玻纤增强纳米PET材料及其制备方法

玻纤增强纳米PET材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种玻纤增强纳米PET材料及其制备方法。

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。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结晶速率快、流动性好、耐热性高、尺寸稳定、冲击性强的玻纤增强纳米PET材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：玻纤增强纳米PET材料，其组分按质量百分数配比为：PET 30%～60%、玻璃纤维20%～40%、纳米高岭土10%～30%、表面处理剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～2%、成核剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～1%、料0～2%。

所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，相对密度1.35～1.4。

所述的玻璃纤维为表面经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维。

所述的纳米高岭土的平均粒径为20nm～100nm，密度在2.5～2.6g/cm³之间。

所述的表面处理剂为硬脂酸钙、硬脂酸钠、铝酸酯和烷基酸盐中的一种。

所述的润滑剂为硬脂酸酯、TAS-2A分散剂、乙撑双硬脂酸酰胺中的一种。

所述的成核剂为乙烯-甲基丙烯酸钠聚合物、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚氧化乙烯、乙烯马来酸酑钠共聚物、缩水甘油甲基丙烯酸醋、乙酥醋酸钠、聚己二酸二丁醋中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的玻纤增强纳米PET材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将纳米高岭土与表面处理剂按重量配比称取后，加入超声振荡发生器或高速混合机中，于100℃～200℃温度下搅拌20～60分钟，使均匀分散，然后冷却至低于40℃出料，待用；

（2）将PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；

（3）按重量配比称取干燥处理后的PET和润滑剂、成核剂、抗氧剂、料，加入高速混合机，同时将步骤（1）的经过表面处理剂处理过的纳米高岭土加入高速混合机，使一起充分混合5～15分钟；

（4）再将步骤（3）的混合物加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的表面经硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在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玻纤增强纳米PET材料。

本发明的有益效果是，本发明采用纳米高岭土与PET共混兼有增强和成核双重作用，不仅大幅提高PET材料的力学性能，而且还使其具有耐磨、耐热、阻隔、阻燃、抗紫外线辐射等功能，而且玻璃纤维起到进一步增强改性效果，更好地提高了PET的刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性等，而且外观好，尺寸稳定性佳，因此，本发明制备的PET材料具有优良的综合性能，而且加工性好，成本低。

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：

一种玻纤增强纳米PET材料，其组分按质量百分数配比为：PET 45%、表面经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维30%、纳米高岭土20%、硬脂酸钙0.3%、硬脂酸酯1.2%、乙烯-甲基丙烯酸钠聚合物1.5%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%、料1.5%，其中，所述的纳米高岭土的平均粒径为20nm～100nm，密度在2.5～2.6g/cm³之间。

制备方法：（1）将纳米高岭土与硬脂酸钙按重量配比称取后，加入超声振荡发生器或高速混合机中，于100℃～200℃温度下搅拌20～60分钟，使均匀分散，然后冷却至低于40℃出料，待用；（2）将PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；（3）按重量配比称取干燥处理后的PET和硬脂酸酯、乙烯-甲基丙烯酸钠聚合物、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物、料，加入高速混合机，同时将步骤（1）的经过硬脂酸钙处理过的纳米高岭土加入高速混合机，使一起充分混合5～15分钟；（4）再将步骤（3）的混合物加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在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玻纤增强纳米PET材料。

实施例2：

一种玻纤增强纳米PET材料，其组分按质量百分数配比为：PET 30%、表面经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维40%、纳米高岭土25%、硬脂酸钠0.5%、TAS-2A分散剂2%、聚乙二醇二缩水甘油醚1%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%、料1%，其中，所述的纳米高岭土的平均粒径为20nm～100nm，密度在2.5～2.6g/cm³之间。

制备方法：（1）将纳米高岭土与硬脂酸钠按重量配比称取后，加入超声振荡发生器或高速混合机中，于100℃～200℃温度下搅拌20～60分钟，使均匀分散，然后冷却至低于40℃出料，待用；（2）将PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；（3）按重量配比称取干燥处理后的PET和TAS-2A分散剂、聚乙二醇二缩水甘油醚、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物、料，加入高速混合机，同时将步骤（1）的经过硬脂酸钠处理过的纳米高岭土加入高速混合机，使一起充分混合5～15分钟；（4）再将步骤（3）的混合物加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在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玻纤增强纳米PET材料。

实施例3：

一种玻纤增强纳米PET材料，其组分按质量百分数配比为：PET 60%、表面经硅烷偶联剂处理的无碱玻璃纤维27%、纳米高岭土10%、铝酸酯0.2%、乙撑双硬脂酸酰胺1.5%、缩水甘油甲基丙烯酸醋1%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.3%，其中，所述的纳米高岭土的平均粒径为20nm～100nm，密度在2.5～2.6g/cm³之间。

制备方法：（1）将纳米高岭土与铝酸酯钠按重量配比称取后，加入超声振荡发生器或高速混合机中，于100℃～200℃温度下搅拌20～60分钟，使均匀分散，然后冷却至低于40℃出料，待用；（2）将PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；（3）按重量配比称取干燥处理后的PET和乙撑双硬脂酸酰胺、缩水甘油甲基丙烯酸醋、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物、料，加入高速混合机，同时将步骤（1）的经过铝酸酯处理过的纳米高岭土加入高速混合机，使一起充分混合5～15分钟；（4）再将步骤（3）的混合物加入双螺杆挤出机的主喂料口，将按重量配比称取的表面经硅烷偶联剂处理过的无碱玻璃纤维从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，加工温度控制在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玻纤增强纳米PET材料。