CN104845170A - 一种阻燃性pet/ptt/碳纳米管复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料,其组分按质量百分数配比为:PET 30%~63%、PTT 15%~30%、改性碳纳米管5%~10%、AS-g-GMA 3%~5%、阻燃剂6%~10%、阻燃协效剂2%~5%、增韧剂5%~8%、成核剂0.5%~1%、抗氧剂0.1%~0.5%、润滑剂0.1%~1%。本发明的有益效果是,本发明以PET/PTT作为基体,综合了PET、PTT各自原有的优点,同时使用碳纳米管作为功能填料,并加入适量阻燃剂进行改性,使该发明具有优异的导热抗静电性能和阻燃性能,而且保持较好的力学性能,加工性能也好,耐化学性强,成本低,适应性广,适于工业化生产与推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体地说是一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种具有较高的熔融温度和玻璃化温度的结晶性聚合物,在一定的温度范围内保持优良的物理性能和力学性能,其耐疲劳性、耐摩擦性、耐老化性、电绝缘性特点极为突出,对大多数有机溶剂和酸较稳定,生产能耗较低,因而被广泛应用于合成纤维、薄膜和工程塑料等领域;但由于PET 刚性较强使得材料韧性较差,结晶速度较慢,成型模具温度高及成型周期长等缺点,大大限制了其应用范围。
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是一种结晶速度快,融融温度和玻璃化温度较低的结晶性聚合物,具有特别优异的柔软性、弹性回复性,加工性能、电气性能、机械性能和尺寸的稳定性特点;PTT 纤维保持了PET 纤维的优良的抗皱性和耐化学性,柔软性、抗日光性、耐污性、低静电性、易染色性、低吸水率并具有一定的抗水解稳定性等特点。但其模量较低、材料较软限制了PTT 使用范围。
碳纳米管作为导热塑料的填料,可以大幅度地改善导热塑料的热传导率。碳纳米管的导电性能优于铜,可均匀分散在聚合物基体中形成导电通道,从而制成导电或抗静电材料。此外,碳纳米管强度极高、弹性模量也高,具有优良的耐磨与抗疲劳腐蚀、耐高热性能,通过与高分子材料复合,还可赋予材料新的性能。
将PET、PTT和碳纳米管共混制备的PET/PTT/碳纳米管复合材料,在性能上可以取长补短,将具有优良的成型加工、抗冲击、耐高温热老化、耐化学药品和导热抗静电性能等,因而具有极大的社会意义和巨大的经济价值。但PET/PTT/碳纳米管的阻燃性差,容易燃烧,不能很好满足有关阻燃方面的使用要求,这将大大地限制了其的应用效果和应用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料,其组分按质量百分数配比为:PET 30%~63%、PTT 15%~30%、改性碳纳米管5%~10%、AS-g-GMA 3%~5%、阻燃剂6%~10%、阻燃协效剂2%~5%、增韧剂5%~8%、成核剂0.5%~1%、抗氧剂0.1%~0.5%、润滑剂0.1%~1%。
所述PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
所述PTT为聚对苯二甲酸丙二醇酯。
所述改性碳纳米管为表面经过预氧化和硅烷偶联剂活化改性处理、且粒径在0.5~200nm、长度在5~20μm的碳纳米管。
所述AS-g-GMA为增容剂丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯。
所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、双酚A-双(二苯基磷酸酯)、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一种。
所述阻燃协效剂为三氧化二锑。
所述增韧剂为甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物ACR、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物MBS、乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物ASA中的一种。
所述成核剂为质量比2:1的纳米二氧化硅与苯甲酸钠的复配物。
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物中的一种。
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
上述的一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110℃~120℃温度下干燥6~8小时,待用;
(2)、将粒径在0.5~200nm、长度在5~20μm的碳纳米管置于体积比3:1的质量含量达98%以上硫酸和质量含量达60%以上硝酸的混酸溶液中,在超声波振荡和机械搅拌下,处理2~4h,然后用大量的去离子水清洗至中性,再将得到的碳纳米管置于质量含量在0.1%~1%的硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2~4h,然后过滤,并将所得滤出物于120℃~150℃真空烘箱干燥12~36h,即得所述改性碳纳米管;
(3)、按重量配比称取干燥的PTT加入高速混合器中,并按重量配比加入阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂,使一起混合3~5分钟,待充分混合均匀后,出料加入双螺杆挤出机熔融挤出切粒、并干燥,即一种PTT复合母料;
(4)、按重量配比称取干燥的PET加入高速混合器中,再加入步骤(2)制得的改性碳纳米管和步骤(3)制得的PTT复合母料,并按重量配比加入增容剂AS-g-GMA和成核剂,使一起混合3~5分钟,待充分混合均匀后,出料加入双螺杆挤出机中,在210℃~280℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒,然后干燥,即得本发明的一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料。
本发明的有益效果是,本发明以PET/PTT作为基体,综合了PET、PTT各自原有的优点,同时使用碳纳米管作为功能填料,并加入适量阻燃剂进行改性,使该发明具有优异的导热抗静电性能和阻燃性能,而且保持较好的力学性能,加工性能也好,耐化学性强,成本低,适应性广,适于工业化生产与推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1:
一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料,其组分按质量百分数配比为:PET 30%、PTT 30%、改性碳纳米管10%、AS-g-GMA 5%、十溴二苯乙烷10%、三氧化二锑5%、ACR 8%、成核剂1%、抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物0.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.5%,所述改性碳纳米管为表面经过预氧化和硅烷偶联剂活化改性处理、且粒径在0.5~200nm、长度在5~20μm的碳纳米管,所述成核剂为质量比2:1的纳米二氧化硅与苯甲酸钠的复配物。
制备方法:(1)、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110℃~120℃温度下干燥6~8小时,待用;(2)、将粒径在0.5~200nm、长度在5~20μm的碳纳米管置于体积比3:1的质量含量达98%以上硫酸和质量含量达60%以上硝酸的混酸溶液中,在超声波振荡和机械搅拌下,处理2~4h,然后用大量的去离子水清洗至中性,再将得到的碳纳米管置于质量含量在0.1%~1%的硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2~4h,然后过滤,并将所得滤出物于120℃~150℃真空烘箱干燥12~36h,即得所述改性碳纳米管;(3)、按重量配比称取干燥的PTT加入高速混合器中,并按重量配比加入十溴二苯乙烷、三氧化二锑、ACR、抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物、季戊四醇硬脂酸酯,使一起混合3~5分钟,待充分混合均匀后,出料加入双螺杆挤出机熔融挤出切粒、并干燥,即一种PTT复合母料;(4)、按重量配比称取干燥的PET加入高速混合器中,再加入步骤(2)制得的改性碳纳米管和步骤(3)制得的PTT复合母料,并按重量配比加入增容剂AS-g-GMA和成核剂,使一起混合3~5分钟,待充分混合均匀后,出料加入双螺杆挤出机中,在210℃~280℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒,然后干燥,即得本发明的一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料。
实施例2:
一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料,其组分按质量百分数配比为:PET 63%、PTT 15%、改性碳纳米管5%、AS-g-GMA 3%、双酚A-双(二苯基磷酸酯)6%、三氧化二锑2%、MBS 5%、成核剂0.5%、抗氧剂1010 0.1%、季戊四醇硬脂酸酯0.4%,所述改性碳纳米管为表面经过预氧化和硅烷偶联剂活化改性处理、且粒径在0.5~200nm、长度在5~20μm的碳纳米管,所述成核剂为质量比2:1的纳米二氧化硅与苯甲酸钠的复配物。
制备方法:(1)、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110℃~120℃温度下干燥6~8小时,待用;(2)、将粒径在0.5~200nm、长度在5~20μm的碳纳米管置于体积比3:1的质量含量达98%以上硫酸和质量含量达60%以上硝酸的混酸溶液中,在超声波振荡和机械搅拌下,处理2~4h,然后用大量的去离子水清洗至中性,再将得到的碳纳米管置于质量含量在0.1%~1%的硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2~4h,然后过滤,并将所得滤出物于120℃~150℃真空烘箱干燥12~36h,即得所述改性碳纳米管;(3)、按重量配比称取干燥的PTT加入高速混合器中,并按重量配比加入双酚A-双(二苯基磷酸酯)、三氧化二锑、MBS、抗氧剂1010、季戊四醇硬脂酸酯,使一起混合3~5分钟,待充分混合均匀后,出料加入双螺杆挤出机熔融挤出切粒、并干燥,即一种PTT复合母料;(4)、按重量配比称取干燥的PET加入高速混合器中,再加入步骤(2)制得的改性碳纳米管和步骤(3)制得的PTT复合母料,并按重量配比加入增容剂AS-g-GMA和成核剂,使一起混合3~5分钟,待充分混合均匀后,出料加入双螺杆挤出机中,在210℃~280℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒,然后干燥,即得本发明的一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料。
Claims (7)
1.一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料,其特征在于,其组分按质量百分数配比为:PET 30%~63%、PTT 15%~30%、改性碳纳米管5%~10%、AS-g-GMA 3%~5%、阻燃剂6%~10%、阻燃协效剂2%~5%、增韧剂5%~8%、成核剂0.5%~1%、抗氧剂0.1%~0.5%、润滑剂0.1%~1%。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料,其特征在于,所述改性碳纳米管为表面经过预氧化和硅烷偶联剂活化改性处理、且粒径在0.5~200nm、长度在5~20μm的碳纳米管。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料,其特征在于,所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、双酚A-双(二苯基磷酸酯)、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料,其特征在于,所述阻燃协效剂为三氧化二锑。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料,其特征在于,所述增韧剂为ACR、MBS、EVA、ASA中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料,其特征在于,所述成核剂为质量比2:1的纳米二氧化硅与苯甲酸钠的复配物。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110℃~120℃温度下干燥6~8小时,待用;
(2)、将粒径在0.5~200nm、长度在5~20μm的碳纳米管置于体积比3:1的质量含量达98%以上硫酸和质量含量达60%以上硝酸的混酸溶液中,在超声波振荡和机械搅拌下,处理2~4h,然后用大量的去离子水清洗至中性,再将得到的碳纳米管置于质量含量在0.1%~1%的硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2~4h,然后过滤,并将所得滤出物于120℃~150℃真空烘箱干燥12~36h,即得所述改性碳纳米管;
(3)、按重量配比称取干燥的PTT加入高速混合器中,并按重量配比加入阻燃剂、阻燃协效剂、增韧剂、抗氧剂、润滑剂,使一起混合3~5分钟,待充分混合均匀后,出料加入双螺杆挤出机熔融挤出切粒、并干燥,即一种PTT复合母料;
(4)、按重量配比称取干燥的PET加入高速混合器中,再加入步骤(2)制得的改性碳纳米管和步骤(3)制得的PTT复合母料,并按重量配比加入增容剂AS-g-GMA和成核剂,使一起混合3~5分钟,待充分混合均匀后,出料加入双螺杆挤出机中,在210℃~280℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒,然后干燥,即得本发明的一种阻燃性PET/PTT/碳纳米管复合材料。
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Cited By (1)
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CN115287824A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-11-04 | 惠州市普林摩斯无纺布有限公司 | 一种用于床垫内衬的抗菌防螨无纺布及其制备工艺 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |