CN115838530B - 一种改性pet复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，提出了一种改性PET复合材料及其制备方法，所述改性PET复合材料，包括以下重量份组分：60‑70份PET、30‑40份PC、8‑12份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、0.5‑1份抗氧剂、4‑8份改性陶土、1‑2份润滑剂；所述改性PET复合材料的制备方法，包括以下步骤：将PET、PC和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、抗氧剂、改性陶土、润滑剂混合后，经挤出机挤出，得到改性PET复合材料。通过上述技术方案，解决了现有技术中的PET材料脆性大、韧性差问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体的，涉及一种改性PET复合材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有轻密度、高强度、高刚性、好的耐热性、耐化学药品性、价格低廉等一系列的优良特性，并且可以再生利用，因此在国民经济和国防工业以及高新技术产业中有着广泛的应用，是一种不可缺少的新型材料。但是缺口敏感性导致的脆性断裂，成为限制它作为工程结构材料应用的原因之一，因此需要对PET材料进行改性。
发明内容
本发明提出一种改性PET复合材料及其制备方法，解决了相关技术中PET材料脆性大、韧性差的问题。
本发明的技术方案如下：
一种改性PET复合材料，包括以下重量份组分：60-70份PET、30-40份PC、8-12份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、0.5-1份抗氧剂、4-8份改性陶土、1-2份润滑剂。
所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂TNP和抗氧剂TPP中的一种或多种。
所述润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或多种。
所述改性陶土为将陶土经对乙氧基甲酰苯丙醛和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯处理得到。
所述改性陶土的制备方法包括以下步骤：
A1、将陶土和水混合，得到混合物I；
A2、向混合物I中加入对乙氧基甲酰苯丙醛和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，升温至80-100℃，处理时间为2-3h，得到混合物II；
A3、混合物II经过滤、洗涤、干燥，得到改性陶土。
所述A1中混合物I中陶土含量为20-25%。
所述A2中对乙氧基甲酰苯丙醛的加入量为混合物I质量的1-2%，所述A2中异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的加入量为混合物I质量的2-4%。
所述A2中对乙氧基甲酰苯丙醛与异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的质量比为1:2。
一种改性PET复合材料的制备方法，包括以下步骤：将PET、PC和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、抗氧剂、改性陶土、润滑剂混合后，经挤出机挤出，得到改性PET复合材料。
所述挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机工艺参数为：一区温度190-200℃；二区温度210-220℃；三区温度230-250℃；四区温度255-265℃；五区温度265-275℃；六区温度255-265℃；七区温度250-260℃；八区温度240-250℃；机头温度255-270℃，螺杆转速为250-350rpm。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明采用三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与PET和PC进行共混，制备复合材料，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的加入一方面使PET与PC之间进行交联，提高PET复合材料的拉伸强度、冲击强度，降低了复合材料的脆性，另一个方面三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的引入，还可以提高PET复合材料的韧性。
2、陶土的加入可以提高复合材料的结晶速率，进行提高复合材料的强度和韧性，但陶土易发生团聚的现象，本发明通过乙氧基甲酰苯丙醛和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯对陶土进行改性，不仅使陶土表面疏水性增大，提高了陶土的分散性能，还提高了复合材料的冲击强度，降低了复合材料的脆性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
改性PET复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将60份PET、30份PC、8份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、0.5份抗氧剂TNP、4份改性陶土、1份乙撑双硬酯酰胺加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒，得到复合材料；双螺杆挤出机加工工艺条件为：一区温度190℃；二区温度210℃；三区温度230℃；四区温度255℃；五区温度265℃；六区温度255℃；七区温度250℃；八区温度240℃；机头温度255℃，螺杆转速为250rpm；
其中改性陶土的制备方法为：
A1、将20g陶土加入到80g水中混合，得到混合物I；
A2、向混合物中加入1g对乙氧基甲酰苯丙醛和2g异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，升温至80℃，处理3h，得到混合物II；
A3、混合物II经真空抽滤、无水乙醇洗涤后，在110℃下干燥3h得到改性陶土。
实施例2
改性PET复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将70份PET、40份PC、12份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、1份抗氧剂1010、8份改性陶土、2份季戊四醇硬脂酸酯加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒，得到复合材料；双螺杆挤出机加工工艺条件为：一区温度200℃；二区温度220℃；三区温度250℃；四区温度265℃；五区温度275℃；六区温度265℃；七区温度260℃；八区温度250℃；机头温度270℃，螺杆转速为350rpm；
其中改性陶土的制备方法为：
A1、将25g陶土加入到75g水中混合，得到混合物I；
A2、向上述混合物中加入2g对乙氧基甲酰苯丙醛和4g异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，升温至100℃，处理2h，得到混合物II；
A3、混合物II经真空抽滤、无水乙醇洗涤后，在110℃下干燥3h得到改性陶土。
实施例3
改性PET复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将65份PET、35份PC、10份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、0.6份抗氧剂TPP、7份改性陶土、1.5份季戊四醇硬脂酸酯加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒，得到复合材料；双螺杆挤出机加工工艺条件为：一区温度195℃；二区温度215℃；三区温度240℃；四区温度260℃；五区温度270℃；六区温度260℃；七区温度255℃；八区温度245℃；机头温度260℃，螺杆转速为300rpm；
其中改性陶土的制备方法为：
A1、将23g陶土加入到77g水中混合，得到混合物I；
A2、向上述混合物中加入1.5g对乙氧基甲酰苯丙醛和3g异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，升温至90℃，处理2.5h，得到混合物II；
A3、混合物II经真空抽滤、无水乙醇洗涤后，在110℃下干燥3h得到改性陶土。
实施例4
与实施例1相比，实施例4中的不同之处在于对乙氧基甲酰苯丙醛的添加量为2g。
实施例5
与实施例1相比，实施例5的不同之处在于异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的添加量为3g。
对比例1
与实施例1相比，对比例1将三羟甲基丙烷三缩水甘油醚替换为等量的甲基丙烯酸缩水甘油酯，其他与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，对比例2将对乙氧基甲酰苯丙醛替换为等量的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，其他与实施例1相同。
对比例3
与实施例1相比，对比例3将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯替换为等量的对乙氧基甲酰苯丙醛，其他与实施例1相同。
对比例4
与实施例1相比，对比例4的不同之处在于不对陶土进行改性处理。
对比例5
与实施例1相比，对比例5的不同之处在于三羟甲基丙烷三缩水甘油醚为14份。
对比例6
与实施例1相比，对比例6的不同之处在于三羟甲基丙烷三缩水甘油醚为6份。
性能测试
将上述实施例1-5及对比例1-6制备得到的改性PET复合材料用注塑机制成样条，进行性能测定，测试结果见表1。
拉伸强度：依据ASTMD638进行测定，测试条件为50mm/min；悬臂梁缺口冲击强度：依据ASTMD256进行测定，测试条件为：使用3.2mm厚的膜制缺口悬臂梁冲击棒，23℃：弯曲强度：依据ASTMD790进行测定，测试条件为2mm/min。
表1实施例1-5及对比例1-6改性PET复合材料的性能测试结果
与实施例1相比，对比例1将三羟甲基丙烷三缩水甘油醚替换为等量的甲基丙烯酸缩水甘油酯，对比例5增大了三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的加入量，对比例6减少了三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的加入量，结果对比例1和对比例5-6的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度均低于实施例1，说明三羟甲基丙烷三缩水甘油醚对复合材料的力学性能的提升程度高于甲基丙烯酸缩水甘油酯，并且增大或减少三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的添加量都会导致复合材料力学性能的下降。
与实施例1相比，对比例2仅添加异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，对比例3仅添加对乙氧基甲酰苯丙醛，对比例4不对陶土进行改性，结果对比例2-4制备得到的复合材料的力学性能均低于实施例1，说明同时添加异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯和对乙氧基甲酰苯丙醛对陶土进行处理的效果优于添加异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯和对乙氧基甲酰苯丙醛的任意一种。
与实施例1相比，实施例4中对乙氧基甲酰苯丙醛与丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的质量比为1:1，实施例5中对乙氧基甲酰苯丙醛与丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的质量比为1:3，结果实施例4-5制备得到的复合材料的力学性能低于实施例1，说明当对乙氧基甲酰苯丙醛与丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的质量比为1:2时，制备得到的复合材料力学性能最佳。
以上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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种改性PET复合材料，其特征在于，包括以下重量份组分：60-70份PET、30-40份PC、8-12份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、0.5-1份抗氧剂、4-8份改性陶土、1-2份润滑剂；
所述改性陶土为将陶土经对乙氧基甲酰苯丙醛和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯处理得到；
所述改性陶土的制备方法包括以下步骤：
A1、将陶土和水混合，得到混合物I；
A2、向混合物I中加入对乙氧基甲酰苯丙醛和异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，升温至80-100℃，处理时间为2-3h，得到混合物II；
A3、混合物II经过滤、洗涤、干燥，得到改性陶土；
所述A1中混合物I中陶土质量含量为20-25%；
所述A2中对乙氧基甲酰苯丙醛的加入量为混合物I质量的1-2%，所述A2中异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的加入量为混合物I质量的2-4%。
2.根据权利要求1所述的一种改性PET复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂TNP和抗氧剂TPP中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种改性PET复合材料，其特征在于，所述润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种改性PET复合材料，其特征在于，所述A2中对乙氧基甲酰苯丙醛与异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯的质量比为1:2。
5.根据权利要求1所述的一种改性PET复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将PET、PC和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、抗氧剂、改性陶土、润滑剂混合后，经挤出机挤出，得到改性PET复合材料。
6.根据权利要求5所述的一种改性PET复合材料的制备方法，其特征在于，所述挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机工艺参数为：一区温度190-200℃；二区温度210-220℃；三区温度230-250℃；四区温度255-265℃；五区温度265-275℃；六区温度255-265℃；七区温度250-260℃；八区温度240-250℃；机头温度255-270℃，螺杆转速为250-350rpm。
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