一種快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料及其製備方法
2023-07-16 05:33:06
專利名稱：一種快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於高分子工程塑料及其成型加工領域。具體涉及一種快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料及其製備方法。
背景技術：
眾所周知，PET工程塑料具有優異的力學性能、耐熱性、電絕緣性、耐化學試劑性， 並且比其它工程塑料價格低廉，應用市場廣泛，發展前景良好。但是長期以來，由於PET自身分子鏈結構剛性較大，玻璃化溫度高，致使在實際的生產過程中結晶速率太慢，結晶度很低，模具溫度高達90°c 13(rc，注塑周期長，大大限制了其在工程領域的應用及發展。結晶速率和結晶度的提高是改善PET成型加工性能的關鍵。國內關於這方面的研究尚處於實驗室摸索階段或者集中在PET純樹脂結晶速率的提高，較少涉及引入阻燃劑、 填充增強劑等其他助劑的PET阻燃材料結晶性能的研究。作為工程塑料應用材料，PET與阻燃劑、填充增強劑等其他助劑配合使用是必不可少的。有機羧酸鹽是通過與PET的端羧基反應，形成成核中心的晶核，誘導結晶，提高PET的結晶速度，而其種類、粒徑大小、在PET 中的分散直接影響結晶成核效率。高分子結晶促進劑具有較好的柔順性，有利於PET鏈段的活動，與成核劑具有協同作用，可進一步加速結晶過程，同時還可以起到增韌、增塑和改善脫模性的作用。如專利TW583265B研製了一種由均勻分散的矽酸鹽粘土製得的高光澤PET納米聚酯，但該層狀矽酸鹽需先用質子酸和插層劑的醇溶液進行有機化處理，製備工藝複雜，成本偏高；US4551485中使用硬脂酸鈉做成核劑，使PET結晶速率大大提高，但成核劑高溫下和 PET分子鏈起化學反應而起化學成核作用，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，影響力學強度。現有技術中，CN10151948A公開了一種纖維增強PET複合材料及其製備方法，該方法在PET樹脂中添加纖維，採用強化輻射加工工藝，提高了 PET 的強度和耐高溫性能。該專利中的纖維增強PET複合材料的相界面為PET-纖維界面的脫粘作用吸收能量。雖然該方法製得的纖維增強PET複合材料具備很好的強度和耐高溫性能，但是具有韌性不足的缺點。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，使玻纖增強PET材料的韌性大大提高，但是這類增韌劑會嚴重影響PET的結晶速率，使得注塑成型加工周期延長。
發明內容
針對上述現有技術存在的不足，本發明提供了一種快速結晶、高強度、高韌性的 PET阻燃材料及其製備方法，通過使用複合結晶成核劑大大改善了 PET的結晶情況，快速誘發形成細小球晶結構，縮短了注塑周期，降低了注塑模溫；同時細小的球晶結構可使機械應力分布均勻，從而使產品機械性能得到較大的提高。本發明通過如下技術方案實現快速成型玻纖增強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、複合結晶成核劑、結晶促進劑、複合阻燃劑、填充增強劑、其他加工助劑組成，以重量份數計，各組份用量如下 聚對苯二甲酸乙二醇酯 4(Γ80份複合結晶成核劑0.2 3份
結晶促進劑0.5飛份
複合阻燃劑1(Γ25份
填充增強劑10 50份
其他加工助劑0.5飛份。快速成型玻纖增強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、 複合結晶成核劑、結晶促進劑、複合阻燃劑、填充增強劑、其他加工助劑組成，以重量份數計，各組份用量如下
聚對苯二甲酸乙二醇酯5(Γ70份
複合結晶成核劑0.5 2份
結晶促進劑廣3份
複合阻燃劑15 20份
填充增強劑2(Γ40份
其他加工助劑1.0、份。其中所述的複合結晶成核劑由1(Γ30份長鏈羧酸鹽、6(Γ80份無機鹽和10 30份潤滑劑組成；所述長鏈羧酸鹽為含25 35個碳原子的線性飽和羧酸鈉鹽或鈣鹽和/或它們的混合物；所述無機鹽是粒徑< 10微米的硫酸鋇、有機化蒙脫土、碳酸鈣、滑石粉、碳酸鈉和/ 或它們的混合物；所述潤滑劑為脂肪醯胺、聚乙烯蠟、硬脂酸鎂、多元醇、乙撐雙脂肪醯胺和 /或它們的混合物。其中所述的結晶促進劑由聚酯、聚乙二醇、聚丙二醇、有機矽氧烷、聚環氧乙烷和/ 或它們的混合物按任意比例混合而成。其中所述的複合阻燃劑是含溴阻燃劑和銻酸鈉復配而成，含溴阻燃劑與銻酸鈉的質量比例為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、溴化環氧乙烷和/或它們的混合物。其中所述填充增強劑為玻璃纖維、玻璃微珠、有機化蒙脫土、滑石粉、硫酸鋇和/ 或它們的混合物，其他加工助劑為本技術領域常用的加工助劑。本發明快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料的製備方法，包括如下步驟和工藝條件
步驟一先製備複合結晶成核劑按上述配方量，將長鏈羧酸鈉鹽、滑石粉和潤滑劑經高速混合機攪拌混合均勻、稱量備用；
步驟二 按上述配方量，將聚對苯二甲酸乙二醇酯、複合結晶成核劑、複合阻燃劑和其他助劑，經高速混合機攪拌混合均勻、備用；
步驟三對玻璃纖維進行預處理，按上述配方量將玻璃纖維，偶聯劑加入到高速混合機中混合均勻、備用；
步驟四將步驟二混合好的物料放入雙螺杆機中，同時側餵料加入步驟三預備好的玻璃纖維，進行擠出造粒；步驟五把造好的粒料乾燥後，進行注塑成型並控制模具的成型溫度，製得快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料。本發明製備方法中的各段螺杆溫度應控制在22(T295°C，最好控制在235l65°C。 注塑溫度為2；35 265°C，模溫為6(Γ100 。本發明的有益效果在於；提供了一種快速結晶、高強度、高韌性的PET阻燃材料及其製備方法，通過使用複合結晶成核劑大大改善了 PET的結晶情況，快速誘發形成細小球晶結構，縮短了注塑周期，降低了注塑模溫；同時細小的球晶結構可使機械應力分布均勻， 從而使產品機械性能得到較大的提高。
具體實施例方式本發明快速成型玻纖增強PET阻燃材料及其製備方法可以通過下列非限制性實施例，得到更清晰的描述。實施例1
本發明快速成型玻纖增強PET阻燃材料及其製備方法如下先將PET在110°C下乾燥3 小時以上，然後與複合阻燃劑、複合結晶成核劑和其他助劑經高速混拌混合，再由精密計量的餵料器送入雙螺杆擠出機，隨後將玻纖增強劑從精密計量餵料器側向加入擠出機，塑化、 熔融、再經擠出、拉條、冷卻、烘乾、切粒和包裝成品。實施例1中使用的快速成型玻纖增強 PET阻燃材料配方見表1。
權利要求
1.快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特徵在於該複合材料由聚對苯二甲酸乙二醇酯、複合結晶成核劑、結晶促進劑、複合阻燃劑、填充增強劑、其他加工助劑組成，以重量份數計，各組份用量如下聚對苯二甲酸乙二醇酯4(Γ80份複合結晶成核劑0.2 3份結晶促進劑0.5飛份複合阻燃劑1(Γ25份填充增強劑10 50份其他加工助劑0.5飛份。
2.根據權利要求1所述的快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特徵在於該複合材料由聚對苯二甲酸乙二醇酯、複合結晶成核劑、結晶促進劑、複合阻燃劑、填充增強劑、其他加工助劑組成，以重量份數計，各組份用量如下聚對苯二甲酸乙二醇酯5(Γ70份複合結晶成核劑0.5 2份結晶促進劑廣3份複合阻燃劑15 20份填充增強劑2(Γ40份其他加工助劑1.0、份。
3.根據權利要求1所述的的快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特徵在於其中所述的複合結晶成核劑由1(Γ30份長鏈羧酸鹽、6(Γ80份無機鹽和1(Γ30份潤滑劑組成；所述長鏈羧酸鹽為含25 35個碳原子的線性飽和羧酸鈉鹽或鈣鹽和/或它們的混合物；所述無機鹽是粒徑< 10微米的硫酸鋇、有機化蒙脫土、碳酸鈣、滑石粉、碳酸鈉和/ 或它們的混合物；所述潤滑劑為脂肪醯胺、聚乙烯蠟、硬脂酸鎂、多元醇、乙撐雙脂肪醯胺和 /或它們的混合物。
4.根據權利要求1所述的快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特徵在於其中所述的結晶促進劑由聚酯、聚乙二醇、聚丙二醇、有機矽氧烷、聚環氧乙烷和/或它們的混合物按任意比例混合而成。
5.根據權利要求1所述的快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特徵在於其中所述的複合阻燃劑是含溴阻燃劑和銻酸鈉復配而成，含溴阻燃劑與銻酸鈉的質量比例為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、溴化環氧乙烷和 /或它們的混合物。
6.根據權利要求1所述的快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料，其特徵在於其中所述填充增強劑為玻璃纖維、玻璃微珠、有機化蒙脫土、滑石粉、硫酸鋇和/或它們的混合物，其他加工助劑為本技術領域常用的加工助劑。
7.權利要求廣6所述的快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料的製備方法，其特徵在於包括如下步驟和工藝條件步驟一先製備複合結晶成核劑按上述配方量，將長鏈羧酸鈉鹽、滑石粉和潤滑劑經高速混合機攪拌混合均勻、稱量備用；步驟二 按上述配方量，將聚對苯二甲酸乙二醇酯、複合結晶成核劑、複合阻燃劑和其他助劑，經高速混合機攪拌混合均勻、備用；步驟三對填充增強劑玻璃纖維進行預處理，按上述配方量將玻璃纖維，偶聯劑加入到高速混合機中混合均勻、備用；步驟四將步驟二混合好的物料放入雙螺杆機中，同時側餵料加入步驟三預備好的填充增強劑，進行擠出造粒；步驟五把造好的粒料乾燥後，進行注塑成型並控制模具的成型溫度，製得快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料；其中，步驟四中各段螺杆溫度應控制在235165°C ；注塑溫度為235 265°C，模溫為 60 100°C。
全文摘要
本發明屬於高分子工程塑料及其成型加工領域，具體涉及一種快速成型玻纖增強聚對苯二甲酸乙二醇酯阻燃材料及其製備方法。本發明由PET樹脂、複合結晶成核劑、結晶促進劑、複合阻燃劑、填充增強劑以及其他加工助劑製備而成。各組份質量份數如下PET樹脂40~80份、0.2~3份複合結晶成核劑、0.5~5份結晶促進劑、10~25份複合阻燃劑、10~50份填充增強劑、0.5~5份其他加工助劑。本發明採用快速結晶技術，用該配方製備的快速成型玻纖增強PET阻燃材料，解決了PET作為工程塑料使用時成型加工過程中結晶速率慢、注塑模溫高、模塑周期長的缺點，可廣泛用於製造電子電氣、電動工具、節能燈燈具、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 優先權日2011年3月1日
發明者傅軼, 李小輝, 譚頌斌 申請人:銀禧工程塑料(東莞)有限公司