[发明专利]含有纳米材料的高强度热防护聚酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米材料和聚酯的复合材料及其制备方法。

背景技术

聚合物具有良好的韧性、成膜性、绝缘性和可加工性等，而无机材料一般具有很好的刚性，高热稳定性，因此这两类材料的复合，通常会表现出单一聚合物和无机材料不具备的独特的性能。

目前有机-无机杂化材料的合成方法主要有溶胶-凝胶法、共混法、原位聚合法、分子自组装及组装法、辐射合成法及间层插入等。大约20年前，在无机氧化物领域得到广泛产业化应用的溶胶—凝胶法开始被用于聚合物/无机化合物复合材料制备的研究，这大大拓展了人类按照需要设计和控制合成材料的能力和空间。

上述的方法，前驱体原位共混方法需要采用体系外的水水解前驱体，聚合物中生成的纳米材料受加工条件的影响较大；溶胶共混方法和溶胶原位聚合方法，均要预先把前驱体水解制备成溶胶，而且溶胶在贮存时易于发生进一步反应，使溶胶组分不均一或溶胶粒径分布不均，这些均会对所制得的复合材料的性能产生不理影响，不利于所获得的材料的推广应用。而且上述文献报道的方法，聚合物中原位生成的均为颗粒状的无机化合物，限制了对聚合物基体性能改善的幅度。

发明内容

本发明的目的是公开一种含有纳米材料的高强度热防护聚酯及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的方法包括如下步骤：

将前驱体与溶剂混合，然后加入二元羧酸和多元醇的混合物中，进行酯化反应，反应温度为100-300℃，反应压力为0-0.6Mpa，在惰性气体中进行缩聚反应，得到含有纳米材料的高强度热防护聚酯。

反应体系中原料的摩尔配比为：

0.5≤D≤2；D=多元醇/二元羧酸；

前驱体的量为多元醇摩尔量的0.1～50%；

所说的前驱体为氯化镧、硝酸镧、氯化铈或硝酸铈；

所说的溶剂为四氢呋喃；

所说的二元羧酸类物质优选为对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对萘二甲酸、间萘二甲酸、邻萘二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯或间苯二甲酸二甲酯；

所说的多元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、2，2-二羟甲基丙酸或己二醇中的一种或一种以上；

所说的惰性气体为氮气；

本发明的聚酯基纳米复合材料，可用于纤维、塑料、涂料或纺织品后加工助剂。

本发明将前驱体直接引入到聚合体系中，使之在聚合物合成过程中化学变化，原位生成微纳尺度材料而合成聚酯基复合材料，所获得的聚酯基纳米复合材料，具有优异的后加工性能、力学性能和高强度的热防护性能，应用领域大为扩展，可用于纤维、塑料、涂料和纺织品后加工助剂，具有广阔的工业应用前景。

具体实施方式

实施例1

将23克氯化镧加入对苯二甲酸二甲酯500克和200克乙二醇中，在反应温度为280℃时进行酯交换反应5小时出料，得到所述的含有纳米材料的高强度热防护聚酯。

实施例2

将15克硝酸铈加入对苯二甲酸500克和300克乙二醇中，在反应温度为230℃，下回流反应8小时，出料，得到P所述的含有纳米材料的高强度热防护聚酯。