CN103497490B - 一种pet复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于高分子材料技术领域,提供了一种PET复合材料及其制备方法。该PET复合材料包括如下重量百分比的配方组分:聚对苯二甲酸乙二醇酯30-60%;聚苯硫醚10-25%;改性玻璃纤维20-40%;相容增韧剂3-6%;热稳定剂0.4-0.8%;抗紫外剂0.4-0.8%;润滑剂0.5-1.0%;黑色母1-2%。其制备方法包括如下步骤:称取配方组分;制备混合物料;混合物料的熔融挤出。本发明PET复合材料力学性能好、具有优异的耐水解、耐酸碱和耐候性能。该方法工艺简单、生产成本低、生产效益高、适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,尤其涉及一种PET复合材料及其制备方法。
背景技术
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料是结晶型聚合物,其抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性、尺寸稳定性、耐折性等均很好,但其力学性能有待改进。PET复合材料价格低廉,性能优异,广泛应用于外观件、结构件、功能件等方面。现有的PET材料大多使用普通玻璃纤维作为增强剂,增强后的PET复合材料,其力学性能增加,具有优异的强度和韧性,但是其用来制作户外部件、特别是汽车外饰件时,由于存在易水解、不耐酸碱、耐侯性差等缺点,使其使用寿命大大降低,从而限制了玻璃纤维增强PET复合材料的应用。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种PET复合材料,旨在解决PET复合材料易水解、耐酸碱、耐候性差的问题。
本发明实施例的另一目的在于提供一种工艺简单、生产成本低、生产效益高、适于工业化生产的PET复合材料的制备方法。
本发明实施例是这样实现的,一种PET复合材料,包括如下重量百分比的配方组分:
以及,一种PET复合材料的制备方法,包括如下步骤:
按上述PET复合材料配方分别称取各组分;
将所述称取的除改性玻璃纤维之外的各组分进行混料处理,得到混合物料;
将所述混合物料从主料口喂入,改性玻璃纤维从侧喂料口喂入,进行熔融挤出,造粒;
所述熔融采用双螺杆挤出,挤出工艺条件为:一区温度为260-270℃,二区温度为270-280℃,三区温度为270-290℃,四区温度为260-280℃,机头温度为280-290℃,料筒停留时间为2~3min,熔体压力为12-18MPa。
本发明提供的PET复合材料,加入了不易水解的改性玻璃纤维作为增强组分,有效地增加了PET复合材料的耐水解性能;其次,由于PET复合材料中加入了机械性能、耐热性能、耐水解性能和耐酸碱性能均很好的聚苯硫醚组分,有效地改善了PET的力学性能、耐酸碱性能和耐水解性能;再次,PET复合材料中的抗紫外剂,能有效地弱化PET复合材料在制备和使用过程中出现的老化现象,使其在长时间的紫外照射下也不会产生老化。此外,本发明PET复合材料的各组分均环保、安全,不会产生对人体有害的物质,符合绿色环保理念。本发明提供的PET复合材料,力学性能好、耐水解、耐酸解和抗紫外能力强,且绿色环保,适于用来制作户外部件、特别是汽车外饰件。
本发明提供的PET复合材料制备方法,只需按配方将各组分混合并在适当的温度下熔融挤出即可得到产品,在熔融挤出过程中只需控制熔融挤出的温度和时间即可,因此,其制备方法工艺简单,条件易控,成本低廉,对设备要求低的特点,适于工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例提供的PET复合材料的制备工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种PET复合材料,包括如下重量百分比的配方组分:
具体地,上述聚对苯二甲酸乙二醇酯作为PET复合材料的基体组分之一,具有优良的耐高温、耐低温、耐疲劳性、耐摩擦性、耐油、耐脂肪和耐折性能,广泛应用于外观件、结构件、功能件等方面。为了使得该PET复合材料具有更优异的力学性能和加工性能,在优选实施例中,所述PET复合材料的特性粘度为0.5-0.8dl/g。作为具体实施例,该聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量百分含量可以是30%、35%、40%、45%、40%、45%、60%等具体组分。
聚苯硫醚(PPS)是一种高性能的结晶性热塑性聚合物材料,具有机械强度高,耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好等优点,此外,其耐水解性优异,耐酸碱性能极佳,PET复合材料中加入聚苯硫醚,可有效地增加其力学性能、耐酸碱性能和抗氧化性能。为了得到更好的力学性能,作为优选实施例,所述聚苯硫醚树脂为半交联型聚苯硫醚树脂。作为具体实施例,该聚对苯二甲酸乙二醇酯的质量百分含量可以是10%、13%、15%、18%、20%、22%、25%等具体组分。
由于普通的玻璃纤维在水分子的侵蚀下,与基础树脂的粘结力会逐渐下降,造成和基础树脂的界面分离,从而导致PET复合材料的机械性能持续下降。为了进一步提高材料的力学性能和耐水解性能,玻璃纤维需要经过改性处理。本发明实施例中,所述改性玻璃纤维为短切E玻璃纤维,其单丝直径10-14微米,所述改性玻璃纤维普通玻璃纤维表面经过特殊改性处理获得,其具有优异的耐水解性。本发明实施例PET复合材料中,上述改性玻璃纤维的存在,在赋予了PET复合材料具有较好的机械性能的同时,还使其具有优异的耐水解性能。在优选实施例中,所述改性玻璃纤维的改性方法如下:
将γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷与聚酯树脂乳液混合,形成溶液混合物;
将上述溶液混合物进行加热处理,加热温度为30-50℃;
将经加热处理后的溶液混合物均匀的喷洒在玻璃纤维表面,干燥,得到所述改性玻璃纤维。
具体地,采用硅烷偶联剂和聚酯树脂乳液处理,可以防止水分子渗入改性玻璃纤维表面与聚合物的接触面,从而提高材料的抗水解性,同时,增加玻璃纤维与聚合物的粘结力,提高材料的机械性能;为了使所述改性玻璃纤维更好地改善PET复合材料的耐水解性能,所述改性玻璃纤维中,玻璃纤维、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和聚酯树脂乳液的质量比为100:(1-3):(1-4),作为优选实施例,所述改性玻璃纤维中玻璃纤维、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和聚酯树脂乳液的质量比为100:1:2;为了混合更均匀、并提高混合效果,所述加热处理优选采用超声加热方式。
作为具体实施例,上述改性玻璃纤维的质量百分含量可以是20%、25%、30%、35%、40%等具体组分。
由于聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚苯硫醚是半相容体系,上述相容增韧剂组分作为基体组分之一,能有效增加聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚的相容性,使两种聚合物间粘接力增大,形成稳定的结构,从而达到提高PET复合材料的力学性能的作用;同时,改善PET复合材料的韧性。在优选实施例中,所述相容增韧剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸丁酯双接枝POE的混合物,其中,甲基丙烯酸缩水甘油酯与丙烯酸丁酯比率为1:(0.5-2),甲基丙烯酸缩水甘油酯与丙烯酸丁酯比率更优选为1:1,接枝率为1.4%-2.0%。作为具体实施例,上述相容增韧剂的质量百分含量可以是3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%等具体组分。
为了防止PET复合材料发生分解、老化,延长其热稳定时间,提高上述实施例PET复合材料在制备和使用过程中的耐热和抗氧化性能,需要加入适量的稳定剂。为在优选实施例中,所述热稳定剂为受阻酚抗氧剂和磷酸盐的混合物。所述受阻酚抗氧剂和磷酸盐的混合比例不受限制。作为进一步优选实施例,所述热稳定剂选用质量比为(0.8-1.2):1的受阻酚抗氧剂和磷酸盐,更优选为质量比为1:1的受阻酚抗氧剂和磷酸盐。作为具体实施例,上述热稳定剂的质量百分含量可以是0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%等具体组分。
因为高聚物的老化是由于紫外光引起光氧化还原反应、导致自由基破坏高聚物分子结构而最终造成高聚物的降解的过程。为了尽可能地提高所述PET复合材料的抗老化性能,本发明实施例选用苯并***类作为抗紫外剂。作为优选实施例,所述抗紫外剂为UV234,UV328,UV329中的至少一种。作为具体实施例,上述抗紫外剂的质量百分含量可以是0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%等具体组分。
由于高聚物的在熔融之后通常具有较高的粘度,在加工过程中,熔融的高聚物之间以及其与加工机械表面之间容易产生摩擦,前者称为内摩擦,后者称为外摩擦。内摩擦将增大聚合物的熔融流动粘度,降低其流动性,严重时会导致材料的过热、老化;外摩擦则使聚合物熔体与加工设备及其他接触材料表面间发生粘附,随温度升高,摩擦系数显著增大。当摩擦系数较大时,容易造成PET复合材料制品表面变得粗糙,缺乏光泽或出现流纹。为了减少这两类摩擦,需要加入以提高润滑性、减少摩擦、降低界面粘附性能的润滑剂。在优选实施例中,所述润滑剂选用同时具有润滑性、抗氧化性、且使用寿命长的有机硅类润滑剂。此外,PET复合材料中,有机硅润滑剂能迁移到组分材料表面和大分子链发生缠绕,在材料表面形成一层保护膜,隔绝水分子进入,提高材料的耐水解性能。作为具体实施例,上述润滑剂的质量百分含量可以是0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%等具体组分。
为了获得更好的抗老化效果,在优选实施例中,所述黑色母为以PET作为载体的苯胺类黑色母。作为具体实施例,上述黑色母的质量百分含量可以是1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%等具体组分。
本发明实施例提供的PET复合材料,加入了不易水解的改性玻璃纤维作为增强组分,有效地增加了PET复合材料的耐水解性能;其次,由于PET复合材料中加入了机械性能、耐热性能、耐水解性能和耐酸碱性能均很好的聚苯硫醚组分,有效地改善了PET的力学性能、耐酸碱性能和耐水解性能;再次,PET复合材料中的抗紫外剂,能有效地弱化PET复合材料在制备和使用过程中出现的老化现象,使其在长时间的紫外照射下也不会产生老化。此外,本发明实施例PET复合材料的各组分均环保、安全,不会产生对人体有害的物质,符合绿色环保理念。因此,本发明实施例通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚苯硫醚合金化,采用耐水解改性的短切E玻璃纤维增强,同时添加抗紫外剂、黑色母,得到的增强PET复合材料,不仅具有良好的物理机械性能,还具有优异的耐水解、耐酸碱性、抗紫外性,即便长期在户外使用,仍然能够保持良好的物理机械性能,适于用来制作户外部件、特别是汽车外饰件。
本发明实施例所述PET复合材料,可以通过下述方法制备,当然,也可以通过其他可制备上述PET复合材料的方法制备获得。
相应地,本发明实施例还提供了一种PET复合材料的制备方法,包括如下步骤,如附图1所示:
S01.称取配方组分:按上述PET复合材料配方分别称取各组分;
S02.制备混合物料:将所述称取的除改性玻璃纤维之外的各组分进行混料处理,得到混合物料;
S03.物料的熔融挤出:将所述混合物料从主料口喂入,改性玻璃纤维从侧喂料口喂入,进行熔融挤出,造粒;
所述熔融采用双螺杆挤出,挤出工艺条件为:一区温度为260-270℃,二区温度为270-280℃,三区温度为270-290℃,四区温度为260-280℃,机头温度为280-290℃,料筒停留时间为2~3min,熔体压力为12-18MPa。
具体地,上述步骤S01中PET复合材料的配方以及配方中的各组分优选含量和种类如上文所述,为了节约篇幅,在此不再赘述。
上述步骤S02中,将所述称取除改性玻璃纤维之外的各组分进行混料处理,形成混合物料。各组分进行混料处理的时间可以根据实际生产条件进行灵活的调整,只要各组分预混充分即可,如混合的设备可以是混料筒等。
上述步骤S03中,将所述混合物料从主料口喂入,各组分的添加次序不受限制。本发明实施例中,由于改性玻璃纤维为细小的粉状体,且其投料量较大,高达PET复合材料重量百分比的20-40%,因此,当其与混合物料在同一加料器口加入时,可能会导致下料不均匀或难以实现充分混合的问题,从而导致生产出来的PET复合材料出现性能不稳定或者不均一的问题。因此,为了防止上述问题的发生,本发明实施例中,所述改性玻璃纤维从侧喂料口喂入。
步骤S03中,混合物料的熔融挤出可以采用本领域常规的工艺。为了使得各组分在熔融挤出中更好的协同作用,赋予上述PET复合材料更加优异的性能,在优选实施例中,混合物料熔融挤出是采用双螺杆挤出机熔融挤出,挤出工艺条件为:
一区温度为260-270℃,二区温度为270-280℃,三区温度为270-290℃,四区温度为260-280℃,机头温度为280-290℃,料筒停留时间为2~3min,熔体压力为12-18MPa。
本发明实施例提供的PET复合材料制备方法,只需按配方将各组分混合并在适当的温度下熔融挤出即可得到产品,在熔融挤出过程中只需控制熔融挤出的温度和时间即可,因此,其制备方法工艺简单,条件易控,成本低廉,对设备要求低的特点,适于工业化生产。
现以具体聚丙烯复合材料的配方和制备方法为例,对本发明进行进一步详细说明。在下列实施例的复合材料配方中,聚对苯二甲酸乙二醇酯选用特性粘度0.68dl/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯,如佛塑科技生产的商品牌号为FC-68的聚对苯二甲酸乙二醇酯;聚苯硫醚选用半交联型聚苯硫醚,如德阳科技生产的商品牌号PPS-HB的聚苯硫醚;改性玻璃纤维选用单丝直径为12微米的短切E玻璃纤维,如巨石公司生产的商品牌号534A的改性玻璃纤维;相容增韧剂选用接枝率1.6%的相容增韧剂,如柏晨生产的商品牌号PC-15的相容增韧剂;热稳定剂选用受阻酚抗氧剂和磷酸盐的增效混合物,如布吕格曼公司生产的商品牌号为H161的热稳定剂;抗紫外剂为苯并***类,如汽巴公司生产的商品牌号为UV-234的抗紫外剂;润滑剂选用有机硅氧烷润滑剂,如瓦克公司生产的商品牌号Pellets的润滑剂;黑色母选用PET为载体的苯胺类黑色母,如高莱公司生产的商品牌号为N52的黑色母。
实施例1
一种PET复合材料,其包括的配方组份和相应组份的质量百分含量见下表1中实施例1。
PET复合材料的制备方法:
(1)按表1中实施例1配方称取各组分;
(2)将上述称取的除改性玻璃纤维外的各组分置于中速搅拌机中混合处理,得到混合物料;
(3)将混合物料从主喂料口加入,将改性玻璃纤维用侧喂料的方式加入,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中各区段温度为:一区温度260℃;二区温度270℃;三区温度280℃;四区温度270℃;机头:290℃;停留时间2~3min,压力为16MPa。
实施例2
一种PET复合材料,其包括的配方组份和相应组份的质量百分含量见下表1中实施例2。
PET复合材料的制备方法:
(1)按表1中实施例2配方称取各组分;
(2)将上述称取的除改性玻璃纤维外的各组分置于中速搅拌机中混合处理,得到混合物料;
(3)将混合物料从主喂料口加入,将改性玻璃纤维用侧喂料的方式加入,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中各区段温度为:一区温度260℃;二区温度270℃;三区温度280℃;四区温度270℃;机头:290℃;停留时间2~3min,压力为16MPa。
实施例3
一种PET复合材料,其包括的配方组份和相应组份的质量百分含量见下表1中实施例3。
PET复合材料的制备方法:
(1)按表1中实施例3配方称取各组分;
(2)将上述称取的除改性玻璃纤维外的各组分置于中速搅拌机中混合处理,得到混合物料;
(3)将混合物料从主喂料口加入,将改性玻璃纤维用侧喂料的方式加入,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中各区段温度为:一区温度260℃;二区温度270℃;三区温度280℃;四区温度270℃;机头:290℃;停留时间2~3min,压力为16MPa。
实施例4
一种PET复合材料,其包括的配方组份和相应组份的质量百分含量见下表1中实施例4。
PET复合材料的制备方法:
(1)按表1中实施例4配方称取各组分;
(2)将上述称取的除改性玻璃纤维外的各组分置于中速搅拌机中混合处理,得到混合物料;
(3)将混合物料从主喂料口加入,将改性玻璃纤维用侧喂料的方式加入,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中各区段温度为:一区温度260℃;二区温度270℃;三区温度280℃;四区温度270℃;机头:290℃;停留时间2~3min,压力为16MPa。
实施例5
一种PET复合材料,其包括的配方组份和相应组份的质量百分含量见下表1中实施例3。
PET复合材料的制备方法:
(1)按表1中实施例5配方称取各组分;
(2)将上述称取的除改性玻璃纤维外的各组分置于中速搅拌机中混合处理,得到混合物料;
(3)将混合物料从主喂料口加入,将改性玻璃纤维用侧喂料的方式加入,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中各区段温度为:一区温度260℃;二区温度270℃;三区温度280℃;四区温度270℃;机头:290℃;停留时间2~3min,压力为16MPa。
对比例1
一种PET复合材料,其包括的配方组份和相应组份的质量百分含量见下表1中对比例1。
PET复合材料的制备方法:
(1)按表1中对比例1配方称取各组分;
(2)将上述称取的除改性玻璃纤维外的各组分置于中速搅拌机中混合处理,得到混合物料;
(3)将混合物料从主喂料口加入,将改性玻璃纤维用侧喂料的方式加入,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中各区段温度为:一区温度260℃;二区温度270℃;三区温度280℃;四区温度270℃;机头:290℃;停留时间2~3min,压力为16MPa。
对比例2
一种PET复合材料,其包括的配方组份和相应组份的质量百分含量见下表1中对比例2。
PET复合材料的制备方法:
(1)按表1中对比例2配方称取各组分;
(2)将上述称取的除改性玻璃纤维外的各组分置于中速搅拌机中混合处理,得到混合物料;
(3)将混合物料从主喂料口加入,将改性玻璃纤维用侧喂料的方式加入,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中各区段温度为:一区温度260℃;二区温度270℃;三区温度280℃;四区温度270℃;机头:290℃;停留时间2~3min,压力为16MPa。
对比例3
一种PET复合材料,其包括的配方组份和相应组份的质量百分含量见下表1中对比例3,其中,玻璃纤维采用未改性的普通玻璃纤维。
PET复合材料的制备方法:
(1)按表1中对比例3配方称取各组分;
(2)将上述称取的除改性玻璃纤维外的各组分置于中速搅拌机中混合处理,得到混合物料;
(3)将混合物料从主喂料口加入,将改性玻璃纤维用侧喂料的方式加入,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中各区段温度为:一区温度260℃;二区温度270℃;三区温度280℃;四区温度270℃;机头:290℃;停留时间2~3min,压力为16MPa。
对比例4
一种PET复合材料,其包括的配方组份和相应组份的质量百分含量见下表1中对比例4。
PET复合材料的制备方法:
(1)按表1中对比例4配方称取各组分;
(2)将上述称取的除改性玻璃纤维外的各组分置于中速搅拌机中混合处理,得到混合物料;
(3)将混合物料从主喂料口加入,将改性玻璃纤维用侧喂料的方式加入,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中各区段温度为:一区温度260℃;二区温度270℃;三区温度280℃;四区温度270℃;机头:290℃;停留时间2~3min,压力为16MPa。
对比例5
一种PET复合材料,其包括的配方组份和相应组份的质量百分含量见下表1中对比例5。
PET复合材料的制备方法:
(1)按表1中对比例5配方称取各组分;
(2)将上述称取的除改性玻璃纤维外的各组分置于中速搅拌机中混合处理,得到混合物料;
(3)将混合物料从主喂料口加入,将改性玻璃纤维用侧喂料的方式加入,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中各区段温度为:一区温度260℃;二区温度270℃;三区温度280℃;四区温度270℃;机头:290℃;停留时间2~3min,压力为16MPa。
对比例6
一种PET复合材料,其包括的配方组份和相应组份的质量百分含量见下表1中对比例6。
PET复合材料的制备方法:
(1)按表1中对比例6配方称取各组分;
(2)将上述称取的除改性玻璃纤维外的各组分置于中速搅拌机中混合处理,得到混合物料;
(3)将混合物料从主喂料口加入,将改性玻璃纤维用侧喂料的方式加入,经熔融共混,挤出造粒成复合材料。其中各区段温度为:一区温度260℃;二区温度270℃;三区温度280℃;四区温度270℃;机头:290℃;停留时间2~3min,压力为16MPa。
性能测试
将上述实施例1-5、对比实例1-6制备得到的PET复合材料进行性能测试,相关性能测试方法如下:
(1)拉伸强度:拉伸强度按GB/T1040标准进行测试,试样类型为Ⅱ型试样,样条尺寸(mm):115(长)×(6±0.04)(中间平行部分宽度)×2(厚度),拉伸速度为50mm/min;
(2)弯曲强度:弯曲强度按GB9341/T标准进行检验。试样类型为试样尺寸(mm):(80±0.4)×(10±0.1)×(4±0.02),弯曲速度为20mm/min;
(3)缺口冲击强度:缺口冲击强度按GB/T1843标准进行检验。试样类型为I型,试样尺寸(mm):(120±2)×(15±0.2)×(3-10)
(4)快速紫外水解老化:快速紫外水解老化按ASTM G154-06标准进行测试,标准温度65℃,相对湿度65%,2小时一循环,18min喷水,102min干燥,紫外波带300-400nm,测试时间(t)为1000h,每500h取样进行测试。
实施例1-5以及对比例1-6的PET复合材料各组分组成见表1所示,第(1)-(3)项性能测试结果见表2所示,第(4)项性能测试结果见表3所示:
表1
表2
表3
由表2可以看出,本发明实施例提供的PET复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度的力学性能非常好,特别是当改性玻璃纤维的质量百分含量为30%时,PET复合材料拉伸强度大于150MPa,弯曲强度在225MPa以上,冲击强度在9.2KJ/M2以上。
由表3可以看出,本发明实施例提供的PET复合材料,在改性玻璃纤维含量不变的情况下,PPS含量的提高会提高材料的强度,配方中改性玻璃纤维的含量越高,PET复合材料的强度越好,在经过1000h的快速紫外水解老化测试后,PET复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度的力学性能保持率能够达到84.7%以上,特别是PPS含量高的实施例3和实施例5,在经过1000h的快速紫外水解老化后,其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度能够保持在90%以上,PET复合材料的性能下降幅度小。
而同样由表3可以看出,对比例1和本发明实施例提供的PET复合材料相比,未添加PPS的PET复合材料的耐水解、耐紫外性差,经过1000h的快速紫外水解老化测试后,材料的拉伸强度和弯曲强度仅能保持50%左右,冲击强度更是下降到50%以下,性能大幅度下降;对比例2和本发明实施例提供的PET复合材料相比,未添加增韧相容剂,其PET复合材料的界面相容性和冲击强度大大下降,力学性能非常差,尽管耐水解、抗紫外性较好,但是材料本身没有实用性;对比例3和本发明实施例提供的PET复合材料相比,其使用的玻璃纤维为未经过改性处理的普通玻璃纤维,材料的强度较差,经过1000h的快速紫外水解老化测试后,材料的拉伸强度和弯曲强度保持率在63%左右,性能下降明显,冲击强度更是下降到60%左右;对比例4和本发明实施例提供的PET复合材料相比,其未添加抗紫外助剂,该PET复合材料的本身强度未有明显变化,但是经过1000h的快速紫外水解老化测试后,材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度下降明显,保持率在65%左右,性能下降较大;对比例5和本发明实施例提供的PET复合材料相比,其未添加润滑剂,该PET复合材料的本身强度未有明显变化,但是经过1000h的快速紫外水解老化测试后,材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度下降明显,保持率在73%左右,性能下降较大;对比例6和本发明实施例提供的PET复合材料相比,其未添加苯胺类有机黑色母,该PET复合材料的本身强度还略有提升,但是经过1000h的快速紫外水解老化测试后,材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度下降明显,保持率在70%左右,性能下降较大。因此,本发明实施例提供的PET复合材料,能在保证其力学性能优异的条件下,有效地提高PET复合材料的耐水解、耐候性能。
综上所述,本发明实施例提供的PET复合材料,通过添加PPS,提高了PET复合材料的耐水解性;同时,通过采用改性玻璃纤维,进一步提高了PET复合材料的力学性能和耐水解性能;发明实施例提供的PET复合材料配方中还添加了合适的抗紫外剂和有机硅氧烷润滑剂,抗紫外剂能明显提高了PET复合材料的耐候性,有机硅氧烷润滑剂增加了PET复合材料的耐水解性;此外,苯胺类黑色母的添加,提高了PET复合材料的抗紫外性能,同时能保持树脂和改性玻璃纤维的界面性良好。
本发明实施例提供的PET复合材料由于具有优异的物理机械性能和优异的耐水解、抗紫外性,可广泛用于户外产品、特别是汽车外饰等,用来制造那些长期暴露在阳光、雨水等室外环境中的部件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种PET复合材料,其特征在于,包括如下重量百分比的配方组分:
其中,所述改性玻璃纤维的改性方法如下:
将γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷与聚酯树脂乳液混合,形成溶液混合物;
将上述溶液混合物进行加热处理,加热温度为30-50℃;
将经加热处理后的溶液混合物均匀的喷洒在玻璃纤维表面,干燥,得到所述改性玻璃纤维。
2.如权利要求1所述的PET复合材料,其特征在于:所述改性玻璃纤维的改性方法中,所述改性玻璃纤维、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和聚酯树脂乳液的质量比为100:(1-3):(1-4)。
3.如权利要求1-2任一所述的PET复合材料,其特征在于:所述改性玻璃纤维为改性短切E玻璃纤维,所述改性玻璃纤维的单丝直径为10-14微米。
4.如权利要求1-2任一所述的PET复合材料,其特征在于:所述抗紫外剂为苯并***类中的至少一种。
5.如权利要求1-2任一所述的PET复合材料,其特征在于:所述聚苯硫醚树脂为半交联型聚苯硫醚树脂。
6.如权利要求1-2任一所述的PET复合材料,其特征在于:所述黑色母为以PET作为载体的苯胺类黑色母。
7.如权利要求1-2任一所述的PET复合材料,其特征在于:所述相容增韧剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酸丁酯双接枝POE的混合物,其中,甲基丙烯酸缩水甘油酯与丙烯酸丁酯比率为1:(0.5-2),接枝率为1.4%-2.0%。
8.如权利要求1-2任一所述的PET复合材料,其特征在于:所述热稳定剂为受阻酚抗氧剂和磷酸盐的混合物。
9.一种PET复合材料的制备方法,包括如下步骤:
按照权利要求1-8任一所述PET复合材料配方分别称取各组分;
将所述称取的除改性玻璃纤维之外的各组分进行混料处理,得到混合物料;
将所述混合物料从主料口喂入,改性玻璃纤维从侧喂料口喂入,进行熔融挤出,造粒;
所述熔融采用双螺杆挤出,挤出工艺条件为:一区温度为260-270℃,二区温度为270-280℃,三区温度为270-290℃,四区温度为260-280℃,机头温度为280-290℃,料筒停留时间为2~3min,熔体压力为12-18MPa。
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Denomination of invention: PET composite material and preparation method thereof Effective date of registration: 20180912 Granted publication date: 20151028 Pledgee: Bank of Shizuishan Limited by Share Ltd Yinchuan branch Pledgor: Polymer Science (Anhui) New Material Co., Ltd.|Shenzhen Keju New Material Co., Ltd. Registration number: 2018440020055 |
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