弹性体包覆刚性粒子增韧PTT聚酯的复合材料

弹性体包覆刚性粒子增韧PTT聚酯的复合材料

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刚性粒子增韧PTT聚酯的复合材料。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）作为一种综合性能优异的新型聚酯高分子材料，目前已广泛应用于纤维、薄膜、工程塑料等领域，但未改性的PTT存在缺口冲击强度低、缺口敏感性大的缺陷，这极大地限制了PTT在各个领域中更广泛的应用。将弹性体以分散粒子的方式均匀分散在PTT基体中，可以具有良好的增韧效果，但这种增韧方法的缺点是大量加入低模量的橡胶粒子后，会使PTT的韧性得到提高的同时降低其强度、刚性和耐热性等性能；当采用刚性粒子对PTT进行增韧时，刚性粒子在提高PTT韧性的同时，还可提高PTT的强度、刚度和耐热性，而且有助于改善加工流变性，刚性粒子增韧可以从廉价的原材料中得到成本较低、成型加工性能好的高性能PTT，但刚性粒子增韧须对刚性粒子表面进行必要的改性处理，如通过偶联剂、相容剂提高刚性粒子与PTT基体的相容性问题，但单纯使用偶联剂、相容剂还远不能完全解决刚性粒子难于增韧的问题。于是，提出使用PTT/弹性体/刚性无机粒子的多元复合体系填充增强增韧，即形成橡胶粒子-刚性粒子“包覆”结构或所谓的“壳-核”结构，发挥橡胶粒子（提高韧性但牺牲模量）与刚性粒子（提高刚性易，但提高韧性难）的各自优点，以起到有效的协同增强增韧作用。因为对于弹性体/无机刚性粒子复合增韧PTT体系，一方面由于弹性体的加入提高了基体的韧性，当加入无机刚性粒子时，其增韧效果就尤为明显，从而显示出协同增韧作用；一方面，当弹性体与无机刚性粒子形成“软核- 硬壳”结构时，在刚性粒子和基体之间出现柔性界面层，增强了基体与填料的界面粘结，利于应力从基体到无机填料的传递，此外还可提高填料的分散性，降低其聚集趋势，提高复合体系的综合力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹性体包覆刚性粒子增韧PTT聚酯的复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：弹性体包覆刚性粒子增韧PTT聚酯的复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 70%～95%、刚性粒子5%～20%、二异氰酸酯0.5%～2%、二元醇1%～4%、抗氧剂0.1%～0.5%、分散剂0.1%～1%。

所述PTT为特性黏度0.7～1.2dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述刚性粒子为平均直径在0.1μm～20μm的碳酸钙、滑石粉、硅灰石、钛酸钾晶须、云母、高岭土中的一种。

所述二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇中的一种。

所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物中的一种。

所述分散剂为硬脂酸钙、乙撑双硬酯酰胺、硬脂酸酯中的一种。

上述的弹性体包覆刚性粒子增韧PTT聚酯的复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，将刚性粒子于60℃～100℃温度下干燥1～2小时，待用；

（2）、按重量配比称取干燥的刚性粒子加入料筒温度在40℃～70℃混合机中，同时加入按重量配比称取的二元醇，使一起低速搅拌5～30分钟，再加入按重量配比称取的二异氰酸酯，并高速搅拌5～60分钟，使充分加成聚合和包覆刚性粒子，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比称取的抗氧剂和分散剂，使一起搅拌3～15分钟，待充分混合均匀后出料；

（3）、将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机中，在180℃～260℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的弹性体包覆刚性粒子增韧PTT聚酯的复合材料。

本发明的有益效果是，本发明采用原位聚合生成聚氨酯弹性体并包覆在刚性粒子表面，形成以刚性粒子为核、弹性体为壳的核壳结构对PTT聚酯进行增韧改性，使大大提高材料韧性的同时，还很好地提高了材料强度、刚度和耐热性，并具有加工性能好、成本低等优点。

具体实施方式

下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种弹性体包覆刚性粒子增韧PTT聚酯的复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 74%、刚性粒子20%、二异氰酸酯1.5%、乙二醇4%、抗氧剂1010 0.2%、硬脂酸钙0.3%，所述PTT为特性黏度0.7～1.2dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述刚性粒子为平均直径在0.1μm～20μm的碳酸钙。

制备方法：（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，将刚性粒子于60℃～100℃温度下干燥1～2小时，待用；（2）、按重量配比称取干燥的刚性粒子加入料筒温度在40℃～70℃混合机中，同时加入按重量配比称取的乙二醇，使一起低速搅拌5～30分钟，再加入按重量配比称取的二异氰酸酯，并高速搅拌5～60分钟，使充分加成聚合和包覆刚性粒子，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比称取的抗氧剂1010 和硬脂酸钙，使一起搅拌3～15分钟，待充分混合均匀后出料；（3）、将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机中，在180℃～260℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的弹性体包覆刚性粒子增韧PTT聚酯的复合材料。

实施例2：

一种弹性体包覆刚性粒子增韧PTT聚酯的复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 81%、刚性粒子15%、二异氰酸酯1.2%、丙二醇2.5%、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物0.1%、硬脂酸酯0.2%，所述PTT为特性黏度0.7～1.2dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述刚性粒子为平均直径在0.1μm～20μm的硅灰石。

制备方法：（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，将刚性粒子于60℃～100℃温度下干燥1～2小时，待用；（2）、按重量配比称取干燥的刚性粒子加入料筒温度在40℃～70℃混合机中，同时加入按重量配比称取的丙二醇，使一起低速搅拌5～30分钟，再加入按重量配比称取的二异氰酸酯，并高速搅拌5～60分钟，使充分加成聚合和包覆刚性粒子，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比称取的抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、硬脂酸酯，使一起搅拌3～15分钟，待充分混合均匀后出料；（3）、将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机中，在180℃～260℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的弹性体包覆刚性粒子增韧PTT聚酯的复合材料。