CN103146154B - 一种pet复合材料、制备方法及其应用 - Google Patents

一种pet复合材料、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于复合材料技术领域，公开了一种PET复合材料、制备方法及其应用。该PET复合材料包括以下组分及重量份：60～70份PET、0.1～0.5份成核剂、0.5～1.5份润滑剂、0.2～0.5份抗氧剂、2～5份相容剂和30～40份玻璃纤维。本发明的PET复合材料的制备方法如下：将60～70份PET、0.1～0.5份成核剂、0.5～1.5份润滑剂、0.2～0.5份抗氧剂和2～5份相容剂，加入到高速搅拌机中，混合5～10min得到均匀的预混物；将得到的预混物加入到挤出机的料斗中，在侧喂料口加入30～40份玻璃纤维，进行挤出造粒，得到PET复合材料，然后直接注塑成汽车轮罩。与现在汽车轮罩所用的金属材料或塑料相比，本发明得到的复合材料的价格相对低廉、成型方法相对简单，采用本发明的复合材料制备出的制品不需采用处理就可以进行喷漆处理或烤漆处理。

Description

一种PET复合材料、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，涉及一种PET复合材料、制备方法及其应用。
背景技术
工程塑料级聚对苯二甲酸乙二醇酯PET具有较高的力学性能、耐磨性和耐冲击性，在载荷下耐蠕变性优良，同时具有耐有机溶剂性好，耐候性优良的优点。但是PET最大的缺点就是结晶速率慢，成型加工困难，其注塑模具温度高达130℃～150℃，生产周期长，注塑出的制品易发生缺陷，影响其应用领域。一般通过增强、填充、共混等方法改进其加工性和物性，以玻璃纤维增强效果明显，提高PET树脂刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性。采取添加成核剂和结晶促进剂等手段，改进结晶速度慢的弊病。
目前市场上汽车轮罩普遍的采用金属材料或者采用尼龙加矿物改性的复合材料制备。采用金属的汽车轮罩相对于采用塑料材质汽车轮罩来讲，价格相对偏高，而采用改性尼龙作为材质的汽车轮罩同样也存在价格相对较贵的缺点，而如果采用合适的改性PET复合材料来制造汽车轮罩，其价格成本相对金属或尼龙材质的轮罩要偏低。
发明内容
针对PET述的技术缺陷和应用范围较窄，本发明的目的是提供一种PET复合材料，该PET复合材料力学性能优良，结晶速率快。
本发明的另一个目的是提供一种上述PET复合材料的制备方法。
本发明的第三个目的是将上述的PET复合材料用作汽车轮罩的用途。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种PET复合材料，该PET复合材料包括以下组分及重量份：
PET 60～70份；
成核剂 0.1～0.5份；
润滑剂 0.5～1.5份；
抗氧剂 0.2～0.5份；
相容剂 2～5份；
玻璃纤维 30～40份。
所述的PET的重量份为65～70，成核剂的重量份为0.2～0.3，润滑剂的重量份为1～1.5，抗氧剂的重量份为0.3～0.4，相容剂的重量份为3～5，玻璃纤维的重量份为30～35。
所述的PET为市场上通用的工程塑料级PET。
所述的成核剂为高性能聚酯纳米纤维成核剂。
所述的润滑剂选自金属皂类、脂肪族酰胺类或有机硅化合物中的一种或一种以上的物质；其中，金属皂类选自硬脂酸锌和/或硬脂酸钙；脂肪族酰胺类为乙烯基双硬脂酰胺(EBS)；有机硅化合物为硅酮粉。
所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂中的一种；其中，受阻酚类抗氧剂选自抗氧化剂1010和/或抗氧化剂1076。
所述的相容剂为烯烃类接枝马来酸酐中的一种；其中，烯烃类接枝马来酸酐选自聚烯烃弹性体(POE)接枝马来酸酐(POE-g-MAH)。
所述的玻璃纤维为市场上通用的玻璃纤维。
本发明还提供了一种上述PET复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
将60～70份PET、0.1～0.5份成核剂、0.5～1.5份润滑剂、0.2～0.5份抗氧剂和2～5份相容剂，加入到高速搅拌机中，混合5～10min得到均匀的预混物；将得到的预混物加入到挤出机的料斗中，在侧喂料口加入30～40份玻璃纤维，进行挤出造粒，得到PET复合材料。
所述的挤出机为双螺杆挤出机，转速为250r/min～350r/min，十个区段温度分别为230℃～260℃。
本发明提供的PET复合材料，其性能符合汽车轮罩材料性能的要求，因此，本发明的技术方案包括本发明的PET复合材料用作汽车轮罩的用途。
所述的采用上述PET复合材料制备的汽车轮罩直接注塑成型。
所述的汽车轮罩直接进行喷漆或者烤漆处理。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
1、与现有的改性PET复合材料相比，本发明制备的复合材料力学性能优良，结晶速率快，使得注塑的模具的温度可以降低到80℃以下或更低，注塑出的汽车轮罩样品表面较好，可以直接进行喷漆或烤漆处理，满足汽车轮罩的使用要求，同时制备出的汽车轮罩相对于市场上现有的金属材质或者改性尼龙材质的汽车轮罩存在价格上的优势。
2、与现在汽车轮罩所用的金属材料或塑料相比，本发明得到的复合材料的价格相对低廉、注塑成型的方法也相对简单。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
(1)按照以下组分及重量份含量配制原料：
PET(CB-602) 65；
高性能聚酯纳米纤维成核剂 0.2；
润滑剂(硬脂酸锌) 0.5；
抗氧剂(1010) 0.3；
相容剂(POE-g-MAH) 3。
(2)将PET(CB-602)、成核剂、润滑剂(硬脂酸锌)、抗氧剂(1010)、相容剂(POE-g-MAH)加入到高速搅拌机中，混合10min得到均匀的预混物；
(3)将步骤(2)中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，在喂料口处加入玻璃纤维，调整玻璃纤维的含量，使其重量份达到35份，进行挤出造粒得到PET复合材料。双螺杆挤出机的转速设定为300r/min，十个区段温度分别为1-2区温度230℃～240℃，3-4区温度230℃～240℃，5-6区温度240℃～250℃，7-8区温度240℃～250℃，9-10区温度250℃～260℃。性能测试结果见表1。
(4)将步骤(3)中制备的PET复合材料经干燥后可直接在注塑机中注塑成汽车轮罩，并对其进行相应的喷漆处理。
实施例2
(1)按照以下组分及重量份含量配制原料：
PET(CB-602) 70；
高性能聚酯纳米纤维成核剂 0.3；
润滑剂(硅酮粉) 1.0；
抗氧剂(1010) 0.4；
相容剂(POE-g-MAH) 4。
(2)将PET(CB-602)、成核剂、润滑剂(硅酮粉)、抗氧剂(1010)、相容剂(POE-g-MAH)加入到高速搅拌机中，混合10min得到均匀的预混物；
(3)将步骤(2)中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，在侧喂料口加入玻璃纤维，调整玻璃纤维的含量，使其重量份达到30份，进行挤出造粒得到PET复合材料。
双螺杆挤出机的转速设定为300r/min，十个区段温度分别为1-2区温度230℃～240℃，3-4区温度230℃～240℃，5-6区温度240℃～250℃，7-8区温度240℃～250℃，9-10区温度250℃～260℃。性能测试结果见表1。
(4)将步骤(3)中制备的PET复合材料经干燥后可直接在注塑机中注塑成汽车轮罩，并对其进行相应的喷漆处理。
实施例3
(1)按照以下组分及重量份含量配制原料：
PET(CB-602) 70；
高性能聚酯纳米纤维成核剂 0.4；
润滑剂(硬脂酸钙) 1.5；
抗氧剂(1076) 0.4；
相容剂(POE-g-MAH) 5。
(2)将PET(CB-602)、成核剂、润滑剂(硬脂酸钙)、抗氧剂(1076)、相容剂(POE-g-MAH)加入到高速搅拌机中，混合10min得到均匀的预混物；
(3)将步骤(2)中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，在侧喂料口加入玻璃纤维，调整玻璃纤维的含量，使其重量份达到30份，进行挤出造粒得到PET复合材料。
双螺杆挤出机的转速设定为300r/min，十个区段温度分别为1-2区温度230℃～240℃，3-4区温度230℃～240℃，5-6区温度240℃～250℃，7-8区温度240℃～250℃，9-10区温度250℃～260℃。性能测试结果见表1。
(4)将步骤(3)中制备的PET复合材料经干燥后可直接在注塑机中注塑成汽车轮罩，并对其进行相应的喷漆处理。
实施例4
(1)按照以下组分及重量份含量配制原料：
PET(CB-602) 60；
高性能聚酯纳米纤维成核剂 0.1；
润滑剂(EBS) 1.0；
抗氧剂(1076) 0.2；
相容剂(POE-g-MAH) 2。
(2)将PET(CB-602)、成核剂、润滑剂(EBS)、抗氧剂(1076)、相容剂(POE-g-MAH)加入到高速搅拌机中，混合10min得到均匀的预混物；
(3)将步骤(2)中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，在侧喂料口加入玻璃纤维，调整玻璃纤维的含量，使其重量份达到40份，进行挤出造粒得到PET复合材料。
双螺杆挤出机的转速设定为250r/min，十个区段温度分别为1-2区温度230℃～240℃，3-4区温度230℃～240℃，5-6区温度240℃～250℃，7-8区温度240℃～250℃，9-10区温度250℃～260℃。性能测试结果见表1。
(4)将步骤(3)中制备的PET复合材料经干燥后可直接在注塑机中注塑成汽车轮罩，并对其进行相应的喷漆处理。
实施例5
(1)按照以下组分及重量份含量配制原料：
PET(CB-602) 70；
高性能聚酯纳米纤维成核剂 0.5；
润滑剂(硬脂酸锌) 1.5；
抗氧剂(1010) 0.5；
相容剂(POE-g-MAH) 5。
(2)将PET(CB-602)、成核剂、润滑剂(硬脂酸锌)、抗氧剂(1010)、相容剂(POE-g-MAH)加入到高速搅拌机中，混合10min得到均匀的预混物；
(3)将步骤(2)中混合均匀的料加入到双螺杆挤出机的料斗中，在侧喂料口加入玻璃纤维，调整玻璃纤维的含量，使其重量份达到30份，进行挤出造粒得到PET复合材料。
双螺杆挤出机的转速设定为350r/min，十个区段温度分别为1-2区温度230℃～240℃，3-4区温度230℃～240℃，5-6区温度240℃～250℃，，7-8区温度240℃～250℃，9-10区温度250℃～260℃。性能测试结果见表1。
(4)将步骤(3)中制备的PET复合材料经干燥后可直接在注塑机中注塑成汽车轮罩，并对其进行相应的喷漆处理。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
拉伸强度MPa 143 138 140 152 139
断裂伸长率％ 8.3 8.0 7.9 8.0 7.6
弯曲强度MPa 248 235 233 253 236
弯曲模量MPa 14690 14125 14190 15223 14206
缺口冲击强度(KJ/m2) 15.4 15.7 17.6 14.6 16.3
从表1中可以看出本发明制备出的玻纤增强PET复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量都相对较高，尤其是成核剂的加入使其在注塑时更容易，这使本发明的材料能够在注塑的条件下达到汽车轮罩的使用要求。综合考虑，实施例1优于其它几个实施例，其价格相对便宜。
通过本发明方法制备的复合材料，完全能够满足汽车轮罩的使用要求，且价格相对于目前市场上现有的汽车轮罩要便宜。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种PET复合材料，其特征在于：是由以下重量份的组分制成：
所述的成核剂为高性能聚酯纳米纤维成核剂；
所述的润滑剂选自金属皂类、脂肪族酰胺类或有机硅化合物中的一种以上的物质；其中，金属皂类选自硬脂酸锌和/或硬脂酸钙；脂肪族酰胺类为乙烯基双硬脂酰胺；有机硅化合物为硅酮粉。
2.根据权利要求1所述的PET复合材料，其特征在于：所述的PET的重量份为65～70，成核剂的重量份为0.2～0.3，润滑剂的重量份为1～1.5，抗氧剂的重量份为0.3～0.4，相容剂的重量份为3～5，玻璃纤维的重量份为30～35。
3.根据权利要求1所述的PET复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂中的一种；其中：受阻酚类抗氧剂选自抗氧化剂1010或抗氧化剂1076。
4.根据权利要求1所述的PET复合材料，其特征在于：所述的相容剂为烯烃类接枝马来酸酐中的一种；其中：烯烃类接枝马来酸酐选自聚烯烃弹性体接枝马来酸酐。
5.权利要求1、3或4所述的PET复合材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：将60～70份PET、0.1～0.5份成核剂、0.5～1.5份润滑剂、0.2～0.5份抗氧剂和2～5份相容剂，加入到高速搅拌机中，混合5～10min得到均匀的预混物；将得到的预混物加入到挤出机的料斗中，在侧喂料口加入30～40份玻璃纤维，进行挤出造粒，得到PET复合材料。
6.根据权利要求5所述的PET复合材料的制备方法，其特征在于：所述的挤出机为双螺杆挤出机，转速为250r/min～350r/min，十个区段温度分别为230℃～260℃。
7.权利要求1至4任一所述的PET复合材料制备成汽车轮罩的方法，其特征在于：将得到的PET复合材料直接注塑成汽车轮罩。
8.根据权利要求7所述的PET复合材料制备成汽车轮罩的方法，其特征在于：所述的汽车轮罩直接进行喷漆或者烤漆处理。
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Denomination of invention: PET composite material, preparation method and application thereof

Effective date of registration: 20191202

Granted publication date: 20161207

Pledgee: Chuzhou economic and Technological Development Corporation

Pledgor: Shanghai Jieshijie New Materials (Group) Co., Ltd.

Registration number: Y2019980000815