[发明专利]一种混杂纤维增强r-PET工程塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种混杂纤维增强r‑PET工程塑料及其制备方法，包括以下按重量份的组分：回收聚对苯二甲酸乙二醇酯30~50份、聚对苯二甲酸丁二醇酯16~40份、混杂纤维20~30份、硅酸钙5~15份、硅油5~15份、偶联剂0.5~3份、扩链剂0.2~1份、抗氧剂0.4~1.2份、相容剂0.5~2份，本发明的有益效果是：1、“浮纤”现象明显改善，韧性好；2、制品阻燃效率高，抑烟效果明显；3、通过添加适量的混杂纤维大大提升了制品的各项力学性能；4、采用塑料合金改性方法，获得高性能材料，改善并提高了单一塑料材料的性能；5、实现资源合理利用及降低成本。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料领域，具体是一种混杂纤维增强r-PET工程塑料及其制备方法。

背景技术

混杂纤维增强树脂基复合材料是指在同一基体中有两种或两种以上增强纤维的复合材料。根据混杂纤维在树脂基体中的分布，主要分为层间混杂、层内混杂和夹心混杂等形式。混杂复合材料常被要求高强度、低质量、低成本，在日常生活中被广泛应用。碳纤维不仅具有碳材料的固有本征特性，强度非常高，又具有良好的可加工性，且耐蚀性出色，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用。玻璃纤维具有较低的模量和较高的应变承受能力，成本较碳纤维的成本低很多，当用一部分玻璃纤维代替碳纤维时，复合材料的弯曲性能有了明显提高。因此，在设计复合材料时，应充分考虑增强材料的性能，以及各个组分间的质量分数，从而得出具有最优混杂比的复合材料。

聚对苯二甲酸乙二醇酯具有优良的力学性能、耐热性能、电性能以及化学稳定性，并且是一种廉价的热塑性工程塑料，但回收聚对苯二甲酸乙二酯(r-PET)存在的结晶速度慢、易翘曲、冲击性能差等缺陷，很大程度上限制了其应用范围。近些年来，国内外研究者已经有很多PET合金化改性研究成果，PET/聚酯合金能有效解决树脂间相容性的问题，且成本低。因此，开发出具有良好机械性能的聚酯合金种类成为热门。

“浮纤”现象是注塑成型制品常见的表面质量问题，一直困扰着塑料制品的生产制造，限制了纤维复合材料的应用。“浮纤”的形成原理是塑料熔体在注塑过程中产生“喷泉”效应，短切纤维由熔体中心向表面流动，当与温度较低的模具型腔接触时，纤维被瞬间冻结，凝固在表层形成“浮纤”。通过加入不同比例的硅酸钙和硅油的复配物对混杂纤维复合材料进行改性，从而改善“浮纤”现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混杂纤维增强r-PET工程塑料及其制备方法，以解决所述背景技术中提出的问题。

为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混杂纤维增强r-PET工程塑料，包括以下按重量份的组分：回收聚对苯二甲酸乙二醇酯30～50份、聚对苯二甲酸丁二醇酯16～40份、混杂纤维20～30份、硅酸钙5～15份、硅油5～15份、偶联剂0.5～3份、扩链剂0.2～1份、抗氧剂0.4～1.2份、相容剂0.5～2份。

r-PET为MFR：0.65～0.68g/10min、弯曲模量≥1800MPa、冲击强度(23℃)≥7kJ/m²、拉伸强度≥30MPa的切片，所述PBT为MFR：0.5～0.7g/10min、弯曲模量≥1600MPa、冲击强度(23℃)≥6.5kJ/m²、拉伸强度≥25MPa的粒料。

作为本发明再进一步的方案：所述硅酸钙为白度87，密度2.6g/cm³,吸油量210g/100g的微孔硅酸钙，通过和二甲基硅油复配使用，能明显改善注塑成型纤维制品中的“浮纤”现象，同时具有一定的阻燃性能，降低制品的烟气产生量。

作为本发明再进一步的方案：所述混杂纤维为经过硅烷偶联剂(KH-550)处理过的短切碳纤维和玻璃纤维，纤维直径均为5～10μm，混杂纤维的加入使材料的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度等有了极大的改善。

作为本发明再进一步的方案：所述硅油为二甲基硅油。