辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复 合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)由于具有生产工艺成熟、耐热性好、耐溶剂、强度 高，加之成本较低等优点，被广泛用于纺织品、包装材料、电子电器等日常生活用品的生产。 但是，作为五大工程塑料之一的PET材料，目前在机械制造业、建筑业当中的应用还相当有 限。宄其原因，是因为PET与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)、尼龙、聚碳酸酯、聚甲 醛等工程塑料相比，耐热温度尚且不能满足相关工程应用领域的要求。
[0003]现有技术中，一般通过辐射交联或纤维增强，阻碍高分子链在升温过程中的运动 来实现工程塑料耐热温度的提高。但是，PET材料由于化学结构中含有大量苯环，导致分子 链呈现明显的刚性特征，所以PET材料表现出很强的耐辐射性，不能直接进行辐射交联，英 国科学家A. Charlesby于上世纪60年代在其所著的《原子福射与聚合物》中已有报导。在 其后的50年中，随着大量辐射交联促进剂，如三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC)，三羟甲基丙烷 三丙烯酸酯（TMPTA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA)、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯 (TODA)等相继问世，大量裂解型或耐辐照高分子都实现了常温下的辐射交联，如聚氯乙烯 (PVC)、聚乳酸（PLA)等。但是PET本体材料在常规环境（常温，交联促进剂）下的辐射交 联至今没有报道，这与以下两点有关：1) PET分子链中可活动的亚甲基含量太少，分子链运 动过于困难，而与其结构相似，但是亚甲基含量更多的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)可以 通过强化辐射的方法实现交联；2)现有通用的交联促进剂的热稳定性无法与PET的热加工 工艺相匹配，这类交联促进剂在高温下易挥发和分解，因此，与PET共混加工后，其有效含 量太低，影响最终的交联效率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是解决现有技术中聚对苯二甲酸乙二醇酯本体材料在常规环境下 无法辐射交联的技术问题，提供一种辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方 法。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下。
[0006]辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，组成及重量份为：
[0007] 聚对苯二甲酸乙二醇酯 100重量份；
[0008]含有多个双键结构的多面体低聚硅倍半氧烷 1~10重量份。
[0009] 优选的，所述的含有多个双键结构的多面体低聚硅倍半氧烷的重量份为3~10重 量份。
[0010] 优选的，所述的双键结构为碳碳双键。
[0011] 优选的，所述的含有多个双键结构的多面体低聚硅倍半氧烷为以下结构中的一种 或多种；
【主权项】
1. 辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，组成及重量份为： 聚对苯二甲酸乙二醇酯 100重量份； 含有多个双键结构的多面体低聚硅倍半氧烷 1~10重量份。
2. 根据权利要求1所述的辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，所 述的含有多个双键结构的多面体低聚硅倍半氧烷的重量份为3~10重量份。
3. 根据权利要求1所述的辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，所 述的双键结构为碳碳双键。
4. 根据权利要求1所述的辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，所 述的含有多个双键结构的多面体低聚硅倍半氧烷为以下结构中的一种或多种；
式中，V R2、R3、R4、R5、R6、R 7、R8、R9、R1Q、Rn、R 12相同或者不同，均为有机取代基。
5. 根据权利要求4所述的辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，所 述的有机取代基为氢、Ci~C 18的烷烃基、C C 18的烯烃基或者C C 18的炔烃基。
6. 根据权利要求5所述的辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，所 述的有机取代基为 CH3、CH2CH3、CH2CH2CH 3、CH2-CH = CH2或者 CH = CH 2。
7. 根据权利要求6所述的辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，所 述的含有多个双键结构的多面体低聚硅倍半氧烷为以下结构中的一种或多种；
8. 权利要求1~7任何一项所述的辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方 法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、将1~10重量份的含有多个双键结构的多面体低聚硅倍半氧烷和100重量份 的聚对苯二甲酸乙二醇酯烘干后，混合均匀，得到混合物料； 步骤二、将混合物料加入到双螺杆挤出机中，在220~260°C下挤出，得到的料条过水 冷却后，用切粒机造粒，得到粒料； 步骤三、将粒料在100~140°C下烘干至水分含量为0. 02%以下后，注射成型，得到成 型品，然后将成型品用Co-60源或电子加速器辐照，得到辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯 复合材料。
9. 根据权利要求8所述的辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，其特 征在于，所述的辐照剂量为10~300kGy。
【专利摘要】本发明公开了一种辐射交联聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。解决了现有技术中聚对苯二甲酸乙二醇酯本体材料在常规环境下无法辐射交联的技术问题。该复合材料的制备方法是：先将100重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯和1～10重量份的含有多个双键结构的多面体低聚硅倍半氧烷烘干后，混合均匀，得到混合物料，然后将混合物料加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒后，再将粒料注射成型，得到成型品，然后将成型品用Co-60源或电子加速器辐照，得到复合材料。该复合材料具有优异的耐热性能和力学性能，拉伸强度为54～69MPa，拉伸模量为1670～3010MPa，热变形温度为69～101℃。
【IPC分类】C08J3-28, C08K5-549, C08J3-24, C08L67-02
【公开号】CN104744897
【申请号】CN201510121571
【发明人】尹园, 柳美华, 魏巍, 郑春柏, 张依帆, 杨天博, 邓鹏飏
【申请人】中国科学院长春应用化学研究所
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月19日