专利名称：一种聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子复合材料制备领域，尤其是涉及一种聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料及其制备方法。
背景技术：
近年来，由于不相容聚合物合金中添加无机纳米粒子做为相容剂，可获得即增容的三元复合材料，因而得到极大的发展。在此类三元复合材料中，无机纳米粒子不同于传统的相容剂如接枝物，由于其较大的比表面积和本身刚性的特点，聚合物易吸附在纳米粒子的表面，所以添加纳米粒子能较好的稳定聚合物的相态结构，从而起到增容的效果。作为一种具有独特结构的纳米材料，碳纳米管开始被广泛地添加于不相容聚合物共混物中制备三元复合材料。mi等(Wu D.F.，Zhang Y. S.，Zhang Μ. , Yu W., Biomacromolecules, 2009,10，417-424.)通过熔融共混的方法制备了聚己内酯/聚乳酸/ 多壁碳纳米管(PCL/PLA/MWNTs)三元纳米复合材料，研究发现在PCL/PLA体系中加入功能化的碳纳米管(f-MWNTs)，f-MWOTs选择性的分布于PCL连续相及PCL和PLA两相界面处；而这些选择性分布的f-MWNTs对整个体系的界面能产生了很大的影响，结果随着f-MWNTs含量的增加，分散相PLA的尺寸也逐渐减小，并且PCL和PLA间也有了更好的界面结合。Janke 等[Potschke P. , Bhattacharyya A. R.，Janke A. , Polymer, 2003,44,8061-8069.]首先通过熔融共混制备了聚碳酸酯/多壁碳纳米管(PC/MWNTs)母粒，然后再用这种母粒与聚乙烯 (PE)进行熔融共混，制备了具有PE和PC双连续相的PE/PC/MWNTs三元纳米复合材料。由于MWNTs与PE的相容性更好，在共混过程中MWNTs向PE相发生迁移，结果MWNTs部分分布在PE和PC界面上，这些MWNTs有效地改善了 PE和PC之间的界面相容性，提高了两相间的界面结合力。但是这些复合材料的制备方法复杂，不能进行产业化生产。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种方法简单易行、 易于工业化生产的聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料及其制备方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料，其特征在于，该三元复合材料包括以下组分及重量份含量聚乙烯10 90;聚酯90 10 ；碳纳米管1 5 ；聚酯催化剂0. 18 0. 02。所述的聚乙烯为低密度聚乙烯或高密度聚乙烯，其熔体指数为0.2 10g/10min(190°C,2. 16kg)。所述的聚酯为低聚物聚酯，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯环状低聚物、聚对苯二甲酸丙二醇酯环状低聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯环状低聚物中的一种或多种。
所述的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管，长度为10 30微米，其直径为 10 20nm，具有较大的比表面积。所述的聚酯催化剂选自三丁基乙氧基锡、丁基二羟基氯化锡、正钛酸四O-乙基己基)酯中的一种或多种。所述的聚酯催化剂优选丁基二羟基氯化锡。一种聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)按照以下组分及重量份含量准备原料聚乙烯10 90;聚酯90 10;碳纳米管1 5;聚酯催化剂0. 18 0. 02 ；(2)将上述原料加入密炼机中，于温度230 260°C共混5 IOmin制得相容性良好的聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料。所述的密炼机的转速为50 lOOrpm。与现有技术相比，本发明针对聚酯与聚乙烯共混材料的不相容的特点，结合碳纳米管的特点，提供一种聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料及其制备方法，实现两相不相容体系的增容，采用密炼的方法制备三元复合材料，该法简单易行，易于工业化生产。说明书附1为本发明PBT/HDPE(30/70)不同放大倍数的扫描电镜(FESEM)图；图2为本发明添加了 3phr的碳纳米管的三元复合材料不同放大倍数的扫描电镜 (FESEM)图；图3为本发明PBT/HDPE(30/70)不同放大倍数的扫描电镜(FESEM)图；图4为本发明添加了 3phr的碳纳米管的三元复合材料不同放大倍数的扫描电镜 (FESEM)图。
具体实施例方式下面实施例是对本发明的进一步说明，而非限制本发明的范围。实施例1本发明涉及一种聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料及其制备方法，通过如下步骤实现称取干燥的碳纳米管1. Sg、高密度聚乙烯42g(熔体指数为7g/10min)、聚对苯二甲酸丁二醇酯环状低聚物18g、聚酯催化剂0. 036g，加入密炼机中，于温度235°C共混 IOmin,转速为70rpm，制得相容性良好的聚对苯二甲酸丁二醇酯/高密度聚乙烯/碳纳米管三元复合材料。制备的三元复合材料通过场发射扫描电镜(FESEM)表征，由于碳纳米管在聚酯/ 聚乙烯不相容体系中起到增容剂的作用，因而两相相容性有所提高。见附
图1，如图可以看出，两相的界面因为加入碳纳米管变的模糊，相容性提高。实施例2 5
权利要求
1. 一种聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料，其特征在于，该三元复合材料包括以下组分及重量份含量聚乙烯 10 90 聚酯 90 10 ；碳纳米管 1 5 ；聚酯催化剂 0. 18 0. 02。
2.根据权利要求1所述的聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料，其特征在于，所述的聚乙烯为低密度聚乙烯或高密度聚乙烯，其熔体指数为0. 2 10g/10min(19(TC，2. 16kg)。
3.根据权利要求1所述的聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料，其特征在于，所述的聚酯为低聚物聚酯，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯环状低聚物、聚对苯二甲酸丙二醇酯环状低聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯环状低聚物中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料，其特征在于，所述的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管，长度为10 30微米，其直径为10 20nm。
5.根据权利要求1所述的聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料，其特征在于，所述的聚酯催化剂选自三丁基乙氧基锡、丁基二羟基氯化锡、正钛酸四(2-乙基己基)酯中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料，其特征在于，所述的聚酯催化剂优选丁基二羟基氯化锡。
7.—种如权利要求1所述的聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)按照以下组分及重量份含量准备原料聚乙烯10 90;聚酯90 10 ；碳纳米管1 5 ；聚酯催化剂0. 18 0. 02 ；(2)将上述原料加入密炼机中，于温度230 260°C共混5 IOmin制得相容性良好的聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料。
8.根据权利要求7所述的聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料的制备方法，其特征在于，所述的密炼机的转速为50 lOOrpm。
全文摘要
本发明涉及一种聚酯/聚乙烯/碳纳米管三元复合材料及其制备方法，该三元复合材料以环状聚酯低聚物，聚乙烯，碳纳米管为主要原料，通过反应共混的方法来制备，利用碳纳米管独特的性能来促进聚酯和聚乙烯不相容体系的相容性，所得到的三元复合材料通过场发射扫描电镜可以看出聚酯和聚乙烯的相容性有所提高，因而实现了碳纳米的增容效果。与现有技术相比，本发明具有方法简单易行、易于工业化生产等优点。
文档编号C08K3/04GK102336942SQ201010233309
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者吴方娟 申请人:合肥杰事杰新材料股份有限公司