CN101580612A - 一种pp/pet合金材料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子复合材料领域，特别涉及一种PP/PET合金材料及其制备工艺，它由以下重量百分比的原料制成：PP/PET复合材料60％～90％、相容剂3％～9％、增强剂6％～30％、偶联剂0.5％～6％、抗氧剂0.1％～1％；其制备工艺包括烘干，混合、挤出，拉伸牵引，冷却造粒；本发明采用废旧PP/PET复合膜和/或PP/PET无纺布为主要原料，加入复合相容剂促使PP和PET达到分子水平上的相容，偶联剂和增强剂可有效改善PP/PET复合材料的力学性能，制得的PP/PET合金材料弯曲模量达1900MPa，弯曲性能好，冲击强度达120J/M以上，冲击强度高，可广泛应用于注塑家用电器、玩具、汽车零部件的塑料制件；另外，采用废旧PP/PET复合膜和/或PP/PET无纺布为主要原料，大大减少环境污染，达到变废为宝的目的。

Description

一种PP/PET合金材料及其制备工艺
技术领域：
本发明属于高分子复合材料领域，特别涉及一种PP/PET合金材料及其制备工艺。
背景技术：
目前的包装材料市场上最流行的PP/PET复合膜和PP/PET共纺无纺布，由于PP与PET在热力学性能上完全不相容，导致其可回收再利用性较差，每年造成上万吨的白色污染，对整个人类生存环境造成极大的危害。
聚丙烯(PP)是目前用量最大的通用塑料之一，具有许多优异性能：质轻、无毒，电绝缘性能、化学稳定性好，易加工成型，因而广泛应用于工业生产的各个领域。但PP也存在低温脆性、机械强度及硬度较低以及成型收缩率大等缺点。
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是一种重要的工程塑料，具有耐磨、耐热、电绝缘性好及耐化学药品等优良性能，主要用于合成纤维、双轴拉伸薄膜、中空容器等。但是由于PET的玻璃化温度和熔点比较高，在通常加工温度下，结晶速度较慢，冲击韧性差，因而阻碍了PET树脂在某些方面的应用。
针对PET和PP的上述特点，将两者进行增容改性，能进一步优化其性能：PET能提高PP的强度、模量、耐热性及表面硬度；而PP则能提高PET的加工、冲击、耐环境应力开裂和阻隔等性能。特别对解决废旧PP/PET复合材料的回收问题具有十分重要的意义。
专利申请号为“200510023969.1”的申请文件公开了“PET和PP共混改性纳米填料合金及其制备方法”，该申请文件涉及到使用纳米、PBT、接枝剂、PS-g-MAH混合加工制成接枝物的工艺，然后再将该接枝物、PP、PET、增韧剂等其它助剂进行共混，二次挤出加工制得该合金材料。该方法工艺复杂，采用两次挤出加工的方法，增加了能耗，材料加工成本增加，另外，该方法使用PS-g-MAH、PBT、接枝剂等制成接枝物做为PP和PET的增容剂，该接枝物增容效果不明显，制备的合金材料物理力学性能欠佳。申请号为200610024925.5的中国专利“聚丙烯共混体系原位增强作用的形成与强化方法”中也提到使用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为PP和PET的相容剂，使用这种单一的相容剂效果并不好，特别对提高材料的冲击强度效果不明显。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种冲击强度高强、弯曲性能好的PP/PET合金材料及其制备工艺。
本发明的目的是这样实现的：
一种PP/PET合金材料，它由以下重量百分比的原料制成：
PP/PET复合材料    60％～90％
相容剂            3％～9％
增强剂            6％～30％
偶联剂        0.5％～5％
抗氧剂        0.1％～1％
其中，所述PP/PET复合材料为PP/PET复合膜、PP/PET无纺布中的一种或两种，相容剂为SEBS-g-MAH(马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)、EPDM-g-MAH(马来酸酐接枝三元乙丙橡胶)、PP-g-AA(聚丙烯接枝丙烯酸)中的两种或三种。
其中，所述增强剂为长玻璃纤维。
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
其中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种。
一种PP/PET合金材料的制备工艺，包括如下步骤：
(1)烘干：将PP/PET复合膜和/或PP/PET无纺布破碎，然后在75℃～90℃下烘干3小时；
(2)混合、挤出：将烘干的PP/PET复合膜和/或PP/PET无纺布，相容剂，抗氧剂，偶联剂按上述重量百分比放入高搅机中充分混合10～20分钟，加入到平行双螺杆挤出机，在挤出机的进纤口中加入增强剂长玻璃纤维，平行双螺杆挤出机挤出粒条；
(3)拉伸牵引：将从挤出机挤出的粒条进行拉伸牵引；
(4)冷却造粒：将经过拉伸牵引后的粒条，置于冷却水槽冷却，然后风干，进入切粒机进行造粒，即得该PP/PET合金材料。
所述步骤(2)中，挤出机由料斗到口模各段温度设置为140℃～160℃，170℃～190℃，220℃～240℃，230℃～250℃，240℃～260℃，245℃～265℃，240℃～260℃，240℃～260℃，245℃～265℃，240℃～260℃。
所述步骤(2)中，平行双螺杆挤出机的螺杆转速为200r/min～300r/min，进纤口物料输送速度为24r/min～32r/min。
一种PP/PET合金材料，它由以下重量百分比的原料制成：
PP/PET复合材料  70％～86％
相容剂          4％～8％
增强剂          10％～25％
偶联剂          1％～3％
抗氧剂          0.1％～0.5％。
所述步骤(2)中，挤出机由料斗到口模各段温度设置为150℃，180℃，230℃，240℃，250℃，255℃，250℃，250℃，255℃，250℃。
该制备工艺制得的PP/PET合金材料广泛应用于注塑各种家用电器、玩具、汽车零部件的塑料制件。
本发明的有益效果：本发明采用废旧PP/PET复合膜和/或PP/PET无纺布为主要原料，通过加入复合相容剂促使PP和PET达到分子水平上的相容，加入偶联剂和增强剂可有效改善PP/PET复合材料的力学性能，制得的PP/PET合金材料弯曲模量可达1900Mpa，弯曲性能好，冲击强度达120J/M以上，冲击强度高，可广泛应用于注塑各种家用电器、玩具、汽车零部件等塑料制件。另外，采用这种废旧PP/PET复合膜和/或PP/PET无纺布为主要原料，还可以大大减少了环境污染，达到了变废为宝的目的。
具体实施方式：
下面以具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不受下述实施例的限定。
实施例1
一种PP/PET合金材料，它由以下重量百分比的原料制成：PP/PET复合膜40％、PP/PET无纺布42.8％，SEBS-g-MAH 3％，EPDM-g-MAH 1.5％，PP-g-AA 1.5％，硅烷偶联剂1％，长玻璃纤维10％，抗氧剂1010 0.1％，抗氧剂168 0.1％。其制备工艺如下：(1)烘干：将PP/PET复合膜、PP/PET无纺布破碎，在75℃下烘干3小时；(2)混合、挤出：将烘干的PP/PET复合膜40％、PP/PET无纺布42.8％，SEBS-g-MAH3％，EPDM-g-MAH1.5％，PP-g-AA1.5％，硅烷偶联剂1％，抗氧剂1010 0.1％，抗氧剂168 0.1％放入高搅机中充分混合10分钟，然后加入到平行双螺杆挤出机，在挤出机的进纤口中加入长玻璃纤维10％，平行双螺杆挤出机挤出粒条；平行双螺杆挤出机由料斗到口模各段温度设置为140℃，170℃，220℃，230℃，240℃，245℃，240℃，240℃，245℃，240℃，平行双螺杆挤出机螺杆转速为200r/min和进纤口物料输送速度为24r/min；(3)拉伸牵引：将从挤出机挤出的粒条进行拉伸牵引；(4)冷却造粒：将经过拉伸牵引后的粒条，置于冷却水槽冷却，然后风干，进入切粒机进行造粒，即得该PP/PET合金材料。
实施例2
一种PP/PET合金材料，它由以下重量百分比的原料制成：PP/PET无纺布78.6％，SEBS-g-MAH 1％，EPDM-g-MAH 2.5％，PP-g-AA 1.5％，硅烷偶联剂1％，长玻璃纤维15％，抗氧剂1010 0.2％，抗氧剂168 0.2％。其制备工艺如下：(1)烘干：将PP/PET无纺布破碎，在80℃下烘干3小时；(2)混合、挤出：将烘干的PP/PET无纺布78.6％，SEBS-g-MAH1％，EPDM-g-MAH2.5％，PP-g-AA1.5％，硅烷偶联剂1％，抗氧剂1010 0.2％，抗氧剂168 0.2％放入高搅机中充分混合15分钟，然后加入到平行双螺杆挤出机，在挤出机的进纤口中加入长玻璃纤维15％，平行双螺杆挤出机挤出粒条；平行双螺杆挤出机由料斗到口模各段温度设置为150℃，180℃，230℃，240℃，250℃，255℃，250℃，250℃，255℃，250℃；(3)拉伸牵引：将从挤出机挤出的粒条进行拉伸牵引；(4)冷却造粒：将经过拉伸牵引后的粒条，置于冷却水槽冷却，然后风干，进入切粒机进行造粒，即得该PP/PET合金材料。
实施例3
一种PP/PET合金材料，它由以下重量百分比的原料制成：PP/PET复合膜71.8％，SEBS-g-MAH 5％，EPDM-g-MAH 2％，硅烷偶联剂1％，长玻璃纤维20％，抗氧剂1010 0.1％，抗氧剂168 0.1％。其制备工艺如下：(1)烘干：将PP/PET复合膜破碎，在80℃下烘干3小时；(2)混合、挤出：将烘干的PP/PET复合膜71.8％，SEBS-g-MAH5％，EPDM-g-MAH2％，硅烷偶联剂1％，抗氧剂10100.1％，抗氧剂168 0.1％放入高搅机中充分混合20分钟，然后加入到平行双螺杆挤出机，在挤出机的进纤口中加入长玻璃纤维20％，平行双螺杆挤出机挤出粒条；平行双螺杆挤出机由料斗到口模各段温度设置为160℃，190℃，240℃，250℃，260℃，265℃，260℃，260℃，265℃，260℃；平行双螺杆挤出机螺杆转速为250r/min和进纤口物料输送速度为28r/min；(3)拉伸牵引：将从挤出机挤出的粒条进行拉伸牵引；(4)冷却造粒：将经过拉伸牵引后的粒条，置于冷却水槽冷却，然后风干，进入切粒机进行造粒，即得该PP/PET合金材料。
根据实施例1，实施例2和实施例3制得的三种PP/PET合金材料，根据ASTM的相关测试标准进行的检测结果，如表1。
表1物理性能检测结果
  测试项目   测试方法   实施例1   实施例2   实施例3
  冲击强度(J/M)   ASTM D256   123   114   85
  拉伸强度(MPa)   ASTM D638   35.42   39.87   43.52
  断裂伸长率(％)   ASTM D638   63   20   13
  弯曲强度(MPa)   ASTM D790   42.68   47.46   50.21
  弯曲模量(MPa)   ASTM D790   1597   1796   1986
  热变形温度(℃)   ASTM D648   108.5   79.6   94.6
以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1、一种PP/PET合金材料，其特征在于：它由以下重量百分比的原料制成：
PP/PET复合材料    60％～90％
相容剂            3％～9％
增强剂            6％～30％
偶联剂            0.5％～5％
抗氧剂            0.1％～1％，
其中，所述PP/PET复合材料为PP/PET复合膜、PP/PET无纺布中的一种或两种，相容剂为SEBS-g-MAH、EPDM-g-MAH、PP-g-AA中的两种或三种。
其中，所述增强剂为长玻璃纤维。
其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
其中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种。
2、根据权利要求1所述的一种PP/PET合金材料的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)烘干：将PP/PET复合膜和/或PP/PET无纺布破碎，然后在75℃～90℃下烘干3小时；
(2)混合、挤出：将烘干的PP/PET复合膜和/或PP/PET无纺布，相容剂，抗氧剂，偶联剂按上述重量百分比放入高搅机中充分混合10～20分钟，加入到平行双螺杆挤出机，在挤出机的进纤口中加入增强剂长玻璃纤维，平行双螺杆挤出机挤出粒条；
(3)拉伸牵引：将从挤出机挤出的粒条进行拉伸牵引；
(4)冷却造粒：将经过拉伸牵引后的粒条，置于冷却水槽冷却，然后风干，进入切粒机进行造粒，即得该PP/PET合金材料。
3、根据权利要求2所述的一种PP/PET合金材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，挤出机由料斗到口模各段温度设置为140℃～160℃，170℃～190℃，220℃～240℃，230℃～250℃，240℃～260℃，245℃～265℃，240℃～260℃，240℃～260℃，245℃～265℃，240℃～260℃。
4、根据权利要求2所述的一种PP/PET合金材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，平行双螺杆挤出机的螺杆转速为200r/min～300r/min，进纤口物料输送速度为24r/min～32r/min。
5、根据权利要求1所述的一种PP/PET合金材料，其特征在于：它由以下重量百分比的原料制成：
PP/PET复合材料    70％～86％
相容剂            4％～8％
增强剂            10％～25％
偶联剂            1％～3％
抗氧剂            0.1％～0.5％。
6、根据权利要求2所述的一种PP/PET合金材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，挤出机由料斗到口模各段温度设置为150℃，180℃，230℃，240℃，250℃，255℃，250℃，250℃，255℃，250℃。
7、根据权利要求2所述的一种PP/PET合金材料的制备工艺，其特征在于：该制备工艺制得的PP/PET合金材料广泛应用于注塑各种家用电器、玩具、汽车零部件的塑料制件。
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