專利名稱：一種玻璃纖維增強耐水解聚酯材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及改性聚酯材料及其制備方法，具體地說，是一種玻璃纖維增強耐水解聚酯材料及其制備方法。
背景技術：
聚酯材料具有非常突出的耐化學試劑性、耐熱性和優良的機械強度、電絕緣特性和熱穩定性等優勢，但卻存在缺口沖擊敏感的缺點，而玻璃纖維增強的聚酯材料則彌補了聚酯材料的這一缺陷，使其廣泛的應用于電子電氣、汽車、家電等領域。由于聚酯材料的吸水率較低，使其在較為潮濕環境下依然能正常穩定的工作，但是由于聚酯含有酯鍵，所以在一些相對濕度較大、溫度較高的工作環境下聚酯材料就會發生降解，降解過程中產生的酸還會進一步催化聚酯材料的降解和腐蝕，使得聚酯材料性能急劇降低，影響其正常使用，嚴 重限制了聚酯材料的推廣應用。因此，研究開發一種玻璃纖維增強耐水解聚酯材料尤為重要。中國專利文獻CN 200710125558. 2，
公開日2008年7月16日，公開了一種環保阻燃玻纖增強聚酯合金材料及其制備方法，該聚酯合金材料是由以下重量配比的原料組成聚碳酸酯50-70%，聚酯10-40%，相容劑3-5%，阻燃劑3_6%，抗氧劑O. 1_1%，潤滑劑O. 3-1%,玻璃纖維3. 5-10% ;其制備方法是以聚碳酸酯、線性飽和聚酯為基體樹脂，加入相容劑、阻燃劑、抗氧劑、潤滑劑、玻璃纖維，經過雙螺桿擠出機造粒而成，該聚碳酸酯合金材料表面光亮度高，但并不能得知其耐水解性能；中國專利文獻CN 2011102636. 7. 5，申請日2011年9月7日，公開了一種阻燃玻纖增強PET/PTT/PBT合金材料及其制備方法，采用的原料及其重量份為=PET 10-30份，PTT 10-30份，PBT 20-40份，相容劑3-10份，復合阻燃劑5-20份，抗氧劑O. 1-0. 5份，潤滑劑O. 1-0. 5份，玻璃纖維10-30份，該合金材料阻燃性能優異，收縮率滴，尺寸穩定，表面光澤度高，但是耐水解性能方法未見改善。目前關于耐水解性能優異的玻璃纖維增強聚酯材料還未見報道。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種玻璃纖維增強耐水解聚酯材料。本發明的再一的目的是，提供一種玻璃纖維增強耐水解聚酯材料的制備方法。為實現上述目的，本發明采取的技術方案是
一種玻璃纖維增強耐水解聚酯材料，所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料由以下重量百分比的原料制成
聚酯30-80%，
玻璃纖維 5-40%，
相容劑3-10%，
耐水解劑 O. 3-20%，抗氧劑O. 1-0. 5%，
潤滑劑O. 1-0. 5%。優選的，所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料是由以下重量百分比的原料制成 聚酯 60%，
玻璃纖維 30%，
相容劑3.8%，
耐水解劑 5. 5%，
抗氧劑0.4%,
潤滑劑O. 3%。所述的聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯和/或聚對苯二甲酸丁二醇酯。所述的玻璃纖維為E-CS玻璃纖維；
所述的相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物和/或乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物；
所述的耐水解劑為碳化二亞胺、環酐、帶環氧基團分子、惡唑衍生物、異氰酸酯中的一種或幾種；
所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的復配體系；
所述的抗氧劑為抗氧劑1098與抗氧劑168的復配體系；
所述的潤滑劑為硅酮粉MB-4和/或TAF。為實現上述第二個目的，本發明采取的技術方案是
如上任一所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟
(1)按如上所述的重量百分比秤取原料；
(2)將步驟I)秤取的聚酯原料在110°C下烘7-9小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合5-10分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入螺桿機中擠出并水冷造粒，螺桿機的轉速為180-600轉/分，溫度為235-255°C。本發明優點在于
1、本發明的聚酯材料力學性能更佳；
2、本發明的聚酯材料在長期潮濕或高溫工作環境下，材料的力學性能保持率高，耐水解性能好；
3、本發明的聚酯材料流動性好，表面浮纖少，加工性能優異；
4、本發明的聚酯材料成本低；
綜合以上各項優點可知，本發明的聚酯材料在電子電氣、汽車、家電等領域具有極為廣闊的應用前景。
具體實施例方式下面對本發明提供的具體實施方式
作詳細說明。本文中所述的聚對苯二甲酸乙二醇酯英文名是polyethylene terephthalate,簡稱PET，是由對苯二甲酸二甲酯與乙二醇酯交換或以對苯二甲酸與乙二醇酯化先合成對苯二甲酸雙羥乙酯，然后再進行縮聚反應制得，屬結晶型飽和聚酯，平均分子量(2-3) X 104，重均與數均分子量之比為I. 5-1. 8，優選工程塑料級的；所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯英文名是polybutylene terephthalate,簡稱PBT,為乳白色半透明到不透明、結晶型熱塑性聚酯，具有高耐熱性、韌性、耐疲勞性，自潤滑、低摩擦系數；所述的玻璃纖維ECS是一種無堿玻璃纖維短切纖維，具體使用的是玻璃纖維巨石集團短切玻纖ECS 13-4. 5-534A，但不僅限于此，本發明還可以使用其他型號無堿玻璃纖維短切纖維；所述的乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物是法國阿科瑪公司的AX8900 ;所述的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物是杜邦公司的PTW可用于PET/PBT增韌改性；所述的環酐具體使用的是1，I-環己基二乙酸酐；所述的帶環氧基團分子包括環氧樹脂等；所述的環氧樹脂是分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物，具體使用的是無錫光明化工有限公司E-20 (601);所述的惡唑衍生物具體使用的是2-惡唑烷酮；所述的抗氧劑1098英文名Antioxidant 1098，中文別名N, N，-雙-(3-(3, 5- 二叔丁基~4~羥基苯基)丙酰基)己二胺，分子式=C4tlH64N2O4，主要用于聚酰胺、聚烯烴、聚苯乙烯、ABS樹脂、縮醛類 樹脂、聚氨酯以及橡膠等聚合物的合成與加工；所述的抗氧劑168英文名Tns-(2. 4-di-tert-butyl) -phosphite,中文名稱 三[2. 4_ 二叔丁基苯基]亞磷酸酯,分子式C42H6303P,是一種低揮發性有機合成抗氧阻聚劑，廣泛用于聚丙烯、聚乙烯、ABS、聚碳酸纖維及聚酯樹脂等各類塑料的合成與加工；所述的硅酮粉為桐城市信得化工有限公司MB-4 ;所述的TAF中文名稱為N，N-雙乙撐硬脂肪酸酰胺，具有很好的耐溫性，主要用于加工溫度要求高的工程塑料改性和PC、PPS增強、阻燃改性；本發明的潤滑劑并不限于硅酮粉MB-4和/或TAF，也可以是硬脂酸酰胺、硅氧烷等。實施例I本發明的聚酯材料制備(一)
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT60%，玻璃纖維ECS13-4. 5-534A 30%，相容劑AX8900 3. 8%，碳化二亞胺O. 5%，環氧樹脂5%，抗氧劑1098 O. 2%，抗氧劑168 O. 2%，潤滑劑MB-4 O. 3% ；
(2)將步驟I)秤取的PBT在110°C下烘8小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合8分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入雙螺桿擠出機中熔融、混煉、擠出并水冷，再經干燥后切粒、包裝，螺桿機的轉速為260轉/分，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度在235-255°C。實施例2本發明的聚酯材料制備(二)
(1)按重量百分比秤取以下原料PBT40%, PET 20%，玻璃纖維ECS13-4. 5-534A 30%,相容劑AX8900 3. 8%，碳化二亞胺O. 5%，異氰酸酯5%，抗氧劑1098 O. 2%，抗氧劑168 O. 2%，潤滑劑TAF O. 3% ；
(2)將步驟I)秤取的PBT、PET在110°C下烘8小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合5分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入雙螺桿擠出機中熔融、混煉、擠出并水冷，再經干燥后切粒、包裝，螺桿機的轉速為500轉/分，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度在235-255°C。實施例3本發明的聚酯材料制備(三)(1)按重量百分比秤取以下原料=PET70%，玻璃纖維ECS13-4. 5-534A 15%，相容劑PTW10%，環酐2%，惡唑衍生物2.5%，抗氧劑1098 O. 1%，抗氧劑168 O. 1%，潤滑劑TAF 0.2%，潤滑劑 MB-4 O. 1% ；
(2)將步驟I)秤取的PET在110°C下烘7.5小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合10分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入雙螺桿擠出機中熔融、混煉、擠出并水冷，再經干燥后切粒、包裝，螺桿機的轉速為180轉/分，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度在235-255°C。實施例4本發明的聚酯材料制備(四)
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT64%，玻璃纖維ECS13-4. 5-534A 5%，相容劑AX8900 5%，相容劑PTW 5%，碳化二亞胺20%，抗氧劑1098 0.2%，抗氧劑168 0.3%，潤滑劑MB-4 O. 5% ；
(2)將步驟I)秤取的PBT在110°C下烘9小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合10分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入雙螺桿擠出機中熔融、混煉、擠出并水冷，再經干燥后切粒、包裝，螺桿機的轉速為200轉/分，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度在235-255°C。實施例5本發明的聚酯材料制備(五)
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT35%，玻璃纖維ECS13-4. 5-534A 40%，相容劑AX8900 10%，環氧樹脂5%，異氰酸酯4%，環酐5%，抗氧劑1098 O. 3%，抗氧劑168 O. 2%，潤滑劑 TAF O. 5% ；
(2)將步驟I)秤取的PBT在110°C下烘8小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合7分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入雙螺桿擠出機中熔融、混煉、擠出并水冷，再經干燥后切粒、包裝，螺桿機的轉速為500轉/分，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度在235-255°C。實施例6本發明的聚酯材料制備(六)
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT30%, PET 31.8%，玻璃纖維ECS13-4.5-534A25%,相容劑PTff 3%，碳化二亞胺10%,抗氧劑1098 O. 05%,抗氧劑168 O. 05%,潤滑劑MB-4
O.1% ；
(2)將步驟I)秤取的PBT在110°C下烘8小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合8分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入雙螺桿擠出機中熔融、混煉、擠出并水冷，再經干燥后切粒、包裝，螺桿機的轉速為450轉/分，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度在235-255°C。實施例7本發明的聚酯材料制備(七)
(I)按重量百分比秤取以下原料=PBT 19.3%，PET 40%，玻璃纖維ECS13-4. 5-534A10%,相容劑PTff 10%，異氰酸酯20%,抗氧劑1098 O. 1%，抗氧劑168 O. 1%，潤滑劑TAF
O.5% ；(2)將步驟I)秤取的PBT、PET在110°C下烘9小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合8分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入雙螺桿擠出機中熔融、混煉、擠出并水冷，再經干燥后切粒、包裝，螺桿機的轉速為300轉/分，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度在235-255°C。實施例8本發明的聚酯材料制備(八)
(1)按重量百分比秤取以下原料PET75%，玻璃纖維ECS13-4. 5-534A 5%，相容劑AX8900 10%，碳化二亞胺 9. 5%，抗氧劑 1098 O. 2%，抗氧劑 168 O. 2%，潤滑劑 MB-4 O. 1% ；
(2)將步驟I)秤取的PET在110°C下烘7小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合8分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入雙螺桿擠出機中熔融、混煉、擠出并水冷，再經干燥后切粒、包裝，螺桿機的轉速為300轉/分，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度在235-255°C。對比例I
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT40%，玻璃纖維ECS13-4. 5-534A 30%，相容劑AX8900 3. 8%，碳化二亞胺O. 5%，環氧樹脂25%，抗氧劑1098 0.2%，抗氧劑168 0.2%，潤滑劑MB-4 O. 3% ；
(2)將步驟I)秤取的PBT在110°C下烘8小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合8分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入雙螺桿擠出機中熔融、混煉、擠出并水冷，再經干燥后切粒、包裝，螺桿機的轉速為260轉/分，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度在235-255°C。對比例2
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT40%, PET 25. 2%，玻璃纖維ECS13-4. 5-534A30%，相容劑AX8900 3. 8%，碳化二亞胺O. 3%，抗氧劑1098 O. 2%，抗氧劑168 O. 2%，潤滑劑TAF O. 3% ；
(2)將步驟I)秤取的PBT、PET在110°C下烘8小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合5分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入雙螺桿擠出機中熔融、混煉、擠出并水冷，再經干燥后切粒、包裝，螺桿機的轉速為500轉/分，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度在235-255°C。對比例3
(1)按重量百分比秤取以下原料=PBT40%, PET 25. 6%，玻璃纖維ECS13-4. 5-534A30%，相容劑AX8900 3. 8%，碳化二亞胺O. 3%，潤滑劑TAF O. 3% ；
(2)將步驟I)秤取的PBT、PET在110°C下烘8小時；
(3)將所有原料放入高效混合機中混合5分鐘后出料；
(4)將步驟3)混合后的原料放入雙螺桿擠出機中熔融、混煉、擠出并水冷，再經干燥后切粒、包裝，螺桿機的轉速為500轉/分，所用的雙螺桿擠出機螺筒各分區溫度在235-255°C。
實施例9性能測試
將實施例1-2所制備的聚酯復合材料以及對比例1-3制備的材料均按標準尺寸注塑成標準試條，性能分別按國際標準進行測試。耐水解性能測試方法是將標準試條放置于氣候試驗箱中，850C，95%的相對濕度條件下，強制通風1500小時，每隔500小時取樣測試。性能測試結果如表I所示。表I本發明的聚酯性能測試結果
權利要求
1.一種玻璃纖維增強耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料是由以下重量百分比的原料制成 聚酯30-80%， 玻璃纖維 5-40%， 相容劑3-10%， 耐水解劑 0. 3-20%， 抗氧劑0. 1-0. 5%， 潤滑劑0. 1-0. 5%。
2.根據權利要求I所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料是由以下重量百分比的原料制成 聚酯60%， 玻璃纖維 30%， 相容劑3.8%， 耐水解劑 5. 5%， 抗氧劑0.4%, 潤滑劑0. 3%。
3.根據權利要求I所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的聚酯為聚對苯二甲酸乙二醇酯和/或聚對苯二甲酸丁二醇酯。
4.根據權利要求I所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的玻璃纖維為無堿玻璃纖維短切纖維。
5.根據權利要求I所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物和/或乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。
6.根據權利要求I所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的耐水解劑為碳化二亞胺、環酐、帶環氧基團分子、惡唑衍生物、異氰酸酯中的一種或幾種。
7.根據權利要求I所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑與亞磷酸酯類抗氧劑的復配體系。
8.根據權利要求7所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的抗氧劑為抗氧劑1098與抗氧劑168的復配體系。
9.根據權利要求I所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料，其特征在于，所述的潤滑劑為硅酮粉MB-4和/或TAF。
10.如權利要求1-9任一所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括以下步驟 (1)按權利要求I所述的重量百分比秤取原料； (2)將步驟I)秤取的聚酯原料在110°C下烘7-9小時； (3)將所有原料放入高效混合機中混合5-10分鐘后出料； (4)將步驟3)混合后的原料放入螺桿機中擠出并水冷造粒，所述的螺桿機的轉速為180-600 轉 / 分，溫度為 235-255°C。
全文摘要
本發明提供一種玻璃纖維增強耐水解聚酯材料，所述的玻璃纖維增強耐水解聚酯材料是由以下重量百分比的原料制成聚酯30-80%，玻璃纖維5-40%，相容劑3-10%，水解劑0.3-20%，抗氧劑0.1-0.5%，潤滑劑0.1-0.5%。本發明還提供上述玻璃纖維增強耐水解聚酯材料的制備方法將上述原料按重量百分比混合后放入螺桿機中擠出并水冷造粒，螺桿機的轉速為180-600轉/分，溫度為235-255℃。本發明材料的優點是力學性能更佳；耐水解性能好，力學性能保持率高；流動性好，表面浮纖少，加工性能優異；成本低，在電子電氣、汽車、家電等領域具有極為廣闊的應用前景。
文檔編號C08K7/14GK102702699SQ20121023332
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者孟成銘, 張強, 才勇, 王尹杰 申請人:上海日之升新技術發展有限公司