本发明涉及高分子材料技术领域,尤其涉及一种新型pe-pet-ep微纳米复合材料及其制备方法。
背景技术:
pe和pet是工业消费品领域常见的两大塑料原料,价格低廉,有大量的回料可以利用。pe为线性聚合物,分子间作用力小,电绝缘性好、熔点低、易于结晶。但力学性能不佳,表现在拉伸强度低,刚性不够。其应用一般限于日常生活塑料消费品,包括薄膜,塑料盒等,鲜有用作工程塑料。pet具有良好的力学性能,韧性与刚性俱佳,但材料收缩率大,尺寸稳定性低,结晶速度慢,加工性能不好。一般用作塑料水瓶和纺织涤纶,作为工程塑料应用不多。如果能解决两种塑料在力学和加工性能上的不足,产品用于工程塑料领域,成本优势会比较明显。
技术实现要素:
对上述现有技术的现状,本发明所要解决的技术问题在于提供一种在pe、pet成本优势的基础上,结合pe易于加工和pet良好力学性能的优势,同时解决pe力学性能不足和pet加工性能和收缩率高的问题,得到一种应用领域广、可作为abs塑料替代品的复合材料。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种新型pe-pet-ep微纳米复合材料,其组分按质量百分数配比为:pe20%~60%、pet20%~40%、ep10%~30%、微纳米粒子3%~10%、马来酸酐接枝物3%~8%、脱模剂0.1%~0.5%;抗氧剂0.1%~0.5%;
所述pe为聚乙烯;pet为聚对苯二甲酸乙二醇酯;ep为环氧树脂;所述微纳米粒为直径小于1m的矿物粉颗粒,包括二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅;所述马来酸酐接枝物为poe-g-mah;脱模剂为油酸酰胺;抗氧剂为抗氧剂1010,168或复配物中的一种。
一种新型pe-pet-ep微纳米复合材料制备方法,包括以下步骤:
(1)、ep胶粒的制备,将微纳米粒子于80℃~120℃温度下干燥60~120分钟,后放入密闭容器,冷却至室温后,加入到双酚a环氧树脂中,加入c12-14烷基缩水甘油醚,搅拌均匀;混合物中加入脂环类固化剂,80℃温度下固化4~6小时,所得固体冷却粉碎至粒径小于0.03mm,待用;
(2)、将pet在强制空气循环烘箱中于110℃~120℃温度下干燥6~8小时,待用;
(3)、按重量配比称取干燥的pet加入搅拌器中,同时按重量配比加入pe、马来酸酐接枝物、抗氧剂、脱模剂,并加入步骤(1)得到的产物,混合10~15分钟,均匀后,出料加入双螺杆挤出机熔融挤出切粒、并干燥后得到本产品。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明能够更好地增加微纳米颗粒在树脂中的分散性,同时利用ep的刚性和相容性。克服了传统改性pe-pet方法中韧性和刚性不能同时提高的问题,提高pet结晶速度和加工性能。得到一种兼具有pe韧性和pet、ep刚性的工程复合材料。本工艺为首次在pe、pet中加入ep微纳米复合材料,简化了纳米颗粒加入的生产工艺,制作的产品作为工程塑料成本优势明显。
附图说明
图1为本发明一种新型pe-pet-ep微纳米复合材料红外光谱图;
图2为本发明一种新型pe-pet-ep微纳米复合材料示差扫描量热图;
图3为本发明一种新型pe-pet-ep微纳米复合材料扫描电镜图。
具体实施方式
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,对本发明进行进一步详细说明。
图1为典型样品的红外光谱图,波数在2800-3000之间的双强吸收峰为—ch2中c-h的伸缩振动吸收峰,为聚乙烯的特征吸收峰;波数1700-1800间的吸收峰为羧基中c=o的伸缩振动峰,为pet的特征吸收峰;波数在1350-1450间的吸收峰为酚基c-o伸缩振动吸收峰和醇基o-h弯曲振动吸收峰,是ep的特征吸收峰。从红外特征峰的强弱变化可以推测三种组分通熔融挤出后混合均匀,重叠吸收峰得到加强,反之得到减弱。
图2中可以看到三个热吸收峰,分别在110℃,180℃和250℃附近,对应三个主要组分是pe/ep、pp接枝和pet。
应用实例一
制备ep微纳米复合材料。500克双酚a二缩水甘油醚(含15%c12-14醇缩水甘油醚稀释剂)中加入500克二氧化钛颗粒(粒径1μm以下),搅拌均匀;加入脂环胺混合固化剂200克(17%n-氨基呱嗪+23%二氨基环己基甲烷+60%苯甲醇),再次高速搅拌均匀,80℃鼓风干燥4小时。取出样品冷却(-18℃)后机械粉碎(粒径小于0.03毫米)。将上述产品加入到混合机中,依次加入pe、pet、接枝pp、抗氧剂1010、油酸酰胺脱模剂(比例为ep微纳复合材料12份+pe48份+pet32份+接枝pp8份+抗氧剂1份+油酸酰胺0.5份),混合半小时,均匀后投入双螺杆实验机(长径比40:1),挤出温度设定210-255℃。
实例一可得出表1的测试参数
本发明提供了一种新型pe-pet-ep微纳米复合材料及其制备方法。在pe、pet成本优势的基础上,结合pe易于加工和pet良好力学性能的优势,同时解决pe力学性能不足和pet加工性能和收缩率高的问题,得到一种应用领域广、可作为abs塑料替代品的复合材料。
本发明为一制备ep组分,通过将微纳米矿物颗粒加入双酚a环氧树脂乳胶中,机械搅拌实现矿物颗粒的均匀分散。加入固化剂反应后,微纳米颗粒牢固地结合于固化后的网状树脂中。得到硬度和刚性好,结晶速度快的热固性组分。二是三组分共融挤出。ep组分在与pe、pet熔融共混挤出的过程,能够起到结晶核的作用,起到增韧增强的作用,同时提高结晶速度。
1.一种新型pe-pet-ep微纳米复合材料,其特征在于:其组分按质量百分数配比为:pe20%~60%、pet20%~40%、ep10%~30%、微纳米粒子3%~10%、马来酸酐接枝物3%~8%、脱模剂0.1%~0.5%;抗氧剂0.1%~0.5%;
所述pe为聚乙烯;pet为聚对苯二甲酸乙二醇酯;ep为环氧树脂;所述微纳米粒为直径小于1m的矿物粉颗粒,包括二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅;所述马来酸酐接枝物为poe-g-mah;脱模剂为油酸酰胺;抗氧剂为抗氧剂1010,168或复配物中的一种。
2.一种新型pe-pet-ep微纳米复合材料制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、ep胶粒的制备,将微纳米粒子于80℃~120℃温度下干燥60~120分钟,后放入密闭容器,冷却至室温后,加入到双酚a环氧树脂中,加入c12-14烷基缩水甘油醚,搅拌均匀;混合物中加入脂环类固化剂,80℃温度下固化4~6小时,所得固体冷却粉碎至粒径小于0.03mm,待用;
(2)、将pet在强制空气循环烘箱中于110℃~120℃温度下干燥6~8小时,待用;
(3)、按重量配比称取干燥的pet加入搅拌器中,同时按重量配比加入pe、马来酸酐接枝物、抗氧剂、脱模剂,并加入步骤(1)得到的产物,混合10~15分钟,均匀后,出料加入双螺杆挤出机熔融挤出切粒、并干燥后得到本产品。