弹性体包覆无机粒子填充具有阻燃抗静电改性PET材料

弹性体包覆无机粒子填充具有阻燃抗静电改性PET材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种弹性体包覆无机粒子填充具有阻燃抗静电改性PET材料。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）具有强度高、耐磨性好、回弹性佳、成本低等特点，因此在纺织品中占有相当大的比重，同时PET又是性能优良用途广泛的工程塑料。但纯PET材料的力学性能、耐热性和冲击性能较差，而且结晶速率慢，成型加工困难，阻燃性较差，抗静电效果不好，在65%相对湿度、25℃的条件下，吸湿率仅为0.4%，电阻率高达10¹⁴Ω·cm，极易产生静电；PET材料的极限氧指数只有22％左右，易燃烧，不能满足一些领域对阻燃性能的要求。因此，PET通常需要通过增韧增强、阻燃改性、抗静电改性和结晶促成等方法改进其使用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增韧增强协同效果好、阻燃性高、抗静电性能优良和加工性能良好的弹性体包覆无机粒子填充具有阻燃抗静电改性PET材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：弹性体包覆无机粒子填充具有阻燃抗静电改性PET材料，其组分按质量百分数配比为：PET 50%～80%、碳酸钙粒子8%～15%、二异氰酸酯0.5%～2%、二元醇1%～4%、阻燃剂10%～18%、马来酸酐接枝聚合物3%～8%、抗静电母粒5%～15%、成核剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的碳酸钙粒子为微米碳酸钙或纳米碳酸钙。

所述的二元醇为乙二醇、丁二醇、二乙二醇、已二醇、聚碳酸酯二元醇中的一种。

所述的阻燃剂为热分解温度大于300℃的聚苯基膦酸二苯砜酯齐聚物阻燃剂、聚对二苯砜苯基磷酸酯阻燃剂、3-苯基膦酸丙羧酸阻燃剂、羧酸烷基膦酸阻燃剂、2-羧乙基苯基次膦酸阻燃剂中的一种。

所述的马来酸酐接枝聚合物为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS-g-MAH）。

所述的抗静电母粒由75wt%载体、20wt%抗静电剂和5wt%硬脂酸酯组成而制得的抗静电母粒，其中，所述的载体为聚对苯二甲酸乙二醇酯，抗静电剂为脂肪酸甘油单酯、脂肪酸甘油二酯、脂肪酸聚乙二醇酯、纳米级掺锑氧化锡（ATO）中的一种。

所述的成核剂为乙烯-丙烯酸钠离子聚合物、乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物、羧酸钠盐、苯甲酸钠中的一种。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物。

上述的弹性体包覆无机粒子填充具有阻燃抗静电改性PET材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，阻燃剂在80℃～85℃下干燥30～45分钟，碳酸钙粒子在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；

（2）制备抗静电母粒：配料和按重量称取载体、抗静电剂和硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；

（3）按重量配比称取干燥后的碳酸钙粒子加入料筒温度为40℃～70℃混合机中，然后按重量配比称取二元醇加入混合机中低速搅拌5～30分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；

（4）然后加入按重量配比称取干燥处理后的PET、阻燃剂、抗静电母粒以及马来酸酐接枝聚合物、成核剂和抗氧剂，并在混合机中高速搅拌10～45分钟，出料；

（5）再将上述混合料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速在120～400转/分钟，机筒温度在270℃～290℃，通过双螺杆挤出机的挤出物料经冷却、风干、切粒、干燥后即得本发明的弹性体包覆无机粒子填充具有阻燃抗静电改性PET材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用二异氰酸酯与二元醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯弹性体并在碳酸钙粒子表面包覆，形成以碳酸钙粒子为核、弹性体为壳的核壳结构，使对PET起到良好的协同增强增韧效果，而且加工性能好，成本低；同时对PET阻燃改性具有无卤、低烟、无毒、环保等特性，达到UL94V-0级阻燃标准，对PBT抗静电改性，使得制品的表面电阻率可达10⁸～10¹⁰Ω·cm，抗静电性能优良、持久。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种弹性体包覆无机粒子填充具有阻燃抗静电改性PET材料，其组分按质量百分数配比为：PET 52%、微米碳酸钙12%、二异氰酸酯1.5%、乙二醇3%、热分解温度大于300℃的聚苯基膦酸二苯砜酯齐聚物阻燃剂15%、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS-g-MAH）5%、抗静电母粒10%、乙烯-丙烯酸钠离子聚合物1%、抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物0.5%。所述的抗静电母粒由75wt%聚对苯二甲酸乙二醇酯、20wt%脂肪酸甘油单酯和5wt%硬脂酸酯组成而制得的抗静电母粒。

制备方法：（1）将PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，聚苯基膦酸二苯砜酯齐聚物阻燃剂在80℃～85℃下干燥30～45分钟，微米碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（2）制备抗静电母粒：配料和按重量称取聚对苯二甲酸乙二醇酯、脂肪酸甘油单酯和硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；（3）按重量配比称取干燥后的微米碳酸钙加入料筒温度为40℃～70℃混合机中，然后按重量配比称取乙二醇加入混合机中低速搅拌5～30分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（4）然后加入按重量配比称取干燥处理后的PET、聚苯基膦酸二苯砜酯齐聚物阻燃剂、抗静电母粒以及马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS-g-MAH）、乙烯-丙烯酸钠离子聚合物和抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物，并在混合机中高速搅拌10～45分钟，出料；（5）再将上述混合料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速在120～400转/分钟，机筒温度在270℃～290℃，通过双螺杆挤出机的挤出物料经冷却、风干、切粒、干燥后即得本发明的弹性体包覆无机粒子填充具有阻燃抗静电改性PET材料。

实施例2：

一种弹性体包覆无机粒子填充具有阻燃抗静电改性PET材料，其组分按质量百分数配比为：PET 67%、纳米碳酸钙8%、二异氰酸酯1%、二乙二醇2%、热分解温度大于300℃的羧酸烷基膦酸阻燃剂10%、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS-g-MAH）3%、抗静电母粒8%、乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物0.6%、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物0.4%。所述的抗静电母粒由75wt%聚对苯二甲酸乙二醇酯、20wt%脂肪酸聚乙二醇酯和5wt%硬脂酸酯组成而制得的抗静电母粒。

制备方法：（1）将PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，羧酸烷基膦酸阻燃剂在80℃～85℃下干燥30～45分钟，纳米碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（2）制备抗静电母粒：配料和按重量称取聚对苯二甲酸乙二醇酯、脂肪酸聚乙二醇酯和硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；（3）按重量配比称取干燥后的纳米碳酸钙加入料筒温度为40℃～70℃混合机中，然后按重量配比称取二乙二醇加入混合机中低速搅拌5～30分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（4）然后加入按重量配比称取干燥处理后的PET、羧酸烷基膦酸阻燃剂、抗静电母粒以及马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS-g-MAH）、乙烯-甲基丙烯酸钠离子聚合物和抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物，并在混合机中高速搅拌10～45分钟，出料；（5）再将上述混合料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速在120～400转/分钟，机筒温度在270℃～290℃，通过双螺杆挤出机的挤出物料经冷却、风干、切粒、干燥后即得本发明的弹性体包覆无机粒子填充具有阻燃抗静电改性PET材料。