CN103333471A - 一种玻璃纤维增强pet树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，其特征在于，由如下以重量百分比计的原料制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯51.5～99.3％，玻璃纤维0～40.0％，增韧剂0～5.0％，扩链剂0～1.0％，封端剂0～1.0％，成核剂0.2～0.5％，偶联剂0.2～0.5％和抗氧剂0.3～0.5％。本发明的玻璃纤维增强PET树脂组合物具有较好的耐冷媒特性，可以应用于压缩机等涉及冷媒应用的产品内。

Description

一种玻璃纤维增强PET树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种玻璃纤维增强PET树脂组合物及其制备方法，属于聚合物加工领域。
背景技术
冰箱压缩机做为冰箱的主要部件，具有长期稳定性、低噪音等要求，冰箱压缩机通过冷媒材料的压缩、膨胀等循环过程，将室内的热量带到室外来达到降低室内温度的目的。冷媒材料在压缩和膨胀的流动过程中，会产生比较大的噪音，因此在压缩机内部专门有一款部件—消音器来降低冷媒材料产生的噪音。消音器目前大部分选择玻纤增强PBT材料制备，但从材料力学性能和性价比考虑，玻纤增强PET材料具有更强的竞争力。同玻纤增强PBT材料类似，应用于冰箱压缩机的玻纤增强PET材料也要具有耐冷媒性。虽然PET和PBT具有相似的结构，但由于PET中的亚乙氧基较PBT中的亚丁氧基具有更好的活性，其耐冷媒性更差，需要对选择不同的助剂来实现耐冷媒性玻纤增强PET材料的开发。
为解决冰箱压缩机消音器材料的耐冷媒性能，本发明提供了一种具有较好力学性能和耐冷媒性能的玻纤增强PET材料，能够满足冰箱压缩机等行业对于材料的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物及其制备方法，该组合物除了具有较好的耐冷媒析出功能外，同时保持了玻璃纤维增强PET树脂的高性能特性。
为了达到上述目的，本发明提供了一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，其特征在于，由如下以重量百分比计的原料制成：
Figure BDA00003485351600011
优选地，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘数为0.6-0.8ml/g。
优选地，所述的玻璃纤维为直径为10～25μm的无碱玻璃纤维。
优选地，所述的增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
优选地，所述的扩链剂为多官能环氧扩链剂。
优选地，所述的封端剂为聚碳化二亚胺。
优选地，所述的成核剂为线性长链饱和羧酸钠盐。
优选地，所述的偶联剂为氨基硅烷类偶联剂。
优选地，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。
本发明还提供了上述具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步：按重量百分比称取聚对苯二甲酸乙二醇酯、增韧剂、扩链剂、封端剂、成核剂、偶联剂和抗氧剂；
第二步：将聚对苯二甲酸乙二醇酯、增韧剂、扩链剂、封端剂、成核剂、偶联剂和抗氧剂均匀混合后进入双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机的六区加入玻璃纤维，玻璃纤维的含量通过失重式计量称来控制，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度230-240℃，二区温度240-250℃，三区温度250-260℃，四区温度250-260℃，五区温度250-260℃，六区温度250-260℃，七区温度250-260℃，八区温度250-260℃，九区温度240-250℃，主机转速200-300转/分钟；挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明采用扩链剂和封端剂作为降低低分子物质含量的助剂，玻璃纤维作为性能增强组分，制备一种同时具有较好力学性能和耐冷媒析出特性的PET树脂组合物。该PET树脂组合物能抵抗目前常用冷媒的析出，可以满足压缩机行业对塑料的要求。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。本发明各实施例中，基体树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，选用中国石化集团资产经营管理有限公司仪征分公司工程塑料厂生产的普通有光切片产品，特性粘数为0.6-0.8ml/g；短切玻璃纤维选用自重庆国际复合材料有限公司的无碱玻璃纤维，牌号为ECS 303H-3，直径为10-25μm。增韧剂采用美国杜邦公司的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)；扩链剂采用美国巴斯夫公司的ADR-4370；封端剂采用德国莱茵化工的聚碳化二亚胺Stabaxol P；成核剂采用科奈恩公司的长链线性饱和羧酸钠盐，牌号为NAV101；偶联剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷，牌号为KH550，荆州江汉精细化工有限公司生产；抗氧剂选用化学名称为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，商品名Irganox1010，瑞士汽巴精化公司生产。
实施例1
一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，由如下以重量百分比计的原料制成：PET 66.1％，ECS 303H-3 30％，PTW 2％，ADR-4370 0.5％，Stabaxol P 0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％。其制备方法为：
(1)按重量百分比称取PET 66.1％，PTW2％，ADR-4370 0.5％，Stabaxol P0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％；
(2)将PET、PTW、ADR-4370、Stabaxol P、NAV101、KH550和抗氧剂1010在高速混合器中在室温下均匀混合后进入双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机为瑞亚公司生产的75A(长径比为40)双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机的六区加入玻璃纤维，通过失重式计量称来控制玻璃纤维的含量为30％，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度235℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；主机转速250转/分钟，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
实施例2
一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，由如下以重量百分比计的原料制成：PET 96.1％，PTW2％，ADR-4370 0.5％，Stabaxol P 0.5％，NAV1010.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％。其制备方法为：
(1)按重量百分比称取PET 96.1％，PTW 2％，ADR-4370 0.5％，Stabaxol P0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％；
(2)将PET、PTW、ADR-4370、Stabaxol P、NAV101、KH550和抗氧剂1010在高速混合器中在室温下均匀混合后进入双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机为瑞亚公司生产的75A(长径比为40)双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度235℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；主机转速250转/分钟，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
实施例3
一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，由如下以重量百分比计的原料制成：PET 81.1％，ECS 303H-3 15％，PTW 2％，ADR-4370 0.5％，StabaxolP 0.5％，NAV10 10.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％。其制备方法为：
(1)按重量百分比称取PET 96.1％，PTW 2％，ADR-4370 0.5％，Stabaxol P0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％；
(2)将PET、PTW、ADR-4370、Stabaxol P、NAV101、KH550和抗氧剂1010在高速混合器中在室温下均匀混合后进入双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机为瑞亚公司生产的75A(长径比为40)双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机的六区加入玻璃纤维，通过失重式计量称来控制玻璃纤维的含量为15％，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度235℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；主机转速250转/分钟，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
实施例4
一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，由如下以重量百分比计的原料制成：PET 68.1％，ECS 303H-3 30％，PTW 2％，ADR-4370 0.5％，StabaxolP 0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％。其制备方法为：
(1)按重量百分比称取PET 68.1％，PTW 2％，ADR-4370 0.5％，Stabaxol P0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％；
(2)将PET、PTW、ADR-4370、Stabaxol P、NAV101、KH550和抗氧剂1010在高速混合器中在室温下均匀混合后进入双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机为瑞亚公司生产的75A(长径比为40)双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机的六区加入玻璃纤维，通过失重式计量称来控制玻璃纤维的含量为30％，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度235℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；主机转速250转/分钟，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
实施例5
一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，由如下以重量百分比计的原料制成：PET 63.1％，ECS 303H-3 30％，PTW 5％，ADR-4370 0.5％，StabaxolP 0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％。其制备方法为：
(1)按重量百分比称取PET 63.1％，PTW 5％，ADR-4370 0.5％，Stabaxol P0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％；
(2)将PET、PTW、ADR-4370、Stabaxol P、NAV101、KH550和抗氧剂1010在高速混合器中在室温下均匀混合后进入双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机为瑞亚公司生产的75A(长径比为40)双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机的六区加入玻璃纤维，通过失重式计量称来控制玻璃纤维的含量为30％，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度235℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；主机转速250转/分钟，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
实施例6
一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，由如下以重量百分比计的原料制成：PET 66.6％，ECS 303H-3 30％，PTW 2％，Stabaxol P 0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％。其制备方法为：
(1)按重量百分比称取PET 66.6％，PTW 2％，Stabaxol P 0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％；
(2)将PET、PTW、Stabaxol P、NAV101、KH550和抗氧剂1010在高速混合器中在室温下均匀混合后进入双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机为瑞亚公司生产的75A(长径比为40)双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机的六区加入玻璃纤维，通过失重式计量称来控制玻璃纤维的含量为30％，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度235℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；主机转速250转/分钟，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
实施例7
一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，由如下以重量百分比计的原料制成：PET 66.6％，ECS 303H-3 30％，PTW 2％，ADR-4370 0.5％，NAV1010.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％。其制备方法为：
(1)按重量百分比称取PET 66.6％，PTW 2％，ADR-4370 0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％；
(2)将PET、PTW、ADR-4370、NAV101、KH550和抗氧剂1010在高速混合器中在室温下均匀混合后进入双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机为瑞亚公司生产的75A(长径比为40)双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机的六区加入玻璃纤维，通过失重式计量称来控制玻璃纤维的含量为30％，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度235℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；主机转速250转/分钟，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
实施例8
一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，由如下以重量百分比计的原料制成：PET 65.6％，ECS 303H-3 30％，PTW 2％，ADR-4370 0.5％，StabaxolP 1％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％。其制备方法为：
(1)按重量百分比称取PET 65.6％，PTW 2％，ADR-4370 0.5％，Stabaxol P1％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％；
(2)将PET、PTW、ADR-4370、Stabaxol P、NAV101、KH550和抗氧剂1010在高速混合器中在室温下均匀混合后进入双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机为瑞亚公司生产的75A(长径比为40)双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机的六区加入玻璃纤维，通过失重式计量称来控制玻璃纤维的含量为30％，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度235℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；主机转速250转/分钟，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
实施例9
一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，由如下以重量百分比计的原料制成：PET 65.6％，ECS 303H-3 30％，PTW 2％，ADR-4370 1％，StabaxolP 0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％。其制备方法为：
(1)按重量百分比称取PET 65.6％，PTW 2％，ADR-4370 1％，Stabaxol P0.5％，NAV101 0.3％，KH550 0.3％和抗氧剂1010 0.3％；
(2)将PET、PTW、ADR-4370、Stabaxol P、NAV101、KH550和抗氧剂1010在高速混合器中在室温下均匀混合后进入双螺杆挤出机，所述的双螺杆挤出机为瑞亚公司生产的75A(长径比为40)双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机的六区加入玻璃纤维，通过失重式计量称来控制玻璃纤维的含量为30％，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度235℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；主机转速250转/分钟，挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
对比例1
将PET重量比为67.1％，PTW重量比为2％，NAV101重量比为0.3％，KH550重量比为0.3％，1010重量比为0.3％，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，玻璃纤维从双螺杆挤出机中部加入，玻璃纤维含量为30％。加工条件为：一区温度235℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；主机转速250转/分钟。
对比例2
将PET重量比为97.1％，PTW重量比为2％，NAV101重量比为0.3％，KH550重量比为0.3％，1010重量比为0.3％，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件为：一区温度235℃，二区温度245℃，三区温度255℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度260℃，八区温度260℃，九区温度245℃；主机转速250转/分钟。
性能测试
缺口冲击强度按ASTM D256标准进行测试，试样尺寸为64mm×12.7mm×3.2mm，缺口深度为2.2mm。测试设备为美国Willow Grove公司的Tinius Olisen冲击试验机。
拉伸性能测试按ASTM D638标准进行测试，试样尺寸为168mm×13mm×3.2mm，测试速度为50mm/min。测试设备为德国Zwick公司的电子拉力实验机。
弯曲性能的测试按ASTM D790标准进行测试，试样尺寸为64mm×12.7mm×3.2mm，跨距为50mm，测试速度为1.26mm/min。测试设备为德国Zwick公司的电子拉力实验机。
耐冷媒性能评价：通过在高压釜内采用冷媒和冷冻机油混合液体对材料进行萃取来测试材料的耐冷媒性。冷媒采用R22(二氟一氯甲烷)，冷冻机油采用昆仑4GS，冷媒和冷冻机油比例为1∶3。萃取温度为150℃，萃取时间为336小时。
实施例和对比例配方及性能比较
Figure BDA00003485351600081
从上表中可以看出，扩链剂和封端剂的加入可以显著提高玻纤增强PET的耐冷媒性，同时对于材料的力学性能影响较小。通过本发明可以制备具有较好耐冷媒性和尺寸稳定性的玻纤增强PET产品。

Claims (10)

1.一种具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，其特征在于，由如下以重量百分比计的原料制成：
Figure FDA00003485351500011
2.如权利要求1所述的具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，其特征在于，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘数为0.6-0.8ml/g。
3.如权利要求1所述的具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，其特征在于，所述的玻璃纤维为直径为10～25μm的无碱玻璃纤维。
4.如权利要求1所述的具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，其特征在于，所述的增韧剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
5.如权利要求1所述的具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，其特征在于，所述的扩链剂为多官能环氧扩链剂。
6.如权利要求1所述的具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，其特征在于，所述的封端剂为聚碳化二亚胺。
7.如权利要求1所述的具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，其特征在于，所述的成核剂为线性长链饱和羧酸钠盐。
8.如权利要求1所述的具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，其特征在于，所述的偶联剂为氨基硅烷类偶联剂。
9.如权利要求1所述的具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，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。
10.权利要求1-9任一项所述的具有耐冷媒析出特性的玻璃纤维增强PET树脂组合物，其特征在于，具体步骤为：
第一步：按重量百分比称取聚对苯二甲酸乙二醇酯、增韧剂、扩链剂、封端剂、成核剂、偶联剂和抗氧剂；
第二步：将聚对苯二甲酸乙二醇酯、增韧剂、扩链剂、封端剂、成核剂、偶联剂和抗氧剂均匀混合后进入双螺杆挤出机，在双螺杆挤出机的六区加入玻璃纤维，玻璃纤维的含量通过失重式计量称来控制，双螺杆挤出机的工艺参数为：一区温度230-240℃，二区温度240-250℃，三区温度250-260℃，四区温度250-260℃，五区温度250-260℃，六区温度250-260℃，七区温度250-260℃，八区温度250-260℃，九区温度240-250℃，主机转速200-300转/分钟；挤出后冷却、干燥、切粒即得成品。
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