CN103275468B - 一种环保阻燃玻纤增强pet材料及其制备方法 - Google Patents

一种环保阻燃玻纤增强pet材料及其制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种环保阻燃玻纤增强PET材料,其是由以下质量份的原料组成:40-70份的回收PET、15-45份的改性玻纤、8-30份的阻燃剂、0.3-2份的结晶成核剂、0.3-2份的润滑剂、0.3-1份的抗氧剂、0.1-1份的扩链剂。本发明以回收PET作为复合材料基体,对环境友好,所制备的复合材料具有优异的性能。

Description

一种环保阻燃玻纤增强PET材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保阻燃玻纤增强PET材料及其制备方法。
背景技术
工程塑料用PET综合性能优异而价格低廉,与其他通用工程塑料相比极具竞争性。PET分子主链上存在刚性基团,故其耐热性很高;同时由于分子链的高度对称性,其电性能也非常优异。但是PET也存在结晶速率小、成型加工困难、模温高、成型周期长、冲击强度差等缺点,这大大限制了它的应用范围。
我国人口众多,消费产生大量的PET塑料水瓶,但是当这些材料被废弃时,面临着如何处理的问题。每年中国生产的PET塑料瓶达数百亿只,因此PET塑料瓶的回收利用不仅可以解决环保问题,而且可以做为一种新的原料资源,缓解中国PET原料不足的矛盾。而当回收后的PET塑料瓶片经重新造粒以后很难达到工程塑料的使用要求,国外开发多种回收体系,但大部分投资成本过高。国内一般把回收PET与其他塑料共混改性,如与ABS、PBT、PC等合金,很少作为单一工程料使用。但是作为工程料,PET一般与阻燃剂、增强剂等其他助剂配合使用。而PET由于成型加工困难,需要提高PET结晶速度,因此添加成核剂和结晶促进剂可以提高结晶速度,降低模温,同时起到增塑和增韧的作用。
中国专利CN200610029694.7和CN20051003025.5均采用回收PET与尼龙制备了PET/PA合金材料,但是该专利对回收PET粘度要求过高,引入尼龙树脂成本相对较高。而且并不具备阻燃性能,限制了其使用范围。国内外一般采用再生纺丝或者降解回收原料的回收系统,但是回收PET做环保型阻燃增强PET材料报道较少,而且大多性能不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保阻燃玻纤增强PET材料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是:
一种环保阻燃玻纤增强PET材料,其是由以下质量份的原料组成:40-70份的回收PET、15-45份的改性玻纤、8-30份的阻燃剂、0.3-2份的结晶成核剂、0.3-2份的润滑剂、0.3-1份的抗氧剂、0.1-1份的扩链剂。
所述的回收PET的粘度为0.45-1.1dl/g。
所述的改性玻纤为用偶联剂处理的玻纤。
所述的阻燃剂为无卤膦氮系阻燃剂或溴系阻燃剂与锑酸钠的复配物,其中,所述的溴系阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂、八溴醚、四溴双酚A、六溴环十二烷中的至少一种;所述的无卤膦氮系阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺、三聚氰胺多聚磷酸盐、胶囊红磷母粒中的至少一种。
所述的结晶成核剂由质量比为1:(0.2-1):(0.2-1)的乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的盐、无机盐、结晶促进剂组成。
所述的乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的盐为乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的锌盐、钠盐、锂盐中的至少一种;所述的无机盐为滑石粉、凹凸棒、硅酸钙、硬脂酸钙、纳米蒙脱土中的至少一种;所述的结晶促进剂为聚乙二醇、二缩水甘油醚、缩水甘油甲基丙烯酸中的至少一种。
所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、油酰胺、PE蜡、微晶石蜡、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺、硅酮粉中的至少一种。
所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂。
所述的抗氧剂为BHT、1010、168、1076、1135、TNPP、TPP、DPDP、B900、B215中的至少一种;所述的扩链剂为1,3苯-双噁唑啉、均苯四酸二酐、丙烯酸酯多元共聚物、带环氧基团的增粘扩链剂中的至少一种。
一种环保阻燃玻纤增强PET材料的制备方法,包括以下步骤:1)将回收PET干燥;2)将各原料混合均匀;3)熔融挤出、造粒即可。
本发明的有益效果是:本发明以回收PET作为复合材料基体,对环境友好,所制备的复合材料具有优异的性能。
具体实施方式
一种环保阻燃玻纤增强PET材料,其是由以下质量份的原料组成:40-70份的回收PET、15-45份的改性玻纤、8-30份的阻燃剂、0.3-2份的结晶成核剂、0.3-2份的润滑剂、0.3-1份的抗氧剂、0.1-1份的扩链剂。
所述的回收PET的粘度为0.45-1.1dl/g。所述的改性玻纤为用偶联剂处理的玻纤。所述的阻燃剂为无卤膦氮系阻燃剂或溴系阻燃剂与锑酸钠的复配物,其中,所述的溴系阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂、八溴醚、四溴双酚A、六溴环十二烷中的至少一种;所述的无卤膦氮系阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺、三聚氰胺多聚磷酸盐、胶囊红磷母粒中的至少一种。所述的结晶成核剂由质量比为1:(0.2-1):(0.2-1)的乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的盐、无机盐、结晶促进剂组成;所述的乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的盐为乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的锌盐、钠盐、锂盐中的至少一种;所述的无机盐为滑石粉、凹凸棒、硅酸钙、硬脂酸钙、纳米蒙脱土中的至少一种;所述的结晶促进剂为聚乙二醇、二缩水甘油醚、缩水甘油甲基丙烯酸中的至少一种。所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、油酰胺、PE蜡、微晶石蜡、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺、硅酮粉中的至少一种。所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂,优选的,所述的抗氧剂为BHT、1010、168、1076、1135、TNPP、TPP、DPDP、B900、B215中的至少一种;所述的扩链剂为1,3苯-双噁唑啉、均苯四酸二酐、广州熵能LP2500、巴斯夫扩链剂ADR-4370S中的至少一种。
一种环保阻燃玻纤增强PET材料的制备方法,包括以下步骤:1)将回收PET干燥;2)将各原料混合均匀;3)熔融挤出、造粒即可。
下面结合实施例对本发明的配方做进一步的说明:
实施例1:
一种环保阻燃玻纤增强PET材料,其配方组成如下表:
表1:环保阻燃玻纤增强PET材料的配方组成
原料 质量份
回收PET(特性粘度为0.5dl/g) 54.8
改性玻纤 30
结晶成核剂 1.3
润滑剂EBS 1
十溴二苯乙烷和锑酸钠重量比为3:1的混合物 12
广州熵能LP2500 0.5
抗氧剂1010 0.4
所述的结晶成核剂为:成核剂Surlyn、滑石粉、聚乙二醇质量比为1:0.2:0.2的混合物;所述的改性玻纤是这样制备的:将玻纤、硅烷偶联剂KH550、无水乙醇三者充分混合,30min后于100℃下烘干、研磨、过100目筛即可;其中,玻纤的用量为无水乙醇质量的30%,硅烷偶联剂的用量为玻纤质量的0.2%。
实施例2:
一种环保阻燃玻纤增强PET材料,其配方组成如下表:
表2:环保阻燃玻纤增强PET材料的配方组成
原料 质量份
回收PET(特性粘度为0.6dl/g) 50.3
改性玻纤 30
结晶成核剂 1
润滑剂季戊四醇硬脂酸酯 2
十溴二苯乙烷和锑酸钠重量比为3:1的混合物 16
广州熵能LP2500 0.3
抗氧剂1010 0.4
所述的结晶成核剂为:成核剂Surlyn、硅酸钙、聚乙二醇质量比为1:1:1的混合物;所述的改性玻纤是这样制备的:将玻纤、硅烷偶联剂KH550、无水乙醇三者充分混合,30min后于100℃下烘干、研磨、过100目筛即可;其中,玻纤的用量为无水乙醇质量的30%,硅烷偶联剂的用量为玻纤质量的0.25%。
实施例3:
一种环保阻燃玻纤增强PET材料,其配方组成如下表:
表3:环保阻燃玻纤增强PET材料的配方组成
原料 质量份
回收PET(特性粘度为0.5dl/g) 41.2
改性玻纤 45
结晶成核剂 0.9
润滑剂季戊四醇硬脂酸酯 2
十溴二苯乙烷和锑酸钠重量比为3:1的混合物 10
广州熵能LP2500 0.5
抗氧剂1010 0.4
所述的结晶成核剂为:成核剂Surlyn、硅酸钙、二缩水甘油醚质量比为1:0.5:0.5的混合物;所述的改性玻纤是这样制备的:将玻纤、硅烷偶联剂KH560、无水乙醇三者充分混合,30min后于100℃下烘干、研磨、过100目筛即可;其中,玻纤的用量为无水乙醇质量的30%,硅烷偶联剂的用量为玻纤质量的0.25%。
实施例4:
一种环保阻燃玻纤增强PET材料,其配方组成如下表:
表4:环保阻燃玻纤增强PET材料的配方组成
原料 质量份
回收PET(特性粘度为0.45dl/g) 54.8
改性玻纤 30
结晶成核剂 1
润滑剂季戊四醇硬脂酸酯 1.3
氰尿酸三聚氰胺与磷酸三苯酯重量比为3:1的混合物 12
巴斯夫扩链剂ADR-4370S 0.5
抗氧剂1076 0.4
所述的结晶成核剂为:成核剂Surlyn、硅酸钙、二缩水甘油醚质量比为1:0.6:0.5的混合物;所述的改性玻纤是这样制备的:将玻纤、硅烷偶联剂KH560、无水乙醇三者充分混合,30min后于100℃下烘干、研磨、过100目筛即可;其中,玻纤的用量为无水乙醇质量的28%,硅烷偶联剂的用量为玻纤质量的0.2%。
实施例5:
一种环保阻燃玻纤增强PET材料,其配方组成如下表:
表5:环保阻燃玻纤增强PET材料的配方组成
原料 质量份
回收PET(特性粘度为0.5dl/g) 68.7
改性玻纤 15
结晶成核剂 0.3
润滑剂季戊四醇硬脂酸酯 0.3
氰尿酸三聚氰胺与磷酸三苯酯重量比为3:1的混合物 15
巴斯夫扩链剂ADR-4370S 0.4
抗氧剂1076 0.3
所述的结晶成核剂为:成核剂Surlyn、硅酸钙、二缩水甘油醚质量比为1:0.6:0.5的混合物;所述的改性玻纤是这样制备的:将玻纤、硅烷偶联剂KH560、无水乙醇三者充分混合,30min后于100℃下烘干、研磨、过100目筛即可;其中,玻纤的用量为无水乙醇质量的28%,硅烷偶联剂的用量为玻纤质量的0.2%。
实施例6:
一种环保阻燃玻纤增强PET材料,其配方组成如下表:
表6:环保阻燃玻纤增强PET材料的配方组成
原料 质量份
回收PET(特性粘度为1.1dl/g) 40.6
改性玻纤 45
结晶成核剂 2
润滑剂季戊四醇硬脂酸酯 2
氰尿酸三聚氰胺与磷酸三苯酯重量比为3:1的混合物 10
巴斯夫扩链剂ADR-4370S 0.1
抗氧剂1076 0.3
所述的结晶成核剂为:成核剂Surlyn、纳米蒙脱土、二缩水甘油醚质量比为1:0.6:0.5的混合物;所述的改性玻纤是这样制备的:将玻纤、硅烷偶联剂KH560、无水乙醇三者充分混合,30min后于100℃下烘干、研磨、过100目筛即可;其中,玻纤的用量为无水乙醇质量的28%,硅烷偶联剂的用量为玻纤质量的0.2%。
对比例1:
一种PET复合材料,其配方组成如下表:
表7:环保阻燃玻纤增强PET材料的配方组成
原料 质量份
PET (特性粘度为0.6dl/g) 55.7
玻纤 30
成核剂Surlyn 2
润滑剂EBS 2
氰尿酸三聚氰胺 10
抗氧剂1076 0.3
对实施例1-6以及对比例1的复合材料进行性能检测,其结果如下:
表8:各PET复合材料的性能
项目 测试方法 单位 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 对比例1
拉伸强度 ASTM D638 MPa 125 118 136 116 89 140 85
弯曲强度 ASTM D638 MPa 179 167 208 168 138 214 123
弯曲模量 ASTM D790 MPa 9674 8956 11000 90085 76500 11500 72000
缺口冲击 ASTM D790 Kj/m2 10.5 8.9 11.2 9.5 8.1 11.5 6.8
热变形温度(1.8MPa) ASTM D648 235 230 238 228 210 239 198
阻燃性能 UL94 1.6mm - V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0

Claims (2)

1.一种环保阻燃玻纤增强PET材料,其特征在于:其是由以下质量份的原料组成:40-70份的回收PET、15-45份的改性玻纤、8-30份的阻燃剂、0.3-2份的结晶成核剂、0.3-2份的润滑剂、0.3-1份的抗氧剂、0.1-1份的扩链剂;所述的回收PET的粘度为0.45-1.1dl/g;所述的改性玻纤为用偶联剂处理的玻纤;所述的阻燃剂为无卤膦氮系阻燃剂或溴系阻燃剂与锑酸钠的复配物,其中,所述的溴系阻燃剂为十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂、八溴醚、四溴双酚A、六溴环十二烷中的至少一种;所述的无卤膦氮系阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺、三聚氰胺多聚磷酸盐、胶囊红磷母粒中的至少一种;所述的结晶成核剂由质量比为1:(0.2-1):(0.2-1)的乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的盐、无机盐、结晶促进剂组成;所述的乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的盐为乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的锌盐、钠盐、锂盐中的至少一种;所述的无机盐为滑石粉、凹凸棒、硅酸钙、硬脂酸钙、纳米蒙脱土中的至少一种;所述的结晶促进剂为聚乙二醇、二缩水甘油醚、缩水甘油甲基丙烯酸中的至少一种;所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、油酰胺、PE蜡、微晶石蜡、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺、硅酮粉中的至少一种;所述的抗氧剂为BHT、1010、168、1076、1135、TNPP、TPP、DPDP、B900、B215中的至少一种;所述的扩链剂为广州熵能LP2500、巴斯夫扩链剂ADR-4370S中的至少一种。
2.权利要求1所述的一种环保阻燃玻纤增强PET材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:1)将回收PET干燥;2)将各原料混合均匀;3)熔融挤出、造粒即可。
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