一种PET复合板材及其制备方法与流程

一种pet复合板材及其制备方法
技术领域
1.本技术涉及复合材料的技术领域，更具体地说，它涉及一种pet复合板材及其制备方法。

背景技术：

2.聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)是乳白或浅黄、高度结晶的聚合物，pet材料的机械强度、刚度、硬度高，滑动性能和耐磨强度好，电气绝缘性好，还具有非常好的耐蠕变性能、尺寸稳定性(优于pom)和生理惰性(适于与食品接触)。并且耐气候性、抗化学药品稳定性好，吸水率低，耐弱酸和有机溶剂，但不耐热水浸泡，不耐碱。因此，pet材料在建筑、车辆、屋顶隔热材料、运动器材、风能等领域被广泛应用。
3.相关技术中，随着社会的发展进步，人们对pet材料的机械性能等提出了许多新要求，为了扩大其应用领域，需要不断对pet材料进行改性，且改性重点主要有以下几个方面：(1)改善耐冲击性。pet分子链较高的刚性使得其冲击韧性差，当pet材料形成产品后，存在产品韧性差，易变形等诸多问题；(2)改善耐水性。由于pet分子中的酯键含量相对较高而导致耐水性差，且不耐热水浸泡，加工前必须干燥，使得pet制品在湿热条件下的应用受到限制。
4.针对上述相关技术，发明人认为pet材料存在有耐冲击性差以及耐水性差的缺陷。

技术实现要素：

5.为了改善pet材料存在有耐冲击性差以及耐水解性差的缺陷，本技术提供一种pet复合板材及其制备方法。
6.第一方面，本技术提供一种pet复合板材，采用如下的技术方案：一种pet复合板材，由包括以下重量份原料组成：聚对苯二甲酸乙二醇酯50-80份，硅氧烷聚合物5-10份，环氧化合物10-20份，聚乙烯醇纤维20-30份，硅烷偶联剂1-2份、相容剂1-3份，抗氧剂2-4份，填料粉末1-4份，玻璃纤维1-1.5份，mmt0.5-1份。
7.通过采用上述技术方案，硅氧烷聚合物的烷氧基会与空气中的水发生水解反应产生羟基结构，能够与聚对苯二甲酸乙二醇酯中的羧基或者羟基结合，或者缩合为si-o-si结构结合在聚对苯二甲酸乙二醇酯表面，一方面较多的硅氧键结合在聚对苯二甲酸乙二醇酯表面，使其具有较低的表面能，减少灰尘等的附着，同时还具有很好的拒水效果；另一方面，能够减少聚对苯二甲酸乙二醇酯中的端羧基的含量，减少聚对苯二甲酸乙二醇酯对水的亲和力，从而提高了其耐水性能；环氧化合物中的环氧基团能够在高温条件下开环与聚对苯二甲酸乙二醇酯中的分子链端部的羧基发生反应，进一步减少了聚对苯二甲酸乙二醇酯中的端羧基的含量；聚乙烯醇纤维具有强度高模量高、伸度低、耐磨、抗酸碱、耐候性好，且无毒、无污染、不损伤人体肌肤，对人体无害的特点，熔融状态下聚乙烯醇纤维具有很好的粘接性能，起到将各原料进行黏结和固结的作用，使得制得的复合板材具有很好的抗酸碱性能，并且还提升了pet复
合板材的拉伸和弯曲等机械性能；玻璃纤维在硅烷偶联剂的作用下添加到原料中，使得复合板材抗冲击性能优异，韧性大，力学性能好。
8.优选地，所述硅氧烷聚合物、环氧化合物和聚乙烯醇纤维的重量份之比为1：(1-2)：(2-3)。
9.通过采用上述技术方案，当硅氧烷聚合物、环氧化合物和聚乙烯醇纤维的重量份之比为1：(1-2)：(2-3)时，使得制得的pet复合板材具有更好的耐水性能以及抗酸碱性能。
10.优选地，所述增韧剂包括pe-g-mah(聚乙烯接枝马来酸酐)、pp-g-mah(聚丙烯接枝马来酸酐)或poe-g-mah(马来酸酐接枝聚乙烯辛烯弹性体)中的一种或者多种。
11.通过采用上述技术方案，增韧剂能够有效的增加pet复合板材的抗冲击、拉伸以及硬度等机械性能，另外还能够增加聚对苯二甲酸乙二醇酯与mmt之间的相容性，以便于提高pet复合板材的机械性能。
12.优选地，所述硅氧烷聚合物包括二甲基甲氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基丙氧基硅烷、二甲基丁氧基硅烷、二甲基甲氧乙氧基硅烷中的一种或多种。
13.优选地，所述环氧化合物包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。
14.通过采用上述技术方案，甲基丙烯酸缩水甘油酯或者、丙烯酸缩水甘油酯中的环氧基团可在高温情况下开环与pet树脂的分子链端部的羧基反应，从而减少了聚对苯二甲酸乙二醇酯端部活性较高的羧基的含量，使聚对苯二甲酸乙二醇酯受热之后不易从端部羧基开始老化，以此提高受热后的耐老化性能。
15.优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或者两种。
16.通过采用上述技术方案，pet复合板材在生产过程中，通过添加抗氧剂，减少pet等在加工过程中高温氧化，使得pet复合板材在经过螺杆高温剪切后较大限度的保留其应有的性能，另外，抗氧剂还能延缓制品老化速度，从而延长pet复合板材的使用寿命。
17.优选地，所述填料粉末包括聚四氟乙烯粉末、氟化碳酸盐粉末和微晶石蜡粉末中的一种或者多种。
18.通过采用上述技术方案，聚对苯二甲酸乙二醇酯中的活性基团可与填料表面的羧基、羟基等发生反应，使得填料能够稳定附着在pet复合板材表面，由于聚四氟乙烯粉末、氟化碳酸盐粉末具有较低的表面能，因此，能够进一步增加pet复合板材的抗水性能；而微晶石蜡能够进一步增强pet复合板材的防水防潮性能。
19.优选地，所述微晶石蜡粉末的分子量小于400。
20.通过采用上述技术方案，分子量小于400的微晶石蜡粉末，会迁移析出在pet复合板材的表面，在pet表面形成一层防水结构，同时微晶石蜡粉末与聚四氟乙烯粉末起到协效防水防潮效果。
21.第二方面，本技术提供一种pet复合板材的制备方法，采用如下的技术方案：一种pet复合板材的制备方法，包括以下步骤：s1、将聚对苯二甲酸乙二醇酯在热风烘箱中烘干，除去水分；s2、按重量份将所有原料混匀，再投入预热装置中，并在100-120℃的环境中进行预热30-60min；s3、将预热后的混合材料导入至双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机将熔融后的
原材料进行挤压并切割成型得到复合板材，调整双螺杆挤出机的熔融温度为230-250℃、挤出机转速为150-260r/min。
22.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、硅氧烷聚合物的烷氧基会与空气中的水发生水解反应产生羟基结构，能够与聚对苯二甲酸乙二醇酯中的羧基或者羟基结合，或者缩合为si-o-si结构结合在聚对苯二甲酸乙二醇酯表面，一方面较多的硅氧键结合在聚对苯二甲酸乙二醇酯表面，使其具有较低的表面能，减少灰尘等的附着，同时还具有很好的拒水效果；另一方面，能够减少聚对苯二甲酸乙二醇酯中的端羧基的含量，减少聚对苯二甲酸乙二醇酯对水的亲和力，从而提高了其耐水性能。
23.2、熔融状态下聚乙烯醇纤维具有很好的粘接性能，起到将各原料进行黏结和固结的作用，使得制得的复合板材具有很好的抗酸碱性能，并且还提升了pet复合板材的拉伸和弯曲等机械性能。
24.3、甲基丙烯酸缩水甘油酯或者、丙烯酸缩水甘油酯中的环氧基团可在高温情况下开环与pet树脂的分子链端部的羧基反应，从而减少了聚对苯二甲酸乙二醇酯端部活性较高的羧基的含量，使聚对苯二甲酸乙二醇酯受热之后不易从端部羧基开始老化，以此提高受热后的耐老化性能。
具体实施方式
25.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。予以特殊说明的是：以下实施例中未注明具体条件者按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。实施例
26.实施例1一种pet复合板材的制备方法，包括以下步骤：s1、按重量份数计，将50份聚对苯二甲酸乙二醇酯在热风烘箱中烘干12h，除去水分；s2、按重量份数计，依次称取烘干后的聚对苯二甲酸乙二醇酯50份、硅氧烷聚合物二甲基甲氧基硅烷5份、环氧化合物丙烯酸缩水甘油酯10份、聚乙烯醇纤维20份、硅烷偶联剂1份、增韧剂pe-g-mah1份、抗氧剂1010 2份、填料粉末聚四氟乙烯粉末1份、玻璃纤维1份、mmt0.5份混合均匀，然后再投入到预热装置中，设置预热装置的温度为100℃，预热时间为30min，形成混合材料；s3、接着，再将预热后的混合材料导入至双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机将熔融后的混合材料进行挤压并切割成型得到pet复合板材，调整双螺杆挤出机的熔融温度为230℃、挤出机转速为150r/min。通过预热装置的作用，缩短后续对原材料的熔融时间，加快pet复合板材的挤出效率，同时也节约了能源，避免造成能源浪费的问题。
27.实施例2一种pet复合板材的制备方法，包括以下步骤：s1、按重量份数计，将60份聚对苯二甲酸乙二醇酯在热风烘箱中烘干12h，除去水分；
s2、按重量份数计，依次称取烘干后的聚对苯二甲酸乙二醇酯60份、硅氧烷聚合物二甲基乙氧基硅烷8份、环氧化合物甲基丙烯酸缩水甘油酯15份、聚乙烯醇纤维25份、硅烷偶联剂1.5份、增韧剂pp-g-mah 2份、抗氧剂168 3份、填料粉末氟化碳酸盐粉末3份、玻璃纤维1.5份、mmt1份混合均匀，然后再投入到预热装置中，设置预热装置的温度为110℃，预热时间为50min，形成混合材料；s3、接着，再将预热后的混合材料导入至双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机将熔融后的混合材料进行挤压并切割成型得到pet复合板材，调整双螺杆挤出机的熔融温度为240℃、挤出机转速为200r/min。通过预热装置的作用，缩短后续对原材料的熔融时间，加快pet复合板材的挤出效率，同时也节约了能源，避免造成能源浪费的问题。
28.实施例3一种pet复合板材的制备方法，包括以下步骤：s1、按重量份数计，将80份聚对苯二甲酸乙二醇酯在热风烘箱中烘干12h，除去水分；s2、按重量份数计，依次称取烘干后的聚对苯二甲酸乙二醇酯80份、硅氧烷聚合物二甲基丙氧基硅烷10份、环氧化合物甲基丙烯酸缩水甘油酯20份、聚乙烯醇纤维30份、硅烷偶联剂2份、增韧剂poe-g-mah 3份、抗氧剂168 4份、填料粉末微晶石蜡粉末3份、玻璃纤维1.5份、mmt1份混合均匀，然后再投入到预热装置中，设置预热装置的温度为120℃，预热时间为60min，形成混合材料；s3、接着，再将预热后的混合材料导入至双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机将熔融后的混合材料进行挤压并切割成型得到pet复合板材，调整双螺杆挤出机的熔融温度为250℃、挤出机转速为260r/min。通过预热装置的作用，缩短后续对原材料的熔融时间，加快pet复合板材的挤出效率，同时也节约了能源，避免造成能源浪费的问题。
29.实施例4一种pet复合板材的制备方法，包括以下步骤：s1、按重量份数计，将60份聚对苯二甲酸乙二醇酯在热风烘箱中烘干12h，除去水分；s2、按重量份数计，依次称取烘干后的聚对苯二甲酸乙二醇酯60份、硅氧烷聚合物二甲基乙氧基硅烷8份、环氧化合物甲基丙烯酸缩水甘油酯15份、聚乙烯醇纤维25份、硅烷偶联剂1.5份、增韧剂pp-g-mah 2份、抗氧剂168 3份、填料粉末聚四氟乙烯粉末1份、微晶石蜡粉末3份、玻璃纤维1.5份、mmt1份混合均匀，然后再投入到预热装置中，设置预热装置的温度为110℃，预热时间为50min，形成混合材料；s3、接着，再将预热后的混合材料导入至双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机将熔融后的混合材料进行挤压并切割成型得到pet复合板材，调整双螺杆挤出机的熔融温度为240℃、挤出机转速为200r/min。通过预热装置的作用，缩短后续对原材料的熔融时间，加快pet复合板材的挤出效率，同时也节约了能源，避免造成能源浪费的问题。
30.实施例5一种pet复合板材的制备方法，包括以下步骤：s1、按重量份数计，将60份聚对苯二甲酸乙二醇酯在热风烘箱中烘干12h，除去水分；
s2、按重量份数计，依次称取烘干后的聚对苯二甲酸乙二醇酯60份、硅氧烷聚合物二甲基乙氧基硅烷10份、环氧化合物甲基丙烯酸缩水甘油酯10份、聚乙烯醇纤维20份、硅烷偶联剂1.5份、增韧剂pp-g-mah 2份、抗氧剂168 3份、填料粉末氟化碳酸盐粉末3份、玻璃纤维1.5份、mmt1份混合均匀，然后再投入到预热装置中，设置预热装置的温度为110℃，预热时间为50min，形成混合材料；s3、接着，再将预热后的混合材料导入至双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机将熔融后的混合材料进行挤压并切割成型得到pet复合板材，调整双螺杆挤出机的熔融温度为240℃、挤出机转速为200r/min。通过预热装置的作用，缩短后续对原材料的熔融时间，加快pet复合板材的挤出效率，同时也节约了能源，避免造成能源浪费的问题。
31.实施例6一种pet复合板材的制备方法，包括以下步骤：s1、按重量份数计，将60份聚对苯二甲酸乙二醇酯在热风烘箱中烘干12h，除去水分；s2、按重量份数计，依次称取烘干后的聚对苯二甲酸乙二醇酯60份、硅氧烷聚合物二甲基乙氧基硅烷10份、环氧化合物甲基丙烯酸缩水甘油酯20份、聚乙烯醇纤维30份、硅烷偶联剂1.5份、增韧剂pp-g-mah 2份、抗氧剂168 3份、填料粉末氟化碳酸盐粉末3份、玻璃纤维1.5份、mmt1份混合均匀，然后再投入到预热装置中，设置预热装置的温度为110℃，预热时间为50min，形成混合材料；s3、接着，再将预热后的混合材料导入至双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机将熔融后的混合材料进行挤压并切割成型得到pet复合板材，调整双螺杆挤出机的熔融温度为240℃、挤出机转速为200r/min。通过预热装置的作用，缩短后续对原材料的熔融时间，加快pet复合板材的挤出效率，同时也节约了能源，避免造成能源浪费的问题。
32.实施例7一种pet复合板材的制备方法，包括以下步骤：s1、按重量份数计，将60份聚对苯二甲酸乙二醇酯在热风烘箱中烘干12h，除去水分；s2、按重量份数计，依次称取烘干后的聚对苯二甲酸乙二醇酯60份、硅氧烷聚合物二甲基乙氧基硅烷10份、环氧化合物甲基丙烯酸缩水甘油酯20份、聚乙烯醇纤维30份、硅烷偶联剂1.5份、增韧剂pe-g-mah1份、pp-g-mah 1份、poe-g-mah1份、抗氧剂168 3份、填料粉末氟化碳酸盐粉末3份、玻璃纤维1.5份、mmt1份混合均匀，然后再投入到预热装置中，设置预热装置的温度为110℃，预热时间为50min，形成混合材料；s3、接着，再将预热后的混合材料导入至双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机将熔融后的混合材料进行挤压并切割成型得到pet复合板材，调整双螺杆挤出机的熔融温度为240℃、挤出机转速为200r/min。通过预热装置的作用，缩短后续对原材料的熔融时间，加快pet复合板材的挤出效率，同时也节约了能源，避免造成能源浪费的问题。
33.在其他实施例中，硅氧烷聚合物还可以选自二甲基丁氧基硅烷、二甲基甲氧乙氧基硅烷中的一种或者多种。
34.表1：实施例1-7中pet复合板材的原料配比表
对比例对比例1与实施例1的区别在于，没有添加聚乙烯醇纤维。
35.性能检测试验
对实施例1-7及对比例1中制备的pet复合板材进行以下性能测试，具体测试数据见表2：拉伸强度：将pet复合板材按照iso 527-1/-2标准方法测试拉伸强度；弯曲强度：将pet复合板材按照iso 178标准方法测试弯曲强度；断裂拉伸率：将pet复合板材按照gb/t1843-2008测定断裂拉伸率；缺口冲击强度：将pet复合板材按照iso 179/1eu标准方法测试缺口冲击强度；耐水性测试：测试干燥状态下的pet复合板材的抗压强度f0，然后再将该pet复合板材放置水中浸泡15天后取出，并测试抗压强度f1，然后按照以下公式来计算软化系数，kf＝f1/f0。
36.表2：实施例1-7及对比例1中制备的pet复合板材的测试数据结合实施例1-7以及对比例1并结合表2可以看出，本技术实施例1-7制备的pet复合板材的各项机械性能均高于对比例1制备的pet复合板材的各项机械性能。对比文件1中没有添加聚乙烯醇纤维，聚乙烯醇纤维在熔融状态下具有很好的粘接性，能够将各原料有机的结合在一起，并加强了各原料之间的有机结合性，进而提升了pet复合板材的拉伸和弯曲等机械性能。
37.结合实施例2以及实施例4并结合表2可以看出，当填料粉末为聚四氟乙烯粉末和微晶石蜡粉末时，使得制备的pet复合板材具有更好的耐水性能。聚四氟乙烯粉末表面的羧基、羟基能够与聚对苯二甲酸乙二醇酯中的活性基团发生反应，从而降低了聚对苯二甲酸乙二醇酯中的活性基团的含量，使得pet复合板材具有较好的耐水性；另一方面，聚四氟乙烯粉末本身具有低的表面能，其会赋予pet复合板材具有较低的表面能，从而具有很好的拒水效果，提高了耐水性；此外，本技术实施例采用的微晶石蜡的分子量小于400，迁移析出在pet复合板材的表面，在pet表面形成一层防水结构，同时微晶石蜡粉末与聚四氟乙烯粉末起到协效防水防潮效果，进一步增加pet复合板材的耐水性。
38.结合实施例1-3以及实施例4-7并结合表2可以看出，当硅氧烷聚合物、环氧化合物
和聚乙烯醇纤维的重量份之比为1：(1-2)：(2-3)时，使得制得的pet复合板材具有更好的耐水性能，且pet复合板材还具有更好的拉伸强度以及缺口冲击强度。
39.结合实施例6以及实施例7并结合表2可以看出，当添加的增韧剂pe-g-mah、pp-g-mah和poe-g-mah的重量份之比为1:1:1时，制得的pet复合板材具有更好的拉伸强度以及缺口冲击强度。
40.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：

1.一种pet复合板材，其特征在于，由包括以下重量份原料组成：聚对苯二甲酸乙二醇酯50-80份，硅氧烷聚合物5-10份，环氧化合物10-20份，聚乙烯醇纤维20-30份，硅烷偶联剂1-2份、增韧剂1-3份，抗氧剂2-4份，填料粉末1-4份，玻璃纤维1-1.5份，mmt0.5-1份。2.根据权利要求1所述的pet复合板材，其特征在于：所述硅氧烷聚合物、环氧化合物和聚乙烯醇纤维的重量份之比为1：（1-2）：（2-3）。3.根据权利要求1所述的pet复合板材，其特征在于：所述相容剂包括pe-g-mah(聚乙烯接枝马来酸酐)、pp-g-mah(聚丙烯接枝马来酸酐)或poe-g-mah (马来酸酐接枝聚乙烯辛烯弹性体)中的一种或者多种。4.根据权利要求1所述的pet复合板材，其特征在于：所述硅氧烷聚合物包括二甲基甲氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基丙氧基硅烷、二甲基丁氧基硅烷、二甲基甲氧乙氧基硅烷中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的pet复合板材，其特征在于：所述环氧化合物包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的pet复合板材，其特征在于：所述抗氧剂包括抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或者两种。7.根据权利要求1所述的pet复合板材，其特征在于：所述填料粉末包括聚四氟乙烯粉末、氟化碳酸盐粉末和微晶石蜡粉末中的一种或者多种。8.根据权利要求8所述的pet复合板材，其特征在于：所述微晶石蜡的分子量小于400。9.根据权利要求1-8任一所述的一种pet复合板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将聚对苯二甲酸乙二醇酯在热风烘箱中烘干，除去水分；s2、按重量份将所有原料混匀，再投入预热装置中，并在100-120℃的环境中进行预热30-60min；s3、将预热后的混合材料导入至双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机将熔融后的混合材料进行挤压并切割成型得到复合板材，调整双螺杆挤出机的熔融温度为230-250℃、挤出机转速为150-260r/min。

技术总结

本申请涉及复合材料的技术领域，具体公开了一种PET复合板材/及其制备方法。一种PET复合板材由包括以下重量份原料组成：聚对苯二甲酸乙二醇酯，硅氧烷聚合物，环氧化合物，聚乙烯醇纤维，硅烷偶联剂、增韧剂，抗氧剂，填料粉末，玻璃纤维，MMT；其制备方法为包括以下步骤：S1、将聚对苯二甲酸乙二醇酯在热风烘箱中烘干，除去水分；S2、按重量份将所有原料混匀，再投入预热装置中，进行预热；S3、将预热后的混合材料导入至双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机将熔融后的原材料进行挤压并切割成型得到复合板材；另外，本申请的制备方法具有改善了PET材料存在有耐冲击性差以及耐水性差的缺陷的优点。在有耐冲击性差以及耐水性差的缺陷的优点。