一种增强PET/PTT/纳米竹碳的复合材料

一种增强PET/PTT/纳米竹碳的复合材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种增强PET/PTT/纳米竹碳的复合材料。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种具有较高的熔融温度和玻璃化温度的结晶性聚合物，在一定的温度范围内保持优良的物理性能和力学性能，其耐疲劳性、耐摩擦性、耐老化性、电绝缘性特点极为突出，对大多数有机溶剂和酸较稳定，生产能耗较低，因而被广泛应用于合成纤维、薄膜和工程塑料等领域；但由于PET 刚性较强使得材料韧性较差，结晶速度较慢，成型模具温度高及成型周期长等缺点，大大限制了其应用范围。

聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是一种结晶速度快，融融温度和玻璃化温度较低的结晶性聚合物，具有特别优异的柔软性、弹性回复性，加工性能、电气性能、机械性能和尺寸的稳定性特点；PTT 纤维保持了PET 纤维的优良的抗皱性和耐化学性，柔软性、抗日光性、耐污性、低静电性、易染性、低吸水率并具有一定的抗水解稳定性等特点。但其模量较低、材料较软限制了PTT 使用范围。

纳米竹碳是由竹子烧制而成，由于纳米竹碳具有炭质致密、比重大、孔隙多、矿物质含量丰富，含有钾、镁、铁、锰、钙、锆等对人体有益的物质，且比表面积大，具有较强的吸附能力、抗菌、消臭、吸湿、干燥及良好的导电性、抗紫外性等功能。

将PET、PTT和纳米竹碳共混制备的PET/PTT/纳米竹碳复合材料，在性能上可以取长补短，将具有优良的成型加工、抗冲击、耐高温热老化、耐化学药品和抗菌防紫外性等优点，因而具有极大的社会意义和巨大的经济价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合性能优良的增强PET/PTT/纳米竹碳的复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种增强PET/PTT/纳米竹碳的复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 30%～56%、PTT 20%～30%、纳米竹碳5%～10%、相容剂2%～4%、玻璃纤维8%～12%、POE-g-GMA 5%～8%、纳米二氧化硅1%～3%、光稳定剂0.5%～2%、复合抗氧剂0.1%～0.5%、TAF 0.1%～1%。

所述PET为特征粘度为0.8～1.1dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯。

所述PTT为特性黏度0.7～0.9dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述纳米竹碳为表面经过纳米二氧化钛改性处理、且粒径在20～80nm的竹碳粉体。

所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯PS-g-GMA。

所述玻璃纤维为表面经过硅烷偶联剂处理、且直径在8～15μm的无碱短切玻璃纤维。

所述POE-g-GMA为增韧剂甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物。

所述纳米二氧化硅为粒径在20～40nm的气相二氧化硅纳米粒子。

所述光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。

所述复合抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

所述TAF为润滑剂改性乙撑双脂肪酸酰胺。

上述的一种增强PET/PTT/纳米竹碳的复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，待用；

（2）、按重量配比称取干燥的PET和PTT加入高速混合器中，并按重量配比加入纳米竹碳、相容剂、POE-g-GMA、纳米二氧化硅、光稳定剂、复合抗氧剂、TAF，使一起混合3～15分钟，待充分混合均匀后出料；

（3）、将步骤（2）的出料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口按重量配比加入所述玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融混炼1～2分钟，螺杆转速控制在150～500r/min，加工温度在210℃～280℃范围，然后挤出造粒，即得本发明的一种增强PET/PTT/纳米竹碳的复合材料。

本发明的有益效果是，本发明在具有PET、PTT各自原有优点的同时，还以纳米竹碳填充改性将大大提高了杀菌抗紫外性能，而且力学性能好，强度高，耐化学性强，成本低，低翘曲，外观好，易于推广。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种增强PET/PTT/纳米竹碳的复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 30%、PTT 30%、纳米竹碳10%、PS-g-GMA 4%、玻璃纤维12%、POE-g-GMA 8%、纳米二氧化硅3%、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2%、复合抗氧剂0.5%、TAF 0.5%，所述PET为特征粘度为0.8～1.1dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述PTT为特性黏度0.7～0.9dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述纳米竹碳为表面经过纳米二氧化钛改性处理、且粒径在20～80nm的竹碳粉体，所述玻璃纤维为表面经过硅烷偶联剂处理、且直径在8～15μm的无碱短切玻璃纤维，所述纳米二氧化硅为粒径在20～40nm的气相二氧化硅纳米粒子，所述复合抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

制备方法：（1）、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，待用；（2）、按重量配比称取干燥的PET和PTT加入高速混合器中，并按重量配比加入纳米竹碳、PS-g-GMA、POE-g-GMA、纳米二氧化硅、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、复合抗氧剂、TAF，使一起混合3～15分钟，待充分混合均匀后出料；（3）、将步骤（2）的出料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口按重量配比加入所述玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融混炼1～2分钟，螺杆转速控制在150～500r/min，加工温度在210℃～280℃范围，然后挤出造粒，即得本发明的一种增强PET/PTT/纳米竹碳的复合材料。

实施例2：

一种增强PET/PTT/纳米竹碳的复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 56%、PTT 20%、纳米竹碳5%、PS-g-GMA 3%、玻璃纤维8%、POE-g-GMA 5%、纳米二氧化硅2%、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.5%、复合抗氧剂0.2%、TAF 0.3%，所述PET为特征粘度为0.8～1.1dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述PTT为特性黏度0.7～0.9dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述纳米竹碳为表面经过纳米二氧化钛改性处理、且粒径在20～80nm的竹碳粉体，所述玻璃纤维为表面经过硅烷偶联剂处理、且直径在8～15μm的无碱短切玻璃纤维，所述纳米二氧化硅为粒径在20～40nm的气相二氧化硅纳米粒子，所述复合抗氧剂为质量比1：1的受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

制备方法：（1）、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，待用；（2）、按重量配比称取干燥的PET和PTT加入高速混合器中，并按重量配比加入纳米竹碳、PS-g-GMA、POE-g-GMA、纳米二氧化硅、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、复合抗氧剂、TAF，使一起混合3～15分钟，待充分混合均匀后出料；（3）、将步骤（2）的出料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口按重量配比加入所述玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融混炼1～2分钟，螺杆转速控制在150～500r/min，加工温度在210℃～280℃范围，然后挤出造粒，即得本发明的一种增强PET/PTT/纳米竹碳的复合材料。