CN106751577A - 一种pet树脂组合物以及制备方法 - Google Patents

一种pet树脂组合物以及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种PET树脂组合物，包括以下重量份数的组分：PET树脂100份，抗氧剂0.5～1份，填料20～25份，增韧剂2～7份，润滑剂0.7～1.2份，成核剂2～2.5份，阻燃剂8～13份，分散剂0.1～0.6份，聚酰亚胺4～5份，相容剂0.4～0.5份，改性铌酸钾钠3～4份。本发明还提供了该PET树脂组合物的制备方法。本发明所提供的PET树脂组合物具有很强的耐电晕性。

Description

一种PET树脂组合物以及制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及一种PET树脂组合物以及制备方法。
背景技术
工程塑料是指可作为工程材料代替金属结构部件使用的塑料，长期使用温度为100～150℃的为通用工程塑料，长期使用温度高于200℃的为特种工程塑料，目前包含聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、改性聚苯醚(PPO)和热塑性聚酯(TPPE)五大通用工程塑料，以及聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚芳酯等特种工程塑料。TPPE通用工程塑料有PET、PBT、PTT、PBN(聚萘二甲酸丁二醇酯)、PTN(聚萘二甲酸丙二醇酯)等品种，其中已形成商业化应用的为PET、PBT和PBN。PET是TPPE中产量最大、价格最低廉的品种，且具有良好的综合性能，其主要应用领域为汽车、家电、电气、电子以及机械。PET的电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，制约了其在电气电子方面的进一步应用。
例如，公开号为CN100532451、公开日为2009.08.26、申请人为中国石油化工股份有限公司和中国石油化工股份有限公司北京化工研究院的中国发明专利文件公开了“一种高冲击性增强PET组合物及其制备方法”，采用纳米丁苯吡粉末橡胶和EXL2314复合而成的增韧剂综合改性PET工程塑料。在使用纳米丁苯吡粉末橡胶与EXL2314复合而成的增韧剂后，制得的玻纤等增强的PET工程塑料在机械强度不损失或损失很小情况下，冲击性能得到很大的提高，降低了加工时的模温，使其具有较短的成型周期和良好的制品外观，然而，该PET组合物依然存在耐电晕性较差的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种PET树脂组合物，其具有很强的耐电晕性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种PET树脂组合物，包括以下重量份数的组分：PET树脂100份，抗氧剂0.5～1份，填料20～25份，增韧剂2～7份，润滑剂0.7～1.2份，成核剂2～2.5份，阻燃剂8～13份，分散剂0.1～0.6份，聚酰亚胺4～5份，相容剂0.4～0.5份，改性铌酸钾钠3～4份。
优选地，本发明所述PET树脂的相对粘度为0.6～1.0。
优选地，本发明所述抗氧剂为抗氧剂1330。
优选地，本发明所述填料为玻璃纤维。
优选地，本发明所述增韧剂为GMA。
优选地，本发明所述润滑剂为硬脂酸丁酯。
优选地，本发明所述成核剂为碳酸钙。
优选地，本发明所述阻燃剂为溴化聚苯乙烯。
优选地，本发明所述分散剂为PVP。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述PET树脂组合物的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
一种PET树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化铌、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液加入烧瓶中，搅拌20分钟后加入聚乙二醇400，继续搅拌至混合均匀后得到混合溶液，将混合溶液加入到内衬为PTFE的水热反应釜中，加热至190℃后保温反应24小时，自然冷却至室温后取出，用去离子水和无水乙醇超声清洗至中性，置于烘箱中90℃下干燥至恒重得到铌酸钾钠粉体；
(2)将铌酸钾钠粉体加入无水乙醇中，搅拌至分散均匀得到铌酸钾钠溶液，将硅烷偶联剂A-187加入乙醇水溶液中，加热至60℃后340转/分速度下搅拌25分钟，加入铌酸钾钠溶液后继续搅拌3小时，转为超声分散40分钟后取出，抽滤后烘干得到改性铌酸钾钠；
(3)将氨丙基三甲氧基硅烷加入N,N-二甲基乙酰胺中，搅拌10分钟后加入联苯四甲酸二酐水溶液，室温下搅拌24小时后取出，抽滤后烘干得到相容剂；
(4)按重量份数称量各组分，将PET树脂置于烘箱中100℃下干燥6小时，取出后与相容剂、聚酰亚胺一起放入搅拌机中，搅拌均匀后得到混合物一，将其他组分加入混合机中共混10分钟后得到混合物二，将混合物一加入双螺杆挤出机的主喂料口，将混合物二加入主喂料口上加装的粉末侧喂料口，挤出成型后得到PET树脂组合物，其中，双螺杆挤出机的挤出温度为230～270℃，螺杆转速为300转/分，主喂料转速为30转/分，粉末侧喂料转速为12转/分。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明以氧化铌、氢氧化钠、氢氧化钾为原料，以聚乙二醇400为助剂通过水热法制得了铌酸钾钠粉体，聚乙二醇400能有效抑制颗粒团簇，改善了铌酸钾钠粉体的分散性，然后通过硅烷偶联剂A-187对其进行有机改性得到改性铌酸钾钠，将铌酸钾钠的亲水性变成了疏水性，改性铌酸钾钠能与PET树脂基体形成化学键合，并均匀分散于PET树脂基体中，具有很低介电常数的改性铌酸钾钠在基体中形成了能俘获载流子的深陷阱结构，被俘获的载流子进而形成空间电场，有效降低PET树脂组合物受到的电场强度，从而有效提高了PET树脂组合物的耐电晕性。
2)聚酰亚胺的介电常数较低，其耐电晕性比PET树脂好很多，不过聚酰亚胺与PET树脂的性质差异较大，难以形成较好的共混，因此本发明以氨丙基三甲氧基硅烷和联苯四甲酸二酐为原料合成制得成分为含硅烷偶联剂聚酰胺酸的相容剂，该相容剂能有效提升聚酰亚胺与PET树脂之间的相容性和界面附着力，使得两者能形成较好的共混，从而进一步提高PET树脂组合物的耐电晕性。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
PET树脂组合物，包括以下重量份数的组分：相对粘度为0.6～1.0的PET树脂100份，抗氧剂1330 0.9份，玻璃纤维21份，GMA 7份，硬脂酸丁酯0.7份，碳酸钙2.1份，溴化聚苯乙烯10份，PVP 0.2份，聚酰亚胺4.4份，相容剂0.5份，改性铌酸钾钠3.2份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将氧化铌、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液加入烧瓶中，搅拌20分钟后加入聚乙二醇400，继续搅拌至混合均匀后得到混合溶液，将混合溶液加入到内衬为PTFE的水热反应釜中，加热至190℃后保温反应24小时，自然冷却至室温后取出，用去离子水和无水乙醇超声清洗至中性，置于烘箱中90℃下干燥至恒重得到铌酸钾钠粉体；
(2)将铌酸钾钠粉体加入无水乙醇中，搅拌至分散均匀得到铌酸钾钠溶液，将硅烷偶联剂A-187加入乙醇水溶液中，加热至60℃后340转/分速度下搅拌25分钟，加入铌酸钾钠溶液后继续搅拌3小时，转为超声分散40分钟后取出，抽滤后烘干得到改性铌酸钾钠；
(3)将氨丙基三甲氧基硅烷加入N,N-二甲基乙酰胺中，搅拌10分钟后加入联苯四甲酸二酐水溶液，室温下搅拌24小时后取出，抽滤后烘干得到相容剂；
(4)按重量份数称量各组分，将PET树脂置于烘箱中100℃下干燥6小时，取出后与相容剂、聚酰亚胺一起放入搅拌机中，搅拌均匀后得到混合物一，将其他组分加入混合机中共混10分钟后得到混合物二，将混合物一加入双螺杆挤出机的主喂料口，将混合物二加入主喂料口上加装的粉末侧喂料口，挤出成型后得到PET树脂组合物，其中，双螺杆挤出机的挤出温度为230～270℃，螺杆转速为300转/分，主喂料转速为30转/分，粉末侧喂料转速为12转/分。
实施例2
PET树脂组合物，包括以下重量份数的组分：相对粘度为0.6～1.0的PET树脂100份，抗氧剂1330 0.7份，玻璃纤维23份，GMA 5份，硬脂酸丁酯0.9份，碳酸钙2.5份，溴化聚苯乙烯8份，PVP 0.4份，聚酰亚胺4.8份，相容剂0.4份，改性铌酸钾钠4份。
其制备方法的步骤与实施例1相同。
实施例3
PET树脂组合物，包括以下重量份数的组分：相对粘度为0.6～1.0的PET树脂100份，抗氧剂1330 0.5份，玻璃纤维25份，GMA 3份，硬脂酸丁酯1.1份，碳酸钙2.3份，溴化聚苯乙烯12份，PVP 0.6份，聚酰亚胺4份，相容剂0.4份，改性铌酸钾钠3份。
其制备方法的步骤与实施例1相同。
实施例4
PET树脂组合物，包括以下重量份数的组分：相对粘度为0.6～1.0的PET树脂100份，抗氧剂1330 1份，玻璃纤维20份，GMA 6份，硬脂酸丁酯0.8份，碳酸钙2.4份，溴化聚苯乙烯11份，PVP 0.5份，聚酰亚胺4.5份，相容剂0.5份，改性铌酸钾钠3.5份。
其制备方法的步骤与实施例1相同。
实施例5
PET树脂组合物，包括以下重量份数的组分：相对粘度为0.6～1.0的PET树脂100份，抗氧剂1330 0.8份，玻璃纤维22份，GMA 4份，硬脂酸丁酯1份，碳酸钙2份，溴化聚苯乙烯13份，PVP 0.3份，聚酰亚胺5份，相容剂0.4份，改性铌酸钾钠3.3份。
其制备方法的步骤与实施例1相同。
实施例6
PET树脂组合物，包括以下重量份数的组分：相对粘度为0.6～1.0的PET树脂100份，抗氧剂1330 0.6份，玻璃纤维24份，GMA 2份，硬脂酸丁酯1.2份，碳酸钙2.2份，溴化聚苯乙烯9份，PVP 0.1份，聚酰亚胺4.2份，相容剂0.5份，改性铌酸钾钠3.6份。
其制备方法的步骤与实施例1相同。
将实施例1-6和对比例的耐电晕性分别进行测试，对比例为公开号为CN100532451的中国发明专利文件，耐电晕性测试方法为将各待测物在空气中施加电压，缓慢升压至理论电压，计时装置测定出耐电晕时间，耐电晕时间越长表明耐电晕性越强。
测试结果如下表所示：
由上表可看出，实施例1-6的耐电晕时间均明显长于对比例，表明具有很强的耐电晕性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理以及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种PET树脂组合物，其特征在于，包括以下重量份数的组分：PET树脂100份，抗氧剂0.5～1份，填料20～25份，增韧剂2～7份，润滑剂0.7～1.2份，成核剂2～2.5份，阻燃剂8～13份，分散剂0.1～0.6份，聚酰亚胺4～5份，相容剂0.4～0.5份，改性铌酸钾钠3～4份。
2.根据权利要求1所述的一种PET树脂组合物，其特征在于：所述PET树脂的相对粘度为0.6～1.0。
3.根据权利要求2所述的一种PET树脂组合物，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1330。
4.根据权利要求3所述的一种PET树脂组合物，其特征在于：所述填料为玻璃纤维。
5.根据权利要求4所述的一种PET树脂组合物，其特征在于：所述增韧剂为GMA。
6.根据权利要求5所述的一种PET树脂组合物，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸丁酯。
7.根据权利要求6所述的一种PET树脂组合物，其特征在于：所述成核剂为碳酸钙。
8.根据权利要求7所述的一种PET树脂组合物，其特征在于：所述阻燃剂为溴化聚苯乙烯。
9.根据权利要求8所述的一种PET树脂组合物，其特征在于：所述分散剂为PVP。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种PET树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氧化铌、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液加入烧瓶中，搅拌20分钟后加入聚乙二醇400，继续搅拌至混合均匀后得到混合溶液，将混合溶液加入到内衬为PTFE的水热反应釜中，加热至190℃后保温反应24小时，自然冷却至室温后取出，用去离子水和无水乙醇超声清洗至中性，置于烘箱中90℃下干燥至恒重得到铌酸钾钠粉体；
(2)将铌酸钾钠粉体加入无水乙醇中，搅拌至分散均匀得到铌酸钾钠溶液，将硅烷偶联剂A-187加入乙醇水溶液中，加热至60℃后340转/分速度下搅拌25分钟，加入铌酸钾钠溶液后继续搅拌3小时，转为超声分散40分钟后取出，抽滤后烘干得到改性铌酸钾钠；
(3)将氨丙基三甲氧基硅烷加入N,N-二甲基乙酰胺中，搅拌10分钟后加入联苯四甲酸二酐水溶液，室温下搅拌24小时后取出，抽滤后烘干得到相容剂；
(4)按重量份数称量各组分，将PET树脂置于烘箱中100℃下干燥6小时，取出后与相容剂、聚酰亚胺一起放入搅拌机中，搅拌均匀后得到混合物一，将其他组分加入混合机中共混10分钟后得到混合物二，将混合物一加入双螺杆挤出机的主喂料口，将混合物二加入主喂料口上加装的粉末侧喂料口，挤出成型后得到PET树脂组合物，其中，双螺杆挤出机的挤出温度为230～270℃，螺杆转速为300转/分，主喂料转速为30转/分，粉末侧喂料转速为12转/分。
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