低球压痕直径低浮纤玻纤增强聚酯材料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及聚酯材料技术领域，提供一种低球压痕直径低浮纤玻纤增强聚酯材料及其制备和应用，该玻纤增强聚酯材料包括：PET、玻璃纤维、成核剂、结晶促进剂、功能助剂和分散剂；所述成核剂为偶联剂表面改性层状硅酸盐，所述结晶促进剂为含有高温链段和低温链段的接枝物，且所述结晶促进剂与所述成核剂的质量比为1～3:3～5。本发明专利技术使用钛酸酯偶联剂表面改性层状硅酸盐作为成核剂的同时，还采用具有特定结构的结晶促进剂，利用各组分的协同作用并控制成核剂的使用量，使材料同时具有优异的耐热性能、较低的热球压痕直径，且表面浮纤也得到显著降低，适用于空气炸锅腔体和底板支架等制件。件。

【技术实现步骤摘要】
低球压痕直径低浮纤玻纤增强聚酯材料及其制备和应用


[0001]本专利技术涉及聚酯材料
，尤其涉及一种低球压痕直径低浮纤玻纤增强聚酯材料及其制备和应用。

技术介绍

[0002]聚对本二甲酸乙二醇酯(PET)是目前市场上使用范围最广的工程塑料之一，其在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，抗蠕变性，耐疲劳性，耐摩擦性和尺寸稳定性都很好。但PET材料存在结晶速率慢、成型加工困难、模塑温度高、生产周期长和冲击性能差的缺陷。
[0003]为了提升PET材料的性能，对玻纤增强PET材料的研究越来越多，但在玻纤增强PET材料的复合体系中，现通过添加成核剂提高玻纤增强PET材料的结晶速率仍然是研究的重点，比如专利申请CN104559076A公开了一种PET成核母粒及其制备方法，使用纳米成核剂作为PET成核剂提高结晶速率；又如专利申请CN110452502A公开了一种低翘曲良外观高耐热聚酯复合材料及其制备方法，采用LCP、改性蒙脱土、二氧化硅和聚丙烯酸钠作为复合成核剂提高玻纤增强PET的结晶速率，该成核剂制作方法比较复杂，且由于LCP的存在，使得成核剂的成本很高。
[0004]随着研究的深入，逐渐发现，仅仅通过添加成核剂提高玻纤增强PET材料的结晶速率，并不能实现玻纤增强PET材料综合性能的提升，尤其是，在将玻纤增强PET材料应用至电工电子产品中时，其热球压痕直径往往是应用研究中关注的重点，将其控制在较低值，能带来更好的应用效果，而目前显有关于玻纤增强PET材料的热球压痕直径的研究报道。
[0005]鉴于此，提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]一般认为，热球压痕直径是表征非金属材料耐热性的重要指标，其通常参照标准GB/T5169.21
‑
2006对非金属材料进行测试，但在研究中发现，对于玻纤增强PET材料而言，其热球压痕直径的大小与其结晶速率和耐温性能不完全相关，比如：30％GF增强PET材料热变形温度均可以做到190℃以上，跟具体的配方关系不大，由于玻纤(和其他成核剂)的存在结晶速率也有一定程度提高，在实际测试中我们发现不同配方中之间的球压痕直径存在明显区别。也就是说，通过提高玻纤增强PET材料的结晶速率和耐温性能的方式，并不能确保该玻纤增强PET材料同时也具备低的热球压痕直径。
[0007]本专利技术提供一种低球压痕直径低浮纤玻纤增强聚酯材料及其制备和应用，用以解决上述玻纤增强PET材料存在的热球压痕直径不易控制在较低值的缺陷，通过合理设计玻纤增强PET材料的各组分，使材料在具有较低的热球压痕直径的同时，其他应用性能也满足应用需求，甚至有所提升，特别是其表面浮纤能显著减少、水解保持率高等，具有十分重要的意义。
[0008]具体地，本专利技术提供一种玻纤增强聚酯材料，包括：PET、玻璃纤维、成核剂、结晶促
进剂、功能助剂和分散剂；
[0009]所述成核剂为偶联剂表面改性层状硅酸盐，所述结晶促进剂为含有高温链段和低温链段的接枝物，且所述结晶促进剂与所述成核剂的质量比为1～3:3～5。
[0010]本专利技术使用偶联剂表面改性层状硅酸盐作为成核剂的同时，还采用含有高温链段和低温链段的接枝物作为结晶促进剂，利用各组分的协同作用并控制成核剂的使用量，使材料同时具有优异的耐热性能和较低的热球压痕直径，该协同作用具体包括：成核剂中的偶联剂可以提高成核剂的表面接触面积，使得成核剂在上述的共混树脂中能够得到充分分散，且层状硅酸盐属于无机成核剂，与常规有机成核剂(如科莱恩的NAV101或者霍尼韦尔285P)相比，不容易造成聚酯分解，一定程度地保证了材料的力学性能和热球压性能，而结晶促进剂为含有高温链段和低温链段的接枝物，其低温链段在材料受热熔融的时候可以很好地起到舒展分子链作用，然后在冷却阶段其高温链段可以提高材料的耐热性能同时起到高温成核剂作用，配合层状硅酸盐无机成核剂成核作用，让玻纤增强PET材料能够在较高温度就能结晶完全，更重要的是，高温链段和低温链段的接枝起到关键作用，与单独添加高温链段和低温链段混合物相比，接枝共聚物分子链均一，在树脂中分散更为均匀，能够更好起到延展分子链和成核效果，从而使材料具有优异的耐热性能和较低的热球压性能。当所述结晶促进剂与所述成核剂的质量比为1～3:3～5时，所制备的玻纤增强聚酯材料的热球压性能更低，特别是结晶促进剂的添加量，若接枝物含量过高，如超过7％，会降低材料热变形温度，同时实验发现过量的接枝物也不会带来更好的热球压效果。
[0011]根据本专利技术提供的玻纤增强聚酯材料，所述接枝物中以PBT、PTT或者PET为主链作为所述高温链段，以PEG为支链作为所述低温链段；如所述接枝物为PBT
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PEG、PTT
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PEG和PET
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PEG中的一种以上。在试验中发现，当所述结晶促进剂中PEG链段的质量百分比更高时，低温链段所起到的舒展分子链作用更为显著，材料具有更好的耐热性能和较低的热球压性能，优选所述结晶促进剂中PEG链段的质量百分比为30％以上。
[0012]更优选地，所述结晶促进剂为PBT
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PEG和PTT
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PEG。实验中发现，以PBT和PTT为高温链段的结晶促进剂有助于较高温度下的结晶成核。
[0013]根据本专利技术提供的玻纤增强聚酯材料，所述成核剂在玻纤增强聚酯材料中的质量百分比＜5％，进一步优选为3～5％。若成核剂的添加量过高(＞5％)时，会对材料的拉伸强度产生明显的负面作用，从而导致翘曲性能和热球压性能都有不同程度下降。
[0014]当所述成核剂在玻纤增强聚酯材料中的质量百分比在上述范围时，所述结晶促进剂与所述成核剂的质量比有助于充分发挥成核剂与结晶促进剂的协同作用，提高玻纤增强聚酯材料的综合性能。
[0015]根据本专利技术提供的玻纤增强聚酯材料，玻纤增强聚酯材料中还包括PBT，且所述PET与所述PBT的质量比为50～60:5～15。
[0016]本专利技术使用PBT与PET复配，PBT具有较高的结晶速率，添加到PET中可以提高PET的结晶速率，但其添加量高的时候也会导致玻纤增强材料容易产生翘曲变形问题，在试验中发现，采用本专利技术的配方，通过合理设计各组分比例，可使含有PBT的玻纤增强聚酯材料在上述具有优异的耐热性能和较低的热球压痕直径的同时，所得制件的表面浮纤和翘曲变形也能得到很好控制。进一步优选为，所述PET与所述PBT的质量比为50～60:5～10。
[0017]根据本专利技术提供的玻纤增强聚酯材料，所述成核剂为钛酸酯偶联剂表面改性层状
硅酸盐；和/或，所述成核剂中钛酸酯偶联剂含量为层状硅酸盐质量的0.1～0.3％。
[0018]为了充分发挥成核剂与结晶促进剂的协同作用，并有效控制玻纤增强聚酯材料所得制件的表面浮纤，优选将成核剂中偶联剂为钛酸酯偶联剂，且将所述钛酸酯偶联剂含量控制在上述范围。
[0019]根据本专利技术提供的玻纤增强聚酯材料，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻纤增强聚酯材料，其特征在于，包括：PET、玻璃纤维、成核剂、结晶促进剂、功能助剂和分散剂；所述成核剂为偶联剂表面改性层状硅酸盐，所述结晶促进剂为含有高温链段和低温链段的接枝物，且所述结晶促进剂与所述成核剂的质量比为1～3:3～5。2.根据权利要求1所述的玻纤增强聚酯材料，其特征在于，所述接枝物中以PBT、PTT或者PET为主链作为所述高温链段，以PEG为支链作为所述低温链段。3.根据权利要求1或2所述的玻纤增强聚酯材料，其特征在于，所述成核剂在玻纤增强聚酯材料中的质量百分比≤5％，优选地，所述成核剂在玻纤增强聚酯材料中的质量百分比为3～5％。4.根据权利要求1～3中任一项所述的玻纤增强聚酯材料，其特征在于，玻纤增强聚酯材料中还包括PBT，且所述PET与所述PBT的质量比为50～60:5～15。5.根据权利要求1～4中任一项所述的玻纤增强聚酯材料，其特征在于，所述成核剂为钛酸酯偶联剂表面改性层状硅酸盐；和/或，所述成核剂中钛酸酯偶联剂含...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵禹通，金昊，戴春寿，张伟，朱建华，龙俊元，陈云强，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：