回收吹塑pet為基材的超韌工程塑料的製作方法

2023-09-21 15:57:45 2

專利名稱：回收吹塑pet為基材的超韌工程塑料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種超韌塑性材料，具體地說，涉及一種以回收吹塑PET為基材的超韌工程塑料。
背景技術：
隨著飲料工業的蓬勃發展，PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)瓶的應用也越來越廣泛，用量也迅速增加。由此帶來的是大量廢棄PET瓶帶來的白色汙染，從節約能源和資源、保護環境的角度來看，廢棄PET瓶的回收具有十分重要的意義。中國目前高粘度PET的年產量已經達到120萬噸，PET飲料瓶的需求量預計到2005年將大於60萬噸。
目前國內對於回收PET的研究都局限於再生造粒後紡絲或裂解成低分子化合物，作為聚和原料或生產熱熔膠、塗料和不飽和聚酯樹脂等，其中大部分用來紡絲，用作服裝等的面料。大量的回收料的高價值利用進展緩慢，例如與新樹脂複合成為3層結構、回收料的單體化等等均由於成本或者技術原因難以推廣應用。因此，開發新的有關技術勢在必行。基於回收PET塑料的高聚物塑性體的研究可以解決由於PET大量使用帶來的環境汙染問題，同時得到性能優良、具有重大經濟效益和社會效益的新型材料。
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是對苯二甲酸與乙二醇的縮聚物，也稱為聚酯。其平均相對分子量為20,000～30,000。它是一種高結晶聚合物，熔點260℃，具有優良的力學性能，高衝擊強度和耐磨損性、耐蠕變性，並且剛性高、硬度大、吸水性小及尺寸穩定性好。
PET作為工程塑料具有高強度、高剛性、好的耐熱性、優良的尺寸穩定性、耐化學藥品性等綜合性能，在電子電氣部件、機械、汽車部件等領域得到廣泛應用。我國PET工程塑料是一個新興產業，用PET生產工程塑料幾乎是空白，生產工程塑料的主要原料仍採用聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)，然而PBT工程塑料造價高。隨著我國國民經濟的發展，國內各行業對工程塑料的需求增長很快，特別是汽車領域對性能優良工程塑料有大量需求，而我國又具有豐富的PET原料、這些為PET工程塑料的開發利用提供了良好發展空間。

發明內容
本發明目的在於，提供一種以回收吹塑PET為基材、具有超常的韌性和塑性，可在室溫下像金屬一樣進行塑性加工的超韌工程塑料，填補現有技術中的空白。
本發明所說的超韌工程塑料，其以包括，回收吹塑聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)和苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SEBS)為原料，在機械剪切力場作用下，於60～240℃固相反應擠出製得；其中以100重量份數的回收吹塑聚對苯二甲酸乙二醇酯為基準，聚碳酸酯的用量為5～15重量份數，苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物的用量為10～20重量份數；所說的機械剪切力場的剪切強度為1～30MPa。
在本發明中，所說的回收吹塑聚對苯二甲酸乙二醇酯可採用(但不限於)回收的PET瓶碎片；所說的機械剪切力場可通過使用哈克流變儀、磨盤機、單螺杆擠出機、雙螺杆擠出機、行星螺杆擠出機、錐形螺杆擠出機、連續混練機、密練機、Z形捏合機或其它任何一種市售的能產生機械剪切力作用的混合設備來實現；優選的固相反應擠出溫度為100～240℃，最佳為150～240℃。
此外，為獲得不同黏度的材料，在固相反應擠出時可加入端部含不飽和鍵的反應性擴鏈劑，如(但不限於)4，4』-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)或下列式(1)～式(3)所示化合物中一種，反應性擴鏈劑的用量為0.1～10重量份數(以100重量份數的回收吹塑聚對苯二甲酸乙二醇酯為基準)。
O＝C＝N-(CH2)6-N＝C＝O(1)
以上所用物品除回收吹塑聚對苯二甲酸乙二醇酯外均為市售品。
具體實施例方式
將回收PET瓶片和PC於100～120℃乾燥4～20小時，然後將PET瓶片、PC、SEBS和MDI按上述配比混合後在100～240℃下，於雙螺杆擠出機中固相反應擠出即得本發明所述的工程塑料。
本發明所述的工程塑料具有如下優點(1)可塑性好，拉伸強度54.7MPa(GB1040)，成型加工比較容易，可以通過注塑、熱壓等普通手段保持PET在加工過程中形成的結晶和取向形態，可根據要求做成複雜形狀；(2)耐衝擊力學性能優良，缺口衝擊強度62.8kJ/m2(GB1043[4J])，無缺口衝擊強度不斷(GB1043[50J])，可以在室溫下進行擠壓、衝壓成型製備安全帽等產品，同時具有與金屬類似的低溫延展性與低溫塑性，可以用金屬加工的方法進行加工。
(3)彎曲±180°多次反覆摺疊不斷裂，彎曲強度79.7MPa(GB9341)用釘子釘入沒有裂紋，牢度也與木材相當。
(4)熱變形溫度＞110℃，耐高溫性能優良。
本發明所述的工程塑料除可用於建築材料、手機外殼外，還可利用該材料的成型、加工、耐衝擊以及吸振等特性，開發其在汽車部件、電子器件等方面的應用。
以下結合實施例對本發明作進一步說明，其目的僅在於更好理解本發明目的，而非限制本發明的保護範圍。
實施例1取回收PET瓶片9.490Kg，PC(出光石油化學株式會社)4.790Kg，SEBS(日本旭化成株式會社)1.620Kg，PET和PC於100℃下真空乾燥20小時，SEBS真空乾燥處理。乾燥後在高速混合機中將以上物料混合，加入MDI(商品名為MR-200，日本聚氨酯公司產品)30克。物料在高速混合機中高速混合10分鐘後擠出。擠出機各段溫度設定為150℃，150℃，150℃，150℃，150℃，240℃，240℃，240℃，主機螺杆轉速為45rpm，餵料轉速為10rpm。擠出共混物在注射前於100℃下真空乾燥20小時後經注射成型。注射溫度為270℃，265℃，265℃，260℃。其性能測試結果為拉伸強度43.24MPa，斷裂伸長率264.84％，彎曲強度61.86MPa，衝擊強度無缺口均未斷，缺口50.6KJ/m2。
實施例2取回收PET瓶片7.2Kg，PC選用粘度較低的TEIJIN 1225Y級PC(日本帝人化成株式會社)2.2Kg，SEBS(日本旭化成株式會社)0.8Kg，PET和PC於100℃下真空乾燥20小時，SEBS真空乾燥處理。乾燥後在高速混合機中將以上物料混合。加入雙酚A二環氧甘油醚(DGEBA，其結構如前文式(3)所示，Aldrich化學公司產品)500克，物料在高速混合機中高速混合10分鐘後擠出。擠出機各段溫度設定為100℃，100℃，100℃，100℃，100℃，150℃，150℃，主機螺杆轉速為150rpm，餵料轉速為10rpm。擠出共混物在注射前於100℃下真空乾燥20小時。注射溫度為190～230℃，注射壓力70～100MPa，模溫40℃。其性能測試結果為拉伸強度48.35MPa，斷裂伸長率199.67％，彎曲強度75.5MPa，衝擊強度無缺口未斷，缺口65.81KJ/m2。
權利要求
1.一種工程塑料，其以包括，回收吹塑聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯和苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物為原料，在機械剪切力場作用下，於60～240℃固相反應擠出製得；其中以100重量份數的回收吹塑聚對苯二甲酸乙二醇酯為基準，聚碳酸酯的用量為5～15重量份數，苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物的用量為10～20重量份數；所說的機械剪切力場的剪切強度為1～30MPa。
2.如權利要求1所述的工程塑料，其特徵在於，其中在固相反應擠出時還可加入端部含不飽和鍵的反應性擴鏈劑，以100重量份數的回收吹塑聚對苯二甲酸乙二醇酯為基準，反應性擴鏈劑的用量為0.1～10重量份數。
3.如權利要求2所述的工程塑料，其特徵在於，其中所說的反應性擴鏈劑為4，4』-二苯基甲烷二異氰酸酯，或下列式(1)～式(3)所示化合物中一種，O＝C＝N-(CH2)6-N＝C＝O(1)
4.如權利要求3所述的工程塑料，其特徵在於，其中固相反應擠出的溫度為100～240℃。
5.如權利要求1～4所述的任意一種工程塑料，其特徵在於，其中機械剪切力場可通過使用哈克流變儀、磨盤機、單螺杆擠出機、雙螺杆擠出機、行星螺杆擠出機、錐形螺杆擠出機、連續混練機、密練機、Z形捏合機或其它任何一種市售的能產生機械剪切力作用的混合設備來實現。
全文摘要
本發明涉及一種以回收吹塑PET為基材的工程塑料，其以包括，回收吹塑聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯和苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物為原料，在機械剪切力場作用下，於60～240℃固相反應擠出製得。本發明所述的工程塑料具有可塑性好及耐衝擊力學性能優良等優點，其除可用於建築材料、手機外殼外，還可利用該材料的成型、加工、耐衝擊以及吸振等特性，開發其在汽車部件、電子器件等方面的應用。
文檔編號B29C47/00GK1654521SQ200510023658
公開日2005年8月17日 申請日期2005年1月27日 優先權日2005年1月27日
發明者郭衛紅, 吳馳飛, 高原冀, 李濱耀, 殷國蓉, 湯先文, 張喜亮, 李慧 申請人:華東理工大學