专利名称：一种玻璃纤维增强耐水解聚酯材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及改性聚酯材料及其制备方法，具体地说，是一种玻璃纤维增强耐水解聚酯材料及其制备方法。
背景技术：
聚酯材料具有非常突出的耐化学试剂性、耐热性和优良的机械强度、电绝缘特性和热稳定性等优势，但却存在缺口冲击敏感的缺点，而玻璃纤维增强的聚酯材料则弥补了聚酯材料的这一缺陷，使其广泛的应用于电子电气、汽车、家电等领域。由于聚酯材料的吸水率较低，使其在较为潮湿环境下依然能正常稳定的工作，但是由于聚酯含有酯键，所以在一些相对湿度较大、温度较高的工作环境下聚酯材料就会发生降解，降解过程中产生的酸还会进一步催化聚酯材料的降解和腐蚀，使得聚酯材料性能急剧降低，影响其正常使用，严 重限制了聚酯材料的推广应用。因此，研究开发一种玻璃纤维增强耐水解聚酯材料尤为重要。中国专利文献CN 200710125558. 2，
公开日2008年7月16日，公开了一种环保阻燃玻纤增强聚酯合金材料及其制备方法，该聚酯合金材料是由以下重量配比的原料组成聚碳酸酯50-70%，聚酯10-40%，相容剂3-5%，阻燃剂3_6%，抗氧剂O. 1_1%，润滑剂O. 3-1%,玻璃纤维3. 5-10% ;其制备方法是以聚碳酸酯、线性饱和聚酯为基体树脂，加入相容剂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、玻璃纤维，经过双螺杆挤出机造粒而成，该聚碳酸酯合金材料表面光亮度高，但并不能得知其耐水解性能；中国专利文献CN 2011102636. 7. 5，申请日2011年9月7日，公开了一种阻燃玻纤增强PET/PTT/PBT合金材料及其制备方法，采用的原料及其重量份为=PET 10-30份，PTT 10-30份，PBT 20-40份，相容剂3-10份，复合阻燃剂5-20份，抗氧剂O. 1-0. 5份，润滑剂O. 1-0. 5份，玻璃纤维10-30份，该合金材料阻燃性能优异，收缩率滴，尺寸稳定，表面光泽度高，但是耐水解性能方法未见改善。目前关于耐水解性能优异的玻璃纤维增强聚酯材料还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种玻璃纤维增强耐水解聚酯材料。本发明的再一的目的是，提供一种玻璃纤维增强耐水解聚酯材料的制备方法。为实现上述目的，本发明采取的技术方案是
一种玻璃纤维增强耐水解聚酯材料，所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料由以下重量百分比的原料制成
聚酯30-80%，
玻璃纤维 5-40%，
相容剂3-10%，
耐水解剂 O. 3-20%，抗氧剂O. 1-0. 5%，
润滑剂O. 1-0. 5%。优选的，所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料是由以下重量百分比的原料制成 聚酯 60%，
玻璃纤维 30%，
相容剂3.8%，
耐水解剂 5. 5%，
抗氧剂0.4%,
润滑剂O. 3%。所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯。所述的玻璃纤维为E-CS玻璃纤维；
所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和/或乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；
所述的耐水解剂为碳化二亚胺、环酐、带环氧基团分子、恶唑衍生物、异氰酸酯中的一种或几种；
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配体系；
所述的抗氧剂为抗氧剂1098与抗氧剂168的复配体系；
所述的润滑剂为硅酮粉MB-4和/或TAF。为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是
如上任一所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤
(1)按如上所述的重量百分比秤取原料；
(2)将步骤I)秤取的聚酯原料在110°C下烘7-9小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合5-10分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入螺杆机中挤出并水冷造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为235-255°C。本发明优点在于
1、本发明的聚酯材料力学性能更佳；
2、本发明的聚酯材料在长期潮湿或高温工作环境下，材料的力学性能保持率高，耐水解性能好；
3、本发明的聚酯材料流动性好，表面浮纤少，加工性能优异；
4、本发明的聚酯材料成本低；
综合以上各项优点可知，本发明的聚酯材料在电子电气、汽车、家电等领域具有极为广阔的应用前景。
具体实施例方式下面对本发明提供的具体实施方式
作详细说明。本文中所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯英文名是polyethylene terephthalate,简称PET，是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得，属结晶型饱和聚酯，平均分子量(2-3) X 104，重均与数均分子量之比为I. 5-1. 8，优选工程塑料级的；所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯英文名是polybutylene terephthalate,简称PBT,为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯，具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数；所述的玻璃纤维ECS是一种无碱玻璃纤维短切纤维，具体使用的是玻璃纤维巨石集团短切玻纤ECS 13-4. 5-534A，但不仅限于此，本发明还可以使用其他型号无碱玻璃纤维短切纤维；所述的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物是法国阿科玛公司的AX8900 ;所述的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物是杜邦公司的PTW可用于PET/PBT增韧改性；所述的环酐具体使用的是1，I-环己基二乙酸酐；所述的带环氧基团分子包括环氧树脂等；所述的环氧树脂是分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，具体使用的是无锡光明化工有限公司E-20 (601);所述的恶唑衍生物具体使用的是2-恶唑烷酮；所述的抗氧剂1098英文名Antioxidant 1098，中文别名N, N，-双-(3-(3, 5- 二叔丁基~4~羟基苯基)丙酰基)己二胺，分子式=C4tlH64N2O4，主要用于聚酰胺、聚烯烃、聚苯乙烯、ABS树脂、缩醛类 树脂、聚氨酯以及橡胶等聚合物的合成与加工；所述的抗氧剂168英文名Tns-(2. 4-di-tert-butyl) -phosphite,中文名称 三[2. 4_ 二叔丁基苯基]亚磷酸酯,分子式C42H6303P,是一种低挥发性有机合成抗氧阻聚剂，广泛用于聚丙烯、聚乙烯、ABS、聚碳酸纤维及聚酯树脂等各类塑料的合成与加工；所述的硅酮粉为桐城市信得化工有限公司MB-4 ;所述的TAF中文名称为N，N-双乙撑硬脂肪酸酰胺，具有很好的耐温性，主要用于加工温度要求高的工程塑料改性和PC、PPS增强、阻燃改性；本发明的润滑剂并不限于硅酮粉MB-4和/或TAF，也可以是硬脂酸酰胺、硅氧烷等。实施例I本发明的聚酯材料制备(一)
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT60%，玻璃纤维ECS13-4. 5-534A 30%，相容剂AX8900 3. 8%，碳化二亚胺O. 5%，环氧树脂5%，抗氧剂1098 O. 2%，抗氧剂168 O. 2%，润滑剂MB-4 O. 3% ；
(2)将步骤I)秤取的PBT在110°C下烘8小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合8分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出并水冷，再经干燥后切粒、包装，螺杆机的转速为260转/分，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235-255°C。实施例2本发明的聚酯材料制备(二)
(1)按重量百分比秤取以下原料PBT40%, PET 20%，玻璃纤维ECS13-4. 5-534A 30%,相容剂AX8900 3. 8%，碳化二亚胺O. 5%，异氰酸酯5%，抗氧剂1098 O. 2%，抗氧剂168 O. 2%，润滑剂TAF O. 3% ；
(2)将步骤I)秤取的PBT、PET在110°C下烘8小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合5分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出并水冷，再经干燥后切粒、包装，螺杆机的转速为500转/分，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235-255°C。实施例3本发明的聚酯材料制备(三)(1)按重量百分比秤取以下原料=PET70%，玻璃纤维ECS13-4. 5-534A 15%，相容剂PTW10%，环酐2%，恶唑衍生物2.5%，抗氧剂1098 O. 1%，抗氧剂168 O. 1%，润滑剂TAF 0.2%，润滑剂 MB-4 O. 1% ；
(2)将步骤I)秤取的PET在110°C下烘7.5小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合10分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出并水冷，再经干燥后切粒、包装，螺杆机的转速为180转/分，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235-255°C。实施例4本发明的聚酯材料制备(四)
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT64%，玻璃纤维ECS13-4. 5-534A 5%，相容剂AX8900 5%，相容剂PTW 5%，碳化二亚胺20%，抗氧剂1098 0.2%，抗氧剂168 0.3%，润滑剂MB-4 O. 5% ；
(2)将步骤I)秤取的PBT在110°C下烘9小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合10分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出并水冷，再经干燥后切粒、包装，螺杆机的转速为200转/分，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235-255°C。实施例5本发明的聚酯材料制备(五)
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT35%，玻璃纤维ECS13-4. 5-534A 40%，相容剂AX8900 10%，环氧树脂5%，异氰酸酯4%，环酐5%，抗氧剂1098 O. 3%，抗氧剂168 O. 2%，润滑剂 TAF O. 5% ；
(2)将步骤I)秤取的PBT在110°C下烘8小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合7分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出并水冷，再经干燥后切粒、包装，螺杆机的转速为500转/分，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235-255°C。实施例6本发明的聚酯材料制备(六)
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT30%, PET 31.8%，玻璃纤维ECS13-4.5-534A25%,相容剂PTff 3%，碳化二亚胺10%,抗氧剂1098 O. 05%,抗氧剂168 O. 05%,润滑剂MB-4
O.1% ；
(2)将步骤I)秤取的PBT在110°C下烘8小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合8分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出并水冷，再经干燥后切粒、包装，螺杆机的转速为450转/分，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235-255°C。实施例7本发明的聚酯材料制备(七)
(I)按重量百分比秤取以下原料=PBT 19.3%，PET 40%，玻璃纤维ECS13-4. 5-534A10%,相容剂PTff 10%，异氰酸酯20%,抗氧剂1098 O. 1%，抗氧剂168 O. 1%，润滑剂TAF
O.5% ；(2)将步骤I)秤取的PBT、PET在110°C下烘9小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合8分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出并水冷，再经干燥后切粒、包装，螺杆机的转速为300转/分，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235-255°C。实施例8本发明的聚酯材料制备(八)
(1)按重量百分比秤取以下原料PET75%，玻璃纤维ECS13-4. 5-534A 5%，相容剂AX8900 10%，碳化二亚胺 9. 5%，抗氧剂 1098 O. 2%，抗氧剂 168 O. 2%，润滑剂 MB-4 O. 1% ；
(2)将步骤I)秤取的PET在110°C下烘7小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合8分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出并水冷，再经干燥后切粒、包装，螺杆机的转速为300转/分，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235-255°C。对比例I
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT40%，玻璃纤维ECS13-4. 5-534A 30%，相容剂AX8900 3. 8%，碳化二亚胺O. 5%，环氧树脂25%，抗氧剂1098 0.2%，抗氧剂168 0.2%，润滑剂MB-4 O. 3% ；
(2)将步骤I)秤取的PBT在110°C下烘8小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合8分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出并水冷，再经干燥后切粒、包装，螺杆机的转速为260转/分，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235-255°C。对比例2
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT40%, PET 25. 2%，玻璃纤维ECS13-4. 5-534A30%，相容剂AX8900 3. 8%，碳化二亚胺O. 3%，抗氧剂1098 O. 2%，抗氧剂168 O. 2%，润滑剂TAF O. 3% ；
(2)将步骤I)秤取的PBT、PET在110°C下烘8小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合5分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出并水冷，再经干燥后切粒、包装，螺杆机的转速为500转/分，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235-255°C。对比例3
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT40%, PET 25. 6%，玻璃纤维ECS13-4. 5-534A30%，相容剂AX8900 3. 8%，碳化二亚胺O. 3%，润滑剂TAF O. 3% ；
(2)将步骤I)秤取的PBT、PET在110°C下烘8小时；
(3)将所有原料放入高效混合机中混合5分钟后出料；
(4)将步骤3)混合后的原料放入双螺杆挤出机中熔融、混炼、挤出并水冷，再经干燥后切粒、包装，螺杆机的转速为500转/分，所用的双螺杆挤出机螺筒各分区温度在235-255°C。
实施例9性能测试
将实施例1-2所制备的聚酯复合材料以及对比例1-3制备的材料均按标准尺寸注塑成标准试条，性能分别按国际标准进行测试。耐水解性能测试方法是将标准试条放置于气候试验箱中，850C，95%的相对湿度条件下，强制通风1500小时，每隔500小时取样测试。性能测试结果如表I所示。表I本发明的聚酯性能测试结果
权利要求
1.一种玻璃纤维增强耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料是由以下重量百分比的原料制成 聚酯30-80%， 玻璃纤维 5-40%， 相容剂3-10%， 耐水解剂 0. 3-20%， 抗氧剂0. 1-0. 5%， 润滑剂0. 1-0. 5%。
2.根据权利要求I所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料是由以下重量百分比的原料制成 聚酯60%， 玻璃纤维 30%， 相容剂3.8%， 耐水解剂 5. 5%， 抗氧剂0.4%, 润滑剂0. 3%。
3.根据权利要求I所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
4.根据权利要求I所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维短切纤维。
5.根据权利要求I所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物和/或乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
6.根据权利要求I所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的耐水解剂为碳化二亚胺、环酐、带环氧基团分子、恶唑衍生物、异氰酸酯中的一种或几种。
7.根据权利要求I所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的复配体系。
8.根据权利要求7所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1098与抗氧剂168的复配体系。
9.根据权利要求I所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的润滑剂为硅酮粉MB-4和/或TAF。
10.如权利要求1-9任一所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤 (1)按权利要求I所述的重量百分比秤取原料； (2)将步骤I)秤取的聚酯原料在110°C下烘7-9小时； (3)将所有原料放入高效混合机中混合5-10分钟后出料； (4)将步骤3)混合后的原料放入螺杆机中挤出并水冷造粒，所述的螺杆机的转速为180-600 转 / 分，温度为 235-255°C。
全文摘要
本发明提供一种玻璃纤维增强耐水解聚酯材料，所述的玻璃纤维增强耐水解聚酯材料是由以下重量百分比的原料制成聚酯30-80%，玻璃纤维5-40%，相容剂3-10%，水解剂0.3-20%，抗氧剂0.1-0.5%，润滑剂0.1-0.5%。本发明还提供上述玻璃纤维增强耐水解聚酯材料的制备方法将上述原料按重量百分比混合后放入螺杆机中挤出并水冷造粒，螺杆机的转速为180-600转/分，温度为235-255℃。本发明材料的优点是力学性能更佳；耐水解性能好，力学性能保持率高；流动性好，表面浮纤少，加工性能优异；成本低，在电子电气、汽车、家电等领域具有极为广阔的应用前景。
文档编号C08K7/14GK102702699SQ20121023332
公开日2012年10月3日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者孟成銘, 张强, 才勇, 王尹杰 申请人:上海日之升新技术发展有限公司