一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，原料包括以下重量比的成分：聚对苯二甲酸乙二醇酯：６０～８０份；官能化的聚烯烃弹性体：１０～２０份；纤维：１５～３０份；乙烯基多官能团单体：１～５份；复合助剂：２～１０份；所述官能化的聚烯烃弹性体包括聚烯烃弹性体的嵌段聚合物和／或聚烯烃弹性体的接枝聚合物。本发明专利技术还提供一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法。本发明专利技术采用的官能化的聚烯烃弹性体自身就与ＰＥＴ有良好的相容性，因此，本发明专利技术利用强化辐射与反应共混的复合方法制备了一种高强高韧聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料
，更具体地说，涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)是一种高度结晶的芳香族聚酯，具有高强度、 高刚性、高耐热温度、良好的耐化学药品性、可完全回收利用和价格低廉等优点，聚对苯二 甲酸乙二醇酯已经成为工程塑料开发的热点。由于PET韧性不足，因此，国内外专家开展了 很多的改性工作，例如，通过添加橡胶或弹性体作为增韧剂来提高聚对苯二甲酸乙二醇酯 的韧性。但是，由于橡胶或弹性体等增韧剂的加入，PET原有的强度和刚性被降低。另外，为 了增强PET的强度和刚性，也有人在聚对苯二甲酸乙二醇酯中添加纤维来达到提升PET的 拉伸性能、弯曲性能和耐高温性能等性能的目的。 中国专利CN101519523A中公开了 一种高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材料 及其制备方法，该方法通过添加聚烯烃弹性体作为增韧剂，采用单一的强化辐射加工工艺 制备了一种高韧性PET合金材料。在该专利中，聚烯烃弹性体采用乙烯辛烯共聚物、苯乙 烯_ 丁二烯_苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯共聚物、三元乙丙橡胶、天然橡 胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶和丁基橡胶中的一种或混合物。从增韧机理上说，该专利通过聚烯 烃弹性体粒子的空洞化来吸收能量。虽然利用该方法制备的聚对苯二甲酸乙二醇酯合金材 料具备了很好的韧性，但是，由于聚烯烃弹性体的加入，聚对苯二甲酸乙二醇酯的原有强度 却被降低。 现有技术中，中国专利CN101519481A公开了一种纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇 酯复合材料及其制备方法，该方法在聚对苯二甲酸乙二醇酯中添加纤维，采用强化辐射加 工工艺，提高了聚对苯二甲酸乙二醇酯的强度和耐高温性能。该专利中的纤维增强聚对苯 二甲酸乙二醇酯复合材料的相界面为PET-纤维界面，通过PET-纤维界面的脱黏作用吸收 能量。虽然该方法制得的纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料具备很好的强度和耐高 温性能，但是具有韧性不足的缺点。 由于中国专利CN101519481A制备的纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的 韧性不足，本专利技术考虑提供一种高强度高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方 法，使聚对苯二甲酸乙二醇酯的强度和韧性得到根本的改善。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种高强度高韧性聚对苯二甲酸乙 二醇酯复合材料及其制备方法。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，所述 复合材料的原料包括以下重量比的成分 聚对苯二甲酸乙二醇酯60 80份；3 官能化的聚烯烃弹性体10 20份； 纤维15 30份； 乙烯基多官能团单体l 5份； 复合助剂2 10份； 所述官能化的聚烯烃弹性体包括聚烯烃弹性体的嵌段聚合物和/或聚烯烃弹性体的接枝聚合物，所述聚烯烃弹性体的嵌段聚合物包括乙烯_丙烯酸甲酯_甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物和/或乙烯_丙烯酸乙酯_甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物； 所述聚烯烃弹性体的接枝聚合物包括马来酸酐接枝氢化苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯共聚物，甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝氢化苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯共聚物，马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物，甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物和/或马来酸酐接枝三元乙丙橡胶。 优选的，所述纤维为无碱连续长玻璃纤维、连续长玄武岩纤维无捻粗砂和/或连 续长碳纤维。 优选的，所述乙烯基多官能团单体为三乙烯基多官能团单体或二乙烯基多官能团 单体。 优选的，所述复合助剂为成核剂和热稳定剂的混合物，所述复合助剂中所述成核 剂与热稳定剂按重量比为l : 1 9。 优选的，所述成核剂为氮化硼、滑石粉、纳米碳酸钙和/或有机羧酸盐。 优选的，所述热稳定剂为3， 5- 二叔丁基-4-羟基苄基磷酸二乙酯，13 _(4-羟基-3， 5- 二叔丁基苯基)丙酸正十八酯或亚磷酸三苯酯。 本专利技术还提供一种制备上述技术方案所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的 方法，包括 将聚对苯二甲酸乙二醇酯、官能化的聚烯烃弹性体和纤维烘干后，按上述技术方 案所述的复合材料的原料配比将聚对苯二甲酸乙二醇酯、官能化的聚烯烃弹性体、乙烯基 多官能团单体和复合助剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中熔融挤出； 在熔融挤出过程中，由纤维加料口向所述双螺杆挤出机引入纤维，所述双螺杆挤 出机的挤出温度220 29(TC，机头温度为240 265°C ，挤出物经冷拉切粒后得到母料； 将母料干燥至水分含量小于1. 5%。之后，在N2保护下用Co-60源或电子加速器辐 照，辐照剂量为10 150kGy，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。 优选的，所述辐照剂量为10 150kGy。 优选的，所述辐照剂量为30 100kGy。 优选的，所述挤出温度220 275 °C 。 本专利技术提供。本专利技术采用的官 能化的聚烯烃弹性体作为增韧剂，具体为使用聚烯烃弹性体的嵌段聚合物和/或聚烯烃弹 性体的接枝聚合物。向复合材料体系中添加官能化的聚烯烃弹性体后，PET和官能化聚烯烃 弹性体组成聚合物基质，聚合物基质_纤维界面是一种有机_无机型的界面，其界面张力显 然要大于PET-聚烯烃弹性体形成的有机_有机界面，因此，添加的乙烯基多官能团单体选 择性地优先分布于聚合物基质_纤维界面。当聚合物基质_纤维界面处的乙烯基多官能团 单体含量适当时，PET-聚烯烃弹性体界面处的乙烯基多官能团单体的含量较少，从而乙烯基多官能团单体在PET-聚烯烃弹性体界面达不到很好的增容的作用，但由于本专利技术使用 的是官能化的聚烯烃弹性体，而官能化的聚烯烃弹性体可以在PET-聚烯烃弹性体的界面 处起到一定的增容效果，因此官能化的聚烯烃弹性体与PET之间具有很好的相间作用力， 可以达到反应共混的增韧效果，从而更好的发挥了官能化的聚烯烃弹性体在体系中的增韧 作用。此外，本专利技术还利用强化辐射来对复合材料进行处理，也就是说，本专利技术结合强化辐 射和反应共混来提高复合材料的相界面作用，从而改善聚对苯二甲酸乙二醇酯的强度和韧 性。因此，本专利技术有利于制备一种高强度高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的 实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本专利技术保护的范围。 本专利技术实施例公开了一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，原料组成及重量配比 为 聚对苯二甲酸乙二醇酯60 80份； 官能化的聚烯烃弹性体10 20份； 纤维15 30份； 乙烯基多官能团单体l 5份； 复合助剂2 10份； 所述官能化的聚烯烃弹性体包括聚烯烃弹性体的嵌段聚合物和/或聚烯烃弹性 体的接枝聚合物，所述的聚烯烃弹性体的嵌段聚合物包括乙烯_丙烯酸甲酯_甲基丙烯酸 縮水甘油酯共聚物(简称E-MA-GMA)和/或乙烯_丙烯酸乙酯_甲基丙烯酸縮水甘油酯共 聚物(简称E-EA-GMA); 所述聚烯烃弹性体的接枝聚合物包括马来酸酐接枝氢化苯乙烯_ 丁二烯_苯乙 烯共聚物(简称SEBS-g-MAH)，甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征在于，所述复合材料的原料包括以下重量比的成分：　　聚对苯二甲酸乙二醇酯：　６０～８０份；　　官能化的聚烯烃弹性体：　１０～２０份；　　纤维：　１５～３０份；　　乙烯基多官能团单体：　１～５份；　　复合助剂：　２～１０份；　　所述官能化的聚烯烃弹性体包括聚烯烃弹性体的嵌段聚合物和／或聚烯烃弹性体的接枝聚合物，所述聚烯烃弹性体的嵌段聚合物包括乙烯－丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物和／或乙烯－丙烯酸乙酯－甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；所述聚烯烃弹性体的接枝聚合物包括：马来酸酐接枝氢化苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝氢化苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物，马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物和／或马来酸酐接枝三元乙丙橡胶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹园，郑晓伟，柳美华，邓鹏飏，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]