CN107266879A - 一种高性能收缩率均匀的pet复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高性能收缩率均匀的PET复合材料及其制备方法,PET复合材料按重量份由以下组分组成:PET为80份‑100份;玄武岩纤维为6份‑10份;云母粉为10份‑16份;抗氧剂为0.1份‑0.5份;润滑剂为0.1份‑0.3份。依据本申请中的制得PET复合材料力学性能优异,横向和纵向收缩率均匀,改善了PET复合材料冲击强度较差,收缩率不均匀的问题;等离子体在玄武岩纤维表面上引入了正氮离子N+,增加了表面的活性点,使表面极性提高,这有利于增加玻纤表面的吸引力和粘附性,改善玻纤与PET基体的相容性。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,特别是指一种高性能收缩率均匀的PET复合材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种常见的高分子聚酯树脂,它具有很好的光学特性和耐候性,但是同时它也存在着缺口冲击强度偏小,纵横比收缩率不均匀的缺点,容易出现易断裂、表面不规整的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能收缩率均匀的PET复合材料及其制备方法,以解决PET复合材料收缩率不均匀的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高性能收缩率均匀的PET复合材料,按重量份由以下组分组成:
所述玄武岩纤维通过等离子体处理,具体步骤为:
(1)将玻璃纤维置于无水乙醇中超声荡洗6-10min;
(2)吹干后,将玻璃纤维放在等离子体反应室中,通入氦气等离子体,反应8-12min,得到经过等离子体处理的玄武岩纤维。
所述云母粉为金云母,粒径为8-12μm,是经过稀土氯化镧溶液处理后的金云母。
所述金云母与所述氯化镧溶液的质量比为(80-100):(0.2-0.8)。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
上述任一项高性能且收缩率均匀的PET复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取80份-100份的PBT、6份-10份玄武岩纤维、10份-16份云母粉、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PET复合材料。
所述步骤(2)具体为:
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度240~260℃,二区温度280~300℃,三区温度280~300℃,四区温度280~300℃,五区温度280~300℃,六区温度280~300℃,机头温度280~300℃,螺杆转速200~280r/min。
所述玄武岩纤维是从所述双螺杆挤出机的主喂料口加入。
本发明的有益效果是:
1、依据本申请中的制得PET复合材料力学性能优异,横向和纵向收缩率均匀,改善了PET复合材料冲击强度较差,收缩率不均匀的问题。
2、稀土氯化镧溶液处理剂中的醇羟基可以与云母粉表面的硅羟基发生了化学结合,这有利于改善云母粉在PET基体中的分散。
3、等离子体在玄武岩纤维表面上引入了正氮离子N+,增加了表面的活性点,使表面极性提高,这有利于增加玻纤表面的吸引力和粘附性,改善玻纤与PET基体的相容性。
4、当玄武岩纤维从主喂料加入时,力学性能要低于从侧位料加入,但是纵向和横向收缩率差值要远小于测喂料,综合力学性能和收缩率均匀来考虑,本申请选择从主喂料加入。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案,以下的实施例仅是示例性的,仅能用来解释和说明本发明的技术方案,而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请的各实施例中所用的原料如下:
PET(型号008L),加拿大Aclo;玄武岩纤维,四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司;云母粉,石家庄马跃云母粉厂;抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330),瑞士汽巴精化;硬脂酸锌,汉维新材料;硬脂酸钙,武汉万荣科技;硬脂酸钾,邦诺化工。
本申请各实施例所用的测试仪器如下:
ZSK30型双螺杆挤出机,德国W&P公司;JL-1000型拉力试验机,广州市广才实验仪器公司生产;HTL900-T-5B型注射成型机,海太塑料机械有限公司生产;XCJ-500型冲击测试机,承德试验机厂生产;QT-1196型拉伸测试仪,东莞市高泰检测仪器有限公司;QD-GJS-B12K型高速搅拌机,北京恒奥德仪器仪表有限公司。
本申请提供一种高性能收缩率均匀的PET复合材料,按重量份由以下组分组成:
所述玄武岩纤维通过等离子体处理,具体步骤为:
(1)将玻璃纤维置于无水乙醇中超声荡洗6-10min;
(2)吹干后,将玻璃纤维放在等离子体反应室中,通入氦气等离子体,反应8-12min,得到经过等离子体处理的玄武岩纤维。
所述云母粉为金云母,粒径为8-12μm,是经过浓度为3%-20%稀土氯化镧溶液处理后的金云母。
所述金云母与所述氯化镧溶液的质量比为(80-100):(0.2-0.8)。
所述抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330)中的一种或几种的混合。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
上述任一项高性能且收缩率均匀的PET复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取80份-100份的PBT、6份-10份玄武岩纤维、10份-16份云母粉、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PET复合材料。
所述步骤(2)具体为:
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度240~260℃,二区温度280~300℃,三区温度280~300℃,四区温度280~300℃,五区温度280~300℃,六区温度280~300℃,机头温度280~300℃,螺杆转速200~280r/min。
所述玄武岩纤维是从所述双螺杆挤出机的主喂料口加入。
实施例1
(1)称取80份的PET、6份玄武岩纤维、10份云母粉、0.1份Irganox168、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PET复合材料P1。
优选地,所述步骤(2)具体为:
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,即得到PET复合材料,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度240℃,二区温度280℃,三区温度280℃,四区温度280℃,五区温度280℃,六区温度280℃,机头温度280℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
(1)称取100份的PET、10份玄武岩纤维、16份云母粉、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.15份硬脂酸钾、0.15份硬脂酸锌混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PET复合材料P2。
优选地,所述步骤(2)具体为:
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,即得到PET复合材料,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度260℃,二区温度300℃,三区温度300℃,四区温度300℃,五区温度300℃,六区温度300℃,机头温度300℃,螺杆转速280r/min。
实施例3
(1)称取90份的PET、8份玄武岩纤维、13份云母粉、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.1份硬脂酸钙、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PET复合材料P3。
优选地,所述步骤(2)具体为:
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,即得到PET复合材料,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度250℃,二区温度290℃,三区温度290℃,四区温度290℃,五区温度290℃,六区温度290℃,机头温度290℃,螺杆转速240r/min。
实施例4
(1)称取95份的PET、9份玄武岩纤维、14份云母粉、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PET复合材料P4。
优选地,所述步骤(2)具体为:
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,即得到PET复合材料,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度245℃,二区温度285℃,三区温度285℃,四区温度285℃,五区温度285℃,六区温度285℃,机头温度285℃,螺杆转速255r/min。
实施例5
(1)称取85份的PET、7份玄武岩纤维、15份云母粉、0.1份Irganox1010、0.1份Irganox168、0.1份硬脂酸钙、0.1份硬脂酸钾混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PET复合材料P5。
优选地,所述步骤(2)具体为:
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,即得到PET复合材料,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度250℃,二区温度295℃,三区温度295℃,四区温度295℃,五区温度295℃,六区温度295℃,机头温度295℃,螺杆转速270r/min。
对比例1
(1)称取90份PET、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168、0.1份硬脂酸钙混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PET复合材料D1。
优选地,所述步骤(2)具体为:
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,即得到PET复合材料,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度255℃,二区温度285℃,三区温度285℃,四区温度285℃,五区温度285℃,六区温度285℃,机头温度285℃,螺杆转速245r/min。
对比例2
(1)称取95份PET、12份云母粉、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168、0.1份硬脂酸钙混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机主喂料器加入,7份玄武岩纤维由侧喂料器单独加入挤出造粒,即得到PET复合材料D2。
优选地,所述步骤(2)具体为:
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,即得到PET复合材料,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度255℃,二区温度295℃,三区温度295℃,四区温度295℃,五区温度295℃,六区温度295℃,机头温度295℃,螺杆转速265r/min。
性能测试:
将上述实施例1-5及对比例1-2制备的PET复合材料用注塑机制成样条测试,测试数据如下表:
从实施例1-5及对比例1可以看出:
本申请的PET复合材料比未改性前的力学性能提升很多,纵向收缩率和横向收缩率差值仅为0.01%-0.03%,较原来的0.3%差值改善很多,纵横收缩率更加均匀,制成的成品表面规整性更加完好。
从实施例1-5及对比例2可以看出:
当玄武岩纤维从主喂料加入时,力学性能要低于从侧位料加入,但是纵向和横向收缩率差值要远小于测喂料,综合力学性能和收缩率均匀来考虑,选择从主喂料加入。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例,但本申请并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化,都应落在本申请的保护范围内。
Claims (8)
1.一种高性能收缩率均匀的PET复合材料,其特征在于,按重量份由以下组分组成:
所述玄武岩纤维通过等离子体处理,具体步骤为:
(1)将玻璃纤维置于无水乙醇中超声荡洗6-10min;
(2)吹干后,将玻璃纤维放在等离子体反应室中,通入氦气等离子体,反应8-12min,得到经过等离子体处理的玄武岩纤维。
2.根据权利要求1所述的高性能收缩率均匀的PET复合材料,其特征在于,所述云母粉为金云母,粒径为8-12μm,是经过稀土氯化镧溶液处理后的金云母。
3.根据权利要求2所述的高性能收缩率均匀的PET复合材料,其特征在于,所述金云母与所述氯化镧溶液的质量比为(80-100):(0.2-0.8)。
4.根据权利要求1所述的高性能收缩率均匀的PET复合材料,其特征在于,所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述的高性能收缩率均匀的PET复合材料,其特征在于,所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
6.上述权利要求1至5中任一项高性能且收缩率均匀的PET复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)称取80份-100份的PBT、6份-10份玄武岩纤维、10份-16份云母粉、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀,得到混合料;
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒,即得到PET复合材料。
7.根据权利要求6所述的高性能且收缩率均匀的PET复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)具体为:
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒,其中,所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区,一区温度240~260℃,二区温度280~300℃,三区温度280~300℃,四区温度280~300℃,五区温度280~300℃,六区温度280~300℃,机头温度280~300℃,螺杆转速200~280r/min。
8.根据权利要求7所述的高性能且收缩率均匀的PET复合材料的制备方法,其特征在于,所述玄武岩纤维是从所述双螺杆挤出机的主喂料口加入。
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