[发明专利]PET-有机插层蒙脱土复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机插层蒙脱土复合材料技术领域，特别是涉及一种PET-有机插层蒙脱土复合材料的制备方法。 

背景技术

高阻隔性、耐热温度高、透明性好的材料现实需求非常大。鉴于聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)优异的综合性能，因此以PET为基础，通过物理或化学的方法进行改性，用方便可行的技术路线，使PET为基础的制品具有满足要求的隔水、阻气功能，这成为复合材料研究和应用的热点之一。尽管PET在透气、透水性方面比普通塑料要好，但真空度只能维持9～12个月，水分保持约3-6个月，满足不了真空采血管真空度、水份保持1.5～2年有效期的需要，也满足不了饮料瓶对气体低渗透的要求，严重影响产品的推广使用。针对PET阻隔性能差的问题，有人采用在PET管内套PP管的办法，使管的水分保持时间大大延长，满足临床要求，但这种手段不可避免地影响了产品的透明度，并且大大增加产品成本。 

现有技术中，针对PET的改性研究主要在以下几个方面： 

1)与PEN共混，改进其拒水、阻气性能。在工程塑料中，PEN是目前最好的拒水、阻气材料，它的性能指标一般是PET的4～5倍(PET的二氧化碳渗透率为15cm3/100inch2.24h.)，已用于生产啤酒瓶。但其价格昂贵，约为PET的4倍，也就是说按30％加料与PET共混，复合材料阻水、阻气性能提高约40％，其水分、真空度保持时间大约延长约2～3个月，但这种手段使材质成本增加，使得产品缺乏竞争力。 

2)与玻璃纤维、PS、PE、PP等共混：主要是改进PET与共混材料间的粘 结性能，其中玻璃纤维对强度的提高有很大好处，但阻气性能的提高与否有待进一步确定。 

3)表面涂层：主要有聚苯氧酯及其改性物系列，在0.01～0.06mm涂层情况下，可提高阻气性能3倍以上，可延长水分、真空度保持时间约15～18个月，基本满足运输、储存使用要求。但这种手段工艺要求高，难以大规模生产。 

由以上的现有技术来看，无论是采用双层套管，还是涂层改性，以及采用阻隔性能更好的PEN材质，从成本角度都难以接受。 

通过与蒙脱土层状盐复合可望提高PET作为盛装容器的阻隔性能。聚合物/层状硅酸盐(蒙脱土，简称MMT)纳米复合材料具有较多优点，扩展了现有的高分子材料的应用范围，具有广泛的应用价值和前景。除了可广泛用于薄膜、包装、纤维等方面，这些复合材料可用于对材料性能要求较高的工程塑料、容器材料(如：啤酒瓶、采血管等)。目前国际上几乎所有涉及聚合物的大公司都涉足这一复合材料的研究和开发工作。 

现有技术中，制备PET/MMT纳米复合材料的方法大概分为两大类，即：原位插层复合法和聚合物熔体插层法。目前使用的PET/硅酸盐纳米复合材料大都是用原位聚合的工艺制造出来的，得到的是剥离型的聚合物硅酸盐层状复合材料(PLSN)。其中，原位聚合的工艺路线主要有两种。一是将MMT分散在乙二醇单体中，然后聚合得到复合材料。由于MMT在乙二醇中形成不稳定的胶体体系，因而要对MMT进行处理，改善两者间的亲和性，Beall等人将用MMT极性聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)等表面处理后加入乙二醇中得到稳定的胶体。同时要有合适的聚合反应条件，使得反应顺利进行，MMT在其中有良好的分散状态。二是将有机物改性的MMT在聚合阶段加入，聚合完成后得到复合材料，例如，Frisk等人在酯交换阶段加入MMT制得PET/MMT纳米复合材 料的瓶子，测试表明复合材料的包装瓶的渗透率远低于纯PET瓶。对PET这种已经生产规模化的树脂来说，原位聚合法制备MMT/PET的工艺路线较复杂，经济效益不高，开发熔体直接插层法的技术在目前有迫切的需求。其中，熔体插层法适用于在现有的成型加工设备上进行，使经济效益大大提高，但由于MMT在聚合物熔体中分散较不均匀，致使MMT片层的插层和剥离难以完全实现。Barber等在复合体系中加入PET离聚体以增加PET与蒙脱土间的作用力，然后熔融挤出，得到剥离型复合材料。目前在熔体插层法这一领域做出的成果不多，但商业化生产已有报道，例如Maxfield等人用美国Southern Clay公司生产的Claytone APA有机蒙脱土与PET进行熔融插层，得到插层型复合材料，但工艺复杂，成本高聚。 

发明内容

本发明的目的在于，针对现有PET阻隔性不能满足采血管、液体饮料的使用要求问题，提供一种PET-有机插层蒙脱土复合材料的制备方法，以简便的工艺能够得到对水对气阻隔性能好的PET制品。 

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：