一种PET材料及其制备方法与流程

一种pet材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及高分子材料技术领域，涉及一种pet材料及其制备方法。


背景技术：

2.聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称pet，其一般由对苯二甲酸乙二醇酯发生脱水缩合反应而来，pet是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽。作为五大通用工程塑料之一，具有突出的韧性、耐磨性、化学稳定性，其玻纤增强产品具有优异的物理化学性能、耐热性能和电性能，被广泛应用于各个领域。然而，现有市场上的pet，不能满足一些领域对强度的要求。pet用于注塑精密薄壁制品或大型制件时，则容易发生翘曲变形，产品在受热环境下，容易因发生再结晶产生较大的变形，产品尺寸稳定性差，进而影响到产品的装配，因此在很大程度上限制了其在工程塑料领域中的应用。


技术实现要素：

3.为解决上述提高pet材料力学性能，同时改善产品的翘曲变形和尺寸稳定性问题，本发明提供了以下技术方案。
4.第一方面，本发明提供一种pet材料，按以下质量百分比组成：
[0005][0006]
优选的，所述云母片改性pet复合材料，按以下质量百分比组成：
[0007][0008]
优选的，所述pet树脂的特性粘度为0.8～1.0dl/g。
[0009]
优选的，所述云母片为纳米级金云母或者白云母，所述云母片直径为0.5～10um，厚度为20～80um。
[0010]
优选的，所述表面改性剂为硅烷偶联剂。
[0011]
优选的，所述相容剂为乙烯丙烯酸甲酯，或，乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油
酯三元共聚物。
[0012]
第二方面，本发明还提供一种pet材料的制备方法，包括下列步骤：
[0013]
s1、制备云母片改性pet复合材料：按照质量配比称取各原料，将pet树脂在100～120℃下干燥4～6h，将干燥好的pet树脂先与表面改性剂混合均匀，再向其中添加云母片、抗氧剂、润滑剂，得到混合物，然后将混合物加入到高速混合机中，搅拌30min，使其组分均匀，然后用双螺杆挤出机挤出，经熔融、冷却、造粒，即得到云母片改性pet复合材料；
[0014]
s2、按照配比，将步骤(a)中的云母片改性pet复合材料与相容剂、抗氧剂、润滑剂一起加入到高速混合机中，搅拌30min，得到混合料；
[0015]
将所述混合料从双螺杆挤出机的主喂料斗加入，同时改性硅灰石从双螺杆挤出机的侧喂料斗加入，经熔融、挤出，冷却、造粒，即制得所述pet材料。
[0016]
优选的，所述的改性硅灰石采用以下方法制备：
[0017]
s11、将硅灰石放入烧瓶中，在70℃的恒温条件下搅拌15min，然后加入无水乙醇和去离子水的混合液，在80℃的恒温条件下活化30min；
[0018]
s12、将硅烷偶联剂缓慢加入烧瓶中，搅拌反应3h；
[0019]
s13、反应结束后，将混合液过滤、干燥、研磨即得到改性硅灰石。
[0020]
优选的，所述步骤s11或步骤s12中的搅拌均采用超声搅拌，搅拌速率为500-800r/min。
[0021]
优选的，所述润滑剂为ebs、pets、op蜡中的一种。
[0022]
本发明的有益效果是:本发明以pet为基体，通过硅灰石和云母片复合改性，制备的一种硅灰石、云母片复合改性的pet材料，该方法制备的pet材料，具有较高的力学性能，且成本低，极大改善了产品外观、翘曲变形及产品尺寸稳定性。
具体实施方式
[0023]
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0024]
本发明提供一种pet材料，按以下质量百分比组成：
[0025][0026][0027]
优选的，所述云母片改性pet复合材料，按以下质量百分比组成：
[0028][0029]
优选的，所述pet树脂的特性粘度为0.8～1.0dl/g。
[0030]
优选的，所述云母片为纳米级金云母或者白云母，所述云母片直径为0.5～10um，厚度为20～80um。
[0031]
优选的，所述表面改性剂为硅烷偶联剂。
[0032]
优选的，所述相容剂为乙烯丙烯酸甲酯，或，乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。
[0033]
硅灰石是一种无机针状矿物，其无毒性，具有很好的热稳定性、尺寸稳定性和机械性能，其表面光泽度良好，可很好的作聚合物的填充使用，且价格低廉，起到降低成本的作用。因硅灰石与聚合物相容性的问题，导致做出的产品力学性能差，无法满足市场的要求，因此需要对硅灰石进行表面改性，其中偶联剂对其改性是比较常见的改性方法。偶联剂的一端与硅灰石表面反应，使其由亲水性变为亲油性，形成强固的化学键，易于与聚合物相结合。
[0034]
本发明还提供用于制备上述pet材料的制备方法，其包括下列步骤：
[0035]
s1、制备云母片改性pet复合材料：按照质量配比称取各原料，将pet树脂在100～120℃下干燥4～6h，将干燥好的pet树脂先与表面改性剂混合均匀，再向其中添加云母片、抗氧剂、润滑剂，得到混合物，然后将混合物加入到高速混合机中，搅拌30min，使其组分均匀，然后用双螺杆挤出机挤出，经熔融、冷却、造粒，即得到云母片改性pet复合材料；
[0036]
s2、按照配比，将步骤(a)中的云母片改性pet复合材料与相容剂、抗氧剂、润滑剂一起加入到高速混合机中，搅拌30min，得到混合料；
[0037]
将所述混合料从双螺杆挤出机的主喂料斗加入，同时改性硅灰石从双螺杆挤出机的侧喂料斗加入，经熔融、挤出，冷却、造粒，即制得所述pet材料。
[0038]
优选的，所述的改性硅灰石采用以下方法制备：
[0039]
s11、将硅灰石放入烧瓶中，在70℃的恒温条件下搅拌15min，然后加入无水乙醇和去离子水的混合液，在80℃的恒温条件下活化30min；
[0040]
s12、将硅烷偶联剂缓慢加入烧瓶中，搅拌反应3h；
[0041]
s13、反应结束后，将混合液过滤、干燥、研磨即得到改性硅灰石。
[0042]
优选的，所述步骤s11或步骤s12中的搅拌均采用超声搅拌，搅拌速率为500-800r/min。
[0043]
优选的，所述润滑剂为ebs、pets、op蜡中的一种。
[0044]
根据本发明的方案，以下结合具体制备实施例进一步进行说明，并在制备实施例后，设置对比例，并对实施例和对比例分别制备得的pet材料进行强度、翘曲度等性能的测试，以进一步说明本发明技术效果。
[0045]
实施例1
[0046]
云母片改性pet复合材料的制备：按质量配比为：pet树脂(100～120℃下烘烤4～6h)94.6kg、云母片4kg、抗氧剂0.4kg、润滑剂0.6kg、表面改性剂0.4kg。将干燥好的pet树脂先与表面改性剂混合均匀，再向其中添加云母片、抗氧剂、润滑剂，得到混合物，然后将混合物加入到高速混合机中，搅拌30min，使其组分均匀，然后用双螺杆挤出机挤出，经熔融、冷却、造粒，即得到云母片改性pet复合材料。
[0047]
将实施例1中云母片改性pet复合材料76kg、3kg相容剂、0.4kg抗氧剂、0.6kg润滑剂一起加入到高速混合机中，搅拌30min，得到混合料，将混合料从双螺杆挤出机的主喂料斗加入，同时将20kg改性硅灰石从双螺杆挤出机的侧喂料斗加入，经熔融、挤出，冷却、造粒即得到硅灰石、云母片复合改性pet材料。所述的双螺杆挤出机从喂料口到机头分为八区，一至八区温度分别为200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃、240℃，螺杆转速为320～350r/min，喂料转速为12～18hz。
[0048]
实施例2
[0049]
云母片改性pet复合材料的制备：按质量配比为：pet树脂(100～120℃下烘烤4～6h)90.6kg、云母片8kg、抗氧剂0.4kg、润滑剂0.6kg、表面改性剂0.4kg。将干燥好的pet树脂先与表面改性剂混合均匀，再向其中添加云母片、抗氧剂、润滑剂，得到混合物，然后将混合物加入到高速混合机中，搅拌30min，使其组分均匀，然后用双螺杆挤出机挤出，经熔融、冷却、造粒，即得到云母片改性pet复合材料。
[0050]
将实施例2中云母片改性pet复合材料76kg、3kg相容剂、0.4kg抗氧剂、0.6kg润滑剂一起加入到高速混合机中，搅拌30min，得到混合料，将混合料从双螺杆挤出机的主喂料斗加入，同时将20kg改性硅灰石从双螺杆挤出机的侧喂料斗加入，经熔融、挤出，冷却、造粒即得到硅灰石、云母片复合改性pet材料。所述的双螺杆挤出机从喂料口到机头分为八区，一至八区温度分别为200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃、240℃，螺杆转速为320～350r/min，喂料转速为12～18hz。
[0051]
实施例3
[0052]
云母片改性pet复合材料的制备：按质量配比为：pet树脂(100～120℃下烘烤4～6h)90.6kg、云母片8kg、抗氧剂0.4kg、润滑剂0.6kg、表面改性剂0.4kg。将干燥好的pet树脂先与表面改性剂混合均匀，再向其中添加云母片、抗氧剂、润滑剂，得到混合物，然后将混合物加入到高速混合机中，搅拌30min，使其组分均匀，然后用双螺杆挤出机挤出，经熔融、冷却、造粒，即得到云母片改性pet复合材料。
[0053]
将实施例3中云母片改性pet复合材料66kg、3kg相容剂、0.4kg抗氧剂、0.6kg润滑剂一起加入到高速混合机中，搅拌30min，得到混合料，将混合料从双螺杆挤出机的主喂料斗加入，同时将30kg改性硅灰石从双螺杆挤出机的侧喂料斗加入，经熔融、挤出，冷却、造粒即得到硅灰石、云母片复合改性pet材料。所述的双螺杆挤出机从喂料口到机头分为八区，一至八区温度分别为200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃、240℃，螺杆转速为320～350r/min，喂料转速为12～18hz。
[0054]
实施例4
[0055]
云母片改性pet复合材料的制备：按质量配比为：pet树脂(100～120℃下烘烤4～6h)83.6kg、云母片15kg、抗氧剂0.4kg、润滑剂0.6kg、表面改性剂0.4kg。将干燥好的pet树
脂先与表面改性剂混合均匀，再向其中添加云母片、抗氧剂、润滑剂，得到混合物，然后将混合物加入到高速混合机中，搅拌30min，使其组分均匀，然后用双螺杆挤出机挤出，经熔融、冷却、造粒，即得到云母片改性pet复合材料。
[0056]
将实施例4中云母片改性pet复合材料66kg、3kg相容剂、0.4kg抗氧剂、0.6kg润滑剂一起加入到高速混合机中，搅拌30min，得到混合料，将混合料从双螺杆挤出机的主喂料斗加入，同时将30kg改性硅灰石从双螺杆挤出机的侧喂料斗加入，经熔融、挤出，冷却、造粒即得到硅灰石、云母片复合改性pet材料。所述的双螺杆挤出机从喂料口到机头分为八区，一至八区温度分别为200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃、240℃，螺杆转速为320～350r/min，喂料转速为12～18hz。
[0057]
对比例1
[0058]
改性pet复合材料的制备：按质量配比为：pet树脂(100～120℃下烘烤4～6h)98.6kg、抗氧剂0.4kg、润滑剂0.6kg、表面改性剂0.4kg。将干燥好的pet树脂先与表面改性剂混合均匀，再向其中添加抗氧剂、润滑剂，得到混合物，然后将混合物加入到高速混合机中，搅拌30min，使其组分均匀，然后用双螺杆挤出机挤出，经熔融、冷却、造粒，即得到云母片改性pet复合材料。
[0059]
将对比例1中改性pet复合材料76kg、3kg相容剂、0.4kg抗氧剂、0.6kg润滑剂一起加入到高速混合机中，搅拌30min，得到混合料，将混合料从双螺杆挤出机的主喂料斗加入，同时将20kg改性硅灰石从双螺杆挤出机的侧喂料斗加入，经熔融、挤出，冷却、造粒即得到硅灰石、云母片复合改性pet材料。所述的双螺杆挤出机从喂料口到机头分为八区，一至八区温度分别为200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃、240℃，螺杆转速为320～350r/min，喂料转速为12～18hz。
[0060]
对比例2
[0061]
将实施例3中云母片改性pet复合材料66kg、3kg相容剂、0.4kg抗氧剂、0.6kg润滑剂一起加入到高速混合机中，搅拌30min，得到混合料，将混合料从双螺杆挤出机的主喂料斗加入，同时将30kg无碱短玻纤从双螺杆挤出机的侧喂料斗加入，经熔融、挤出，冷却、造粒即得到pet材料。所述的双螺杆挤出机从喂料口到机头分为八区，一至八区温度分别为200℃、220℃、220℃、230℃、230℃、220℃、220℃、240℃，螺杆转速为320～350r/min，喂料转速为12～18hz。
[0062]
对实施例1～4和对比例1～2制得的pet材料采用注塑成型机注塑标准试样，并进行相关性能的测试。
[0063]
其中，拉伸强度按照iso 527标准测试，弯曲强度和弯曲模量按照iso 178标准测试，缺口冲击强度按照iso 180标准测试，材料的尺寸变化用收缩率表征，按照iso 2577标准测试。
[0064]
另外，材料的翘曲变形度，采用注塑成型机注塑成直径d＝120mm、厚度1.5＝mm的圆盘，室温下静置48小时后测出圆盘翘曲后的最大高度h，用h与d来表征材料的翘曲程度，翘曲度＝h/d。
[0065]
实施例1-4和对比例1-2性能测试数据如下表。
[0066][0067]
通过对比实施例1、2和对比例1可看出，云母片的加入能有效提高pet材料的力学性能，且材料翘曲变形度小。
[0068]
通过对比实施例2、3和对比例2可以知道，改性硅灰石能明显改善pet材料的综合性能，翘曲变形和尺寸稳定性，且改性硅灰石在改善材料翘曲变形和尺寸稳定性方面明显优于玻璃纤维。
[0069]
综上所述，本发明所提供的pet材料，具有较高的力学性能，且成本低，极大改善了产品外观、翘曲变形及产品的尺寸稳定性。
[0070]
以上所述仅为本技术的可选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是在本技术的发明构思下，利用本技术说明书内容所作的等效变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本技术的专利保护范围内。