一種核殼增韌玻纖增強的ptt復合材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高分子材料技術領域，具體地說是一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料。
【背景技術】
[0002]聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)作為一種綜合性能優異的新型聚酯高分子材料，目前已廣泛應用于纖維、薄膜、工程塑料等領域，但未改性的PTT存在缺口沖擊強度低、缺口敏感性大的缺陷，這極大地限制了 PTT在各個領域中更廣泛的應用。將彈性體以分散粒子的方式均勻分散在PTT基體中，可以具有良好的增韌效果，但這種增韌方法的缺點是大量加入低模量的橡膠粒子后，會使PTT的韌性得到提高的同時降低其強度、剛性和耐熱性等性能；當采用剛性粒子對PTT進行增韌時，剛性粒子在提高PTT韌性的同時，還可提高PTT的強度、剛度和耐熱性，而且有助于改善加工流變性，剛性粒子增韌可以從廉價的原材料中得到成本較低、成型加工性能好的高性能PTT，但剛性粒子增韌須對剛性粒子表面進行必要的改性處理，如通過偶聯劑、相容劑提高剛性粒子與PTT基體的相容性問題，但單純使用偶聯劑、相容劑還遠不能完全解決剛性粒子難于增韌的問題。于是，提出使用PTT/彈性體/剛性無機粒子的多元復合體系填充增強增韌，即形成橡膠粒子-剛性粒子“包覆”結構或所謂的“殼-核”結構，發揮橡膠粒子(提高韌性但犧牲模量)與剛性粒子(提高剛性易，但提高韌性難)的各自優點，以起到有效的協同增強增韌作用。因為對于彈性體/無機剛性粒子復合增韌PTT體系，一方面由于彈性體的加入提高了基體的韌性，當加入無機剛性粒子時，其增韌效果尤為明顯，從而顯示出協同增韌作用；一方面，當彈性體與無機剛性粒子形成“軟核-硬殼”結構時，在剛性粒子和基體之間出現柔性界面層，增強了基體與填料的界面粘結，利于應力從基體到無機填料的傳遞，此外還可提高填料的分散性，降低其聚集趨勢，提高復合體系的綜合力學性能。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種具有優異力學性能的核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料，其組分按質量百分數配比為:PTT 60%?85%、無機粒子5%?15%、POE 5%?10%、丙烯酸0.01%?1%、引發劑0.01%?0.05%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤滑劑0.1%?1%、玻璃纖維8%?12%。
[0005]所述PTT為特性黏度0.7?1.2dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯。
[0006]所述無機粒子為粒徑小于5 μ m的碳酸鈣或硅灰石。
[0007]所述POE為乙烯-辛烯共聚彈性體。
[0008]所述引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二甲酸二乙酯中的一種。
[0009]所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1010或抗氧劑1076與抗氧劑168的復配物中的一種。
[0010]所述潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯或改性乙撐雙脂肪酸酰胺。
[0011]所述玻璃纖維為直徑在4?17 μπκ且表面經過硅烷偶聯劑處理的無堿短切玻璃纖維。
[0012]上述的一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)JfPTT置于強制空氣循環烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥6?8小時，將無機粒子于60°C?100°C溫度下干燥I?2小時，待用；
(2)、按重量配比稱取干燥的無機粒子加入料筒溫度在60V?80 °C的高速混合機中，攪拌3?15分鐘，然后采用噴霧工藝加入按重量配比稱取的丙烯酸和引發劑，攪拌10?45分鐘，再加入按重量配比稱取的POE，攪拌10?15分鐘，使形成“無機粒子-POE”的核殼粒子，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比稱取的抗氧劑和潤滑劑，使一起攪拌3?15分鐘，待充分混合均勻后出料；
(3)、將步驟(2)的混合料加入雙螺桿擠出機的主喂料口，同時從雙螺桿擠出機的側喂料口加入按重量配比稱取的玻璃纖維，通過雙螺桿擠出機熔融混煉I?2分鐘，螺桿轉速控制在120?400r/min，加工溫度在200 °C?280 °C范圍，然后擠出、冷卻造粒、干燥，即得本發明的一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料。
[0013]本發明的有益效果是，本發明通過對無機粒子表面預處理后與POE之間相互作用和發生接枝反應，形成以無機粒子為核、POE為殼的核殼微粒與PTT共混進行增韌改性，同時對PTT進行玻纖增強，使所得的復合材料具有優異的抗沖擊性和高強度、高耐熱、高化學穩定性等優點。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體的優選實施例來進一步說明本發明的技術方案。
[0015]實施例1:
一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料，其組分按質量百分數配比為:PTT 62%、無機粒子15%、POE 10%、丙烯酸0.55%、偶氮二異丁腈0.05%、抗氧劑1010 0.1%、改性乙撐雙脂肪酸酰胺0.3%、玻璃纖維12%，所述PTT為特性黏度0.7?1.2dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯，所述無機粒子為粒徑小于5 μ m的碳酸鈣，所述POE為乙烯-辛烯共聚彈性體，所述玻璃纖維為直徑在4?17 μπκ且表面經過硅烷偶聯劑處理的無堿短切玻璃纖維。
[0016]制備方法:(I)、將PTT置于強制空氣循環烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥6?8小時，將無機粒子于60°C?100°C溫度下干燥I?2小時，待用；(2)、按重量配比稱取干燥的無機粒子加入料筒溫度在60 °C?80 °C的高速混合機中，攪拌3?15分鐘，然后采用噴霧工藝加入按重量配比稱取的丙烯酸和偶氮二異丁腈，攪拌10?45分鐘，再加入按重量配比稱取的Ρ0Ε，攪拌10?15分鐘，使形成“無機粒子-Ρ0Ε”的核殼粒子，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比稱取的抗氧劑1010和改性乙撐雙脂肪酸酰胺，使一起攪拌3?15分鐘，待充分混合均勻后出料；(3)、將步驟(2)的混合料加入雙螺桿擠出機的主喂料口，同時從雙螺桿擠出機的側喂料口加入按重量配比稱取的玻璃纖維，通過雙螺桿擠出機熔融混煉I?2分鐘，螺桿轉速控制在120?400r/min，加工溫度在200°C?280°C范圍，然后擠出、冷卻造粒、干燥，即得本發明的一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料。
[0017]實施例2:
一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料，其組分按質量百分數配比為:PTT 75%、無機粒子10%、Ρ0Ε 6%、丙烯酸0.28%、偶氮二甲酸二乙酯0.02%、抗氧劑1076與抗氧劑168的復配物0.2%、改性乙撐雙脂肪酸酰胺0.5%、玻璃纖維8%，所述PTT為特性黏度0.7?1.2dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯，所述無機粒子為粒徑小于5 μπι的硅灰石，所述POE為乙烯-辛烯共聚彈性體，所述玻璃纖維為直徑在4?17 μπκ且表面經過硅烷偶聯劑處理的無堿短切玻璃纖維。
[0018]制備方法:(I)、將PTT置于強制空氣循環烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥6?8小時，將無機粒子于60°C?100°C溫度下干燥I?2小時，待用；(2)、按重量配比稱取干燥的無機粒子加入料筒溫度在60 °C?80 °C的高速混合機中，攪拌3?15分鐘，然后采用噴霧工藝加入按重量配比稱取的丙烯酸和偶氮二甲酸二乙酯，攪拌10?45分鐘，再加入按重量配比稱取的Ρ0Ε，攪拌10?15分鐘，使形成“無機粒子-Ρ0Ε”的核殼粒子，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比稱取的抗氧劑1076與抗氧劑168的復配物、改性乙撐雙脂肪酸酰胺，使一起攪拌3?15分鐘，待充分混合均勻后出料；(3)、將步驟(2)的混合料加入雙螺桿擠出機的主喂料口，同時從雙螺桿擠出機的側喂料口加入按重量配比稱取的玻璃纖維，通過雙螺桿擠出機熔融混煉I?2分鐘，螺桿轉速控制在120?400r/min，加工溫度在200°C?280°C范圍，然后擠出、冷卻造粒、干燥，即得本發明的一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料。
【主權項】
1.一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料，其特征在于，其組分按質量百分數配比為:PTT 60%?85%、無機粒子5%?15%、POE 5%?10%、丙烯酸0.01%?1%、引發劑0.01%?0.05%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤滑劑0.1%?1%、玻璃纖維8%?12%。
2.根據權利要求1所述的一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料，其特征在于，所述無機粒子為粒徑小于5 μπι的碳酸鈣或硅灰石。
3.根據權利要求1所述的一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料，其特征在于，所述引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二甲酸二乙酯中的一種。
4.根據權利要求1所述的一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料，其特征在于，所述玻璃纖維為直徑在4?17 μm、且表面經過硅烷偶聯劑處理的無堿短切玻璃纖維。
5.根據權利要求1所述的一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將PTT置于強制空氣循環烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥6?8小時，將無機粒子于60°C?100°C溫度下干燥I?2小時，待用； (2)、按重量配比稱取干燥的無機粒子加入料筒溫度在60V?80 °C的高速混合機中，攪拌3?15分鐘，然后采用噴霧工藝加入按重量配比稱取的丙烯酸和引發劑，攪拌10?45分鐘，再加入按重量配比稱取的Ρ0Ε，攪拌10?15分鐘，使形成“無機粒子-Ρ0Ε”的核殼粒子，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比稱取的抗氧劑和潤滑劑，使一起攪拌3?15分鐘，待充分混合均勻后出料； (3)、將步驟(2)的混合料加入雙螺桿擠出機的主喂料口，同時從雙螺桿擠出機的側喂料口加入按重量配比稱取的玻璃纖維，通過雙螺桿擠出機熔融混煉I?2分鐘，螺桿轉速控制在120?400r/min，加工溫度在200 °C?280 °C范圍，然后擠出、冷卻造粒、干燥，即得本發明的一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料。
【專利摘要】本發明公開了一種核殼增韌玻纖增強的PTT復合材料，其組分按質量百分數配比為：PTT 60%～85%、無機粒子5%～15%、POE 5%～10%、丙烯酸0.01%～1%、引發劑0.01%～0.05%、抗氧劑0.1%～0.5%、潤滑劑0.1%～1%、玻璃纖維8%～12%，所述玻璃纖維為直徑在4～17μm、且表面經過硅烷偶聯劑處理的無堿短切玻璃纖維。本發明的有益效果是，本發明通過對無機粒子表面預處理后與POE之間相互作用和發生接枝反應，形成以無機粒子為核、POE為殼的核殼微粒與PTT共混進行增韌改性，同時對PTT進行玻纖增強，使所得的復合材料具有優異的抗沖擊性和高強度、高耐熱、高化學穩定性等優點。
【IPC分類】C08K13-06, C08K7-14, C08K3-26, C08K9-04, C08L67-02, C08K9-06, C08K3-34
【公開號】CN104845218
【申請號】CN201410779820
【發明人】不公告發明人
【申請人】王妮娜
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2014年12月17日