一种高性能PET工程塑料及其制备方法
阅读：504发布：2023-02-27
专利汇可以提供一种高性能PET工程塑料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种高性能PET工程塑料及其制备方法。该工程塑料由以下重量份数的组分组成：PET 树脂 52.75-88.25份，玻璃 纤维 10-40份，成核剂1.0-4.0份，抗 水 解 剂0-0.25份，抗 氧 剂0.75-3.0份。本发明使用 硅 烷浸润剂处理后的玻璃纤维，能有效提高PET的强度、模量和热 变形 温度 ，使制备的产品具有特别好的 颜色 。添加表面经KH550处理后的滑石粉和surlyn树脂混合成核剂，不仅能有效提高PET的结晶速率，缩短成型周期，同时滑石粉还能起到物理交联的作用进一步提高PET的强度、模量和热变形温度。，下面是一种高性能PET工程塑料及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种高性能PET工程塑料，其特征在于，其由以下重量份数的组分组成：
以上组分的重量和为100％；
其中：聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度在0.67～1.10dL/g之间，其为聚醚酯；聚醚酯由聚醚嵌段和聚酯嵌段构成，聚醚嵌段占聚醚酯总质量的1～20wt％。
2.根据权利要求1所述的高性能PET工程塑料，其特征在于，其由以下重量份数的组分组成：
3.根据权利要求1所述的高性能PET工程塑料，其特征在于，聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性黏度在0.75～0.80dL/g之间；聚醚嵌段占聚醚酯总质量的1～10wt％。
4.根据权利要求1或2所述的高性能PET工程塑料，其特征在于，聚醚嵌段为数均分子量在400～4000范围的聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇中的至少一种；聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
5.根据权利要求1或2所述的高性能PET工程塑料，其特征在于，聚醚嵌段为聚乙二醇；
聚醚嵌段的数均分子量范围为800～2000；聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
6.根据权利要求1所述的高性能PET工程塑料，其特征在于，玻璃纤维为无碱连续玻璃纤维或短切玻璃纤维，其表面经硅烷型浸润剂处理；成核剂为滑石粉和surlyn树脂混合成核剂，滑石粉的表面由硅烷偶联剂KH550处理。
7.根据权利要求1所述的高性能PET工程塑料，其特征在于，所述的抗水解剂为聚合碳化二亚胺抗水解剂；所述的抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物，其中抗氧剂1010与抗氧剂168的重量比为1:1:8～1:2.2。
8.一种权利要求1所述的高性能PET工程塑料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将充分干燥的聚对苯二甲酸乙二醇酯与成核剂、抗水解剂、抗氧剂按重量配比在高混机中混合均匀；
(2)经计量喂料器将上述混合物由主喂料口送入双螺杆挤出机，短切玻璃纤维经由计量喂料器由侧喂料口送入双螺杆挤出机，无碱连续玻璃纤维则由玻纤导入口送入双螺杆挤出机；
(3)双螺杆挤出样条经水冷、风干和切粒，得到高性能PET工程塑料粒料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，充分干燥时，在烘箱中设定温度为120～140℃，干燥6-8h。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，双螺杆挤出机的温度设定为180-280℃，转速为100-150r/min。
一种高性能PET工程塑料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于高分子工程塑料改性及成型加工技术领域，具体的说，涉及一种高性能PET工程塑料及其制备方法。
背景技术
[0002] 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是热塑性聚酯中最主要的品种之一。具有良好的力学性能、电绝缘性能、耐化学药品性等优点，且价格便宜，因此不仅在生活中普遍应用，在工业中也开始大量的使用。随着我国工程塑料的快速发展，PET塑料已成为继尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚之后的第五大工程塑料，今年来其需求量逐年增加。PET作为工程塑料可以用于电器电子、汽车、机械、家用器具、电器等行业。但PET作为工程塑料在使用中也存在着缺点，其在常用的加工温度下结晶速度过慢，导致模塑周期延长，制品易粘模、翘曲；另外，PET的韧性差，耐冲击性差，这些缺点限制了PET的使用。因此开发结晶速度快，成型周期短，具有较高冲击强度及热变形温度且不翘曲的PET工程塑料已成为拓展其应用领域的重要途径。
[0003] 中国台湾专利TW583265B研制了一种由均匀分散的硅酸盐粘土制得的高光泽PET纳米聚酯，但该层状硅酸盐需先由质子酸和插层剂的醇溶液进行有机化处理，制备工艺复杂，成本偏高；美国专利US4551485中使用硬脂酸钠做成核剂，使PET结晶速率大大提高，但成核剂高温下和PET分子链起化学反应而起化学成核作用，易引起PET分子链降解，特别是在加工过程中使得PET分子量下降，影响力学强度。现有技术中，中国专利CN10151948A公开了一种纤维增强PET复合材料及其制备方法，该方法在PET树脂中添加纤维，采用强化辐射加工工艺，提高了PET的强度和耐高温性能。该专利中的纤维增强PET复合材料的相界面为PET-纤维界面的脱粘作用吸收能量。虽然该方法制得的纤维增强PET复合材料具备很好的强度和耐高温性能，但是具有韧性不足的缺点。
发明内容
[0004] 本发明的目的是针对PET工程塑料加工成型过程中出现的结晶速率慢，热变形温度低，缺口冲击强度不高等缺点，提供一种可快速结晶且具有优异力学强度及高热变形温度的高性能PET工程塑料及其制备方法。本发明采用硅烷型浸润剂处理后的玻璃纤维作为PET的增强填料，可使所制备的产品具有特别好的颜色，同时硅烷浸润剂处理后的玻璃纤维与PET的相容性得到很好的改善，极大地提高了复合材料的力学强度和热变形温度。Surlyn树脂和滑石粉的添加，加速了成型过程中PET的结晶速率，缩短了成型周期。滑石粉经KH550表面处理后与PET的相互作用增强，在促进结晶的同时可提供物理交联点，使得所制备的PET复合材料的强度、模量及热变形温度进一步提高。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006] 一种高性能PET工程塑料，其由以下重量份数的组分组成：
[0007]
[0009] 本发明中，高性能PET工程塑料由以下重量份数的组分组成：
[0010]
[0011] 本发明中，聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性黏度在0.75～0.80dL/g之间；聚醚嵌段占聚醚酯总质量的1～10wt％。
[0012] 本发明中，聚醚嵌段为数均分子量在400～4000范围的聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇中的至少一种；聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯。优选的，聚醚嵌段为聚乙二醇；聚醚嵌段的数均分子量范围为800～2000。
[0015] 本发明还提供一种上述高性能PET工程塑料的制备方法，具体步骤如下：
[0016] (1)将充分干燥的聚对苯二甲酸乙二醇酯与成核剂、抗水解剂、抗氧剂按重量配比在高混机中混合均匀；
[0019] 本发明中，步骤(1)中，充分干燥时，在烘箱中设定温度为120～140℃，干燥6-8h。
[0020] 本发明中，步骤(2)中，双螺杆挤出机的温度设定为180-280℃，转速为100-150r/min。
[0021] 和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0022] (1)经硅烷浸润剂处理后的玻璃纤维不仅能改善与PET的相容性，提高PET的强度、模量及热变形温度，还可使制品具有特别好的颜色。
[0023] (2)KH550表面处理后的滑石粉和surlyn树脂复合成核剂不仅能提高PET的结晶速率，缩短成型周期，同时滑石粉能起到物理交联的作用，进一步提高PET的强度、模量及热变形温度。
具体实施方式
[0024] 以下将会结合实施例对本发明内容作出进一步详细的说明，但不限于这些实例，该领域的工程师根据上述发明内容对本发明进行的改进和调整都属于本发明的保护范畴。
[0025] 实施例中，特性粘度测试方法参照GB/T14190-2008纤维级聚酯切片(PET)试验方法。
[0026] 实施例1
[0027] (1)所述的PET树脂为聚醚改性聚酯(即聚醚酯)，命名为PET-1，特性粘度为0.78dL/g(常规现有方法制备)；所述聚醚酯由聚醚嵌段和聚酯嵌段构成，所述聚醚嵌段占聚醚酯总质量的2wt％；所述聚醚嵌段为数均分子量1000的聚乙二醇，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯；
[0028] (2)按照配比称量PET-1、滑石粉(直径1.60μm)、Surlyn树脂、抗氧剂(1010/168)及玻璃纤维，将PET-1于130℃干燥6-8h，其余原料于80℃干燥6-8h；surlyn树脂熔融指数为0.9g/10min；
[0029] (3)将PET-1、滑石粉、Surlyn树脂和抗氧剂(1010/168)按照配比在高混机中以800r/min的转速高速混合5-10min；
[0030] (4)将步骤(2)的共混物料经计量喂料器由主喂料口送入双螺杆挤出机，再经由计量喂料器将玻璃纤维由侧喂料口送入双螺杆挤出机，各段温度为180℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，螺杆转速为120rpm；
[0031] (5)双螺杆挤出样条经水冷、风干和切粒，得到高性能聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料粒料。
[0032] 本实施例制备的高性能PET工程塑料的原料配方如下：
[0033]
[0034]
[0035] 实施例2
[0036] (1)所述的PET树脂为聚醚改性聚酯(即聚醚酯)，命名为PET-2，特性粘度为0.79dL/g；所述聚醚酯由聚醚嵌段和聚酯嵌段构成，所述聚醚嵌段占聚醚酯总质量的
4wt％；所述聚醚嵌段为数均分子量1000的聚乙二醇，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯；
4wt％；所述聚醚嵌段为数均分子量1000的聚乙二醇，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯；
[0037] (2)按照配比称量PET-2、滑石粉(直径1.60μm)、Surlyn树脂、抗氧剂(1010/168)及玻璃纤维，将PET-2于130℃干燥6-8h，其余原料于80℃干燥6-8h；
[0038] (3)将PET-2、滑石粉、Surlyn树脂和抗氧剂(1010/168)按照配比在高混机中以800r/min的转速高速混合5-10min；
[0039] (4)将步骤(2)的共混物料经计量喂料器由主喂料口送入双螺杆挤出机，再经由计量喂料器将玻璃纤维由侧喂料口送入双螺杆挤出机，各段温度为180℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，螺杆转速为120rpm；
[0040] (5)双螺杆挤出样条经水冷、风干和切粒，得到高性能聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料粒料。
[0041] 本实施例制备的高性能PET工程塑料的原料配方如下：
[0042]
[0043] 实施例3
[0044] (1)所述的PET树脂为聚醚改性聚酯(即聚醚酯)，命名为PET-3，特性粘度为0.80dL/g；所述聚醚酯由聚醚嵌段和聚酯嵌段构成，所述聚醚嵌段占聚醚酯总质量的
8wt％；所述聚醚嵌段为数均分子量1000的聚乙二醇，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯；
8wt％；所述聚醚嵌段为数均分子量1000的聚乙二醇，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯；
[0045] (2)按照配比称量PET-3、滑石粉、Surlyn树脂、抗氧剂(1010/168)及玻璃纤维，将PET-3于130℃干燥6-8h，其余原料于80℃干燥6-8h；
[0046] (3)将PET-3、滑石粉、Surlyn树脂和抗氧剂(1010/168)按照配比在高混机中以800r/min的转速高速混合5-10min；
[0047] (4)将步骤(2)的共混物料经计量喂料器由主喂料口送入双螺杆挤出机，再经由计量喂料器将玻璃纤维由侧喂料口送入双螺杆挤出机，各段温度为180℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，螺杆转速为120rpm；
[0048] (5)双螺杆挤出样条经水冷、风干和切粒，得到高性能聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料粒料。
[0049] 本实施例制备的高性能PET工程塑料的原料配方如下：
[0050]
[0051] 实施例4
[0052] (1)所述的PET树脂为聚醚改性聚酯(即聚醚酯)，命名为PET-4，特性粘度为0.79dL/g；所述聚醚酯由聚醚嵌段和聚酯嵌段构成，所述聚醚嵌段占聚醚酯总质量的
4wt％；所述聚醚嵌段为数均分子量2000的聚乙二醇，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯；
4wt％；所述聚醚嵌段为数均分子量2000的聚乙二醇，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯；
[0053] (2)按照配比称量PET-4、滑石粉、Surlyn树脂、抗氧剂(1010/168)及玻璃纤维，将PET-4于130℃干燥6-8h，其余原料于80℃干燥6-8h；
[0054] (3)将PET-4、滑石粉、Surlyn树脂和抗氧剂(1010/168)按照配比在高混机中以800r/min的转速高速混合5-10min；
[0055] (4)将步骤(2)的共混物料经计量喂料器由主喂料口送入双螺杆挤出机，再经由计量喂料器将玻璃纤维由侧喂料口送入双螺杆挤出机，各段温度为180℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，螺杆转速为120rpm；
[0056] (5)双螺杆挤出样条经水冷、风干和切粒，得到高性能聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料粒料。
[0057] 本实施例制备的高性能PET工程塑料的原料配方如下：
[0058]
[0059]
[0060] 实施例5
[0061] (1)所述的PET树脂为聚醚改性聚酯(即聚醚酯)，命名为PET-1，特性粘度为0.78dL/g；所述聚醚酯由聚醚嵌段和聚酯嵌段构成，所述聚醚嵌段占聚醚酯总质量的
2wt％；所述聚醚嵌段为数均分子量1000的聚乙二醇，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯；
2wt％；所述聚醚嵌段为数均分子量1000的聚乙二醇，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯；
[0062] (2)按照配比称量PET-1、滑石粉、Surlyn树脂、抗氧剂(1010/168)及玻璃纤维，将PET-1于130℃干燥6-8h，其余原料于80℃干燥6-8h；
[0063] (3)将PET-1、滑石粉、Surlyn树脂和抗氧剂(1010/168)按照配比在高混机中以800r/min的转速高速混合5-10min；
[0064] (4)将步骤(2)的共混物料经计量喂料器由主喂料口送入双螺杆挤出机，再经由计量喂料器将玻璃纤维由侧喂料口送入双螺杆挤出机，各段温度为180℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，螺杆转速为120rpm；
[0065] (5)双螺杆挤出样条经水冷、风干和切粒，得到高性能聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料粒料。
[0066] 本实施例制备的高性能PET工程塑料的原料配方如下：
[0067]
[0068] 实施例6
[0069] (1)所述的PET树脂为聚醚改性聚酯(即聚醚酯)，命名为PET-1，特性粘度为0.78dL/g；所述聚醚酯由聚醚嵌段和聚酯嵌段构成，所述聚醚嵌段占聚醚酯总质量的
2wt％；所述聚醚嵌段为数均分子量1000的聚乙二醇，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯；
2wt％；所述聚醚嵌段为数均分子量1000的聚乙二醇，所述聚酯嵌段为聚对苯二甲酸乙二醇酯；
[0070] (2)按照配比称量PET-1、滑石粉、Surlyn树脂、抗氧剂(1010/168)及玻璃纤维，将PET-1于130℃干燥6-8h，其余原料于80℃干燥6-8h；
[0071] (3)将PET-1、滑石粉、Surlyn树脂和抗氧剂(1010/168)按照配比在高混机中以800r/min的转速高速混合5-10min；
[0072] (4)将步骤(2)的共混物料经计量喂料器由主喂料口送入双螺杆挤出机，再经由计量喂料器将玻璃纤维由侧喂料口送入双螺杆挤出机，各段温度为180℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，螺杆转速为120rpm；
[0073] (5)双螺杆挤出样条经水冷、风干和切粒，得到高性能聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料粒料。
[0074] 本实施例制备的高性能PET工程塑料的原料配方如下：
[0075]
[0076] 对比例1
[0077] (1)所述的PET树脂为普通高粘PET，特性粘度为1.1dL/g；
[0078] (2)按照配比称量高粘PET、滑石粉、Surlyn树脂、抗氧剂(1010/168)及玻璃纤维，将高粘PET于140℃干燥6-8h，其余原料于80℃干燥6-8h；
[0079] (3)将高粘PET、滑石粉、Surlyn树脂和抗氧剂(1010/168)按照配比在高混机中以800r/min的转速高速混合5-10min；
[0080] (4)将步骤(2)的共混物料经计量喂料器由主喂料口送入双螺杆挤出机，再经由计量喂料器将玻璃纤维由侧喂料口送入双螺杆挤出机，各段温度为180℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，螺杆转速为120rpm；
[0081] (5)双螺杆挤出样条经水冷、风干和切粒，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料粒料。
[0082] 本对比例制备的PET工程塑料的原料配方如下：
[0083]
[0084]
[0085] 对比例2
[0086] (1)所述的PET树脂为常规PET，特性粘度为0.67dL/g；
[0087] (2)按照配比称量常规PET、滑石粉、Surlyn树脂、抗氧剂(1010/168)及玻璃纤维，将高粘PET于140℃干燥6-8h，其余原料于80℃干燥6-8h；
[0088] (3)将常规PET、滑石粉、Surlyn树脂和抗氧剂(1010/168)按照配比在高混机中以800r/min的转速高速混合5-10min；
[0089] (4)将步骤(2)的共混物料经计量喂料器由主喂料口送入双螺杆挤出机，再经由计量喂料器将玻璃纤维由侧喂料口送入双螺杆挤出机，各段温度为180℃，250℃，250℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，260℃，螺杆转速为120rpm；
[0090] (5)双螺杆挤出样条经水冷、风干和切粒，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料粒料。
[0091] 本对比例制备的PET工程塑料的原料配方如下：
[0092]
[0093] 实施例1-6及对比例1-2的性能测试结果见表1：
[0094] Izod缺口冲击强度按GB/T 1843-2008标准测定，拉伸强度按GB/T 1040-2006标准测定，弯曲弹性模量按GB/T 9341-2008标准测定，热变形温度按GB 1634-2004标准测定(负荷：1.82Mpa)。
[0095] 表1
[0096]
[0097]
[0098] 从表1中可以看出，采用聚醚改性PET比采用常规PET、甚至高粘PET所制的PET工程塑料的力学性能都好、耐热性能也更好。
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