耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物的製作方法
2023-05-28 19:11:31
專利名稱：耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)複合物及其製備方法。所述複合物及其製備方法屬於高分子材料及其成型加工領域。
聚對苯二甲酸丁二醇酯是一種縮聚反應的產物。由於在縮聚反應後期，隨著反應體系粘度的增加，導致縮聚反應速率下降；同時體系傳熱困難，引起局部升溫而發生降解，所以熔融縮聚法只能得到一定分子量的聚對苯二甲酸丁二醇酯。普通的高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯是用進一步延長縮聚反應的時間或者由縮聚預聚體進行固相縮聚來獲得的，這兩種方法存在如下缺陷前者在反應後期物料粘度大，攪拌及副產物擴散很困難，反應速度慢，降解等副反應加劇，羧基含量增加，產品質量下降，特性粘度很難達到0.9dl/g以上；後者由於反應溫度低，反應速度慢，工藝流程長，對大規模工業生產需一些特殊設備。另外，因主鏈含酯鍵，端基是羧基和羥基，聚對苯二甲酸丁二醇酯耐水解性能較差。特別是因為聚酯水解為自加速反應，酸含量增加會加速水解，則端羧基的含量越高，聚對苯二甲酸丁二醇酯的耐水解性能越差。
目前市場上銷售的的高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯的耐水解性能較差，在高溫下容易水解，使得聚對苯二甲酸丁二醇酯的分子量下降，從而導致聚對苯二甲酸丁二醇酯的力學性能下降，不能滿足實際應用的要求。還有，普通聚對苯二甲酸丁二醇酯加工成型後的緩慢後結晶會產生後收縮，影響製品的尺寸穩定性。
本發明的目的就是為了克服現有材料的以上缺陷，提供一種新的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物及其製備方法。
依據本發明所提供的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物，其組成(重量份數，下同)為聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂100份、複合擴鏈劑1-15份、封端劑0.1-5份、成核劑0.1-5份、其它加工助劑0.1-5份。
本發明耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物中所述的複合擴鏈劑為聚對苯二甲酸丁二醇酯、復配雙反應官能團化合物和酸酐的複合物，其中聚對苯二甲酸丁二醇酯為100份、復配雙反應官能團化合物為1-40份、酸酐為0.01-2份。反應官能團環氧基、唑啉基、環醯胺基在一定條件下能與羧基和/或羥基發生反應，反應活性高且不產生小分子副產物。雙環氧化合物、雙唑啉、雙環醯胺和/或它們的混合物與聚對苯二甲酸丁二醇酯的端羧基和/或端羥基反應則起到擴鏈增大分子量、增加粘度的作用。將這些雙反應官能團化合物復配，可使得對聚對苯二甲酸丁二醇酯擴鏈效果更好，可以實現很大程度上提高分子量。酸酐在一定條件下能與羥基發生反應生成羧基，因此加入酸酐可以調節端羧基的濃度。本發明的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物的複合擴鏈劑所用的酸酐為馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯酸酐和/或它們的混合物。
本發明耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物的複合擴鏈劑的組成(重量份數)為聚對苯二甲酸丁二醇酯100份、雙環氧化合物0.01-15份、雙唑啉0.01-15份，雙環醯胺0.01-8份、酸酐0.01-2份。
本發明的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物的複合擴鏈劑的製備是先把聚對苯二甲酸丁二醇酯和酸酐加入到高速混合機中，升溫至150-180℃，高速攪拌10-15分鐘後加入復配雙反應官能團化合物，然後恆溫低速攪拌30-45分鐘，得到複合擴鏈劑。
本發明的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物中的封端劑的加入主要是在擴鏈反應達到所需程度後屏蔽聚對苯二甲酸丁二醇酯的端羧基，起到提高耐水解性能、調節分子量的作用。這些的封端劑為單唑啉化合物，如苯基唑啉、乙基唑啉和/或它們的混合物。
本發明的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物中加入成核劑主要是為了進一步提高聚對苯二甲酸丁二醇酯的結晶速度，減少因緩慢後結晶引起的製品後收縮，提高製品的尺寸穩定性。適用於本發明的成核劑是尺寸為幾個微米的無機和/或有機鹽粉末等，如碳酸鈣、硬脂酸鎂、滑石粉、鈦白粉、白碳黑的和/或它們的混合物。
本發明的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物中使用的其它助劑為抗氧劑以及其它根據實際使用需要而加入的試劑。
本發明的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物的製備方法是高速攪拌聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、複合擴鏈劑、成核劑和加工助劑的混合物，經精密計量的餵料器將攪拌後的混合物送入雙螺杆擠出機，待其充分塑化、熔融後，再將封端劑經精密計量餵料器加入擠出機，經複合、擠出、拉條、冷卻、切粒、烘乾和包裝成品。
本發明的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物的製備工藝流程參見說明書附圖
。
應用於本發明製備方法中的雙螺杆擠出機的長徑比至少為32，至少有一套帶有精密計量器的加料裝置；帶有精確的溫度控制和真空排氣設備。各段螺杆溫度應控制在225-295℃之間，最好控制在225-275℃之間。
本發明的複合物採用化學擴鏈增粘和封端技術，耐水解性能優異、高粘度、加工穩定性好。特別適用於光纖二次套塑的松套管材料。
本發明的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯的複合物及其製備方法可通過下列非限定性實施例，得到更清楚地描述。
實施例本發明實施例中的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯的複合物製備方法如下高速攪拌聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、複合擴鏈劑、成核劑和加工助劑的混合物，經精密計量的餵料器將攪拌後的混合物送入雙螺杆擠出機，待其充分塑化、熔融後，再將封端劑經精密計量餵料器加入擠出機，經複合、擠出、拉條、冷卻、切粒、烘乾和包裝成品。實施例中使用的擴鏈劑配方見表1。
表1
耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯的複合物使用的原料及其配方見表2。
表2
實施例中的複合物性能檢測結果見表3。
表權利要求
1.一種耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物，該複合物的組成(重量份數，下同)為聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂100份、複合擴鏈劑1-15份、封端劑0.1-5份、成核劑0.1-5份、其它加工助劑0.1-5份。
2.根據權利要求1的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物，其中所述的複合擴鏈劑是聚對苯二甲酸丁二醇酯、復配雙反應官能團化合物和酸酐的複合物，其中聚對苯二甲酸丁二醇酯為100份、復配雙反應官能團化合物為1-40份、酸酐為0.01-2份。
3.根據權利要求2的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物，其中所述的復配雙反應官能團化合物為雙環氧化合物、雙唑啉化合物、雙環醯胺和/或它們的混合物。
4.根據權利要求2的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物，其中所述的酸酐為馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯酸酐和/或它們的混合物。
5.根據權利要求2的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物，其中複合擴鏈劑的組成為聚對苯二甲酸丁二醇酯100份、雙環氧化合物0.01-15份、雙唑啉0.01-15份，雙環醯胺0.01-8份、酸酐0.01-2份。
6.根據權利要求2的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物，其中所述的複合擴鏈劑的製備方法是先把聚對苯二甲酸丁二醇酯和酸酐加入到高速混合機中，升溫至150-180℃，高速攪拌10-15分鐘後加入復配雙反應官能團化合物，然後恆溫低速攪拌30-45分鐘，得到複合擴鏈劑。
7.根據權利要求1的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物，其中所述的封端劑是苯基唑啉、乙基唑啉和/或它們的混合物。
8.根據權利要求1的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物，其中所述的成核劑是碳酸鈣、硬脂酸鎂、滑石粉、鈦白粉、白碳黑和/或它們的混合物。
9.根據權利要求1的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物，其中所述的其它助劑為抗氧劑。
10.製備權利要求1的耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯複合物的方法，該方法包括高速攪拌聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、複合擴鏈劑、成核劑和加工助劑的混合物，經精密計量的餵料器將攪拌後的混合物送入雙螺杆擠出機，待其充分塑化、熔融後，再將封端劑經精密計量餵料器加入擠出機，經複合、擠出、拉條、冷卻、切粒、烘乾和包裝成品。
全文摘要
本發明提供了一種耐水解、高粘度聚對苯二甲酸丁二醇酯的複合物及其製備方法。該複合物是由(重量份數)聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂100份、複合擴鏈劑1－15份、封端劑0.1－5份、成核劑0.1－5份、其它加工助劑0.1－5份經熔融反應擠出而成。本發明的複合物採用化學擴鏈增粘和封端技術,耐水解性能優異、高粘度、加工穩定性好。特別適用於光纖二次套塑的松套管材料。
文檔編號C08K3/00GK1380355SQ0211689
公開日2002年11月20日 申請日期2002年4月24日 優先權日2002年4月24日
發明者陳廣強, 饒湘, 曾祥斌 申請人:廣州金髮科技股份有限公司