一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的pet复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET60%～80%、无机粒子5%～15%、二异氰酸酯1%～2%、丁二醇2%～4%、玻璃纤维10%～25%、相容剂3%～8%、成核剂0.5%～2%、分散剂0.1%～2%、抗氧剂0.1%～1%。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用二异氰酸酯与丁二醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯橡胶弹性体并在无机粒子表面包覆，形成以无机粒子为核、弹性体为壳的核壳结构，使其很好地结合和发挥各自优点，对PET起到良好的协同增强增韧效果，同时采用玻纤增强进一步提高了PET的力学性能和耐热性能等。
【专利说明】—种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料【技术领域】，具体地说是一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料。
【背景技术】
[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有强度高、耐磨性好、回弹性佳、成本低等特点，因此在纺织品中占有相当大的比重，同时PET又是性能优良用途广泛的工程塑料。但纯PET材料的力学性能、耐热性和冲击性能较差，而且结晶速率慢，成型加工困难。因此，PET通常需要通过增韧、增强和结晶促成等方法改进其加工性和物性等。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料，其组分按质量百分数配比为:PET 60%?80%、无机粒子5%?15%、二异氰酸酯1%?2%、丁二醇2%?4%、玻璃纤维10%?25%、相容剂3%?8%、成核剂0.5%?2%、分散剂0.1%?2%、抗氧剂0.1%?1%。
[0005]所述的无机粒子为粒径在0.01 μ m?5 μ m之间的碳酸钙、氧化钙、二氧化硅、云母、高岭土和娃藻土中的一种。
[0006]所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维。
[0007]所述的相容剂为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(E-GMA)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS-g-MAH)中的一种。
[0008]所述的成核剂为滑石粉、氧化镁、乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物、硬脂酸钠中的一种。
[0009]所述的分散剂为季戊四醇硬脂酸酯、TAS-2A分散剂、乙撑双硬酯酰胺(EBS)中的一种。
[0010]所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。
[0011]上述的一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将PET在130°C?150°C下干燥3?4小时，含水率控制在0.03%以下，待用；
(2)按重量配比称取无机粒子和丁二醇，加入混合机低速搅拌0.5?15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10?60分钟，使充分加成聚合与包覆；
(3)然后加入按重量配比称取干燥处理后的PET以及相容剂、成核剂、分散剂和抗氧齐U，并在混合机中高速搅拌5?30分钟；
(4)再将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在270°C?290°C，通过双螺杆挤出机的挤出物料经冷却、风干、切粒、干燥后即得本发明的一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料。
[0012]本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用二异氰酸酯与丁二醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯橡胶弹性体并在无机粒子表面包覆，形成以无机粒子为核、弹性体为壳的核壳结构，使其很好地结合和发挥各自优点，对PET起到良好的协同增强增韧效果，同时采用玻纤增强进一步提高了 PET的力学性能和耐热性能等。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0014]实施例1:
一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料，其组分按质量百分数配比为:PET63%、粒径在0.01 μ m?5 μ m之间的碳酸钙10%、二异氰酸酯1.5%、丁二醇3%、表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维15%、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(E-GMA) 5%、滑石粉1.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.8%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.2%。
[0015]制备方法:(1)将PET在130°C?150°C下干燥3?4小时，含水率控制在0.03%以下，待用；(2)按重量配比称取粒径在0.01 μ m?5 μ m之间的碳酸钙和丁二醇，加入混合机低速搅拌0.5?15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10?60分钟，使充分加成聚合与包覆；(3)然后加入按重量配比称取干燥处理后的PET以及乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(E-GMA)、滑石粉、季戊四醇硬脂酸酯和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，并在混合机中高速搅拌5?30分钟；(4)再将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在270°C?290°C，通过双螺杆挤出机的挤出物料经冷却、风干、切粒、干燥后即得本发明的一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料。
[0016]实施例2:
一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料，其组分按质量百分数配比为:PET73%、粒径在0.01 μ m?5 μ m之间的氧化钙8%、二异氰酸酯1%、丁二醇2%、表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维10%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA) 4%、氧化镁1%、TAS-2A分散剂0.6%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.4%。
[0017]制备方法:(1)将PET在130°C?150°C下干燥3?4小时，含水率控制在0.03%以下，待用；(2)按重量配比称取粒径在0.01 μ m?5 μ m之间的氧化钙和丁二醇，加入混合机低速搅拌0.5?15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10?60分钟，使充分加成聚合与包覆；(3)然后加入按重量配比称取干燥处理后的PET以及乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)、氧化镁、TAS-2A分散剂和受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，并在混合机中高速搅拌5?30分钟；(4)再将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在270°C?290°C，通过双螺杆挤出机的挤出物料经冷却、风干、切粒、干燥后即得本发明的一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料。
[0018]实施例3:
一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料，其组分按质量百分数配比为:PET60%、粒径在0.01 μ m?5 μ m之间的高岭土 15%、二异氰酸酯2%、丁二醇4%、表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维10%、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS-g-MAH) 6%、乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物1.5%、乙撑双硬酯酰胺(EBS) 1%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%。
[0019]制备方法:(1)将PET在130°C?150°C下干燥3?4小时，含水率控制在0.03%以下，待用；(2)按重量配比称取粒径在0.01 μ m?5 μ m之间的高岭土和丁二醇，加入混合机低速搅拌0.5?15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10?60分钟，使充分加成聚合与包覆；(3)然后加入按重量配比称取干燥处理后的PET以及马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS-g-MAH)、乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物、乙撑双硬酯酰胺(EBS)和受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，并在混合机中高速搅拌5?30分钟；(4)再将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在270°C?290°C，通过双螺杆挤出机的挤出物料经冷却、风干、切粒、干燥后即得本发明的一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料。
【权利要求】
1.一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为:PET 60%?80%、无机粒子5%?15%、二异氰酸酯1%?2%、丁二醇2%?4%、玻璃纤维10%?25%、相容剂3%?8%、成核剂0.5%?2%、分散剂0.1%?2%、抗氧剂0.1%?1%。
2.根据权利要求1所述的一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料，其特征在于，所述的无机粒子为粒径在0.01 μ m?5 μ m之间的碳酸钙、氧化钙、二氧化硅、云母、高岭土和硅藻土中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料，其特征在于，所述的相容剂为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(E-GMA)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS-g-MAH)中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料，其特征在于，所述的成核剂为滑石粉、氧化镁、乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物、硬脂酸钠中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将PET在130°C?150°C下干燥3?4小时，含水率控制在0.03%以下，待用； (2)按重量配比称取无机粒子和丁二醇，加入混合机低速搅拌0.5?15分钟，然后再加入二异氰酸酯高速搅拌10?60分钟，使充分加成聚合与包覆； (3)然后加入按重量配比称取干燥处理后的PET以及相容剂、成核剂、分散剂和抗氧齐U，并在混合机中高速搅拌5?30分钟； (4)再将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的经过硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在270°C?290°C，通过双螺杆挤出机的挤出物料经冷却、风干、切粒、干燥后即得本发明的一种具有玻纤增强和核壳结构增韧的PET复合材料。
【文档编号】B29C47/92GK104341733SQ201310324745
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】殷海英, 张正 申请人:青岛欣展塑胶有限公司