基于核殼微粒增韌的ptt復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)作為一種綜合性能優(yōu)異的新型聚酯高分子材料，目前已廣泛應(yīng)用于纖維、薄膜、工程塑料等領(lǐng)域，但未改性的PTT存在缺口沖擊強(qiáng)度低、缺口敏感性大、阻燃性差的缺陷，這極大地限制了 PTT在各個領(lǐng)域中更廣泛的應(yīng)用。具有“核-殼”結(jié)構(gòu)的無機(jī)粒子/彈性體填充PTT將具有很好的協(xié)同增韌增強(qiáng)效果，一方面由于彈性體的加入提高了 PTT的韌性，當(dāng)加入無機(jī)粒子時，其增韌效果尤為明顯，從而顯示出協(xié)同增韌作用；一方面，彈性體與無機(jī)粒子形成“軟核-硬殼”結(jié)構(gòu)，使在無機(jī)粒子和PTT基體之間出現(xiàn)柔性界面層，增強(qiáng)了 PTT基體與填料的界面粘結(jié)，利于應(yīng)力從基體到無機(jī)填料的傳遞，此外還可提高填料的分散性，降低其聚集趨勢，提高復(fù)合體系的綜合力學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃效果好、力學(xué)性能優(yōu)異的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PTT 60%?85%、無機(jī)粒子5%?15%、TPU 5%?10%、不飽和有機(jī)酸0.01%?1%、引發(fā)劑0.01%?0.05%、阻燃劑5%?10%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤滑劑 0.1% ?1%。
[0005]所述PTT為特性黏度0.7?1.2dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯。
[0006]所述無機(jī)粒子為粒徑在10?80nm的碳酸鈣或粒徑在20?40nm的二氧化硅。
[0007]所述TPU為熱塑性聚氨酯彈性體。
[0008]所述不飽和有機(jī)酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、α -羥乙基丙烯酸、2- 丁烯酸、順丁烯二酸中的一種。
[0009]所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二甲酸二乙酯中的一種。
[0010]所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一種。
[0011]所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1010或抗氧劑1076與抗氧劑168的復(fù)配物中的一種。
[0012]所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。
[0013]上述的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)、將PTT置于強(qiáng)制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥6?8小時，將無機(jī)粒子于60V?100°C溫度下干燥I?2小時，待用；
(2)、按重量配比稱取干燥的無機(jī)粒子加入料筒溫度在60°C?80°C的高速混合機(jī)中，攪拌3?15分鐘，然后采用噴霧工藝加入按重量配比稱取的不飽和有機(jī)酸和引發(fā)劑，攪拌10?45分鐘，再加入按重量配比稱取的TPU，攪拌10?15分鐘，使形成“無機(jī)粒子-TPU”的核殼微粒，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比稱取的阻燃劑、抗氧劑和潤滑劑，使一起攪拌3?15分鐘，待充分混合均勻后出料；
(3)、將步驟(2)的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200°C?280°C下經(jīng)熔融共混后擠出、冷卻造粒，然后干燥，即得本發(fā)明的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明采用無機(jī)粒子與TPU發(fā)生接枝反應(yīng)和形成以無機(jī)粒子為核、POE為殼的核殼微粒對PTT進(jìn)行共混增韌改性，使所得復(fù)合材料具有優(yōu)異的抗沖擊性和耐熱穩(wěn)定性，而且阻燃性能好，強(qiáng)度高，加工性能優(yōu)良，適應(yīng)性廣，成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0016]實(shí)施例1:
一種基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PTT 64%、無機(jī)粒子15%、TPU 10%、丙烯酸0.55%、偶氮二異丁腈0.05%、十溴二苯乙烷10%、抗氧劑1010
0.1%、季戊四醇硬脂酸酯0.3%，所述PTT為特性黏度0.7?1.2dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯，所述無機(jī)粒子為粒徑在10?80nm的碳酸鈣，所述TPU為熱塑性聚氨酯彈性體。
[0017]制備方法:(1)、將PTT置于強(qiáng)制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥6?8小時，將無機(jī)粒子于60°C?100°C溫度下干燥I?2小時，待用；(2)、按重量配比稱取干燥的無機(jī)粒子加入料筒溫度在60°C?80°C的高速混合機(jī)中，攪拌3?15分鐘，然后采用噴霧工藝加入按重量配比稱取的丙烯酸和偶氮二異丁腈，攪拌10?45分鐘，再加入按重量配比稱取的TPU，攪拌10?15分鐘，使形成“無機(jī)粒子-TPU”的核殼微粒，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比稱取的十溴二苯乙烷、抗氧劑1010、季戊四醇硬脂酸酯，使一起攪拌3?15分鐘，待充分混合均勻后出料；(3)、將步驟(2)的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200°C?280°C下經(jīng)熔融共混后擠出、冷卻造粒，然后干燥，即得本發(fā)明的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料。
[0018]實(shí)施例2:
一種基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PTT 76%、無機(jī)粒子10%、TPU 7.5%、甲基丙烯酸0.18%、偶氮二異庚腈0.02%、聚苯基膦酸二苯砜酯6%、抗氧劑1076與抗氧劑168的復(fù)配物0.1%、季戊四醇硬脂酸酯0.2%，所述PTT為特性黏度0.7?
1.2dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯，所述無機(jī)粒子為粒徑在20?40nm的二氧化硅，所述TPU為熱塑性聚氨酯彈性體。
[0019]制備方法:(1)、將PTT置于強(qiáng)制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥6?8小時，將無機(jī)粒子于60°C?100°C溫度下干燥I?2小時，待用；(2)、按重量配比稱取干燥的無機(jī)粒子加入料筒溫度在60V?80°C的高速混合機(jī)中，攪拌3?15分鐘，然后采用噴霧工藝加入按重量配比稱取的甲基丙烯酸和偶氮二異庚腈，攪拌10?45分鐘，再加入按重量配比稱取的TPU，攪拌10?15分鐘，使形成“無機(jī)粒子-TPU”的核殼微粒，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比稱取的聚苯基膦酸二苯砜酯、抗氧劑1076與抗氧劑168的復(fù)配物、季戊四醇硬脂酸酯，使一起攪拌3?15分鐘，待充分混合均勻后出料；(3)、將步驟(2)的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200°C?280°C下經(jīng)熔融共混后擠出、冷卻造粒，然后干燥，即得本發(fā)明的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PTT 60%?85%、無機(jī)粒子5%?15%、TPU 5%?10%、不飽和有機(jī)酸0.01%?1%、引發(fā)劑0.01%?0.05%、阻燃劑5%?10%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤滑劑0.1%?1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料，其特征在于，所述無機(jī)粒子為粒徑在10?80nm的碳酸鈣或粒徑在20?40nm的二氧化硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料，其特征在于，所述不飽和有機(jī)酸為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐、α -羥乙基丙烯酸、2- 丁烯酸、順丁烯二酸中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料，其特征在于，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二甲酸二乙酯中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料，其特征在于，所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料的制備方法,其特征在于，包括以下步驟: (1)、將PTT置于強(qiáng)制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥6?8小時，將無機(jī)粒子于60V?100°C溫度下干燥I?2小時，待用； (2)、按重量配比稱取干燥的無機(jī)粒子加入料筒溫度在60°C?80°C的高速混合機(jī)中，攪拌3?15分鐘，然后采用噴霧工藝加入按重量配比稱取的不飽和有機(jī)酸和引發(fā)劑，攪拌10?45分鐘，再加入按重量配比稱取的TPU，攪拌10?15分鐘，使形成“無機(jī)粒子-TPU”的核殼微粒，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比稱取的阻燃劑、抗氧劑和潤滑劑，使一起攪拌3?15分鐘，待充分混合均勻后出料； (3)、將步驟(2)的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在200°C?280°C下經(jīng)熔融共混后擠出、冷卻造粒，然后干燥，即得本發(fā)明的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的基于核殼微粒增韌的PTT復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：PTT60%～85%、無機(jī)粒子5%～15%、TPU5%～10%、不飽和有機(jī)酸0.01%～1%、引發(fā)劑0.01%～0.05%、阻燃劑5%～10%、抗氧劑0.1%～0.5%、潤滑劑0.1%～1%。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明采用無機(jī)粒子與TPU發(fā)生接枝反應(yīng)和形成以無機(jī)粒子為核、POE為殼的核殼微粒對PTT進(jìn)行共混增韌改性，使所得復(fù)合材料具有優(yōu)異的抗沖擊性和耐熱穩(wěn)定性，而且阻燃性能好，強(qiáng)度高，加工性能優(yōu)良，適應(yīng)性廣，成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C08L67-02, C08K5-03, C08F2-44, C08K3-36, C08K3-22, C08L51-08, C08F283-00, C08K5-103
【公開號】CN104861498
【申請?zhí)枴緾N201410533856
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】青島欣展塑膠有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年10月12日