专利名称：一种耐水解pet复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐水解PET复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有价格低廉，具有优良的耐磨性、耐热性、耐化学药品性、电绝缘性和力学强度高等特性，因此，20世纪60年代便开始了作为工程塑料的应用开发。目前PET工程塑料已应用于汽车、电机、电子、家用电器及机械等行业。由于PET树脂含有酯基，而酯基在较高的温度下、有水分存在时对水解非常敏感， 特别在160°C以上水解反应变得非常明显，导致PET材料物理机械性能迅速下降，这一缺点限制了 PET在湿热环境下的应用。
发明内容
本发明实施例提供一种耐水解PET复合材料及其制备方法，旨在解决现有技术中 PET树脂水解的问题。一种耐水解PET复合材料，其包括按照重量百分比的如下组分PET树脂40 ‘ 65% ；
玻璃纤维30 --50% ；
耐水解剂0. 1 ；
扩链剂0. 3 1. 5%
热稳定剂0. 3 ；
成核剂1 2% ；助剂3 5%。以及，一种耐水解PET复合材料的制备方法，其包括如下步骤按照重量百分比选取原料，所述原料包括PET树脂40 65%，玻璃纤维30 50%，耐水解剂0. 1 1%，扩链剂0.3 1.5%，热稳定剂0. 3 1%，成核剂1 2%，助齐[J 3 5% ；将PET树脂、耐水解剂、扩链剂、热稳定剂、成核剂和助剂混合均勻，得混合原料；将上述混合原料置于双螺杆挤出机中与玻璃纤维掺混，经熔融挤出，造粒，获得所述耐水解PET复合材料。本发明实施例提供的耐水解PET复合材料，通过采用玻璃纤维、耐水解剂和热稳定剂的合理复配，提高PET材料的耐热、耐水解能力。进一步，该耐水解PET复合材料的制备方法采用混炼反应挤出造粒一次性完成的工艺，其制备方法工艺简单，操作方便，效益高， 成本低，适于工业化生产。
图1是本发明实施例的耐水解PET复合材料的制备方法的制备方法流程图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例的一种耐水解PET复合材料，其包括按照重量百分比的如下组分PET 树脂40 65%;玻璃纤维30 50%;耐水解剂0. 1 1 % ；扩链剂0.3 1.5%;热稳定剂0. 3 1 % ；成核剂1 2%;助剂3 5%。所述PET树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的相对密度为1.35 1.38，熔点为 255°C 260°C，动力粘度为0. 6 0. 8P · S。所述玻璃纤维优选为E-CR玻璃纤维，单丝直径为5 13 μ m。E-CR玻璃纤维是一种改进的无硼无碱玻璃，其耐水性比无碱玻纤改善7 8倍，耐酸性比中碱玻纤优越。如， 市售advantex 952A。所述耐水解剂优选为聚碳化二亚胺，如，市售Mabaxol KE 7646。聚碳化二亚胺具空间受阻芳香族结构，与端羧基反应生成不稳定的中间体，而后重排为稳定且中性的N-酰基脲，从而提高了 PET树脂的耐水解性能。所述扩链剂优选为均苯四酸二酐、聚苯并双噁唑、双环氧双酚A-二缩水甘油醚和亚磷酸三苯酯中的任意一种。所述热稳定剂优选为亚磷酸双酚A酯或者四(2，4-二叔丁基苯基-4，4'-联苯基)双磷酸酯。所述成核剂优选为异相成核剂，这是因为异相成核剂不会降低PET树脂的分子量。例如，2000-3000目滑石粉，纳米高岭土和纳米蒙脱土等异相成核剂。所述助剂包括增韧剂和润滑剂。增韧剂优选为乙烯类聚烯烃与丙烯酸酯类单体的接枝共聚物，如乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯辛烯-丙烯酸缩水甘油酯共聚物等。润滑剂优选为乙撑双硬脂酰胺及其衍生物。 乙撑双硬酯酰胺分子两端为非极性长链烷基，中间是极性双酰胺基，这种对称中位极性结构，赋予其优良的润湿和渗透能力。对各类填充剂有显著的润湿和分散作用。在PET树脂中具有很好的相容性，并呈现出优良的内部和外部润滑效果。请参阅图1，显示本发明实施例的耐水解PET复合材料的制备方法，该方法包括如下步骤SOl 按照重量百分比选取原料，所述原料包括PET树脂40 65 %，玻璃纤维30 50 %，耐水解剂0. 1 1 %，扩链剂0. 3 1. 5 %，热稳定剂0. 3 1 %，成核剂1 2 %，助齐[J 3 5% ；
S02 将PET树脂、耐水解剂、扩链剂、热稳定剂、成核剂和助剂混合均勻，得混合原料；S03 将上述混合原料置于双螺杆挤出机中与玻璃纤维掺混，经熔融挤出，造粒，获得所述耐水解PET复合材料。步骤SOl中，所有物料称量准确，精确至0. 001千克，放入相应的物料袋中并且做好标示。步骤S02具体为，将PET树脂、耐水解剂、扩链剂、热稳定剂、成核剂和助剂加入至
中速混合器中预混3 7分钟，得混合原料。步骤S03中，将上述混合原料和玻璃纤维掺混，经过熔融挤出，造粒。该混合物料和玻璃纤维在双螺杆挤出机中各段的温度分别优选为一区温度220 260°C，二区温度为 220 260°C，三区温度220 260°C，四区温度220 260°C，混合原料和玻璃纤维在螺杆中输送时间为1 3分钟。本发明实施例提供的耐水解PET复合材料选用E-CR玻璃纤维，其耐水性能好，同时通过合理选择耐水解剂和热稳定剂，获得耐热耐水解能力较强的PET复合材料。所用添加剂均为市售，生产成本低，而且所述耐水解PET复合材料生产工艺简单，容易控制。得到的耐水解PET复合材料可部分替代湿热环境下使用的尼龙制品。以下通过具体配方和制备方法的实施例来说明上述耐水解PET复合材料及其制备方法。实施例1 本实施例的耐水解PET复合材料的组分及其重量百分含量为PET 树脂63.1%;玻璃纤维30% ；耐水解剂0.3%;扩链剂0.3%;热稳定剂0.3%;成核剂2% ；助剂4%。其中，所述PET树脂为相对密度1. 35 1. 38，熔点为255°C 260°C，动力粘度为 0. 6 0. 8P · S的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纤维为E-CR玻璃纤维；所述耐水解剂为聚碳化二亚胺；所述扩链剂为均苯四酸二酐；所述热稳定剂为亚磷酸双酚A酯；所述成核剂为2500目的滑石粉，所述助剂为增韧剂POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和润滑剂乙撑双
硬脂酰胺。将重量百分比PET树脂63.1%，聚碳化二亚胺0. 3 %，均苯四酸二酐0.3%，亚磷酸双酚A酯0. 3%, 2500目滑石粉2%和其它助剂4%，在中速搅拌机中混合5分钟，经过螺杆挤出机挤出，挤出过程中在螺杆中部加入30 %的E-CR玻璃纤维，造粒。其中，一区温度 220 260°C，二区温度为220 260°C，三区温度220 260°C，四区温度220 260°C，混合原料和玻璃纤维在螺杆中输送时间为2分钟。实施例2 本实施例的耐水解PET复合材料的组分及其重量百分含量为
PET 树脂62. 4% ；玻璃纤维30% ；耐水解剂 0. 5% ；扩链剂 0. 6% ；热稳定剂 0. 5% ；成核剂2% ；助剂 4%。其中，所述PET树脂为相对密度1. 35 1. 38，熔点为255°C 260°C，动力粘度为 0. 6 0. 8P · S的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纤维为E-CR玻璃纤维；所述耐水解剂为聚碳化二亚胺；所述扩链剂为聚苯并双噁唑；所述热稳定剂为亚磷酸双酚A酯；所述成核剂为2500目的滑石粉，所述助剂为所述助剂为增韧剂POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和润滑剂乙撑双硬脂酰胺。将重量百分比PET树脂62. 4%，聚碳化二亚胺0. 5 %，聚苯并双噁唑0. 6 %，亚磷酸双酚A酯0. 5%, 2500目滑石粉2%和其它助剂4%，在中速搅拌机中混合5分钟，经过螺杆挤出机挤出，挤出过程中在螺杆中部加入30 %的E-CR玻璃纤维，造粒。其中，一区温度 220 260°C，二区温度为220 260°C，三区温度220 260°C，四区温度220 260°C，混合原料和玻璃纤维在螺杆中输送时间为2分钟。实施例3 本实施例的耐水解PET复合材料的组分及其重量百分含量为PET 树脂61. 7% ；玻璃纤维30% ；耐水解剂0.8%;扩链剂1%;热稳定剂1%;成核剂1.5%;助剂4%。其中，所述PET树脂为相对密度1. 35 1. 38，熔点为255°C 260°C，动力粘度为 0. 6 0. 8P · S的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纤维为E-CR玻璃纤维；所述耐水解剂为聚碳化二亚胺；所述扩链剂为双环氧双酚A-二缩水甘油醚；所述热稳定剂为四(2，4-二叔丁基苯基-4，4'-联苯基)双磷酸酯；所述成核剂为纳米高岭土，所述助剂为所述助剂为增韧剂POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和润滑剂乙撑双硬脂酰胺。将重量百分比PET树脂61. 7 %，聚碳化二亚胺0. 8 %，双环氧双酚A- 二缩水甘油醚1%，四(2，4-二叔丁基苯基-4，4'-联苯基)双磷酸酯1%，纳米高岭土 1.5%和其它助剂4%，在中速搅拌机中混合5分钟，经过螺杆挤出机挤出，挤出过程中在螺杆中部加入 30%的E-CR玻璃纤维，造粒。其中，一区温度220 260°C，二区温度为220 260°C，三区温度220 260°C，四区温度220 260°C，混合原料和玻璃纤维在螺杆中输送时间为2分钟。实施例4 本实施例的耐水解PET复合材料的组分及其重量百分含量为
PET 树脂61% ；玻璃纤维30% ；耐水解剂1%;扩链剂1.5%;热稳定剂1%;成核剂1.5%;助剂4%。其中，所述PET树脂为相对密度1. 35 1. 38，熔点为255°C 260°C，动力粘度为 0. 6 0. 8P S的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纤维为E-CR玻璃纤维；所述耐水解剂 为聚碳化二亚胺；所述扩链剂为亚磷酸三苯酯；所述热稳定剂为四(2，4-二叔丁基苯基-4， 4'-联苯基)双磷酸酯；所述成核剂为纳米高岭土，所述助剂为所述助剂为增韧剂POE接 枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和润滑剂乙撑双硬脂酰胺。将重量百分比PET树脂61%，聚碳化二亚胺1%，亚磷酸三苯酯1.5%，四(2，4_二 叔丁基苯基-4，4'-联苯基)双磷酸酯1%，纳米高岭土 1.5%和其它助剂4%，在中速搅 拌机中混合5分钟，经过螺杆挤出机挤出，挤出过程中在螺杆中部加入30%的E-CR玻璃纤 维，造粒。其中，一区温度220 260°C，二区温度为220 260°C，三区温度220 260°C， 四区温度220 260°C，混合原料和玻璃纤维在螺杆中输送时间为2分钟。实施例5 本实施例的耐水解PET复合材料的组分及其重量百分含量为PET 树脂53. 3% ；玻璃纤维40% ；耐水解剂0.6%;扩链剂0.6%;热稳定剂0.5%;成核剂1%;助剂4%。其中，所述PET树脂为相对密度1. 35 1. 38，熔点为255°C 260°C，动力粘度为 0. 6 0. 8P S的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纤维为E-CR玻璃纤维；所述耐水解剂 为聚碳化二亚胺；所述扩链剂为均苯四酸二酐；所述热稳定剂为亚磷酸双酚A酯；所述成核 剂为纳米高岭土，所述助剂为所述助剂为增韧剂POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和润滑剂 乙撑双硬脂酰胺。将重量百分比PET树脂53.3%，聚碳化二亚胺0. 6 %，均苯四酸二酐0.6%，亚磷酸 双酚A酯0. 5%，纳米高岭土 1 %和其它助剂4%，在中速搅拌机中混合5分钟，经过螺杆挤 出机挤出，挤出过程中在螺杆中部加入40%的E-CR玻璃纤维，造粒。其中，一区温度220 2600C，二区温度为220 260°C，三区温度220 260°C，四区温度220 260°C，混合原料 和玻璃纤维在螺杆中输送时间为2分钟。实施例6 本实施例的耐水解PET复合材料的组分及其重量百分含量为PET 树脂43. 6% ；
玻璃纤维50% ；耐水解剂 0. 6% 扩链剂0. 3%热稳定剂0. 5%成核剂 1% ；助剂4%。其中，所述PET树脂为相对密度1. 35 1. 38，熔点为255°C 260°C，动力粘度为 0. 6 0. 8P · S的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纤维为E-CR玻璃纤维；所述耐水解剂为聚碳化二亚胺；所述扩链剂为均苯四酸二酐；所述热稳定剂为亚磷酸双酚A酯；所述成核剂为纳米蒙脱土，所述助剂为所述助剂为增韧剂POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和润滑剂乙撑双硬脂酰胺。将重量百分比PET树脂43. 6 %，聚碳化二亚胺0.6%，聚苯并双噁唑0.3%，亚磷酸双酚A酯0. 5%，纳米蒙脱土 1 %和其它助剂4%，在中速搅拌机中混合5分钟，经过螺杆挤出机挤出，挤出过程中在螺杆中部加入50%的E-CR玻璃纤维，造粒。其中，一区温度220 2600C，二区温度为220 260°C，三区温度220 260°C，四区温度220 260°C，混合原料和玻璃纤维在螺杆中输送时间为2分钟。对比例1:本实施例的耐水解PET复合材料的组分及其重量百分含量为PET 树脂64%;玻璃纤维30%;成核剂2%;助齐[J4%。其中，所述PET树脂为相对密度1. 35 1. 38，熔点为255°C 260°C，动力粘度为 0. 6 0. 8P-S的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纤维优选为E玻璃纤维；所述成核剂为 2500目滑石粉，所述助剂为所述助剂为增韧剂POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和润滑剂乙撑双硬脂酰胺。将重量百分比PET树脂64%，2500目滑石粉2%和其它助剂4%，在中速搅拌机中混合5分钟，经过螺杆挤出机挤出，挤出过程中在螺杆中部加入30%的E玻璃纤维，造粒。 其中，一区温度220 260°C，二区温度为220 260°C，三区温度220 260°C，四区温度 220 260°C，混合原料和玻璃纤维在螺杆中输送时间为2分钟。对比例2:本实施例的耐水解PET复合材料的组分及其重量百分含量为PET 树脂55% ；玻璃纤维40% ；成核剂1%;助剂4%。其中，所述PET树脂为相对密度1. 35 1. 38，熔点为255°C 260°C，动力粘度为 0. 6 0. 8P-S的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纤维优选为E玻璃纤维；所述成核剂为纳米高岭土，所述助剂为所述助剂为增韧剂POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和润滑剂乙撑双硬脂酰胺。将重量百分比PET树脂55%，纳米高岭土和其它助剂4%，在中速搅拌机中混合5分钟，经过螺杆挤出机挤出，挤出过程中在螺杆中部加入40%的E玻璃纤维，造粒。 其中，一区温度220 260°C，二区温度为220 260°C，三区温度220 260°C，四区温度 220 260°C，混合原料和玻璃纤维在螺杆中输送时间为2分钟。对比例3:本实施例的耐水解PET复合材料的组分及其重量百分含量为PET 树脂45%;玻璃纤维50% ；成核剂1%;助剂4%。其中，所述PET树脂为相对密度1. 35 1. 38，熔点为255°C 260°C，动力粘度为 0. 6 0. 8P-S的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纤维优选为E玻璃纤维；所述成核剂为纳米蒙脱土，所述助剂为所述助剂为增韧剂POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和润滑剂乙撑双硬脂酰胺。将重量百分比PET树脂45%，纳米蒙脱土和其它助剂4%，在中速搅拌机中混合5分钟，经过螺杆挤出机挤出，挤出过程中在螺杆中部加入50%的E玻璃纤维，造粒。 其中，一区温度220 260°C，二区温度为220 260°C，三区温度220 260°C，四区温度 220 260°C，混合原料和玻璃纤维在螺杆中输送时间为2分钟。将按实施例1 6和对比例1 3制备的耐水解PET复合材料在120 130°C条件下干燥3 5小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射机上进行注射成型制样，进行性能测试。制备的样条用PCT高压加速老化试验机进行耐水解测试，PCT测试条件为温度 120°C，湿度100% R. H.，168小时后取出冷却后测试其物理机械性能的保持率。实施例1 6以及对比例1 3的性能分别如表1和表2所示。表 权利要求
1. 一种耐水解PET复合材料，其特征在于，包括按照重量百分比的如下组分PET树脂40 ‘ 65% ；玻璃纤维30 --50% ；耐水解剂0. 1 ；扩链剂0. 3 1. 5%热稳定剂0. 3 ；成核剂1 2% ；助剂3 5%。
2.如权利要求1所述的耐水解PET复合材料，其特征在于，所述PET树脂的相对密度为 1. 35 1. 38，熔点为255°C 260°C，动力粘度为0. 6 0. 8P · S。
3.如权利要求1所述的耐水解PET复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为E-CR玻璃纤维。
4.如权利要求1所述的耐水解PET复合材料，其特征在于，所述耐水解剂为聚碳化二亚胺。
5.如权利要求1所述的耐水解PET复合材料，其特征在于，所述扩链剂为均苯四酸二酐、聚苯并双噁唑、双环氧双酚A-二缩水甘油醚、亚磷酸三苯酯中的至少一种。
6.如权利要求1所述的耐水解PET复合材料，其特征在于，所述热稳定剂为亚磷酸双酚 A酯和/或四(2，4_ 二叔丁基苯基_4，4'-联苯基)双磷酸酯。
7.如权利要求1所述的耐水解PET复合材料，其特征在于，所述成核剂为异相成核剂。
8.如权利要求1所述的耐水解PET复合材料，其特征在于，所述助剂包括增韧剂和润滑剂，所述增韧剂为乙烯类聚烯烃与丙烯酸酯类单体的接枝共聚物，所述润滑剂为乙撑双硬酯酰胺及其衍生物。
9.一种耐水解PET复合材料的制备方法，其包括如下步骤按照重量百分比选取原料，所述原料包括PET树脂40 65 %，玻璃纤维30 50 %， 耐水解剂0. 1 1 %，扩链剂0. 3 1. 5%，热稳定剂0. 3 1 %，成核剂1 2%，助剂3 5% ；将PET树脂、耐水解剂、扩链剂、热稳定剂、成核剂和助剂混合均勻，得混合原料； 将上述混合原料置于双螺杆挤出机中与玻璃纤维掺混，经熔融挤出，造粒，获得所述耐水解PET复合材料。
10.如权利要求9所述的耐水解PET复合材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的温度为220 260°C，混合原料和玻璃纤维在螺杆中输送时间为1 3分钟。
全文摘要
本发明提供一种耐水解PET复合材料，其包括按照重量百分比的如下组分PET树脂40～65％；玻璃纤维30～50％；耐水解剂0.1～1％；扩链剂0.3～1.5％；热稳定剂0.3～1％；成核剂1～2％；助剂3～5％。本发明还提供该耐水解PET复合材料的制备方法，其按照上述重量百分比选取原料；并将PET树脂、耐水解剂、扩链剂、热稳定剂、成核剂和助剂混合均匀，得混合原料；将上述混合原料置于双螺杆挤出机中与玻璃纤维掺混，经熔融挤出，造粒，获得所述耐水解PET复合材料。该耐水解PET复合材料耐水解性能好，稳定性高。
文档编号C08K3/34GK102344654SQ20111016426
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月17日 优先权日2011年6月17日
发明者徐东, 徐永, 李超 申请人:深圳市科聚新材料有限公司