一种用于耐老化薄膜的聚酯材料及其制备方法与流程

本发明涉及聚酯材料制备，具体涉及一种用于耐老化薄膜的聚酯材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚酯薄膜是聚酯在非纤维领域应用的一类重要产品，目前它们主要指聚酯家族中的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物制成的薄膜形式，经双轴向拉伸后产出的一种性能优良的高档塑料薄膜，具有抗拉伸强度大、挺度佳、抗烧裂、不易破损、电气和光学性能优良、阻氧性、阻湿性好、耐寒和耐热的特点，且具耐化学腐蚀性及收缩性稳定等优良特性。聚酯薄膜主要用于电气、绝缘、包装、磁体容器、胶片等，其应用范围非常广泛。聚酯薄膜大多用于食品包装及电子部件、光学部件、电容器等方面，也应用于录音磁带、计算机记录带等磁性材料方面，但由于其耐老化效果一般，使得不能完全适用市场的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于耐老化薄膜的聚酯材料及其制备方法，解决了现阶段聚酯材料使用寿命短的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种用于耐老化薄膜的聚酯材料的制备方法，具体包括如下步骤：

4、将改性单体、改性添加剂、对苯二甲酸、新戊二醇、对甲苯磺酸和对羟基苯甲醚，通入氮气保护，在转速为120-150r/min，温度为170-180℃的条件下，进行反应1-2h，升温至240-245℃，在真空度为0.3-0.5mpa的条件下，进行反应3-5h，升温至280-285℃，在压力为50-80pa的条件下，进行反应20-30min，制得聚酯材料。

5、所述的改性单体、改性添加剂、对苯二甲酸和新戊二醇的摩尔比为1:2:1:2.5，对甲基苯磺酸的用量为改性单体、改性添加剂、对苯二甲酸和新戊二醇质量和的0.5%，对羟基苯甲醚的用量为改性单体、改性添加剂、对苯二甲酸和新戊二醇质量和的0.5%。

6、所述的改性单体由如下步骤制成：

7、步骤a1：将4-乙烯基苯甲醛、防老剂4020和dmf混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为40-45℃的条件下，进行反应3-5h后，加入3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷，在365nm紫外光照射的条件下，继续反应30-40min，制得中间体1；

8、步骤a2：将中间体1和去离子水混合，在转速为200-300r/min，温度为60-70℃的条件下，搅拌10-15min后，加入浓硫酸和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，进行反应4-6h后，调节ph至中性，制得双氢端聚硅氧烷；

9、步骤a3：将双氢端聚硅氧烷和二甲苯混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为50-60℃的条件下，搅拌并加入氯铂酸，进行反应10-15h后，加入丙烯酸，继续反应6-8h，制得改性单体。

10、进一步，步骤a1所述的4-乙烯基苯甲醛、防老剂4020和3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷的摩尔比为1:1:1.1。

11、进一步，步骤a2所述的中间体1、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为1mmol:15ml:1.6mmol，浓硫酸的用量为中间体1和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷质量和的1-1.5%。

12、进一步，步骤a3所述的双氢端聚硅氧烷和丙烯酸的摩尔比为1:1，氯铂酸在双氢端聚硅氧烷、丙烯酸和二甲苯混合物中的浓度为10-15ppm。

13、进一步，所述的改性添加剂由如下步骤制成：

14、步骤b1：将3-硝基苯酚、2-羟基-4硝基苯甲酸、氯化锌、三氯氧磷和环丁砜混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为70-75℃的条件下，进行反应2-3h，制得中间体2，将中间体2、铁粉和乙醇混合均匀，在转速为60-80r/min，温度为80-85℃的条件下，进行反应3-5h后，加入浓盐酸，继续反应2-3h，调节ph值为8，制得中间体3；

15、步骤b2：将1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇、环氧氯丙烷和dmf混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为30-40℃的条件下，搅拌并加入氢氧化钠溶液保持ph值为12，进行反应6-8h，制得中间体4，将中间体3、中间体4和dmf混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为50-60℃，ph值为11-12的条件下，进行反应8-10h，制得改性添加剂。

16、进一步，步骤b1所述的3-硝基苯酚、2-羟基-4硝基苯甲酸、氯化锌和三氯氧磷的摩尔比为1:1:1.2:1.2，中间体2、铁粉、乙醇和浓盐酸的用量比为10mmol:80mmol:70ml:1ml，浓盐酸的质量分数为38%。

17、进一步，步骤b2所述的1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇和环氧氯丙烷的摩尔比1:1，中间体3和中间体4的摩尔比为1:4。

18、本发明的有益效果：本发明制备的一种用于耐老化薄膜的聚酯材料，通过将改性单体、改性添加剂、对苯二甲酸和新戊二醇酯化缩聚制得，改性单体以4-乙烯基苯甲醛和防老剂4020为原料，使得4-乙烯基苯甲醛上的醛基和防老剂4020上的氨基反应后，加入3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷，使得氨基与3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷上的巯基反应，制得中间体1，将中间体1水解，再与1,1,3,3-四甲基二硅氧烷聚合，形成双氢端聚硅氧烷，将双氢端聚硅氧烷和丙烯酸反应，使得双氢端聚硅氧烷上的si-h键和丙烯酸上的双键反应，制得改性单体，改性单体的加入使得聚酯分子中含有有机硅链段，进而增加了聚酯的耐高温性，侧链含有对苯二胺结构能够将自身氢原子转移，与聚酯材料老化产生的活性自由基结合形成稳定化合物，改性添加剂以3-硝基苯酚和2-羟基-4-硝基苯甲酸方形生成苯甲酮结构，制得中间体2，将中间体2用铁粉还原，使得中间体2上的硝基转变为氨基，制得中间体3，将1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇和环氧氯丙烷反应，使得1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇上的醇羟基与环氧氯丙烷的环氧基反应，再在碱性条件下闭环，制得中间体4，将中间体4和中间体3反应，使得中间体4上的环氧基和中间体3上的氨基反应，制得改性添加剂，改性添加剂含有受阻胺结构，受到光照后转变为氮氧自由基，能够捕获聚合物所产生自由基并使之失活，生成相应的酯及过氧化酯，苯环上的羟基氢和相邻的羰基氧之间形成了分子内氢键，构成了一个螯合环，而当吸收紫外光能量后，分子发生热振动，氢键破坏，螯合环打开，将紫外光变成热能释出来，且不会出现析出的问题。

技术特征：

1.一种用于耐老化薄膜的聚酯材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于耐老化薄膜的聚酯材料的制备方法，其特征在于：步骤a1所述的4-乙烯基苯甲醛、防老剂4020和3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷的摩尔比为1:1:1.1。

3.根据权利要求1所述的一种用于耐老化薄膜的聚酯材料的制备方法，其特征在于：步骤a2所述的中间体1、去离子水和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的用量比为1mmol:15ml:1.6mmol。

4.根据权利要求1所述的一种用于耐老化薄膜的聚酯材料的制备方法，其特征在于：步骤a3所述的双氢端聚硅氧烷和丙烯酸的摩尔比为1:1。

5.根据权利要求1所述的一种用于耐老化薄膜的聚酯材料的制备方法，其特征在于：所述的改性添加剂由如下步骤制成：

6.根据权利要求5所述的一种用于耐老化薄膜的聚酯材料的制备方法，其特征在于：步骤b1所述的3-硝基苯酚、2-羟基-4硝基苯甲酸、氯化锌和三氯氧磷的摩尔比为1:1:1.2:1.2，中间体2、铁粉、乙醇和浓盐酸的用量比为10mmol:80mmol:70ml:1ml。

7.根据权利要求5所述的一种用于耐老化薄膜的聚酯材料的制备方法，其特征在于：步骤b2所述的1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇和环氧氯丙烷的摩尔比1:1，中间体3和中间体4的摩尔比为1:4。

8.一种用于耐老化薄膜的聚酯材料，其特征在于：根据权利要求1-7任一所述的制备方法制备而成。

技术总结
本发明公开了一种用于耐老化薄膜的聚酯材料及其制备方法，通过将改性单体、改性添加剂、对苯二甲酸和新戊二醇酯化缩聚制得，改性单体的加入使得聚酯分子中含有有机硅链段，进而增加了聚酯的耐高温性，侧链含有对苯二胺结构能够将自身氢原子转移，与聚酯材料老化产生的活性自由基结合形成稳定化合物，改性添加剂含有受阻胺结构，受到光照后转变为氮氧自由基，能够捕获聚合物所产生自由基并使之失活，生成相应的酯及过氧化酯，苯环上的羟基氢和相邻的羰基氧之间形成了分子内氢键，构成了一个螯合环，而当吸收紫外光能量后，分子发生热振动，氢键破坏，螯合环打开，将紫外光变成热能释出来，且不会出现析出的问题。

技术研发人员：董冲,王洋,李博,赵振,谢颂雨,贾彦杰,郭文光
受保护的技术使用者：河南源宏高分子新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1