[發明專利]一種聚對苯二甲酸乙二酯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711271448.7
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107778797A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 舒春柳
• 申請（專利權）人: 四川力智久創知識產權運營有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L75/04;C08L27/18;C08K9/06;C08K9/10;C08K3/34;C08J3/28
• 代理公司: 四川力久律師事務所51221
• 代理人: 熊曉果

技術領域

本發明涉及改性材料領域，具體涉及一種聚對苯二甲酸乙二酯復合材料及其制備方法。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二酯是由對苯二甲酸二甲酯與乙二醇酯交換或以對苯二甲酸與乙二醇酯化先合成對苯二甲酸雙羥乙酯，然后再進行縮聚反應制得，屬結晶型飽和聚酯，為乳白色或淺黃色、高度結晶的聚合物。具有優良的機械性能，剛性高、硬度大，吸水性小，尺寸穩定性好，韌性好，耐沖擊、耐摩擦、耐蠕變，耐化學性好。在汽車、航空、電子、機械等行業中得到廣泛應用。

隨著人們對材料耐磨性能要求的不斷提高，未經耐磨改性的聚對苯二甲酸乙二酯已難以滿足需求，因而，對聚對苯二甲酸乙二酯進行耐磨改性成為必要。現今對聚對苯二甲酸乙二酯的耐磨改性處理方法種類繁多，改性效果也很好，尤其是隨著納米材料的出現和應用，聚對苯二甲酸乙二酯的耐磨性增加效果顯著，使聚對苯二甲酸乙二酯能在更多領域大量使用，但也存在不足。納米材料雖然具有耐磨增強效果好，添加量小的優點，但也存在分散困難，成本高等缺陷。在進行耐磨改性過程中，納米材料分散不均會影響其耐磨效果，得到的復合材料耐磨性偏低，對復合材料的生產和應用造成不利影響。

發明內容

本發明的目的在于克服現有聚對苯二甲酸乙二酯材料耐磨性較差的缺陷，提供一種聚對苯二甲酸乙二酯復合材料及其制備方法；本發明將經過針對性改性處理的納米陶瓷顆粒與聚對苯二甲酸乙二酯進行復合，并使納米陶瓷顆粒均勻分散在聚對苯二甲酸乙二酯體系中，得到的聚對苯二甲酸乙二酯復合材料耐磨性能優異，有利于聚對苯二甲酸乙二酯在更多領域中的應用。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種聚對苯二甲酸乙二酯復合材料，包括以下重量份原材料制備得到：10-15份的納米陶瓷顆粒、5-10份的改性劑、20-30份的聚四氟乙烯、50-60份的聚對苯二甲酸乙二酯、0.3-0.8份的偶聯劑、1-3份的交聯劑、10-20份的聚氨酯。

上述一種聚對苯二甲酸乙二酯復合材料，根據納米陶瓷顆粒和交聯能增加樹脂材料耐磨性的基本原理，不僅通過針對性的篩選改性劑、偶聯劑和交聯劑的種類，來提高納米陶瓷顆粒與聚對苯二甲酸乙二酯之間的相容性，并使納米陶瓷顆粒在聚對苯二甲酸乙二酯中分散更均勻，使納米陶瓷顆粒對聚對苯二甲酸乙二酯的耐磨性增強作用更好，還通過控制聚對苯二甲酸乙二酯的聚合度來使改性后的復合材料在耐磨性與加工性之間達到最佳平衡關系，從而使得到的復合材料在具有優異的耐磨性的條件下，也具有優異的加工性，使其可以在更多領域中得到應用。

上述一種聚對苯二甲酸乙二酯復合材料，其中，所述的納米陶瓷顆粒粒徑為10-80nm；納米陶瓷顆粒粒徑越小，分散性越差，納米陶瓷顆粒粒徑越大，對聚對苯二甲酸乙二酯的耐磨增強作用越差；優選的，所述的納米陶瓷顆粒粒徑為30-50nm；最優選的，所述的納米陶瓷顆粒粒徑為40nm。

其中，優選的，所述的納米陶瓷顆粒為納米氧化硅陶瓷、納米氮化硅陶瓷、納米碳化硅陶瓷中的一種或多種；優選的納米陶瓷顆粒在多種原料的作用下，與聚對苯二甲酸乙二酯的相容性更好，對復合材料的耐磨性增強作用最佳。

上述一種聚對苯二甲酸乙二酯復合材料，其中，所述的改性劑為季戊四醇硬脂酸酯與對苯二異氰酸酯組成的混合物；所述的改性劑既能改善納米陶瓷顆粒與聚對苯二甲酸乙二酯的相容性，又能在納米陶瓷顆粒表面形成極性基團，利于分散；優選的，所述的改性劑中季戊四醇硬脂酸酯與對苯二異氰酸酯的物質的量之比為1︰1。

上述一種聚對苯二甲酸乙二酯復合材料，其中，聚四氟乙烯的聚合度越大，則交聯后聚對苯二甲酸乙二酯復合材料的耐磨性越差，加工性越好，聚四氟乙烯的聚合物越小，則交聯后復合材料的耐磨性越好，加工性越差，因此，選擇合理的聚四氟乙烯聚合度，是平衡耐磨性和加工性的重要手段。所述的聚四氟乙烯的聚合度為120-200；優選的，所述的聚四氟乙烯的聚合度為140-180；最優的，所述的聚四氟乙烯的聚合度為160；通過優選，得到的復合材料既具有優異的耐磨性，也具有較好的加工性，適合。

其中，所述的聚對苯二甲酸乙二酯聚合度為600-1200；優選的，所述聚對苯二甲酸乙二酯的聚合度為800-1100；最優選的，所述的聚對苯二甲酸乙二酯的聚合度為1000；通過優選，得到的復合材料既具有優異的耐磨性，也具有較好的加工性。

上述一種聚對苯二甲酸乙二酯復合材料，其中，所述的偶聯劑為巰丙基甲基二甲氧基硅烷偶聯劑；巰丙基甲基二甲氧基硅烷能增加納米陶瓷顆粒與聚對苯二甲酸乙二酯以及改性劑之間的相容性，提高聚對苯二甲酸乙二酯復合材料的性能。