CN104231572A - 一种低浮纤低翘曲高韧性阻燃pet/petg复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料及制备方法，涉及高分子材料领域。该复合材料是将30～50份PET树脂、5～20份PETG树脂、0.1～1份偶联剂、2～8份增韧剂、11～15份阻燃剂、0～1份成核剂、0.1～1份抗氧剂、0.1～1份润滑剂混合，然后在双螺杆挤出机挤出过程中加入15～30份异形玻璃纤维挤出造粒制作而成。本发明利用了PETG树脂与PET树脂相容性较好的特性；阻燃体系PETG、增韧剂和成核剂的加入，使复合材料的加工性能、表面性能和冲击性能得到较大改善的同时，对其他性能影响较小；同时，PETG、异形玻璃纤维的加入，也使材料的结晶温度和结晶率降低，翘曲度减小。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种将PET、PETG、阻燃剂、增韧剂、异形玻璃纤维及相关加工助剂按一定的配比共混造粒制成低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是热塑性聚合物，PET在较宽的温度范围内能够保持优良的物理性能和力学性能，它的耐疲劳性、耐摩擦性优良，耐老化性优异，电绝缘性突出，在大多数有机溶剂和无机酸中性能稳定；但在阻燃PET中，其冲击强度低、成核速度慢、结晶温度高(220℃)，容易产生冷结晶、加工制品容易产生尺寸不稳定和表面效果差的问题。PETG是一种透明、非结晶型共聚酯，PETG它是由对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)三种单体用酯交换法缩聚的产物，PETG具有突出的韧性和高抗冲击强度，其抗冲击强度是改性聚丙烯酸酯类的3～10倍，并具有很宽的加工范围，高的机械强度和优异的柔性，但其热变形温度太低，只有75℃，会带来很多不变，如干燥比较麻烦，且难干燥，而且表面硬度也较差，制品手摸后容易留下指纹，就目前的行情来说，性价比也不高。
发明内容
针对上述问题，本发明着重在增强阻燃基础上，提供一种低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料，此复合材料表面性能、加工性能好，强度、阻燃性能和耐热性能高，适用于暖风机出风口、小型直流电机的线圈框架、大型线圈骨架、分流器、开关或配电装置的零件和外壳、照明灯插座、发动机真空泵壳体、发动机凸轮盖和闸、风挡刮水器马达外壳和托等部件。具体方案如下：
一种低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料，包括以下重量份组分：
优选的，所述的PET树脂特性粘度为0.6～0.8；PETG树脂的特性粘度为0.6～1.0。
优选的，所述的偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷，使复合材料各成分之间能较好的相容。
优选的，所述的增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物，可提高复合材料的韧性和耐寒性。
优选的，所述的阻燃剂为溴化环氧树脂与锑酸钠按1:3～5比例混合而成，使复合材料达到阻燃V0级。
优选的，所述的成核剂为羧酸钠盐和滑石粉按1:1～4比例混合而成，可提高复合材料的加工性能。
优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成，进一步的，受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂按1:1复配；所述的受阻酚类抗氧剂为β(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸季戊四醇酯，所述的亚磷酸酯类抗氧剂为双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
优选的，所述的润滑剂为季戊四醇。
优选的，所述的异形玻璃纤维为无碱异形玻璃纤维。
进一步的，本发明还提供一种上述低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料的制备方法，包括以下步骤：将PET树脂、PETG树脂、偶联剂、增韧剂、阻燃剂、成核剂、抗氧剂、润滑剂按重量份混合，然后在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维挤出造粒，挤出机温度控制在200～270℃，螺杆转速在300r/min。
本发明的有益效果：本发明提供的PET/PETG复合材料，是以PET树脂、PETG树脂、阻燃剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂、偶联剂、异形玻璃纤维、成核剂经双螺杆高温高剪切混合而成。PETG树脂与PET树脂相容性较好，阻燃体系PETG、增韧剂和成核剂的加入，使复合材料的加工性能、表面性能和冲击性能得到较大的改善的同时，对其他性能影响较小；同时，PETG、异形玻璃纤维的加入，可进一步改善材料的取向和加工，从而改善材料翘曲，也使材料的结晶温度和结晶率降低，翘曲度减小。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明。
实施例1
将30份PET树脂、5份PETG树脂、0.1偶联剂、2份增韧剂、11份阻燃剂、0.5份成核剂、0.1份抗氧剂、0.1份润滑剂混合，然后将混合物在双螺杆挤出机螺杆转速300r/min，挤出温度200～270℃条件下的挤出过程中加入15份异形玻璃纤维挤出造粒，得到复合材料。
PET树脂特性粘度为0.7；PETG树脂的特性粘度为0.8；偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷；增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；阻燃剂为溴化环氧树脂与锑酸钠按1:3比例混合而成；成核剂为羧酸钠盐和滑石粉按1:1比例混合而成；抗氧剂为β(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸季戊四醇酯和双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯按1:1复配而成；润滑剂为季戊四醇；异形玻璃纤维为无碱异形玻璃纤维。
实施例2
将40份PET树脂、15份PETG树脂、0.5偶联剂、5份增韧剂、13份阻燃剂、0.5份成核剂、0.5份抗氧剂、0.5份润滑剂混合，然后将混合物在双螺杆挤出机螺杆转速300r/min，挤出温度200～270℃条件下的挤出过程中加入20份异形玻璃纤维挤出造粒，得到复合材料。
PET树脂特性粘度为0.8；PETG树脂的特性粘度为0.9；偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷；增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；阻燃剂为溴化环氧树脂与锑酸钠按1:4比例混合而成；成核剂为羧酸钠盐和滑石粉按1:2比例混合而成；抗氧剂为β(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸季戊四醇酯和双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯按1:1复配而成；润滑剂为季戊四醇；异形玻璃纤维为无碱异形玻璃纤维。
实施例3
将50份PET树脂、20份PETG树脂、1偶联剂、8份增韧剂、15份阻燃剂、1份成核剂、1份抗氧剂、1份润滑剂混合，然后将混合物在双螺杆挤出机螺杆转速300r/min，挤出温度200～270℃条件下的挤出过程中加入30份异形玻璃纤维挤出造粒，得到复合材料。
PET树脂特性粘度为0.8；PETG树脂的特性粘度为1.0；偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷；增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；阻燃剂为溴化环氧树脂与锑酸钠按1:5比例混合而成；成核剂为羧酸钠盐和滑石粉按1:4比例混合而成；抗氧剂为β(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸季戊四醇酯和双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯按1:1复配而成；润滑剂为季戊四醇；异形玻璃纤维为无碱异形玻璃纤维。
本发明将通过下面的具体实施方案对本发明的复合材料性能进行测试，方案及结果如下：
以下实施方案中，PET树脂特性粘度为0.7；PETG树脂的特性粘度为0.8；偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷；增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；阻燃剂为溴化环氧树脂与锑酸钠按1:4比例混合而成；成核剂为羧酸钠盐和滑石粉按1:2.5比例混合而成；抗氧剂为β(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸季戊四醇酯和双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯按1:1复配而成；润滑剂为季戊四醇；异形玻璃纤维为无碱异形玻璃纤维。
按表1中配方将PET树脂、PETG树脂、偶联剂、增韧剂、阻燃剂、成核剂、抗氧剂、润滑剂投入高混机中混合5min后出料，得到混合物，然后在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维挤出造粒，挤出机温度控制在250℃，螺杆转速在300r/min。
表1
经注塑机打板，性能测试按ASTM标准测试,结果如表2所示：
表2
从表2的测试数据表明，PET体系中PETG的加入改善了PET的翘曲和浮纤，提高了PET的加工性能，使材料的力学性能有较大的提高同时，表面外观较好，对改善翘曲也有良好作用。
按表3中配方将PET树脂、PETG树脂、偶联剂、增韧剂、阻燃剂、成核剂、抗氧剂、润滑剂投入高混机中混合5min后出料，得到混合物，然后在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维挤出造粒，挤出机温度控制在250℃，螺杆转速在300r/min。
表3
| 原料/份 | 配方6 | 配方7 | 配方8 | 配方9 | 配方10 |
| PET树脂 | 39.8 | 37.8 | 37.8 | 37.8 | 37.8 |
| PETG树脂 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 增韧剂 | 4 | 6 | 3 | 3 | 3 |
| 偶联剂 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 阻燃剂 | 15 | 15 | 11.5 | 11.5 | 11.5 |
| 抗氧剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 润滑剂 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 成核剂 | 0.5 | 0.5 | 0 | 0.7 | 1.0 |
| 异形玻璃纤维 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
经注塑机打板，性能测试按ASTM标准测试,结果如表4所示：
表4
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。
Claims (10)
1.一种低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料，其特征在于，所述的复合材料包括以下重量份组分：
2.根据权利要求1所述的低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料，其特征在于：所述的PET树脂特性粘度为0.6～0.8；PETG树脂的特性粘度为0.6～1.0。
3.根据权利要求1所述的低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料，其特征在于：所述的增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。
5.根据权利要求1所述的低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料，其特征在于：所述的阻燃剂为溴化环氧树脂与锑酸钠按1:3～5比例混合而成。
6.根据权利要求1所述的低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料，其特征在于：所述的成核剂为羧酸钠盐和滑石粉按1:1～4比例混合而成。
7.根据权利要求1所述的低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配而成；所述的受阻酚类抗氧剂为β(3，5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸季戊四醇酯，所述的亚磷酸酯类抗氧剂为双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
8.根据权利要求1所述的低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料，其特征在于：所述的润滑剂为季戊四醇。
9.根据权利要求1所述的低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料，其特征在于：所述的异形玻璃纤维为无碱异形玻璃纤维。
10.一种如权利要求1所述低浮纤低翘曲高韧性阻燃PET/PETG复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将PET树脂、PETG树脂、偶联剂、增韧剂、阻燃剂、成核剂、抗氧剂、润滑剂按重量份混合，然后在双螺杆挤出机挤出过程中加入异形玻璃纤维挤出造粒，挤出机温度控制在200～270℃，螺杆转速在300r/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20141224 |