专利名称：Pet复合材料、其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于导光板材料技术领域，尤其涉及一种PET复合材料、其制备方法和应用。
背景技术：
导光板设计原理源于笔记本电脑的液晶显示屏，是将线光源转变为面光源的高科技产品。运用LCD显示屏及笔记本电脑的背光模组技术，透过导光点的高光线传导率，经电脑对导光点计算，使导光板光线折射成面光源均光状态制造成型。导光板技术的成熟应用，是近年来液晶显示技术迅猛发展的重要因素之一。导光板基材主要是采用的是抗UV级的PMMA或PC改性工程塑料，要求材料必须白度高，遮光度高，耐温性能良好，成品具有超薄、超亮、导光均勻、节能、环保、无暗区、耐用、不易黄化、安装维修简单快捷等鲜明特点。但现有的抗UV级的PMMA或PC改性工程塑料造价高。PET (聚对苯二甲酸乙二酯)材料是一种综合性能优异的塑料，在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达130°C，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好。因其价格便宜，所以广泛用做纤维、薄膜、聚酯瓶等。PET工程塑料化一种以来都是国内外竞相开发的热点，近年来发展迅速，尤其是在电气线圈骨架，美容美发器上等应用日趋成熟。若能将PET应用在科技含量高的导光板材料上，不仅能降低导光板的材料原料成本，而且对于PET工程塑料化的推广和发展，都具有举足轻重的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种能够用于导光板的PET复合材料，解决现有导光板复合材料成本高的问题。 本发明是这样实现的，一种PET复合材料，包括如下重量分数的组分PET24 ~ 93 份
遮光剂I ~ 30份 光稳定剂0.1-2#
增强剂5 ~ 40份
成核剂0.1 ~3份
阻燃剂5 ~ 20份 偶联剂0.1 ~ I份。以及，
上述PET复合材料制备方法，包括如下步骤称取上述PET、遮光剂、光稳定剂、增强剂、成核剂、阻燃剂及偶联剂；将该增强剂、遮光剂混合得到第一混合物，向该第一混合物中加入偶联剂，混合得到第二混合物，向该第二混合物中加入PET、光稳定剂、阻燃剂及成核剂，混合得到第三混合物；将该第三混合物融融挤出，得到PET复合材料。本发明进一步提供上述PET复合材料在导光板中的应用。本发明PET复合材料，通过遮光剂及稳定剂对PET进行改性，使得复合材料的导光率和白度大大增加；通过增强剂和成核剂对PET进行改性，使得复合材料的机械性能及耐高温性能显著提升；通过使用偶联剂，使PET和各填料之间的相容性大大增加，使PET复合材料的机械性能及耐高温性能大大增加；PET复合材料通过上述各填料的改性作用，其各项性能能够达到导光板的要求，完全适于做导光板材料。本发明PET复合材料制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产；填料先加偶联剂活化处理后，再加其它组分，可大大增强偶联效果。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例提供一种PET复合材料，包括如下重量分数的组分PET24 93 份
遮光剂I ~ 30份 稳定剂0.1-2# 增强剂5 ~ 40份 成核剂O I ~ 3份
阻燃剂5 ~ 20份
偶联剂O I ~ I份。该实施例PET复合材料中的PET树脂具有较多的优良性能，但是对于导光板(与用于导光板的PC)来说，其导光率、白度、耐高温性及整体机械性能达不到要求。通过使用遮光剂和稳定剂的改性作用，PET复合材料的导光率及白度能够大大提升；通过增强剂和成 核剂的改性作用，PET复合材料的耐高温性能和整体机械性能大大增强；通过偶联剂的改性作用，PET与上述各填料之间的相容性显著增加，实现PET复合材料的机械性能及耐高温性能进一步提升。经过改性后的PET复合材料，耐温性能好、初始白度佳，遮光性能优异，可代替PC或PMMA，同时使成本大大降低。具体地，上述实施例PET为纤维级聚对苯二甲酸乙二酯，其相对粘度为O. 6 I. 2，在具体实施例中，该聚对苯二甲酸乙二酯的相对粘度为O. 6,0. 8,1. 2等。通过使用上述相对粘度的PET，能够使上述各填料更好的分散于复合材料中。通过使用纤维级的PET，利用其结晶度高，使其改性效果增加。该遮光剂选自金红石型二氧化钛，其粒径为10 20微米。二氧化钛具有优异的白色着色率和遮光率，能够大大增强PET的导光率和白度。该光稳定剂聚合型高分子量三嗪受阻胺光稳定剂，如UV3346，UV3529，Tinuvin119，HA-88。此类稳定剂具有优异的抗热老化性和抗UV性能，并且与PET高度相容，加入光稳定剂后PET复合材料的光稳定性能得到大大改善，实现复合材料的遮光率及白度的稳定显著提升。该增强剂为复合增强纤维-晶须硅，优选直径在5-20微米，长度50-100微米的晶须硅，由于PET在融融挤出过程中会发生结晶，通过在PET中加入晶须硅，特别是上述直径和长度的晶须硅，晶须硅存在于PET结晶中，能更好地增加材料的韧性和延展性，同时又提高了复合材料的机械强度和热变型温度。该晶须硅的重量分数为5 40份，优选为10 30，例如，10份、15份、25份、30份、35份，而该PET的重量分数为24 93份，相对于PET的重量分数来说，晶须硅的用量既能够使复合材料的耐高温性能及机械性能增加，又不至于太多而造成负面影响。该成核剂选自超细滑石粉，该成核剂的粒径为5000 10000目，通过使用上述粒径的成核剂，能够有效的提高PET的结晶速率和结晶程度，从而使复合材料的热稳定性及机械性能得到提升。增强剂与成核剂都具备增刚增韧和增加耐热的作用，增强剂是通过其纤维状结构分散于树脂中产生作用，而成核剂是促进树脂结晶并提高结晶度来产生作用的。该阻燃剂为聚溴化苯乙烯和锑酸钠的混合物，重量配比为2 4 :1，优选3 :1。聚溴化苯乙烯是优异的耐高温耐黄变阻燃剂，而锑酸钠是PET优良的非降解协效阻燃剂，两者相互作用能使材料达到阻燃UL94 VO级别而几乎不影响物理机械性能。该偶联剂为异丙基烷基苯磺酞酸酯，该偶联剂的重量分数为O. I I份，例如，O. 4份、O. 6份、O. 7份。通过在体系中加入偶联剂，使得PET和上述各个填料之间的相容性能得到明显改善，提高填料的填充率和分散性，使得PET复合材料的机械性能和耐高温性能得到改善。同时，该偶联剂为耐热和抗黄变的偶联剂，加入后不会影响PET复合材料的导光率和白度。本发明实施例进一步提供上述PET复合材料制备方法，包括如下步骤
步骤SOI，提供原料称取上述PET、遮光剂、光稳定剂、增强剂、成核剂、阻燃剂及偶联剂；步骤S02，混合将该增强剂、遮光剂混合得到第一混合物，向该第一混合物中加入偶联剂，混合得到第二混合物，向该第二混合物中加入PET、光稳定剂、阻燃剂及成核剂，混合得到第三混合物；步骤S03，融融挤出将该第三混合物融融挤出，得到PET复合材料。步骤SOl中，该PET、遮光剂、光稳定剂、增强剂、成核剂、阻燃剂及偶联剂和前述相同，在此不重复阐述。步骤S02中，将该增强剂和遮光剂置于高速搅拌机中搅拌2 5分钟，混合均匀，得到第一混合物；然后向该第一混合物中加入该偶联剂，继续搅拌10 20分钟，混合均匀，得到第二混合物；然后向该第二混合物中加入PET、光稳定剂、成核剂、阻燃剂，继续搅拌3 10分钟，混合均匀，得到第三混合物；步骤S03中，将步骤S02所得到的第三混合物加入至单螺杆挤出机或双螺杆挤出机及的喂料口中，将该第三混合物融融挤出，挤出处理的工艺条件为一区温度240 260 °C，二区温度250 270 °C，三区温度260 280 °C，四区温度25(T280°C，机头温度料26(T290°C，筒停留时间为I 2分钟，熔体压力l(T20MPa。融融挤出后造粒，得到PET复合材料。本发明实施例PET复合材料制备方法，成本低廉，操作简单，非常适于工业化生产，所生产出来的PET复合材料，具有优良的耐高温和机械性能、良好的导光率和白度，能够替代PC或PMMA应用于导光板中，使导光板的成本显著下降。本发明实施例进一步提供上述PET复合材料在导光板中的应用。以下结合具体实施例对上述PET复合材料及其制备方法进行详细阐述。实施例I本发明实施例PET复合材料包括如下重量分数的组分，PET55.4 份
晶须娃5份
二氧化钦25份
PBS/銻酸钠(3:1)12份
UV33460.8 份
超细滑石粉1.5份
异丙基炫基苯磺酰钦酸酯0.3份。 本发明实施例PET复合材料制备方法，包括如下步骤分别称取上述各个重量分数的组分；将上述晶须硅，二氧化钛置于高混机中搅拌3分钟，得到第一混合物；然后向第一混合物中均匀加入异丙基烷基苯磺酰钛酸酯，混合搅拌12分钟，得到第二混合物，再向第二混合物中加入上述组分中的其他组分，混合5分钟，得到第三混合物；将该第三混合物置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，工艺条件为一区温度240 V，二区温度250°C，三区温度260 V，四区温度250°C，机头温度料260 V，筒停留时间为2分钟，熔体压力IOMPa。实施例2本发明实施例PET复合材料包括如下重量分数的组分，
PET56.7 份
晶须石圭15份
二氧化钦16份
PBS/锑酸纳(3:1 )10份
UV33460.6 份
超细滑石粉1.2份
异丙基燒基苯磺耽钦酸醋0.5份本发明实施例PET复合材料制备方法，包括如下步骤分别称取上述各个重量分数的组分；将上述晶须硅，二氧化钛置于高混机中搅拌4分钟，得到第一混合物；然后向第一混合物中均匀加入异丙基烷基苯磺酰钛酸酯，混合搅拌15分钟，得到第二混合物，再向第二混合物中加入上述组分中的其他组分，混合4分钟，得到第三混合物；将该第三混合物置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，工艺条件为一区温度245 V，二区温度255 °C，三区温度265 °C，四区温度255 °C，机头温度料265 °C，筒停留时间为
I.8分钟，熔体压力12MPa。实施例3本发明实施例PET复合材料包括如下重量分数的组分，
PET59.4 份 晶须硅25份 二氧化钦10份 PBS/锑酸钠(3:1)8份
UV33460.5 份
超细滑石粉I份
异丙基坑基苯續■醜钦酸酯0.6份。本发明实施例PET复合材料制备方法，包括如下步骤分别称取上述各个重量分数的组分；将上述晶须硅，二氧化钛置于高混机中搅拌3分钟，得到第一混合物；然后向第一混合物中均匀加入异丙基烷基苯磺酰钛酸酯，混合搅拌18分钟，得到第二混合物，再向第二混合物中加入上述组分中的其他组分，混合5分钟，得到第三混合物；将该第三混合物置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，工艺条件为一区温度250°C，二区温度260 V，三区温度270°C，四区温度260 V，机头温度料270°C，筒停留时间为
I.6分钟，熔体压力15MPa。实施例4本发明实施例PET复合材料包括如下重量分数的组分，PET49.2 份
晶须硅35份
二氧化钦8份
PBS/锑酸钠(3:1 )6份 IJV33460.4 份
超细滑石粉0.6份
异丙基燒基苯磺醜钦酸酉旨0.8份。本发明实施例PET复合材料制备方法，包括如下步骤分别称取上述各个重量分数的组分；将上述晶须硅，二氧化钛置于高混机中搅拌4分钟，得到第一混合物；然后向第一混合物中均匀加入异丙基烷基苯磺酰钛酸酯，混合搅拌20分钟，得到第二混合物，再向第二混合物中加入上述组分中的其他组分，混合4分钟，得到第三混合物；将该第三混合物置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，工艺条件为一区温度2550C，二区温度265°C，三区温度275°C，四区温度265°C，机头温度料275°C，筒停留时间为
I.3分钟，熔体压力17MPa。对比例I本对比例PET复合材料包括如下重量分数的组分，·
PET48.9 份
二氧化钦28份
PBS/锑酸纳(3:1)13份 UV33460.5 份
超细滑石粉I份
异丙基烷基苯磺酰钦酸酯0.6份本对比例PET复合材料制备方法，包括如下步骤分别称取上述各个重量分数的组分；将上述晶须硅，二氧化钛置于高混机中搅拌4分钟，得到第一混合物；然后向第一混合物中均匀加入异丙基烷基苯磺酰钛酸酯，混合搅拌20分钟，得到第二混合物，再向第二混合物中加入上述组分中的其他组分，混合4分钟，得到第三混合物；将该第三混合物置于双螺杆机中，经熔融挤出，造粒，工艺条件为一区温度255°C，二区温度265°C，三区温度275°C，四区温度265°C，机头温度料275°C，筒停留时间为I. 3分钟，熔体压力17MPa。对比例2对比例2的复合材料为100%的PC。性能测试实验以出光公司生产的PC导光板材料(商品牌号URZ2502)为对比例2，将按上述方法完成的粒子事先在120°C的鼓风烘箱中干燥3 — 6小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射机上进行注射成型制样，注射成型模温控制在120°C。拉伸强度测试按ASTM D638标准进行，试样尺寸为180X12. 7X3. 2mm，拉伸速度为50mm/min ;阻燃等级按UL94测试标准进行,试样尺寸为128mmX 13mmX I. 6mm ;热变型温 度按ASTM D648标准进行测试负荷为I. 82MPa，样条尺寸为128mmX 13mmX6. 4mm ;黄变指数按JIS K 7103-1977标准进行测试，测试样条尺寸为50mmX50mmX 3. 2mm，各项指标性能测试的结果见下述表I。表I
实施例实施例实施例实施例对比对比例2
项目
I9飞4依i I UR 7 SO
ΡΕ (%)55.4 567 54 9 49.2 48.9 100
晶须硅(％)5152535
二氧化钬(%) 2516108 28-
PBS/ 綈酸钠 u1086 13-
权利要求
1.一种PET复合材料，包括如下重量分数的组分PET24 ~ 93 份遮光剂I ~ 30份光稳定剂0.1 ~2份增强剂5 ~ 40份成核剂0.1-3# 阻燃剂5 ~ 20份 偶联剂O. I ~ I份。
2.如权利要求I所述的PET复合材料，其特征在于，所述增强剂选自晶须硅。
3.如权利要求2所述的PET复合材料，其特征在于，所述PET的相对粘度为O.6 I. 2。
4.如权利要求2所述的PET复合材料，其特征在于，所述晶须硅的长度为50 100微米、直径为5 20微米。
5.如权利要求3或4所述的PET复合材料，其特征在于，所述成核剂选自滑石粉。
6.如权利要求5所述的PET复合材料，其特征在于，所述成核剂的粒径为5000 10000目。
7.如权利要求6所述的PET复合材料，其特征在于，所述偶联剂选自异丙基烷基苯磺酞酸酯。
8.如权利要求I 7任一项所述的PET复合材料制备方法，包括如下步骤 按配方称取所述PET、遮光剂、光稳定剂、增强剂、成核剂、阻燃剂及偶联剂； 将所述增强剂、遮光剂混合得到第一混合物，向所述第一混合物中加入偶联剂，混合得到第二混合物，向所述第二混合物中加入PET、光稳定剂、阻燃剂及成核剂，混合得到第三混合物； 将所述第三混合物融融挤出，得到PET复合材料。
9.如权利要求8所述的PET复合材料制备方法，其特征在于，所述挤出处理的工艺条件为 一区温度24(T260°C，二区温度25(T270°C，三区温度26(T280°C，四区温度25(T280°C，机头温度料26(T290°C，停留时间为I 2分钟，熔体压力l(T20MPa。
10.如权利要求Γ7任一项所述的PET复合材料在导光板中的应用。
全文摘要
本发明适用于导光板材料技术领域，提供了一种PET复合材料，其制备方法和应用。该PET复合材料包括PET、遮光剂、光稳定剂、增强剂、成核剂及偶联剂等。本发明PET复合材料，通过遮光剂及稳定剂对PET进行改性，使得复合材料的导光率和白度大大增加；通过增强剂和成核剂对PET进行改性，使得复合材料的机械性能及耐高温性能显著提升；通过使用偶联剂，使PET和各填料之间的相容性大大增加，使PET复合材料的机械性能及耐高温性能大大增加；PET复合材料通过上述各填料的改性作用，其各项性能能够达到导光板的要求，完全适于做导光板材料。本发明PET复合材料制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产。
文档编号C08L25/18GK102924878SQ201210293519
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者徐东, 徐永, 杨海灵 申请人:深圳市科聚新材料有限公司