阅读说明：本技术 一种高冲击强度仿陶瓷pet及其制备方法 (high-impact-strength ceramic-like PET and preparation method thereof ) 是由 万锋 杨杰 戴李宗 全敦华 王伟 陈明进 袁丛辉 孙玉璞 申应军 吴腾达 刁雪峰 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高冲击强度仿陶瓷PET及其制备方法,由如下质量百分比的组分制成：PET树脂25-40％、填充物50-70％、增韧剂3-10％、成核剂0.2-1％、结晶促进剂0.2-0.5％、偶联剂0.2-1％、抗氧剂0.2-0.5％、和润滑剂0.2-1％。本发明氧化锌作为仿陶瓷塑料的填充物,其自身比重大,且与塑料共混改性时易分散,比相同份数的硫酸钡在熔融挤出时更易加工,其制品耐冲击性能极佳,有望替代陶瓷材料。(The invention discloses high-impact-strength ceramic-like PET (polyethylene terephthalate) and a preparation method thereof, wherein the ceramic-like PET is prepared from 25-40% by mass of PET resin, 50-70% by mass of filler, 3-10% by mass of toughening agent, 0.2-1% by mass of nucleating agent, 0.2-0.5% by mass of crystallization promoter, 0.2-1% by mass of coupling agent, 0.2-0.5% by mass of antioxidant and 0.2-1% by mass of lubricant.)

一种高冲击强度仿陶瓷PET及其制备方法

技术领域

本发明属于PET制备技术领域，具体涉及一种高冲击强度仿陶瓷PET及其制备方法。

背景技术

陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。陶瓷制品具有自然、美观、耐用、成本低、硬度高等特点，其耐磨性、耐溶剂、耐候性极佳，陶瓷除了使用于食器、装饰上外，其在科学技术的发展中亦扮演着重要角色。但陶瓷也存在着烧制能耗高、韧性差、抗冲击性差、易碎等缺点。因此，人们转而对塑料制品替代陶瓷制品做出了大量研究。

塑料制品具有比重轻、抗冲击性好、易制备、易回收利用等优点，广泛应用于生活中的方方面面。但塑料制品本身也存在很多缺陷，譬如其表面硬度低，易划伤，耐溶剂、耐紫外光老化性能差，且容易燃烧。因此，用塑料代替陶瓷材料具有很大的难度。有人在塑料中添加色粉或者表面喷涂以达到具有陶瓷外观的塑料制品，但却缺少了陶瓷的质感，耐磨、耐候方面也达不到要求。也有人为了做出具有陶瓷质感的塑料制品，配方中添加大量的硫酸钡以及钛白粉，但由于硫酸钡和钛白粉本身具有难以分散的缺点，这就使塑料产品很难加工，而且所得制品抗冲击性能极差。有学者研究出以聚酰胺为基体，氧化锌为填充物，铁粉做为增重材料的仿陶瓷产品，该方法虽然能够降低加工难度，得到质地较重的仿陶瓷产品，但由于聚酰胺较差的耐候性，会导致这种产品的耐候性能远较陶瓷产品差，并不算一种真正的仿陶瓷产品，且金属粉对挤出机螺杆易造成损伤，会造成更大的损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种高冲击强度仿陶瓷PET及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种高冲击强度仿陶瓷PET，由如下质量百分比的组分制成：

上述PET树脂(东莞市创锦塑胶原料有限公司)的特征粘度为0.8～1.0dl/g，上述填充物为ZnO(济南世纪通达化工有限公司)，上述成核剂由改性复式成核剂NA-95(上海梁典化学品有限公司)和钠离子型E/MMA共聚物8920(美国杜邦)组成，上述结晶促进剂为三苄基叉丙醚双酯己醇PX-520(东莞三合化工有限公司)。

在本发明的一个优选实施方案中，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物(法国阿科玛)、乙烯-醋酸乙烯酯(美国杜邦)、乙烯-丙烯酸甲酯(美国杜邦)、乙烯-丙烯酸乙酯(美国陶氏)、乙烯-丙烯酸丁酯(法国阿科玛)或低密度聚乙烯(茂名石化)中的一种。

在本发明的一个优选实施方案中，所述偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷KH-550(南京曙光化工集团有限公司)或Y-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH-560(南京曙光化工集团有限公司)。

在本发明的一个优选实施方案中，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，其中，主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1010(BASF)或四(2，4-二叔丁基苯基-4，4’联苯基)双亚膦酸酯HostanoxP-EPQ，辅助抗氧剂为抗氧剂9228(美国Dover chemical)，主抗氧剂和辅助抗氧剂的质量比为1-3∶1。

在本发明的一个优选实施方案中，所述润滑剂为季戊四醇四硬脂酸酯GLYCOLUBEPETS(美国龙沙)、乙撑双硬脂酰胺EBS(马来西亚南韩)、聚二甲基硅氧烷(玛雅试剂有限公司)或硬脂酸锌(广州亿峰化工科技有限公司)。

在本发明的一个优选实施方案中，所述增韧剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸乙酯、乙烯-丙烯酸丁酯或低密度聚乙烯，所述偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷KH-550或Y-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷KH-560，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，其中，主抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1010或四(2，4-二叔丁基苯基-4，4’联苯基)双亚膦酸酯HostanoxP-EPQ，辅助抗氧剂为抗氧剂9228，主抗氧剂和辅助抗氧剂的质量比为1-3∶1，所述润滑剂为季戊四醇四硬脂酸酯GLYCOLUBE PETS、乙撑双硬脂酰胺EBS、聚二甲基硅氧烷或硬脂酸锌。

上述高冲击强度仿陶瓷PET的制备方法，包括如下步骤：

(1)按质量百分比称取各组分；

(2)将PET树脂和填充物在100℃的鼓风干燥箱中干燥，检测水分含量小于500PPM；

(3)将步骤(2)处理后的PET树脂、填充物、增韧剂、成核剂、结晶促进剂、偶联剂、抗氧剂和润滑剂置于低速混合机中混合均匀，得预混物；

(4)将步骤(3)所得的预混物加到双螺杆挤出机的主喂料斗，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，该挤出的温度为240-250℃，螺杆转速300-400r/min，即成。

本发明的有益效果是：

1、本发明以PET为基体，以氧化锌作为仿陶瓷塑料的填充物，氧化锌自身比重大，且与PET共混改性时易分散，比相同份数的硫酸钡在熔融挤出时更易加工，其制品耐冲击性能极佳，有望替代陶瓷材料。

2、本发明加入复式成核剂NA-95和钠离子型E/MMA共聚物8920作为成核剂，综合两者的优点，既避免了单一成核剂的不足之处，又兼顾了PET各个结晶温度段的结晶效果，使得所制备的PET在各个性能方面都有所提高

3、本发明的原料易购，价格便宜，拉低整体成本。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。

下述对比例和实施例包括如下步骤：

(1)按质量百分比称取各组分；

(2)将PET树脂和填充物在100℃的鼓风干燥箱中干燥，检测水分含量小于500PPM；

(3)将步骤(2)处理后的PET树脂、填充物、增韧剂、成核剂、结晶促进剂、偶联剂、抗氧剂和润滑剂置于低速混合机中混合均匀，得预混物；

(4)将步骤(3)所得的预混物加到双螺杆挤出机的主喂料斗，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出，该挤出的温度为240-250℃，螺杆转速300-400r/min，即成。

上述PET树脂的特征粘度为0.8～1.0d1/g，上述成核剂由改性复式成核剂NA-95和钠离子型E/MMA共聚物8920以1∶1的质量比组成，上述结晶促进剂为三苄基叉丙醚双酯己醇PX-520。

各对比例和实施例中的各组分的添加量如下表1所示：

表1

原料名称	对比例1	实施例1	对比例2	对比例3
					PET树脂	43.3	33.3	23.3	33.3
填充物(ZnO)	50	60	70	0
					填充物(BaSO<sub>4</sub>)	0	0	0	60
增韧剂(AX8900)	5	5	5	5
					成核剂(NA-95)	0.1	0.1	0.1	0.1
成核剂(8920)	0.1	0.1	0.1	0.1
					结晶促进剂(PX-520)	0.1	0.1	0.1	0.1
硅烷偶联剂(KH-550)	0.5	0.5	0.5	0.5
					抗氧剂(HostanoxP-EPQ)	0.3	0.3	0.3	0.3
辅助抗氧剂(9228)	0.1	0.1	0.1	0.1
					润滑剂(GLYCOLUBE PETS)	0.5	0.5	0.5	0.5

各对比例所获得的技术效果如下表2所示：

表2

通过表2表明：

通过对比对比例1、实施例1、对比例2及对比例3的数据可得，硫酸钡作为填充物制备的仿陶瓷PET冲击性能很差，密度也达不到要求，这与硫酸钡本身的特点有关，低目数的硫酸钡分散性差，与PET共混挤出时由于分散不均会造成爆釜现象，制得的样条也因为分散不均呈现出极差的力学性能，达不到仿陶瓷的目的；而氧化锌本身易分散，且自身比重大，与PET共混挤出较易，冲击性能也比较理想，能达到仿陶瓷的目的。对比对比例1、实施例1及对比例2的测试数据可得，对比例1与实施例1的冲击性能相当，而对比例2的冲击性较差，这说明氧化锌的组分越高，其冲击性能会随之递减，且加工难度也会越大。实施例1密度适中，与陶瓷本身密度(2.2～2.7g.cm^-3)相近，且冲击性能远远优于陶瓷，可作为仿陶瓷的理想材料。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。