CN110452434A - 一种新型pe-pet-ep微纳米复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型PE‑PET‑EP微纳米复合材料及其制备方法。其特征在于：微纳米矿物质颗粒能够均匀地分布在树脂中，使复合材料具有优良的力学性能，结晶速度快，成本低。其组分按质量百分数配比为：PE 20%～60%、PET 20%～40%、EP 10%～30%、微纳米粒子3%～6%、马来酸酐接枝物3%～8%、脱模剂0.1%～0.5%；抗氧剂0.1%～0.5%。本发明充分利用PE、PET成本优势，结合PE易于加工和PET良好力学性能，同时解决PE力学性能不足和PET加工性能和收缩率高的问题，得到一种可作为ABS塑料替代品的复合材料，能广泛用于手电筒外壳、电器外壳把手、储物箱等工程塑料领域。

Description

一种新型PE-PET-EP微纳米复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种新型PE-PET-EP微纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

PE和PET是工业消费品领域常见的两大塑料原料，价格低廉，有大量的回料可以利用。PE为线性聚合物，分子间作用力小，电绝缘性好、熔点低、易于结晶。但力学性能不佳，表现在拉伸强度低，刚性不够。其应用一般限于日常生活塑料消费品，包括薄膜，塑料盒等，鲜有用作工程塑料。PET具有良好的力学性能，韧性与刚性俱佳，但材料收缩率大，尺寸稳定性低，结晶速度慢，加工性能不好。一般用作塑料水瓶和纺织涤纶，作为工程塑料应用不多。如果能解决两种塑料在力学和加工性能上的不足，产品用于工程塑料领域，成本优势会比较明显。

发明内容

对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种在PE、PET成本优势的基础上，结合PE易于加工和PET良好力学性能的优势，同时解决PE力学性能不足和PET加工性能和收缩率高的问题，得到一种应用领域广、可作为ABS塑料替代品的复合材料。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种新型PE-PET-EP微纳米复合材料，其组分按质量百分数配比为：PE 20%～60%、PET 20%～40%、EP 10%～30%、微纳米粒子3%～10%、马来酸酐接枝物3%～8%、脱模剂0.1%～0.5%；抗氧剂0.1%～0.5%；

所述PE为聚乙烯；PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯；EP为环氧树脂；所述微纳米粒为直径小于1m的矿物粉颗粒，包括二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅；所述马来酸酐接枝物为POE-g-MAH；脱模剂为油酸酰胺；抗氧剂为抗氧剂1010，168或复配物中的一种。

一种新型PE-PET-EP微纳米复合材料制备方法，包括以下步骤：

（1）、EP胶粒的制备，将微纳米粒子于80℃～120℃温度下干燥60～120分钟，后放入密闭容器，冷却至室温后，加入到双酚A环氧树脂中，加入C12-14烷基缩水甘油醚，搅拌均匀；混合物中加入脂环类固化剂，80℃温度下固化4～6小时，所得固体冷却粉碎至粒径小于0.03mm，待用；

（2）、将PET在强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，待用；

（3）、按重量配比称取干燥的PET加入搅拌器中，同时按重量配比加入PE、马来酸酐接枝物、抗氧剂、脱模剂，并加入步骤（1）得到的产物，混合10～15分钟，均匀后，出料加入双螺杆挤出机熔融挤出切粒、并干燥后得到本产品。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明能够更好地增加微纳米颗粒在树脂中的分散性，同时利用EP的刚性和相容性。克服了传统改性PE-PET方法中韧性和刚性不能同时提高的问题，提高PET结晶速度和加工性能。得到一种兼具有PE韧性和PET、EP刚性的工程复合材料。本工艺为首次在PE、PET中加入EP微纳米复合材料，简化了纳米颗粒加入的生产工艺，制作的产品作为工程塑料成本优势明显。

附图说明

图1为本发明一种新型PE-PET-EP微纳米复合材料红外光谱图；

图2为本发明一种新型PE-PET-EP微纳米复合材料示差扫描量热图；

图3为本发明一种新型PE-PET-EP微纳米复合材料扫描电镜图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

图1为典型样品的红外光谱图，波数在2800-3000之间的双强吸收峰为—CH₂中C-H的伸缩振动吸收峰，为聚乙烯的特征吸收峰；波数1700-1800间的吸收峰为羧基中C=O的伸缩振动峰，为PET的特征吸收峰；波数在1350-1450间的吸收峰为酚基C-O伸缩振动吸收峰和醇基O-H弯曲振动吸收峰，是EP的特征吸收峰。从红外特征峰的强弱变化可以推测三种组分通熔融挤出后混合均匀，重叠吸收峰得到加强，反之得到减弱。

图2中可以看到三个热吸收峰，分别在110℃，180℃和250℃附近，对应三个主要组分是PE/EP、PP接枝和PET。

应用实例一

制备EP微纳米复合材料。500克双酚A二缩水甘油醚（含15%C12-14醇缩水甘油醚稀释剂）中加入500克二氧化钛颗粒（粒径1μm以下），搅拌均匀；加入脂环胺混合固化剂200克（17%N-氨基呱嗪+23%二氨基环己基甲烷+60%苯甲醇），再次高速搅拌均匀，80℃鼓风干燥4小时。取出样品冷却（-18℃）后机械粉碎（粒径小于0.03毫米）。将上述产品加入到混合机中，依次加入PE、PET、接枝PP、抗氧剂1010、油酸酰胺脱模剂（比例为EP微纳复合材料12份+PE48份+PET32份+接枝PP8份+抗氧剂1份+油酸酰胺0.5份），混合半小时，均匀后投入双螺杆实验机（长径比40：1），挤出温度设定210-255℃。

实例一可得出表1的测试参数

本发明提供了一种新型PE-PET-EP微纳米复合材料及其制备方法。在PE、PET成本优势的基础上，结合PE易于加工和PET良好力学性能的优势，同时解决PE力学性能不足和PET加工性能和收缩率高的问题，得到一种应用领域广、可作为ABS塑料替代品的复合材料。

本发明为一制备EP组分，通过将微纳米矿物颗粒加入双酚A环氧树脂乳胶中，机械搅拌实现矿物颗粒的均匀分散。加入固化剂反应后，微纳米颗粒牢固地结合于固化后的网状树脂中。得到硬度和刚性好，结晶速度快的热固性组分。二是三组分共融挤出。EP组分在与PE、PET熔融共混挤出的过程，能够起到结晶核的作用，起到增韧增强的作用，同时提高结晶速度。

Claims (2)

1.一种新型PE-PET-EP微纳米复合材料，其特征在于：其组分按质量百分数配比为：PE20%～60%、PET 20%～40%、EP 10%～30%、微纳米粒子3%～10%、马来酸酐接枝物3%～8%、脱模剂0.1%～0.5%；抗氧剂0.1%～0.5%；

所述PE为聚乙烯；PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯；EP为环氧树脂；所述微纳米粒为直径小于1m的矿物粉颗粒，包括二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、二氧化硅；所述马来酸酐接枝物为POE-g-MAH；脱模剂为油酸酰胺；抗氧剂为抗氧剂1010，168或复配物中的一种。

2.一种新型PE-PET-EP微纳米复合材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、EP胶粒的制备，将微纳米粒子于80℃～120℃温度下干燥60～120分钟，后放入密闭容器，冷却至室温后，加入到双酚A环氧树脂中，加入C12-14烷基缩水甘油醚，搅拌均匀；混合物中加入脂环类固化剂，80℃温度下固化4～6小时，所得固体冷却粉碎至粒径小于0.03mm，待用；

（2）、将PET在强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，待用；

（3）、按重量配比称取干燥的PET加入搅拌器中，同时按重量配比加入PE、马来酸酐接枝物、抗氧剂、脱模剂，并加入步骤（1）得到的产物，混合10～15分钟，均匀后，出料加入双螺杆挤出机熔融挤出切粒、并干燥后得到本产品。