一种pet复合材料及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种pet复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
2.聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)成本低、力学性能优异、电绝缘性能突出，同时还具有良好的耐热性和耐腐蚀性等优点，因而广泛用于纤维、薄膜以及工程塑料等领域。
3.一方面，一般玻璃纤维增强pet复合材料无法满足电池制件所需要的强度。因此，需要采用高模量玻璃纤维进行改性。但是，高模量玻璃纤维具有强度高、模量高的特点，很难实现充分的浸润。
4.另一方面，随着新能源汽车市场需求逐步扩大，电池及线束安全更为重要，在新能源动力锂电池的组装生产过程中，需对外壳及接插件扥该零件进行绝缘和阻燃保护，因此需显著提高阻燃pet的阻燃性能，降低着火风险。但是，现有技术pet阻燃体系为溴系/协效剂体系，溴系阻燃体系由于其较低的耐热性，容易对在熔融加工的过程中对玻纤（尤其是高模量玻璃纤维）的浸润带来负面影响，无法充分发挥出玻纤的全部增强性能。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于，克服上述技术缺陷，提供一种pet复合材料，具有力学性能好的优点。
6.本发明的另一目的在于提供pet复合材料的制备方法和应用。
7.本发明是通过以下技术方案实现的：一种pet复合材料，按重量份计，包括以下组分：pet树脂50-60份；高模量玻璃纤维20-50份；溴系阻燃剂10-15份；含锑化合物2-5份；乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯类共聚物0.5-2.5份；锂盐0.5-2.5份；其中，乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯类共聚物与锂盐的重量比范围是1：（0.7-1.3）。
8.所述的pet树脂的特性粘度为0.5-0.8ml/g，测试标准iso1628-5。
9.所述的高模量玻璃纤维选自hmg玻璃纤维、s-1玻璃纤维、tm玻璃纤维、s-2玻璃纤维中的一种或几种；优选s-2玻璃纤维。
10.所述的溴系阻燃剂选自溴化聚苯乙烯、溴化聚碳酸酯、溴化环氧中的至少一种。
11.所述的含锑化合物选自三氧化二锑、锑酸钠中的至少一种。
12.优选的，所述的乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯类共聚物的熔体质量流动速率为5-15g/10min，测试条件190℃、2.16kg，测试标准为iso1133-2011。选自乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种，其中丙烯酸缩水甘油酯的重量含量为3-9wt%。
13.所述的锂盐为硬脂酸锂盐、苯甲酸锂、氯化锂中的至少一种。
14.优选的，乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯类共聚物与锂盐的重量比范围是1：（0.9-1.1）。
15.本发明pet复合材料的制备方法，包括以下步骤：按照配比，将除玻璃纤维之外各组分混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，玻璃纤维侧喂，螺杆温度为80-260℃、转速范围是250-350rpm，得到pet复合材料。
16.本发明pet复合材料的应用，用于制备电池配件。
17.本发明具有如下有益效果：本发明通过在高模量玻璃纤维增强pet复合材料中添加特定配比的乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯类共聚物和锂盐，利用环氧基团与锂盐能够实现溴/锑阻燃体系中高模量玻璃纤维的充分浸润的同时提升结晶，使得力学性能显著提升。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
19.实施例和对比例所用原材料来源如下：pet树脂a：特性粘度0.6 ml/g，牌号fg600，中石化。
20.pet树脂b：特性粘度0.5 ml/g，牌号cr-7702，中石化。
21.溴化聚苯乙烯：saytex 621：高模量玻璃纤维a：hmg436s；高模量玻璃纤维b：s-1 glass；高模量玻璃纤维c：tm glass；高模量玻璃纤维d：s-2 glass；普通玻璃纤维：ecs11-4.5-534a。
22.锑酸钠：锑酸钠购自阿拉丁试剂有限公司。
23.三氧化二锑：购自辰州锑品有限责任公司。
24.乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物a：甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量含量为8wt%，熔体质量流动速率为6g/10min，测试条件190℃、2.16kg，牌号lotader ax8900，阿科玛。
25.乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物b：甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量含量为3wt%，熔体质量流动速率为4g/10min，测试条件190℃、2.16kg，牌号kt-22，辽宁科通。
26.乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物c：甲基丙烯酸缩水甘油酯的重
量含量为2.5wt%，熔体质量流动速率为5g/10min，测试条件190℃、2.16kg，自制，采用如下方法制备：将乙烯-丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和引发剂（过氧化二异丙苯）按照100：3.5:0.05，经双螺杆挤出机挤出，螺杆温度为80~200℃，转速为200~300rpm，牵引切粒。
27.乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物d：甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量含量为9.5wt%，熔体质量流动速率为15g/10min，测试条件190℃、2.16kg，自制，采用如下方法制备：将乙烯-丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和引发剂（过氧化二异丙苯）按照100：10.5:0.1，经双螺杆挤出机挤出，螺杆温度为80~200℃，转速为200~300rpm，牵引切粒。
28.乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物：甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量含量为6wt%，熔体质量流动速率为12g/10min，测试条件190℃、2.16kg，牌号elvaloy ptw，陶氏。
29.硬脂酸锂：阿拉丁试剂有限公司；苯甲酸锂：阿拉丁试剂有限公司；氯化锂：阿拉丁试剂有限公司；实施例和对比例pet复合材料的制备方法：按照配比，将除玻璃纤维之外各组分混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出造粒，玻璃纤维侧喂，螺杆温度分别是80/ 230/ 260/ 240/ 230/ 220/ 200/ 200/ 200/ 200/ 200/ 240℃、转速范围是300rpm，得到pet复合材料。
30.各项测试方法：（1）简支梁缺口冲击强度：按照iso179/1ea标准，使用注塑机将玻璃纤维增强pet复合材料模制成4mm厚的测试样条，23℃下，测试样条的简支梁缺口冲击强度。
31.（2）拉伸强度：按照iso527-1/2标准，使用注塑机将玻璃纤维增强pet复合材料模制成4mm厚的测试样条，23℃、5mm/min的测试速度条件下，测试样条的拉伸强度。
32.表1：实施例1-8 pet复合材料各组分（重量份）及测试结果 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8pet树脂a55 5555555555 55pet树脂b 55
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高模量玻璃纤维a3535205035353535溴化聚苯乙烯1212101512121212锑酸钠2.52.5252.52.52.52.5乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物a1.51.50.52.52222硬脂酸锂1.51.50.52.51.41.82.22.6简支梁缺口冲击强度，kj/m210.810.57.911.010.011.011.010.2拉伸强度，mpa145143125155142147148142
由实施例5-8可知，优选的乙烯/丙烯酸酯/丙烯酸缩水甘油酯类共聚物与锂盐的重量比下，缺口冲击强度与拉伸强度显著提高。
33.表2：实施例9-14 pet复合材料各组分（重量份）及测试结果 实施例9实施例10实施例11实施例12实施例13实施例14pet树脂a555555555555高模量玻璃纤维a
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353535高模量玻璃纤维b35
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高模量玻璃纤维c 35
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高模量玻璃纤维d
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35
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溴化聚苯乙烯121212121212锑酸钠2.52.52.5 2.52.5三氧化二锑
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2.5
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乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物a1.51.51.51.5
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硬脂酸锂1.51.51.51.5
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苯甲酸锂
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1.5 氯化锂
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1.5简支梁缺口冲击强度，kj/m211.511.511.910.210.610.7拉伸强度，mpa150150153142143145
由实施例1/9-11可知，优选s-2玻璃纤维。
34.表3：实施例15-18pet复合材料各组分（重量份）及测试结果 实施例15实施例16实施例17实施例18pet树脂a55555555高模量玻璃纤维a35353535溴化聚苯乙烯12121212锑酸钠2.52.52.52.5乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物b1.5
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乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物c 1.5
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乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物d
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1.5 乙烯/丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物
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1.5硬脂酸锂1.51.51.51.5简支梁缺口冲击强度，kj/m210.79.810.010.8拉伸强度，mpa145139139145
由实施例1/15-18可知，优选乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中甲基丙烯酸缩水甘油酯的重量含量范围是3-9wt%。
35.表4：对比例pet复合材料各组分（重量份）及测试结果 对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5对比例6pet树脂a5555555555 55高模量玻璃纤维a202020 2020普通玻璃纤维
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20
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溴化聚苯乙烯101010101010锑酸钠222222乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物a111100.4硬脂酸锂00.41.50.70.50.5简支梁缺口冲击强度，kj/m26.56.66.76.05.86.0拉伸强度，mpa115117117115112113
由对比例1-3/5/6可知，不添加硬脂酸锂或者乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，或者两者的比例不在本发明的范围内，力学性能差。
36.续表4： 对比例7对比例8对比例9pet树脂a555555高模量玻璃纤维a202020普通玻璃纤维
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溴化聚苯乙烯101010锑酸钠222乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物a30.53硬脂酸锂0.533
简支梁缺口冲击强度，kj/m25.56.05.2拉伸强度，mpa105108103
由对比例7-9可知，乙烯/丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、硬脂酸锂的含量过高时，反而会降低力学性能。