CN104072929A - 一种蒙脱土填充pet材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蒙脱土填充PET材料及其制备方法，称取PET、十溴二苯乙烷、蒙脱土、三氧化二铝、对羟基苯磺酸、滑石粉、2,6-二氨基己酸盐酸盐、玻璃纤维、对氨基苯甲酸、正丁基丙烯酸酯、偶联剂、乙烯、甲基四氢苯酐和成核剂，将原料经过捏合后造粒；产品冲击强度50-60kJ/m2，成炭率7.2%-7.5%，弯曲模量3600-3800MPa，氧指数26%-36%，拉伸强度77-80MPa，断裂伸长率7%-11%，热变形温度130-150℃，弯曲强度120-130MPa，可以广泛生产并不断代替现有材料。

Description

一种蒙脱土填充PET材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种PET材料，尤其涉及一种蒙脱土填充PET材料及其制备方法，属于塑料材料技术领域。 
背景技术
PET，为高聚合物，由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来。对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二醇发生酯化反应所得。PET 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。
PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。①纤维级聚酯用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝，是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料，涤纶作为化纤中产量最大的品种。②非纤维级聚酯还有瓶类、薄膜等用途，广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域，其中包装是聚酯最大的非纤应用市场，同时也是PET增长最快的领域。
蒙脱土系蒙皂石粘土经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成，平均晶片厚度小于25nm，是最有商业用途的无机高分子类增稠剂。具有良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。在聚合物中的应用可以在聚合物时添加，也可以在熔融时共混添加。
蒙脱土主要成分蒙脱石，是由两层Si—O四面体和一层Al-O八面体，组成的层状硅酸盐晶体，层内含有阳离子主要是钠离子，镁离子，钙离子，其次有钾离子，锂离子等。蒙脱土的纳米有机改性目的是为了：将层内亲水层转变为疏水层，从而使高聚物与蒙脱土有更好的界面相容性。
中国专利CN102408624A，公开日为2012年4月11日，公开了一种蒙脱土-EVOH-PET复合材料及其制备方法，主要采用蒙脱土、马来酸酐、聚对苯二甲酸乙二醇酯和乙烯乙醇共聚物制成，解决了抗冲性和耐热性存在的缺陷，但是拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和氧指数等没有改进，随着社会城市化、科技化、人性化的发展，设计一种拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和氧指数高、成炭率高和弯曲模量高的蒙脱土填充PET材料及其制备方法，以满足市场需求，是非常必要的。 
发明内容
解决的技术问题：
本申请针对现有蒙脱土填充PET材料拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度、氧指数、成炭率和弯曲模量没有很大改进的技术问题，提供一种利用蒙脱土填充PET材料及其制备方法。
技术方案：
一种蒙脱土填充PET材料，原料按重量份数配比如下：PET100份；十溴二苯乙烷8-14份；蒙脱土5-15份；三氧化二铝1-5份；对羟基苯磺酸5-25份；滑石粉5-10份；2,6-二氨基己酸盐酸盐1-10份；玻璃纤维30-40份；对氨基苯甲酸10-20份；正丁基丙烯酸酯25-35份；偶联剂15-25份；乙烯10-30份；甲基四氢苯酐2-8份；成核剂15-35份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述蒙脱土填充PET材料的原料按重量份数配比如下：PET100份；十溴二苯乙烷10-12份；蒙脱土7-13份；三氧化二铝2-4份；对羟基苯磺酸10-20份；滑石粉6-8份；2,6-二氨基己酸盐酸盐3-7份；玻璃纤维33-37份；对氨基苯甲酸12-28份；正丁基丙烯酸酯27-33份；偶联剂18-28份；乙烯15-25份；甲基四氢苯酐4-6份；成核剂20-30份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述蒙脱土填充PET材料的原料按重量份数配比如下：PET100份；十溴二苯乙烷11份；蒙脱土10份；三氧化二铝3份；对羟基苯磺酸15份；滑石粉8份；2,6-二氨基己酸盐酸盐5份；玻璃纤维35份；对氨基苯甲酸15份；正丁基丙烯酸酯30份；偶联剂20份；乙烯20份；甲基四氢苯酐5份；成核剂25份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述偶联剂采用硅烷偶联剂kh570。
作为本发明的一种优选技术方案：所述成核剂采用SBS或EPDM。
所述蒙脱土填充PET材料的制备方法步骤为：
第一步：按重量份数配比称取所有原料，将PET在100℃下干燥8h，PET、十溴二苯乙烷、对羟基苯磺酸、蒙脱土、玻璃纤维和三氧化二铝混合均匀，依次加入正丁基丙烯酸酯、乙烯、甲基四氢苯酐和对氨基苯甲酸，搅拌后加入剩余原料，搅拌均匀；
第二步：将上述搅拌均匀的原料放入捏合机，混合30-50min；
第三步：将第二步混合后的物料投放到长径比为45：1的双螺杆挤出机中熔融造粒，各段温度设置为：160℃、250℃、250℃、252℃、255℃、255℃、255℃、250℃、250℃，机头240℃，螺杆转速80-100r/min。
有益效果：
本发明所述一种蒙脱土填充PET材料及其制备方法采用以上技术方案和现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品冲击强度50-60kJ/m2，比纯PET增加25%，成炭率7.2%-7.5%，比纯PET增加465%；2、弯曲模量3600-3800MPa，比纯PET增加40%，氧指数26%-36%，比纯PET增加5%；3、拉伸强度77-80MPa，比纯PET提高10%，断裂伸长率7%-11%，比纯PET降低43%；4、热变形温度130-150℃，比纯PET提高了30-50℃，弯曲强度120-130MPa，可以广泛生产并不断代替现有材料。 
具体实施方式
实施例1:
按重量份数配比称取PET100份；十溴二苯乙烷8份；蒙脱土5份；三氧化二铝1份；对羟基苯磺酸5份；滑石粉5份；2,6-二氨基己酸盐酸盐1份；玻璃纤维30份；对氨基苯甲酸10份；正丁基丙烯酸酯25份；硅烷偶联剂kh570为15份；乙烯10份；甲基四氢苯酐2份；SBS15份，按重量份数配比称取所有原料，将PET在100℃下干燥8h，再与十溴二苯乙烷、对羟基苯磺酸、蒙脱土、玻璃纤维和三氧化二铝混合均匀，依次加入正丁基丙烯酸酯、乙烯、甲基四氢苯酐和对氨基苯甲酸，搅拌后加入剩余原料，搅拌均匀后放入捏合机，混合30min，再投放到长径比为45：1的双螺杆挤出机中熔融造粒，各段温度设置为：160℃、250℃、250℃、252℃、255℃、255℃、255℃、250℃、250℃，机头240℃，螺杆转速80r/min。
产品冲击强度50kJ/m2，成炭率7.2%，弯曲模量3600MPa，氧指数26%，拉伸强度77MPa，断裂伸长率11%，热变形温度130℃，弯曲强度120MPa。 
实施例2:
按重量份数配比称取PET100份；十溴二苯乙烷14份；蒙脱土15份；三氧化二铝5份；对羟基苯磺酸25份；滑石粉10份；2,6-二氨基己酸盐酸盐10份；玻璃纤维40份；对氨基苯甲酸20份；正丁基丙烯酸酯35份；硅烷偶联剂kh570为25份；乙烯30份；甲基四氢苯酐8份；SBS35份，按重量份数配比称取所有原料，将PET在100℃下干燥8h，再与十溴二苯乙烷、对羟基苯磺酸、蒙脱土、玻璃纤维和三氧化二铝混合均匀，依次加入正丁基丙烯酸酯、乙烯、甲基四氢苯酐和对氨基苯甲酸，搅拌后加入剩余原料，搅拌均匀后放入捏合机，混合50min，再投放到长径比为45：1的双螺杆挤出机中熔融造粒，各段温度设置为：160℃、250℃、250℃、252℃、255℃、255℃、255℃、250℃、250℃，机头240℃，螺杆转速100r/min。
产品冲击强度52kJ/m2，成炭率7.3%，弯曲模量3650MPa，氧指数28%，拉伸强度78MPa，断裂伸长率10%，热变形温度132℃，弯曲强度122MPa。 
实施例3:
按重量份数配比称取PET100份；十溴二苯乙烷10份；蒙脱土7份；三氧化二铝2份；对羟基苯磺酸10份；滑石粉6份；2,6-二氨基己酸盐酸盐3份；玻璃纤维33份；对氨基苯甲酸12份；正丁基丙烯酸酯27份；硅烷偶联剂kh570为18份；乙烯15份；甲基四氢苯酐4份；EPDM20份，按重量份数配比称取所有原料，将PET在100℃下干燥8h，再与十溴二苯乙烷、对羟基苯磺酸、蒙脱土、玻璃纤维和三氧化二铝混合均匀，依次加入正丁基丙烯酸酯、乙烯、甲基四氢苯酐和对氨基苯甲酸，搅拌后加入剩余原料，搅拌均匀后放入捏合机，混合35min，再投放到长径比为45：1的双螺杆挤出机中熔融造粒，各段温度设置为：160℃、250℃、250℃、252℃、255℃、255℃、255℃、250℃、250℃，机头240℃，螺杆转速85r/min。
产品冲击强度55kJ/m2，成炭率7.4%，弯曲模量3700MPa，氧指数30%，拉伸强度78MPa，断裂伸长率9%，热变形温度140℃，弯曲强度125MPa。 
实施例4:
按重量份数配比称取PET100份；十溴二苯乙烷12份；蒙脱土13份；三氧化二铝4份；对羟基苯磺酸20份；滑石粉8份；2,6-二氨基己酸盐酸盐7份；玻璃纤维37份；对氨基苯甲酸28份；正丁基丙烯酸酯33份；硅烷偶联剂kh570为28份；乙烯25份；甲基四氢苯酐6份；EPDM30份，按重量份数配比称取所有原料，将PET在100℃下干燥8h，再与十溴二苯乙烷、对羟基苯磺酸、蒙脱土、玻璃纤维和三氧化二铝混合均匀，依次加入正丁基丙烯酸酯、乙烯、甲基四氢苯酐和对氨基苯甲酸，搅拌后加入剩余原料，搅拌均匀后放入捏合机，混合45min，再投放到长径比为45：1的双螺杆挤出机中熔融造粒，各段温度设置为：160℃、250℃、250℃、252℃、255℃、255℃、255℃、250℃、250℃，机头240℃，螺杆转速95r/min。
产品冲击强度58kJ/m2，成炭率7.4%，弯曲模量3750MPa，氧指数33%，拉伸强度79MPa，断裂伸长率8%，热变形温度145℃，弯曲强度128MPa。 
实施例5:
按重量份数配比称取PET100份；十溴二苯乙烷11份；蒙脱土10份；三氧化二铝3份；对羟基苯磺酸15份；滑石粉8份；2,6-二氨基己酸盐酸盐5份；玻璃纤维35份；对氨基苯甲酸15份；正丁基丙烯酸酯30份；硅烷偶联剂kh570为20份；乙烯20份；甲基四氢苯酐5份；EPDM25份，按重量份数配比称取所有原料，将PET在100℃下干燥8h，再与十溴二苯乙烷、对羟基苯磺酸、蒙脱土、玻璃纤维和三氧化二铝混合均匀，依次加入正丁基丙烯酸酯、乙烯、甲基四氢苯酐和对氨基苯甲酸，搅拌后加入剩余原料，搅拌均匀后放入捏合机，混合40min，再投放到长径比为45：1的双螺杆挤出机中熔融造粒，各段温度设置为：160℃、250℃、250℃、252℃、255℃、255℃、255℃、250℃、250℃，机头240℃，螺杆转速90r/min。
产品冲击强度60kJ/m2，成炭率7.5%，弯曲模量3800MPa，氧指数36%，拉伸强度80MPa，断裂伸长率7%，热变形温度150℃，弯曲强度130MPa。
以上实施例中的所有组分均可以商业购买。
上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在和本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种蒙脱土填充PET材料，其特征在于，所述蒙脱土填充PET材料的原料按重量份数配比如下：PET100份；十溴二苯乙烷8-14份；蒙脱土5-15份；三氧化二铝1-5份；对羟基苯磺酸5-25份；滑石粉5-10份；2,6-二氨基己酸盐酸盐1-10份；玻璃纤维30-40份；对氨基苯甲酸10-20份；正丁基丙烯酸酯25-35份；偶联剂15-25份；乙烯10-30份；甲基四氢苯酐2-8份；成核剂15-35份。
2.根据权利要求1所述的一种蒙脱土填充PET材料，其特征在于，所述蒙脱土填充PET材料的原料按重量份数配比如下：PET100份；十溴二苯乙烷10-12份；蒙脱土7-13份；三氧化二铝2-4份；对羟基苯磺酸10-20份；滑石粉6-8份；2,6-二氨基己酸盐酸盐3-7份；玻璃纤维33-37份；对氨基苯甲酸12-28份；正丁基丙烯酸酯27-33份；偶联剂18-28份；乙烯15-25份；甲基四氢苯酐4-6份；成核剂20-30份。
3.根据权利要求1所述的一种蒙脱土填充PET材料，其特征在于，所述蒙脱土填充PET材料的原料按重量份数配比如下：PET100份；十溴二苯乙烷11份；蒙脱土10份；三氧化二铝3份；对羟基苯磺酸15份；滑石粉8份；2,6-二氨基己酸盐酸盐5份；玻璃纤维35份；对氨基苯甲酸15份；正丁基丙烯酸酯30份；偶联剂20份；乙烯20份；甲基四氢苯酐5份；成核剂25份。
4.根据权利要求1所述的一种蒙脱土填充PET材料，其特征在于，所述偶联剂采用硅烷偶联剂kh570。
5.根据权利要求1所述的一种蒙脱土填充PET材料，其特征在于：所述成核剂采用SBS或EPDM。
6.一种权利要求1所述蒙脱土填充PET材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：按重量份数配比称取所有原料，将PET在100℃下干燥8h，PET、十溴二苯乙烷、对羟基苯磺酸、蒙脱土、玻璃纤维和三氧化二铝混合均匀，依次加入正丁基丙烯酸酯、乙烯、甲基四氢苯酐和对氨基苯甲酸，搅拌后加入剩余原料，搅拌均匀；
第二步：将上述搅拌均匀的原料放入捏合机，混合30-50min；
第三步：将第二步混合后的物料投放到长径比为45：1的双螺杆挤出机中熔融造粒，各段温度设置为：160℃、250℃、250℃、252℃、255℃、255℃、255℃、250℃、250℃，机头240℃，螺杆转速80-100r/min。
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