]置于80
‑
180℃条件下反应0.5
‑
12小时。
[0017]进一步的，将所述聚氨酯预聚体破碎烘干处理，与所述聚酯或共聚酯混合均匀后，熔融共混制备出所述耐热聚酯复合材料。
[0018]此外，本专利技术还提供一种耐热聚酯复合材料，所述耐热聚酯复合材料由上述制备方法制备而成。
[0019]进一步的，所述聚氨酯预聚体为异氰酸酯封端，所述二元醇与二异氰酸酯原料中[NCO]/[OH]摩尔比例为1.05～2.0。
[0020]本专利技术中的耐热聚酯复合材料的制备方法，采用新戊二醇、环丁二醇或环己烷二甲醇作为二元醇原料，与二异氰酸酯反应，生成聚氨酯预聚体作为耐热改性剂。通过调控环己烷二甲醇或环丁二醇与新戊二醇的比例调控硬质聚氨酯预聚体的刚性，并形成不结晶无定形硬质结构，提高聚酯或共聚酯的耐热性。聚氨酯预聚体制备完成，经过破碎烘干处理后，再与所述聚酯或共聚酯混合均匀，熔融共混制备出耐热聚酯复合材料。本专利技术制备工艺简单，所采用的原材料价格便宜，有效解决了现有聚酯或共聚酯耐热性差的问题，实现耐热聚酯材料低成本，大规模生产与应用。
附图说明
[0021]图1是本专利技术耐热聚酯复合材料的制备方法的流程示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例中环己烷二甲醇，新戊二醇和异佛尔酮二异氰酸酯反应路线图；
[0023]图3是本专利技术实施例中环己烷二甲醇，异佛尔酮二异氰酸酯反应路线图；
[0024]图4是本专利技术实施例2所制备样品的外观图；
[0025]图5是本专利技术实施例中环己烷二甲醇，新戊二醇，六亚甲基异氰酸酯反应路线图；
[0026]图6是本专利技术实施例中新戊二醇和甲苯二异氰酸酯反应路线图；
[0027]图7是本专利技术实施例中环丁二醇与异佛尔酮二异氰酸酯反应路线图；
[0028]图8是本专利技术实施例中新戊二醇、环丁二醇、环己烷二甲醇与六亚甲基异氰酸酯反应路线图。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]如图1所示，本专利技术实施例中提供了一种耐热聚酯复合材料的制备方法。所述耐热聚酯复合材料的制备方法包括如下步骤：
[0031]步骤S10，以二元醇和二异氰酸酯为原料，采用本体聚合的方法制备出聚氨酯预聚体。
[0032]步骤S20，将聚氨酯预聚体添加至聚酯或共聚酯中，混合均匀后，熔融共混制备出耐热聚酯复合材料；
[0033]其中，二元醇包括新戊二醇、环丁二醇和环己烷二甲醇中的至少一种。
[0034]其中，熔融共混的方式不限于双螺旋挤出机、双辊混炼机、密闭式混炼机等熔融共混设备。
[0035]本申请采用新戊二醇、环丁二醇或环己烷二甲醇作为二元醇原料，与二异氰酸酯反应，生成聚氨酯预聚体作为耐热改性剂。聚氨酯预聚体制备完成，经过破碎烘干处理后，再与所述聚酯或共聚酯混合均匀，熔融共混制备出耐热聚酯复合材料。粉碎后的聚氨酯预聚体更容易与聚酯或共聚酯充分混合均匀。通过调控环己烷二甲醇或环丁二醇与新戊二醇的比例调控硬质聚氨酯预聚体的刚性，并形成不结晶无定形硬质结构，可提高聚酯或共聚酯的耐热性。本申请中所指聚氨酯预聚体并不限定于添加至透明类聚酯和共聚酯，而是适用于所有聚共聚酯，提升耐热性能。
[0036]本方案中聚氨酯预聚体耐热改性剂添加量质量分数为1～80wt％，可以根据热变形温度需要进行调控。环己烷二甲醇含量越高所制备的预聚体热变形温度越高，提高聚酯耐热温度所需要的耐热剂越少；而新戊二醇与二异氰酸酯所制备的预聚体热变形温度较低，高聚酯耐热温度所需要的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐热聚酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：以二元醇和二异氰酸酯为原料，采用本体聚合的方法制备出聚氨酯预聚体；将所述聚氨酯预聚体添加至聚酯或共聚酯中，混合均匀后，熔融共混制备出所述耐热聚酯复合材料；其中，所述二元醇包括新戊二醇、环丁二醇和环己烷二甲醇中的至少一种。2.根据权利要求1所述的耐热聚酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯预聚体为异氰酸酯封端，所述二元醇与二异氰酸酯原料中[NCO]/[OH]摩尔比例为1.05～2.0。3.根据权利要求2所述的耐热聚酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯预聚体为异氰酸酯封端，所述二元醇与二异氰酸酯原料中[NCO]/[OH]摩尔比例为1.05～1.5。4.根据权利要求1
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3任一项所述的耐热聚酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、氢化苯基甲烷二异氰酸酯已经甲苯二异氰酸酯中的一种。5.根据权利要求1
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3任一项所述的耐热聚酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚酯包括无定形聚对苯二甲酯乙二醇酯、无定形苯二甲酯丙二醇酯以及无定形苯二甲酯丁二醇酯中的一种。6.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈少军，刘勇，袁亮，
申请(专利权)人：中广研新材料科技河源市有限公司，
类型：发明
国别省市：