本發(fā)明涉及聚酯領(lǐng)域,更具體的是一種高韌性聚酯材料,還涉及由所述聚酯組合物制得的制品。
背景技術(shù):
1、聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4環(huán)己烷二甲醇酯(petg)是由對苯二甲酸(pta)、乙二醇(eg)和1,4-環(huán)己烷二甲醇(chdm)通過酯交換反應(yīng)和縮聚反應(yīng)而得到的一類共聚酯類材料。petg具有優(yōu)異的透明度、耐化學(xué)藥劑和抗應(yīng)力白化能力,能夠快速熱成型或擠出吹塑成型,已廣泛應(yīng)用于板材、片材、化妝品包裝等。
2、家用制品對材料要求越來越高,需要對petg進(jìn)行增韌。目前常見增韌方法是添加增韌劑。但該方法往往會產(chǎn)生組分相容性差、分散不佳等難題。因此,為了經(jīng)濟(jì)合理地改善petg材料的韌性,需提供一種新的petg組合物及其制備方法。
3、中國專利cn102816414b公開了一種高耐熱阻燃增強(qiáng)pet組合物及其制備方法,通過添加反應(yīng)性增韌劑來提高pet組合物的缺口沖擊強(qiáng)度。pet組合物包括:pet、反應(yīng)性增韌劑、成核劑母粒、溴系阻燃劑、無機(jī)阻燃劑、增強(qiáng)劑、擴(kuò)鏈劑、潤滑劑、抗氧劑,該組合物通過雙螺桿共混而成。
4、專利cn105524433a公開了一種高韌性pet的制備方法,該方法是在pet基體中添加適量支化聚苯乙烯bps和液體石蠟,通過熔融共混,制得pet/bps共混物。制備方法簡單,但是增韌劑分散性差;其次加入相容劑液體石蠟,會影響共混物性能。
5、中國專利cn112341781a公開了一種高伸長率噴涂pc/pbt合金材料及其制備方法,采用反應(yīng)性增韌劑以及核-殼結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅型增韌劑,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對pc/pbt合金的增容、增韌目的。合金中pc質(zhì)量用量在50%左右,合金的制造成本高。
6、中國專利cn103131138b發(fā)明了一種熱塑性聚酯組合物及其制備方法,采用共混增韌劑的方法提高熱塑性聚酯組合物韌性。所述的增韌劑包括再生橡膠增韌劑或沖擊樹脂類增韌劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明采用創(chuàng)新共混工藝,解決增韌劑在基體中相容性差、分散不佳的難題,并大幅降低增韌劑用量,實(shí)現(xiàn)增韌劑在基體中合理分布與分散,獲得了一種高韌性聚酯組合物,由該組合物制備的產(chǎn)品韌性優(yōu)良,同時材料還具有足夠的強(qiáng)度。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
3、一種高韌性聚酯組合物的制備方法,該方法包括以下步驟:
4、(1)將一部分聚酯與添加劑i進(jìn)行熔融共混得到共混物a;
5、添加劑i選自水、二元醇、二元酸、對苯二甲酸酯聚合物、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、支化劑、調(diào)色劑、脫模劑、阻燃劑及其任意組合;
6、(2)將所述共混物a與增韌劑進(jìn)行熔融共混可得到共混物b;
7、(3)將剩余部分聚酯、添加劑ii和共混物b進(jìn)行熔融共混,最終該混合物擠出切粒或制成其他合適形狀。
8、所述添加劑ii選自擴(kuò)鏈劑、調(diào)色劑、脫模劑、抗氧劑、阻燃劑及其任意組合。
9、本發(fā)明技術(shù)方案中:步驟(1)中所述的添加劑i選自水和抗氧劑,或所述的添加劑i選自二元醇和對苯二甲酸酯聚合物,或所述的添加劑i選自二元醇、對苯二甲酸酯聚合物和熱穩(wěn)定劑;
10、所述聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯1,4環(huán)己烷二甲醇酯;
11、在一些優(yōu)選的技術(shù)方案中:步驟(1)中所述的添加劑i選自質(zhì)量比為1:20~40的水和抗氧劑,或所述的添加劑i選自質(zhì)量比為70~90:1:5~10的對苯二甲酸酯聚合物、二元醇和熱穩(wěn)定劑;或或所述的添加劑i選自質(zhì)量比為1:5~10的二元醇和熱穩(wěn)定劑。
12、本發(fā)明技術(shù)方案中:步驟(1)中所述共混物a特性黏度0.57~0.67dl/g,端羧基與端羥基的總量為120~180mol/t,端羧基和端羥基的摩爾比為1:6~1:2。
13、本發(fā)明技術(shù)方案中:步驟(2)中所述增韌劑至少一種選自功能化馬來酸酐增韌劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯增韌劑、苯乙烯嵌段增韌劑。
14、在一些優(yōu)選的技術(shù)方案中:所述的增韌劑為kraton?fg1924或ax8900。
15、本發(fā)明技術(shù)方案中:聚酯、添加劑i、增韌劑和添加劑ii的重量份數(shù)依次為75~95份、0.1~5份、5~20份和0.1~2份;
16、本發(fā)明技術(shù)方案中:一部分聚酯為聚酯總量的5~30wt%。進(jìn)一步優(yōu)選:一部分聚酯為聚酯總量的5~20wt%。
17、本發(fā)明技術(shù)方案中:所述共混物a為固態(tài)或熔融態(tài),優(yōu)先共混物a為熔融態(tài)。
18、本發(fā)明技術(shù)方案中:步驟(1)中所述二元醇選自乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、異山梨醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-環(huán)丁二醇中的至少一種;優(yōu)選:所述的二元醇為1,4-環(huán)己烷二甲醇;
19、步驟(1)中所述二元酸包括至少一種選自乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸和1,4-環(huán)己烷二甲酸中的至少一種;
20、步驟(1)中所述對苯二甲酸酯聚合物選自pbt、pba、pbst和pbat中的至少一種;
21、所述抗氧劑選自抗氧劑1010,抗氧劑1076和抗氧劑1222中的至少一種;
22、所述熱穩(wěn)定劑選自磷酸三甲酯(tmp)、磷酸三乙酯(tep)、三乙基磷酸酯(tepa)和磷酸三苯酯(tpp)中的至少一種。
23、本發(fā)明技術(shù)方案中:熔融共混使用熔融共混器至選自單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)、共混機(jī)、捏合機(jī)、密煉機(jī)、注塑機(jī)中的一種;
24、所述熔融共混器溫度在180~260℃,優(yōu)選溫度200~250℃。
25、本發(fā)明技術(shù)方案中:添加劑ii為抗氧劑1222或抗氧劑1010。
26、一種高韌性聚酯組合物,該組合物上述的方法制得。
27、本發(fā)明技術(shù)方案中:上述方法制得的高韌性聚酯組合物在化妝品包裝、食品器具、家居用品、醫(yī)療器械、機(jī)械設(shè)備、室內(nèi)外標(biāo)牌、家具建材方面的應(yīng)用。
28、本發(fā)明技術(shù)方案中:熔融共混的條件是將物料輸送至雙螺桿擠出機(jī)中,從而使得物料充分熔融共混以及均勻混合,雙螺桿機(jī)的工作溫度為200℃-260℃。
29、本發(fā)明技術(shù)方案中:大幅減少增韌劑用量,組合物基體能夠維持較強(qiáng)分子鏈間作用力,確保聚酯組合物有足夠的拉伸強(qiáng)度。
30、本發(fā)明技術(shù)方案中:一種高韌性聚酯組合物,該組合物的拉伸強(qiáng)度為40~46mpa,彎曲強(qiáng)度60~62mpa,沖擊強(qiáng)度為20~52kj/m2。
31、本發(fā)明的有益效果:
32、本發(fā)明采用創(chuàng)新共混工藝制備一種高韌性聚酯組合物,改善增韌劑在基體中分散性,提高基體與增韌劑的相容性;同時意外發(fā)現(xiàn)即使增韌劑用量減少50%以上,聚酯組合物依舊保持優(yōu)異的韌性和足夠的強(qiáng)度。與常規(guī)petg對比,所述聚酯組合物沖擊強(qiáng)度提高4倍以上且不影響拉伸強(qiáng)度,解決增韌劑在基體中相容性差、分散不佳的難題,獲得了一種高韌高強(qiáng)聚酯組合物,產(chǎn)品韌性優(yōu)良的同時還具有足夠的強(qiáng)度。拓寬了聚酯材料應(yīng)用領(lǐng)域及使用區(qū)域,具有很大的市場前景。
1.一種高韌性聚酯組合物,其特征在于:該組合物的拉伸強(qiáng)度為40~46mpa,彎曲強(qiáng)度60~62mpa,沖擊強(qiáng)度為20~52kj/m2。
2.一種權(quán)利要求1所述的高韌性聚酯組合物的制備方法,其特征在于:該方法包括以下步驟:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性聚酯組合物的制備方法,其特征在于:步驟(1)中所述的添加劑i選自水和抗氧劑,或所述的添加劑i選自二元醇和對苯二甲酸酯聚合物,或所述的添加劑i選自二元醇、對苯二甲酸酯聚合物和熱穩(wěn)定劑;
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性聚酯組合物的制備方法,其特征在于:步驟(1)中所述共混物a特性黏度0.57~0.67dl/g,端羧基與端羥基的總量為120~180mol/t,端羧基和端羥基的摩爾比為1:6~1:2。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性聚酯組合物的制備方法,其特征在于:步驟(2)中所述增韌劑至少一種選自功能化馬來酸酐增韌劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯增韌劑、苯乙烯嵌段增韌劑;
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性聚酯組合物的制備方法,其特征在于:聚酯、添加劑i、增韌劑和添加劑ii的重量份數(shù)依次為75~95份、0.1~5份、5~20份和0.1~2份;
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性聚酯組合物的制備方法,其特征在于:所述共混物a為固態(tài)或熔融態(tài),優(yōu)先選擇熔融態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性聚酯組合物的制備方法,其特征在于:步驟(1)中所述二元醇選自乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、異山梨醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-環(huán)丁二醇中的至少一種;優(yōu)選:所述的二元醇為1,4-環(huán)己烷二甲醇;
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性聚酯組合物的制備方法,其特征在于:熔融共混使用熔融共混器至選自單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)、共混機(jī)、捏合機(jī)、密煉機(jī)、注塑機(jī)中的一種;
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性聚酯組合物的制備方法,其特征在于:添加劑ii為抗氧劑1222或抗氧劑1010。
11.一種高韌性聚酯組合物,其特征在于:該組合物采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法制得。
12.權(quán)利要求1所述方法制得的高韌性聚酯組合物在化妝品包裝、食品器具、家居用品、醫(yī)療器械、機(jī)械設(shè)備、室內(nèi)外標(biāo)牌、家具建材方面的應(yīng)用。