專利名稱：一種快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子工程塑料及其成型加工領(lǐng)域。具體涉及一種快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，PET工程塑料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱性、電絕緣性、耐化學(xué)試劑性， 并且比其它工程塑料價(jià)格低廉，應(yīng)用市場廣泛，發(fā)展前景良好。但是長期以來，由于PET自身分子鏈結(jié)構(gòu)剛性較大，玻璃化溫度高，致使在實(shí)際的生產(chǎn)過程中結(jié)晶速率太慢，結(jié)晶度很低，模具溫度高達(dá)90°c 13(rc，注塑周期長，大大限制了其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展。結(jié)晶速率和結(jié)晶度的提高是改善PET成型加工性能的關(guān)鍵。國內(nèi)關(guān)于這方面的研究尚處于實(shí)驗(yàn)室摸索階段或者集中在PET純樹脂結(jié)晶速率的提高，較少涉及引入阻燃劑、 填充增強(qiáng)劑等其他助劑的PET阻燃材料結(jié)晶性能的研究。作為工程塑料應(yīng)用材料，PET與阻燃劑、填充增強(qiáng)劑等其他助劑配合使用是必不可少的。有機(jī)羧酸鹽是通過與PET的端羧基反應(yīng)，形成成核中心的晶核，誘導(dǎo)結(jié)晶，提高PET的結(jié)晶速度，而其種類、粒徑大小、在PET 中的分散直接影響結(jié)晶成核效率。高分子結(jié)晶促進(jìn)劑具有較好的柔順性，有利于PET鏈段的活動(dòng)，與成核劑具有協(xié)同作用，可進(jìn)一步加速結(jié)晶過程，同時(shí)還可以起到增韌、增塑和改善脫模性的作用。如專利TW583265B研制了一種由均勻分散的硅酸鹽粘土制得的高光澤PET納米聚酯，但該層狀硅酸鹽需先用質(zhì)子酸和插層劑的醇溶液進(jìn)行有機(jī)化處理，制備工藝復(fù)雜，成本偏高；US4551485中使用硬脂酸鈉做成核劑，使PET結(jié)晶速率大大提高，但成核劑高溫下和 PET分子鏈起化學(xué)反應(yīng)而起化學(xué)成核作用，易引起PET分子鏈降解，特別是在加工過程中使得PET分子量下降，影響力學(xué)強(qiáng)度?，F(xiàn)有技術(shù)中，CN10151948A公開了一種纖維增強(qiáng)PET復(fù)合材料及其制備方法，該方法在PET樹脂中添加纖維，采用強(qiáng)化輻射加工工藝，提高了 PET 的強(qiáng)度和耐高溫性能。該專利中的纖維增強(qiáng)PET復(fù)合材料的相界面為PET-纖維界面的脫粘作用吸收能量。雖然該方法制得的纖維增強(qiáng)PET復(fù)合材料具備很好的強(qiáng)度和耐高溫性能，但是具有韌性不足的缺點(diǎn)。CN101280095A中以馬來酸酐/甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚烯烴/聚苯醚/彈性體等增韌技術(shù)，使玻纖增強(qiáng)PET材料的韌性大大提高，但是這類增韌劑會(huì)嚴(yán)重影響PET的結(jié)晶速率，使得注塑成型加工周期延長。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種快速結(jié)晶、高強(qiáng)度、高韌性的 PET阻燃材料及其制備方法，通過使用復(fù)合結(jié)晶成核劑大大改善了 PET的結(jié)晶情況，快速誘發(fā)形成細(xì)小球晶結(jié)構(gòu)，縮短了注塑周期，降低了注塑模溫；同時(shí)細(xì)小的球晶結(jié)構(gòu)可使機(jī)械應(yīng)力分布均勻，從而使產(chǎn)品機(jī)械性能得到較大的提高。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，由聚對苯二甲酸乙二醇酯、復(fù)合結(jié)晶成核劑、結(jié)晶促進(jìn)劑、復(fù)合阻燃劑、填充增強(qiáng)劑、其他加工助劑組成，以重量份數(shù)計(jì)，各組份用量如下 聚對苯二甲酸乙二醇酯 4(Γ80份復(fù)合結(jié)晶成核劑0.2 3份
結(jié)晶促進(jìn)劑0.5飛份
復(fù)合阻燃劑1(Γ25份
填充增強(qiáng)劑10 50份
其他加工助劑0.5飛份?？焖俪尚筒＠w增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，由聚對苯二甲酸乙二醇酯、 復(fù)合結(jié)晶成核劑、結(jié)晶促進(jìn)劑、復(fù)合阻燃劑、填充增強(qiáng)劑、其他加工助劑組成，以重量份數(shù)計(jì)，各組份用量如下
聚對苯二甲酸乙二醇酯5(Γ70份
復(fù)合結(jié)晶成核劑0.5 2份
結(jié)晶促進(jìn)劑廣3份
復(fù)合阻燃劑15 20份
填充增強(qiáng)劑2(Γ40份
其他加工助劑1.0、份。其中所述的復(fù)合結(jié)晶成核劑由1(Γ30份長鏈羧酸鹽、6(Γ80份無機(jī)鹽和10 30份潤滑劑組成；所述長鏈羧酸鹽為含25 35個(gè)碳原子的線性飽和羧酸鈉鹽或鈣鹽和/或它們的混合物；所述無機(jī)鹽是粒徑< 10微米的硫酸鋇、有機(jī)化蒙脫土、碳酸鈣、滑石粉、碳酸鈉和/ 或它們的混合物；所述潤滑劑為脂肪酰胺、聚乙烯蠟、硬脂酸鎂、多元醇、乙撐雙脂肪酰胺和 /或它們的混合物。其中所述的結(jié)晶促進(jìn)劑由聚酯、聚乙二醇、聚丙二醇、有機(jī)硅氧烷、聚環(huán)氧乙烷和/ 或它們的混合物按任意比例混合而成。其中所述的復(fù)合阻燃劑是含溴阻燃劑和銻酸鈉復(fù)配而成，含溴阻燃劑與銻酸鈉的質(zhì)量比例為1:0. 2、. 6 ；所述的含溴阻燃劑為十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、溴化環(huán)氧乙烷和/或它們的混合物。其中所述填充增強(qiáng)劑為玻璃纖維、玻璃微珠、有機(jī)化蒙脫土、滑石粉、硫酸鋇和/ 或它們的混合物，其他加工助劑為本技術(shù)領(lǐng)域常用的加工助劑。本發(fā)明快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料的制備方法，包括如下步驟和工藝條件
步驟一先制備復(fù)合結(jié)晶成核劑按上述配方量，將長鏈羧酸鈉鹽、滑石粉和潤滑劑經(jīng)高速混合機(jī)攪拌混合均勻、稱量備用；
步驟二 按上述配方量，將聚對苯二甲酸乙二醇酯、復(fù)合結(jié)晶成核劑、復(fù)合阻燃劑和其他助劑，經(jīng)高速混合機(jī)攪拌混合均勻、備用；
步驟三對玻璃纖維進(jìn)行預(yù)處理，按上述配方量將玻璃纖維，偶聯(lián)劑加入到高速混合機(jī)中混合均勻、備用；
步驟四將步驟二混合好的物料放入雙螺桿機(jī)中，同時(shí)側(cè)喂料加入步驟三預(yù)備好的玻璃纖維，進(jìn)行擠出造粒；步驟五把造好的粒料干燥后，進(jìn)行注塑成型并控制模具的成型溫度，制得快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料。本發(fā)明制備方法中的各段螺桿溫度應(yīng)控制在22(T295°C，最好控制在235l65°C。 注塑溫度為2；35 265°C，模溫為6(Γ100 。本發(fā)明的有益效果在于；提供了一種快速結(jié)晶、高強(qiáng)度、高韌性的PET阻燃材料及其制備方法，通過使用復(fù)合結(jié)晶成核劑大大改善了 PET的結(jié)晶情況，快速誘發(fā)形成細(xì)小球晶結(jié)構(gòu)，縮短了注塑周期，降低了注塑模溫；同時(shí)細(xì)小的球晶結(jié)構(gòu)可使機(jī)械應(yīng)力分布均勻， 從而使產(chǎn)品機(jī)械性能得到較大的提高。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明快速成型玻纖增強(qiáng)PET阻燃材料及其制備方法可以通過下列非限制性實(shí)施例，得到更清晰的描述。實(shí)施例1
本發(fā)明快速成型玻纖增強(qiáng)PET阻燃材料及其制備方法如下先將PET在110°C下干燥3 小時(shí)以上，然后與復(fù)合阻燃劑、復(fù)合結(jié)晶成核劑和其他助劑經(jīng)高速混拌混合，再由精密計(jì)量的喂料器送入雙螺桿擠出機(jī)，隨后將玻纖增強(qiáng)劑從精密計(jì)量喂料器側(cè)向加入擠出機(jī)，塑化、 熔融、再經(jīng)擠出、拉條、冷卻、烘干、切粒和包裝成品。實(shí)施例1中使用的快速成型玻纖增強(qiáng) PET阻燃材料配方見表1。
權(quán)利要求
1.快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特征在于該復(fù)合材料由聚對苯二甲酸乙二醇酯、復(fù)合結(jié)晶成核劑、結(jié)晶促進(jìn)劑、復(fù)合阻燃劑、填充增強(qiáng)劑、其他加工助劑組成，以重量份數(shù)計(jì)，各組份用量如下聚對苯二甲酸乙二醇酯4(Γ80份復(fù)合結(jié)晶成核劑0.2 3份結(jié)晶促進(jìn)劑0.5飛份復(fù)合阻燃劑1(Γ25份填充增強(qiáng)劑10 50份其他加工助劑0.5飛份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特征在于該復(fù)合材料由聚對苯二甲酸乙二醇酯、復(fù)合結(jié)晶成核劑、結(jié)晶促進(jìn)劑、復(fù)合阻燃劑、填充增強(qiáng)劑、其他加工助劑組成，以重量份數(shù)計(jì)，各組份用量如下聚對苯二甲酸乙二醇酯5(Γ70份復(fù)合結(jié)晶成核劑0.5 2份結(jié)晶促進(jìn)劑廣3份復(fù)合阻燃劑15 20份填充增強(qiáng)劑2(Γ40份其他加工助劑1.0、份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的的快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特征在于其中所述的復(fù)合結(jié)晶成核劑由1(Γ30份長鏈羧酸鹽、6(Γ80份無機(jī)鹽和1(Γ30份潤滑劑組成；所述長鏈羧酸鹽為含25 35個(gè)碳原子的線性飽和羧酸鈉鹽或鈣鹽和/或它們的混合物；所述無機(jī)鹽是粒徑< 10微米的硫酸鋇、有機(jī)化蒙脫土、碳酸鈣、滑石粉、碳酸鈉和/ 或它們的混合物；所述潤滑劑為脂肪酰胺、聚乙烯蠟、硬脂酸鎂、多元醇、乙撐雙脂肪酰胺和 /或它們的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特征在于其中所述的結(jié)晶促進(jìn)劑由聚酯、聚乙二醇、聚丙二醇、有機(jī)硅氧烷、聚環(huán)氧乙烷和/或它們的混合物按任意比例混合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特征在于其中所述的復(fù)合阻燃劑是含溴阻燃劑和銻酸鈉復(fù)配而成，含溴阻燃劑與銻酸鈉的質(zhì)量比例為1:0. 2^0. 6 ；所述的含溴阻燃劑為十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、溴化環(huán)氧乙烷和 /或它們的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特征在于其中所述填充增強(qiáng)劑為玻璃纖維、玻璃微珠、有機(jī)化蒙脫土、滑石粉、硫酸鋇和/或它們的混合物，其他加工助劑為本技術(shù)領(lǐng)域常用的加工助劑。
7.權(quán)利要求廣6所述的快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟和工藝條件步驟一先制備復(fù)合結(jié)晶成核劑按上述配方量，將長鏈羧酸鈉鹽、滑石粉和潤滑劑經(jīng)高速混合機(jī)攪拌混合均勻、稱量備用；步驟二 按上述配方量，將聚對苯二甲酸乙二醇酯、復(fù)合結(jié)晶成核劑、復(fù)合阻燃劑和其他助劑，經(jīng)高速混合機(jī)攪拌混合均勻、備用；步驟三對填充增強(qiáng)劑玻璃纖維進(jìn)行預(yù)處理，按上述配方量將玻璃纖維，偶聯(lián)劑加入到高速混合機(jī)中混合均勻、備用；步驟四將步驟二混合好的物料放入雙螺桿機(jī)中，同時(shí)側(cè)喂料加入步驟三預(yù)備好的填充增強(qiáng)劑，進(jìn)行擠出造粒；步驟五把造好的粒料干燥后，進(jìn)行注塑成型并控制模具的成型溫度，制得快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料；其中，步驟四中各段螺桿溫度應(yīng)控制在235165°C ；注塑溫度為235 265°C，模溫為 60 100°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子工程塑料及其成型加工領(lǐng)域，具體涉及一種快速成型玻纖增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料及其制備方法。本發(fā)明由PET樹脂、復(fù)合結(jié)晶成核劑、結(jié)晶促進(jìn)劑、復(fù)合阻燃劑、填充增強(qiáng)劑以及其他加工助劑制備而成。各組份質(zhì)量份數(shù)如下PET樹脂40~80份、0.2~3份復(fù)合結(jié)晶成核劑、0.5~5份結(jié)晶促進(jìn)劑、10~25份復(fù)合阻燃劑、10~50份填充增強(qiáng)劑、0.5~5份其他加工助劑。本發(fā)明采用快速結(jié)晶技術(shù)，用該配方制備的快速成型玻纖增強(qiáng)PET阻燃材料，解決了PET作為工程塑料使用時(shí)成型加工過程中結(jié)晶速率慢、注塑模溫高、模塑周期長的缺點(diǎn)，可廣泛用于制造電子電氣、電動(dòng)工具、節(jié)能燈燈具、家電、汽車等零部件。
文檔編號C08L67/02GK102153840SQ201110048868
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者傅軼, 李小輝, 譚頌斌 申請人:銀禧工程塑料(東莞)有限公司