CN103849123A - 一种高强度低密度改性pet材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种高强度低密度改性聚对苯二甲酸乙二醇酯材料及其制备方法。本发明的高强度低密度聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料由包含以下重量份的组分制成：PET 40-50份，玻璃纤维30-40份，玻璃微珠10-20份，润滑剂0.3-0.6份，抗氧剂0.3-0.6份，偶联剂0.6-1份，成核剂0.2-0.7份。本发明的材料具有高强度，低密度等特点，同时其成本得到很大程度的降低，使其适用范围得到更大的扩展。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，涉及一种改性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种综合性能优异的工程塑料。PET具具有优良的机械性能．刚性高．硬度大，吸水性很小，尺寸稳定性好。韧性好，耐冲击、耐摩擦、耐蠕变。耐化学性好，溶于甲酚、浓硫酸、硝基苯、三氯醋酸、氯苯酚，不溶于甲醇、乙醇、丙酮、烷烃等特点。其本身主要通过吹塑成为各种瓶，作为容器，及纺制成纤维应用。作为工程塑料其可替代尼龙及聚对苯二甲酸丁二醇酯在电子电器及汽车工业中应用。
但PET也有缺点，其结晶速率慢，本身强度不足以承担高强度应用要求，密度大，比其他工程塑料密度大30%左右等。这些都制约了PET在生产生活中的应用。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术中存在的缺陷而提供一种高强度低密度改性聚对苯二甲酸乙二醇酯材料及其制备方法。该材料具有高强度高模量，同时密度降低到与其他工程塑料相同的程度，使其成本得到很大程度的降低，使其适用范围得到更大的扩展。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种改性聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，由包含以下重量份的组分制成：
所述的玻璃微珠为中空玻璃微珠，其平均密度为0.3-0.6g/cm3。
所述的玻璃纤维为连续玻璃纤维，其直径为10-15μm，优选为10-12μm。
所述的润滑剂选自硬脂醇、硅酮或季戊四醇硬脂酸酯（PETS）中的一种或一种以上。
所述的抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯（抗氧剂1010）、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076），或抗氧剂P262（抗氧剂P262为受阻酚稳定剂与加工稳定剂亚磷酸酯复配而成的抗氧剂）中的一种或一种以上。
所述的成核剂选自饱和羧酸钠盐（成核剂NaV101）或乙烯/甲基丙烯酸共聚物的离聚物（成核剂Surlyn）。
所述的偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（偶联剂KH-570）或γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷（偶联剂KH-560）中的一种或一种以上。
一种上述的聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，包括以下步骤：
按上述配比称取各组分原料，将PET 40-50份，润滑剂0.3-0.6份，抗氧剂0.3-0.6份，偶联剂0.6-1份，成核剂0.2-0.7份，经高混机高速混匀；得到的混合料倒入双螺杆出机主喂料口，再将30-40份玻璃纤维通过后端玻纤加入口加入，将10-20份玻璃微珠从侧喂料口加入，经螺杆挤出机拉条切粒得到产品。
所述的高混机的混合条件为转速为800-1000rpm，常温，混合时间为3-6min。
所述的双螺杆机的挤出温度为260-280℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种高强度低密度聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，该材料通过玻纤增强PET使PET具有高强度高模量，可以替代尼龙，PBT等工程塑料在电子电器及汽车等行业的应用，同时PET价格低廉，综合成本不高可以更大程度扩大器应用领域。同时密度降低到与其他工程塑料相同的程度，在一些对密度要求较为严格的行业，其应用也不会受到制约。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
以下实施例中对产品的测试标准都是按照ASTM标准测试。
实施例1
将40份PET，0.3份硅酮，0.1份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂1076，0.2份成核剂Surlyn，0.6份偶联剂KH-570用高混机高速混合，转速为800rpm，常温，混合时间为6min；得到的混合料倒入螺杆挤出机主喂料口，再将40份连续玻璃纤维（直径为12μm）通过后端玻纤加入口加入，10份中空玻璃微珠（平均密度为0.5g/cm3）通过侧喂料口加入，控制挤出机温度在260-280℃，将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，产品相关性能测试见表1。
实施例2
将50份PET，0.3份润滑剂PETS，0.2份抗氧剂1010、0.4份抗氧剂1076，0.5份成核剂Surlyn，0.7份偶联剂KH-570用高混机高速混合，转速为1000rpm，常温，混合时间为3min；得到的混合料倒入螺杆挤出机主喂料口，再将30份连续玻璃纤维（直径为10μm）通过后端玻纤加入口加入，20份中空玻璃微珠（平均密度为0.4g/cm3）通过侧喂料口加入，控制挤出机温度在260-280℃，将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品。
实施例3
将50份PET，0.3份润滑剂硬脂醇，0.5份抗氧剂P262，0.7份成核剂Surlyn，0.8份偶联剂KH-570用高混机高速混合，转速为900rpm，常温，混合时间为5min；得到的混合料倒入螺杆挤出机主喂料口，再将35份连续玻璃纤维（直径为12μm）通过后端玻纤加入口加入，15份中空玻璃微珠（平均密度为0.6g/cm3）通过侧喂料口加入，控制挤出机温度在260-280℃，将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品。
实施例4
将45份PET，0.4份硅酮，0.2份抗氧剂1010，0.2份抗氧剂1076，0.5份成核剂NaV1011，1份偶联剂KH-560用高混机高速混合，转速为900rpm，常温，混合时间为5min；得到的混合料倒入螺杆挤出机主喂料口，再将30份连续玻璃纤维（直径为15μm）通过后端玻纤加入口加入，15份中空玻璃微珠（平均密度为0.5g/cm3）通过侧喂料口加入，控制挤出机温度在260-280℃，将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品。
实施例5
将50份PET，0.5份硅酮，0.4份抗氧剂1076，0.5份成核剂NaV1011，0.9份偶联剂KH-560用高混机高速混合，转速为1000rpm，常温，混合时间为6min；得到的混合料倒入螺杆挤出机主喂料口，再将35份连续玻璃纤维（直径为13μm）通过后端玻纤加入口加入，20份中空玻璃微珠（平均密度为0.6g/cm3）通过侧喂料口加入，控制挤出机温度在260-280℃，将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，产品相关性能测试见表1。
实施例6
将40份PET，0.6份润滑剂硬脂醇，0.3份抗氧剂1076，0.5份成核剂NaV1011，1份偶联剂KH-560用高混机高速混合，转速为800rpm，常温，混合时间为4min；得到的混合料倒入螺杆挤出机主喂料口，再将40份连续玻璃纤维（直径为10μm）通过后端玻纤加入口加入，20份中空玻璃微珠（平均密度为0.3g/cm3）通过侧喂料口加入，控制挤出机温度在260-280℃，将混合物料经双螺杆挤出机拉条切粒即可得到产品，产品相关性能测试见表1。
表1
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例5 | 实施例6 |
| 拉伸强度MPa | 156 | 119 | 132 |
| 断裂伸长率% | 6.2 | 8.9 | 9.2 |
| 弯曲强度MPa | 255 | 211 | 233 |
| 弯曲模量MPa | 15500 | 8362 | 9607 |
| 简支梁缺口冲击强度KJ/m2 | 8.5 | 7.9 | 7 |
| 简支梁无缺口冲击强度KJ/m2 | 76 | 70 | 53 |
| 密度g/cm3 | 1.73 | 1.40 | 1.55 |
通过表1，本发明提供一种高强度低密度聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，该材料通过玻纤增强PET使PET具有高强度高模量，可以替代尼龙，PBT等工程塑料在电子电器及汽车等行业的应用，同时PET价格低廉，综合成本不高可以更大程度扩大器应用领域。同时密度降低到与其他工程塑料相同的程度，在一些对密度要求较为严格的行业，其应用也不会受到制约。
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 (10)
1.一种改性聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，其特征在于：由包含以下重量份的组分制成：
2.根据权利要求1所述的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，其特征在于：所述的玻璃微珠为中空玻璃微珠，其平均密度为0.3-0.6g/cm3。
3.根据权利要求1所述的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为连续玻璃纤维，其直径为10-15μm，优选为10-12μm。
4.根据权利要求1所述的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，其特征在于：所述的润滑剂选自硬脂醇、硅酮或季戊四醇硬脂酸酯中的一种或一种以上。
5.根据权利要求1所述的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，其特征在于：所述的抗氧剂选自四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯或抗氧剂P262中的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，其特征在于：所述的成核剂选自饱和羧酸钠盐或乙烯/甲基丙烯酸共聚物的离聚物。
7.根据权利要求1所述的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯材料，其特征在于：所述的偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一种或一种以上。
8.一种权利要求1-7中任一所述的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：按权利要求1所述的配比称取各组分原料：将PET 40-50份，润滑剂0.3-0.6份，抗氧剂0.3-0.6份，偶联剂0.6-1份，成核剂0.2-0.7份，经高混机高速混匀；得到的混合料倒入双螺杆出机主喂料口，再将30-40份玻璃纤维通过后端玻纤加入口加入，将10-20份玻璃微珠从侧喂料口加入，经螺杆挤出机拉条切粒得到产品。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的高混机的混合条件为转速为800-1000rpm，常温，混合时间为3-6min。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆机的挤出温度为260-280℃。
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