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一种多含官能团聚酯树脂、其制备方法及应用

阅读:315发布:2020-05-13

专利汇可以提供一种多含官能团聚酯树脂、其制备方法及应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及改性聚酯 树脂 技术领域,具体涉及一种多含 氧 官能团聚酯树脂、其制备方法及应用。该多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,包括如下步骤:(R1)、将聚酯树脂置于PECVD反应腔体的下 风 口,对PECVD反应腔体抽 真空 后持续通入氧气,控制PECVD反应腔体气压在4-10Pa;(R2)、在激发源的作用下将氧气激发成 等离子体 并与聚酯树脂反应,得到多含氧官能团聚酯树脂。多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,该制备方法利用等离子体增强 化学气相沉积 法(PECVD)将氧气激发层等离子体后与聚酯树脂反应,使聚酯树脂增多了活性含氧官能团;该制备方法操作简单,控制方便,生产效率高,生产成本低,可用于大规模生产。,下面是一种多含官能团聚酯树脂、其制备方法及应用专利的具体信息内容。

1.一种多含官能团聚酯树脂的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(R1)、反应前处理:将聚酯树脂置于PECVD反应腔体的下口,对PECVD反应腔体抽真空后持续通入氧气,控制PECVD反应腔体气压在4-10Pa;
(R2)、等离子体增强化学气相沉积:在激发源的作用下将氧气激发成等离子体并与聚酯树脂反应,得到多含氧官能团聚酯树脂。
2.根据权利要求1所述的一种多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,其特征在于:所述步骤(R2)中,所述激发源为射频、直流高压、脉冲或微波,所述激发源的输出功率为200-300W,所述激发源的反射功率为0-30W;反应时间为1-2h。
3.根据权利要求1所述的一种多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,其特征在于:所述聚酯树脂为粒径在6.5-10μm的聚酯粉末。
4.根据权利要求1所述的一种多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,其特征在于:所述步骤(R2)还包括:等离子体与聚酯树脂反应后,PECVD反应腔体停止激发源作用并停止通入氧气,在4-10Pa环境气压条件下将PECVD反应腔体降至常温。
5.一种多含氧官能团聚酯树脂,其特征在于:采用权利要求1-4任意一项所述的多含氧官能团聚酯树脂的制备方法制得。
6.一种如权利要求5所述的多含氧官能团聚酯树脂的应用,其特征在于:所述多含氧官能团聚酯树脂应用于聚酯复合材料中。
7.一种应用权利要求5所述的多含氧官能团聚酯树脂的聚酯复合材料,其特征在于:所述聚酯复合材料包括如下重量份的原料:
8.根据权利要求7所述的聚酯复合材料,其特征在于:所述玻璃纤维为高模量玻璃纤维或扁平玻璃纤维,所述玻璃纤维的短切长度为2.0-4.5mm。
9.根据权利要求7或8所述的聚酯复合材料,其特征在于:所述聚酯复合材料的制备方法包括如下步骤:
(S1)、按重量份称取原料,备用;
(S2)、将多含氧官能团聚酯树脂先与扩散油在高速混合机中预混1-3min,再与其他原料共混1-3min后出料,经双螺杆挤出机在一定强度剪切的螺杆组合情况下,挤出造粒,制得聚酯复合材料。
10.根据权利要求9所述的聚酯复合材料,其特征在于:所述螺杆组合从机头至机尾依次包括如下元件:32/32、48/24、48/48、48/48、48/48、64/46、64/64、64/64、ZME12/24、ZME12/24、48/48、48/48、ZME12/24、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、64/64、64/64、64/64、48/
48、64/64、64/64、32/16L、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、48/48、K45°/5/
48、K45°/5/48、K30°/7/64、48/48、48/48、48/48、48/48、64/64、64/64、48/48A;所述螺杆组合的长度为1888-2000mm。

说明书全文

一种多含官能团聚酯树脂、其制备方法及应用

技术领域

[0001] 本发明涉及改性聚酯树脂技术领域,具体涉及一种多含氧官能团聚酯树脂、其制备方法及应用。

背景技术

[0002] 聚酯,由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称,主要指聚对苯二甲酸乙二酯(PET),习惯上也包括聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚芳酯等线型热塑性树脂,是一类性能优异、用途广泛的工程塑料,也可制成聚酯纤维和聚酯薄膜
[0003] 为进一步提高聚酯树脂的学性能、阻燃性能和耐高温性能,以适应更高要求和更广范围的应用场合,传统的做法是在聚酯树脂中混入无机填料得到复合材料或混入尼龙等高分子材料得到合金材料,由于材料间存在相容性差的问题,常加入相容剂以提高材料相容性,但现有的相容剂分子量较大,加入相容剂后容易降低材料加工流动性,而分子量较低、相容性又好的相容剂的原料成本高,不利于企业经济效益。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的之一在于提供一种多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,该制备方法利用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)将氧气激发层等离子体后与聚酯树脂反应,使聚酯树脂增多了羟基、羧基等活性含氧官能团;该制备方法操作简单,控制方便,生产效率高,生产成本低,可用于大规模生产。
[0005] 本发明的目的之二在于提供一种多含氧官能团聚酯树脂,由于其增多了羟基、羧基等活性含氧官能团,使表面由非极性、难粘性转为有一定极性、易粘性和亲和性,提高了其与无机填料或尼龙等高分子材料的相容性。
[0006] 本发明的目的之三在于提供一种多含氧官能团聚酯树脂的应用,其应用于聚酯复合材料中,在不使用传统相容剂的情况下加入无机填料同样可以提升聚酯复合的各项性能,而且不降低聚酯复合本身的强度。
[0007] 本发明的目的通过下述技术方案实现:一种多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,包括如下步骤:
[0008] (R1)、反应前处理:将聚酯树脂置于PECVD反应腔体的下口,对PECVD反应腔体抽真空后持续通入氧气,控制PECVD反应腔体气压在4-10Pa;
[0009] (R2)、等离子体增强化学气相沉积:在激发源的作用下将氧气激发成等离子体并与聚酯树脂反应,得到多含氧官能团聚酯树脂。
[0010] 本发明多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,该制备方法利用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)将氧气激发层等离子体后与聚酯树脂反应,使聚酯树脂增多了羟基、羧基等活性含氧官能团;该制备方法操作简单,控制方便,生产效率高,生产成本低,可用于大规模生产。其中,步骤(R1)中,将聚酯树脂置于PECVD反应腔体的下风口,氧气经由PECVD反应腔体的上风口进入PECVD反应腔体,然后被激发源激发后产生等离子体并靠持续通入的氧气推至PECVD反应腔体的下风口与聚酯树脂反应,以利于在步骤(R2)中激发源的作用下产生辉光放电或高频放电,产生阴极溅射,利用辉光放电或高频放电使PECVD反应腔体升温进而聚酯树脂升温,从而提高了聚酯树脂的表面活性;抽真空后通入氧气,且营造低压环境并维持稳定的真空度,在步骤(R2)中激发源的作用下将氧气激发成等离子体,等离子体接触升温后的聚酯树脂即发生等离子体化学反应,使聚酯树脂获得羟基、羧基等活性含氧官能团,从而提高多含氧官能团聚酯树脂与其他原料的相容性;控制PECVD反应腔体气压在4-10Pa,可保证等离子体起辉。进一步的,所述聚酯树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯中的至少一种;所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度为0.7-1.2dL/g,优选的,所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度为0.8dL/g;所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.7-1.2dL/g,优选的,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.7dL/g;所述聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯的特性粘度为0.7-
1.2dL/g,优选的,所述聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯的特性粘度为0.7dL/g。
[0011] 优选的,所述步骤(R2)中,所述激发源为射频、直流高压、脉冲或微波,所述激发源的输出功率为200-300W,所述激发源的反射功率为0-30W;反应时间为1-2h。
[0012] 采用上述激发源,促使氧气激发成等离子体以及阴极发生辉光放电或高频放电,更优选的,所述激发源为射频,具体采用电感耦合等离子体射频电源产生激发源。采用上述控制激发源的输出功率在200-300W,反应过程充分吸收,从而保证激发源的反射功率仅达到0-30W,有效功率高;另外,控制激发源的输出功率在200-300W,在该功率条件下等离子体的活性较强,处理效率更高;若激发源的输出功率过高,因聚酯树脂吸收能量过大,容易破坏聚酯树脂的分子结构,使其降解。反应时间控制在1-2h,使聚酯树脂充分改性。
[0013] 优选的,所述聚酯树脂为粒径在6.5-10μm的聚酯粉末。
[0014] 控制聚酯树脂的粒径在6.5-10μm,可增大聚酯树脂与氧气的反应面积,从而获得更多的含氧活性基团,提高多含氧官能团聚酯树脂与其他原料的相容性。
[0015] 优选的,所述步骤(R2)还包括:等离子体与聚酯树脂反应后,PECVD反应腔体停止激发源作用并停止通入氧气,在4-10Pa环境气压条件下将PECVD反应腔体降至常温。
[0016] 采用上述技术方案使多含氧官能团聚酯树脂降至常温,避免再辉光放电使聚酯树脂升温后的高温状态下恢复常压引入空气而导致多含氧官能团聚酯树脂氧化引入杂质,大大提高了多含氧官能团聚酯树脂的稳定性。进一步的,降至常温后即可恢复常压。
[0017] 本发明的目的之二通过下述技术方案实现:一种多含氧官能团聚酯树脂,采用上述的多含氧官能团聚酯树脂的制备方法制得。
[0018] 本发明的目的之三通过下述技术方案实现:上述的多含氧官能团聚酯树脂的应用,所述多含氧官能团聚酯树脂应用于聚酯复合材料中。
[0019] 优选的,所述聚酯复合材料包括如下重量份的原料:
[0020]
[0021] 本发明的聚酯复合材料采用上述多含氧官能团聚酯树脂作为主体树脂,加入阻燃剂、阻燃协效剂、玻璃纤维和抗氧剂,既提高了聚酯复合材料的阻燃效果、力学强度、耐老化性,又避免了多含氧官能团聚酯树脂与阻燃剂、阻燃协效剂、玻璃纤维和抗氧剂的相容性问题而引起易脆化及降低其力学性能。所述其他助剂为色粉。
[0022] 进一步的,所述抗氧剂为耐解抗氧剂,更优选的,所述抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和硫醚类辅助抗氧剂按重量比1:2-5混合而成,受阻酚类主抗氧剂和硫醚类辅助抗氧剂协同作用,在聚酯复合材料老化过程中,有效地捕获过氧化自由基以终止氧化过程,从而达到抗氧化效果,其在高温下的抗氧效果好,且在高湿状态下不易被水解;与胺型抗氧剂相比,本发明的抗氧剂在高温高湿条件下不易被析出,从而保持持久的抗老化效果;与受阻酚类主抗氧剂和磷酸酯类辅助抗氧剂协同相比,本发明的受阻酚类主抗氧剂和硫醚类辅助抗氧剂按重量比1:2-5混合,虽然短时间内不比受阻酚类主抗氧剂和亚磷酸酯类辅助抗氧剂协同的抗氧化效果好,但亚磷酸酯类辅助抗氧剂已被水解,而本发明的抗氧化剂不易被水解,从而本发明的抗氧化剂能长久保持抗老化效果,更有利于在高温高湿条件下发挥抗氧化作用。所述受阻酚类主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)按重量比5:1-3混合而成;所述硫醚类辅助抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯和2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚按重量比1-3:1混合而成。
[0023] 进一步的,所述阻燃剂为溴化聚苯乙烯、溴化环氧、溴化聚和溴代三嗪中的至少一种;所述阻燃协效剂为相对分子量在20000-38000的有机系阻燃剂。所述阻燃剂和阻燃协效剂两者协同作用,阻止了聚酯树脂形成碳通道的机率,从而提高了聚酯复合材料的CTI值。所述有机硅系阻燃剂为聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚甲基硅氧烷和聚甲基苯基硅氧烷中的至少一种,该阻燃体系不含氮元素系列易高温高湿析出的协效剂,能有效提高聚酯复合材料在燃烧时的成炭率,提高阻燃效果。机硅系阻燃剂的相对分子量控制有在20000-38000,其在聚酯复合材料表面的形成有机硅系阻燃剂富集层的高分子梯度材料,聚酯复合材料在燃烧时生成聚硅氧烷特有的、含有Si-O键和(或)Si-C键的无机隔氧绝热保护层,既阻止了燃烧分解产物外逸,保证聚酯复合材料的表面无析出物,又抑制了聚酯树脂的热分解,达到阻燃效果。
[0024] 优选的,所述玻璃纤维为高模量玻璃纤维或扁平玻璃纤维,所述玻璃纤维的短切长度为2.0-4.5mm。
[0025] 采用上述玻璃纤维,具有更低的翘曲度和更好的尺寸稳定性,有助于提高纤维含量和力学性能,使聚酯复合材料具有更高的冲击强度,同时还能降低聚酯复合材料的翘曲度。进一步的,所述高模量玻璃纤维的弹性模量为93.0-95.0GPa。控制玻璃纤维的短切长度在2.0-4.5mm,经加工处理后,玻璃纤维保留长度趋于临界最适长度,进一步增强聚酯复合材料的弯曲模量、拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、刚性等机械性能。
[0026] 优选的,所述聚酯复合材料的制备方法包括如下步骤:
[0027] (S1)、按重量份称取原料,备用;
[0028] (S2)、将多含氧官能团聚酯树脂先与扩散油在高速混合机中预混1-3min,再与其他原料共混1-3min后出料,经双螺杆挤出机在一定强度剪切的螺杆组合情况下,挤出造粒,制得聚酯复合材料。
[0029] 本发明聚酯复合材料的制备方法操作简单,控制方便,生产效率高,生产成本低,可用于大规模生产。其中,步骤(S2)中,多含氧官能团聚酯树脂先与扩散油在高速混合机中预混再与其他原料共混,有利于材料在挤出过程中的均匀性和稳定性。所述扩散油可均匀分散玻璃纤维、色粉等难溶性无机/有机的固体物,同时也能防止固体物的沉降和凝聚,提高加工流动性。
[0030] 进一步的,所述双螺杆挤出机加料段开始各段的加工温度分别为:170-190℃、190-210℃、190-210℃、200-220℃、200-220℃、200-220℃、210-230℃、210-230℃、210-230℃、220-240℃,机头温度为230-250℃,螺杆转速为320-400r/min。本发明通过控制双螺杆挤出机中各区温度,使制得的聚酯复合材料具有优异的力学性能,且不变黄、不起泡,表面平整、光泽度高。
[0031] 优选的,所述螺杆组合从机头至机尾依次包括如下元件:32/32、48/24、48/48、48/48、48/48、64/46、64/64、64/64、ZME12/24、ZME12/24、48/48、48/48、ZME12/24、48/48、K45°/
5/48、K45°/5/48、64/64、64/64、64/64、48/48、64/64、64/64、32/16L、K45°/5/48、K45°/5/
48、K45°/5/48、K45°/5/48、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K30°/7/64、48/48、48/48、48/48、
48/48、64/64、64/64、48/48A;所述螺杆组合的长度为1888-2000mm。
[0032] 上述特定螺杆组合应用在本发明制备聚酯复合材料中,可以到达很好的分布和分散效果,而且还能使玻璃纤维的保留长度有所保证,若螺杆组合的剪切太强,虽然对材料的分散好,但玻纤保留长度较低,不利于增强聚酯;若螺杆组合的剪切太弱,不但对材料的分散分布效果差,材料性能也会降低,更严重的会使玻璃纤维剪不断导致拉料易断条。采用上述特定螺杆组合,处理后的玻璃纤维在聚酯复合材料中的保留长度可达0.6-1.5mm,玻璃纤维保留长度为其临界较合适长度,玻璃纤维长度分布较窄。
[0033] 本发明的有益效果在于:本发明的多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,利用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)将氧气激发层等离子体后与聚酯树脂反应,使聚酯树脂增多了羟基、羧基等活性含氧官能团;该制备方法操作简单,控制方便,生产效率高,生产成本低,可用于大规模生产。
[0034] 本发明的多含氧官能团聚酯树脂,由于其增多了羟基、羧基等活性含氧官能团,使表面由非极性、难粘性转为有一定极性、易粘性和亲和性,提高了其与无机填料或尼龙等高分子材料的相容性。
[0035] 本发明的多含氧官能团聚酯树脂的应用,其应用于聚酯复合材料中,在不使用传统相容剂的情况下加入无机填料同样可以提升聚酯复合的各项性能,而且不降低聚酯复合本身的强度。附图说明
[0036] 图1是本发明实施例1所述螺杆组合的结构示意图。

具体实施方式

[0037] 为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0038] 实施例1
[0039] 一种多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,包括如下步骤:
[0040] (R1)、反应前处理:将聚酯树脂置于PECVD反应腔体的下风口,对PECVD反应腔体抽真空后持续通入氧气,控制PECVD反应腔体气压在7Pa;
[0041] (R2)、等离子体增强化学气相沉积:在激发源的作用下将氧气激发成等离子体并与聚酯树脂反应,得到多含氧官能团聚酯树脂。
[0042] 所述聚酯树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯;所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度为0.8dL/g。
[0043] 所述步骤(R2)中,所述激发源为射频,所述激发源的输出功率为250W,所述激发源的反射功率为15W;反应时间为1.5h。
[0044] 所述聚酯树脂为粒径在8μm的聚酯粉末。
[0045] 所述步骤(R2)还包括:等离子体与聚酯树脂反应后,PECVD反应腔体停止激发源作用并停止通入氧气,在7Pa环境气压条件下将PECVD反应腔体降至常温。
[0046] 一种多含氧官能团聚酯树脂,采用上述的多含氧官能团聚酯树脂的制备方法制得。
[0047] 上述的多含氧官能团聚酯树脂的应用,所述多含氧官能团聚酯树脂应用于聚酯复合材料中。
[0048] 所述聚酯复合材料包括如下重量份的原料:
[0049]
[0050] 所述抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和硫醚类辅助抗氧剂按重量比1:4混合而成;所述受阻酚类主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)按重量比5:2混合而成;所述硫醚类辅助抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯和2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚按重量比2:1混合而成。
[0051] 所述阻燃剂为溴化聚苯乙烯;所述阻燃协效剂为相对分子量在30000的有机硅系阻燃剂。所述有机硅系阻燃剂为聚二甲基硅氧烷。
[0052] 所述玻璃纤维为高模量玻璃纤维,所述玻璃纤维的短切长度为3mm。所述高模量玻璃纤维的弹性模量为94.0GPa。
[0053] 所述聚酯复合材料的制备方法包括如下步骤:
[0054] (S1)、按重量份称取原料,备用;
[0055] (S2)、将多含氧官能团聚酯树脂先与扩散油在高速混合机中预混2min,再与其他原料共混2min后出料,经双螺杆挤出机在一定强度剪切的螺杆组合情况下,挤出造粒,制得聚酯复合材料。
[0056] 所述双螺杆挤出机从加料段开始各段的加工温度分别为:180℃、200℃、200℃、210℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、230℃,机头温度为240℃,螺杆转速为360r/min。
[0057] 如图1所示,所述螺杆组合从机头至机尾依次包括如下元件:32/32、48/24、48/48、48/48、48/48、64/46、64/64、64/64、ZME12/24、ZME12/24、48/48、48/48、ZME12/24、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、64/64、64/64、64/64、48/48、64/64、64/64、32/16L、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K30°/7/64、48/48、48/
48、48/48、48/48、64/64、64/64、48/48A;所述螺杆组合的长度为1888mm。
[0058] 实施例2
[0059] 一种多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,包括如下步骤:
[0060] (R1)、反应前处理:将聚酯树脂置于PECVD反应腔体的下风口,对PECVD反应腔体抽真空后持续通入氧气,控制PECVD反应腔体气压在4Pa;
[0061] (R2)、等离子体增强化学气相沉积:在激发源的作用下将氧气激发成等离子体并与聚酯树脂反应,得到多含氧官能团聚酯树脂。
[0062] 所述聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯;所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.7dL/g。
[0063] 所述步骤(R2)中,所述激发源为微波,所述激发源的输出功率为200W,所述激发源的反射功率为1W;反应时间为1h。
[0064] 所述聚酯树脂为粒径在6.5μm的聚酯粉末。
[0065] 所述步骤(R2)还包括:等离子体与聚酯树脂反应后,PECVD反应腔体停止激发源作用并停止通入氧气,在4Pa环境气压条件下将PECVD反应腔体降至常温。
[0066] 一种多含氧官能团聚酯树脂,采用上述的多含氧官能团聚酯树脂的制备方法制得。
[0067] 上述的多含氧官能团聚酯树脂的应用,所述多含氧官能团聚酯树脂应用于聚酯复合材料中。
[0068] 所述聚酯复合材料包括如下重量份的原料:
[0069]
[0070] 所述抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和硫醚类辅助抗氧剂按重量比1:2混合而成;所述受阻酚类主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)按重量比5:1混合而成;所述硫醚类辅助抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯和2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚按重量比1:1混合而成。
[0071] 所述阻燃剂为溴化聚碳;所述阻燃协效剂为相对分子量在20000的有机硅系阻燃剂。所述有机硅系阻燃剂为聚二乙基硅氧烷。
[0072] 所述玻璃纤维为扁平玻璃纤维,所述玻璃纤维的短切长度为4.5mm。
[0073] 所述聚酯复合材料的制备方法包括如下步骤:
[0074] (S1)、按重量份称取原料,备用;
[0075] (S2)、将多含氧官能团聚酯树脂先与扩散油在高速混合机中预混1min,再与其他原料共混1min后出料,经双螺杆挤出机在一定强度剪切的螺杆组合情况下,挤出造粒,制得聚酯复合材料。
[0076] 所述双螺杆挤出机从加料段开始各段的加工温度分别为:170℃、190℃、190℃、200℃、200℃、200℃、210℃、210℃、210℃、220℃,机头温度为230℃,螺杆转速为320r/min。
[0077] 所述螺杆组合从机头至机尾依次包括如下元件:32/32、48/24、48/48、48/48、48/48、64/46、64/64、64/64、ZME12/24、ZME12/24、48/48、48/48、ZME12/24、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、64/64、64/64、64/64、48/48、64/64、64/64、32/16L、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K30°/7/64、48/48、48/48、48/48、48/
48、64/64、64/64、48/48A;所述螺杆组合的长度为1888mm。
[0078] 实施例3
[0079] 一种多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,包括如下步骤:
[0080] (R1)、反应前处理:将聚酯树脂置于PECVD反应腔体的下风口,对PECVD反应腔体抽真空后持续通入氧气,控制PECVD反应腔体气压在10Pa;
[0081] (R2)、等离子体增强化学气相沉积:在激发源的作用下将氧气激发成等离子体并与聚酯树脂反应,得到多含氧官能团聚酯树脂。
[0082] 所述聚酯树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯按重量比3:1混合而成;所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度为0.7dL/g;所述聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯的特性粘度为0.7dL/g。
[0083] 所述步骤(R2)中,所述激发源为射频,所述激发源的输出功率为300W,所述激发源的反射功率为30W;反应时间为2h。
[0084] 所述聚酯树脂为粒径在10μm的聚酯粉末。
[0085] 所述步骤(R2)还包括:等离子体与聚酯树脂反应后,PECVD反应腔体停止激发源作用并停止通入氧气,在10Pa环境气压条件下将PECVD反应腔体降至常温。
[0086] 一种多含氧官能团聚酯树脂,采用上述的多含氧官能团聚酯树脂的制备方法制得。
[0087] 上述的多含氧官能团聚酯树脂的应用,所述多含氧官能团聚酯树脂应用于聚酯复合材料中。
[0088] 所述聚酯复合材料包括如下重量份的原料:
[0089]
[0090] 所述抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和硫醚类辅助抗氧剂按重量比1:5混合而成;所述受阻酚类主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)按重量比5:3混合而成;所述硫醚类辅助抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯和2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚按重量比3:1混合而成。
[0091] 所述阻燃剂为溴化聚碳;所述阻燃协效剂为相对分子量在38000的有机硅系阻燃剂。所述有机硅系阻燃剂为聚甲基硅氧烷。
[0092] 所述玻璃纤维为高模量玻璃纤维,所述玻璃纤维的短切长度为2.0mm。所述高模量玻璃纤维的弹性模量为95.0GPa。
[0093] 所述聚酯复合材料的制备方法包括如下步骤:
[0094] (S1)、按重量份称取原料,备用;
[0095] (S2)、将多含氧官能团聚酯树脂先与扩散油在高速混合机中预混3min,再与其他原料共混3min后出料,经双螺杆挤出机在一定强度剪切的螺杆组合情况下,挤出造粒,制得聚酯复合材料。
[0096] 所述双螺杆挤出机从加料段开始各段的加工温度分别为:190℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、230℃、230℃、230℃、240℃,机头温度为250℃,螺杆转速为400r/min。
[0097] 所述螺杆组合从机头至机尾依次包括如下元件:32/32、48/24、48/48、48/48、48/48、64/46、64/64、64/64、ZME12/24、ZME12/24、48/48、48/48、ZME12/24、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、64/64、64/64、64/64、48/48、64/64、64/64、32/16L、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K30°/7/64、48/48、48/48、48/48、48/
48、64/64、64/64、48/48A;所述螺杆组合的长度为1888mm。
[0098] 实施例4
[0099] 一种多含氧官能团聚酯树脂的制备方法,包括如下步骤:
[0100] (R1)、反应前处理:将聚酯树脂置于PECVD反应腔体的下风口,对PECVD反应腔体抽真空后持续通入氧气,控制PECVD反应腔体气压在8Pa;
[0101] (R2)、等离子体增强化学气相沉积:在激发源的作用下将氧气激发成等离子体并与聚酯树脂反应,得到多含氧官能团聚酯树脂。
[0102] 所述聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯;所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.8dL/g。
[0103] 所述步骤(R2)中,所述激发源为射频,所述激发源的输出功率为230W,所述激发源的反射功率为18W;反应时间为1.2h。
[0104] 所述聚酯树脂为粒径在7μm的聚酯粉末。
[0105] 所述步骤(R2)还包括:等离子体与聚酯树脂反应后,PECVD反应腔体停止激发源作用并停止通入氧气,在8Pa环境气压条件下将PECVD反应腔体降至常温。
[0106] 一种多含氧官能团聚酯树脂,采用上述的多含氧官能团聚酯树脂的制备方法制得。
[0107] 上述的多含氧官能团聚酯树脂的应用,所述多含氧官能团聚酯树脂应用于聚酯复合材料中。
[0108] 所述聚酯复合材料包括如下重量份的原料:
[0109]
[0110] 所述抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂和硫醚类辅助抗氧剂按重量比1:4混合而成;所述受阻酚类主抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)按重量比5:1.2混合而成;所述硫醚类辅助抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯和2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚按重量比2.4:1混合而成。
[0111] 所述阻燃剂为溴化聚苯乙烯和溴化环氧按重量比1:1混合而成;所述阻燃协效剂为相对分子量在25000的有机硅系阻燃剂。所述有机硅系阻燃剂为聚甲基硅氧烷。
[0112] 所述玻璃纤维为扁平玻璃纤维,所述玻璃纤维的短切长度为2.5mm。
[0113] 所述聚酯复合材料的制备方法包括如下步骤:
[0114] (S1)、按重量份称取原料,备用;
[0115] (S2)、将多含氧官能团聚酯树脂先与扩散油在高速混合机中预混1.2min,再与其他原料共混1.2min后出料,经双螺杆挤出机在一定强度剪切的螺杆组合情况下,挤出造粒,制得聚酯复合材料。
[0116] 所述双螺杆挤出机从加料段开始各段的加工温度分别为:175℃、195℃、198℃、205℃、205℃、215℃、225℃、220℃、215℃、225℃,机头温度为245℃,螺杆转速为350r/min。
[0117] 所述螺杆组合从机头至机尾依次包括如下元件:32/32、48/24、48/48、48/48、48/48、64/46、64/64、64/64、ZME12/24、ZME12/24、48/48、48/48、ZME12/24、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、64/64、64/64、64/64、48/48、64/64、64/64、32/16L、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K30°/7/64、48/48、48/48、48/48、48/
48、64/64、64/64、48/48A;所述螺杆组合的长度为1888mm。
[0118] 对比例1
[0119] 本对比例与实施例1的区别在于:
[0120] 所述聚酯复合材料使用的多含氧官能团聚酯树脂替换为聚酯树脂;所述聚酯树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯;所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度为0.8dL/g。
[0121] 对比例2
[0122] 本对比例与实施例1的区别在于:
[0123] 所述聚酯复合材料使用的多含氧官能团聚酯树脂替换为聚酯树脂;所述聚酯树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯;所述聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度为0.8dL/g。所述聚酯复合材料还加入了5重量份的相容剂SAG-001(南通日之升高分子新材料科技有限公司)。
[0124] 对比例3
[0125] 本对比例与实施例1的区别在于:
[0126] 所述玻璃纤维的短切长度为1.5mm。
[0127] 对比例4
[0128] 本对比例与实施例1的区别在于:
[0129] 所述玻璃纤维的短切长度为5mm。
[0130] 对比例5
[0131] 本对比例与实施例1的区别在于:
[0132] 所述螺杆组合从机头至机尾依次包括如下元件:32/32、48/24、64/46、64/64、64/64、48/48、48/48、48/48、ZME12/24、ZME12/24、48/48、48/48、ZME12/24、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、64/64、64/64、64/64、48/48、64/64、64/64、32/16L、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K45°/5/48、48/48、K45°/5/48、K45°/5/48、K30°/7/64、48/48、48/48、48/48、48/
48、64/64、64/64、48/48A;所述螺杆组合的长度为1888mm。
[0133] 实施例5
[0134] I、依照实施例1-4和对比例1-5制备聚酯复合材料的方法,在制备过程中,观察聚酯复合材料经双螺杆挤出机挤出后的拉条效果;II、取实施例1-4和对比例1-5制得的聚酯复合材料,分别测试其玻纤保留长度、悬臂梁无缺口冲击强度、悬臂梁缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量;测试结果如下表1所示:
[0135] 表1
[0136]
[0137] 其中,玻纤保留长度的测试方法为将聚酯复合材料放在弗炉中在800℃温度下烧尽后取出玻纤,然后用坐标显微镜观察并测量其长度。
[0138] 由上表1可知,从实施例1、对比例1和对比例2来看,本申请实施例1在不加入相容剂的情况下同样能达到较好的力学性能和增强效果,可以说明实施例1采用的多含氧官能团聚酯树脂发挥了相容剂提高材料相容性的效果。从实施例1、对比例3和对比例4来看,本申请的玻璃纤维短切长度在2.0-4.5mm,结合双螺杆挤出机的特定螺杆组合,得到的聚酯复合材料力学性能更好,拉条效果更佳,以利于后续产品的加工,避免注塑工件表面粗糙或玻纤外露。与对比例5相比,实施例1采用的特定螺杆组合剪切力度特别适用于本申请制备的聚酯复合材料,其剪切力度适中,避免了出现玻璃纤维剪不断导致拉料易断条的现象,有助于提高纤维含量和力学性能,使聚酯复合材料具有更高的冲击强度,同时还能降低聚酯复合材料的翘曲度。
[0139] 上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
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