一种再生PET复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及pet再生，尤其涉及一种再生pet复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、在聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet），是一种半结晶性聚酯，分子链中含有苯环，酯基与柔性烷烃链结构，苯环两端与酯基相连，形成共轭结构，具有极大刚性链，制品具有优良的耐磨性、耐热性、耐化学品性；柔性脂肪链ch2结构仅有两个，被苯环限制运动，同时柔性链长不足，导致结晶速率稍慢，需要高模温，不完全结晶易导致翘曲分问题，但pet材料加工温度友好，价格低廉，因此对其改性，使其满足工业领域需求，成为重要研究方向。目前，聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）复合材料材料，作为五大主要工程塑料，广泛应用于电子、电器、通讯，以及汽车零部件等领域。

2、pet树脂做饮用水包装材料被广泛使用，一般为一次性使用，因此产生极大的资源浪费与环境污染，因此利用再生pet资源具有重要意义。作为饮用水瓶的pet产品种类较多，成分不同，造成产品性能不稳定，同时再生产品分子链较短、粘度低，无法直接回收作为工业级使用，对其扩链、避免回收热降解到来的问题，以及增强增韧成为重要改进方向。

3、矿泉水瓶等饮料瓶处理过程：

4、矿泉水瓶等饮料瓶分类：pet水瓶可分为碳酸饮料瓶、茶、水果汁类饮料瓶以及矿泉水饮料瓶，不同分类对应材料粘度不同，可分别进行后续改性；矿泉水瓶清洗：去除瓶盖、标签等非pet材质的部分，清洗、烘干；破碎：将初步清洗后的矿泉水瓶等放入破碎机，粉碎，后再次清洗、烘干，备用。

5、目前，面向新能源汽车，三电热管理系统制件，增加对材料阻燃性，电气性能的要求，pet材料的氧指数在20左右，属于易燃材料，因此需要进行阻燃改性，常用的阻燃剂，一为卤素阻燃剂，如溴~锑协同阻燃剂，但无法满足日益增长的环保要求，第二类，有机次磷酸盐阻燃剂，具有优异的阻燃性与电器性能，但由于分解产物具有酸性，加工时易导致pet发生降解，第三类，无机次磷酸铝阻燃剂，无机填料的加入对加工型、产品整体机械物性都有影响，阻燃剂的添加改进阻燃特性，但往往含量很高，影响整体机械性能的同时，其相容性的问题也会导致在后续使用过程中出现阻燃剂析出，阻燃能力下降，诱导材料降解等问题，因此对于无法满足汽车等工业领域对材料阻燃性能的需求。

6、如，公开号为cn109749376a的专利文献公开了一种技术方案，其实际使用溴锑阻燃剂复配三聚氰胺聚磷酸盐、次磷酸铝，添加量超过30%实现阻燃，cti达到340v，大量阻燃剂的添加对于材料整体机械性能有很大影响，同时溴锑阻燃剂对环境会产生一定程度污染。

7、公开号为cn112300543a的专利文献公开了一种技术方案，其实际使用pbt与pet材料复配，添加阻燃剂，实现cti400v，阻燃剂少量添加无法实现高性能阻燃。

8、公开号为cn112300543a的专利文献公开了一种技术方案，其通过加入甲基乙基次磷酸锌（zn~mep）和氮系三聚氰胺氰尿酸盐（mca）阻燃剂对pet材料进行改性，阻燃等级可达到ul94 v~0,但该体系为无纤阻燃体系，并没有解决无卤阻燃剂与玻纤的相容性问题，且无纤阻燃体系的物理机械性能与耐热性均不足，也没有cti指数的明显提升，大大限制了材料的应用；

9、对于回收pet材料，公开号为cn115895205a的专利文献公开了一种技术方案，其对海洋使用pet材料进行回收，添加pbt材料复配改性，同时添加扩链剂，复合阻燃剂，实现刚韧提升改性，冲击性能获得较佳提升，但没有玻纤增强，整体强度不足，耐热不足，同时不具有足够阻燃性，无法满足更大的汽车等工业领域的要求。

10、公开号为cn114805766a的专利文献公开了一种技术方案，其对废旧pet进行pbt复配改性，将回收材料首先进行解聚，解聚成bhet和bhbt单体，再进行酯交换缩聚，整个过程能耗较高，解聚成单体后缩聚增加反应控制的难度，以及对副反应物处理效果难以保证，原本成品的优势丧失，获得产物不能直接用于工业使用，还需要进一步改性，改性方案具有局限性。

技术实现思路

1、鉴于目前回收pet材料存在的上述不足，本发明提供一种再生pet复合材料及其制备方法，实现该材料自阻燃、增强电子传输及耐热化学稳定性，同时提升材料疏水性，增强复合材料的强度、韧性及耐漏电气痕性能。

2、为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

3、一种再生pet复合材料，由以下重量份的原料制备而成：

4、再生pet 50~80份；

5、含氟丙烯酸酯 10~30份；

6、扩链剂 0.1~1份；

7、引发剂 0.1~1份；

8、导热填料 3~15份；

9、玻纤 10~40份；

10、含氟硅烷偶联剂 2~8份；

11、增韧剂0.2~5份；

12、润滑剂0.1~2份；

13、抗氧剂0.2~1份；

14、热稳定剂0.2~1份。

15、优选的，扩链剂为缩水甘油酯扩链剂、马来酸酐、均苯四甲酸二酐pmda、1,6~已二异氰酸酯（hmdi）中的一种或多种。

16、优选的，引发剂为乙二醇、苯甲醇、苄醇、超支化聚醚中的一种或多种。

17、优选的，导热填料为氮化铝、鳞片状微米级六方氮化硼、氧化铝、氧化锌以及氧化镁中的一种或多种。

18、优选的，再生pet来自分类回收的塑料瓶。

19、优选的，含氟丙烯酸酯为五氟丙基丙烯酸酯。

20、优选的，含氟硅烷偶联剂为十三氟辛基三乙氧基硅烷（fas）。

21、优选的，抗氧剂为抗氧剂1076、tas~a中的一种或多种。

22、另一方面，本发明提出了一种再生pet复合材料的制备方法，用于制备上述的再生pet复合材料，其包括如下步骤：

23、扩链增粘：使用酸解或醇解方法预处理再生pet，并使用扩链剂进行扩链改性；

24、氟化接枝改性：向再生pet添加含氟丙烯酸酯，并使用引发剂，进行酯交换反应或水解酯交换反应，以实现含氟链段与pet的接枝共聚；

25、玻纤增强：使用含氟硅烷偶联剂对玻纤进行表面处理，得到处理后的玻纤；

26、熔融挤出：将经过扩链增粘和氟化接枝改性的再生pet、导热填料、处理后的玻纤、增韧剂、润滑剂、抗氧剂和热稳定剂混合，混合物进行熔融挤出、造粒，得到再生pet复合材料。

27、优选的，熔融挤出过程在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机的加工温度在190~290℃，螺杆转数200~400rpm。

28、优选的，混合物预热烘干后进行熔融挤出处理。

29、本发明实施的优点：该发明通过预处理回收pet以增加其反应活性，利用扩链剂显著提升链段长度与特性粘度，并引入氟化接枝改性实现自阻燃、增强电子传输及耐热化学稳定性，同时提升材料疏水性。此外，采用含氟硅烷偶联剂处理玻纤，改善其与pet基体的相容性，并增强复合材料的强度、韧性及耐漏电气痕性能。添加六方氮化硼作为导热填料，有效提升导热性能。最后，通过双螺杆挤出机实现高效熔融挤出，制备出性能优异的再生pet复合材料，为回收pet的高值化利用提供了创新方案。

技术特征：

1.一种再生pet复合材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的再生pet复合材料，其特征在于，所述扩链剂为缩水甘油酯扩链剂、马来酸酐、均苯四甲酸二酐pmda、1,6~已二异氰酸酯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的再生pet复合材料，其特征在于，所述引发剂为乙二醇、苯甲醇、苄醇、超支化聚醚中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的再生pet复合材料，其特征在于，所述导热填料为氮化铝、鳞片状微米级六方氮化硼、氧化铝、氧化锌以及氧化镁中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的再生pet复合材料，其特征在于，所述再生pet来自分类回收的塑料瓶。

6.根据权利要求1所述的再生pet复合材料，其特征在于，所述含氟丙烯酸酯为五氟丙基丙烯酸酯。

7.根据权利要求1所述的再生pet复合材料，其特征在于，所述含氟硅烷偶联剂为十三氟辛基三乙氧基硅烷。

8.根据权利要求1所述的再生pet复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1076、tas~a中的一种或多种。

9.一种再生pet复合材料的制备方法，用于制备权利要求1~8任一所述的再生pet复合材料，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出过程在双螺杆挤出机中进行，双螺杆挤出机的加工温度在190~290℃，螺杆转数200~400rpm。

技术总结
本发明公开了一种再生PET复合材料及其制备方法，所述再生PET复合材料包括再生PET、含氟丙烯酸酯、扩链剂、引发剂、导热填料、玻纤、含氟硅烷偶联剂、增韧剂、润滑剂、抗氧剂、热稳定剂。通过对再生PET进行扩链增粘和氟化接枝改性，并使用含氟硅烷偶联剂对玻纤进行表面处理，最终熔融挤出的再生PET复合材料具备自阻燃、增强电子传输及耐热化学稳定性，同时增强复合材料的强度、韧性及耐漏电气痕性能。

技术研发人员：刘春艳,王慧珊
受保护的技术使用者：上海中镭新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5