一種礦物增強pc+pet複合材料及其製備方法

2023-06-04 02:06:51 2

專利名稱：一種礦物增強pc+pet複合材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種礦物增強PC+PET複合材料及其 製備方法。
背景技術：
PET (polyethylene ter印hthalate，聚對苯二甲酸乙二醇酯)是一種結晶度高，物 理、化學性能優異的聚酯樹脂，其改性材料在較寬的溫度範圍內具有優良的機械性能，長期 使用溫度可達140°C，電絕緣性優良，甚至在高溫高頻下，其電性能、機械性能仍較好，抗蠕 變性、耐疲勞性、耐摩擦性、尺寸穩定性優、熱變形溫度高，但其耐電暈性較差、結晶速度慢、 耐低溫性能差。PC (Polycarbonate，聚碳酸酯)主鏈中含有碳酸酯的熱塑性塑料，具有高透 明、高抗衝、高強度、高蠕變等優良性能，但是其耐化學腐蝕較差，溶於有機溶劑，且容易應 力開裂等缺點。所以目前現有技術出現了很多PC+PET的複合材料，但PC和PET的相容性比較差， 造成PC+PET複合材料的韌性比較差，另外PC+PET複合材料的剛性也不高。

發明內容
本發明提供了一種礦物增強PC+PET複合材料及其製備方法，PC+PET複合材料韌 性好、剛性高。
聚對苯二甲酸乙二醇酯
增韌劑
增容劑
礦物纖維
抗氧劑
加工助劑
本發明的技術方案是
一種礦物增強PC+PET複合材料，按重量份數由以下組分組成 聚碳酸酯100
25-40 4-6 6-10 30-45 0. 5-1 1-2。
如上所述的礦物增強PC+PET複合材料的製備方法，包括
(1)按上面所述重量份數稱取各種組分；
(2)將步驟(1)稱取的各種組分經高速混合處理10 15分鐘；
(3)將步驟(2)中混合好的物料，經雙螺杆擠出機熔融，經擠出，造粒；雙螺杆擠出 機工藝條件為雙螺杆擠出機一區溫度為230 240°C，二區溫度為240 250°C，三區溫度 為250 260°C，四區溫度為245 255°C，五區溫度為240 250°C，混合物料在螺杆中輸 送時間為1 5分鐘，壓力為10 20MPa。 本發明在現有的PC+PET複合材料中添加有增容劑和礦物纖維，增容劑不但可以 增韌聚碳酸酯的同時，還使聚碳酸酯和聚對苯二甲酸乙二醇酯相容性增加，提高本發明複本發明的礦物增強PC+PET複合材料，按重量份數由以下組分組成聚碳酸酯100聚對苯二甲酸乙二醇酯 25-40增韌劑4-6增容劑6-10礦物纖維30-45抗氧劑0. 5-1加工助劑1-2。其中，聚碳酸酯的功能是作為改性產品的主體材料，在韌性和剛性方面起主導作 用；聚對苯二甲酸乙二醇酯功能是與聚碳酸酯發生酯交換，提高韌性，同時消除表面礦纖紋 和降低聚碳酸酯的內應力，避免應力開裂，增加聚碳酸酯的加工流動性；增韌劑的功能是提 高材料缺口衝擊強度，提升材料在低溫條件下的韌性；增容劑的功能是增韌聚碳酸酯的同 時，使聚碳酸酯和聚對苯二甲酸乙二醇酯相容性增加；礦物纖維的功能是使材料達到亞光 效果，易噴塗，同時增加材料的剛性，提高材料的強度；抗氧劑的功能是減少材料在加工過 程中的氧化，及減少材料的黃變速度；加工助劑功能是減小材料加工過程的摩擦，使各組分 分布均勻。進一步地，所述礦物纖維為自製的多元礦物填充混合料，其製備方法如下將重量 比為9 5 5的矽酸鹽類複合增強纖維晶須、針狀矽石粉5000目和沉澱硫酸鋇作為基料， 另加入佔基料總重量0. 5% -2%的納米二氧化矽及矽烷類偶聯劑(比如KH550或KH560)， 經過高混機混20-40min，溫度保持在75_95°C ；將高混機混合後的物料冷卻後即可製成。經 過上述處理後的礦物纖維可以增加無機鹽同有機樹脂的相容性，進一步地提高複合材料的 整體強度。進一步地，所述聚碳酸酯相對密度為1. 20-1. 22g/cm3,維卡軟化溫度為 145-155°C，熔融指數(MFR)為9-15g/min，測試條件為溫度300°C，砝碼重量1. 2KG。進一步地，所述聚對苯二甲酸乙二醇酯的相對密度為1. 35-1. 38g/cm3，熔點為 250 260°C，其在熔融狀態下的動力粘度為0. 65 1. 1帕·秒。該動力粘度是面積各為 Im2並相距Im的兩層流體，以lm/s的速度作相對運動時所產生的內摩擦力，只需保證聚對 苯二甲酸乙二醇酯在熔融狀態下測試即可。進一步地，所述增韌劑為乙烯_甲基丙烯酸丁酯_丙烯酸縮水甘油酯共聚物。進一步地，所述增容劑為甲基丙烯酸甲酯核殼共聚物。進一步地，所述抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇 酯與亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯酯)按比例1 1 2. 5復配而成的混合物或三甘醇 雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯腈、三(2，4-二叔丁基酚)亞磷酸酯中的一 種。進一步地，所述加工助劑為OP蠟、硬酯酸類或者脂肪酸類或者乙撐雙硬脂醯胺的改性產品的一種。如上所述的礦物增強PC+PET複合材料的製備方法，包括(1)按重量份數稱取聚碳酸酯100，聚對苯二甲酸乙二醇酯25-40，增韌劑4_6，增 容劑6-10，礦物纖維30-45，抗氧劑0. 5-1，加工助劑1_2 ；(2)將步驟(1)稱取的各種組分經高速混合處理10 15分鐘；(3)將步驟(2)中混合好的物料，經雙螺杆擠出機熔融，經擠出，造粒；雙螺杆擠出 機工藝條件為雙螺杆擠出機一區溫度為230 240°C，二區溫度為240 250°C，三區溫度 為250 260°C，四區溫度為245 255°C，五區溫度為240 250°C，混合物料在螺杆中輸 送時間為1 5分鐘，壓力為10 20MPa。下面結合具體實施例進行說明在下述實施例中，聚碳酸酯的相對密度為1.20-1.22g/cm3，維卡軟化溫度為 145-155°C，其熔融指數(MFR)為9-15g/min，測試條件為溫度300°C，砝碼重量1. 2KG，牌號 如EPS30R、3015等。聚對苯二甲酸乙二醇酯的相對密度為1. 35-1. 38左右，熔點為250 260°C，粘度為0.65 1. 1帕 秒。增韌劑為乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸縮水甘油酯共 聚物，具體可以為杜邦PTW、PC-15或KT-22。增容劑為核_殼結構增韌劑，核是丁二烯_苯 乙烯橡膠，外殼是聚甲基丙烯酸甲酯，市售型號為C-223A或MBS-2620。礦纖為自製的一種 多元礦物填充混合料，製備方法如上所述。抗氧劑為四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基) 丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯酯)的復配混合物或三甘醇雙-3-(3-叔 丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯腈、三(2，4_ 二叔丁基酚)亞磷酸酯中的一種，市售型號 PW-9225、1010、168、1076等。加工助劑為OP蠟、硬酯酸類或者脂肪酸類或者乙撐雙硬脂醯 胺的改性產品中的一種，市售型號為克萊恩OP蠟或TAF或EBS。實施例1該實施例的礦物增強PC+PET複合材料，由下述重量份數的原料製成聚碳酸酯100份、聚對苯二甲酸乙二醇酯25份、增韌劑4份、增容劑6份、礦物纖 維30份、抗氧劑0. 5份、加工助劑1份。製備方法稱取上述各組分，在高速速攪拌機中混合10分鐘，再經過雙螺杆擠出 機，經擠出、造粒。其中各區段溫度為雙螺杆擠出機一區溫度為230 240°C，二區溫度為 240 250°C，三區溫度為250 260°C，四區溫度為245 255°C，五區溫度為240 250°C， 混合物料在螺杆中輸送時間為1 5分鐘，壓力為10 20MPa。實施例2該實施例的礦物增強PC+PET複合材料，由下述重量份數的原料製成聚碳酸酯100份、聚對苯二甲酸乙二醇酯30份、增韌劑5份、增容劑8份、礦物纖 維35份、抗氧劑0. 8份、加工助劑1. 5份。製備方法同實施例1。實施例3該實施例的礦物增強PC+PET複合材料，由下述重量份數的原料製成聚碳酸酯100份、聚對苯二甲酸乙二醇酯35份、增韌劑5份、增容劑8份、礦物纖 維40份、抗氧劑0. 8份、加工助劑1. 5份。製備方法同實施例1。
實施例4該實施例的礦物增強PC+PET複合材料，由下述重量份數的原料製成聚碳酸酯100份、聚對苯二甲酸乙二醇酯40份、增韌劑6份、增容劑10份、礦物纖 維45份、抗氧劑1份、加工助劑2份。製備方法同實施例1。對比例1聚碳酸酯100份、聚對苯二甲酸乙二醇酯30份、增韌劑5份、增容劑8份、礦物纖 維(普通的礦物纖維，本發明的是自製的礦物纖維)35份、抗氧劑0. 8份、加工助劑1. 5份。製備方法稱取上述各組分，在高速速攪拌機中混合10分鐘，再經過雙螺杆擠出 機，擠出、造粒。其中各區段溫度為雙螺杆擠出機一區溫度為230 240°C，二區溫度為 240 250°C，三區溫度為250 260°C，四區溫度為245 255°C，五區溫度為240 250°C， 混合料在螺杆中輸送時間為1 5分鐘，壓力為10 20MPa。對比例2聚碳酸酯100份、聚對苯二甲酸乙二醇酯30份、增韌劑5份、礦物纖維35份、抗氧 劑0.8份、加工助劑1.5份。製備方法稱取上述各組分，在高速速攪拌機中混合10分鐘，再經過雙螺杆擠出 機，擠出、造粒。其中各區段溫度為雙螺杆擠出機一區溫度為230 240°C，二區溫度為 240 250°C，三區溫度為250 260°C，四區溫度為245 255°C，五區240 250°C，混合 料在螺杆中輸送時間為1 5分鐘，壓力為10 20MPa。性能評價方式及檢測標準一、檢測的方法、步驟、條件和標準。將按上述方法完成的粒子事先在100 110°C的鼓風烘箱中乾燥4 6小時，然後 再將乾燥好的粒子材料在注射機上進行注射成型制樣，注射成型模溫控制在100°C。拉伸強度按ISO 527標準進行檢驗。試樣類型為I型，樣條尺寸(mm) 150 (長)X (20 士0. 2)(端部寬度)X (4士0. 2)(厚度)，拉伸速度為50mm/min ；彎曲強度和彎曲模量按ISO 178標準進行檢驗。試樣類型為試樣尺寸(mm) (80 士 2) X (10 士0. 2) X (4士0. 2)，彎曲速度為 20mm/min ；缺口衝擊強度按ISO 180標準進行檢驗。試樣類型為I型，試樣尺寸(mm) (80士2) X (10士0. 2) X (4士0. 2)；缺口類型為 A 類，缺口深為厚的 1/3 ；熱變形溫度按ISO 75-2標準進行檢驗。試樣類型為I型，試樣尺寸(mm) 127(長)X (13 士 0. 1) X (6. 35 士 0. 1)；升溫速率為 120 °C /lh，壓力為 1. 82MPa，設定形變量 為 0.21mm。下表為實施例1-4、對比例1、2的各組分的重量份數及製成的複合材料的物性表
權利要求
一種礦物增強PC+PET複合材料，其特徵在於，按重量份數由以下組分組成聚碳酸酯 100聚對苯二甲酸乙二醇酯 25 40增韌劑4 6增容劑6 10礦物纖維 30 45抗氧劑0.5 1加工助劑 1 2。
2.根據權利要求1所述的礦物增強PC+PET複合材料，其特徵在於所述礦物纖維為自 制的多元礦物填充混合料，其製備方法如下將重量比為9 5 5的矽酸鹽類複合增強纖 維晶須、針狀矽石粉5000目和沉澱硫酸鋇作為基料，另加入佔基料總重量0. 5% -2%的納 米二氧化矽及矽烷類偶聯劑，經過高混機混20-40min，溫度保持在75_95°C ；將高混機混合 後的物料冷卻後即可製成。
3.根據權利要求1所述的礦物增強PC+PET複合材料，其特徵在於所述聚碳酸酯相對 密度為1. 20-1. 22g/cm3，維卡軟化溫度為145_155°C，熔融指數(MFR)為9-15g/min，測試條 件為溫度300°C，砝碼重量1. 2KG。
4.根據權利要求1所述的礦物增強PC+PET複合材料，其特徵在於所述聚對苯二甲酸 乙二醇酯的相對密度為1. 35-1. 38g/cm3，熔點為250 260°C，其在熔融狀態下的動力粘度 為0. 65 1. 1帕·秒。
5.根據權利要求1所述的礦物增強PC+PET複合材料，其特徵在於所述增韌劑為乙 烯_甲基丙烯酸丁酯_丙烯酸縮水甘油酯共聚物。
6.根據權利要求1所述的礦物增強PC+PET複合材料，其特徵在於所述增容劑為甲基 丙烯酸甲酯核殼共聚物。
7.根據權利要求1所述的礦物增強PC+PET複合材料，其特徵在於所述抗氧劑為四 [3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯酯)按 比例1 1 1 2. 5復配而成的混合物或三甘醇雙-3-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯 基)丙烯腈、三(2，4_ 二叔丁基酚)亞磷酸酯中的一種。
8.根據權利要求1所述的礦物增強PC+PET複合材料，其特徵在於所述加工助劑為OP 蠟、硬酯酸類或者脂肪酸類或者乙撐雙硬脂醯胺的改性產品的一種。
9.一種如權利要求1至8任一權利要求所述的礦物增強PC+PET複合材料的製備方法， 其特徵在於，包括(1)按權利要求1所述重量份數稱取各種組分；(2)將步驟(1)稱取的各種組分經高速混合處理10 15分鐘；(3)將步驟(2)中混合好的物料，經雙螺杆擠出機熔融，經擠出，造粒；雙螺杆擠出機工 藝條件為雙螺杆擠出機一區溫度為230 240°C，二區溫度為240 250°C，三區溫度為 250 260°C，四區溫度為245 255°C，五區溫度為240 250°C，混合物料在螺杆中輸送 時間為1 5分鐘，壓力為10 20MPa。
全文摘要
本發明公開了一種礦物增強PC+PET複合材料及其製備方法，所述複合材料按重量份數由以下組分組成聚碳酸酯100，聚對苯二甲酸乙二醇酯25-40，增韌劑4-6，增容劑6-10，礦物纖維30-45，抗氧劑0.5-1，加工助劑1-2。本發明添加有增容劑和礦物纖維，增容劑不但可以增韌聚碳酸酯的同時，還使聚碳酸酯和聚對苯二甲酸乙二醇酯相容性增加，提高本發明複合材料的綜合性能；礦物纖維可以提高本發明複合材料的剛性和強度，並能使複合材料達到亞光效果，易噴塗。
文檔編號C08K7/10GK101974214SQ20101029709
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者孫航, 徐東, 徐永 申請人:深圳市科聚新材料有限公司