本发明专利技术提供了一种高韧性聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ）复合材料及其制备方法。该复合材料包括ＰＥＴ基体、弹性体、无机纳米材料和表面处理剂。本发明专利技术采用比较简单的方法获得了弹性体包覆填料的软壳－硬核结构（沙袋结构），从而制得具有高韧性和较高刚性的复合材料。实现弹性体／纳米碳酸钙协同增韧聚对苯二甲酸乙二醇酯，扩大其应用范围，并降低材料的成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚对苯二曱酸乙二醇酯(PET)增韧改性材料及其制备方 法，更具体地讲，本专利技术涉及一种利用弹性体和无机纳米粒子协同增韧所制 备的高韌性PET共混物。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯价格低廉，具有优良的耐磨性、耐热性、耐化学 药品性、电绝缘性和力学强度高等优点，然而其脆性大、冲击强度低的缺点 仍限制了其应用范围。采用弹性体增韧塑料，可以大幅度提高材料的抗冲击 性能，但同时也造成了强度、刚性、耐热性能等的严重下降，并且也大幅度 提高了材料的成本。大量的实验和理论研究表明，橡胶增韧塑料一方面是因为橡胶相在外力 冲击下造成了应力集中，从而引发银紋和剪切带，消耗了大量能量；另一方 面橡胶相本身和剪切带又能有效地终止银紋，防止其扩展为破坏性的裂紋 (Bucknall. C. ， Smith. R.R. /^///wer. 1965,6,437; Newman. S. ， Strella. S. /. ^ ; /.尸o/y瓜Sc/. 1965,9,2297; Bucknall. C., Clayton. D. ， Keast. W. L 5W. 1972,7,1443; Donald R.， Bucknall. C.尸歸a/2"; p7. C细 1976,46,277 )。要达到这两个目的，橡胶相应有足够柔性，且与树脂相容性适 中，在树脂基体中达到一定的体积。进一步研究表明(史铁钧，谭晓霞.合^碟魔工豆.1994, 17 ( 4 ): 228; Kolank J， Jancar. /./^/jH/er. 1992， 33 (23): 4961 ),满足以上要求的橡胶_ 相，内层物质的作用主要是扩充体积，其力学性质对韧性影响较小，外层橡胶 才是起增韧作用的主体部份。在单纯的橡塑共混物中，由于橡胶粒子刚度极 小，不能承担应力，变形又大，造成了整个共混材料刚性和强度的损失。一些研究者研究了用刚性材料取代橡胶相内部物质形成的壳-核包覆结 构模型(Matonis Matonis V.A.， Small N. C. Polym. Eng. Sci. 1969,9,99; MatonisV. A. Polym. Eng. Sci. 1969,9,100 )。在假定包覆无机填料粒子的橡 胶弹性体层非常薄且与基体和填料间均有良好粘结的前提下，认为这样的壳-核结构有利于刚性和韧性同时提高。另一些研究者等采用有限元方法研究颗 粒填充材料，发现若粒子与基体间有柔性界面相存在时，基体屈服趋势随界 面厚度迅速增长，而共混材料的总体模量仍高于基体，材料能够同时得到增 韧与增强(卢锡年、卢锡年、张芮，力夢夢孩，1995, 5;卢锡年、张芮， 茇合辦沐1995， 4)。在实际材料制备中，如何获得弹性体包覆无机填料的壳-核结构是制备高 韧性、高刚性共混材料的关键。目前的研究偏重于加入功能化组份来促进包 覆结构的生成(Premphet K.和Horanont P.， 尸0/7yz7er， 2000,41,9283; Premphet K.和Horanont P. ， / ^7/7//.户W/瓜Sc/. ， 2000,76,1929 )。孙卫 健通过加入特殊助偶联剂，促使弹性体在熔融共混中包覆填料，获得了良好 的结果(孙卫健，/t羊戎^， 2000， 10)。但这种方法需添加特殊合成的助 偶联剂，而且不同基体和填料对助偶联剂化学结构有不同的要求，因而在应 用中也有一定的局限性。中国专利02160127. 5公开了一种聚对苯二曱酸乙二醇酯组合物，该组合 物包含有以下组分聚对苯二曱酸乙二醇酯、平均粒径为0. 02 ~ 0. 3pjii的具有交联结构的粉末橡胶、未硫化的橡胶与极性单体的接枝物和/或热塑性弹性体与极性单体的接枝物等；其中，以聚对苯二曱酸乙二醇酯树脂重量份数为 100份计，粉末橡胶的含量为1~20份。该组合物具有良好韧性和加工性能，并同时保持有较好的强度和刚性。中国专利200310103224. 7也公开了一种聚对苯二曱酸乙二醇酯组合物， 其包含有以下组分聚对苯二曱酸乙二醇酯、平均粒径为30 200nm的具有 交联结构的丁苯吡粉末橡胶等；其中，以聚对苯二曱酸乙二醇酯树脂重量份 数为100份计，丁苯吡粉末橡胶的含量为1~20份。通过将以上组分熔融共 混而制得聚对苯二曱酸乙二醇酯组合物。中国专利200410017174.5则公开了 一种高韧性聚对苯二曱酸乙二醇酯 (PET)共混物及其制备方法。这种高韧性PET共混物的组成为PET、含有环氧 基团的弹性体和含氮的交联剂。在250 ~ 300。C的加工温度下将上述成分加入 到双螺杆挤出机中，在剪切混合的同时，交联剂会与环氧基团发生开环反应 使得带有环氧基团的弹性体交联，交联的弹性体分散在PET连续相中，可以 提高PET的抗冲击性能。上述这些专利基本上仍属单纯的橡塑共混物，整体材料的刚性和强度较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种增韧改性的PET复合材料。为此，本专利技术利用 弹性体和无机纳米材料协同增韧PET,在大幅度提高PET韧性的同时，尽可 能保持PET的其它性能，得到一种具有较好综合性能的PET复合材料。为实现上述的专利技术目的，本专利技术提供了一种聚对苯二曱酸乙二醇酯的复 合材料，以重量份计，该复合材料包含以下的组份聚对苯二曱酸乙二醇酯 100 弹性体 1-40 无机纳米材料 1-50 表面处理剂 0.01-10 。优选地，以重量份计，上述的复合材料包含以下的组份 聚对苯二甲酸乙二醇酯 100 弹性体 5-30 无机纳米材料 5-40 表面处理剂 0. 05-5 。更优选地，以重量份计，上述的复合材料包含以下的组份 聚对苯二曱酸乙二醇酯 100 弹性体 5-20 无机纳米材料 5-30 表面处理剂 0. 1-3 。实际上，在本专利技术中，根据所使用的弹性体、无机纳米材料和表面处理 剂等的不同，PET复合材料中所使用的各组份的含量可以不同。在本专利技术的聚对苯二曱酸乙二醇酯的复合材料中，所采用的PET的特性 黏度可以在0. 4-1. 0dl/g之间。在本专利技术中，弹性体可以为选自于如下 一组物质中的 一种或 一种以上的 物质新型热塑性的聚烯烃弹性体(POE)、、马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、三 元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、二元乙丙橡胶、马来酸酐接枝二 元乙丙橡胶和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。在本专利技术中，无机纳米材料可以为选自于如下一组物质中的一种或一种 以上的物质纳米石灰酸钓、纳米二氧化硅、纳米二氧化4太、纳米蒙脱土和纳米氢氧化镁。这种纳米材料的粒子至少在一维方向上的尺寸在10-300纳米之 间，优选在20-100纳米之间。在本专利技术中，表面处理剂可以为选自于如下一组物质中的一种或一种以 上的物质硬脂酸、硬脂酸镁、硬脂酸钠、硬脂酸钙、稀土表面处理剂(W0T)、 曱基丙烯酰氧基丙基三曱氧基硅烷偶联剂、乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂和氨丙基甲基二乙氧基硅烷偶联剂。其中，稀土表面处理剂可以是一种以轻稀土元素为基的多中心表面处理 剂，该多中心表面处理剂是由金属酸酯基焦磷酸、轻稀土氧化物、轻稀土有 机配合物通过熔融反应、脱水反应而制得的。熔融反应可以在60~150°C、 优选在70~ 140°C、更本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料，以重量份计，该复合材料包含以下的组份： 聚对苯二甲酸乙二醇酯 １００ 弹性体 １－４０ 无机纳米材料 １－５０ 表面处理剂 ０．０１－１０。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄锐，陈俊，郑德，钱玉英，何阳，
申请(专利权)人：广东炜林纳功能材料有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]
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