CN106147154A - 一种加热器用改性pet材料及其制备方法 - Google Patents

一种加热器用改性pet材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加热器用改性PET材料及其制备方法，所述PET材料由以下质量份数组成：PET 70‑90份、纳米二氧化钛10‑12份、聚2,6‑二甲基‑1,4‑苯醚18‑23份、光稳定剂3‑4份、PE‑g‑MAH 8‑10份、纳米碳酸钙13‑15份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯5‑6份、防老剂2‑3份、硅砂5‑6份、纳米氧化锌4‑5份、纳米蒙脱土7‑8份、绢云母粉4‑6份、邻苯二甲酸二丁酯1‑2份、聚酰亚胺胶粘剂3‑5份，本发明通过混合、粉碎、混炼等步骤制备而成，具有优良绝缘导热性能和耐电晕性，尺寸稳定性高，且抗老化、机械性能强，具有很强的应用前景和推广价值。

Description

一种加热器用改性PET材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及绝缘导热塑料技术领域，具体涉及一种加热器用改性PET材料及其制备方法。
背景技术
塑料，又称为树脂，是一种用途非常广泛的高分子材料，其在多个领域如涂料、染料、粘合剂、纺织等诸多领域中具有非常重要的作用，从而在全球范围内应用量巨大，成为目前影响我们生活所必不可少的材料之一。在种类繁多的塑料之中，绝缘性导热塑料由于克服了金属材料的诸多缺陷，如绝缘性差、使用不方便等，而大受欢迎，特别是在电力设备上有着越来越广泛的应用前景和潜力。
如目前常见的加热器行业，绝缘导热的PET材料是制作加热器的主要材料之一，但是PET材料耐电晕性差，材料膨胀系数大，寸尺稳定性低，这些都对加热器的发展有着明显的制约。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种具有优良的耐电晕性、尺寸稳定性高、绝缘导热性能强的加热器用改性PET材料及其制备方法。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：一种加热器用改性PET材料由以下质量份数组成：PET 70-90份、纳米二氧化钛10-12份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚18-23份、光稳定剂3-4份、PE-g-MAH8-10份、纳米碳酸钙13-15份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯5-6份、防老剂2-3份、硅砂5-6份、纳米氧化锌4-5份、纳米蒙脱土7-8份、绢云母粉4-6份、邻苯二甲酸二丁酯1-2份、聚酰亚胺胶粘剂3-5份。
优选的，一种加热器用改性PET材料由以下质量份数组成：PET70-90份、纳米二氧化钛10-12份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚18-23份、光稳定剂3-4份、PE-g-MAH 8-10份、纳米碳酸钙13-15份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯5-6份、防老剂2-3份、硅砂5-6份、纳米氧化锌4-5份、纳米蒙脱土7-8份、绢云母粉4-6份、邻苯二甲酸二丁酯1-2份、聚酰亚胺胶粘剂3-5份。
优选的，所述稳定剂为邻羟基苯并三唑类、三嗪类、羟基二苯甲酮类中任意一种或两种及以上的组合物。
优选的，所述防老剂为防老剂RD和防老剂H的混合物。
优选的，一种加热器用改性PET材料的制备方法，制备步骤如下:
1)将硅砂研磨过800目筛，增大硅砂的比表面积，备用；
2)在超声分散条件下将邻苯二甲酸二丁酯与聚酰亚胺胶粘剂混合，然后均匀撒入步骤1)中研磨后的硅砂，再将纳米二氧化硅均分为两次加入，得混合物A，备用；
3)将聚2,6-二甲基-1,4-苯醚放入开炼机中，依次加入光稳定剂和绢云母粉，升温至110-125℃，混炼15-20min，挤出造粒得混合物B；
4)将纳米蒙脱土和纳米碳酸钙加入异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中混合均匀，然后在150-180℃下保持60-80min，粉碎过400目筛得混合物C，备用；
5)将混合物A、混合物B、混合物C投入混料机中搅拌均匀，然后与PET一起投入密炼机中，加入纳米氧化锌、PE-g-MAH、防老剂，升温至115-120℃混炼6-8min，挤出造粒，然后以3-5℃/min的速度降温至室温即可，避免胶料产生较大的内应力，影响后期加工。
优选的，步骤1)超声分散频率为12000Hz,超声分散时间为5min。
优选的，步骤4)中混料机转速为400r/min，混料时间为15min。
由于采用上述的技术方案，本发明达到的有益效果是：在超声条件下，邻苯二甲酸二丁酯均匀分散在聚酰亚胺中，一方面使得介电常数降低至1.86-2.25，介电损耗也有了明显的降低，绝缘性具有显著的提升，另一方面增强了胶粘剂的韧性，随后加入的硅砂中的二氧化钛在聚酰亚胺分子间形成二氧化硅网络,聚酰亚胺分子链和无机网络形成物理缠结，同时,二氧化硅连接相邻的高分子链,在聚酰亚胺分子间形成键接的桥梁,电荷可以在聚酰亚胺分子链间移动，减少电荷的聚集,降低局部放电击穿的几率,同时避免电晕放电电流对材料的缓慢氧化破坏；聚2,6-二甲基-1,4-苯醚电性能稳定、耐高压且尺寸稳定性高，与光稳定剂、绢云母粉一起混炼，不仅弥补了自身不足的耐光性能，而且提高了抗磨性、抗紫外能力和阻燃性，并且具有优良的压电效应；纳米蒙脱土和纳米碳酸钙与钛酸酯偶联剂在高温下混合反应使得纳米材料表面进行改性，分散性能显著提升，结构内均匀分布，尺寸稳定性强；PE-g-MAH提高了材料间的相容性和填料的分散性，显著提高了机械强度，而且加快了PET的结晶速率，纳米氧化锌不仅补强性强，由于其小尺寸效应使得胶料交联密度明显提高，而且其压敏电阻非线性特性具有一定的过压保护，提高了安全系数。本发明采用复配的方法，将不同的材料进行互补优化，具有很强的应用前景和推广价值。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种加热器用改性PET材料由以下质量份数组成：PET 60份、 纳米二氧化钛8份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚18份、光稳定剂2份、PE-g-MAH 6份、纳米碳酸钙13份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯4份、防老剂1.5份、硅砂4.8份、纳米氧化锌3.5份、纳米蒙脱土7份、绢云母粉6份、邻苯二甲酸二丁酯1.5份、聚酰亚胺胶粘剂2.8份。
一种加热器用改姓PET材料及其制备方法，其制备步骤如下：
1)将硅砂研磨过800目筛，备用；
2)在超声分散条件下将邻苯二甲酸二丁酯与聚酰亚胺胶粘剂混合，然后均匀撒入步骤1)中研磨后的硅砂，再将纳米二氧化硅均分为两次加入，得混合物A，备用；
3)将PPE放入开炼机中，依次加入光稳定剂、云母粉，升温至115℃，混炼15min，挤出造粒得混合物B；
4)将纳米蒙脱土和纳米碳酸钙加入异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中混合均匀，然后在180℃下保持68min，粉碎过400目筛得混合物C，备用；
5)将混合物A、混合物B、混合物C投入混料机中搅拌均匀，然后与PET一起投入密炼机中，加入纳米氧化锌、PE-g-MAH、防老剂，升温至115℃混炼6min，挤出造粒，然后以3℃/min的速度降温至室温即可。
实施例2：
一种加热器用改性PET材料由以下质量份数组成：PET 65份、纳米二氧化钛10份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚16份、光稳定剂2.5份、PE-g-MAH 8份、纳米碳酸钙15份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯3.5份、防老剂2份、硅砂6份、纳米氧化锌4份、纳米蒙脱土8份、绢云母粉5份、邻苯二甲酸二丁酯2份、聚酰亚胺胶粘剂3.5份。
一种加热器用改姓PET材料及其制备方法，其制备步骤如下：
1)将硅砂研磨过800目筛，备用；
2)在超声分散条件下将邻苯二甲酸二丁酯与聚酰亚胺胶粘剂混合，然后均匀撒入步骤1)中研磨后的硅砂，再将纳米二氧化硅均分为两次加入，得混合物A，备用；
3)将PPE放入开炼机中，依次加入光稳定剂、云母粉，升温至125℃，混炼18min，挤出造粒得混合物B；
4)将纳米蒙脱土和纳米碳酸钙加入异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中混合均匀，然后在175℃下保持65min，粉碎过400目筛得混合物C，备用；
5)将混合物A、混合物B、混合物C投入混料机中搅拌均匀，然后与PET一起投入密炼机中，加入纳米氧化锌、PE-g-MAH、防老剂，升温至118℃混炼8min，挤出造粒，然后以4℃/min的速度降温至室温即可。
实施例3：
一种加热器用改性PET材料由以下质量份数组成：PET 75份、纳米二氧化钛12份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚15份、光稳定剂3.5份、PE-g-MAH 10份、纳米碳酸钙12份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯5份、防老剂3份、硅砂4.5份、纳米氧化锌5份、纳米蒙脱土6.5份、绢云母粉4份、邻苯二甲酸二丁酯1.8份、聚酰亚胺胶粘剂5份。
一种加热器用改姓PET材料及其制备方法，其制备步骤如下：
1)将硅砂研磨过800目筛，备用；
2)在超声分散条件下将邻苯二甲酸二丁酯与聚酰亚胺胶粘剂混合，然后均匀撒入步骤1)中研磨后的硅砂，再将纳米二氧化硅均分为两次加入，得混合物A，备用；
3)将PPE放入开炼机中，依次加入光稳定剂、云母粉，升温至120℃，混炼17min，挤出造粒得混合物B；
4)将纳米蒙脱土和纳米碳酸钙加入异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中混合均匀，然后在150℃下保持80min，粉碎过400目筛得混合物C，备用；
5)将混合物A、混合物B、混合物C投入混料机中搅拌均匀，然后与PET一起投入密炼机中，加入纳米氧化锌、PE-g-MAH、防老剂，升温至116℃混炼8min，挤出造粒，然后以4℃/min的速度降温至室温即可。
实施例4：
一种加热器用改性PET材料由以下质量份数组成：PET 90份、纳米二氧化钛9份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚20份、光稳定剂4份、PE-g-MAH 9份、纳米碳酸钙12份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯6份、防老剂2.5份、硅砂5份、纳米氧化锌4.2份、纳米蒙脱土6份、绢云母粉4.5份、邻苯二甲酸二丁酯0.6份、聚酰亚胺胶粘剂4.5份。
一种加热器用改姓PET材料及其制备方法，其制备步骤如下：
1)将硅砂研磨过800目筛，备用；
2)在超声分散条件下将邻苯二甲酸二丁酯与聚酰亚胺胶粘剂混合，然后均匀撒入步骤1)中研磨后的硅砂，再将纳米二氧化硅均分为两次加入，得混合物A，备用；
3)将PPE放入开炼机中，依次加入光稳定剂、云母粉，升温至110℃，混炼15min，挤出造粒得混合物B；
4)将纳米蒙脱土和纳米碳酸钙加入异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中混合均匀，然后在155℃下保持70min，粉碎过400目筛得混合物C，备用；
5)将混合物A、混合物B、混合物C投入混料机中搅拌均匀，然后与PET一起投入密炼机中，加入纳米氧化锌、PE-g-MAH、防老剂，升温至120℃混炼7min，挤出造粒，然后以5℃/min的速度降温 至室温即可。
实施例5：
一种加热器用改性PET材料由以下质量份数组成：PET 80份、纳米二氧化钛10份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚23份、光稳定剂3份、PE-g-MAH 7份、纳米碳酸钙14份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯4.5份、防老剂1份、硅砂4份、纳米氧化锌3份、纳米蒙脱土7.2份、绢云母粉3份、邻苯二甲酸二丁酯0份、聚酰亚胺胶粘剂3份。
一种加热器用改姓PET材料及其制备方法，其制备步骤如下：
1)将硅砂研磨过800目筛，备用；
2)在超声分散条件下将邻苯二甲酸二丁酯与聚酰亚胺胶粘剂混合，然后均匀撒入步骤1)中研磨后的硅砂，再将纳米二氧化硅均分为两次加入，得混合物A，备用；
3)将PPE放入开炼机中，依次加入光稳定剂、云母粉，升温至110℃，混炼15min，挤出造粒得混合物B；
4)将纳米蒙脱土和纳米碳酸钙加入异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中混合均匀，然后在155℃下保持70min，粉碎过400目筛得混合物C，备用；
5)将混合物A、混合物B、混合物C投入混料机中搅拌均匀，然后与PET一起投入密炼机中，加入纳米氧化锌、PE-g-MAH、防老剂，升温至117℃混炼6min，挤出造粒，然后以5℃/min的速度降温至室温即可。
实施例6：
一种加热器用改性PET材料由以下质量份数组成：PET 70份、纳米二氧化钛12份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚22份、光稳定剂2.8份、PE-g-MAH 8份、纳米碳酸钙13份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯3份、防老剂1.8份、硅砂5.5份、纳米氧化锌4.5份、纳米 蒙脱土7.5份、绢云母粉3.5份、邻苯二甲酸二丁酯1份、聚酰亚胺胶粘剂2份。
一种加热器用改姓PET材料及其制备方法，其制备步骤如下：
1)将硅砂研磨过800目筛，备用；
2)在超声分散条件下将邻苯二甲酸二丁酯与聚酰亚胺胶粘剂混合，然后均匀撒入步骤1)中研磨后的硅砂，再将纳米二氧化硅均分为两次加入，得混合物A，备用；
3)将PPE放入开炼机中，依次加入光稳定剂、云母粉，升温至120℃，混炼20min，挤出造粒得混合物B；
4)将纳米蒙脱土和纳米碳酸钙加入异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中混合均匀，然后在170℃下保持60min，粉碎过400目筛得混合物C，备用；
5)将混合物A、混合物B、混合物C投入混料机中搅拌均匀，然后与PET一起投入密炼机中，加入纳米氧化锌、PE-g-MAH、防老剂，升温至118℃混炼7min，挤出造粒，然后以3℃/min的速度降温至室温即可。
将本发明实施例产品进行性能测试，数据如下：
其中漏电流为耐压试验：AC1000V，5min；
体积变化率：在220V、50Hz的电性连通下，通电15min，断电 15min，反复通断1500次。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种加热器用改性PET材料，其特征在于，所述PET材料由以下质量份数组成：PET60-90份、纳米二氧化钛8-12份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚15-23份、光稳定剂2-4份、PE-g-MAH 6-10份、纳米碳酸钙12-15份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯3-6份、防老剂1-3份、硅砂4-6份、纳米氧化锌3-5份、纳米蒙脱土6-8份、绢云母粉3-6份、邻苯二甲酸二丁酯0-2份、聚酰亚胺胶粘剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种加热器用改性PET材料，其特征在于，所述PET材料由以下质量份数组成：PET 75-90份、纳米二氧化钛10-12份、聚2,6-二甲基-1,4-苯醚18-23份、光稳定剂3-4份、PE-g-MAH 8-10份、纳米碳酸钙13-15份、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯5-6份、防老剂2-3份、硅砂5-6份、纳米氧化锌4-5份、纳米蒙脱土7-8份、绢云母粉4-6份、邻苯二甲酸二丁酯1-2份、聚酰亚胺胶粘剂3-5份。
3.根据权利要求2所述的一种加热器用改性PET材料，其特征在于：所述稳定剂为邻羟基苯并三唑类、三嗪类、羟基二苯甲酮类中任意一种或两种及以上的组合物。
4.根据权利要求2所述的一种加热器用改性PET材料，其特征在于：所述防老剂为防老剂RD和防老剂H的混合物。
5.根据权利要求1-4所述的任意一种加热器用改性PET材料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下:
1)将硅砂研磨过800目筛，备用；
2)在超声分散条件下将邻苯二甲酸二丁酯与聚酰亚胺胶粘剂混合，然后均匀撒入步骤1)中研磨后的硅砂，再将纳米二氧化硅均分为两次加入，得混合物A，备用；
3)将聚2,6-二甲基-1,4-苯醚放入开炼机中，依次加入光稳定剂和绢云母粉，升温至110-125℃，混炼15-20min，挤出造粒得混合物B；
4)将纳米蒙脱土和纳米碳酸钙加入异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中混合均匀，然后在150-180℃下保持60-80min，粉碎过400目筛得混合物C，备用；
5)将混合物A、混合物B、混合物C投入混料机中搅拌均匀，然后与PET一起投入密炼机中，加入纳米氧化锌、PE-g-MAH、防老剂，升温至115-120℃混炼6-8min，挤出造粒，然后以3-5℃/min的速度降温至室温即可。
6.根据权利要求5所述的一种加热器用改性PET材料的制备方法，其特征在于：步骤2)超声分散频率为12000Hz。
7.根据权利要求5所述的一种加热器用改性PET材料的制备方法，其特征在于：步骤5)中混料机转速为400r/min，混料时间为15min。
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