基于核壳微粒增韧的PTT复合材料及其制备方法

基于核壳微粒增韧的PTT复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种基于核壳微粒增韧的PTT复合材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）作为一种综合性能优异的新型聚酯高分子材料，目前已广泛应用于纤维、薄膜、工程塑料等领域，但未改性的PTT存在缺口冲击强度低、缺口敏感性大、阻燃性差的缺陷，这极大地限制了PTT在各个领域中更广泛的应用。具有“核-壳”结构的无机粒子/弹性体填充PTT将具有很好的协同增韧增强效果，一方面由于弹性体的加入提高了PTT的韧性，当加入无机粒子时，其增韧效果尤为明显，从而显示出协同增韧作用；一方面，弹性体与无机粒子形成“软核- 硬壳”结构，使在无机粒子和PTT基体之间出现柔性界面层，增强了PTT基体与填料的界面粘结，利于应力从基体到无机填料的传递，此外还可提高填料的分散性，降低其聚集趋势，提高复合体系的综合力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃效果好、力学性能优异的基于核壳微粒增韧的PTT复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于核壳微粒增韧的PTT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 60%～85%、无机粒子5%～15%、TPU 5%～10%、不饱和有机酸0.01%～1%、引发剂0.01%～0.05%、阻燃剂5%～10%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。

所述PTT为特性黏度0.7～1.2dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述无机粒子为粒径在10～80nm的碳酸钙或粒径在20～40nm的二氧化硅。

所述TPU为热塑性聚氨酯弹性体。

所述不饱和有机酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、α-羟乙基丙烯酸、2-丁烯酸、顺丁烯二酸中的一种。

所述引发剂为偶氮二异、偶氮二异庚腈、偶氮二甲酸二乙酯中的一种。

所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一种。

所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物中的一种。

所述润滑剂为硬脂酸酯。

上述的基于核壳微粒增韧的PTT复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，将无机粒子于60℃～100℃温度下干燥1～2小时，待用；

（2）、按重量配比称取干燥的无机粒子加入料筒温度在60℃～80℃的高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后采用喷雾工艺加入按重量配比称取的不饱和有机酸和引发剂，搅拌10～45分钟，再加入按重量配比称取的TPU，搅拌10～15分钟，使形成“无机粒子-TPU”的核壳微粒，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比称取的阻燃剂、抗氧剂和润滑剂，使一起搅拌3～15分钟，待充分混合均匀后出料；

（3）、将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机中，在200℃～280℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的基于核壳微粒增韧的PTT复合材料。

本发明的有益效果是，本发明采用无机粒子与TPU发生接枝反应和形成以无机粒子为核、POE为壳的核壳微粒对PTT进行共混增韧改性，使所得复合材料具有优异的抗冲击性和耐热稳定性，而且阻燃性能好，强度高，加工性能优良，适应性广，成本低，易于工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种基于核壳微粒增韧的PTT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 64%、无机粒子15%、TPU 10%、丙烯酸0.55%、偶氮二异0.05%、十溴二苯乙烷10%、抗氧剂1010 0.1%、硬脂酸酯0.3%，所述PTT为特性黏度0.7～1.2dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述无机粒子为粒径在10～80nm的碳酸钙，所述TPU为热塑性聚氨酯弹性体。

制备方法：（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，将无机粒子于60℃～100℃温度下干燥1～2小时，待用；（2）、按重量配比称取干燥的无机粒子加入料筒温度在60℃～80℃的高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后采用喷雾工艺加入按重量配比称取的丙烯酸和偶氮二异，搅拌10～45分钟，再加入按重量配比称取的TPU，搅拌10～15分钟，使形成“无机粒子-TPU”的核壳微粒，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比称取的十溴二苯乙烷、抗氧剂1010、硬脂酸酯，使一起搅拌3～15分钟，待充分混合均匀后出料；（3）、将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机中，在200℃～280℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的基于核壳微粒增韧的PTT复合材料。

实施例2：

一种基于核壳微粒增韧的PTT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 76%、无机粒子10%、TPU 7.5%、甲基丙烯酸0.18%、偶氮二异庚腈0.02%、聚苯基膦酸二苯砜酯6%、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物0.1%、硬脂酸酯0.2%，所述PTT为特性黏度0.7～1.2dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述无机粒子为粒径在20～40nm的二氧化硅，所述TPU为热塑性聚氨酯弹性体。

制备方法：（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，将无机粒子于60℃～100℃温度下干燥1～2小时，待用；（2）、按重量配比称取干燥的无机粒子加入料筒温度在60℃～80℃的高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后采用喷雾工艺加入按重量配比称取的甲基丙烯酸和偶氮二异庚腈，搅拌10～45分钟，再加入按重量配比称取的TPU，搅拌10～15分钟，使形成“无机粒子-TPU”的核壳微粒，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比称取的聚苯基膦酸二苯砜酯、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、硬脂酸酯，使一起搅拌3～15分钟，待充分混合均匀后出料；（3）、将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机中，在200℃～280℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的基于核壳微粒增韧的PTT复合材料。