CN101735580B - 一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101735580B CN101735580B CN 201010000576 CN201010000576A CN101735580B CN 101735580 B CN101735580 B CN 101735580B CN 201010000576 CN201010000576 CN 201010000576 CN 201010000576 A CN201010000576 A CN 201010000576A CN 101735580 B CN101735580 B CN 101735580B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyethylene terephthalate
- fiber
- matrix material
- polyfunctional monomer
- pet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 title description 7
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 title description 7
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 title description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims abstract description 98
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims abstract description 98
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims abstract description 60
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229920006124 polyolefin elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 31
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims abstract description 22
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 46
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 38
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims description 32
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphite Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 11
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 9
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical group C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;styrene Chemical class C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1.C=CC1=CC=CC=C1 FACXGONDLDSNOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 claims description 8
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical group N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 6
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 claims description 4
- CTZIWUMXEISMIY-UHFFFAOYSA-N C(C)(C)(C)C=1C=C(CCCOP(OCC)(O)=O)C=C(C1O)C(C)(C)C Chemical group C(C)(C)(C)C=1C=C(CCCOP(OCC)(O)=O)C=C(C1O)C(C)(C)C CTZIWUMXEISMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 5
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 abstract 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 12
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 7
- DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane triacrylate Chemical group C=CC(=O)OCC(CC)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 6
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris(prop-2-enyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound C=CCN1C(=O)N(CC=C)C(=O)N(CC=C)C1=O KOMNUTZXSVSERR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 4
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 4
- GFLJTEHFZZNCTR-UHFFFAOYSA-N 3-prop-2-enoyloxypropyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCCOC(=O)C=C GFLJTEHFZZNCTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HVVWZTWDBSEWIH-UHFFFAOYSA-N [2-(hydroxymethyl)-3-prop-2-enoyloxy-2-(prop-2-enoyloxymethyl)propyl] prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC(CO)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C HVVWZTWDBSEWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 2
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- WXMKPNITSTVMEF-UHFFFAOYSA-M sodium benzoate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 WXMKPNITSTVMEF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000010234 sodium benzoate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004299 sodium benzoate Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 1
- VHOQXEIFYTTXJU-UHFFFAOYSA-N Isobutylene-isoprene copolymer Chemical group CC(C)=C.CC(=C)C=C VHOQXEIFYTTXJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920013649 Paracril Polymers 0.000 description 1
- 239000011243 crosslinked material Substances 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920000468 styrene butadiene styrene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本发明实施例公开了一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，原料包括以下重量比的成分：聚对苯二甲酸乙二醇酯：60～80份；官能化的聚烯烃弹性体：10～20份；纤维：15～30份；乙烯基多官能团单体：1～5份；复合助剂：2～10份；所述官能化的聚烯烃弹性体包括聚烯烃弹性体的嵌段聚合物和/或聚烯烃弹性体的接枝聚合物。本发明还提供一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法。本发明采用的官能化的聚烯烃弹性体自身就与PET有良好的相容性，因此，本发明利用强化辐射与反应共混的复合方法制备了一种高强高韧聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，更具体地说，涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)是一种高度结晶的芳香族聚酯，具有高强度、高刚性、高耐热温度、良好的耐化学药品性、可完全回收利用和价格低廉等优点，聚对苯二甲酸乙二醇酯已经成为工程塑料开发的热点。由于PET韧性不足，因此，国内外专家开展了很多的改性工作，例如，通过添加橡胶或弹性体作为增韧剂来提高聚对苯二甲酸乙二醇酯的韧性。但是，由于橡胶或弹性体等增韧剂的加入，PET原有的强度和刚性被降低。另外，为了增强PET的强度和刚性，也有人在聚对苯二甲酸乙二醇酯中添加纤维来达到提升PET的拉伸性能、弯曲性能和耐高温性能等性能的目的。
中国专利CN101519523A中公开了一种高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料及其制备方法，该方法通过添加聚烯烃弹性体作为增韧剂，采用单一的强化辐射加工工艺制备了一种高韧性PET合金材料。在该专利中，聚烯烃弹性体采用乙烯辛烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、三元乙丙橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶和丁基橡胶中的一种或混合物。从增韧机理上说，该专利通过聚烯烃弹性体粒子的空洞化来吸收能量。虽然利用该方法制备的聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料具备了很好的韧性，但是，由于聚烯烃弹性体的加入，聚对苯二甲酸乙二醇酯的原有强度却被降低。
现有技术中，中国专利CN101519481A公开了一种纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法，该方法在聚对苯二甲酸乙二醇酯中添加纤维，采用强化辐射加工工艺，提高了聚对苯二甲酸乙二醇酯的强度和耐高温性能。该专利中的纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的相界面为PET-纤维界面，通过PET-纤维界面的脱黏作用吸收能量。虽然该方法制得的纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料具备很好的强度和耐高温性能，但是具有韧性不足的缺点。
由于中国专利CN101519481A制备的纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的韧性不足，本发明考虑提供一种高强度高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法，使聚对苯二甲酸乙二醇酯的强度和韧性得到根本的改善。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种高强度高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，所述复合材料的原料包括以下重量比的成分：
聚对苯二甲酸乙二醇酯：60～80份；
官能化的聚烯烃弹性体：10～20份；
纤维：15～30份；
乙烯基多官能团单体：1～5份；
复合助剂：2～10份；
所述官能化的聚烯烃弹性体包括聚烯烃弹性体的嵌段聚合物和/或聚烯烃弹性体的接枝聚合物，所述聚烯烃弹性体的嵌段聚合物包括乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和/或乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；
所述聚烯烃弹性体的接枝聚合物包括：马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物和/或马来酸酐接枝三元乙丙橡胶。
优选的，所述纤维为无碱连续长玻璃纤维、连续长玄武岩纤维无捻粗砂和/或连续长碳纤维。
优选的，所述乙烯基多官能团单体为三乙烯基多官能团单体或二乙烯基多官能团单体。
优选的，所述复合助剂为成核剂和热稳定剂的混合物，所述复合助剂中所述成核剂与热稳定剂按重量比为1∶1～9。
优选的，所述成核剂为氮化硼、滑石粉、纳米碳酸钙和/或有机羧酸盐。
优选的，所述热稳定剂为3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯，β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯或亚磷酸三苯酯。
本发明还提供一种制备上述技术方案所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的方法，包括：
将聚对苯二甲酸乙二醇酯、官能化的聚烯烃弹性体和纤维烘干后，按上述技术方案所述的复合材料的原料配比将聚对苯二甲酸乙二醇酯、官能化的聚烯烃弹性体、乙烯基多官能团单体和复合助剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出；
在熔融挤出过程中，由纤维加料口向所述双螺杆挤出机引入纤维，所述双螺杆挤出机的挤出温度220～290℃，机头温度为240～265℃，挤出物经冷拉切粒后得到母料；
将母料干燥至水分含量小于1.5‰之后，在N2保护下用Co-60源或电子加速器辐照，辐照剂量为10～150kGy，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
优选的，所述辐照剂量为10～150kGy。
优选的，所述辐照剂量为30～100kGy。
优选的，所述挤出温度220～275℃。
本发明提供一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法。本发明采用的官能化的聚烯烃弹性体作为增韧剂，具体为使用聚烯烃弹性体的嵌段聚合物和/或聚烯烃弹性体的接枝聚合物。向复合材料体系中添加官能化的聚烯烃弹性体后，PET和官能化聚烯烃弹性体组成聚合物基质，聚合物基质-纤维界面是一种有机-无机型的界面，其界面张力显然要大于PET-聚烯烃弹性体形成的有机-有机界面，因此，添加的乙烯基多官能团单体选择性地优先分布于聚合物基质-纤维界面。当聚合物基质-纤维界面处的乙烯基多官能团单体含量适当时，PET-聚烯烃弹性体界面处的乙烯基多官能团单体的含量较少，从而乙烯基多官能团单体在PET-聚烯烃弹性体界面达不到很好的增容的作用，但由于本发明使用的是官能化的聚烯烃弹性体，而官能化的聚烯烃弹性体可以在PET-聚烯烃弹性体的界面处起到一定的增容效果，因此官能化的聚烯烃弹性体与PET之间具有很好的相间作用力，可以达到反应共混的增韧效果，从而更好的发挥了官能化的聚烯烃弹性体在体系中的增韧作用。此外，本发明还利用强化辐射来对复合材料进行处理，也就是说，本发明结合强化辐射和反应共混来提高复合材料的相界面作用，从而改善聚对苯二甲酸乙二醇酯的强度和韧性。因此，本发明有利于制备一种高强度高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，原料组成及重量配比为：
聚对苯二甲酸乙二醇酯：60～80份；
官能化的聚烯烃弹性体：10～20份；
纤维：15～30份；
乙烯基多官能团单体：1～5份；
复合助剂：2～10份；
所述官能化的聚烯烃弹性体包括聚烯烃弹性体的嵌段聚合物和/或聚烯烃弹性体的接枝聚合物，所述的聚烯烃弹性体的嵌段聚合物包括乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(简称E-MA-GMA)和/或乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(简称E-EA-GMA)；
所述聚烯烃弹性体的接枝聚合物包括：马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(简称SEBS-g-MAH)，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(简称SEBS-g-GMA)，马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物(简称POE-g-MAH)，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物(简称POE-g-GMA)和/或马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(简称EPDM-g-MAH)。
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)是一种高度结晶的芳香族聚酯，具有高强度、高刚性、高耐热温度、良好的耐化学药品性、可完全回收利用和价格低廉等优点。
对于官能化的聚烯烃弹性体而言，随着官能化的聚烯烃弹性体含量的增加，复合材料的强度和刚性会不断降低。因此，为了使复合材料的强度、刚性、韧性达到平衡，进而制备具有优良综合性能的复合材料，必须将官能化的聚烯烃弹性体的含量限制在特定的区间内。
本发明采用的官能化的聚烯烃弹性体作为增韧剂，具体为使用聚烯烃弹性体的嵌段聚合物和/或聚烯烃弹性体的接枝聚合物。本发明选择官能化的聚烯烃弹性体作为增韧剂考虑到以下原因。向复合材料体系中添加官能化的聚烯烃弹性体后，PET和官能化聚烯烃弹性体组成聚合物基质，聚合物基质-纤维界面是一种有机-无机型的界面，其界面张力显然要大于PET-聚烯烃弹性体形成的有机-有机界面，因此，添加的乙烯基多官能团单体选择性地优先分布于聚合物基质-纤维界面。当聚合物基质-纤维界面处的乙烯基多官能团单体含量适当时，PET-聚烯烃弹性体界面处的乙烯基多官能团单体的含量较少，从而乙烯基多官能团单体在PET-聚烯烃弹性体界面达不到很好的增容的作用，但由于本发明使用的是官能化的聚烯烃弹性体，而官能化的聚烯烃弹性体可以在PET-聚烯烃弹性体的界面处起到一定的增容效果，因此官能化的聚烯烃弹性体与PET之间具有很好的相间作用力，可以达到反应共混的增韧效果，从而更好的发挥了官能化的聚烯烃弹性体在体系中的增韧作用。本发明还利用强化辐射来对复合材料进行处理，也就是说，本发明结合强化辐射和反应共混来来提高复合材料的相界面作用，从而改善聚对苯二甲酸乙二醇酯的强度和韧性。
材料组成的变化会导致复合材料相态结构的变化。本发明中由于添加了官能化聚烯烃类增韧剂，体系中的相界面为PET和官能化聚烯烃弹性体组成的基质材料-纤维界面和PET-聚烯烃弹性体界面，本发明中乙烯基多官能团单体含量的确定是基于界面面积的。
所述乙烯基多官能团单体优选为三乙烯基多官能团单体或二乙烯基多官能团单体，所述三乙烯基多官能团单体优选为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)，季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)，三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)，所述二乙烯基多官能团单体优选为聚乙二醇二丙烯酸酯-200(PEGDA-200)，邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)。在辐照过程中，PET、纤维和官能化聚烯烃弹性体表面生成自由基，乙烯基多官能团单体与所述自由基结合，并在共混物界面处产生接枝或交联物质，这些物质可以起到相间增容剂的作用，从而改善体系相容性。
所述纤维优选为无碱连续长玻璃纤维、连续长玄武岩纤维无捻粗砂和/或连续长碳纤维。纤维增强是提高聚合物材料强度和刚性的有效的方法，这种方法能提升PET的拉伸性能、弯曲性能、耐高温性能和改善PET的结晶状况。
所述复合助剂优选为成核剂和热稳定剂的混合物，所述成核剂和热稳定剂的重量比优选为1∶1～9，更优选为1∶1～5。所述成核剂优选为氮化硼、滑石粉、纳米碳酸钙和/或有机羧酸盐。所述热稳定剂优选为3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯，β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯或亚磷酸三苯酯。
本发明还提供一种制备上述技术方案所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，包括：
将聚对苯二甲酸乙二醇酯、官能化的聚烯烃弹性体和纤维烘干后，按配比将聚对苯二甲酸乙二醇酯、官能化的聚烯烃弹性体、乙烯基多官能团单体和复合助剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出；
在熔融挤出过程中，由纤维加料口向双螺杆挤出机引入纤维束，挤出温度220～290℃，机头温度为240～265℃，挤出物经冷拉切粒后得到母料；
母料干燥至水分含量小于1.5‰之后，在N2保护下用Co-60源或电子加速器辐照，辐照剂量为10～150kGy，制得一种高强度高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
按照本发明，所述纤维必须烘干，因为高温加工过程中，PET材料会在水分存在的条件下发生一定的解聚，从而导致性能的下降。
所述辐照剂量优选为10～150kGy，更优选为10～30kGy。
所述强化辐射的方法实现PET工程塑料的高性能化，其原理为：当复合材料在高能射线中进行辐照时，PET与增韧剂的界面区、聚合物基质与增强纤维的界面区均产生大量的自由基，而这些自由基与沉积在界面区的多官能团单体反应，形成复杂的接枝结构。这种接枝结构在界面区充当增容剂，对复合材料进行原位增容，从而改善相间作用力，制备出高强度高韧性的PET复合材料。
所述挤出温度优选为220～280℃，更优选为220～275℃。所述机头温度优选为240～255℃，最优选为250℃。
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
将烘干之后的600g PET、10g TMPTA、150g E-EA-GMA、10g滑石粉和10g亚磷酸三苯酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入玻璃纤维束250g，挤出温度为220～275℃，机头温度为250℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用Co-60源辐照，剂量为10、30、50、150kGy。其性能如表1所示：
表1本发明实施例1提供的PET复合材料性能结果
实施例2
将烘干之后的650g PET、50g TMPTA、200g E-MA-GMA、10g纳米碳酸钙和10g亚磷酸三苯酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入玄武岩纤维束150g，挤出温度为220～275℃，机头温度为250℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用电子加速器辐照，剂量为10、30、50、150kGy。其性能如表2所示：
表2本发明实施例2提供的PET复合材料性能结果
实施例3
将烘干之后的700g PET、20g TAIC、150g E-MA-GMA、10g苯甲酸钠和10g亚磷酸三苯酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入碳纤维束150g，挤出温度为220～275℃，机头温度为250℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用电子加速器辐照，剂量为10、30、50、150kGy。其性能如表3所示：
表3本发明实施例3提供的PET复合材料性能结果
通过实施例1～3可以看出，聚烯烃为嵌段聚合物时，制备的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料具有很好的强度和韧性。
实施例4
将烘干之后的650g PET、15g PEGDA、100g POE-g-MAH、10g滑石粉和10g 3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入玄武岩纤维束250g，挤出温度为220～275℃，机头温度为250℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用Co-60源辐照，剂量为10、30、50、150kGy。其性能如表4所示：
表4本发明实施例4提供的PET复合材料性能结果
实施例5
将烘干之后的700g PET、20g TAIC、100g SEBS-g-GMA、10g氮化硼和10g 3，5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入玻璃纤维束200g，挤出温度为220～275℃，机头温度为250℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用Co-60源辐照，剂量为10、30、50、150kGy。其性能如表5所示：
表5本发明实施例5提供的PET复合材料性能结果
实施例6
将烘干之后的700g PET、30g PETA、150g POE-g-GMA、10g纳米碳酸钙和10g β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入玄武岩纤维束150g，挤出温度为220～275℃，机头温度为250℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用Co-60源辐照，剂量为10、30、50、150kGy。其性能如表6所示：
表6本发明实施例6提供的PET复合材料性能结果
实施例7
将烘干之后的750g PET、40g PDDA、100g SEBS-g-MAH、10g苯甲酸钠和10g β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入玄武岩纤维束150g，挤出温度为220～275℃，机头温度为250℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用电子加速器辐照，剂量为10、30、50、150kGy。其性能如表7所示：
表7本发明实施例7提供的PET复合材料性能结果
实施例8
将烘干之后的800g PET、20g TMPTA、100g EPDM-g-MAH、10g滑石粉和20g β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入玄武岩纤维束100g，挤出温度为220～275℃，机头温度为250℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用电子加速器辐照，剂量为10、30、50、150kGy。其性能如表8所示：
表8本发明实施例8提供的PET复合材料性能结果
实施例9
将烘干之后的700g PET、30g TPGDA、100g POE-g-GMA、10g氮化硼和10g亚磷酸三苯酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入玄武岩纤维束200g，挤出温度为220～275℃，机头温度为250℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用电子加速器辐照，剂量为10、30、50、150kGy。其性能如表9所示：
表9本发明实施例9提供的PET复合材料性能结果
通过上实施例4～9可以看出，聚烯烃为接枝聚合物时，制备的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料具有很好的强度和韧性。
比较例1
将烘干之后的600g PET、100g TMPTA、150g E-EA-GMA、10g纳米碳酸钙和10g β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入玻璃纤维束250g，挤出温度为220～275℃，机头温度为250℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用Co-60源辐照，剂量为10、30、50、150kGy。其性能如表10所示：
表10本发明比较例1提供的PET复合材料性能结果
通过比较例1可以看出，当添加的乙烯基多官能团单体过量时，不能制备出具有很好的强度和韧性的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
比较例2
将烘干之后的700g PET、30g TAIC、100g POE、10g氮化硼和10g亚磷酸三苯酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入玄武岩纤维束200g，挤出温度为220～275℃，机头温度为250℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用Co-60源辐照，剂量为10、30、50、150kGy。其性能如表11所示：
表11本发明比较例2提供的PET复合材料性能结果
从比较例2可以看出，当采用的聚烯烃弹性体不包含反应性官能团时，采用单一的强化辐射法所制备的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料不具备高强高韧的特点。
比较例3
将烘干之后的800g PET、20gPETA、10g氮化硼和20g β-(4-羟基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯混合均匀，然后加入到双螺杆挤出机中，在熔融挤出过程中，从纤维加料口引入玄武岩纤维束200g，挤出温度为260℃，机头温度为260℃，挤出物经活水冷却后造粒，得到母料；母料干燥至含水量小于1.5‰后，在N2保护下用电子加速器辐照，剂量为10、30、70、120kGy。其性能如表12所示：
表12本发明比较例3提供的PET复合材料性能结果
从比较例3可以看出，不添加聚烯烃弹性体时，所制备的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的韧性较差。
从以上实施例和比较例可以看出，本发明所提供一种高强度高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法，成功制备了高强度高韧性的PET复合材料，大幅度提高PET的强度、刚性和冲击韧性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，所述复合材料的原料包括以下重量比的成分：
聚对苯二甲酸乙二醇酯：65～80份；
官能化的聚烯烃弹性体：10～15份；
纤维：15～25份；
乙烯基多官能团单体：1～5份；
复合助剂：2～10份；
所述官能化的聚烯烃弹性体包括聚烯烃弹性体的接枝聚合物，所述聚烯烃弹性体的接枝聚合物包括：马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物；
复合助剂为成核剂和热稳定剂的混合物，所述复合助剂中所述成核剂与热稳定剂按重量比为1:1~5；
所述纤维为无碱连续长玻璃纤维、连续长玄武岩纤维无捻粗砂和/或连续长碳纤维；
所述复合材料的制备方法包括：
将聚对苯二甲酸乙二醇酯、官能化的聚烯烃弹性体和纤维烘干后，按复合材料的原料配比将聚对苯二甲酸乙二醇酯、官能化的聚烯烃弹性体、乙烯基多官能团单体和复合助剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出；
在熔融挤出过程中，由纤维加料口向所述双螺杆挤出机引入纤维，所述双螺杆挤出机的挤出温度为220～290℃，机头温度为240～265℃，挤出物经冷拉切粒后得到母料；
将母料干燥至水分含量小于1.5‰之后，在N2保护下用Co-60源或电子加速器辐照，辐照剂量为10～150kGy，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
2.根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，所述乙烯基多官能团单体为三乙烯基多官能团单体或二乙烯基多官能团单体。
3.根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，所述成核剂为氮化硼、滑石粉、纳米碳酸钠和/或有机羧酸盐。
4.根据权利要求1所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，所述热稳定剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯，β-（4-羟基-3,5-二叔丁基苯基）丙酸正十八酯或亚磷酸三苯酯。
5.一种制备权利要求1至4任一项所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的方法，其特征在于，包括：
将聚对苯二甲酸乙二醇酯、官能化的聚烯烃弹性体和纤维烘干后，按权利要求1至4任一项所述的复合材料的原料配比将聚对苯二甲酸乙二醇酯、官能化的聚烯烃弹性体、乙烯基多官能团单体和复合助剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出；
在熔融挤出过程中，由纤维加料口向所述双螺杆挤出机引入纤维，所述双螺杆挤出机的挤出温度为220～290℃，机头温度为240～265℃，挤出物经冷拉切粒后得到母料；
将母料干燥至水分含量小于1.5‰之后，在N2保护下用Co-60源或电子加速器辐照，辐照剂量为10～150kGy，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述辐照计量为10～150kGy。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述辐照剂量为30～100kGy。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述挤出温度为220～275℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010000576 CN101735580B (zh) | 2010-01-14 | 2010-01-14 | 一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010000576 CN101735580B (zh) | 2010-01-14 | 2010-01-14 | 一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101735580A CN101735580A (zh) | 2010-06-16 |
| CN101735580B true CN101735580B (zh) | 2013-07-10 |
Family
ID=42459641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010000576 Active CN101735580B (zh) | 2010-01-14 | 2010-01-14 | 一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101735580B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101899202B (zh) * | 2010-07-30 | 2011-09-28 | 福建师范大学 | 一种聚对苯二甲酸乙二醇酯瓶回收料制备排水管的方法 |
| CN102321347A (zh) * | 2010-10-15 | 2012-01-18 | 深圳市科聚新材料有限公司 | 高漏电起痕指数聚酯复合材料及其制备方法 |
| CN104974479B (zh) * | 2015-06-10 | 2017-01-11 | 浙江格美机电科技有限公司 | 化学泵泵壳和材料配方及其制造方法 |
| CN109068934B (zh) * | 2016-05-09 | 2022-01-18 | 阿塞里克股份有限公司 | 具有由复合材料制成的桶体的家用电器及用于生产此类桶体的工艺 |
| CN107974056A (zh) * | 2016-10-21 | 2018-05-01 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种碳纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物及其制备方法 |
| CN111993731B (zh) * | 2019-05-27 | 2023-11-14 | 宁波长阳科技股份有限公司 | 一种发泡型离型膜及其制备方法 |
| CN110903486B (zh) * | 2019-11-29 | 2021-01-05 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种相容剂及其制备方法、以及pet/无机填料的复合材料 |
| CN112458828B (zh) * | 2020-11-09 | 2022-07-01 | 江苏文明人造草坪有限公司 | 一种高拔出力人造草坪及其制备工艺 |
| CN116607322B (zh) * | 2023-07-06 | 2023-10-13 | 成都尚元太生物科技有限公司 | 一种选择性去除活化白细胞的高分子生物材料 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005179648A (ja) * | 2003-11-27 | 2005-07-07 | Daicel Chem Ind Ltd | リサイクル樹脂用強化剤及びそれを用いた成形方法 |
| CN101519523A (zh) * | 2009-04-02 | 2009-09-02 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料及其制备方法 |
| CN101519481A (zh) * | 2009-04-02 | 2009-09-02 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 |
-
2010
- 2010-01-14 CN CN 201010000576 patent/CN101735580B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005179648A (ja) * | 2003-11-27 | 2005-07-07 | Daicel Chem Ind Ltd | リサイクル樹脂用強化剤及びそれを用いた成形方法 |
| CN101519523A (zh) * | 2009-04-02 | 2009-09-02 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料及其制备方法 |
| CN101519481A (zh) * | 2009-04-02 | 2009-09-02 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 程红原 田明 张立群.弹性体增韧PET/GF复合体系性能的研究.《塑料》.2007,第36卷(第6期),17-20. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101735580A (zh) | 2010-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101735580B (zh) | 一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 | |
| CN103849018B (zh) | 一种稻壳灰/高分子复合材料及其制备方法及用途 | |
| CN101463156B (zh) | 一种超高分子量聚乙烯材料及其制备方法 | |
| CN103756125B (zh) | 一种聚丙烯复合材料汽车水箱横梁及制备方法 | |
| CN102532685B (zh) | 纳米滑石粉改性聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN1948379B (zh) | 一种增强改性的超高分子量聚乙烯/聚丙烯复合材料 | |
| CN101717476B (zh) | 多组分增容增韧剂制备的多功能废旧pet与聚丙烯原位成纤复合材料 | |
| CN105017612B (zh) | 改性废旧聚乙烯管道专用料及其制备方法 | |
| CN101020769A (zh) | 聚乙烯－醋酸乙烯酯基热可塑性木塑复合材料的制备方法 | |
| CN101519523B (zh) | 一种高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料及其制备方法 | |
| CN109337192A (zh) | 一种聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN101591416B (zh) | 一种环保型聚丙烯相容剂的制备方法 | |
| CN103571040A (zh) | 一种高强、高韧、高刚的聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN103665519B (zh) | 一种特种绝缘耐低温海底电缆料及其制备方法 | |
| CN107151384A (zh) | 一种用于太阳能电池背板的改性聚丙烯组合物及其制备方法 | |
| CN1648158A (zh) | 一种木塑复合材料及其制备方法 | |
| CN109535555A (zh) | 一种碳纳米管改性的阻燃增强聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN106916358A (zh) | 一种高耐候高流动玻纤浸渍聚烯烃配方及其制备方法 | |
| CN102617911A (zh) | 反应挤出制备的回收高密度聚乙烯/聚丙烯复合材料 | |
| CN103788617B (zh) | 聚碳酸酯/天然纤维复合材料及其制备方法 | |
| CN1127539C (zh) | 云母和玻纤毡增强的聚丙烯复合材料及制备方法和应用 | |
| CN110483897B (zh) | 一种玄武岩纤维增强聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN104371196A (zh) | 添加无机纳米材料的耐高温高分子纤维材料及其制备方法 | |
| CN101519481B (zh) | 一种纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法 | |
| CN1141335C (zh) | 一种刚性粒子增强、增韧聚丙烯材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |