氧化石墨烯改性pet材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯材料制备方法，属于高分子生产技术领 域。
【背景技术】
[0002] 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)聚酯被广泛运用到日常生活中，如塑料瓶，化纤产 品，薄膜等，与人们的生活息息相关，但由于PET的强度高、刚性强，在PET拉抻牵引成丝的 过程中存在发脆、韧性差、容易断裂，拉出的扁丝不均匀、强度不够等问题，因此应用受到很 大限制。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种高性能PET材料 的制备方法。
[0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种氧化石墨烯改性PET材料的 制备方法，其特征在于包括如下步骤：
[0005] 将精对苯二甲酸、二元酸、乙二醇、二元醇与氧化石墨烯水和乙二醇的溶液先调制 成浆体，其中醇和酸的摩尔比为I. 1~1. 25 ;再将浆体利用栗连续输送至酯化反应釜进行 第一阶段酯化反应；酯化反应温度介于250~265°C，氮气氛围下，酯化相对压力介于0~ 0. 3MPa，酯化反应时间介于3~6小时，酯化反应釜出口的酯化率大于或等于92% ;在酯化 反应结束后添加催化剂；
[0006] 将上述酯化反应制成的单体，预缩聚釜进行第二阶段缩聚反应；预缩聚的料温介 于265~275°C ;绝对压力介于1~30KPa，时间介于1~L 5小时。
[0007] 将上述预缩聚反应后的低聚合物，输送至终缩聚槽进一步进行缩聚反应，提高固 有粘度至至少0. 60dl/g ;终缩聚反应的温度介于275~282°C ;终聚釜的真空压力低于 130Pa绝对压力，反应的时间介于1~2小时；
[0008] 上述终缩聚反应完成后的聚合体，连续输送至喷条板，挤出的胶条以冷水急冷经 切粒机切成非结晶性聚酯切片。
[0009] 作为优选，所述的氧化石墨烯水和乙二醇的溶液通过如下步骤配制：
[0010] 氢氧化钠与去离子水、乙二醇在常温下配制成溶液，称取的氧化石墨烯分散到上 述溶液中，超声波分散，溶液中氧化石墨烯重量百分比小于〇. 1 %~4%，溶液pH值12~ 13,前述的乙二醇与水的体积比为1:1~1:10。碱性溶液配制的石墨烯溶液，能使石墨烯在 聚酯浆料中更好的分散。
[0011] 作为优选，所述的氧化石墨烯的添加量占物料总重量的5~5000ppm。
[0012] 作为优选，所述的二元酸为间苯二甲酸、呋喃二甲酸、己二酸、长链形二元酸或者 芳香族二元酸中的至少一种。添加量为摩尔比以精对苯二甲酸计介于〇~20 %，前述的长 链形二元酸和芳香族二元酸碳原子数大于4。
[0013] 作为优选，所述的二元醇为二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、碳原子数大于4的长链形 二元醇中的至少一种，添加量为摩尔比以乙二醇计介于0~10%。
[0014] 作为优选，所述的氧化石墨烯为常州第六元素材料科技股份有限公司生产的型号 SE1432。
[0015] 作为优选，所述的催化剂为Sb (III)的醋酸盐或链烷酸盐、Sb (III)及Ge (IV)的 氧化物和Ti (OR)4中的至少一种，其中，R是碳原子数为2~12的烷基基团，所述催化剂添 加量为物料总重量的Ippm~200ppm
[0016] 与现有技术相比，本发明的优点在于：在物料中添加适当比例的氧化石墨烯，特性 粘度、断裂强度、断裂伸长率明显得到改善，极大的拓宽了 PET的应用面。
【附图说明】
[0017] 图1为实施例流程图。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0019] 实施例1，称取精对苯二甲酸（PTA) 15KG、乙二醇（EG)6. 655KG、二甘醇0. 599Kg (添 加量5% mol)，氧化石墨稀/水/乙二醇溶液4. 03g(石墨稀添加量5ppm)、稳定剂磷酸 42g(磷添加量9ppm)。先调制成浆体，再将浆体利用栗连续输送至酯化反应槽内进行第一 阶段酯化反应。用氮气置换酯化反应槽内的空气，置换完成合，搅拌器的转速为60rpm，频 率50HZ，加热至190°C以上进行酯化反应，酯化反应温度介于250~255°C，酯化压力介于 0. 2~0. 25MPa(相对压力），酯化反应时间3小时，酯化反应完成时的料温约258°C，酯化 反应完成时酯化率高于95%。酯化反应过程中形成的乙二醇及水等，经由汽化管进入蒸馏 塔进行分离。自蒸馏塔底部收集的乙二醇再回流至酯化反应槽。将上述酯化反应制成的单 体，输送至预缩聚釜进行缩聚反应，同时加入催化剂乙二醇锑6. 08g(锑添加量205ppm)，此 酯化完成的单体先进行真空预缩聚反应，反应压力由常压逐渐下降至200Pa(绝对压力）， 反应温度为265~275°C，反应时间为1小时；后续在高真空的环境下进行终缩聚反应，反 应压力低于120Pa (绝对压力），反应温度自275°C逐步升高，聚合物的粘度亦逐步提高，当 搅拌器维持相同的扭力下，调低搅拌器的频率，转速下降至40rpm左右，聚合体的末温为 282°C，反应时间为78分钟；聚合体经卸料急冷切成非晶态基础切片，对所制成的基础切片 烘干，在PET拉丝机上进行牵引拉伸，进行各项检测，其结果详见表1所示。
[0020] 本实施例中涉及的氧化石墨烯为常州第六元素材料科技股份有限公司生产的型 号 SE1432。
[0021] 附图1为整个流程示意图，部分乙二醇（EG)、二甘醇、氧化石墨烯溶液在配制罐6 和配制罐61配制完毕后通过计量栗62输送到浆料配制罐4,精对苯二甲酸在储料罐7中， 进入到浆料配制罐4中，浆料配制罐4中的物料在经浆料输送栗40输送到酯化反应釜1 中，，酯化反应釜1还连接有乙二醇回流机构。
[0022] 第二阶段的预缩聚反应在预缩聚反应釜2中进行，部分乙二醇和催化剂在配制罐 5和配制罐51配制完毕后通过计量栗52输送到预缩聚反应釜2中，预缩聚反应釜2在乙二 醇蒸喷真空机构作用下高度真空。
[0023] 第二阶段反应结束