專利名稱：一種耐水解pet復合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐水解PET復合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有價格低廉，具有優(yōu)良的耐磨性、耐熱性、耐化學藥品性、電絕緣性和力學強度高等特性，因此，20世紀60年代便開始了作為工程塑料的應用開發(fā)。目前PET工程塑料已應用于汽車、電機、電子、家用電器及機械等行業(yè)。由于PET樹脂含有酯基，而酯基在較高的溫度下、有水分存在時對水解非常敏感， 特別在160°C以上水解反應變得非常明顯，導致PET材料物理機械性能迅速下降，這一缺點限制了 PET在濕熱環(huán)境下的應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種耐水解PET復合材料及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中 PET樹脂水解的問題。一種耐水解PET復合材料，其包括按照重量百分比的如下組分PET樹脂40 ‘ 65% ；
玻璃纖維30 --50% ；
耐水解劑0. 1 ；
擴鏈劑0. 3 1. 5%
熱穩(wěn)定劑0. 3 ；
成核劑1 2% ；助劑3 5%。以及，一種耐水解PET復合材料的制備方法，其包括如下步驟按照重量百分比選取原料，所述原料包括PET樹脂40 65%，玻璃纖維30 50%，耐水解劑0. 1 1%，擴鏈劑0.3 1.5%，熱穩(wěn)定劑0. 3 1%，成核劑1 2%，助齊[J 3 5% ；將PET樹脂、耐水解劑、擴鏈劑、熱穩(wěn)定劑、成核劑和助劑混合均勻，得混合原料；將上述混合原料置于雙螺桿擠出機中與玻璃纖維摻混，經(jīng)熔融擠出，造粒，獲得所述耐水解PET復合材料。本發(fā)明實施例提供的耐水解PET復合材料，通過采用玻璃纖維、耐水解劑和熱穩(wěn)定劑的合理復配，提高PET材料的耐熱、耐水解能力。進一步，該耐水解PET復合材料的制備方法采用混煉反應擠出造粒一次性完成的工藝，其制備方法工藝簡單，操作方便，效益高， 成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明實施例的耐水解PET復合材料的制備方法的制備方法流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例的一種耐水解PET復合材料，其包括按照重量百分比的如下組分PET 樹脂40 65%;玻璃纖維30 50%;耐水解劑0. 1 1 % ；擴鏈劑0.3 1.5%;熱穩(wěn)定劑0. 3 1 % ；成核劑1 2%;助劑3 5%。所述PET樹脂(聚對苯二甲酸乙二醇酯)的相對密度為1.35 1.38，熔點為 255°C 260°C，動力粘度為0. 6 0. 8P · S。所述玻璃纖維優(yōu)選為E-CR玻璃纖維，單絲直徑為5 13 μ m。E-CR玻璃纖維是一種改進的無硼無堿玻璃，其耐水性比無堿玻纖改善7 8倍，耐酸性比中堿玻纖優(yōu)越。如， 市售advantex 952A。所述耐水解劑優(yōu)選為聚碳化二亞胺，如，市售Mabaxol KE 7646。聚碳化二亞胺具空間受阻芳香族結(jié)構(gòu)，與端羧基反應生成不穩(wěn)定的中間體，而后重排為穩(wěn)定且中性的N-?；?，從而提高了 PET樹脂的耐水解性能。所述擴鏈劑優(yōu)選為均苯四酸二酐、聚苯并雙噁唑、雙環(huán)氧雙酚A-二縮水甘油醚和亞磷酸三苯酯中的任意一種。所述熱穩(wěn)定劑優(yōu)選為亞磷酸雙酚A酯或者四(2，4-二叔丁基苯基-4，4'-聯(lián)苯基)雙磷酸酯。所述成核劑優(yōu)選為異相成核劑，這是因為異相成核劑不會降低PET樹脂的分子量。例如，2000-3000目滑石粉，納米高嶺土和納米蒙脫土等異相成核劑。所述助劑包括增韌劑和潤滑劑。增韌劑優(yōu)選為乙烯類聚烯烴與丙烯酸酯類單體的接枝共聚物，如乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯辛烯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物等。潤滑劑優(yōu)選為乙撐雙硬脂酰胺及其衍生物。 乙撐雙硬酯酰胺分子兩端為非極性長鏈烷基，中間是極性雙酰胺基，這種對稱中位極性結(jié)構(gòu)，賦予其優(yōu)良的潤濕和滲透能力。對各類填充劑有顯著的潤濕和分散作用。在PET樹脂中具有很好的相容性，并呈現(xiàn)出優(yōu)良的內(nèi)部和外部潤滑效果。請參閱圖1，顯示本發(fā)明實施例的耐水解PET復合材料的制備方法，該方法包括如下步驟SOl 按照重量百分比選取原料，所述原料包括PET樹脂40 65 %，玻璃纖維30 50 %，耐水解劑0. 1 1 %，擴鏈劑0. 3 1. 5 %，熱穩(wěn)定劑0. 3 1 %，成核劑1 2 %，助齊[J 3 5% ；
S02 將PET樹脂、耐水解劑、擴鏈劑、熱穩(wěn)定劑、成核劑和助劑混合均勻，得混合原料；S03 將上述混合原料置于雙螺桿擠出機中與玻璃纖維摻混，經(jīng)熔融擠出，造粒，獲得所述耐水解PET復合材料。步驟SOl中，所有物料稱量準確，精確至0. 001千克，放入相應的物料袋中并且做好標示。步驟S02具體為，將PET樹脂、耐水解劑、擴鏈劑、熱穩(wěn)定劑、成核劑和助劑加入至
中速混合器中預混3 7分鐘，得混合原料。步驟S03中，將上述混合原料和玻璃纖維摻混，經(jīng)過熔融擠出，造粒。該混合物料和玻璃纖維在雙螺桿擠出機中各段的溫度分別優(yōu)選為一區(qū)溫度220 260°C，二區(qū)溫度為 220 260°C，三區(qū)溫度220 260°C，四區(qū)溫度220 260°C，混合原料和玻璃纖維在螺桿中輸送時間為1 3分鐘。本發(fā)明實施例提供的耐水解PET復合材料選用E-CR玻璃纖維，其耐水性能好，同時通過合理選擇耐水解劑和熱穩(wěn)定劑，獲得耐熱耐水解能力較強的PET復合材料。所用添加劑均為市售，生產(chǎn)成本低，而且所述耐水解PET復合材料生產(chǎn)工藝簡單，容易控制。得到的耐水解PET復合材料可部分替代濕熱環(huán)境下使用的尼龍制品。以下通過具體配方和制備方法的實施例來說明上述耐水解PET復合材料及其制備方法。實施例1 本實施例的耐水解PET復合材料的組分及其重量百分含量為PET 樹脂63.1%;玻璃纖維30% ；耐水解劑0.3%;擴鏈劑0.3%;熱穩(wěn)定劑0.3%;成核劑2% ；助劑4%。其中，所述PET樹脂為相對密度1. 35 1. 38，熔點為255°C 260°C，動力粘度為 0. 6 0. 8P · S的聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纖維為E-CR玻璃纖維；所述耐水解劑為聚碳化二亞胺；所述擴鏈劑為均苯四酸二酐；所述熱穩(wěn)定劑為亞磷酸雙酚A酯；所述成核劑為2500目的滑石粉，所述助劑為增韌劑POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯和潤滑劑乙撐雙
硬脂酰胺。將重量百分比PET樹脂63.1%，聚碳化二亞胺0. 3 %，均苯四酸二酐0.3%，亞磷酸雙酚A酯0. 3%, 2500目滑石粉2%和其它助劑4%，在中速攪拌機中混合5分鐘，經(jīng)過螺桿擠出機擠出，擠出過程中在螺桿中部加入30 %的E-CR玻璃纖維，造粒。其中，一區(qū)溫度 220 260°C，二區(qū)溫度為220 260°C，三區(qū)溫度220 260°C，四區(qū)溫度220 260°C，混合原料和玻璃纖維在螺桿中輸送時間為2分鐘。實施例2 本實施例的耐水解PET復合材料的組分及其重量百分含量為
PET 樹脂62. 4% ；玻璃纖維30% ；耐水解劑 0. 5% ；擴鏈劑 0. 6% ；熱穩(wěn)定劑 0. 5% ；成核劑2% ；助劑 4%。其中，所述PET樹脂為相對密度1. 35 1. 38，熔點為255°C 260°C，動力粘度為 0. 6 0. 8P · S的聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纖維為E-CR玻璃纖維；所述耐水解劑為聚碳化二亞胺；所述擴鏈劑為聚苯并雙噁唑；所述熱穩(wěn)定劑為亞磷酸雙酚A酯；所述成核劑為2500目的滑石粉，所述助劑為所述助劑為增韌劑POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯和潤滑劑乙撐雙硬脂酰胺。將重量百分比PET樹脂62. 4%，聚碳化二亞胺0. 5 %，聚苯并雙噁唑0. 6 %，亞磷酸雙酚A酯0. 5%, 2500目滑石粉2%和其它助劑4%，在中速攪拌機中混合5分鐘，經(jīng)過螺桿擠出機擠出，擠出過程中在螺桿中部加入30 %的E-CR玻璃纖維，造粒。其中，一區(qū)溫度 220 260°C，二區(qū)溫度為220 260°C，三區(qū)溫度220 260°C，四區(qū)溫度220 260°C，混合原料和玻璃纖維在螺桿中輸送時間為2分鐘。實施例3 本實施例的耐水解PET復合材料的組分及其重量百分含量為PET 樹脂61. 7% ；玻璃纖維30% ；耐水解劑0.8%;擴鏈劑1%;熱穩(wěn)定劑1%;成核劑1.5%;助劑4%。其中，所述PET樹脂為相對密度1. 35 1. 38，熔點為255°C 260°C，動力粘度為 0. 6 0. 8P · S的聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纖維為E-CR玻璃纖維；所述耐水解劑為聚碳化二亞胺；所述擴鏈劑為雙環(huán)氧雙酚A-二縮水甘油醚；所述熱穩(wěn)定劑為四(2，4-二叔丁基苯基-4，4'-聯(lián)苯基)雙磷酸酯；所述成核劑為納米高嶺土，所述助劑為所述助劑為增韌劑POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯和潤滑劑乙撐雙硬脂酰胺。將重量百分比PET樹脂61. 7 %，聚碳化二亞胺0. 8 %，雙環(huán)氧雙酚A- 二縮水甘油醚1%，四(2，4-二叔丁基苯基-4，4'-聯(lián)苯基)雙磷酸酯1%，納米高嶺土 1.5%和其它助劑4%，在中速攪拌機中混合5分鐘，經(jīng)過螺桿擠出機擠出，擠出過程中在螺桿中部加入 30%的E-CR玻璃纖維，造粒。其中，一區(qū)溫度220 260°C，二區(qū)溫度為220 260°C，三區(qū)溫度220 260°C，四區(qū)溫度220 260°C，混合原料和玻璃纖維在螺桿中輸送時間為2分鐘。實施例4 本實施例的耐水解PET復合材料的組分及其重量百分含量為
PET 樹脂61% ；玻璃纖維30% ；耐水解劑1%;擴鏈劑1.5%;熱穩(wěn)定劑1%;成核劑1.5%;助劑4%。其中，所述PET樹脂為相對密度1. 35 1. 38，熔點為255°C 260°C，動力粘度為 0. 6 0. 8P S的聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纖維為E-CR玻璃纖維；所述耐水解劑 為聚碳化二亞胺；所述擴鏈劑為亞磷酸三苯酯；所述熱穩(wěn)定劑為四(2，4-二叔丁基苯基-4， 4'-聯(lián)苯基)雙磷酸酯；所述成核劑為納米高嶺土，所述助劑為所述助劑為增韌劑POE接 枝甲基丙烯酸縮水甘油酯和潤滑劑乙撐雙硬脂酰胺。將重量百分比PET樹脂61%，聚碳化二亞胺1%，亞磷酸三苯酯1.5%，四(2，4_二 叔丁基苯基-4，4'-聯(lián)苯基)雙磷酸酯1%，納米高嶺土 1.5%和其它助劑4%，在中速攪 拌機中混合5分鐘，經(jīng)過螺桿擠出機擠出，擠出過程中在螺桿中部加入30%的E-CR玻璃纖 維，造粒。其中，一區(qū)溫度220 260°C，二區(qū)溫度為220 260°C，三區(qū)溫度220 260°C， 四區(qū)溫度220 260°C，混合原料和玻璃纖維在螺桿中輸送時間為2分鐘。實施例5 本實施例的耐水解PET復合材料的組分及其重量百分含量為PET 樹脂53. 3% ；玻璃纖維40% ；耐水解劑0.6%;擴鏈劑0.6%;熱穩(wěn)定劑0.5%;成核劑1%;助劑4%。其中，所述PET樹脂為相對密度1. 35 1. 38，熔點為255°C 260°C，動力粘度為 0. 6 0. 8P S的聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纖維為E-CR玻璃纖維；所述耐水解劑 為聚碳化二亞胺；所述擴鏈劑為均苯四酸二酐；所述熱穩(wěn)定劑為亞磷酸雙酚A酯；所述成核 劑為納米高嶺土，所述助劑為所述助劑為增韌劑POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯和潤滑劑 乙撐雙硬脂酰胺。將重量百分比PET樹脂53.3%，聚碳化二亞胺0. 6 %，均苯四酸二酐0.6%，亞磷酸 雙酚A酯0. 5%，納米高嶺土 1 %和其它助劑4%，在中速攪拌機中混合5分鐘，經(jīng)過螺桿擠 出機擠出，擠出過程中在螺桿中部加入40%的E-CR玻璃纖維，造粒。其中，一區(qū)溫度220 2600C，二區(qū)溫度為220 260°C，三區(qū)溫度220 260°C，四區(qū)溫度220 260°C，混合原料 和玻璃纖維在螺桿中輸送時間為2分鐘。實施例6 本實施例的耐水解PET復合材料的組分及其重量百分含量為PET 樹脂43. 6% ；
玻璃纖維50% ；耐水解劑 0. 6% 擴鏈劑0. 3%熱穩(wěn)定劑0. 5%成核劑 1% ；助劑4%。其中，所述PET樹脂為相對密度1. 35 1. 38，熔點為255°C 260°C，動力粘度為 0. 6 0. 8P · S的聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纖維為E-CR玻璃纖維；所述耐水解劑為聚碳化二亞胺；所述擴鏈劑為均苯四酸二酐；所述熱穩(wěn)定劑為亞磷酸雙酚A酯；所述成核劑為納米蒙脫土，所述助劑為所述助劑為增韌劑POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯和潤滑劑乙撐雙硬脂酰胺。將重量百分比PET樹脂43. 6 %，聚碳化二亞胺0.6%，聚苯并雙噁唑0.3%，亞磷酸雙酚A酯0. 5%，納米蒙脫土 1 %和其它助劑4%，在中速攪拌機中混合5分鐘，經(jīng)過螺桿擠出機擠出，擠出過程中在螺桿中部加入50%的E-CR玻璃纖維，造粒。其中，一區(qū)溫度220 2600C，二區(qū)溫度為220 260°C，三區(qū)溫度220 260°C，四區(qū)溫度220 260°C，混合原料和玻璃纖維在螺桿中輸送時間為2分鐘。對比例1:本實施例的耐水解PET復合材料的組分及其重量百分含量為PET 樹脂64%;玻璃纖維30%;成核劑2%;助齊[J4%。其中，所述PET樹脂為相對密度1. 35 1. 38，熔點為255°C 260°C，動力粘度為 0. 6 0. 8P-S的聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纖維優(yōu)選為E玻璃纖維；所述成核劑為 2500目滑石粉，所述助劑為所述助劑為增韌劑POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯和潤滑劑乙撐雙硬脂酰胺。將重量百分比PET樹脂64%，2500目滑石粉2%和其它助劑4%，在中速攪拌機中混合5分鐘，經(jīng)過螺桿擠出機擠出，擠出過程中在螺桿中部加入30%的E玻璃纖維，造粒。 其中，一區(qū)溫度220 260°C，二區(qū)溫度為220 260°C，三區(qū)溫度220 260°C，四區(qū)溫度 220 260°C，混合原料和玻璃纖維在螺桿中輸送時間為2分鐘。對比例2:本實施例的耐水解PET復合材料的組分及其重量百分含量為PET 樹脂55% ；玻璃纖維40% ；成核劑1%;助劑4%。其中，所述PET樹脂為相對密度1. 35 1. 38，熔點為255°C 260°C，動力粘度為 0. 6 0. 8P-S的聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纖維優(yōu)選為E玻璃纖維；所述成核劑為納米高嶺土，所述助劑為所述助劑為增韌劑POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯和潤滑劑乙撐雙硬脂酰胺。將重量百分比PET樹脂55%，納米高嶺土和其它助劑4%，在中速攪拌機中混合5分鐘，經(jīng)過螺桿擠出機擠出，擠出過程中在螺桿中部加入40%的E玻璃纖維，造粒。 其中，一區(qū)溫度220 260°C，二區(qū)溫度為220 260°C，三區(qū)溫度220 260°C，四區(qū)溫度 220 260°C，混合原料和玻璃纖維在螺桿中輸送時間為2分鐘。對比例3:本實施例的耐水解PET復合材料的組分及其重量百分含量為PET 樹脂45%;玻璃纖維50% ；成核劑1%;助劑4%。其中，所述PET樹脂為相對密度1. 35 1. 38，熔點為255°C 260°C，動力粘度為 0. 6 0. 8P-S的聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述玻璃纖維優(yōu)選為E玻璃纖維；所述成核劑為納米蒙脫土，所述助劑為所述助劑為增韌劑POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯和潤滑劑乙撐雙硬脂酰胺。將重量百分比PET樹脂45%，納米蒙脫土和其它助劑4%，在中速攪拌機中混合5分鐘，經(jīng)過螺桿擠出機擠出，擠出過程中在螺桿中部加入50%的E玻璃纖維，造粒。 其中，一區(qū)溫度220 260°C，二區(qū)溫度為220 260°C，三區(qū)溫度220 260°C，四區(qū)溫度 220 260°C，混合原料和玻璃纖維在螺桿中輸送時間為2分鐘。將按實施例1 6和對比例1 3制備的耐水解PET復合材料在120 130°C條件下干燥3 5小時，然后再將干燥好的粒子材料在注射機上進行注射成型制樣，進行性能測試。制備的樣條用PCT高壓加速老化試驗機進行耐水解測試，PCT測試條件為溫度 120°C，濕度100% R. H.，168小時后取出冷卻后測試其物理機械性能的保持率。實施例1 6以及對比例1 3的性能分別如表1和表2所示。表 權(quán)利要求
1. 一種耐水解PET復合材料，其特征在于，包括按照重量百分比的如下組分PET樹脂40 ‘ 65% ；玻璃纖維30 --50% ；耐水解劑0. 1 ；擴鏈劑0. 3 1. 5%熱穩(wěn)定劑0. 3 ；成核劑1 2% ；助劑3 5%。
2.如權(quán)利要求1所述的耐水解PET復合材料，其特征在于，所述PET樹脂的相對密度為 1. 35 1. 38，熔點為255°C 260°C，動力粘度為0. 6 0. 8P · S。
3.如權(quán)利要求1所述的耐水解PET復合材料，其特征在于，所述玻璃纖維為E-CR玻璃纖維。
4.如權(quán)利要求1所述的耐水解PET復合材料，其特征在于，所述耐水解劑為聚碳化二亞胺。
5.如權(quán)利要求1所述的耐水解PET復合材料，其特征在于，所述擴鏈劑為均苯四酸二酐、聚苯并雙噁唑、雙環(huán)氧雙酚A-二縮水甘油醚、亞磷酸三苯酯中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的耐水解PET復合材料，其特征在于，所述熱穩(wěn)定劑為亞磷酸雙酚 A酯和/或四(2，4_ 二叔丁基苯基_4，4'-聯(lián)苯基)雙磷酸酯。
7.如權(quán)利要求1所述的耐水解PET復合材料，其特征在于，所述成核劑為異相成核劑。
8.如權(quán)利要求1所述的耐水解PET復合材料，其特征在于，所述助劑包括增韌劑和潤滑劑，所述增韌劑為乙烯類聚烯烴與丙烯酸酯類單體的接枝共聚物，所述潤滑劑為乙撐雙硬酯酰胺及其衍生物。
9.一種耐水解PET復合材料的制備方法，其包括如下步驟按照重量百分比選取原料，所述原料包括PET樹脂40 65 %，玻璃纖維30 50 %， 耐水解劑0. 1 1 %，擴鏈劑0. 3 1. 5%，熱穩(wěn)定劑0. 3 1 %，成核劑1 2%，助劑3 5% ；將PET樹脂、耐水解劑、擴鏈劑、熱穩(wěn)定劑、成核劑和助劑混合均勻，得混合原料； 將上述混合原料置于雙螺桿擠出機中與玻璃纖維摻混，經(jīng)熔融擠出，造粒，獲得所述耐水解PET復合材料。
10.如權(quán)利要求9所述的耐水解PET復合材料的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機的溫度為220 260°C，混合原料和玻璃纖維在螺桿中輸送時間為1 3分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種耐水解PET復合材料，其包括按照重量百分比的如下組分PET樹脂40～65％；玻璃纖維30～50％；耐水解劑0.1～1％；擴鏈劑0.3～1.5％；熱穩(wěn)定劑0.3～1％；成核劑1～2％；助劑3～5％。本發(fā)明還提供該耐水解PET復合材料的制備方法，其按照上述重量百分比選取原料；并將PET樹脂、耐水解劑、擴鏈劑、熱穩(wěn)定劑、成核劑和助劑混合均勻，得混合原料；將上述混合原料置于雙螺桿擠出機中與玻璃纖維摻混，經(jīng)熔融擠出，造粒，獲得所述耐水解PET復合材料。該耐水解PET復合材料耐水解性能好，穩(wěn)定性高。
文檔編號C08K3/34GK102344654SQ20111016426
公開日2012年2月8日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者徐東, 徐永, 李超 申請人:深圳市科聚新材料有限公司