一种聚酯纤维绝缘材料的制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及聚酯材料技术领域，且公开了一种聚酯纤维绝缘材料的制备方法和应用，利用N

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯纤维绝缘材料的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚酯材料
，具体为一种聚酯纤维绝缘材料的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯的物理机械性能优良，使用温度范围宽，可纺性好，只有制成纤维、塑料、合金等，广泛应用在电池隔膜、电器外壳、瓶装容器、包装材料等领域，提高聚对苯二甲酸乙二醇酯PET的绝缘性能、力学性能，拓展PET材料的应用范围具有重要的意义。如中国专利CN201910978845.0《一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜》公开了低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯发生缩聚反应过程中，纳米蒙脱土在分散剂和偶联剂的作用下，片层状分布于PET中，得到改性PET的薄膜具有更好的阻隔性能。
[0003]采用无机材料如蒙脱土、氧化铝、纳米氮化硼等对PET进行填充改性，可以改善PET的综合性能，如文献《导热PET绝缘背板对光伏组件发电效率的影响》，报道了在PET切片合成过程中进行原位分散，并采用超声辅助方法减少片状氧化铝的团聚，提高了PET材料的导热性和绝缘性，提高了光伏电池组件的发电效率；本专利技术采用氨基聚酯共聚物对纳米氮化硼表面改性，再与聚对苯二甲酸乙二醇酯PET进行填充熔融纺丝，提高了PET聚酯纤维材料的力学性能和绝缘性能，拓展了PET聚酯纤维在绝缘材料、电池隔膜、电子电器等领域中的发展和应用。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]本专利技术提供了一种力学性能优良，绝缘性好的聚酯纤维绝缘材料。
[0006](二)技术方案
[0007]一种聚酯纤维绝缘材料的制备方法：
[0008](1)将KH560改性氮化硼分散到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，然后加入氨基聚酯共聚物，搅拌均匀后升温至60
‑
90℃下搅拌反应12
‑
24h，反应后加入乙醇沉淀，过滤溶剂，依次用蒸馏水、乙醇洗涤并干燥，得到聚酯共聚物改性氮化硼。
[0009](2)将质量比例为5
‑
20:100的聚酯共聚物改性氮化硼和PET混合进行熔融纺丝，得到聚酯纤维绝缘材料。
[0010]优选的，所述(1)KH560改性氮化硼和氨基聚酯共聚物的质量比例为1:1
‑
4。
[0011]优选的，所述(2)中熔融纺丝的温度为260
‑
280℃，拉伸温度为90
‑
110℃，拉伸倍数为3
‑
4倍。
[0012]优选的，所述氨基聚酯共聚物的制备方法为以下步骤：
[0013](3)将N
‑
Boc二乙醇胺、乙二醇和对苯二甲酰氯在冰浴下滴加到反应溶剂中，然后加入吡啶，搅拌反应后加入乙醇沉淀，过滤溶剂，依次用蒸馏水、丙酮、乙醇洗涤并干燥，得到N
‑
Boc胺基聚酯共聚物。
[0014](4)将N
‑
Boc胺基聚酯加入到三氟乙酸的二氯甲烷溶液，在20
‑
35℃下搅拌反应3
‑
6h，反应后过滤溶剂，依次用蒸馏水、乙醇洗涤并干燥，得到氨基聚酯共聚物。
[0015]优选的，所述(3)中反应溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、N,N
‑
二甲基甲酰胺，N,N
‑
二甲基乙酰胺、四氢呋喃。
[0016]优选的，所述(3)中N
‑
Boc二乙醇胺、乙二醇、对苯二甲酰氯、吡啶的反应摩尔比为0.05
‑
0.2:0.8
‑
0.95:1。
[0017]优选的，所述(3)中反应先在冰浴下进行1
‑
2h，然后在45
‑
60℃下反应3
‑
6h。
[0018]优选的，所述(4)中三氟乙酸的二氯甲烷溶液的质量分数为10
‑
25％。
[0019](三)有益的技术效果
[0020]利用N
‑
Boc二乙醇胺、乙二醇、对苯二甲酰氯进行酯化缩聚反应，得到N
‑
Boc胺基聚酯共聚物，然后经过三氟乙酸脱保护，得到侧链含有氨基的聚酯共聚物。利用其侧链的氨基与KH560改性氮化硼表面环氧基团发生开环反应，从而将对苯二甲酸
‑
乙二醇聚酯共聚物接枝到纳米氮化硼表面。
[0021]接枝的聚酯共聚物与PET聚酯有着很好的界面相容性，从而改善了纳米氮化硼在PET中的分散性，避免在熔融纺丝过程中纳米氮化硼和PET发生相容性较差，发生相分离导致难以纺丝的问题，得到的聚酯纤维具有更好的断裂强度和断裂伸长率等力学性能。聚酯共聚物改性氮化硼均匀地分散在聚酯纤维基体中，形成连续的绝缘网络，提高了聚酯纤维的体积电阻率和绝缘性能，拓展了PET聚酯纤维在绝缘材料、电池隔膜、电子电器等领域中的发展和应用。
具体实施方式
[0022]KH560改性氮化硼的制备方法：将0.5g的纳米氮化硼分散到30mL的20％的氢氧化钠溶液中，在水热反应釜中180℃进行水热反应24h，得到羟基化纳米氮化硼，然后再分散到50％的乙醇的水溶液中，滴加稀盐酸调节pH至4，加入KH560，在70℃中搅拌反应24h，乙醇洗涤并干燥，得到KH560改性氮化硼。
[0023]N
‑
Boc二乙醇胺的制备方法为：将5mmol的二乙醇胺和5.5mmol的二碳酸二叔丁酯加入到10mL的二氯甲烷中反应2h，反应后以体积比正己烷:乙酸乙酯＝2:1的洗脱液进行柱层析分离，得到N
‑
Boc二乙醇胺；
[0024][0025]实施例1
[0026](1)将0.5mmol的N
‑
Boc二乙醇胺、9.5mmol的乙二醇和10mmol的对苯二甲酰氯在冰浴下滴加到20mL的二氯甲烷中，然后加入10mL的吡啶，先在冰浴下搅拌反应1h，然后升温至60℃搅拌反应3h，反应后加入减压浓缩，依次用蒸馏水、丙酮、乙醇洗涤并干燥，得到N
‑
Boc胺基聚酯共聚物。
[0027](2)将2g的N
‑
Boc胺基聚酯加入到100mL的10％的三氟乙酸的二氯甲烷溶液，在20℃下搅拌反应5h，反应后过滤溶剂，依次用蒸馏水、乙醇洗涤并干燥，得到氨基聚酯共聚物。
[0028](3)将0.5g的KH560改性氮化硼分散到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，然后加入0.5g的氨基聚酯共聚物，搅拌均匀后升温至60℃下搅拌反应18h，反应后加入乙醇沉淀，过滤溶剂，依次用蒸馏水、乙醇洗涤并干燥，得到聚酯共聚物改性氮化硼。
[0029](4)将0.5g的聚酯共聚物改性氮化硼和10g的PET混合进行熔融纺丝，控制熔融纺丝的温度为260℃，拉伸温度为110℃，拉伸倍数为3倍，得到聚酯纤维绝缘材料。
[0030]实施例2
[0031](1)将2mmol的N
‑
Boc二乙醇胺、8mmol的乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酯纤维绝缘材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法为以下步骤：(1)将KH560改性氮化硼分散到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，然后加入氨基聚酯共聚物，搅拌均匀后升温至60
‑
90℃下搅拌反应12
‑
24h，得到聚酯共聚物改性氮化硼；(2)将质量比例为5
‑
20:100的聚酯共聚物改性氮化硼和PET混合进行熔融纺丝，得到聚酯纤维绝缘材料。2.根据权利要求1所述的聚酯纤维绝缘材料的制备方法，其特征在于：所述(1)KH560改性氮化硼和氨基聚酯共聚物的质量比例为1:1
‑
4。3.根据权利要求1所述的聚酯纤维绝缘材料的制备方法，其特征在于：所述(2)中熔融纺丝的温度为260
‑
280℃，拉伸温度为90
‑
110℃，拉伸倍数为3
‑
4倍。4.根据权利要求1所述的聚酯纤维绝缘材料的制备方法，其特征在于：所述氨基聚酯共聚物的制备方法为以下步骤：(3)将N
‑
Boc二乙醇胺、乙二醇和对苯二甲酰氯在冰浴下滴加到反应溶剂中，然后加入吡啶，搅拌反应，得到N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松，刘强，
申请(专利权)人：南京众山电池电子有限公司，
类型：发明
国别省市：