本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)浮纖的玻纖增強(qiáng)PET組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（簡(jiǎn)稱PET）是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的聚酯材料，但初期幾乎都用于合成纖維；80年代以后，在成核劑和結(jié)晶促進(jìn)劑相繼研發(fā)成功后，PET才逐漸開(kāi)始作為工程塑料使用，并與聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)一起作為熱塑性聚酯，成為五大工程塑料之一。PET在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)120℃；其電絕緣性優(yōu)良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好；PET還具有優(yōu)良的抗蠕變性、耐疲勞性、耐摩擦性和尺寸穩(wěn)定性；所以被廣泛用做纖維、薄膜、工程塑料、聚酯瓶等。但PET結(jié)晶速率慢，成型加工困難，模塑溫度高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，沖擊性能差。一般通過(guò)增強(qiáng)、填充、共混等方法改進(jìn)其加工性和物性，其中以玻璃纖維增強(qiáng)效果明顯，提高樹(shù)脂剛性、耐熱性、耐藥品性、電氣性能和耐候性。玻纖增強(qiáng)PET產(chǎn)品雖然大幅度提高了產(chǎn)品的各項(xiàng)強(qiáng)度，但注塑制件的表面有浮纖，不僅影響美觀，而且影響作為耐壓制件的性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)浮纖的玻纖增強(qiáng)PET組合物及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種無(wú)浮纖的玻纖增強(qiáng)PET組合物，其由以下組分按重量份制備而成：PET30-60份，PBT0-10份，玻璃纖維25-45份，云母5-15份，增韌劑0-5份，成核劑5-10份，硅酮粉5-10份。進(jìn)一步方案，所述PET的特性粘度范圍為0.6-1.0dl/g。所述玻璃纖維為短切玻璃纖維，其長(zhǎng)度為2-5mm、直徑為7-13微米。所述云母的水分含量≤0.1%、吸油量≤25g/100g、長(zhǎng)徑比為70。所述增韌劑選自馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或幾種。所述成核劑為苯甲酸鈉。本發(fā)明的另一個(gè)發(fā)明目的是提供上述無(wú)浮纖的玻纖增強(qiáng)PET組合物的制備方法，其步驟如下：（1）將PET和PBT分別進(jìn)行干燥；（2）按配比，將干燥后的PET、PBT、玻璃纖維、云母、增韌劑、成核劑和硅酮粉，加入高速混合機(jī)中攪拌3-5min；（3）將混合均勻的物料從雙螺桿擠出機(jī)的加料口加入，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出、造粒，制備得無(wú)浮纖的玻纖增強(qiáng)PET組合物。所述步驟（1）中PET是在溫度為110-140℃條件下干燥4-5h；PBT是在溫度為110-120℃條件下干燥4-5h；所述步驟（3）中雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度220-250℃、二區(qū)溫度225-265℃、三區(qū)溫度235-275℃、四區(qū)溫度245-285℃、五區(qū)溫度240-280℃、六區(qū)溫度245-285℃，機(jī)頭溫度245-285℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是15-35HZ。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：1、本發(fā)明加入云母和硅酮粉增強(qiáng)了PET與玻璃纖維之間的相容性，并在玻璃纖維、PET樹(shù)脂之間形成了類(lèi)似錨固結(jié)點(diǎn)，即交聯(lián)點(diǎn)，改善了玻纖與樹(shù)脂的粘結(jié)狀態(tài)，減少玻纖與樹(shù)脂的分離。同時(shí)，云母和硅酮粉的之間相互配合，提高了玻璃纖維的分散性，增加PET與玻璃纖維界面粘接強(qiáng)度，減少玻纖與樹(shù)脂的分離，從而大大地減少玻纖的外露。2、由于玻纖的表面與基體樹(shù)脂之間的力學(xué)作用層厚度增加，使處于玻纖表面附近的基體更易于發(fā)生剪切屈服，增加對(duì)沖擊能的吸收和耗散效果，促使玻纖對(duì)基體樹(shù)脂之間的增韌效果。從而使玻纖在樹(shù)脂中得到很好地包覆，在加工過(guò)程中玻纖與樹(shù)脂同步流動(dòng)，不易扯開(kāi)，大大地減少玻纖的外露。3、云母和硅酮粉減少了玻纖外露，從而相應(yīng)地減少了玻纖與螺桿的磨擦，使螺桿的扭矩也隨之降低，易于加工。4、本發(fā)明制備的改性玻纖增強(qiáng)PET組合物具有優(yōu)異的力學(xué)性能。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。機(jī)械性能測(cè)試方法：本發(fā)明的PET組合物采用GB標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行注塑成測(cè)試試樣，即使用塑料注塑機(jī)在230-270℃下注塑成型。試樣成型后在溫度為(23±2)℃、濕度為(50±5)%的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中放置16h后測(cè)試，測(cè)試環(huán)境為(23±2)℃、濕度為(50±5)%。樣條尺寸（長(zhǎng)度×寬度×厚度）分別為：拉伸樣條（啞鈴型），170.0×10.0×4.0；彎曲樣條，80.0×10.0×4.0；無(wú)缺口沖擊樣條，80.0×10.0×4.0；缺口沖擊樣條，80.0×10.0×4.0，V型缺口，缺口深度為1/5。拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率：按GB1040測(cè)試，拉伸速度為5mm/min。彎曲強(qiáng)度和彎曲模量：按GB9341測(cè)試，彎曲速度為1.25mm/min。簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度：按GB1043測(cè)試。實(shí)施例1（1）將PET在溫度110℃，干燥4h；（2）稱取干燥的60份的PET、25份的玻璃纖維、5份的云母、5份的苯甲酸鈉、5份的硅酮粉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌3min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口；（5）物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度230℃，二區(qū)溫度245℃，三區(qū)溫度255℃，四區(qū)溫度265℃，五區(qū)溫度260℃，六區(qū)溫度265℃，機(jī)頭溫度265℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是15HZ。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。實(shí)施例2（1）將PET在溫度140℃，干燥5h；PBT在溫度120℃，干燥5h；（2）稱取干燥的40份的PET、10份的PBT、30份的玻璃纖維、5份的云母、5份的增韌劑（馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物）、5份的苯甲酸鈉、5份的硅酮粉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌5min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口；（5）物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度220℃，二區(qū)溫度225℃，三區(qū)溫度235℃，四區(qū)溫度245℃，五區(qū)溫度240℃，六區(qū)溫度245℃，機(jī)頭溫度245℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是35HZ。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。實(shí)施例3（1）將PET在溫度120℃，干燥5h；PBT在溫度120℃，干燥5h；（2）稱取干燥的40份的PET、5份的PBT、35份的玻璃纖維、10份的云母、3份的增韌劑（乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯）、5份的苯甲酸鈉、5份的硅酮粉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌5min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口；（5）物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度240℃，二區(qū)溫度255℃，三區(qū)溫度265℃，四區(qū)溫度275℃，五區(qū)溫度270℃，六區(qū)溫度275℃，機(jī)頭溫度275℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是25HZ。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。實(shí)施例4（1）將PET在溫度140℃，干燥5h；PBT在溫度120℃，干燥5h；（2）稱取干燥的30份的PET、5份的PBT、45份的玻璃纖維、15份的云母、10份的苯甲酸鈉、10份的硅酮粉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌5min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口；（5）物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度250℃，二區(qū)溫度265℃，三區(qū)溫度275℃，四區(qū)溫度285℃，五區(qū)溫度280℃，六區(qū)溫度285℃，機(jī)頭溫度285℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是35HZ。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。對(duì)比例1（1）將PET在溫度140℃，干燥5h；PBT在溫度120℃，干燥5h；（2）稱取干燥的50份的PET、5份的PBT、35份的玻璃纖維、5份的增韌劑（馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物）、5份的苯甲酸鈉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌5min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口；（5）物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度220℃，二區(qū)溫度225℃，三區(qū)溫度235℃，四區(qū)溫度245℃，五區(qū)溫度240℃，六區(qū)溫度245℃，機(jī)頭溫度245℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是35HZ。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。對(duì)比例2（1）將PET在溫度140℃，干燥5h；PBT在溫度120℃，干燥5h；（2）稱取干燥的40份的PET、5份的PBT、35份的玻璃纖維、10份的硫酸鈣云母、5份的增韌劑（馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物）、5份的苯甲酸鈉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌5min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口；（5）物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度220℃，二區(qū)溫度225℃，三區(qū)溫度235℃，四區(qū)溫度245℃，五區(qū)溫度240℃，六區(qū)溫度245℃，機(jī)頭溫度245℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是35HZ。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。對(duì)比例3（1）將PET在溫度140℃，干燥5h；PBT在溫度120℃，干燥5h；（2）稱取干燥的40份的PET、5份的PBT、35份的玻璃纖維、5份的增韌劑（馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物）、5份的苯甲酸鈉、8份的硅酮粉；（3）將上述步驟（2）中稱好的物料在高速混合機(jī)中攪拌5min；（4）然后將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機(jī)的加料口；（5）物料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒；所述的雙螺桿擠出機(jī)的加工工藝為：雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度220℃，二區(qū)溫度225℃，三區(qū)溫度235℃，四區(qū)溫度245℃，五區(qū)溫度240℃，六區(qū)溫度245℃，機(jī)頭溫度245℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速是35HZ。性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。表1性能測(cè)試方法單位實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3彎曲強(qiáng)度GB9341MPa162183190210140146146彎曲模量GB9341MPa6535750185119632510057005230拉伸強(qiáng)度GB1040MPa121117125153959492斷裂伸長(zhǎng)率GB1040%181821222.83.23.3簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度GB1043KJ/㎡272725229.499.2制件表面光亮，無(wú)浮纖光亮，無(wú)浮纖光亮，無(wú)浮纖光亮，無(wú)浮纖有浮纖有浮纖有浮纖本發(fā)明由于云母和硅酮粉增強(qiáng)了PET與玻璃纖維之間的相容性，并在玻璃纖維、PET樹(shù)脂之間形成了類(lèi)似錨固結(jié)點(diǎn)，即交聯(lián)點(diǎn)，改善了玻纖與樹(shù)脂的粘結(jié)狀態(tài)，減少玻纖與樹(shù)脂的分離。同時(shí)，云母和硅酮粉的之間相互配合，提高了玻璃纖維的分散性，增加PET與玻璃纖維界面粘接強(qiáng)度，減少玻纖與樹(shù)脂的分離，從而大大地減少玻纖的外露。而對(duì)比例制備的材料均有浮纖。從上表1中實(shí)施例與對(duì)比例的比較可以看出，制得的改性玻纖增強(qiáng)PET組合物的彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度均明顯高于對(duì)比例制備的材料，并且制件的表面光亮，無(wú)浮纖。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3