本发明涉及一种箱体材料,尤其涉及一种高性能pc/pet/纤维合金箱体材料。
背景技术:
近年来,随着人们生活条件的不断提高,出门旅游变得越来越普遍。据专家预测,到2020年中国旅游人流量将达到29亿人次以上,庞大的消费数字带来的是国内消费者与日俱增的箱包需求,国内箱包业存在着巨大的增长潜力。目前,我省箱包企业还是以加工为主,自主研发产品档次偏低,质量好坏不一。因此急需加强企业的箱包研发实力,推动我省箱包企业的进一步发展。
pc材料作为一种新兴的材料具有强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变小、耐热老化性好、对水稳定等优点。但pc材料也有熔体黏度大,流动性、耐溶剂性以及耐磨性都较差等缺点,其应用受到限制。
高分子合金是当前工程塑料改性的主要方法之一。因此,研发一种具有优异的刚性、韧性、耐磨性、耐应力开裂、耐溶剂性和加工性等综合性能的pc合金材料是本领域目前亟需解决的问题。
技术实现要素:
本发明要解决上述技术问题,从而提供一种高性能pc/pet/纤维合金箱体材料的制备方法。
本发明解决上述问题的技术方案如下:
一种高性能pc/pet/纤维合金箱体材料,由以下质量份的组分组成:
pc30~90份
pet10~15份
改性kevlar纤维2~10份
改性剂mbs10~15份。
作为上述技术方案的优选,所述高性能pc/pet/纤维合金箱体材料还包括以下质量份的组分:
增容剂poe-g-mah5~15份。
作为上述技术方案的优选,所述高性能pc/pet/纤维合金箱体材料还包括以下质量份的组分:
改性四针状氧化锌2~5份。
作为上述技术方案的优选,所述高性能pc/pet/纤维合金箱体材料还包括以下质量份的组分:
改性高岭土2~5份。
本发明上述技术方案中,高岭土又称水合硅酸铝瓷土,通常以高纯度的高岭石存在于自然界,天然高岭土常含有少量tio2、fe2o3和碱金属氧化物等杂质。高岭石的理论化学组成为sio246.4%、al2o339.0%、h2o13.6%。它含有吸附水、层间水和结晶水。表面有很多活性基团,如si-o、al-o、al-oh等。
填料与聚合物基体之间以次价键或范德华力相连,形成海—岛结构,当复合材料受到外力作用时,将应力传递到填料与聚合物基体的界面层,此时次价键断裂,并逐步形成微小裂纹。裂纹的形成过程可以有效地吸收部分外界应力或者能量,从而改善力学性能。项目使用福建省龙岩高岭土公司的高岭土,高岭土矿石原矿化学成分为:sio253.78~55.87%,al2o331.29~32.7%,tio20.04~0.01%,k2o1.9~2.78%,na2o0.06~0.1%。白度达78.9~85.4%。
作为上述技术方案的优选,所述改性kevlar纤维的制备方法如下:
a、将kevlar纤维用乙醇浸没,置于超声清洗器中,密闭超声10h,超声功率100w,温度60℃,除去纤维表面的杂物,超声结束后,抽滤、干燥;
b、在反应釜中先加入清洗过的kevlar纤维,再添加10wt%的氢氧化钠-水溶液,使其淹没纤维,80℃下水解反应16h后,用蒸馏水将纤维洗至中性,然后放入真空烘箱中干燥备用;
c、将水解过的kevlar纤维置于反应釜中,以乙酸乙酯为溶剂,加入计量tdi、辛酸亚锡作和己内酰胺,继续反应3h。反应产物经乙酸乙酯抽提16h后,烘干即得;
作为上述技术方案的优选,所述箱体材料的制备方法如下:将改性kevlar纤维和其他原料通过双螺杆挤出机经熔融挤出;加料时,将其他原料通过主喂料口加入,将改性kevlar纤维通过测喂料口加入;双螺杆挤出机工艺参数为:第一区温度为200℃,第二区温度为240℃,第三区温度为240℃,模头温度为230℃。
作为上述技术方案的优选,所述改性高岭土的制备方法如下:采用干法改性工艺,以钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝钛复合偶联剂、硬脂酸及其盐为表面改性剂对高岭土进行表面改性。
作为上述技术方案的优选,所述改性高岭土的制备方法如下:高速混合机开机,待升温到预定温度,称取一定质量的高岭土放入混合室,在一定转速条件下预热,按不同要求配制表面处理剂,稀释剂分别与偶联剂按质量比1:1配入,预热30min后,将表面活性剂分次加入混合室内,达到规定时间后停机卸料。
提高了与热塑性pe、eva树脂的相容性,产品的综合物理性能得到了明显的提高。另外,高岭土是一种极常见的非金属矿石,价格低廉;同时在福建省有较广的分布,有多家生产公司,运输方便。本项目选择高岭土作为添加剂,充分利用这一优越资源。
作为上述技术方案的优选,所述改性四针状氧化锌的制备方法如下:将znow晶须在设定温度下干燥;取偶联剂溶于丙酮,将干燥后的znow晶须缓慢加入偶联剂的丙酮溶液中,同时保持体系温度在设定温度范围内,超声处理,静置一段时间后蒸出溶剂,真空干燥。
作为上述技术方案的优选,所述增容剂poe-g-mah的制备方法如下:将接枝单体mah、引发剂过氧化二异丙苯直接加入到poe生产装置密炼机中混合均匀,通过开炼、双螺杆挤出机熔融混炼,形成接枝物poe-g-mah。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
本发明以pc为原料,添加聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、自主研发的改性芳纶纤维和相容增韧剂等助剂,经接枝、增强和增韧技术集成改性,研发pc/pet/纤维合金。产品具有优异的刚性、韧性、耐磨性、耐应力开裂、耐溶剂性和加工性等综合性能,突破产品既具有优异的刚性耐磨性又具有韧性和加工性的关键技术难题,易于产业化。产品可应用于箱体、拉杆、汽车车身侧板、电气、电子设备部件等,预期具有显著的经济和社会效益。
由本发明方法制得的产品的各项技术指标如下:
(1)熔体流动速率:≥2.0g/10min
(2)缺口冲击强度:≥50j/m
(3)拉伸强度:≥65mpa
(4)断裂伸长率:≥30%
(5)弯曲弹性模量:≥2500mpa
(6)热变形温度:≥120℃
(7)低温脆化温度:≤-20℃。
具体实施方式
本具体实施方式仅仅是对本发明的解释,并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所做的任何改变,只要在权利要求书的范围内,都将受到专利法的保护。
实施例一
一种高性能pc/pet/纤维合金箱体材料,由以下质量份的组分组成:
pc30份
pet10份
改性kevlar纤维2份
改性剂mbs10份
增容剂poe-g-mah5份
改性四针状氧化锌2份
改性高岭土2份。
所述改性kevlar纤维的制备方法如下:
a、将kevlar纤维用乙醇浸没,置于超声清洗器中,密闭超声10h,超声功率100w,温度60℃,除去纤维表面的杂物,超声结束后,抽滤、干燥;
b、在反应釜中先加入清洗过的kevlar纤维,再添加10wt%的氢氧化钠-水溶液,使其淹没纤维,80℃下水解反应16h后,用蒸馏水将纤维洗至中性,然后放入真空烘箱中干燥备用;
c、将水解过的kevlar纤维置于反应釜中,以乙酸乙酯为溶剂,加入计量tdi、辛酸亚锡作和己内酰胺,继续反应3h。反应产物经乙酸乙酯抽提16h后,烘干即得。
所述改性高岭土的制备方法如下:采用干法改性工艺,以钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝钛复合偶联剂、硬脂酸及其盐为表面改性剂对高岭土进行表面改性;具体如下:高速混合机开机,待升温到预定温度,称取一定质量的高岭土放入混合室,在一定转速条件下预热,按不同要求配制表面处理剂,稀释剂分别与偶联剂按质量比1:1配入,预热30min后,将表面活性剂分次加入混合室内,达到规定时间后停机卸料。
所述改性四针状氧化锌的制备方法如下:将znow晶须在设定温度下干燥;取偶联剂溶于丙酮,将干燥后的znow晶须缓慢加入偶联剂的丙酮溶液中,同时保持体系温度在设定温度范围内,超声处理,静置一段时间后蒸出溶剂,真空干燥。
所述增容剂poe-g-mah的制备方法如下:将接枝单体mah、引发剂过氧化二异丙苯直接加入到poe生产装置密炼机中混合均匀,通过开炼、双螺杆挤出机熔融混炼,形成接枝物poe-g-mah。
所述箱体材料的制备方法如下:将改性kevlar纤维和其他原料通过双螺杆挤出机经熔融挤出;加料时,将其他原料通过主喂料口加入,将改性kevlar纤维通过测喂料口加入;双螺杆挤出机工艺参数为:第一区温度为200℃,第二区温度为240℃,第三区温度为240℃,模头温度为230℃。
实施例二
一种高性能pc/pet/纤维合金箱体材料,由以下质量份的组分组成:
pc40份
pet10份
改性kevlar纤维3份
改性剂mbs10份
增容剂poe-g-mah6份
改性四针状氧化锌2份
改性高岭土2份。
所述改性kevlar纤维的制备方法如下:
a、将kevlar纤维用乙醇浸没,置于超声清洗器中,密闭超声10h,超声功率100w,温度60℃,除去纤维表面的杂物,超声结束后,抽滤、干燥;
b、在反应釜中先加入清洗过的kevlar纤维,再添加10wt%的氢氧化钠-水溶液,使其淹没纤维,80℃下水解反应16h后,用蒸馏水将纤维洗至中性,然后放入真空烘箱中干燥备用;
c、将水解过的kevlar纤维置于反应釜中,以乙酸乙酯为溶剂,加入计量tdi、辛酸亚锡作和己内酰胺,继续反应3h。反应产物经乙酸乙酯抽提16h后,烘干即得。
所述改性高岭土的制备方法如下:采用干法改性工艺,以钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝钛复合偶联剂、硬脂酸及其盐为表面改性剂对高岭土进行表面改性;具体如下:高速混合机开机,待升温到预定温度,称取一定质量的高岭土放入混合室,在一定转速条件下预热,按不同要求配制表面处理剂,稀释剂分别与偶联剂按质量比1:1配入,预热30min后,将表面活性剂分次加入混合室内,达到规定时间后停机卸料。
所述改性四针状氧化锌的制备方法如下:将znow晶须在设定温度下干燥;取偶联剂溶于丙酮,将干燥后的znow晶须缓慢加入偶联剂的丙酮溶液中,同时保持体系温度在设定温度范围内,超声处理,静置一段时间后蒸出溶剂,真空干燥。
所述增容剂poe-g-mah的制备方法如下:将接枝单体mah、引发剂过氧化二异丙苯直接加入到poe生产装置密炼机中混合均匀,通过开炼、双螺杆挤出机熔融混炼,形成接枝物poe-g-mah。
所述箱体材料的制备方法如下:将改性kevlar纤维和其他原料通过双螺杆挤出机经熔融挤出;加料时,将其他原料通过主喂料口加入,将改性kevlar纤维通过测喂料口加入;双螺杆挤出机工艺参数为:第一区温度为200℃,第二区温度为240℃,第三区温度为240℃,模头温度为230℃。
实施例三
一种高性能pc/pet/纤维合金箱体材料,由以下质量份的组分组成:
pc50份
pet11份
改性kevlar纤维4份
改性剂mbs10份
增容剂poe-g-mah7份
改性四针状氧化锌3份
改性高岭土3份。
所述改性kevlar纤维的制备方法如下:
a、将kevlar纤维用乙醇浸没,置于超声清洗器中,密闭超声10h,超声功率100w,温度60℃,除去纤维表面的杂物,超声结束后,抽滤、干燥;
b、在反应釜中先加入清洗过的kevlar纤维,再添加10wt%的氢氧化钠-水溶液,使其淹没纤维,80℃下水解反应16h后,用蒸馏水将纤维洗至中性,然后放入真空烘箱中干燥备用;
c、将水解过的kevlar纤维置于反应釜中,以乙酸乙酯为溶剂,加入计量tdi、辛酸亚锡作和己内酰胺,继续反应3h。反应产物经乙酸乙酯抽提16h后,烘干即得。
所述改性高岭土的制备方法如下:采用干法改性工艺,以钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝钛复合偶联剂、硬脂酸及其盐为表面改性剂对高岭土进行表面改性;具体如下:高速混合机开机,待升温到预定温度,称取一定质量的高岭土放入混合室,在一定转速条件下预热,按不同要求配制表面处理剂,稀释剂分别与偶联剂按质量比1:1配入,预热30min后,将表面活性剂分次加入混合室内,达到规定时间后停机卸料。
所述改性四针状氧化锌的制备方法如下:将znow晶须在设定温度下干燥;取偶联剂溶于丙酮,将干燥后的znow晶须缓慢加入偶联剂的丙酮溶液中,同时保持体系温度在设定温度范围内,超声处理,静置一段时间后蒸出溶剂,真空干燥。
所述增容剂poe-g-mah的制备方法如下:将接枝单体mah、引发剂过氧化二异丙苯直接加入到poe生产装置密炼机中混合均匀,通过开炼、双螺杆挤出机熔融混炼,形成接枝物poe-g-mah。
所述箱体材料的制备方法如下:将改性kevlar纤维和其他原料通过双螺杆挤出机经熔融挤出;加料时,将其他原料通过主喂料口加入,将改性kevlar纤维通过测喂料口加入;双螺杆挤出机工艺参数为:第一区温度为200℃,第二区温度为240℃,第三区温度为240℃,模头温度为230℃。
实施例四
一种高性能pc/pet/纤维合金箱体材料,由以下质量份的组分组成:
pc60份
pet12份
改性kevlar纤维4份
改性剂mbs12份
增容剂poe-g-mah8份
改性四针状氧化锌3份
改性高岭土3份。
所述改性kevlar纤维的制备方法如下:
a、将kevlar纤维用乙醇浸没,置于超声清洗器中,密闭超声10h,超声功率100w,温度60℃,除去纤维表面的杂物,超声结束后,抽滤、干燥;
b、在反应釜中先加入清洗过的kevlar纤维,再添加10wt%的氢氧化钠-水溶液,使其淹没纤维,80℃下水解反应16h后,用蒸馏水将纤维洗至中性,然后放入真空烘箱中干燥备用;
c、将水解过的kevlar纤维置于反应釜中,以乙酸乙酯为溶剂,加入计量tdi、辛酸亚锡作和己内酰胺,继续反应3h。反应产物经乙酸乙酯抽提16h后,烘干即得。
所述改性高岭土的制备方法如下:采用干法改性工艺,以钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝钛复合偶联剂、硬脂酸及其盐为表面改性剂对高岭土进行表面改性;具体如下:高速混合机开机,待升温到预定温度,称取一定质量的高岭土放入混合室,在一定转速条件下预热,按不同要求配制表面处理剂,稀释剂分别与偶联剂按质量比1:1配入,预热30min后,将表面活性剂分次加入混合室内,达到规定时间后停机卸料。
所述改性四针状氧化锌的制备方法如下:将znow晶须在设定温度下干燥;取偶联剂溶于丙酮,将干燥后的znow晶须缓慢加入偶联剂的丙酮溶液中,同时保持体系温度在设定温度范围内,超声处理,静置一段时间后蒸出溶剂,真空干燥。
所述增容剂poe-g-mah的制备方法如下:将接枝单体mah、引发剂过氧化二异丙苯直接加入到poe生产装置密炼机中混合均匀,通过开炼、双螺杆挤出机熔融混炼,形成接枝物poe-g-mah。
所述箱体材料的制备方法如下:将改性kevlar纤维和其他原料通过双螺杆挤出机经熔融挤出;加料时,将其他原料通过主喂料口加入,将改性kevlar纤维通过测喂料口加入;双螺杆挤出机工艺参数为:第一区温度为200℃,第二区温度为240℃,第三区温度为240℃,模头温度为230℃。
实施例五
一种高性能pc/pet/纤维合金箱体材料,由以下质量份的组分组成:
pc70份
pet13份
改性kevlar纤维7份
改性剂mbs13份
增容剂poe-g-mah8份
改性四针状氧化锌4份
改性高岭土3份。
所述改性kevlar纤维的制备方法如下:
a、将kevlar纤维用乙醇浸没,置于超声清洗器中,密闭超声10h,超声功率100w,温度60℃,除去纤维表面的杂物,超声结束后,抽滤、干燥;
b、在反应釜中先加入清洗过的kevlar纤维,再添加10wt%的氢氧化钠-水溶液,使其淹没纤维,80℃下水解反应16h后,用蒸馏水将纤维洗至中性,然后放入真空烘箱中干燥备用;
c、将水解过的kevlar纤维置于反应釜中,以乙酸乙酯为溶剂,加入计量tdi、辛酸亚锡作和己内酰胺,继续反应3h。反应产物经乙酸乙酯抽提16h后,烘干即得。
所述改性高岭土的制备方法如下:采用干法改性工艺,以钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝钛复合偶联剂、硬脂酸及其盐为表面改性剂对高岭土进行表面改性;具体如下:高速混合机开机,待升温到预定温度,称取一定质量的高岭土放入混合室,在一定转速条件下预热,按不同要求配制表面处理剂,稀释剂分别与偶联剂按质量比1:1配入,预热30min后,将表面活性剂分次加入混合室内,达到规定时间后停机卸料。
所述改性四针状氧化锌的制备方法如下:将znow晶须在设定温度下干燥;取偶联剂溶于丙酮,将干燥后的znow晶须缓慢加入偶联剂的丙酮溶液中,同时保持体系温度在设定温度范围内,超声处理,静置一段时间后蒸出溶剂,真空干燥。
所述增容剂poe-g-mah的制备方法如下:将接枝单体mah、引发剂过氧化二异丙苯直接加入到poe生产装置密炼机中混合均匀,通过开炼、双螺杆挤出机熔融混炼,形成接枝物poe-g-mah。
所述箱体材料的制备方法如下:将改性kevlar纤维和其他原料通过双螺杆挤出机经熔融挤出;加料时,将其他原料通过主喂料口加入,将改性kevlar纤维通过测喂料口加入;双螺杆挤出机工艺参数为:第一区温度为200℃,第二区温度为240℃,第三区温度为240℃,模头温度为230℃。
实施例六
一种高性能pc/pet/纤维合金箱体材料,由以下质量份的组分组成:
pc80份
pet14份
改性kevlar纤维9份
改性剂mbs14份
增容剂poe-g-mah8份
改性四针状氧化锌4份
改性高岭土4份。
所述改性kevlar纤维的制备方法如下:
a、将kevlar纤维用乙醇浸没,置于超声清洗器中,密闭超声10h,超声功率100w,温度60℃,除去纤维表面的杂物,超声结束后,抽滤、干燥;
b、在反应釜中先加入清洗过的kevlar纤维,再添加10wt%的氢氧化钠-水溶液,使其淹没纤维,80℃下水解反应16h后,用蒸馏水将纤维洗至中性,然后放入真空烘箱中干燥备用;
c、将水解过的kevlar纤维置于反应釜中,以乙酸乙酯为溶剂,加入计量tdi、辛酸亚锡作和己内酰胺,继续反应3h。反应产物经乙酸乙酯抽提16h后,烘干即得。
所述改性高岭土的制备方法如下:采用干法改性工艺,以钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝钛复合偶联剂、硬脂酸及其盐为表面改性剂对高岭土进行表面改性;具体如下:高速混合机开机,待升温到预定温度,称取一定质量的高岭土放入混合室,在一定转速条件下预热,按不同要求配制表面处理剂,稀释剂分别与偶联剂按质量比1:1配入,预热30min后,将表面活性剂分次加入混合室内,达到规定时间后停机卸料。
所述改性四针状氧化锌的制备方法如下:将znow晶须在设定温度下干燥;取偶联剂溶于丙酮,将干燥后的znow晶须缓慢加入偶联剂的丙酮溶液中,同时保持体系温度在设定温度范围内,超声处理,静置一段时间后蒸出溶剂,真空干燥。
所述增容剂poe-g-mah的制备方法如下:将接枝单体mah、引发剂过氧化二异丙苯直接加入到poe生产装置密炼机中混合均匀,通过开炼、双螺杆挤出机熔融混炼,形成接枝物poe-g-mah。
所述箱体材料的制备方法如下:将改性kevlar纤维和其他原料通过双螺杆挤出机经熔融挤出;加料时,将其他原料通过主喂料口加入,将改性kevlar纤维通过测喂料口加入;双螺杆挤出机工艺参数为:第一区温度为200℃,第二区温度为240℃,第三区温度为240℃,模头温度为230℃。
实施例七
一种高性能pc/pet/纤维合金箱体材料,由以下质量份的组分组成:
pc90份
pet15份
改性kevlar纤维10份
改性剂mbs15份
增容剂poe-g-mah15份
改性四针状氧化锌5份
改性高岭土5份。
所述改性kevlar纤维的制备方法如下:
a、将kevlar纤维用乙醇浸没,置于超声清洗器中,密闭超声10h,超声功率100w,温度60℃,除去纤维表面的杂物,超声结束后,抽滤、干燥;
b、在反应釜中先加入清洗过的kevlar纤维,再添加10wt%的氢氧化钠-水溶液,使其淹没纤维,80℃下水解反应16h后,用蒸馏水将纤维洗至中性,然后放入真空烘箱中干燥备用;
c、将水解过的kevlar纤维置于反应釜中,以乙酸乙酯为溶剂,加入计量tdi、辛酸亚锡作和己内酰胺,继续反应3h。反应产物经乙酸乙酯抽提16h后,烘干即得。
所述改性高岭土的制备方法如下:采用干法改性工艺,以钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝钛复合偶联剂、硬脂酸及其盐为表面改性剂对高岭土进行表面改性;具体如下:高速混合机开机,待升温到预定温度,称取一定质量的高岭土放入混合室,在一定转速条件下预热,按不同要求配制表面处理剂,稀释剂分别与偶联剂按质量比1:1配入,预热30min后,将表面活性剂分次加入混合室内,达到规定时间后停机卸料。
所述改性四针状氧化锌的制备方法如下:将znow晶须在设定温度下干燥;取偶联剂溶于丙酮,将干燥后的znow晶须缓慢加入偶联剂的丙酮溶液中,同时保持体系温度在设定温度范围内,超声处理,静置一段时间后蒸出溶剂,真空干燥。
所述增容剂poe-g-mah的制备方法如下:将接枝单体mah、引发剂过氧化二异丙苯直接加入到poe生产装置密炼机中混合均匀,通过开炼、双螺杆挤出机熔融混炼,形成接枝物poe-g-mah。
所述箱体材料的制备方法如下:将改性kevlar纤维和其他原料通过双螺杆挤出机经熔融挤出;加料时,将其他原料通过主喂料口加入,将改性kevlar纤维通过测喂料口加入;双螺杆挤出机工艺参数为:第一区温度为200℃,第二区温度为240℃,第三区温度为240℃,模头温度为230℃。