本發(fā)明涉及有機(jī)高分子材料領(lǐng)域，具體地說是一種低翹曲聚酯聚酮復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

我們知道，在手機(jī)、IPAD等消費(fèi)電子電器領(lǐng)域中，產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)性骨架材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了塑料代替金屬的轉(zhuǎn)變，其加工成型、模具設(shè)計(jì)與制造都相對(duì)的比采用金屬材料具有更大優(yōu)勢(shì)，并節(jié)約成本，縮短加工時(shí)間，提升了行業(yè)的進(jìn)步。但是在結(jié)構(gòu)性骨架材料的選擇方面，國外新材料公司占據(jù)著大部分的市場份額。而國內(nèi)的替代材料研發(fā)處于落后階段，在關(guān)鍵的性能方面與國外材料仍然存在差距。內(nèi)部骨架材料除了需要滿足UL94垂直燃燒測(cè)試和耐熱性要求外，還需要滿足低翹曲特性，尺寸穩(wěn)定性好，表面光滑，加工成型容易等要求，這樣才能夠保證手機(jī)制作加工過程的需要和客戶使用的安全性要求。因此開發(fā)能夠替代進(jìn)口的具有低翹曲性、良好尺寸穩(wěn)定性、耐熱性和高光澤度的結(jié)構(gòu)性骨架材料是必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低翹曲聚酯聚酮復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法，生產(chǎn)異型玻璃纖維增強(qiáng)的阻燃PET/POK合金材料，通過材料選擇，配方優(yōu)化，工藝調(diào)整，生產(chǎn)出具有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性能、力學(xué)性能優(yōu)異、耐熱性高、灼熱絲測(cè)試滿足750℃、2秒不起燃的要求，適用于高溫高濕等苛刻條件下，用于電子電器插座內(nèi)架、變壓器外殼等的原料。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種低翹曲聚酯聚酮復(fù)合材料，其特征在于，采用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、脂肪族聚酮、異型玻璃纖維、相容劑、聚溴化苯乙烯、銻酸鈉、抗滴落劑、羧酸鹽成核劑、成核劑復(fù)配物和抗氧劑為原料制備而成，它可以用下述方法制得：干燥、混合、擠出、切粒，最后制成低翹曲增強(qiáng)阻燃合金材料，原料組成以重量百分比計(jì)算包括：聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯40~45%、脂肪族聚酮5%~10%、異型玻璃纖維22~30%、相容劑5~8%、聚溴化苯乙烯6~10%、銻酸鈉3~5%、抗滴落劑0.2~1%、羧酸鹽成核劑0.2~0.8%、成核劑復(fù)配物0.2~0.8%和抗氧劑0.3~0.5%。

各原料以重量百分比計(jì)的優(yōu)選范圍為，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯42~45%、脂肪族聚酮8%~10%、異型玻璃纖維27~30%、相容劑5~6%、聚溴化苯乙烯8~10%、銻酸鈉3~4%、抗滴落劑0.2~0.8%、羧酸鹽成核劑0.2~0.6%、成核劑復(fù)配物0.2~0.4%和抗氧劑0.3~0.4%。

所述異型玻璃纖維，直徑為0.5～1.0μm，長度為20～80μm。

所述的相容劑是甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物或聚丙烯接枝馬來酸酐。

所述的成核劑為以碳鏈長C28-C32為主要成分的長鏈線性飽和羧酸鈉鹽和有機(jī)成分和無機(jī)成分成核助劑的優(yōu)化混合物。

所述的抗氧劑為空間受阻酚抗氧劑和膦酸鹽的增效混合物。

一種制造前述低翹曲聚酯聚酮復(fù)合材料的方法，其特征在于包括下述步驟：1）將聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯130℃干燥6小時(shí)，將脂肪族聚酮100℃干燥6小時(shí)，兩種原料水分含量保證在0.00%以下；2）將前述干燥好的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯倒入1#失重稱中；3）將前述干燥好的脂肪族聚酮倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌，攪拌同時(shí)加入相容劑、聚溴化苯乙烯、銻酸鈉、抗滴落劑、羧酸鹽成核劑、成核劑復(fù)配物以及抗氧劑；混合完成后倒入2#失重稱中；最后將1#、2#失重稱中的原料，按照前述的喂料比例加入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出，異型玻璃纖維在擠出機(jī)第7區(qū)，利用側(cè)喂料強(qiáng)制加入；擠出機(jī)共混加工溫度為255~280℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300~400r/min，產(chǎn)物經(jīng)過水冷、切粒制得。

本發(fā)明的有益效果是，生產(chǎn)的異型玻璃纖維增強(qiáng)阻燃PET/POK合金材料具有良好的流動(dòng)性、高灼熱絲性能，高耐熱性能和力學(xué)性能，并且生產(chǎn)工藝簡單。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

實(shí)施例：

首先，將聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）130℃干燥6小時(shí)、倒入失重稱中。其次脂肪族聚酮100℃干燥6小時(shí)，將干燥好的脂肪族聚酮和其他助劑倒入高速混合機(jī)中，低速攪拌，混合均勻后倒入失重稱中，然后通過雙螺桿擠出機(jī)共混擠出。異型玻璃纖維在第7區(qū)通過側(cè)喂料強(qiáng)制加入。共混加工溫度為265-280℃，螺桿轉(zhuǎn)速為350r/min，產(chǎn)物經(jīng)過擠出、水冷，切粒。將生產(chǎn)出的材料在130℃干燥4小時(shí)，然后在注塑機(jī)上制備標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)性能測(cè)試樣條。注塑壓力60-90Mpa，料筒溫度245-260℃，模具溫度80℃，注塑周期40s。具體實(shí)施例1-5的原料配比（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）見表一：

表一

PET/POK合金材料樣條的力學(xué)性能按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，灼熱絲按照國標(biāo)并結(jié)合客戶要求測(cè)試，合金的各項(xiàng)性能見表二：

表二

本發(fā)明所有的原材料，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、脂肪族聚酮（POK）、異型玻璃纖維、相容劑、聚溴化苯乙烯、銻酸鈉、抗滴落劑，羧酸鹽成核劑、成核劑復(fù)配物以及抗氧劑等以合適的比例相互配合、協(xié)同作用，使得利用本發(fā)明制備的PET/POK合金材料具有以下優(yōu)良性能：

1、良好的加工性能和表面光澤度

在本PET/POK合金材料中，因?yàn)閷?duì)PET粘度和POK熔體質(zhì)量流動(dòng)速率的選擇，使得材料具有優(yōu)良的加工流動(dòng)性能。在255-280℃即可以方便的加工成型，有很好的工藝適應(yīng)性、穩(wěn)定性與重現(xiàn)性，能夠適應(yīng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜模具、較薄制品以及產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)。同時(shí)，采用異型玻璃纖維代替?zhèn)鹘y(tǒng)的增強(qiáng)填充材料—玻璃纖維。異型玻璃纖維在樹脂中能夠均勻的分散，大大降低了對(duì)設(shè)備的摩擦，提高了加工的流動(dòng)性和制品表面的光澤度。

2、優(yōu)異的力學(xué)性能

本發(fā)明的組分中添加了少量的脂肪族聚酮（POK），POK是一種分子主鏈由碳?xì)渫ㄟ^高結(jié)晶形成緊密結(jié)晶結(jié)構(gòu)的工程塑料，具有優(yōu)異的耐化學(xué)性、耐水解穩(wěn)定性、高阻隔性、低吸水率和良好的加工流動(dòng)性。與PET二者進(jìn)行共混，可以顯著改善PET樹脂的抗沖擊性能、水分敏感性及綜合力學(xué)性能。但是由于二者屬于不相容體系，通過添加相容劑，可以在各個(gè)組分合適比例協(xié)同作用下，在PET與POK之間起到表面活性劑的作用，發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)PET與POK之間的結(jié)合，使合金材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度提高。

體系中選擇異型玻璃纖維增強(qiáng)樹脂，是由于異型玻璃纖維是一種纖維狀的單晶，其與普通玻璃纖維相比較，斷面為橢圓形、三角形等，幾乎不存在任何缺陷，具有極高的長徑比，其與基體樹脂的結(jié)合力好，無玻璃纖維外漏的問題，纖維的橫縱取向?qū)χ破返穆N曲性影響小。

3、高灼熱絲性能和良好的環(huán)境友好性

本發(fā)明采用溴-銻阻燃劑復(fù)配的方式，提高體系的阻燃性能。阻燃劑復(fù)配技術(shù)可以綜合兩種或兩種以上阻燃劑的長處，使其性能互補(bǔ)，達(dá)到降低阻燃劑的用量、提高材料阻燃性能、加工性能及物理機(jī)械性能等目的。本發(fā)明采用聚溴化苯乙烯、銻酸鈉以及抗滴落劑三者復(fù)配改善體系的阻燃性能，進(jìn)而達(dá)到較高要求的阻燃性能。同時(shí)，配方中使用部分POK，加速材料在受熱起燃后的成炭速率，在材料表面形成炭層，有效阻隔熱的傳遞并隔絕氧氣。

總之，溴-銻系阻燃劑的復(fù)配，POK以及異型玻璃纖維的綜合應(yīng)用，保證了材料的阻燃性能、高灼熱絲性能、低翹曲性和高光澤度。

上述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇（PET）樹脂在材料組合物中為主要樹脂，含量不可以過低，否則影響材料的基本性能和成本；

脂肪族聚酮（POK）樹脂在材料組合物中為主要樹脂，主要作用為：1）聚酮燃燒時(shí)氫原子和酮基反應(yīng)生成水，積碳層覆蓋表面使其與氧和熱隔離，加強(qiáng)合金材料整體的阻燃性，同時(shí)降低合金體系阻燃劑的用量，提升性能；2）高結(jié)晶度的聚酮有助于縮短成型周期。

溴-銻系阻燃劑為目前通用的效果最好的聚溴化苯乙烯和銻酸鈉，其兩者配合使用，在高溫下形成溴化氫氣體作為氣源，阻隔材料與氧氣的接觸，起主要的阻燃作用。

抗滴落劑為聚四氟乙烯粉料或母料，協(xié)同發(fā)揮阻燃作用，防止材料滴落引燃。各種阻燃劑的復(fù)配加和作用，使材料同時(shí)達(dá)到UL94V0級(jí)阻燃的要求和高灼熱絲的要求。

羧酸鹽成核劑為以碳鏈長C28-C32為主要成分的長鏈線性飽和羧酸鈉鹽。

成核劑復(fù)配物為有機(jī)成分和無機(jī)成分成核助劑的優(yōu)化混合物。

相容劑用來增加PET、POK和異形玻璃纖維三種材料的相容性，以獲得性能更佳的合金材料，相容劑是甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物（MMA-GMA）或聚丙烯接枝馬拉酸酐，提高合金體系的相容性，改善合金的抗沖擊性能。

抗氧劑為空間受阻酚抗氧劑和膦酸鹽的增效混合物。