CN101870804B - 一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，包含重量百分比为60-75％的聚对苯二甲酸乙二醇酯；重量百分比为1.4-7％的复合弹性体增容增韧剂；重量百分比为1-3％的复合成核剂；重量百分比为0.4-1％的抗氧化剂；重量百分比为0-3％的改性助剂；重量百分比为0.1-0.5％的偶联剂；重量百分比为20-30％的玻璃纤维。本发明还公开了一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法。本发明在不降低力学性能和热性能的前提下，解决玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的表面浮纤现象，并明显地提高其表面光泽度。

Description

一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及工程塑料技术领域，尤其涉及本发明涉及一种高光泽增强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(PET)在许多力学性能和耐热性上优于聚对苯二甲酸丁二醇酯，并且价格低于聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯和尼龙等工程塑料，因此这种材料在工业制造领域具有广泛的应用前景。玻璃纤维增强PET复合材料的特点是耐热性能优良，热变形温度比较高，长期使用温度可达180℃以上。目前，关于PET结晶的研究较多，并取得较为喜人的成绩，但玻璃纤维增强PET复合材料普遍还存在浮纤、制品表面粗糙、机械加工设备磨损严重等缺点。为了得到外观和性能都比较理想的玻璃纤维增强PET复合材料，人们进行了一些研究工作，发现使用合适的润滑剂可以提高玻璃纤维增强PET制品表面的光洁度，防止玻璃纤维外露。但研究同时也表明：润滑剂过少，对表面光泽度的贡献有限，过量的润滑剂又将影响PET的结晶和制品的性能。
发明内容
本发明的目的是不降低力学性能和热性能的前提下，解决玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的表面浮纤现象，并明显地提高其表面光泽度。
为了达到上述目的，本发明提供了一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，包含以下组分：
重量百分比为60-75％的聚对苯二甲酸乙二醇酯；
重量百分比为1.4-7％的复合弹性体增容增韧剂；
重量百分比为1-3％的复合成核剂；
重量百分比为0.4-1％的抗氧化剂；
重量百分比为0-3％的改性助剂；
重量百分比为0.1-0.5％的偶联剂；
重量百分比为20-30％的玻璃纤维。
所述的复合弹性体增容增韧剂是马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和PT862中的任意两种或两种以上的组合。
所述的复合成核剂包含NA-11、NaV101、295A、Surlyn8920和PET-C中的任意两种或两种以上的组合。
所述的抗氧化剂包含三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、N/N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的任意一种或一种以上。
所述的偶联剂为偶联剂KH-550、偶联剂KH560或偶联剂KH792中的任意一种。
所述的改性助剂包含第一改性助剂和第二改性助剂，所述的第一改性助剂在所述的高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料中所占的重量百分比为0-1％，所述的第二改性助剂在所述的高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料中所占的重量百分比为0-2％；
所述的第一改性助剂包含低粘环状聚酯CBT-100和防纤维外露剂TAF，所述低粘环状聚酯CBT-100在第一改性助剂中所占德的重量百分比为30-50％，所述的防纤维外露剂TAF在第一改性助剂中所占的重量百分比为50-70％；
所述的第二改性助剂为超细滑石粉、硬脂酸、有机膨润土、glycolube-P或乙撑双硬脂酸酰胺中的任意一种。
本发明还提供了一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，该制备方法包含以下步骤：
步骤1、事先在120℃烘4h以上的聚对苯二甲酸乙二醇酯、复合弹性体增容增韧剂和偶联剂在高混机中混合；
步骤2、往步骤1中的混合材料再加入复合成核剂、抗氧化剂及改性助剂，混合均匀；
步骤3、在双螺杆挤出机中与玻璃纤维熔融挤出造粒，得到高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
所述的步骤3中的挤出温度为220～260℃。
本发明采用低粘环状聚酯来降低聚对苯二甲酸乙二醇酯的粘度，在此基础上，只需少量的防纤维外露剂就可克服玻纤增强聚对苯二甲酸乙二醇酯的表面浮纤，大大地提高制品的光泽度，并通过微调成核剂和偶联剂的成分和用量，保持玻纤增强聚对苯二甲酸乙二醇酯的性能。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明做具体说明。
实施例1
一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，包含：
重量百分比为75％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(牌号：有光切片；厂家：张家港成兴化纤有限公司)；
重量百分比为3％的复合弹性体增容增韧剂；
重量百分比为1.5％的复合成核剂；
重量百分比为0.3％的抗氧化剂；
重量百分比为0.2％的偶联剂；
重量百分比为20％的玻璃纤维。
其中，所述的复合弹性体增容增韧剂由重量百分比为1.5％的马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯和重量百分比为1.5％的乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物组成。
所述的复合成核剂为重量百分比为1％的Snrlyn8920(美国杜邦公司)和重量百分比为0.5％的295A(美国霍尼韦尔公司)组成。
所述的抗氧化剂为重量百分比为0.15％的三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯和重量百分比为0.15％的N/N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
本实施例中所用的改性助剂的含量为0。
所述的偶联剂为偶联剂KH-550。
所述的玻璃纤维为巨石集团的ER13-2000-988AYF11。
上述高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，具体步骤为：
步骤1、将事先在120℃烘5h的重量百分比为75％的聚对苯二甲酸乙二醇酯、重量百分比为3％的复合弹性体增容增韧剂和重量百分比为0.2％的偶联剂在高混机中混合；
步骤2、对步骤1中的复合材料再加入重量百分比为1.5％的复合成核剂、重量百分比为0.3％的抗氧化剂(本实施例中改性助剂的含量为0)，混合均匀；
步骤3、在组合的双螺杆挤出机中与重量百分比为20％的玻璃纤维熔融挤出造粒，得到高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
所述的步骤3中的挤出温度为220～260℃，挤出机的主机转速为244rpm，喂料转速44rpm，挤出机螺筒上的第一区加热套到第十区加热套的温度依次是：220℃，230℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，230℃，230℃。
实施例2
一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，包含：
重量百分比为60％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(牌号：有光切片；厂家：张家港成兴化纤有限公司)；
重量百分比为5.5％的复合弹性体增容增韧剂；
重量百分比为3％的复合成核剂；
重量百分比为1％的抗氧化剂；
重量百分比为0.5％的偶联剂；
重量百分比为30％的玻璃纤维。
其中，所述的复合弹性体增容增韧剂由重量百分比为2.5％的马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物和重量百分比为3％的乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物组成。
所述的复合成核剂为重量百分比为1.5％的NA-11(汽巴精化有限公司)和重量百分比为1.5％的NaV101(德国科莱恩公司)组成。
所述的抗氧化剂为重量百分比为0.5％的四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯和重量百分比为0.5％的N/N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
本实施例中所用的改性助剂的含量为0。
所述的偶联剂为偶联剂KH-560。
所述的玻璃纤维为巨石集团的ER13-2000-988A YF11。
上述高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，具体步骤为：
步骤1、将事先在120℃烘5h的重量百分比为60％的聚对苯二甲酸乙二醇酯、重量百分比为5.5％的复合弹性体增容增韧剂和重量百分比为0.5％的偶联剂在高混机中混合；
步骤2、对步骤1中的复合材料再加入重量百分比为3％的复合成核剂、重量百分比为1％的抗氧化剂(本实施例中改性助剂的含量为0)，混合均匀；
步骤3、在组合的双螺杆挤出机中与重量百分比为30％的玻璃纤维熔融挤出造粒，得到高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
所述的步骤3中的挤出温度为220～260℃，挤出机的主机转速为244rpm，喂料转速44rpm，挤出机螺筒上的第一区加热套到第十区加热套的温度依次是：220℃，230℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，230℃，230℃。
实施例3
一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，包含：
重量百分比为72％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(牌号：有光切片；厂家：张家港成兴化纤有限公司)；
重量百分比为3％的复合弹性体增容增韧剂；
重量百分比为2％的复合成核剂；
重量百分比为0.5％的抗氧化剂；
重量百分比为2％的改性助剂；
重量百分比为0.5％的偶联剂；
重量百分比为20％的玻璃纤维。
其中，所述的复合弹性体增容增韧剂由重量百分比为1.5％的PT862(美国杜邦公司)和重量百分比为1.5％的乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物组成。
所述的复合成核剂为重量百分比为1％的Snrlyn8920(美国杜邦公司)和重量百分比为1％的PET-C(北京北清联科纳米塑胶有限公司)组成。
所述的抗氧化剂为重量百分比为0.3％的三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯和重量百分比为0.2％的N/N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
所述的偶联剂为偶联剂KH-792。
所述的改性助剂包含第一改性助剂和第二改性助剂，其中，所述的第一改性助剂包含重量百分比为0.2％的低粘环状聚酯CBT-100(美国Cyclics公司)和重量百分比为0.3％的防纤维外露剂TAF(苏州兴泰国光化学助剂有限公司)；所述的第二改性助剂是重量百分比为1.5％的乙撑双硬脂酸酰胺。
所述的玻璃纤维为巨石集团的ER13-2000-988AYF11。
上述高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，具体步骤为：
步骤1、将事先在120℃烘5h的重量百分比为72％的聚对苯二甲酸乙二醇酯、重量百分比为3％的复合弹性体增容增韧剂和重量百分比为0.5％的偶联剂在高混机中混合；
步骤2、对步骤1中的复合材料再加入重量百分比为2％的复合成核剂、重量百分比为0.5％的抗氧化剂及重量百分比为2％的改性助剂，混合均匀；
步骤3、在组合的双螺杆挤出机中与重量百分比为20％的玻璃纤维熔融挤出造粒，得到高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
所述的步骤3中的挤出温度为220～260℃，挤出机的主机转速为244rpm，喂料转速44rpm，挤出机螺筒上的第一区加热套到第十区加热套的温度依次是：220℃，230℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，230℃，230℃。
实施例4
一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，包含：
重量百分比为60％的聚对苯二甲酸乙二醇酯(牌号：有光切片；厂家：张家港成兴化纤有限公司)；
重量百分比为5％的复合弹性体增容增韧剂；
重量百分比为2％的复合成核剂；
重量百分比为0.6％的抗氧化剂；
重量百分比为2％的改性助剂；
重量百分比为0.4％的偶联剂；
重量百分比为30％的玻璃纤维。
其中，所述的复合弹性体增容增韧剂由重量百分比为2.5％的马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯和重量百分比为2.5％的乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物组成。
所述的复合成核剂为重量百分比为1％的Surlyn8920(美国杜邦公司)和重量百分比为1％的295A(美国霍尼韦尔公司)组成。
所述的抗氧化剂为重量百分比为0.3％的三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯和重量百分比为0.3％的N/N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺。
所述的偶联剂为偶联剂KH-550。
所述的改性助剂包含第一改性助剂和第二改性助剂，其中，所述的第一改性助剂是重量百分比为0.2％的低粘环状聚酯CBT-100(美国Cyclics公司)和重量百分比为0.3％的防纤维外露剂TAF(苏州兴泰国光化学助剂有限公司)；所述的第二改性助剂为重量百分比为1.5％的乙撑双硬脂酸酰胺。
所述的玻璃纤维为巨石集团的ER13-2000-988A YF11。
上述高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，具体步骤为：
步骤1、将事先在120℃烘5h的重量百分比为60％的聚对苯二甲酸乙二醇酯、重量百分比为5％的复合弹性体增容增韧剂和重量百分比为0.4％的偶联剂在高混机中混合；
步骤2、对步骤1中的复合材料再加入重量百分比为2％的复合成核剂、重量百分比为0.6％的抗氧化剂及重量百分比为2％的改性助剂，混合均匀；
步骤3、在组合的双螺杆挤出机中与重量百分比为30％的玻璃纤维熔融挤出造粒，得到高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
所述的步骤3中的挤出温度为220～260℃，挤出机的主机转速为244rpm，喂料转速44rpm，挤出机螺筒上的第一区加热套到第十区加热套的温度依次是：220℃，230℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，240℃，230℃，230℃。
实施例1-4所得产品的力学性能测试如下：
将上述的产品在注塑机进行打样，注塑模具温度为常温。对样条进行测试，其结果如表1。
Figure G2009100571261D00081
表1玻纤增强PET复合材料的力学性能与表面情况
根据上述表格的力学性能分析，增加少量的防纤维外露剂可以解决了玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的表面浮纤现象，并明显地提高其表面光泽度。并通过微调成核剂和偶联剂的成分和用量，保持玻纤增强聚对苯二甲酸乙二醇酯的性能。

Claims (6)

1.一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，包含以下组分：
重量百分比为60-75％的聚对苯二甲酸乙二醇酯；
重量百分比为1.4-7％的复合弹性体增容增韧剂；
重量百分比为1-3％的复合成核剂；
重量百分比为0.4-1％的抗氧化剂；
重量百分比为0-3％的改性助剂；
重量百分比为0.1-0.5％的偶联剂；
重量百分比为20-30％的玻璃纤维；
所述的偶联剂为偶联剂KH-550、偶联剂KH560或偶联剂KH792中的任意一种；
所述的改性助剂包含第一改性助剂和第二改性助剂，所述的第一改性助剂在所述的高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料中所占的重量百分比为0-1％，所述的第二改性助剂在所述的高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料中所占的重量百分比为0-2％；
所述的第一改性助剂包含低粘环状聚酯CBT-100和防纤维外露剂TAF，所述低粘环状聚酯CBT-100在第一改性助剂中所占的的重量百分比为30-50％，所述的防纤维外露剂TAF在第一改性助剂中所占的重量百分比为50-70％；
所述的第二改性助剂为超细滑石粉、硬脂酸、有机膨润士、glycolube-P或乙撑双硬脂酸酰胺中的任意一种。
2.如权利要求1所述的一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：
所述的复合弹性体增容增韧剂包含马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-正丁基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和PT862中的任意两种或两种以上的组合。
3.如权利要求1所述的一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：
所述的复合成核剂包含NA-11、NaV101、295A、Surlyn8920和PET-C中的任意两种或两种以上的组合。
4.如权利要求1所述的一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：
所述的抗氧化剂是三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、N/N′-双-(3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和四(β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的任意一种或任意一种以上的组合。
5.一种如权利要求1所述的一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，该一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料包含：
重量百分比为60-75％的聚对苯二甲酸乙二醇酯；
重量百分比为1.4-7％的复合弹性体增容增韧剂；
重量百分比为1-3％的复合成核剂；
重量百分比为0.4-1％的抗氧化剂；
重量百分比为0-3％的改性助剂；
重量百分比为0.1-0.5％的偶联剂；
重量百分比为20-30％的玻璃纤维；
其特征在于，该制备方法包含以下步骤：
步骤1、将已经在120℃烘了4小时以上的聚对苯二甲酸乙二醇酯、复合弹性体增容增韧剂和偶联剂在高混机中混合；
步骤2、对步骤1中的混合材料再加入复合成核剂、抗氧化剂及改性助剂，混合均匀；
步骤3、在双螺杆挤出机中与玻璃纤维熔融挤出造粒，得到高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。
6.如权利要求5所述的一种高光泽增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤3中的挤出温度为220～260℃。
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