[发明专利]一种抗应力开裂聚对苯二甲酸乙二酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性材料领域，具体涉及一种抗应力开裂聚对苯二甲酸乙二酯材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二酯是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得，属结晶型饱和聚酯，为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物。具有优良的机械性能，刚性高、硬度大，吸水性小，尺寸稳定性好，韧性好，耐冲击、耐摩擦、耐蠕变，耐化学性好。在汽车、航空、电子、机械等行业中得到广泛应用。

随着人们对材料抗应力开裂性能要求的不断提高，未经抗应力开裂改性的聚对苯二甲酸乙二酯已难以满足需求，因而，对聚对苯二甲酸乙二酯进行抗应力开裂改性成为必要。现今对聚对苯二甲酸乙二酯的抗应力开裂改性处理方法种类繁多，改性效果也很好，尤其是随着纳米材料的出现和应用，聚对苯二甲酸乙二酯的抗应力开裂性增加效果显著，使聚对苯二甲酸乙二酯能在更多领域大量使用，但也存在不足。纳米材料虽然具有抗应力开裂增强效果好，添加量小的优点，但也存在分散困难，成本高等缺陷。在进行抗应力开裂改性过程中，纳米材料分散不均会影响其抗应力开裂效果，得到的改性材料抗应力开裂性较差，对改性材料的生产和应用造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有聚对苯二甲酸乙二酯材料抗应力开裂性较差的缺陷，提供一种抗应力开裂聚对苯二甲酸乙二酯材料及其制备方法；本发明将经过针对性改性处理的纳米玄武岩纤维与聚对苯二甲酸乙二酯进行复合，并使纳米玄武岩纤维均匀分散在聚对苯二甲酸乙二酯体系中，得到的聚对苯二甲酸乙二酯材料抗应力开裂性能优异，有利于聚对苯二甲酸乙二酯在更多领域中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种抗应力开裂聚对苯二甲酸乙二酯材料，包括以下重量份原材料制备得到：50-60份的聚对苯二甲酸乙二酯、15-20份的聚氨酯、15-20份的纳米玄武岩纤维、2-5份的改性剂、0.3-0.8份的偶联剂、2-5份的交联剂、5-10份的聚醚多元醇。

上述一种抗应力开裂聚对苯二甲酸乙二酯材料，根据纳米玄武岩纤维和交联能增加树脂材料抗应力开裂性的基本原理，不仅通过针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高纳米玄武岩纤维与聚对苯二甲酸乙二酯之间的相容性，并使纳米玄武岩纤维在聚对苯二甲酸乙二酯中分散更均匀，使纳米玄武岩纤维对聚对苯二甲酸乙二酯的抗应力开裂性增强作用更好，还通过控制聚对苯二甲酸乙二酯的聚合度来使改性后的聚对苯二甲酸乙二酯材料在抗应力开裂性与加工性之间达到最佳平衡关系，从而使得到的聚对苯二甲酸乙二酯材料在具有优异的抗应力开裂性的条件下，也具有优异的加工性，使其可以在更多领域中得到应用。

上述一种抗应力开裂聚对苯二甲酸乙二酯材料，其中，所述的纳米玄武岩纤维直径为1-10nm，长径比为2-10︰1；纳米玄武岩纤维长径比越大，分散性越差，纳米玄武岩纤维长径比越小，对聚对苯二甲酸乙二酯的拉伸强度增强作用越差；优选的，所述的纳米玄武岩纤维直径为3-5nm，长径比为3-6︰1。

上述一种抗应力开裂聚对苯二甲酸乙二酯材料，其中，所述的改性剂为磷酸三甲酚酯与邻苯二甲酸二辛酯组成的混合物；所述的改性剂既能改善纳米玄武岩纤维与聚对苯二甲酸乙二酯的相容性，又能在纳米玄武岩纤维表面形成极性基团，利于分散；优选的，所述的改性剂中磷酸三甲酚酯与邻苯二甲酸二辛酯的物质的量之比为1︰1。

上述一种抗应力开裂聚对苯二甲酸乙二酯材料，其中，聚氨酯的聚合度越大，则交联后聚对苯二甲酸乙二酯材料的抗应力开裂性越差，加工性越好，聚氨酯的聚合物越小，则交联后聚对苯二甲酸乙二酯材料的抗应力开裂性越好，加工性越差，因此，选择合理的聚氨酯聚合度，是平衡抗应力开裂性和加工性的重要手段。所述的聚氨酯的聚合度为200-350；优选的，所述的聚氨酯的聚合度为250-300；最优的，所述的聚氨酯的聚合度为280；通过优选，得到的聚对苯二甲酸乙二酯材料既具有优异的抗应力开裂性，也具有较好的加工性，适合在更多领域中的应用。

其中，所述的聚对苯二甲酸乙二酯聚合度为600-1200；优选的，所述聚对苯二甲酸乙二酯的聚合度为800-1000；最优选的，所述的聚对苯二甲酸乙二酯的聚合度为900；通过优选，得到的聚对苯二甲酸乙二酯材料既具有优异的抗应力开裂性，也具有较好的加工性。

上述一种抗应力开裂聚对苯二甲酸乙二酯材料，其中，所述的偶联剂为羧基硅烷偶联剂；羧基硅烷能增加纳米玄武岩纤维与聚对苯二甲酸乙二酯以及改性剂之间的相容性，提高聚对苯二甲酸乙二酯材料的性能。