一种无卤阻燃高韧型PET材料及其制备方法技术

本申请属于无卤阻燃PET材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃高韧型PET材料及其制备方法。一种无卤阻燃高韧型PET材料，包括以下重量份物质：PET树脂45～80份；多孔无机矿物颗粒0～20份；抗氧化剂0

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃高韧型PET材料及其制备方法


[0001]本申请属于无卤阻燃PET材料
，具体涉及一种无卤阻燃高韧型PET材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)因具备突出的综合性能和良好的性价比被广泛应用在纺织纤维材料、包装材料、工程塑料等领域，是用量最大的聚合物材料之一。但是PET的极限氧指数仅为22％左右，属于易燃材料，容易成为火灾引发物或者助燃物，燃烧时会释放很多热量和有毒烟气，对生命和财产安全产生较大的威胁。
[0003]因此，对PET材料的阻燃性能研究逐渐成为热点。近些年，随着对碳纳米管和层状硅酸盐以及具备阻燃特性的材料研究的深入，这些材料在阻燃领域中的应用可行性及优良表现，已成为当前阻燃聚合物改性领域的研究热点。
[0004]针对上述技术方案，本专利技术人发现，现有的PET材料在阻燃改性过程中，由于阻燃材料的直接添加，导致阻燃填料在PET材料内部形成团聚，不仅无法有效改善其阻燃性能，同时还降低了PET材料的力学性能。

技术实现思路

[0005]为了克服现有PET材料阻燃改性制备的材料其力学性能和阻燃性能不佳的缺陷，本申请提供一种无卤阻燃高韧型PET材料及其制备方法，采用如下的技术方案：
[0006]第一方面，本申请提供一种无卤阻燃高韧型PET材料，采用如下的技术方案：
[0007]一种无卤阻燃高韧型PET材料，包括以下重量份物质：PET树脂45～80份；多孔无机矿物颗粒0～20份；抗氧化剂0～2份；偶联剂0～2份；增韧剂0～20份；所述多孔无机矿物颗粒包括高岭石、蒙脱石、蛭石和伊利石中的至少一种，所述多孔无机矿物颗粒上负载有阻燃颗粒。
[0008]通过上述技术方案，本申请优选多孔无机矿物颗粒对阻燃颗粒进行负载并有效添加。
[0009]一方面，本申请选用的多孔无机矿物颗粒均为二维孔隙结构的矿物材料，相较于传统的三维孔隙结构的负载颗粒和一维孔隙结构的负载颗粒而言，本申请提供的材料使负载的阻燃颗粒与PET树脂形成良好的填充分散性能，从而在改善其阻燃效果的同时，提高PET材料的韧性强度；
[0010]另一方面，本申请通过多孔无机矿物颗粒的有效负载，改善传统阻燃颗粒对PET树脂内部填充后存在团聚的现象，从而进一步提高了PET树脂的韧性强度和力学性能。
[0011]进一步地，所述阻燃颗粒包括海泡石颗粒。
[0012]通过上述技术方案，本申请优选海泡石颗粒为阻燃颗粒，由于海泡石颗粒比表面积较大，有利于聚合物单体进入层间，提高海泡石与阻燃剂和聚合物基体的相容性。结合本申请选用的多孔无机矿物颗粒作为负载载体，能有效改善PET材料的热稳定性能和力学强
度，同时海泡石能有效促进炭层的形成，使炭层更加致密均匀，从而更好地抑制了燃烧过程中气体的溢出和热量的传递，进一步改善了PET材料的阻燃性能。
[0013]进一步地，所述海泡石颗粒为经表面改性的海泡石颗粒。
[0014]进一步地，所述海泡石颗粒采用以下方案制成：
[0015]取海泡石与盐酸混合后，机械搅拌并洗涤干燥；
[0016]收集海泡石颗粒并置于硅烷偶联剂水解液中，调节pH后，升温加热搅拌处理，真空干燥即可制备得所述海泡石颗粒。
[0017]通过上述技术方案，本申请通过酸处理海泡石，通过盐酸溶液中的H
+
替代了海泡石中的Mg
2+
，使海泡石原矿内部结构中的Si
‑
O
‑
Mg
‑
O
‑
Si基团变成两个Si
‑
OH基团，降低了海泡石杂质的同时，改善其内部孔隙结构，在后续偶联剂处理过程中，在海泡石表面包覆有一层光滑的纤维膜，使海泡石的纤维分布更加分散，从而进一步改善了PET树脂材料的力学性能和韧性强度。
[0018]进一步地，所述增韧剂包括POE、SEBS、EPDM、ABS中的至少一种。
[0019]第二方面，本申请提供一种无卤阻燃高韧型PET材料的制备方法，采用如下的技术方案：
[0020]一种无卤阻燃高韧型PET材料的制备方法，包括以下制备步骤：
[0021]先将多孔无机矿物颗粒与增韧剂置于搅拌机中，搅拌混合，收集混合物并与一半质量的PET树脂搅拌混合并置于双螺杆挤出机中，设置参数并挤出造粒，收集得基体颗粒；
[0022]将基体颗粒、抗氧化剂、偶联剂置于搅拌装置中，搅拌混合收集得混合料，将混合料置于调节双螺杆挤出机中，设置参数并挤出造粒，制备得PET粒子；
[0023]将PET粒子置于注塑机中，按尺寸要求注塑即可制备得所述无卤阻燃高韧型PET材料。
[0024]通过上述技术方案，本申请通过优化阻燃高韧型PET材料的制备工艺，本申请通过将增韧剂和多孔无机矿物颗粒先预混合造粒，有效包覆多孔无机矿物颗粒，使其在后续填充至PET树脂过程中，提高其分散均匀性能。
[0025]同时预混合的方案，能有效改善多孔无机矿物颗粒与阻燃颗粒之间的结合性能，防止其在实际使用过程中由于混炼加工导致负载基质与阻燃颗粒之间出现分离脱落的现象，从而进一步提高了PET树脂材料的阻燃性能和韧性强度。
[0026]进一步地，所述双螺杆挤出计中设置参数为：温度1区：260℃、2区：265℃、3区：270℃、4区：270℃、5区：270℃、6区：270℃、7区：270℃、8区：265℃、模头区：260℃，双螺杆挤出机转速220～250r/min、喂料机转速10～15r/min。
[0027]本申请能产生的有益效果包括：
[0028]第一、本申请优选多孔无机矿物颗粒对阻燃颗粒进行负载并有效添加。一方面，本申请选用的多孔无机矿物颗粒均为二维孔隙结构的矿物材料，相较于传统的三维孔隙结构的负载颗粒和一维孔隙结构的负载颗粒而言，本申请提供的材料使负载的阻燃颗粒与PET树脂形成良好的填充分散性能，从而在改善其阻燃效果的同时，提高PET材料的韧性强度；另一方面，本申请通过多孔无机矿物颗粒的有效负载，改善传统阻燃颗粒对PET树脂内部填充后存在团聚的现象，从而进一步提高了PET树脂的韧性强度和力学性能。
[0029]第二、本申请优选海泡石颗粒为阻燃颗粒，由于海泡石颗粒比表面积较大，有利于
聚合物单体进入层间，提高海泡石与阻燃剂和聚合物基体的相容性。结合本申请选用的多孔无机矿物颗粒作为负载载体，能有效改善PET材料的热稳定性能和力学强度，同时海泡石能有效促进炭层的形成，使炭层更加致密均匀，从而更好地抑制了燃烧过程中气体的溢出和热量的传递，进一步改善了PET材料的阻燃性能。
[0030]第三、本申请通过酸处理海泡石，通过盐酸溶液中的H
+
替代了海泡石中的Mg
2+
，使海泡石原矿内部结构中的Si
‑
O
‑
Mg
‑
O
‑
Si基团变成两个Si
‑
OH基团，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃高韧型PET材料，其特征在于，包括以下重量份物质：1.一种无卤阻燃高韧型PET材料，其特征在于，包括以下重量份物质：所述多孔无机矿物颗粒包括高岭石、蒙脱石、蛭石和伊利石中的至少一种，所述多孔无机矿物颗粒上负载有阻燃颗粒。2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃高韧型PET材料，其特征在于，所述阻燃颗粒包括海泡石颗粒。3.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃高韧型PET材料，其特征在于，所述海泡石颗粒为经表面改性的海泡石颗粒。4.根据权利要求2所述的一种无卤阻燃高韧型PET材料，其特征在于，所述海泡石颗粒采用以下方案制成：取海泡石与盐酸混合后，机械搅拌并洗涤干燥；收集海泡石颗粒并置于硅烷偶联剂水解液中，调节pH后，升温加热搅拌处理，真空干燥即可制备得所述海泡石颗粒。5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃高韧型PET材料，其特征在于，所述增韧剂包括POE、SEBS、EPDM、ABS中的至少一种。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：周会鹏，宫玉辉，
申请(专利权)人：江苏中科聚合新材料产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：