CN112266588A - 一种高性能抗老化的pet复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能抗老化的PET复合材料及其制备方法，PET复合材料，包括以下质量份的组分，PET 80‑100份；SiO2包覆的玻璃纤维8‑12份；复合型抗氧剂0.1‑0.5份；PET复合材料中采用了SiO2包覆的玻璃纤维，SiO2可以作为PET的异相成核剂，完善PET的结晶性能，提升PET复合材料的力学性能，较未改性的玻璃纤维更能改善PET复合材料的力学性能；PET复合材料中还采用了复合型抗氧剂，通过通过纳米TiO2和lrganox 1076的协同抗氧作用，使PET复合材料的机械性能保持率更高；本发明PET复合材料整体的物理性能和抗老化性能较现有的PET复合材料有了较大的提升，能够应用于更加恶劣的使用环境，大大扩展了应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及PET复合材料技术领域，具体涉及一种高性能抗老化的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)是一种广泛应用的高分子聚酯树脂，PET具有良好的耐疲劳性，较好的耐热性，优良的尺寸稳定性等优点，但是在一些特定的领域，对PET的物理性能、抗老化性能具有更高的要求，普通PET复合材料无法满足其要求，这限制了PET复合材料在一些特定领域中的应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，提供一种高性能抗老化的PET复合材料及其制备方法，该PET复合材料具有优异的物理性能和抗老化性能。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种高性能抗老化的PET复合材料，包括以下质量份的组分，
PET 80-100份；
SiO2包覆的玻璃纤维 8-12份；
复合型抗氧剂 0.1-0.5份。
一种高性能抗老化的PET复合材料的制备方法，包括以下步骤，
S1，SiO2包覆的玻璃纤维的制备：a、称取180-240质量份的氢氟酸和30-40质量份的SiO2，加入至反应器皿中，常温下搅拌反应8-12h，得溶液A；b、称取160-200质量份的溶液A和40-60质量份的玻璃纤维，加入至反应器皿中，常温下搅拌反应10-16h，得溶液B；c、对溶液B进行过滤，洗涤，并置于60-80℃真空干燥箱干燥3-5h，制得SiO2包覆的玻璃纤维；
S2，复合型抗氧剂的制备：d、称取30-40质量份的纳米TiO2、0.1-0.3质量份的碳酸酯偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、180-240质量份的丙酮溶液加入至反应器皿中，70-90℃下搅拌反应10-16h，得溶液A1；e、称取160-200质量份的溶液A1、0.2-0.4质量份的亚硝基二苯胺、0.1-1.3质量份的抗氧剂加入至反应器皿中，60-80℃下搅拌反应8-12h，过滤洗涤，并置于60-80℃真空干燥3-5h，得复合型抗氧剂；
S3，PET复合材料的制备：f、称取80-100质量份的PET、8-12份质量份的SiO2包覆的玻璃纤维、0.1-0.5质量份的复合型抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；g、将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到PET复合材料。
优选的，所述步骤S2中的抗氧剂采用lrganox 1076。
优选的，所述步骤S3中，双螺杆挤出机内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。
本发明的有益效果是：本发明的一种高性能抗老化的PET复合材料及其制备方法，PET复合材料中采用了SiO2包覆的玻璃纤维，SiO2可以作为PET的异相成核剂，完善PET的结晶性能，提升PET复合材料的力学性能，较未改性的玻璃纤维更能改善PET复合材料的力学性能；PET复合材料中还采用了复合型抗氧剂，通过纳米TiO2和lrganox 1076的协同抗氧作用，使PET复合材料的机械性能保持率更高；本发明PET复合材料整体的物理性能和抗老化性能较现有的PET复合材料有了较大的提升，能够应用于更加恶劣的使用环境，大大扩展了应用领域。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合实施例对本发明创造作进一步的详细说明。
一种高性能抗老化的PET复合材料，包括以下质量份的组分，
PET 80-100份；
SiO2包覆的玻璃纤维 8-12份；
复合型抗氧剂 0.1-0.5份。
下面例举实施例1-5，各实施例中采用的原料如下：
PET(型号008L)，由加拿大Aclo生产；氢氟酸，由中恒化工有限公司生产；SiO2，由沈阳赛尼欧化工有限公司生产；玻璃纤维，由泰山玻璃纤维有限公司生产；纳米TiO2，由上海凯茵化工有限公司生产；碳酸酯偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，由南京奥诚化工有限公司生产；丙酮溶液，由上海宽任化工有限公司生产；亚硝基二苯胺，由湖北鑫润德化工有限公司生产；抗氧剂Irganox1076，由巴斯夫公司生产。
PET复合材料的制备方法为：
一种高性能抗老化的PET复合材料的制备方法，包括以下步骤，
S1，SiO2包覆的玻璃纤维的制备：a、称取180-240质量份的氢氟酸和30-40质量份的SiO2，加入至反应器皿中，常温下搅拌反应8-12h，得溶液A；b、称取160-200质量份的溶液A和40-60质量份的玻璃纤维，加入至反应器皿中，常温下搅拌反应10-16h，得溶液B；c、对溶液B进行过滤，洗涤，并置于60-80℃真空干燥箱干燥3-5h，制得SiO2包覆的玻璃纤维；
S2，复合型抗氧剂的制备：d、称取30-40质量份的纳米TiO2、0.1-0.3质量份的碳酸酯偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、180-240质量份的丙酮溶液加入至反应器皿中，70-90℃下搅拌反应10-16h，得溶液A1；e、称取160-200质量份的溶液A1、0.2-0.4质量份的亚硝基二苯胺、0.1-1.3质量份的抗氧剂加入至反应器皿中，60-80℃下搅拌反应8-12h，过滤洗涤，并置于60-80℃真空干燥3-5h，得复合型抗氧剂；
S3，PET复合材料的制备：f、称取80-100质量份的PET、8-12份质量份的SiO2包覆的玻璃纤维、0.1-0.5质量份的复合型抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；g、将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到PET复合材料。
其中，所述步骤S2中的抗氧剂优选采用lrganox 1076。所述步骤S3中，双螺杆挤出机内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。
实施例1
(1)称取80份PET、8份SiO2包覆的玻璃纤维、0.1份复合型抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到PET复合材料P1。
其中，双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：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、12份SiO2包覆的玻璃纤维、0.5份复合型抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到PET复合材料P2。
其中，双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：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、10份SiO2包覆的玻璃纤维、0.3份复合型抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到PET复合材料P3。
其中，双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：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85份的PET、9份SiO2包覆的玻璃纤维、0.2份复合型抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到PET复合材料P4。
其中，双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：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95份的PET、11份SiO2包覆的玻璃纤维、0.3份复合型抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到PET复合材料P5。
其中，双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：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100份PET、10份玻璃纤维、0.1份Irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到PET复合材料D1。
其中，双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：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。
将上述实施例1-5及对比例1制备的PET复合材料用注塑机制成样条测试，测试所用设备包括：ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司生产；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。
测试数据如下表：
上述测试结果表明：实施例1-5的PET复合材料在弯曲模量、悬臂梁冲击强度、拉伸强度、拉伸强度保持率四个物理性能上明显优于对比例1的PET复合材料，实施例1-5的PET复合材料在抗老化性上也好于对比例1的PET复合材料。因此，本发明的PET复合材料大大扩展了PET复合材料的应用领域，具有非常重要的意义。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高性能抗老化的PET复合材料，其特征在于：包括以下质量份的组分，
PET 80-100份；
SiO2包覆的玻璃纤维 8-12份；
复合型抗氧剂 0.1-0.5份。
2.一种高性能抗老化的PET复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，SiO2包覆的玻璃纤维的制备：a、称取180-240质量份的氢氟酸和30-40质量份的SiO2，加入至反应器皿中，常温下搅拌反应8-12h，得溶液A；b、称取160-200质量份的溶液A和40-60质量份的玻璃纤维，加入至反应器皿中，常温下搅拌反应10-16h，得溶液B；c、对溶液B进行过滤，洗涤，并置于60-80℃真空干燥箱干燥3-5h，制得SiO2包覆的玻璃纤维；
S2，复合型抗氧剂的制备：d、称取30-40质量份的纳米TiO2、0.1-0.3质量份的碳酸酯偶联剂异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、180-240质量份的丙酮溶液加入至反应器皿中，70-90℃下搅拌反应10-16h，得溶液A1；e、称取160-200质量份的溶液A1、0.2-0.4质量份的亚硝基二苯胺、0.1-1.3质量份的抗氧剂加入至反应器皿中，60-80℃下搅拌反应8-12h，过滤洗涤，并置于60-80℃真空干燥3-5h，得复合型抗氧剂；
S3，PET复合材料的制备：f、称取80-100质量份的PET、8-12份质量份的SiO2包覆的玻璃纤维、0.1-0.5质量份的复合型抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；g、将混合料通过双螺杆挤出机挤出造粒，即得到PET复合材料。
3.根据权利要求2所述的高性能抗老化的PET复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的抗氧剂采用lrganox 1076。
4.根据权利要求2所述的高性能抗老化的PET复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，双螺杆挤出机内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。
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