CN107083031A - 一种高耐电晕聚酰亚胺/pet复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种高耐电晕聚酰亚胺/pet复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，以重量份计，包括以下组分：PET 20‑40份，聚酰亚胺15‑20份，玻璃纤维5‑8份，纳米氧化钛1‑2.5份，纳米氧化硅0.5‑3.5份，改性硅藻土1‑2份，抗氧剂0.8‑2.2份，分散剂1‑1.5份，润滑剂1.2‑3.3份。本发明还公开了该复合材料的制备方法。该复合材料耐疲劳性、耐摩擦性好，尺寸稳定性好，强度大，韧性好，抗冲击性能优异，耐电晕性好，无毒，化学稳定性好，且其制备方法简单，成本低。

Description

一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体的涉及一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料。
背景技术：
聚对苯二甲酸二乙醇酯(PET)是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，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，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。作为包装材料PET具有以下优点：(1)有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的3～5倍，耐折性好；(2)耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱，耐大多数溶剂；(3)具有优良的耐高、低温性能，可在120℃温度范围内长期使用，短期使用可耐150℃高温，可耐-70℃低温，且高、低温时对其机械性能影响很小；(4)气体和水蒸气渗透率低，既有优良的阻气、水、油及异味性能；(5)透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好；(6)无毒、无味，卫生安全性好，可直接用于食品包装。
聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能，103赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘材料。其化学性质稳定，不需要加入阻燃剂就可以阻止燃烧，耐电晕性能好。
发明内容：
本发明的目的是提供一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，其耐疲劳性、耐摩擦性好，尺寸稳定性好，强度大，韧性好，抗冲击性能优异，耐电晕性好，无毒，化学稳定性好，且其制备方法简单，成本低
本发明的另一个目的是提供该复合材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，以重量份计，包括以下组分：
PET 20-40份，聚酰亚胺15-20份，
玻璃纤维5-8份，纳米氧化钛1-2.5份，
纳米氧化硅0.5-3.5份，改性硅藻土1-2份，
抗氧剂0.8-2.2份，分散剂1-1.5份，润滑剂1.2-3.3份。
作为上述技术方案的优选，一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，以重量份计，包括以下组分：
PET 38份，聚酰亚胺17份，
玻璃纤维6.5份，纳米氧化钛1份，
纳米氧化硅2.5份，改性硅藻土1.6份，
抗氧剂1.3份，分散剂1份，润滑剂2份。
作为上述技术方案的优选，所述聚酰亚胺为均苯型聚酰亚胺。
作为上述技术方案的优选，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其长度为20-50μm。
作为上述技术方案的优选，所述纳米氧化钛为锐钛矿相氧化钛，其粒径大小为10-20nm。
作为上述技术方案的优选，所述改性硅藻土的制备方法为：将硅藻土、乙撑双硬脂酸酰胺、焦宝石粉、乙酰蓖麻醇酸酯、聚乙烯醇混合搅拌均匀，在500-1000W的功率下，超声5-10h，后在马弗炉中，700-1000℃下处理1-2h，粉碎，得到改性硅藻土。
作为上述技术方案的优选，所述抗氧剂为1-(2’-羟基-3’,5’-二戊基苯基)苯丙三唑、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、戊二酸二乙酯中的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选，所述分散剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或两种混合。
一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将PET、聚酰亚胺、玻璃纤维、纳米氧化钛、纳米氧化硅、改性硅藻土加入到高速捏合机中，在180-200℃下，捏合10-15min，继续加入抗氧剂、分散剂和润滑剂，继续捏合10-30min，得到混合浆料；
(2)将步骤(1)得到的混合浆料由双螺杆挤出机挤出造粒后，得到高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述挤出造粒的工艺条件为塑化熔融温度为245-275℃，喂料速度为10-12r/min，螺杆转速为100-120r/min。
本发明具有以下有益效果：
纳米氧化硅和纳米氧化钛具有较高的导电率，电荷可以在复合材料分子链间相互移动，从而减少电荷的聚集，降低局部放电击穿的几率，起到耐电晕保护作用，且抗氧化剂的加入，使得复合材料的抗氧化性提高，活性自由基在高分子链氧化之前就失去活性，从而有效阻止聚合物氧化、降解，提高复合材料的耐电晕能力；
玻璃纤维的加入使得复合材料的强度大大提高，此外，该复合材料耐疲劳性、耐摩擦性好，尺寸稳定性好，韧性好，抗冲击性能优异，无毒，化学稳定性好，且其制备方法简单，成本低。
具体实施方式：
为更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，以重量份计，包括以下组分：
PET 20份，聚酰亚胺15份，
玻璃纤维5份，纳米氧化钛1份，
纳米氧化硅0.5份，改性硅藻土1份，
抗氧剂0.8份，分散剂1份，润滑剂1.2份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将PET、聚酰亚胺、玻璃纤维、纳米氧化钛、纳米氧化硅、改性硅藻土加入到高速捏合机中，在180℃下，捏合10min，继续加入抗氧剂、分散剂和润滑剂，继续捏合10min，得到混合浆料；
(2)将步骤(1)得到的混合浆料由双螺杆挤出机挤出造粒后，得到高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料。
其中，步骤(2)中，所述挤出造粒的工艺条件为塑化熔融温度为245℃，喂料速度为10r/min，螺杆转速为100r/min。
实施例2
一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，以重量份计，包括以下组分：
PET 40份，聚酰亚胺20份，
玻璃纤维8份，纳米氧化钛2.5份，
纳米氧化硅3.5份，改性硅藻土2份，
抗氧剂2.2份，分散剂1.5份，润滑剂3.3份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将PET、聚酰亚胺、玻璃纤维、纳米氧化钛、纳米氧化硅、改性硅藻土加入到高速捏合机中，在200℃下，捏合15min，继续加入抗氧剂、分散剂和润滑剂，继续捏合30min，得到混合浆料；
(2)将步骤(1)得到的混合浆料由双螺杆挤出机挤出造粒后，得到高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料。
其中，步骤(2)中，所述挤出造粒的工艺条件为塑化熔融温度为275℃，喂料速度为12r/min，螺杆转速为120r/min。
实施例3
一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，以重量份计，包括以下组分：
PET 25份，聚酰亚胺16份，
玻璃纤维6份，纳米氧化钛1.3份，
纳米氧化硅1份，改性硅藻土1.2份，
抗氧剂1份，分散剂1.1份，润滑剂1.5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将PET、聚酰亚胺、玻璃纤维、纳米氧化钛、纳米氧化硅、改性硅藻土加入到高速捏合机中，在185℃下，捏合11min，继续加入抗氧剂、分散剂和润滑剂，继续捏合15min，得到混合浆料；
(2)将步骤(1)得到的混合浆料由双螺杆挤出机挤出造粒后，得到高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料。
其中，步骤(2)中，所述挤出造粒的工艺条件为塑化熔融温度为255℃，喂料速度为11r/min，螺杆转速为105r/min。
实施例4
一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，以重量份计，包括以下组分：
PET 30份，聚酰亚胺17份，
玻璃纤维6.5份，纳米氧化钛1.6份，
纳米氧化硅1.3份，改性硅藻土1.4份，
抗氧剂1.3份，分散剂1.2份，润滑剂2份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将PET、聚酰亚胺、玻璃纤维、纳米氧化钛、纳米氧化硅、改性硅藻土加入到高速捏合机中，在190℃下，捏合12min，继续加入抗氧剂、分散剂和润滑剂，继续捏合18min，得到混合浆料；
(2)将步骤(1)得到的混合浆料由双螺杆挤出机挤出造粒后，得到高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料。
其中，步骤(2)中，所述挤出造粒的工艺条件为塑化熔融温度为260℃，喂料速度为12r/min，螺杆转速为108r/min。
实施例5
一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，以重量份计，包括以下组分：
PET 35份，聚酰亚胺18份，
玻璃纤维7份，纳米氧化钛2份，
纳米氧化硅2份，改性硅藻土1.6份，
抗氧剂1.6份，分散剂1.3份，润滑剂2.5份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将PET、聚酰亚胺、玻璃纤维、纳米氧化钛、纳米氧化硅、改性硅藻土加入到高速捏合机中，在195℃下，捏合13min，继续加入抗氧剂、分散剂和润滑剂，继续捏合20min，得到混合浆料；
(2)将步骤(1)得到的混合浆料由双螺杆挤出机挤出造粒后，得到高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料。
其中，步骤(2)中，所述挤出造粒的工艺条件为塑化熔融温度为265℃，喂料速度为11r/min，螺杆转速为110r/min。
实施例6
一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，以重量份计，包括以下组分：
PET38份，聚酰亚胺19份，
玻璃纤维7.5份，纳米氧化钛2.2份，
纳米氧化硅3份，改性硅藻土1.8份，
抗氧剂2份，分散剂1.4份，润滑剂3份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将PET、聚酰亚胺、玻璃纤维、纳米氧化钛、纳米氧化硅、改性硅藻土加入到高速捏合机中，在200℃下，捏合14min，继续加入抗氧剂、分散剂和润滑剂，继续捏合25min，得到混合浆料；
(2)将步骤(1)得到的混合浆料由双螺杆挤出机挤出造粒后，得到高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料。
其中，步骤(2)中，所述挤出造粒的工艺条件为塑化熔融温度为270℃，喂料速度为12r/min，螺杆转速为115r/min。

Claims (10)

1.一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
PET 20-40份，聚酰亚胺15-20份，
玻璃纤维5-8份，纳米氧化钛1-2.5份，
纳米氧化硅0.5-3.5份，改性硅藻土1-2份，
抗氧剂0.8-2.2份，分散剂1-1.5份，润滑剂1.2-3.3份。
2.如权利要求1所述的一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
PET 38份，聚酰亚胺17份，
玻璃纤维6.5份，纳米氧化钛1份，
纳米氧化硅2.5份，改性硅藻土1.6份，
抗氧剂1.3份，分散剂1份，润滑剂2份。
3.如权利要求1所述的一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，其特征在于，所述聚酰亚胺为均苯型聚酰亚胺。
4.如权利要求1所述的一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，其长度为20-50μm。
5.如权利要求1所述的一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，其特征在于，所述纳米氧化钛为锐钛矿相氧化钛，其粒径大小为10-20nm。
6.如权利要求1所述的一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，其特征在于，所述改性硅藻土的制备方法为：将硅藻土、乙撑双硬脂酸酰胺、焦宝石粉、乙酰蓖麻醇酸酯、聚乙烯醇混合搅拌均匀，在500-1000W的功率下，超声5-10h，后在马弗炉中，700-1000℃下处理1-2h，粉碎，得到改性硅藻土。
7.如权利要求1所述的一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为1-(2’-羟基-3’,5’-二戊基苯基)苯丙三唑、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、戊二酸二乙酯中的一种或多种混合。
8.如权利要求1所述的一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料，其特征在于，所述分散剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或两种混合。
9.如权利要求1至8任一所述的一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将PET、聚酰亚胺、玻璃纤维、纳米氧化钛、纳米氧化硅、改性硅藻土加入到高速捏合机中，在180-200℃下，捏合10-15min，继续加入抗氧剂、分散剂和润滑剂，继续捏合10-30min，得到混合浆料；
(2)将步骤(1)得到的混合浆料由双螺杆挤出机挤出造粒后，得到高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料。
10.如权利要求9所述的一种高耐电晕聚酰亚胺/PET复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述挤出造粒的工艺条件为塑化熔融温度为245-275℃，喂料速度为10-12r/min，螺杆转速为100-120r/min。
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