專(zhuān)利名稱(chēng)：：玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及工程塑料改性
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)復(fù)合材料及其制備方法。技術(shù)背景聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一種熱塑性工程塑料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電絕緣性、耐熱性和耐化學(xué)試劑性，因而廣泛用于纖維、薄膜以及飲料瓶領(lǐng)域。目前，就世界范圍而言，PET產(chǎn)能過(guò)乘lJ，價(jià)格走低，產(chǎn)品正逐漸由纖用聚酯向非纖聚酯(瓶片、薄膜、工程塑料)領(lǐng)域拓展。而工程塑料是PET非纖領(lǐng)域中的研發(fā)熱點(diǎn)之一。中國(guó)已經(jīng)成為世界PET生產(chǎn)、消費(fèi)第一大國(guó)，但是我國(guó)的聚酯工業(yè)存在不少問(wèn)題，其突出表現(xiàn)在PET纖用聚酯生產(chǎn)能力過(guò)剩，生產(chǎn)品種范圍窄，非纖聚酯比例明顯偏低，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力弱。由于PET晶化技術(shù)沒(méi)能得到解決，制品的加工成型遇到困難，我國(guó)已連續(xù)多年成為世界最大的工程塑料進(jìn)口國(guó)。因此研究開(kāi)發(fā)高性能PET工程塑料，突破國(guó)外的技術(shù)封鎖，解決PET纖用聚酯生產(chǎn)能力過(guò)剩、PET工程塑料生產(chǎn)能力低的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)低成本、優(yōu)質(zhì)化PET工程塑料規(guī)?；a(chǎn)，有效替代高檔塑料及昂貴進(jìn)口專(zhuān)用料，具有十分重要的意義。要想使PET工程化，就要提高PET樹(shù)脂的結(jié)晶速率，縮短注塑周期，相應(yīng)提高PET抗沖擊性和機(jī)械強(qiáng)度。玻纖由于增強(qiáng)效果顯著、添加量大(可達(dá)45%)及同時(shí)可提高材料的沖擊和熱變形溫度而普遍受到人們的青睞，但單純用玻纖改性的熱塑性聚酯其沖擊韌性較差，光澤度低，注塑成制品時(shí)常會(huì)引起玻纖外露，影響制品性能和外觀。為了提高PET沖擊韌性，改善PET/玻纖復(fù)合材料的表面光潔度，通常的改性方法是加入熱塑性彈性體增韌，并對(duì)玻纖進(jìn)行有機(jī)處理。如專(zhuān)利CN1136577A中以尼龍類(lèi)聚合物作成核劑制得玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料，但其缺口沖擊強(qiáng)度不足，難以作為工程結(jié)構(gòu)件；Fung.K丄.等報(bào)導(dǎo)了用MA-g-SEBS三嵌段共聚物增韌PET(Polym.Test2005年No.24，p863-872)，其缺口沖擊強(qiáng)度有大幅度的提高，但另一方面又使材料拉伸強(qiáng)度和拉伸模量下降，損失材料剛性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料。本發(fā)明的另一目的在于提供一種玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料的制備方法。在提高材料強(qiáng)度、韌性的同時(shí)，改善其表面光澤度、耐熱性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案-一種玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料，其特征在于其組成按重量份數(shù)計(jì)為:(1)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯100份(2)無(wú)堿玻璃纖維(GF)1045份(3)增韌劑5.025份(4)結(jié)晶促進(jìn)劑0.110份(5)擴(kuò)鏈劑O.卜l.O份(6)成核劑0.55.0份(7)抗氧劑0.10.5份(8)潤(rùn)滑劑0.30.5份所述的增韌劑為馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯共聚物(PE-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯共聚物(PP-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(P0E-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝聚苯醚共聚物(PPO-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MAH-g-SBS)、馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(MAH-g-SEBS)、甲基丙烯酸縮水甘油酯-聚乙烯接枝共聚物(GMA-g-PE)、甲基丙烯酸縮水甘油酯-聚丙烯接枝共聚物(GMA-g-PP)、聚乙烯丙烯酸接枝物(PE-g-AA)、丙烯酸聚丙烯接枝物(PP-g-AA)中的一種或是由以上幾種增韌劑組成的復(fù)配物。所述的結(jié)晶促進(jìn)劑為低分子化合物，如酮類(lèi)(二苯甲酮)、酯類(lèi)(季戊二醇二苯甲酯、三苯基磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酰胺酯、亞胺酯)；或?yàn)楦叻肿踊衔?，如聚?聚己內(nèi)酯及其封端化合物)、聚乙二醇(PEG1000、聚丙二醇及其封端化合物)。所述的擴(kuò)鏈劑為兩個(gè)以上羥基或羧基的有機(jī)物，包括均苯二酐(PMDA)、對(duì)苯酚二羥基乙醚(HQEE)、1,4-丁二醇(l，4-BD)、3,3，-二氯-4，4，-二氨基-二苯基甲垸(MOCA)。所述的成核劑為至少在一維方向上的尺寸為納米級(jí)的無(wú)機(jī)粉體，其平均粒徑為1200nm，如納米蒙脫土、納米云母、納米粘土、納米重晶石、納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米氧化鋁，或其兩種以上的復(fù)配物；或者成核劑為有機(jī)成核劑，如單羧酸或多羧酸鹽、褐煤蠟或褐煤酸酯鹽、二苯胺、四氯乙烷、丙酮、硝基甲烷、苯、甲苯、四氫化萘、芳族醇類(lèi)和胺類(lèi)、堿金屬芳烷基磺酸鹽、環(huán)氧化合物。所述的抗氧劑為酚類(lèi)抗氧劑，如四(P-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑1010)、e-(4-羥基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)、，三甘醇雙[3_(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯](抗氧劑245);或?yàn)楹蝓ヮ?lèi)抗氧劑，如硫代二丙酸二月桂酯(DLTP);或?yàn)閬喠姿狨ヮ?lèi)抗氧劑如三(2，4一二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)、亞磷酸三苯酯(TPP);或?yàn)橛梢陨峡寡鮿┙M成的混合物。所述的潤(rùn)滑劑為硅酯、有機(jī)硅垸、液體石蠟、五赤蘚醇四硬脂酸酯(PETS)中的一種，或?yàn)閘，2-亞乙基雙脂肪酰胺類(lèi)潤(rùn)滑劑，或?yàn)橛梢陨蠞?rùn)滑劑組成的混合物。一種用于玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于該方法具有如下工藝過(guò)程將干燥的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯與增韌劑、擴(kuò)鏈劑、成核劑、結(jié)晶促進(jìn)劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑在高速攪拌機(jī)中攪拌均勻后，從加料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)熔融擠出溫度設(shè)定在22029(TC范圍內(nèi)，真空度一0.08Pa，主機(jī)轉(zhuǎn)速80280r/min;玻璃纖維事先經(jīng)硅垸偶聯(lián)劑表面處理，需在下游加料口加入；擠出物料經(jīng)冷卻、風(fēng)干、切粒，干燥后，即得玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料。本發(fā)明通過(guò)多項(xiàng)新技術(shù)集成整合，二次創(chuàng)新，將玻纖的高拉伸強(qiáng)度、高拉伸模量與熱塑性彈性體增韌，無(wú)機(jī)納米剛性粒子協(xié)同增韌，補(bǔ)償了玻纖加入后的PET韌性下降，而材料的其他性能保持不變或少降低，制得高光澤、高模量、高抗沖擊、低翹曲、尺寸穩(wěn)定綜合性能優(yōu)良的玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例16按表1的配方進(jìn)行備料；將干燥的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯與增韌劑、擴(kuò)鏈劑、成核劑、結(jié)晶促進(jìn)劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑在高速攪拌機(jī)中攪拌均勻后，從加料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)熔融擠出溫度設(shè)定在22029(TC范圍內(nèi)，真空度一0.08Pa，主機(jī)轉(zhuǎn)速80280r/min;玻璃纖維事先經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑表面處理，需在下游加料口加入；擠出物料經(jīng)冷卻、風(fēng)干、切粒，干燥后，即得玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料。實(shí)施例的配方如下表表1實(shí)施例配方<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2實(shí)施例復(fù)合材料的性能測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，并非用以限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或改進(jìn)，都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料，其特征在于其組成按重量份數(shù)計(jì)為(1)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯100份(2)無(wú)堿玻璃纖維10～45份(3)增韌劑5.0～25份(4)結(jié)晶促進(jìn)劑0.1～10份(5)擴(kuò)鏈劑0.1～1.0份(6)成核劑0.5～5.0份(7)抗氧劑0.1～0.5份(8)潤(rùn)滑劑0.3～0.5份。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料，其特征在于所述的增韌劑為馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯共聚物(PE-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯共聚物(PP-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(P0E-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝聚苯醚共聚物(PPO-g-MAH)、馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MAH-g-SBS)、馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(MAH-g-SEBS)、甲基丙烯酸縮水甘油酯-聚乙烯接枝共聚物(GMA-g-PE)、甲基丙烯酸縮水甘油酯-聚丙烯接枝共聚物(GMA-g-PP)、聚乙烯丙烯酸接枝物(PE-g-AA)、丙烯酸聚丙烯接枝物(PP-g-AA)中的一種或是由以上幾種增韌劑組成的復(fù)配物。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料，其特征在于所述的結(jié)晶促進(jìn)劑為低分子化合物，如酮類(lèi)(二苯甲酮)、酯類(lèi)(季戊二醇二苯甲酯、三苯基磷酸酯、鄰苯二甲酸酯、酰胺酯、亞胺酯)；或?yàn)楦叻肿踊衔铮缇埘?聚己內(nèi)酯及其封端化合物)、聚乙二醇(PEG1000、聚丙二醇及其封端化合物)。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料，其特征在于所述的擴(kuò)鏈劑為兩個(gè)以上羥基或羧基的有機(jī)物，包括均苯二酐(PMDA)、對(duì)苯酚二羥基乙醚(HQEE)、1,4-丁二醇(l，4-BD)、3,3，-二氯-4,4，-二氨基-二苯基甲烷(MOCA)。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料，其特征在于所述的成核劑為至少在一維方向上的尺寸為納米級(jí)的無(wú)機(jī)粉體，其平均粒徑為1200nm，如納米蒙脫土、納米云母、納米粘土、納米重晶石、納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米氧化鋁，或其兩種以上的復(fù)配物；或者成核劑為有機(jī)成核劑，如單羧酸或多羧酸鹽、褐煤蠟或褐煤酸酯鹽、二苯胺、四氯乙垸、丙酮、硝基甲烷、苯、甲苯、四氫化萘、芳族醇類(lèi)和胺類(lèi)、堿金屬芳垸基磺酸鹽、環(huán)氧化合物。6.根據(jù)權(quán)利要求l玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料，其特征在于所述的抗氧劑為酚類(lèi)抗氧劑，如四(0_(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯(抗氧劑ioio)、e-(4-羥基苯基-3，5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧劑1076)、，三甘醇雙[3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯](抗氧劑245);或?yàn)楹蝓ヮ?lèi)抗氧劑，如硫代二丙酸二月桂酯(DLTP);或?yàn)閬喠姿狨ヮ?lèi)抗氧劑如三(2，4—二叔丁基苯基)亞磷酸酯(抗氧劑168)、亞磷酸三苯酯(TPP);或?yàn)橛梢陨峡寡鮿┙M成的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料，其特征在于所述的潤(rùn)滑劑為硅酯、有機(jī)硅垸、液體石蠟、五赤蘚醇四硬脂酸酯(PETS)中的一種，或?yàn)?，2-亞乙基雙脂肪酰胺類(lèi)潤(rùn)滑劑，或?yàn)橛梢陨蠞?rùn)滑劑組成的混合物。8.—種用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于該方法具有如下工藝過(guò)程將干燥的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯與增韌劑、擴(kuò)鏈劑、成核劑、結(jié)晶促進(jìn)劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑在高速攪拌機(jī)中攪拌均勻后，從加料口加入雙螺桿擠出機(jī)中，擠出機(jī)熔融擠出溫度設(shè)定在2202卯。C范圍內(nèi)，真空度一0.08Pa，主機(jī)轉(zhuǎn)速80280r/min;玻璃纖維事先經(jīng)硅垸偶聯(lián)劑表面處理，需在下游加料口加入；擠出物料經(jīng)冷卻、風(fēng)干、切粒，干燥后，即得玻璃纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料。全文摘要本發(fā)明涉及一種玻纖增強(qiáng)PET復(fù)合材料。它是按重量份數(shù)組成PET100份、無(wú)堿玻璃纖維10～45份、增韌劑5.0～25份、結(jié)晶促進(jìn)劑0.1～10份、擴(kuò)鏈劑0.1～1.0份、成核劑0.5～5.0份、抗氧劑0.1～0.5份和潤(rùn)滑劑0.3～0.5份。其制備方法是將以上各組分在高速攪拌機(jī)上混合均勻，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混制成。該復(fù)合材料具有加工流動(dòng)性優(yōu)良，拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度高的特點(diǎn)，旨在實(shí)現(xiàn)低成本、優(yōu)質(zhì)化PET工程塑料規(guī)?；a(chǎn)，有效替代高檔塑料及昂貴進(jìn)口專(zhuān)用料。文檔編號(hào)C08K9/00GK101280095SQ20081003769公開(kāi)日2008年10月8日申請(qǐng)日期2008年5月20日優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日發(fā)明者鵬丁,施利毅,慧楊,胡秀蘭,葛春華,陳德杰申請(qǐng)人:上海大學(xué)