本发明涉及一种长玻纤增强无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料及其制备方法，属于高分子材料领域。
背景技术：
聚对苯二甲酸乙二醇酯，化学式为coc6h4cooch2ch2o。（英文：polyethyleneterephthalate，简称pet），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，为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。是生活中常见的一种树脂，可以分为apet、rpet和petg。
在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达160℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好。
一般通过增强、填充、共混等方法改进其加工性和物性，以玻璃纤维增强效果明显，提高树脂刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性。
利用实验室自主开发的在线混合长玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料生产设备，制备了长玻璃纤维增强pet（lft—pet）；并与双螺杆挤出机制备的短玻璃纤维增强pet（sft-pet）进行了力学性能对比。
技术实现要素：
本发明的目的在于：一种长玻纤增强无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料及其制备方法，针对现有技术很难制备出高性能无卤阻燃长玻纤增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)材料，用以解决现有技术中生产不足，并且长玻纤母粒和无卤阻燃母粒共混导致的阻燃剂分散不均匀、表面脱纤等缺陷，实现生产更加环保、高效，提高增强阻燃高温聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的力学性能、尺寸稳定性和耐高温蠕变性，使得该材料应用范围更加广阔。
本发明的方案如下：一种长玻纤增强无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，包含组分按质量百分比，45～70%pet、20～50%长玻璃纤维、4～7%无卤阻燃剂、0.5～1.5%界面改性剂以及0.5～1.5%抗氧剂，所述复合材料为lft-pet。
所述的无卤阻燃剂为磷系阻燃剂，且由聚磷酸铵和改性蒙脱土组成，二者质量比为3:1。
所述的界面改性剂为长链多官能团酯，热分解温度≥380℃。
所述的抗氧剂为受阻酚，热分解温度≥380℃。
长玻纤增强无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，取所述聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，长玻璃纤维，界面改性剂，抗氧剂，阻燃剂，首先将聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、界面改性剂、抗氧剂和阻燃剂利用双螺杆挤出机共混挤出，同时，在长玻璃纤维上接枝所述聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，再通过连续生产长玻纤的模具对玻璃纤维进行浸渍，即将挤出机挤出的混料包覆在接枝有聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的长玻璃纤维的表面，冷却后切粒成10～12mm的颗粒即完成制备。
所述长玻璃纤维上接枝所述聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的具体步骤为：玻璃纤维纱在180～200℃温度条件下保温8～10分钟；然后，将玻璃纤维纱在含有所述聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的浓硫酸溶液中浸泡8～10分钟；之后，用去离子水对玻璃纤维纱进行喷雾，停留时间8～10分钟；然后，用去离子水对玻璃纤维纱进行喷淋，直至表面ph≥6.5；最后，将玻璃纤维纱烘干，将玻璃纤维纱缠绕成卷。
所述的所述长玻璃纤维经过接枝处理后，纤维表面接枝的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)含量大于1.8%。
所述的双螺杆挤出机的螺杆加工温度为350～380℃，实现连续长玻璃纤维基础的装置的温度为305～380℃。
本发明的有益效果：本发明选择熔融浸渍工艺来制备无卤阻燃长玻纤增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料，首先，玻纤通过热处理、浓硫酸预处理、喷雾、喷淋水洗、烘干等工艺使得玻纤表面接枝包覆聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)材料，通过调整压杆使得玻纤在浸渍模具中得到了良好的分散，并添加抗氧剂来控制聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的分解时间，通过向该聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)中加入界面性改性剂来改善基体树脂的流动性，加入无卤阻燃剂提高复合材料的阻燃性能，最终调整连续生产长玻纤的模具的口模尺寸和牵引速度来制得阻燃长玻纤增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料。本发明解决了现有技术的不足，工艺简单，操作方便，效益极高，适合于进行工业化生产。长玻璃纤维表面接枝所述聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)这个步骤的重要作用表面表征表明胺类被成功地接枝到玻璃纤维表面上。接触角测试表明胺类改性以后的玻璃纤维疏水较好，从而更容易被树脂润湿。玻纤表面接枝的有机分子链进一步变长，复合材料的拉伸性能进一步提高。(2)表面表征表明被成功地接枝到玻璃纤维表面上。分析表明随着平均分子量的增加，接枝在玻纤表面的分子链逐渐变长，表面的粗糙度逐渐变大。
lft-pet的各项力学性能显著优于sft—pet，在玻纤质量分数同为50％时，lft-pet的拉伸强度为sft-pet的2．5，弯曲强度为sft—pet的3倍，冲击强度为sft—pet的3倍。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述，
实施例1：
一种长玻纤增强无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料，按质量份数计算，pet（市售牌号为heg3640fg）45份，长玻璃纤维50份（heg3640fg接枝率为1.8%），m-0320阻燃剂4份，2303界面改性剂0.5份，抗氧剂st-181、st-181a0.5份。
其制备方法：取petheg3640fg，界面改性剂，阻燃剂，抗氧剂，将petheg3640fg、界面改性剂，阻燃剂，和抗氧剂利用双螺杆挤出机共混挤出，同时，长玻璃纤维先接枝上petheg3640fg，再通过实现连续长玻纤基础的装置（即连续生产长玻纤的模具）对玻璃纤维进行浸渍，冷却后切粒成10～12mm的颗粒，获得高性能无卤阻燃长玻纤增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料。
双螺杆挤出机的螺杆加工温度为350～380℃，实现连续长玻璃纤维基础的装置的温度为305～380℃。
所述实现连续长玻纤基础的装置（连续生产长玻纤的模具）具体是采用申请人在之前申请的申请号为“201220475794.3”的实用新型专利申请中公开的装置，后续实施例中所述实现连续长玻纤基础的装置与此相同。
实施例2：
一种长玻纤增强无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料，按质量份数计算，pet（市售牌号为heg3640fg）50份，长玻璃纤维43份（heg3640fg接枝率为1.8%），m-0320阻燃剂5份，2303界面改性剂1份，抗氧剂st-181、st-181a1份。
其制备方法：取petheg3640fg，界面改性剂，阻燃剂，抗氧剂，将petheg3640fg、界面改性剂，阻燃剂，和抗氧剂利用双螺杆挤出机共混挤出，同时，长玻璃纤维先接枝上petheg3640fg，再通过实现连续长玻纤基础的装置（即连续生产长玻纤的模具）对玻璃纤维进行浸渍，冷却后切粒成10～12mm的颗粒，获得高性能无卤阻燃长玻纤增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料。
双螺杆挤出机的螺杆加工温度为350～380℃，实现连续长玻璃纤维基础的装置的温度为305～380℃。
实施例3：
一种长玻纤增强无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料，按质量份数计算，pet（市售牌号为heg3640fg）60份，长玻璃纤维32份（heg3640fg接枝率为1.8%），m-0320阻燃剂6份，2303界面改性剂1份，抗氧剂st-181、st-181a1份。
其制备方法：取petheg3640fg，界面改性剂，阻燃剂，抗氧剂，将petheg3640fg、界面改性剂，阻燃剂，和抗氧剂利用双螺杆挤出机共混挤出，同时，长玻璃纤维先接枝上petheg3640fg，再通过实现连续长玻纤基础的装置（即连续生产长玻纤的模具）对玻璃纤维进行浸渍，冷却后切粒成10～12mm的颗粒，获得高性能长玻纤增强无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料。
双螺杆挤出机的螺杆加工温度为350～380℃，实现连续长玻璃纤维基础的装置的温度为305～380℃。
实施例4：
一种长玻纤增强无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料，按质量份数计算，pet（市售牌号为heg3640fg）70份，长玻璃纤维20份（heg3640fg接枝率为1.8%），m-0320阻燃剂7份，2303界面改性剂1.5份，抗氧剂st-181、st-181a1.5份。
其制备方法：取petheg3640fg，界面改性剂，阻燃剂，抗氧剂，将petheg3640fg、界面改性剂，阻燃剂，和抗氧剂利用双螺杆挤出机共混挤出，同时，长玻璃纤维先接枝上petheg3640fg，再通过实现连续长玻纤基础的装置（即连续生产长玻纤的模具）对玻璃纤维进行浸渍，冷却后切粒成10～12mm的颗粒，获得高性能长玻纤增强无卤阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)复合材料。
双螺杆挤出机的螺杆加工温度为350～380℃，实现连续长玻璃纤维基础的装置的温度为305～380℃。
主要性能测试：生产出的产品按照标准制（astm）成标准测试样条，进行各项测试，其性能测试结果如表1所示。
表1
根据表1可以得知，采用本发明的技术方案所制备得到的样品，与常规的阻燃高温pet短纤材料相比，其性能大大提高，且由于改性玻璃纤维，因此解决了高温pet加不易浸润玻璃纤维的问题。材料的阻燃性能达到v0级别。玻纤用量对长玻纤增强pet的力学性能有一定的影响，当玻纤用量在40％～50％之间时，其综合力学性能达到最佳，从表面质量看，能够制备出具有良好的界面粘合性好的玻纤增强pet材料，综上所述，该工艺方法能够制备力学性能优良、表观质量良好的长玻纤增强pet复合材料。