CN102558784A

CN102558784A - 一种抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102558784A
Application number: CN2010106082685A
Authority: CN
Inventors: 钟鲁; 丁正亚; 杨定吉甫; 刘志雄
Original assignee: Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法，由以下重量百分比的原料制成：PET 45-60％；HIPS 10-20％；玻璃纤维15-25％；抗氧剂0.1-0.5％；阻燃剂5-12％；润滑剂0.1％-0.3％；相容剂2-10％。本发明对于在聚对苯二甲酸乙二醇酯材料中添加一定比例的自制相容剂，通过改变各组份的比例，不仅可以维持较好的刚度和韧性，而且抗冲性能优良，材料成本低廉。

Description

一种抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法，可用于家电和汽车等行业，属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是目前最重要的一种聚酯，俗称涤纶树脂。PET主要有以下特性：耐有机溶剂、耐候性和尺寸稳定性好。然而PET也存在一些内在缺陷，如结晶速率慢，成型加工困难，生产周期长，冲击性能差等。因此，可以通过对其进行填充增强改性，使其综合性能得到明显提升。

改性PET可广泛用于电子电器，汽车和机械工业，目前研究的较多的是在PET中加入ABS、PC、PP、PBT等以改善其综合性能，而加入高抗冲、介电性好、刚度好的HIPS(抗冲聚苯乙烯)以制备复合材料的研究较少。葛学武等利用辐射接枝增容改性了PET合金材料并制备了专用增容剂，提供了一种性能优异的PET合金材料，具有广泛的应用价值。石光等利用ABS体系优异的物理力学性能改善回收PET体系，使回收PET/ABS合金具有高相容性、高拉伸强度、高流动性、优异加工性等优点。陈德杰等通过在PET和PP中加入PS-g-MAH、抗氧剂、接枝剂、GMA-SAN、纳米填料等材料制备了合金产品，此合金结晶速度快、熔体粘度适中、加工温度范围宽，可广泛替代ABS和PC。但是，关于在PET中，添加HIPS，并以马来酸酐接枝聚烯烃作为相容剂，制备一种具备优异抗冲性能且综合性能优良的PET复合材料的国内外相关专利文献未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供的一种高抗冲、价格低廉且综合性能优良的一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

一种抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，由以下重量百分比的原料制成：

PET 45-60％；

HIPS 10-20％；

玻璃纤维 15-25％；

抗氧剂 0.1-0.5％；

阻燃剂 5-12％；

润滑剂 0.1％-0.3％；

相容剂 2-10％。

其中，所述的PET的粘度优选为0.79。所述的PS的优选HIPS。所述的玻璃纤维优选为经过硅烷偶联剂改性处理的无碱玻璃纤维，直径为6-17微米。所述的抗氧剂优选为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。所述的阻燃剂优选十溴二苯乙烷。所述的润滑剂优选乙撑双硬脂酰胺。

所述的相容剂优选是一种酸酐类接枝弹性体和聚乙烯混合物，由以下重量百分比的原料制成：

弹性体 70-85％；

聚丙烯 10-28％；

马来酸酐 1.5-4.5％；

过氧化物 0.2-0.5％。

其中，所述的弹性体优选为聚烯烃弹性体(POE、乙烯-辛烯共聚物)。所述过氧化物优选为1，4-双叔丁基过氧异丙基苯。

上述抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，具体步骤为：

1)按比例将弹性体、聚丙烯、马来酸酐和过氧化物在高速混料机中混合均匀后，经双螺杆共混挤出制备相容剂，控制一至九区的温度分别为150-160℃、160-170℃、160-170℃、170-180℃、180-190℃、180-190℃、180-190℃、170-180℃、160-170℃，停留时间为1-2分钟，主机转速为150-200转/分钟；

2)将PET、PS、玻璃纤维、抗氧剂、阻燃剂、润滑剂和步骤1制得的相容剂按比例混合均匀后，进入双螺杆挤出机，制备合金材料，控制一至九区的温度分别为220-230℃、230-240℃、230-240℃、230-240℃、240-250℃、240-250℃、230-240℃、230-240℃、220-230℃，停留时间为2-3分钟，主机转速为200-300转/分钟；

3)冷却、干燥、切粒。

本发明对于在聚对苯二甲酸乙二醇酯材料中添加一定比例的自制相容剂，通过改变各组份的比例，不仅可以维持较好的刚度和韧性，而且抗冲性能优良，材料成本低廉。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：

在实施例1-5中，PET牌号为BG80，粘度为0.79，中国石化仪征化纤股份有限公司生产；PS牌号为PS 622P，上海赛科生产；玻璃纤维牌号为ER13-2000-988A，直径6微米，巨石集团生产；抗氧剂选用四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，牌号为Irganox 1010，瑞士汽巴精化公司生产；阻燃剂十溴二苯乙烷牌号为FR-105，济南旭升橡塑有限公司生产。润滑剂牌号为P-130，印尼CMS生产。

在实施例1-5中，相容剂自制，属马来酸酐接枝弹性体和聚丙烯共聚物，牌号为BX1；以下实施例皆采用瑞亚公司生产的52A(长径比为40)双螺杆挤出机。

实施例1

将弹性体85wt％、聚丙烯13wt％、马来酸酐1.5wt％，1，4-双叔丁基过氧异丙基苯0.5wt％在高速混料机中混合均匀后，经双螺杆共混挤出制备BX1，控制一至九区的温度分别为150℃、160℃、160℃、170℃、180℃、180℃、180℃、170℃、160℃，停留时间为2分钟，主机转速为150转/分钟。

将45wt％的PET BG80，17.5wt％的PS 622P，15％的玻璃纤维，0.4％的Irganox 1010，12wt％的十溴二苯乙烷FR-105，0.1％的润滑剂P-130和10％的BX1在高速混合器中在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，控制一至九区的温度分别为220℃、230℃、230℃、230℃、240℃、240℃、230℃、230℃、220℃，停留时间为3分钟，主机转速为200转/分钟。冷却、干燥、切粒。

实施例2

将弹性体85wt％、聚丙烯10wt％、马来酸酐4.5wt％，1，4-双叔丁基过氧异丙基苯0.5wt％在高速混料机中混合均匀后，经双螺杆共混挤出制备BX1，控制一至九区的温度分别为160℃、170℃、170℃、180℃、190℃、190℃、190℃、180℃、170℃，停留时间为1分钟，主机转速为200转/分钟。

将40wt％的PET BG80，20wt％的PS 622P，25％的玻璃纤维，0.3％的Irganox 1010，7.5wt％的十溴二苯乙烷FR-105，0.3％的润滑剂P-130和6.9％的BX1在高速混合器中在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，控制一至九区的温度分别为230℃、240℃、240℃、240℃、250℃、250℃、240℃、240℃、230℃，停留时间为2分钟，主机转速为300转/分钟。冷却、干燥、切粒。

实施例3

将弹性体80wt％、聚丙烯18wt％、马来酸酐1.8wt％，1，4-双叔丁基过氧异丙基苯0.2wt％在高速混料机中混合均匀后，经双螺杆共混挤出制备BX1，控制一至九区的温度分别为150℃、160℃、160℃、170℃、180℃、180℃、180℃、170℃、160℃，停留时间为2分钟，主机转速为150转/分钟。

将60wt％的PET BG80，10wt％的PS 622P，15％的玻璃纤维，0.1％的Irganox 1010，12wt％的十溴二苯乙烷FR-105，0.2％的润滑剂P-130和2.7％的BX1在高速混合器中在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，控制一至九区的温度分别为220℃、230℃、230℃、230℃、240℃、240℃、230℃、230℃、220℃，停留时间为3分钟，主机转速为200转/分钟。冷却、干燥、切粒。

实施例4

将弹性体80wt％、聚丙烯15wt％、马来酸酐4.5wt％，1，4-双叔丁基过氧异丙基苯0.5wt％在高速混料机中混合均匀后，经双螺杆共混挤出制备BX1，控制一至九区的温度分别为160℃、170℃、170℃、180℃、190℃、190℃、190℃、180℃、170℃，停留时间为1分钟，主机转速为200转/分钟。

将50wt％的PET BG80，15wt％的PS 622P，25％的玻璃纤维，0.5％的Irganox 1010，5wt％的十溴二苯乙烷FR-105，0.1％的润滑剂P-130和4.4％的BX1在高速混合器中在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，控制一至九区的温度分别为230℃、240℃、240℃、240℃、250℃、250℃、240℃、240℃、230℃，停留时间为2分钟，主机转速为300转/分钟。冷却、干燥、切粒。

实施例5

将弹性体70wt％、聚丙烯28wt％、马来酸酐1.5wt％，1，4-双叔丁基过氧异丙基苯0.5wt％在高速混料机中混合均匀后，经双螺杆共混挤出制备BX1，控制一至九区的温度分别为150℃、160℃、160℃、170℃、180℃、180℃、180℃、170℃、160℃，停留时间为2分钟，主机转速为150转/分钟。

将60wt％的PET BG80，15wt％的PS 622P，15％的玻璃纤维，0.3％的Irganox 1010，7.5wt％的十溴二苯乙烷FR-105，0.2％的润滑剂P-130和2％的BX1在高速混合器中在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，控制一至九区的温度分别为220℃、230℃、230℃、230℃、240℃、240℃、230℃、230℃、220℃，停留时间为3分钟，主机转速为200转/分钟。冷却、干燥、切粒。

实施例6

将弹性体70wt％、聚丙烯28wt％、马来酸酐1.8wt％，1，4-双叔丁基过氧异丙基苯0.2wt％在高速混料机中混合均匀后，经双螺杆共混挤出制备BX1，控制一至九区的温度分别为160℃、170℃、170℃、180℃、190℃、190℃、190℃、180℃、170℃，停留时间为1分钟，主机转速为200转/分钟。

将50wt％的PET BG80，17.5wt％的PS 622P，25％的玻璃纤维，0.1％的Irganox 1010，5wt％的十溴二苯乙烷FR-105，0.3％的润滑剂P-130和2.1％的BX1在高速混合器中在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，控制一至九区的温度分别为230℃、240℃、240℃、240℃、250℃、250℃、240℃、240℃、230℃，停留时间为2分钟，主机转速为300转/分钟。冷却、干燥、切粒。

力学性能测试

将制备好的粒料放入鼓风烘箱中，在140℃条件下烘干8小时，注塑温度为230℃、235℃、240℃和245℃，注射压力为70Pa，保压压力为85Pa；将注塑好的样条在50％的相对湿度、23℃放置至少24小时后进行性能测试。

拉伸性能测试按ISO 527-2进行；弯曲性能测试按ISO 178进行；缺口冲击强度按ISO 180进行；阻燃性按UL 94进行。

实施例1-6配方及力学性能比较

实施例	1	2	3	4	5	6
							PET BG80(wt％)	45	40	60	50	60	50
PS 622P(wt％)	17.5	20	10	15	15	17.5
							玻璃纤维(wt％)	15	25	15	25	15	25
Irganox 1010(wt％)	0.4	0.3	0.1	0.5	0.3	0.1
							十溴二苯乙烷FR-105(wt％)	12	7.5	12	5	7.5	5
润滑剂P-130(wt％)	0.1	0.3	0.2	0.1	0.2	0.3
							BX1(wt％)	10	6.9	2.7	4.4	2	2.1
拉伸强度(MPa)	112	118	111	127	116	113

断裂伸长率(wt％)	2.1	2.7	2.2	2.5	2	2.4
							简支梁缺口冲击强度(kJ/m²)	10.6	13.1	7.9	12.4	8.6	11.2
弯曲强度(MPa)	136	147	138	149	140	154
							弯曲模量(MPa)	5505	5617	5498	5971	5442	6395
阻燃性	V-0	V-1	V-0	V-2	V-1	V-2

从实施例的力学性能数据可以看出，玻璃纤维的加入可以增加复合材料的弯曲强度；HIPS加入后，仍可使材料的综合力学性能仍能保持在较好的范围内，而且随HIPS含量的增加，其缺口冲击强度明显上升。在保持良好物理机械性能的同时，随阻燃剂含量增加，复合材料的阻燃性能有所提升。

Claims

1.一种抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成：

PET 45-60％；

HIPS 10-20％；

玻璃纤维 15-25％；

抗氧剂 0.1-0.5％；

阻燃剂 5-12％；

润滑剂 0.1％-0.3％；

相容剂 2-10％。

2.根据权利要求1所述的抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：所述的PET的粘度为0.79。

3.根据权利要求1所述的抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为经过硅烷偶联剂改性处理的无碱玻璃纤维，直径为6-17微米。

4.根据权利要求1所述的抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

5.根据权利要求1所述的抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷。

6.根据权利要求1所述的抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

7.根据权利要求1所述的抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：所述的相容剂优选是一种酸酐类接枝弹性体和聚乙烯混合物，由以下重量百分比的原料制成：

弹性体 70-85％；

聚丙烯 10-28％；

马来酸酐 1.5-4.5％；

过氧化物 0.2-0.5％。

8.根据权利要求7所述的抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：所述的弹性体为聚烯烃弹性体。

9.根据权利要求7所述的抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于：所述过氧化物为1，4-双叔丁基过氧异丙基苯。

10.一种制备权利要求1所述抗冲聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的方法，其特征在于：具体步骤为：

3)冷却、干燥、切粒。