CN104861464A - 高性能ptt/ppe复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高性能PTT/PPE复合材料及其制备方法。本发明的高性能PTT/PPE复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT50%～85%、PPE5%～25%、玻璃纤维5%～10%、聚烯烃弹性体接枝物2%～8%、纳米蒙脱土2%～8%、增容剂2%～5%、阻燃剂0.1%～1%、偶联剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%，所述聚烯烃弹性体接枝物为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯双接枝POE共聚物。本发明的有益效果是，本发明具有优异的阻燃性能、耐热性能和力学性能，而且尺寸稳定性好，强度高，翘曲小，抗冲击性好，耐化学性强，制品表面光洁，同时制备工艺简单和易于控制，便于推广。

Description

高性能PTT/PPE复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种高性能PTT/PPE复合材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）作为一种综合性能优异的新型聚酯高分子材料，目前已广泛应用于纤维、薄膜、工程塑料等领域，但单独使用PTT存在耐热性不好、强度不高、尺寸稳定性差、阻燃性低等的问题。聚苯醚（PPE）是由美国GE公司于二十世纪60年产业化的一种工程塑料，具有良好的物理机械性能、电气绝缘性、耐热性、阻燃性和水解稳定性，有较小的成型收缩率和热膨胀系数，因此，将PTT和PPE共混可以较好地弥补PTT存在的不足，具有很好的实用价值和应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强度高、阻燃效果好和加工方便的高性能PTT/PPE复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高性能PTT/PPE复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 50%～85%、PPE 5%～25%、玻璃纤维5%～10%、聚烯烃弹性体接枝物2%～8%、纳米蒙脱土2%～8%、增容剂2%～5%、阻燃剂0.1%～1%、偶联剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。

所述PTT为特性黏度0.7～1.5dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述PPE为特性黏度0.4～0.6dL/g的聚苯醚。

所述玻璃纤维为直径在8～15μm、且表面经过硅烷偶联剂处理后的无碱短切玻璃纤维。

所述聚烯烃弹性体接枝物为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯双接枝POE共聚物，其制备工艺为：将2wt%马来酸酐（MAH）、5wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、0.5wt%过氧化二苯甲酰和92.5wt%聚烯烃弹性体POE，加入高速混合机中，在50℃～80℃温度下搅拌20～40分钟，然后加入双螺杆挤出机中进行接枝反应并挤出、造粒，挤出温度范围在160℃～180℃，喂料速度25～45r/min，螺杆转速80～100r/min。

所述增容剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。

所述阻燃剂为磺酸盐阻燃剂，选自全氟丁基磺酸钾、全氟磺酸钾和二苯基砜基磺酸钾中的一种。

所述偶联剂为硅烷偶联剂。

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、硅酮粉、改性乙撑双硬脂酰胺中的一种。

上述的高性能PTT/PPE复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PTT和PPE各自分别置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥约6～8小时，待用；

（2）、制备聚烯烃弹性体接枝物：将2wt%马来酸酐（MAH）、5wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、0.5wt%过氧化二苯甲酰和92.5wt%聚烯烃弹性体POE，加入高速混合机中，在50℃～80℃温度下搅拌20～40分钟，然后出料、加入双螺杆挤出机中，在挤出温度160℃～180℃、喂料速度25～45r/min、螺杆转速80～100r/min下进行接枝反应并挤出、冷却造粒，即制得聚烯烃弹性体接枝物，再经干燥后待用；

（3）、按重量配比称取纳米蒙脱土和偶联剂，加入筒料温度在80℃～120℃的高速混合机中，在转速3000～4500转/分钟搅拌10～45分钟后，冷却至低于40℃出料待用；

（4）、将按重量配比称取干燥的PTT、PPE和步骤（2）制得的聚烯烃弹性体接枝物加入高速混合机中，同时在高速混合机中加入步骤（3）的产物，搅拌1～3分钟，然后加入按重量配比称取的增容剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂，使一起搅拌3～15分钟，待混合均匀后出料；

（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口加入按重量配比称取的玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融混炼1～2分钟，螺杆转速控制在120～260r/min，加工温度在180℃～260℃范围，然后挤出、冷却造粒、干燥，即得本发明的高性能PTT/PPE复合材料。

本发明的有益效果是，本发明具有优异的阻燃性能、耐热性能和力学性能，而且尺寸稳定性好，强度高，翘曲小，抗冲击性好，耐化学性强，制品表面光洁，同时制备工艺简单和易于控制，便于推广。

具体实施方式

下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种高性能PTT/PPE复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 51%、PPE 25%、玻璃纤维10%、聚烯烃弹性体接枝物5%、纳米蒙脱土5%、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物3%、全氟丁基磺酸钾0.1%、硅烷偶联剂0.3%、抗氧剂1010 0.2%、季戊四醇硬脂酸酯0.4%，所述PTT为特性黏度0.7～1.5dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述PPE为特性黏度0.4～0.6dL/g的聚苯醚，所述玻璃纤维为直径在8～15μm、且表面经过硅烷偶联剂处理后的无碱短切玻璃纤维，所述聚烯烃弹性体接枝物为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯双接枝POE共聚物。

制备方法：（1）、将PTT和PPE各自分别置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥约6～8小时，待用；（2）、制备聚烯烃弹性体接枝物：将2wt%马来酸酐（MAH）、5wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、0.5wt%过氧化二苯甲酰和92.5wt%聚烯烃弹性体POE，加入高速混合机中，在50℃～80℃温度下搅拌20～40分钟，然后出料、加入双螺杆挤出机中，在挤出温度160℃～180℃、喂料速度25～45r/min、螺杆转速80～100r/min下进行接枝反应并挤出、冷却造粒，即制得聚烯烃弹性体接枝物，再经干燥后待用；（3）、按重量配比称取纳米蒙脱土和硅烷偶联剂，加入筒料温度在80℃～120℃的高速混合机中，在转速3000～4500转/分钟搅拌10～45分钟后，冷却至低于40℃出料待用；（4）、将按重量配比称取干燥的PTT、PPE和步骤（2）制得的聚烯烃弹性体接枝物加入高速混合机中，同时在高速混合机中加入步骤（3）的产物，搅拌1～3分钟，然后加入按重量配比称取的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、全氟丁基磺酸钾、抗氧剂1010和季戊四醇硬脂酸酯，使一起搅拌3～15分钟，待混合均匀后出料；（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口加入按重量配比称取的玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融混炼1～2分钟，螺杆转速控制在120～260r/min，加工温度在180℃～260℃范围，然后挤出、冷却造粒、干燥，即得本发明的高性能PTT/PPE复合材料。

实施例2：

一种高性能PTT/PPE复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 65%、PPE 15%、玻璃纤维8%、聚烯烃弹性体接枝物5%、纳米蒙脱土4%、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2.5%、二苯基砜基磺酸钾0.1%、硅烷偶联剂0.1%、抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物0.1%、改性乙撑双硬脂酰胺0.2%，所述PTT为特性黏度0.7～1.5dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述PPE为特性黏度0.4～0.6dL/g的聚苯醚，所述玻璃纤维为直径在8～15μm、且表面经过硅烷偶联剂处理后的无碱短切玻璃纤维，所述聚烯烃弹性体接枝物为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯双接枝POE共聚物。

制备方法：（1）、将PTT和PPE各自分别置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥约6～8小时，待用；（2）、制备聚烯烃弹性体接枝物：将2wt%马来酸酐（MAH）、5wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、0.5wt%过氧化二苯甲酰和92.5wt%聚烯烃弹性体POE，加入高速混合机中，在50℃～80℃温度下搅拌20～40分钟，然后出料、加入双螺杆挤出机中，在挤出温度160℃～180℃、喂料速度25～45r/min、螺杆转速80～100r/min下进行接枝反应并挤出、冷却造粒，即制得聚烯烃弹性体接枝物，再经干燥后待用；（3）、按重量配比称取纳米蒙脱土和硅烷偶联剂，加入筒料温度在80℃～120℃的高速混合机中，在转速3000～4500转/分钟搅拌10～45分钟后，冷却至低于40℃出料待用；（4）、将按重量配比称取干燥的PTT、PPE和步骤（2）制得的聚烯烃弹性体接枝物加入高速混合机中，同时在高速混合机中加入步骤（3）的产物，搅拌1～3分钟，然后加入按重量配比称取的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、二苯基砜基磺酸钾、抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物、改性乙撑双硬脂酰胺，使一起搅拌3～15分钟，待混合均匀后出料；（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口加入按重量配比称取的玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融混炼1～2分钟，螺杆转速控制在120～260r/min，加工温度在180℃～260℃范围，然后挤出、冷却造粒、干燥，即得本发明的高性能PTT/PPE复合材料。

Claims (8)

1.一种高性能PTT/PPE复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PTT 50%～85%、PPE 5%～25%、玻璃纤维5%～10%、聚烯烃弹性体接枝物2%～8%、纳米蒙脱土2%～8%、增容剂2%～5%、阻燃剂0.1%～1%、偶联剂0.1%～0.5%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。

2.根据权利要求1所述的高性能PTT/PPE复合材料，其特征在于，所述聚烯烃弹性体接枝物为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯双接枝POE共聚物，其制备工艺为：将2wt%马来酸酐（MAH）、5wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、0.5wt%过氧化二苯甲酰和92.5wt%聚烯烃弹性体POE，加入高速混合机中，在50℃～80℃温度下搅拌20～40分钟，然后加入双螺杆挤出机中进行接枝反应并挤出、造粒，挤出温度范围在160℃～180℃，喂料速度25～45r/min，螺杆转速80～100r/min。

3.根据权利要求1所述的高性能PTT/PPE复合材料，其特征在于，所述增容剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。

4.根据权利要求1所述的高性能PTT/PPE复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为磺酸盐阻燃剂，选自全氟丁基磺酸钾、全氟磺酸钾和二苯基砜基磺酸钾中的一种。

5.根据权利要求1所述的高性能PTT/PPE复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

6.根据权利要求1所述的高性能PTT/PPE复合材料，其特征在于，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。

7.根据权利要求1所述的高性能PTT/PPE复合材料，其特征在于，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、硅酮粉、改性乙撑双硬脂酰胺中的一种。

8.根据权利要求1所述的高性能PTT/PPE复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、将PTT和PPE各自分别置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥约6～8小时，待用；

（2）、制备聚烯烃弹性体接枝物：将2wt%马来酸酐（MAH）、5wt%甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、0.5wt%过氧化二苯甲酰和92.5wt%聚烯烃弹性体POE，加入高速混合机中，在50℃～80℃温度下搅拌20～40分钟，然后出料、加入双螺杆挤出机中，在挤出温度160℃～180℃、喂料速度25～45r/min、螺杆转速80～100r/min下进行接枝反应并挤出、冷却造粒，即制得聚烯烃弹性体接枝物，再经干燥后待用；

（3）、按重量配比称取纳米蒙脱土和偶联剂，加入筒料温度在80℃～120℃的高速混合机中，在转速3000～4500转/分钟搅拌10～45分钟后，冷却至低于40℃出料待用；

（4）、将按重量配比称取干燥的PTT、PPE和步骤（2）制得的聚烯烃弹性体接枝物加入高速混合机中，同时在高速混合机中加入步骤（3）的产物，搅拌1～3分钟，然后加入按重量配比称取的增容剂、阻燃剂、抗氧剂和润滑剂，使一起搅拌3～15分钟，待混合均匀后出料；

（5）、将步骤（4）的混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口加入按重量配比称取的玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融混炼1～2分钟，螺杆转速控制在120～260r/min，加工温度在180℃～260℃范围，然后挤出、冷却造粒、干燥，即得本发明的高性能PTT/PPE复合材料。