一種高強度玄武巖增強PET復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術提供一種高強度玄武巖增強PET復合材料，其包括按照重量百分比的如下組分：PET樹脂45～65%；玄武巖纖維30～50%；增韌劑1～3.5%；成核劑0.2～0.4%；偶聯劑0.2～0.5%；其它助劑1～3%。本發明專利技術還提供該高強度玄武巖增強PET復合材料的制備方法。該高強度玄武巖增強PET復合材料綜合性能優異，具有強度高、韌性好、耐高溫，結晶速度快等優點，可替代玻纖增強PA66用于高強度要求機械工業結構件方面，尺寸更穩定，同時性價比也非常高。進一步，該高強度玄武巖增強PET復合材料制備方法方便、材料易得、工藝簡單、效果顯著。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于高分子材料
，具體涉及一種高強度玄武巖增強PET復合材料及其制備方法。
技術介紹
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有價格低廉，具有優良的耐磨性、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。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，但PET的結晶速度較慢，注塑生產周期過長的缺點在一定程度上限制了其應用推廣。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于克服現有技術的缺陷，提供一種高強度玄武巖增強PET復合材料及其制備方法。本專利技術提供一種高強度玄武巖增強PET復合材料，其包括按照重量百分比的如下組分PET 樹脂45 65% ；玄武巖纖維30 50% ；增韌劑I 3. 5% ；成核劑O. 2 O. 4% ；偶聯劑O. 2 O. 5% ；其它助劑I 3%。以及，一種高強度玄武巖增強PET復合材料的制備方法，其包括如下步驟按上述高強度玄武巖增強PET復合材料的配方稱取各組分；將所述PET樹脂、增韌劑、成核劑、偶聯劑和其他助劑混合，得混合物料；將所述混合物料和玄武巖纖維進行擠出，造粒，獲得所述高強度玄武巖增強PET復合材料。本專利技術提供的高強度玄武巖增強PET復合材料，通過PET樹脂、玄武巖纖維、增韌齊U、成核劑、偶聯劑和其他助劑的合理復配，制得高強度玄武巖增強PET復合材料，具有強度高、韌性好、耐高溫，結晶速度快等優點，其與增強PA66具有相當強度及結晶速度，可替代玻纖增強PA66用于高強度要求機械工業結構件方面，尺寸更穩定，同時性價比也非常高。進一步，該高強度玄武巖增強PET復合材料制備方法方便、材料易得、工藝簡單、效果顯著。具體實施例方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術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專利技術，并不用于限定本專利技術。本專利技術實施例的一種高強度玄武巖增強PET復合材料，其包括按照重量百分比的如下組分PET 樹脂45 65%;玄武巖纖維30 50% ;增韌劑I 3. 5% ；成核劑O. 2 O. 4%;偶聯劑O. 2 O. 5% ；其它助劑I 3%。具體地，所述PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)的動力黏度為O. 60 O. 70Pa. S，熔點為 245 °C~ 260 0C ο所述的玄武巖纖維優選為連續玄武巖纖維，公制號數為300 lOOOtex，單絲直徑為8 18微米。然玄武巖和玻璃都是硅酸鹽，但熔融玻璃冷卻后形成非晶態固體，而玄武巖則具有晶體結構，其結構隨各地理區域熔巖流動的具體條件而異。玄武巖纖維的總生產成本略高于E玻璃纖維，但玄武巖纖維的產品在復合材料中的性能明顯超過E玻璃纖維。在短切原絲氈、無捻粗紗和單向布這些產品中，玄武巖纖維顯示了比E玻璃纖維更高的斷裂強度和楊氏模量。此外，玄武巖纖維天然抗紫外線和高能量的電磁輻射，在低溫下能夠保持性能，并具有更好的耐酸性。另據報告在工人安全性和空氣質量方面玄武巖纖維也很優秀。有關人士指出，由于玄武巖是火山活動的產物，其成纖過程比玻璃纖維更為環保。纖維加工過程中可能釋放的“溫室”氣體已在數百年前巖漿噴發過程中排放。再者，玄武巖百分之百惰性，與空氣和水均無毒性反應，而且不燃燒，防爆炸。 所述的增韌劑優選為聚烯烴與丙烯酸酯類單體的接枝共聚物，具體地，為乙烯-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。聚烯烴與丙烯酸酯類單體的接枝共聚物能夠大大提高了PET組合物的沖擊強度，尤其是缺口沖擊強度，降低材料的缺口敏感性。所述的偶聯劑優選為Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。所述Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷能夠改善玄武巖纖維與PET的界面作用力，提高玄武巖纖維與PET之間的相容性，使得玄武巖增強PET復合材料的力學性能能夠較大幅度的獲得提高。所述成核劑為重量份數40%10000目碳酸鈣，25%硬脂酸鎂，20%苯甲酸鈉，10%聚四氟乙烯，5%氧化聚乙烯蠟的混合物。無機類成核劑在結晶過程中相當于第二相的小粒子存在于PET中的熔體中，在高溫區這些粒子處于不熔狀態，在降溫的過程中，PET分子鏈就以這些粒子為中心，吸附到粒子上并作有序排列而形成品核。因此，這些小分子無機物作為異相成核劑時，降低了 PET形成品核時所需的活化能，而對隨后的結晶生長過程，即PET分子鏈段被吸附于晶核表面而進人品格的過程影響不大。有機類成核劑的成核機理主要與其化學結構有關，PET與羧酸鈉鹽在高溫下擠出時會發生化學反應，生成PET-COONa物質，在帶有離子端基的PET熔體之間會形成離子簇，離子簇將會成為成核劑在熔體中起到了成核作用，分子鏈規整排列快速結晶。高分子成核劑在帶有離子端基的大分子生成的同時，還有PET-R(R為有機成核劑的柔性基團)生成，由于R分子鏈比PET分子鏈柔性更好，在體系中又起到了促進劑的作用，它的引入促進PET的分子運動，降低了分子鏈擴散進人品格的自由能，也降低PET的瓦，提高PET的結晶速率，這是小分子成核劑所不具備的。總的來說，小分子類成核劑在一定程度上改善了 PET體系的結晶行為，但是成核體系結晶速率增大不十分明顯，其中有機類小分子較之無機類成核效果更優異。但無機類的成核劑成本更為低廉。本專利技術將重量份數40%10000目碳酸鈣，25%硬脂酸鎂，20%苯甲酸鈉，10%聚四氟乙烯，5%氧化聚乙烯蠟的混合物作為成核劑，能夠顯著提高PET的結晶速率。所述的其它助劑包括抗氧劑、潤滑劑等。優選地，所述抗氧劑為重量比為I :1的抗氧劑1010和抗氧劑626，所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯。所述抗氧劑和潤滑劑的重量百分比為O. 8 I. 5。本專利技術實施例提供的高強度玄武巖增強PET復合材料，通過合理選擇PET樹脂、玄武巖纖維、增韌劑、成核劑、偶聯劑和其他助劑的種類，獲得綜合性能優異的材料。其與現有玻璃纖維增強PET組合物技術相比，本專利技術采用硅烷偶聯劑改善玄武巖纖維與基體樹脂材料PET之間的界面作用力，提高玄武巖纖維與PET間的相容性，又利用連續玄武巖纖維本身極高的機械性能和特殊成核劑體系提高結晶速度及結晶度，使玄武巖纖維增強PET材料的 各項力學性能，耐熱性均有較大幅度的提高，同時注塑周期與PA相當。本專利技術還采用聚烯烴與丙烯酸酯類單體的接枝共聚物對玄武巖纖維增強PET材料進行增韌改性，大大提高了PET組合物的沖擊強度，尤其是缺口沖擊強度，降低了材料的缺口敏感性。采用以上技術手段得到的玄武巖纖維增強PET組合物，拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度和熱變形溫度比普通的玻璃纖維增強PET組合物有明顯提高，擴大了 PET增強材料的應用范圍。本專利技術實施例的一種高強度玄武巖增強PET復合材料的制備方法，其包括如下步驟SOl :按上述高強度玄武巖增強PET復合材料的配方稱取各組分；S02 :將所述PET樹脂、增韌劑、成核劑、偶聯劑和其他助劑混合，得混合物料；S03:將所述混合物料和玄武巖纖維進行擠出，造粒，獲得所述高強度玄武巖增強PET復合材料。具體地，步驟SOl中，所有物料稱量準確，精確至O. 001千克。所述低光澤PC/PBT合金材料配方中的各組分優選含量和種類如本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強度玄武巖增強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？？？？？？？？45～65%；玄武巖纖維？？？？？30～50%；增韌劑？？？？？？？？？1～3.5%；成核劑？？？？？？？？？0.2～0.4%；偶聯劑？？？？？？？？？0.2～0.5%；其它助劑？？？？？？？1～3%。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐東，徐永，李超，
申請(專利權)人：深圳市科聚新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：