本发明涉及高分子材料改性技术领域，具体涉及一种充电桩插头插座专用pet复合材料及其制备方法。
背景技术：
众所周知，新能源汽车将会在不久的将来成为汽车的主流，目前充电公交车和货车在一线大城市中有了很大比例的使用率，家用新能源汽车也逐渐普及。因此，发展新能源汽车周边充电配套服务设施也迎来了新的发展机遇和挑战。
pa66阻燃复合材料，因为其良好的加工性、耐热性及相对pet简单且较为成熟的改性工艺，在充电桩插头插座这一领域已经有了较为广泛的应用。目前由于pa66树脂价格增长，对行业有比较大的冲击，且因为合成pa66树脂核心的工艺仍被国外垄断，受制于外。有的企业采用pa6替代pa66，但只能在一些耐热要求不高的场所使用。从树脂的特性与性价比来分析，能完全替代pa66在充电桩插头插座领域或相关要求的场所使用的树脂，pet成为首选。
pet虽然价格低廉，取材方便，价格波动小，但存大加工周期长，结晶速率慢，机械性能和热性能受结晶影响很大的问题，因此，解决pet成核结晶问题成为替代方案中的关键。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种充电桩插头插座专用pet复合材料，该复合材料通过采用成核剂和成核促进剂，明显降低了pet树脂的结晶温度，提高了复合材料的热变形温度与机械性能，降低了注塑成型加工周期。
本发明的另一目的在于提供一种充电桩插头插座专用pet复合材料的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种充电桩插头插座专用pet复合材料，所述复合材料包括如下重量份的原料：
本发明的复合材料通过采用市售的pet树脂、pbt树脂和玻璃纤维，添加增韧剂、成核剂、成核促进剂、热稳定剂、阻燃剂和润滑剂等助剂对pet树脂进行改性处理；制得的复合材料可替代pa66使用，阻燃效果好，强度高，还具有较好的绝缘和耐热性能，加工性能优异，原料来源丰富，成本低，可用于充电桩插头插座。
优选的，所述复合材料包括如下重量份的原料：
更为优选的，所述复合材料包括如下重量份的原料：
其中，所述pet树脂由苯二甲酸与乙二醇酯缩聚合而成。具体的，所述pet树脂为中国石化仪征化纤股份有限公司生产的型号为fg600的pet树脂。
所述pbt树脂由苯二甲酸与丁二醇酯缩聚合而成。本发明的复合材料通过加入少量pbt树脂，可以起到提高流动性和表面效果。具体的，所述pbt树脂为营口康辉石化有限公司生产的型号为kh2083的pbt树脂或者南通星辰合成材料有限公司生产的型号为1100a的pbt树脂。
优选的，所述玻璃纤维为单丝直径在5-15μm的长玻纤或短玻纤。本发明通过采用上述玻璃纤维，可以显著提高复合材料的机械性能和耐热性能。具体的，所述短玻纤为浙江巨石集团有限公司生产的型号为534a的短玻璃纤维,所述长玻纤为泰山玻璃纤维有限公司生产的型号为t635b的长玻璃纤维。
优选的，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。本发明通过采用上述增韧剂，可以使复合材料具有优异的韧性。更为优选的，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。具体的，所述增韧剂为法国阿科玛ax8900或日本住友bf-7m。
优选的，所述阻燃剂为溴化环氧树脂和锑酸钠组成的混合物。本发明通过采用溴化环氧树脂与锑酸钠作为阻燃剂复配使用，产品颜色与阻燃效果均达到最佳，同时cti值(漏电起痕值)可以达到250v以上。更为优选的，所述阻燃剂为溴化环氧树脂和锑酸钠以重量比2-4:1组成的混合物。具体的，所述溴化环氧树脂为开美化学科技(南通)有限公司生产的型号为k2025或k2015的溴化环氧树脂，所述锑酸钠为长沙烨星锑业有限公司生产。
优选的，所述热稳定剂为抗氧剂1098和抗氧剂168组成的混合物。本发明通过采用抗氧剂1098和抗氧剂168作为热稳定剂复配使用，可在一定程度上抑制产品在使用过程加工过程中发黄与降解。更为优选的，所述热稳定剂为抗氧剂1098和抗氧剂168以重量比0.5-1.5:1组成的混合物。具体的，所述抗氧剂1098和抗氧剂168均为宁波金海雅宝化工有限公司生产。
优选的，所述润滑剂为pets。本发明通过采用pets作为润滑剂，具有分散粉体、降低热剪切的作用。具体的，所述润滑剂为韩国lg化学pets或意大利发基pets。
优选的，所述成核剂为表面活化二氧化硅、纳米碳酸钙和乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物组成的混合物。本发明通过采用表面活化二氧化硅、纳米碳酸钙和乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物作为成核剂复配使用，明显降低了pet树脂的结晶温度，提高了复合材料的热变形温度与机械性能，降低了注塑成型加工周期。更为优选的，所述成核剂为表面活化二氧化硅、纳米碳酸钙和乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物以重量比1:1:1组成的混合物。具体的，所述表面活化二氧化硅为市售二氧化硅经偶联剂处理，所述纳米碳酸钙的粒径为50-100nm，所述乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物为美国杜邦8920。
优选的，所述成核促进剂为三苄基三丁基叉丙醚双酯己醇。本发明通过采用三苄基三丁基叉丙醚双酯己醇作为成核促进剂，可以提高复合材料的热变形温度与机械性能，降低注塑成型加工周期。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种充电桩插头插座专用pet复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按重量份称取pet树脂、pbt树脂、增韧剂、成核促进剂、阻燃剂、成核剂、热稳定剂和润滑剂；
(2)将pet树脂、pbt树脂、增韧剂和成核促进混合2-6min；
(3)依次加入阻燃剂、成核剂、热稳定剂和润滑剂，继续混合2-6min；
(4)将混好的原料经双螺杆挤出机熔融挤出，造粒，制得充电桩插头插座专用pet复合材料；
优选的，所述双螺杆挤出机的各区段温度设定为：一区温度220-260℃，二区温度240-280℃，三区温度260-300℃，四区温度260-300℃，五区温度240-280℃，六区温度240-280℃，七区温度230-270℃，八区温度220-260℃，九区温度220-260℃，十区温度220-260℃，机头温度260-300℃，物料停留时间为20-40s。
本发明的有益效果在于：本发明的复合材料通过采用市售的pet树脂、pbt树脂和玻璃纤维，添加增韧剂、成核剂、成核促进剂、热稳定剂、阻燃剂和润滑剂等助剂对pet树脂进行改性处理；其中，玻璃纤维的添加可以显著提高复合材料的机械性能和耐热性能；增韧剂的添加可使复合材料具有优异的韧性；热稳定剂的添加可在一定程度上抑制产品在使用过程加工过程中发黄与降解；润滑剂的添加具有分散粉体、降低热剪切的作用；阻燃剂的添加使得产品的颜色与阻燃效果优异，同时cti值(漏电起痕值)可以达到250v以上；成核剂和成核促进剂的添加明显降低了pet树脂的结晶温度，提高了复合材料的热变形温度与机械性能，降低了注塑成型加工周期。
本发明的复合材料可替代pa66使用，阻燃效果好，强度高，还具有较好的绝缘和耐热性能，加工性能优异，原料来源丰富，成本低，可用于充电桩插头插座。
本发明的制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
对比例1
一种充电桩插头插座专用pet复合材料的制备方法，按重量份称取pet树脂50份、pbt树脂(康辉石化kh2083)5份、增韧剂(阿科玛ax8900)2份、阻燃剂12份和pets0.6份加入中速搅拌机中混合5min；称取玻璃纤维(巨石534a)30份从侧喂料口加入，经双螺杆挤出机挤出，造粒。其中，双螺杆挤出机的各区段温度设定为：一区温度240℃，二区温度260℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度260℃，六区温度260℃，七区温度250℃，八区温度240℃，九区温度240℃，十区温度240℃，机头温度280℃，物料停留时间为30s。
对比例2
一种充电桩插头插座专用pet复合材料的制备方法，按重量份称取pet树脂49.5份、pbt树脂(康辉石化kh2083)5份、增韧剂(阿科玛ax8900)为2份、阻燃剂12份、pets0.6份、热稳定剂0.4份和成核促进剂0.5份加入中速搅拌机中混合5min；称取玻璃纤维(巨石534a)30份从侧喂料口加入，经双螺杆挤出机挤出，造粒。其中，双螺杆挤出机的各区段温度设定为：一区温度240℃，二区温度260℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度260℃，六区温度260℃，七区温度250℃，八区温度240℃，九区温度240℃，十区温度240℃，机头温度280℃，物料停留时间为30s。
实施例1
一种充电桩插头插座专用pet复合材料的制备方法，按重量份称取pet树脂48份、pbt树脂(康辉石化kh2083)5份、增韧剂(阿科玛ax8900)为2份、阻燃剂12份、pets0.6份、热稳定剂0.4份、成核促进剂0.5份和成核剂(杜邦8920)1.5份加入中速搅拌机中混合5min；称取玻璃纤维(巨石534a)30份从侧喂料口加入，经双螺杆挤出机挤出，造粒。其中，双螺杆挤出机的各区段温度设定为：一区温度240℃，二区温度260℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度260℃，六区温度260℃，七区温度250℃，八区温度240℃，九区温度240℃，十区温度240℃，机头温度280℃，物料停留时间为30s。
实施例2
一种充电桩插头插座专用pet复合材料的制备方法，按重量份称取pet树脂48份、pbt树脂(康辉石化kh2083)5份、增韧剂(阿科玛ax8900)为2份、阻燃剂12份、pets0.6份、热稳定剂0.4份、成核促进剂0.5份和成核剂1号1.5份加入中速搅拌机中混合5min；称取玻璃纤维(巨石534a)30份从侧喂料口加入，经双螺杆挤出机挤出，造粒。其中，双螺杆挤出机的各区段温度设定为：一区温度240℃，二区温度260℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度260℃，六区温度260℃，七区温度250℃，八区温度240℃，九区温度240℃，十区温度240℃，机头温度280℃，物料停留时间为30s。
实施例3
一种充电桩插头插座专用pet复合材料的制备方法，按重量份称取pet树脂48份、pbt树脂(康辉石化kh2083)5份、增韧剂(阿科玛ax8900)2份、阻燃剂12份、pets0.6份、热稳定剂0.4份、成核促进剂0.5份和成核剂2号1.5份加入中速搅拌机中混合5min；称取玻璃纤维(巨石534a)30份从侧喂料口加入，经双螺杆挤出机挤出，造粒。其中，双螺杆挤出机的各区段温度设定为：一区温度240℃，二区温度260℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度260℃，六区温度260℃，七区温度250℃，八区温度240℃，九区温度240℃，十区温度240℃，机头温度280℃，物料停留时间为30s。
实施例4
一种充电桩插头插座专用pet复合材料的制备方法，按重量份称取pet树脂48份、pbt树脂(康辉石化kh2083)5份、增韧剂(住友bf-7m)2份、阻燃剂12份、pets0.6份、热稳定剂0.4份、成核促进剂0.5份和成核剂2号1.5份加入中速搅拌机中混合5min；称取玻璃纤维(巨石534a)30份从侧喂料口加入，经双螺杆挤出机挤出，造粒。其中，双螺杆挤出机的各区段温度设定为：一区温度240℃，二区温度260℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度260℃，六区温度260℃，七区温度250℃，八区温度240℃，九区温度240℃，十区温度240℃，机头温度280℃，物料停留时间为30s。
实施例5
一种充电桩插头插座专用pet复合材料的制备方法，按重量份称取pet树脂48份、pbt树脂(康辉石化kh2083)5份、增韧剂(阿科玛ax8900)2份、阻燃剂12份、pets0.6份、热稳定剂0.4份、成核促进剂0.5份和成核剂2号1.5份加入中速搅拌机中混合5min；称取玻璃纤维(泰山t635b)30份从排气口加入，经双螺杆挤出机挤出，造粒。其中，双螺杆挤出机的各区段温度设定为：一区温度240℃，二区温度260℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度260℃，六区温度260℃，七区温度250℃，八区温度240℃，九区温度240℃，十区温度240℃，机头温度280℃，物料停留时间为30s。
对比例3
一种充电桩插头插座专用pet复合材料的制备方法，按重量份称取pet树脂53份、增韧剂(阿科玛ax8900)2份、阻燃剂12份、pets0.6份、热稳定剂0.4份、成核促进剂0.5份和成核剂2号1.5份加入中速搅拌机中混合5min；称取玻璃纤维(巨石534a)30份从侧喂料口加入，经双螺杆挤出机挤出，造粒。其中，双螺杆挤出机的各区段温度设定为：一区温度240℃，二区温度260℃，三区温度280℃，四区温度280℃，五区温度260℃，六区温度260℃，七区温度250℃，八区温度240℃，九区温度240℃，十区温度240℃，机头温度280℃，物料停留时间为30s。其中，成核剂2号为表面活化二氧化硅、纳米碳酸钙和乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物组成的混合物。
上述实施例1-5和对比例1-3中，所述阻燃剂为溴化环氧树脂(开美化学k2025或k2015)和锑酸钠以重量比3:1组成的混合物；所述热稳定剂为抗氧剂1098和抗氧剂168以重量比1:1组成的混合物。
上述实施例2中，成核剂1号为二氧化硅、纳米碳酸钙和乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物组成的混合物。上述实施例3-5和对比例3中，成核剂2号为表面活化二氧化硅、纳米碳酸钙和乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物组成的混合物。
将上述实施例1-5和对比例1-3完成造粒的粒子在120-130℃鼓风烘箱中干燥3-4h，再将干燥的粒子在80t注塑机上注塑制样，制样过程中保持模温在70-100℃之间。测试样条与测试方法均按国标规定方法进行。
实施例1-5和对比例1-3中原料重量份数及制成的复合材料配方表如表1所示。
表1
实施例1-5和对比例1-3制得的复合材料与pa66增强阻燃对应性能数据表如表2所示。
表2
从上述表1和表2可以看出，对性能据影响最大的因素为成核剂的选择与添加。成核剂1号与成核剂2号均为的区别在于成核剂1号中的二氧化硅未与偶联剂进行活化；pbt的少份量加入可以起到提高流动性和表面效果；而实施例3与pa66对比，干态下性能稍差，而pa66的吸水率远大于pet，吸潮后的电绝缘性能是存在风险的(虽然一般的要求能达到)；价格更是大幅度下降，本发明的实施例3已有实现成功替代pa66在充电桩插座的应用。从上面的综合性能可以看出，实施例3数据最好，为本发明的核心数据。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。