[发明专利]一种耐热老化PET纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐热老化PET纳米复合材料及其制备方法，由PET、阻燃剂、负载型抗氧剂、抗氧剂按重量份制备而成，将氧化铈负载型抗氧剂与受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂进行复配组合，使得复合材料的耐热老化性能大幅度提升，同时，负载在填充颗粒上的抗氧剂能够有效避免在材料热加工过程中带来的抽出损失，有效提升材料的耐候时效。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐热老化PET纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

材料的耐热老化性能是考验材料能否长期使用和存放的重要指标。对于PET/氢氧化镁/氢氧化铝材料而言，由于其耐热老化的性能很差，需要加入大量的抗氧剂来保护材料使得其不会在高温的加工条件和恶劣的使用环境中发生大幅的降解。而常用的抗氧剂通常是受阻酚类或硫代酯类抗氧剂，这一类物质的抗氧化效果较差且不耐抽出，具有较大的挥发性，使得低分子量抗氧剂在聚合物加工、储存和使用过程中容易损失。

发明内容

基于此，本发明提供了一种耐热老化PET纳米复合材料，将氧化铈负载反应型抗氧剂与受阻酚类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂进行复配组合，使得复合材料的耐热老化性能大幅度提升，同时，负载在填充颗粒上的抗氧剂能够有效避免在材料热加工过程中带来的抽出损失，有效提升材料的耐候时效。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐热老化PET纳米复合材料，由以下组分按重量份制备而成：

其中，所述的负载型抗氧剂为氧化铈负载反应型抗氧剂。

进一步的，所述PET在230℃，2.16kg条件下的熔融指数为10～15g/kg。

进一步的，所述阻燃剂为氢氧化镁与氢氧化铝按照比例1:1混合的混合物，所述阻燃剂的平均粒径为1500目。

进一步的，所述氧化铈负载反应型抗氧剂为纳米氧化铈、γ-巯丙基三乙氧基硅烷和反应型抗氧剂反应制得，所述反应型抗氧剂为2-[1-(2-羟基-3,5-二特丁基苯基)-甲撑]-4,6-二特丁基苯基丙烯酸酯(抗氧剂GM)或2-[1-(2-羟基-3,5-二特戊基苯基)乙撑]-4,6-二特戊基苯基丙烯酸酯(抗氧剂GS)。

具体的，所述氧化铈负载反应型抗氧剂的具体制备步骤为：将干燥的纳米氧化铈加入甲苯中分散均匀后，再加入γ-巯丙基三乙氧基硅烷，于90～100℃下加热搅拌回流3～5h后，将反应体系温度降至55～65℃，再加入反应型抗氧剂，继续搅拌1.5～2.5h后，分离干燥制得氧化铈负载反应型抗氧剂。这里将氧化铈加入甲苯中分散均匀的手段不做限定，本领域技术人员的常规分散手段均可，如超声分散、搅拌分散等，同样的所述的分离干燥，如离心分离、抽滤分离等本领域技术人员常规手段都可，因此，这里也不做具体的限定。应当理解的是，以上仅仅为举例，而不是对本发明技术方案的限定。

优选的，所述纳米氧化铈、γ-巯丙基三乙氧基硅烷和反应型抗氧剂的质量比为1:1:3。

进一步的，所述抗氧剂为[β-(3,5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、三-(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)按照质量比为1:1混合而成的。

本发明的另一个目的在于提供上述耐热老化PET纳米复合材料的制备方法，按照配比将PET、阻燃剂、负载型抗氧剂、抗氧剂高速混合，得到均匀的混合物料；将均匀的混合物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，冷却切粒后制得耐热老化PET纳米复合材料。

进一步的，所述双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是150～160℃、160～175℃、175～185℃、185～195℃、190～200℃、190～200℃、220～230℃、230～240℃、240～250℃、240～250℃。