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CN114591608B - 一种易脱膜的玻纤增强pet组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

一种易脱膜的玻纤增强pet组合物及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种易脱膜的玻纤增强PET组合物及其制备方法与应用，包括如下重量份的组分：PET树脂100‑110份、第一母粒4‑8份、第二母粒4‑7份、玻璃纤维20‑60份；所述第一母粒的载体为弹性体，所述第一母粒包括第一载体和第一负载物，所述第一载体为弹性体，所述第一负载物包括无机成核剂、增塑剂和离子聚合物中的一种或组合；所述第二母粒包括第二载体和第二负载物，所述第二载体为热塑性树脂，所述第二负载物包括润滑剂、抗氧化剂和结晶促进剂中的一种或组合。本发明制得的PET组合物的综合性能好，流动性和脱模性好。

Description

一种易脱膜的玻纤增强PET组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种易脱膜的玻纤增强PET组合物及其制备方法与应用。
背景技术
PET作为一种半结晶性的工程塑料，经过玻纤增强之后的PET材料具有优异的电绝缘性能、强度和耐热性，广泛应用于线圈骨架、马达外壳、继电器壳体等电子电气产品上。但玻纤增强的PET存在结晶性能差、不易脱模、外观差等问题，限制了其他对成型性和外观要求比较高的领域的应用。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种易脱膜的玻纤增强PET组合物及其制备方法与应用。
为达到其目的，本发明所采用的技术方案为：一种易脱膜的玻纤增强PET组合物，其包括如下重量份的组分：PET树脂100-110份、第一母粒4-8份、第二母粒4-7份、玻璃纤维20-60份；所述第一母粒包括第一载体和第一负载物，所述第一载体为弹性体，所述第一负载物包括无机成核剂、增塑剂和离子聚合物中的一种或组合；
所述第二母粒包括第二载体和第二负载物，所述第二载体为热塑性树脂，所述第二负载物包括润滑剂、抗氧化剂和结晶促进剂中的一种或组合。
本发明中通过采用特定配方的第一母粒和第二母粒，不仅改善了材料生产的环境，优化了生产工艺，提高生产效果，还得到了具有高性能、良好脱模性以及流动性能的玻纤增强PET组合物。
优选地，所述第一母粒中包括如下重量份的组分：弹性体40-60份、无机成核剂10-30份、增塑剂20-40份、离子聚合物20-40份。
优选地，所述弹性体为三元乙烯共聚物；所述无机成核剂为滑石粉、SiO2、碳酸钙和云母粉中的一种或组合；所述增塑剂为季戊四醇类增塑剂；所述离子聚合物包括乙烯-甲基丙烯酸共聚物。
所述第一母粒能够加快PET结晶的速度，其主要在于所述第一母粒中的无机成核剂和粒子聚合物能够促进晶核的形成，有更多的成核点，而增塑剂的加入可以大大提高分子链的活动性，促进晶粒的生产，达到提高结晶速度的效果，缩短成型周期。优选地，所述第一母粒由以下方法制得：将各组分在高速混合机中混合后，经双螺杆挤出机在120-180℃下熔融挤出、冷却、造粒，得到所述第一母粒。
优选地，所述第二母粒中包括如下重量份的组分：热塑性树脂80-90份、润滑剂5-15份、抗氧化剂0.2-0.5份、结晶促进剂5-20份。
优选地，所述热塑性树脂为PE；所述润滑剂为聚酯蜡或/和硅酮类润滑剂；所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂；所述结晶促进剂为聚乙二醇。
所述第二母粒能够提高PET组合物的流动性，其主要在于所述第二母粒中的润滑剂的加入可以减少分子间的摩擦力，有利于链段的运动，同时结晶促进剂也具有比较高的流动性，可以提高复合材料的流动性。优选地，所述第二母粒由以下方法制得：将各组分在高速混合机中混合后，经双螺杆挤出机在120-180℃下熔融挤出、冷却、造粒，得到所述第二母粒。
优选地，所述PET树脂的特性粘度为0.52-0.9dL/g，测试方法参照为ASTM D4603-2003。所述PET树脂的特性粘度太低，成品韧性太差，且容易产生模垢；所述PET树脂的特性粘度太高，结晶性能比较差，流动性降低。
更佳地，所述滑石粉的平均粒径为1000-3000目。所述滑石粉粒径过小，对PET链段的运动限制不足；所述滑石粉粒径过高，在加工过程中产生的剪切作用越强，PET断链越严重，反而会导致成品熔体强度降低。
本发明还提供了一种所述易脱膜的玻纤增强PET组合物的制备方法，将各原料在高速混合机中混合后得到预混料，将所述预混料经双螺杆挤出机在180℃-270℃下熔融挤出、冷却、造粒得到成品；
所述双螺杆挤出机由加料口到机头的各螺筒温度分别是：180℃-210℃、250℃-260℃、250℃-270℃、250℃-270℃、220℃-240℃、220℃-240℃、220℃-240℃、220℃-240℃、220℃-240℃、230℃-250℃，螺杆转速为300-350转/分钟，喂料量为60-200kg/h，真空度为-0.1～0MPa。
本发明还提供了一种所述易脱膜的玻纤增强PET组合物在制备家电、汽车或电子电气产品中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：根据本发明配方制备的易脱膜的玻纤增强PET组合物，不仅改善了材料生产的环境，优化了生产工艺，提高生产效果，还得到了具有高性能、良好脱模性以及流动性性能的玻纤增强PET组合物。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例和对比例中所使用的原料均可通过市售购买获得，且平行实验所用的都是同一种。
原料来源如下，但不限于这些原料：
PET树脂：型号：PET FG600，厂家：仪征化纤，特性粘度为0.68，测试方法参照为ASTM D4603-2003。
第一母粒：
载体：三元乙烯共聚物，PTW，厂家：杜邦；
无机成核剂：滑石粉、型号：AH-1250N6，平均粒径为1250目，厂家：广西龙胜华美；
增塑剂：季戊四醇类增塑剂，市售；
离子聚合物：乙烯-甲基丙烯酸共聚物，型号：SURLYN 8920，厂家：杜邦。
所述第一母粒由以下方法制得：将50份PTW、12份滑石粉，20份DEH-40，28份SURLYN8920投入高速混合机中混合，再经双螺杆挤出机在120-180℃下熔融挤出、冷却、造粒得到所述第一母粒。挤出机各段温度分别为120℃-140℃、140℃-160℃、160℃-180℃、160℃-180℃、160℃-180℃、160℃-180℃、160℃-180℃、160℃-180℃、160℃-170℃、150℃-160℃，螺杆转速为250转/分钟，喂料量为100kg/h，真空度为-0.1MPa。
第二母粒：
热塑性树脂：PE，型号：6201XR，厂家：中石化；
润滑剂：聚酯蜡，市售；
抗氧化剂：阻酚类抗氧剂，市售；
结晶促进剂：为聚乙二醇，市售。
所述第二母粒由以下方法制得：将80份PE，10份LB-127A，0.5份Rianox1010，9.5份PEG-10000投入高速混合机中混合，再经双螺杆挤出机在120-180℃下熔融挤出、冷却、造粒得到所述第一母粒。挤出机各段温度分别为120℃-140℃、140℃-160℃、160℃-180℃、160℃-180℃、160℃-180℃、160℃-180℃、160℃-180℃、160℃-180℃、160℃-170℃、150℃-160℃，螺杆转速为250转/分钟，喂料量为100kg/h，真空度为-0.1MPa。
玻璃纤维，市售。
第一混合物：50份PTW、12份滑石粉，20份DEH-40，18份SURLYN 8920、80份PE，10份LB-127A，9.5份Rianox 1010，0.5份PEG-10000的混合物。
实施例1～6和对比例1～7的玻纤增强PET组合物按照如下方法制备：
将各原料在高速混合机中混合后得到预混料，将所述预混料经双螺杆挤出机在180℃-270℃下熔融挤出、冷却、造粒得到成品；所述双螺杆挤出机由加料口到机头的各螺筒温度分别是：180℃-210℃、250℃-260℃、250℃-270℃、250℃-270℃、220℃-240℃、220℃-240℃、220℃-240℃、220℃-240℃、220℃-240℃、230℃-250℃，螺杆转速为300转/分钟，喂料量为150kg/h，真空度为-0.1MPa。
性能测试
将实施例1～6和对比例1～7的玻纤增强PET组合物进行性能测试，测试方法如下：
(1)脱模性评价：采用一套壁厚为0.8mm的继电器外壳模具，设计为一模出40个产品，设置相同的注塑工艺和冷却时间，观察产品顶出时是否有粘模、顶裂，其中出现注塑机开模之后，产品粘附在模具上，无法自动从模具上脱落的情况时为粘模，出现产品脱膜后，表面有肉眼可见的开裂痕迹的情况时为顶裂，统计出现粘模或顶裂产品数量占所有产品数量的比值。
(2)熔指：根据ISO 1133-1:2011的标准，测试条件为270℃，2.16kg；
(3)拉伸强度：根据ISO 527-2-2012的标准测试材料的拉伸强度；
(4)热变形温度：根据ISO 75-2-2013的标准，负荷为1.80MPa，测试材料的热变形温度；
(5)外观评价：注塑150*150*2.0mm的方板，观察样板表面的浮纤情况。其中无明显浮纤是指样板表面不存在肉眼可见的白色痕迹。轻微浮纤是指样板表面存在肉眼可见的白色痕迹，且白色痕迹的数量为1～10。浮纤严重是指样板表面存在肉眼可见的白色痕迹，且白色痕迹的数量＞10。
结果如下：
实施例1～6的易脱膜的玻纤增强PET组合物配方(重量份)及性能如表1所示：
表1
Figure BDA0003558202990000051
Figure BDA0003558202990000061
对比例1～7的玻纤增强PET组合物配方(重量份)及性能如表2所示：
表2
Figure BDA0003558202990000062
结果分析
比较实施例1和对比例1，对比例1没有加入第二母粒，对比例1的脱膜性差，一半产品粘模、顶裂，而且注塑得到的样品外观较差，外面浮纤严重。比较实施例2和对比例2，对比例2没有加入第一母粒，对比例2的脱膜性差，严重粘模，无法正常顶出，而且热变形温度、熔融指数力学强度较低，注塑得到的样品外观较差，外面浮纤严重。由此可见，需要同时加入第一母粒和第二母粒，才能得到具有高性能、良好脱模性以及流动性能的玻纤增强PET组合物。
比较实施例3和对比例3，对比例3的第一母粒加入量过少，导致对比例3的脱膜性差，严重粘模，无法正常顶出，而且热变形温度和力学强度较低，注塑得到的样品外观较差，外面浮纤严重。比较实施例4和对比例4，对比例4的第一母粒加入量过多，导致对比例4的热变形温度和力学强度降低，注塑得到的样品外观表面存在轻微浮纤。由此可见，所述第一母粒的重量份为4-8份时，才能得到具有高性能、良好脱模性以及流动性能的玻纤增强PET组合物。
比较实施例5和对比例5～6可看出：对比例5的第二母粒加入量过少，导致对比例5的脱膜效果降低；对比例6的第二母粒加入量过多，导致对比例5的脱膜效果降低，而且注塑得到的样品外观表面存在轻微浮纤、飞边明显的问题。所述第二母粒的重量份为4-7份时，才能得到具有高性能、良好脱模性以及流动性能的玻纤增强PET组合物。
比较实施例5和对比例7可看出：对比例7将各种助剂直接与PET树脂和玻璃纤维混合后投入双螺旋挤出机，实施例5先制备第一母粒和第二母粒后再与PET树脂和玻璃纤维混合后投入双螺旋挤出机，对比例7的力学性能、热变形温度以及表面浮纤都更差一些。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种易脱膜的玻纤增强PET组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：PET树脂100-110份、第一母粒4-8份、第二母粒4-7份、玻璃纤维20-60份；
所述第一母粒包括如下重量份的组分：三元乙烯共聚物弹性体40-60份、无机成核剂10-30份、增塑剂20-40份、离子聚合物20-40份；
所述无机成核剂为滑石粉、SiO2、碳酸钙和云母粉中的一种或组合；所述增塑剂为季戊四醇类增塑剂；所述离子聚合物包括乙烯-甲基丙烯酸共聚物；
所述第二母粒包括如下重量份的组分：热塑性树脂80-90份、润滑剂5-15份、抗氧化剂0.2-0.5份、结晶促进剂5-20份；
所述热塑性树脂为PE；所述润滑剂为聚酯蜡或/和硅酮类润滑剂；所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂；所述结晶促进剂为聚乙二醇。
2.如权利要求1所述的易脱膜的玻纤增强PET组合物，其特征在于，所述第一母粒由以下方法制得：将各组分在高速混合机中混合后，经双螺杆挤出机在120-180℃下熔融挤出、冷却、造粒，得到所述第一母粒。
3.如权利要求1所述的易脱膜的玻纤增强PET组合物，其特征在于，所述第二母粒由以下方法制得：将各组分在高速混合机中混合后，经双螺杆挤出机在120-180℃下熔融挤出、冷却、造粒，得到所述第二母粒。
4.如权利要求1所述的易脱膜的玻纤增强PET组合物，其特征在于，所述PET树脂的特性粘度为0.52-0.9dL/g。
5.如权利要求1~4任一项所述的易脱膜的玻纤增强PET组合物的制备方法，其特征在于，包括：将各组分在高速混合机中混合后得到预混料，将所述预混料经双螺杆挤出机在180℃-270℃下熔融挤出、冷却、造粒，得到成品；
所述双螺杆挤出机由加料口到机头的各螺筒温度分别是：180℃-210℃、250℃-260℃、250℃-270℃、250℃-270℃、220℃-240℃、220℃-240℃、220℃-240℃、220℃-240℃、220℃-240℃、230℃-250℃，螺杆转速为300-350转/分钟，喂料量为60-200kg/h，真空度为-0.1~0MPa。
6.如权利要求1-4任一项所述的易脱膜的玻纤增强PET组合物在家电产品中的应用。
7.如权利要求1-4任一项所述的易脱膜的玻纤增强PET组合物在汽车或电子电气产品中的应用。
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