一种玻纤增强PET材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种玻纤增强PET材料，其特点是：包括PET树脂70～85份、玻璃纤维10～25份、多壁碳纳米管1.0～5.0份、扩链剂0.5～1.0份、成核剂0.5～1.5份、润滑剂0.1～0.5份、抗氧剂0.3～0.6份及偶联剂0.1～0.5份。本发明专利技术还公开了该玻纤增强PET材料的制备方法，利用等离子体高度电离的特性处理玻璃纤维，提高其表面多壁碳纳米管的静电吸附，增强了改性玻璃纤维与改性多壁碳纳米管的结合作用，促进了二者之间的协同效应，通过玻璃纤维表面的多壁碳纳米管提高了玻璃纤维与PET树脂基体的界面结合强度，改善玻璃纤维与PET基体的相容性，增强了PET材料的强度和韧性。PET材料的强度和韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种玻纤增强PET材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及对PET材料进行改性加工处理的方法，尤其是一种玻纤增强PET材料及其制备方法，属于高分子复合材料加工


技术介绍

[0002]微米纤维，如玻璃纤维、碳纤维及玄武岩纤维等，均具有质量轻、强度高及耐温性好的优良特点，因此被广泛应用于各个领域之中，其中玻璃纤维的应用主要是用于工程材料的性能增强改性。现阶段，虽然复合后的材料比纯高分子材料各项性能有所提升，但复合材料的各项性能远低于玻璃纤维纤维自身的性能，尤其是材料强度。原因有以下三个方面：一、玻璃纤维与基体树脂的相容性较差，影响了两者之间的应力传递；二、玻璃纤维和基体树脂之间通常有一定的自由体积，应力无法在该处转移；三、微米尺寸的玻璃纤维对集体增强区域有限。所以复合材料制备中如何增加玻璃纤维与基体树脂的相容性和增加二者接触面积变得尤为重要。
[0003]中国专利CN109721958A公开了一种高性能PET工程塑料，包含按重量份数的以下组分：PET树脂52.75
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88.25份，玻璃纤维10
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40份，成核剂1.0
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4.0份，抗水解剂0
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0.25份，抗氧剂0.75
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3.0份，KH550处理的滑石粉1.6，surlyn树脂0.8份，所得的复合材料，提高了PET的结晶速率，缩短了成型周期，从实施案例的抗拉强度只有110MPa。
[0004]中国专利CN106810829B公开了一种改性玻璃纤维增强PET复合材料，包含按重量份数计的以下组分：PET树脂30
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60份，PBT树脂0
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10份，玻璃纤维25
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45份，空心玻璃微珠5
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15份，增韧剂0
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5份，成核剂5
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10份，表面改善剂5
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10份，所制备材料改善了玻璃纤维与树脂的相容性减少了玻璃纤维外露的比例，但实施例中样品的拉伸强度和弯曲强度只有111Mpa和171MPa。
[0005]中国专利CN103275468B公开了一种环保阻燃玻璃纤维增强PET材料，包含按重量份数计的以下组分：回收PET树脂40
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70份，改性玻璃纤维15
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45份，阻燃剂8
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30份，结晶成核剂0.3
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2份，润滑剂0.3
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2份，抗氧剂0.3
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1份，扩链剂0.1
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1份，所制备的复合材料利用回收PET最为基体材料，对环境友好，但实施例中样品抗拉强度只有125MPa，弯曲强度为179MPa。
[0006]上述专利提及的PET复合材料在进行改性处理后，虽然在其他使用性能上得到显著提升，但是制得相对产品的各项强度没有得到提高。所以，有必要对现有PET材料的制备方法进行改进，用以提高PET材料的使用性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种玻纤增强PET材料及其制备方法，以方便改善PET材料的拉伸强度与抗冲击性能，提高稳定性能。
[0008]本专利技术的技术解决方案是：一种玻纤增强PET材料，其特点是：该PET材料按照重量份数计算，包含：PET树脂70～85份、改性玻璃纤维10～25份、改性多壁碳纳米管1.0～5.0份、扩链剂0.5～1.0份、成核
剂0.5～1.5份、润滑剂0.1～0.5份、抗氧剂0.3～0.6份及偶联剂0.1～0.5份；以上成分当中，所述PET树脂可以是原生PET树脂也可以是再生PET树脂，其特性粘度为0.45～1.1dl/g，优选0.6～0.8dl/g。
[0009]进一步地，上述的玻纤增强PET材料，其中：所述润滑剂为饱和烃类、金属皂类、脂肪族酚类、脂肪酸类、脂肪醇类及硅酮粉中的至少一种。
[0010]优选地，所述润滑剂由硅酮母粒和季戊四醇硬脂酸酯复配而成，硅酮母粒和季戊四醇硬酸酯的重量比为2:3。
[0011]更进一步地，上述的玻纤增强PET材料，其中：所述扩链剂为巴斯夫扩链剂ADR
‑
4370S、ADR
‑
4370F及ADR
‑
4468中的一种。
[0012]更进一步地，上述的玻纤增强PET材料，其中：所述成核剂为苯甲酸钠。
[0013]更进一步地，上述的玻纤增强PET材料，其中：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂126、抗氧剂225及抗氧剂215中的至少一种。
[0014]更进一步地，上述的玻纤增强PET材料，其中：所述偶联剂为硅烷偶联剂，通式为RSiX3；式中，R代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基或甲基丙烯酰氧基，X代表能够水解的烷氧基，能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能，大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电气、抗水、抗气候等性能，即使在湿态时，它对复合材料机械性能的提高，效果也十分显著，能够改善加工工艺，增加制品的延伸率和撕裂强度，提高冲击性能。
[0015]本专利技术还提供了上述的玻纤增强PET材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量配比称取各组分，将适量的试样装入干燥洁净的称量瓶中，将洁净的小纸条套在称量瓶上，将称量瓶放在天平称盘上称量其质量ml，取出称量瓶，将盛放试样容器的上方取下瓶盖，将称量瓶倾斜，用瓶盖轻敲瓶口，试样慢慢落入容器中，接近所需要的重量时，用瓶盖轻敲瓶口，使粘在瓶口的试样落下，同时将称量瓶慢慢直立，然后盖好瓶盖，再称取称量瓶质量m2。两次质量之差就是倒入容器中的第一份试样的质量，同法可连续称出多份试样，采用该种递减称量法进行称量，用于称取易吸水、易氧化或易与二氧化碳发生反应的物质，避免称量不准确的情况发生。
[0016]（2）将多壁碳纳米管加入到85%的浓硫酸中，浓硫酸用于除去侧壁残留的无定形碳并接枝上羧基羟基等官能团，超声分散10min，在80℃条件下搅拌24h后，多壁碳纳米管的浓度范围为2%~10%，过滤处理，得到的过滤物用0.1～0.3mol/L的NaOH溶液进行多次洗涤，再用去离子水洗涤至中性后，在80℃恒温条件下真空干燥48h，得到处理的改性多壁碳纳米管。
[0017]（3）把玻璃纤维置于无水乙醇超声震荡清洗5～10min，吹干后将玻璃纤维放入等离子体反应室中，通入载气：N2（40%）+Ar（60%），真空度为0.6Pa，功率为100W，玻璃纤维处理后的失重率控制在0.1%～0.5%，通过短切经等离子体处理后的玻璃纤维，得到长度为2～5mm、直径为5～13μm的改性玻璃纤维。
[0018]（4）将步骤（2）中处理过的改性多壁碳纳米管分散在体积分数为40～60%的乙醇溶液中，加入步骤（3）中所得等离子体处理过的改性玻璃纤维，通过搅拌进行反应，改性玻璃纤维与改性多壁碳纳米管的比例范围为2~25，再将混合物置于0～4℃的环境中冷藏24h，。然后冷冻干燥得到多壁碳纳米管包覆的玻璃纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻纤增强PET材料，其特征在于：该PET材料按照重量份数计算，包含：PET树脂70～85份；改性玻璃纤维10～25份；改性多壁碳纳米管1.0～5.0份；扩链剂0.5～1.0份；成核剂0.5～1.5份；润滑剂0.1～0.5份；抗氧剂0.3～0.6份；偶联剂0.1～0.5份；所述PET树脂为原生PET树脂或再生PET树脂，其特性粘度为0.45～1.1dl/g；所述改性多壁碳纳米管的浓度范围为2%~10%，通过将多壁碳纳米管加入到85%的浓硫酸中，浓硫酸用于除去侧壁残留的无定形碳并接枝上羧基羟基等官能团，超声分散10min，在80℃条件下搅拌24h后，得到改性多壁碳纳米管；所述改性玻璃纤维的失重率控制在0.1%～0.5%，通过将玻璃纤维置于无水乙醇超声震荡清洗5～10min，吹干后将玻璃纤维放入等离子体反应室置于无水乙醇超声震荡清洗5～10min，吹干后将玻璃纤维放入等离子体反应室中，通入载气：N2（40%）+Ar（60%），真空度为0.6Pa，功率为100W，得到改性玻璃纤维。2.根据权利要求1所述的一种玻纤增强PET材料，其特征在于：所述扩链剂为巴斯夫扩链剂ADR
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4370S、ADR
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4370F及ADR
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4468中的一种。3.根据权利要求1所述的一种玻纤增强PET材料，其特征在于：所述成核剂为苯甲酸钠。4.根据权利要求1所述的一种玻纤增强PET材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂126、抗氧剂225及抗氧剂215中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种玻纤增强PET材料，其特征在于：所述润滑剂为饱和烃类、金属皂类、脂肪族酚类、脂肪酸类、脂肪醇类及硅酮粉中的至少一种。6.根据权利要求5所述的一种玻纤增强PET材料，其特征在于：所述润滑剂由硅酮母粒和季戊四醇硬脂酸酯复配...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振，梅园，麻一明，
申请(专利权)人：宁波坚锋新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：