一種高流動聚酯組合物及製備方法

2023-10-22 09:53:12 1

專利名稱：一種高流動聚酯組合物及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種高分子組合物及其製備方法，尤其是涉及一種高流動聚酯組合物 及製備方法。
背景技術：
聚酯、共聚酯及與其它熱塑性樹脂的共混物具有高耐熱性、韌性、耐疲勞性，自潤 滑、低摩擦係數，耐候性、吸水率低，在潮溼環境中仍保持各種物性(包括電性能)，電絕緣 性等特點。廣泛應用於汽車工業(結構器件如反光鏡盒，電氣部件如車頭燈反光鏡等)，電 器元件(馬達殼體、電氣聯結器、繼電器、開關、微波爐內部器件等)，工業應用(泵殼體、手 工器械等)等領域。但隨著小型化、集成化和薄壁化的設計趨勢，聚酯組合物的流動性往往 不能滿足設計要求。聚酯組合物提高流動性的方法通常分為兩大類。1、使用低粘度的樹脂(分子量 小)與高粘度的樹脂復配，這樣可以有效的提高流動性並可保持物性小幅下降，甚至不下 降。但樹脂體系的分子量下降，會造成長期使用性能下降，且流動性的提高往往受限於低粘 度樹脂添加量及其本身的流動性，不能大幅提高材料的流動性。2、在組合物體系中加入流 動促進劑。如US 1216792，US6822025，EP1041109A2和JP10310690公開了使用多元醇提高 材料流動性，諸如季戊四醇、二季戊四醇等流動改性劑，但存在使材料物性劣化，多元醇添 加量過高對流動性物幫助，使材料製品高溫下揮發物過多等問題。EP0682057A1公開了使用 枝狀添加劑，提高聚醯胺和聚酯組合物流動性並保持其機械性能，但該枝狀添加劑價格非 常昂貴，不利用工業化生產及使用。在提高聚酯材料流動性方面，希望提供一種流動促進劑添加量少，對機械性能 無劣化，尤其對耐熱性能、衝擊性能影響小。籠形倍半矽氧烷，又稱多面齊聚倍半矽氧烷 (Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes, P0SS)是指類結構簡式為(RSi015)n 的化合 物。P0SS化合物為分子水平上的有機/無機雜化物質，它包含著由Si-0組成的無機骨架即 (Si0i.5)n，在其頂點處聯接有機取代基團R。P0SS的三維尺寸在1 3nm左右。從20世紀40年代開始，經過幾十年的發展，P0SS已經在有機-無機雜化材料、 功能高分子(醫用材料、介孔材料、光學材料)、液晶材料和催化劑載體等方面展現出廣闊 的應用前景(Lei Zheng et al.，Macromolecules 2004，37，8606 8611 ；Chunxin Zhang et al. ,Chem. Mater. 2001,13, 3653 ~ 3662 ；StevenXiao et al. ,Adv. Funct. Mater. 2003, 13 (1) ,25 — 29 Judith Annand et al.，Inorg. Chem. 1999，38，3941 3943)。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種產品質量穩定 的高流動聚酯組合物及其製備方法。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種高流動聚酯組合物，其特徵在於，該組合物包括以下組分及重量份含量
4 所述的熱塑性聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)、聚對萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚對苯二甲酸丙二醇 酯(PPT)、聚對苯二甲酸環己烷二甲醇酯(PCT)或聚碳酸酯(PC)中的一種或多種，優選聚對 苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的一種或兩種，熱塑性聚酯的加 入量優選67-88重量份。所述的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET) 25 °C測定鄰氯苯酚溶液時的特性粘度為 0. 36-1. 60，優選 0. 52-1. 25。所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 25 °C測定鄰氯苯酚溶液時的特性粘度為 0. 30-2. 0，優選 0. 45-1. 20。所述的流動促進劑結構如下所示其中R選自氫基、甲基、乙基、乙烯基、正丙基、異丁基、環戊基、環己基、苯基或環 氧基，優選甲基、苯基或環氧基，流動促進劑的添加量優選0. 5-3重量份，更加優選1-2重量 份。所述的抗氧劑選自磷酸三苯酯(TPP)、四
季戊四醇酯或三(2. 4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯中的一種或多種，抗氧劑加入量優選 0. 3-0. 5重量份。所述的增韌劑為烯腈_ 丁二烯_丙烯酸酯共聚物(ASA)或甲基丙烯酸甲酯_ 丁二 烯_苯乙烯共聚物(MBS)，增韌劑的加入量優選3-7重量份。所述的無機增強材料選自玻璃纖維、碳纖維、雲母、滑石粉、蒙脫土或矽灰石一種 或多種，無機增強材料的加入量優選5-30重量份。一種高流動聚酯組合物的製備方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及重量份含量備料熱塑性聚酯24-100，流動促進劑0. 1-5，抗氧劑0. 1-1，增韌劑0-15，
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無機增強材料0-50 ；(2)將熱塑性聚酯、流動促進劑、增韌劑及抗氧劑按上述配比經高速混合機攪拌 混合均勻，由主餵料送入雙螺杆擠出機，隨後無機增強填料經由側餵料加入擠出機，擠出切 粒，得到產品。所述的雙螺杆擠出機長徑比為(20-90) 1，優選(35-65) 1，各段螺杆溫度為 180-300 °C，優選 200-280 °C，螺杆轉速為 200_650rpm，優選 300_550rpm。與現有技術相比，本發明的低霧值聚酯組合物，採用雙螺杆擠出設備製備，具有流 程簡單、連續、生產效率高和產品質量穩定等優點。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例1-5一種高流動聚酯組合物的製備方法，該方法包括以下步驟(1)按照表1中的組分及含量備料，其中a為聚對苯二甲酸丁二醇酯，Basf的 Ultradur B4500 ；b為聚對苯二甲酸乙二醇酯，上海石化的PET ；c為八苯基籠形倍半矽氧 烷；d 為 CIBA 的 IG-1010 ；e 為 CIBA 的 IG-168 ；f 為 Rohm&Hass 的 Paraloid EXL-2691A ；g 為 Atfona 的 Lotader AX8900 ；h 為 2500 目滑石粉；i 為 JuShi 的 536。(2)將熱塑性聚酯、流動促進劑、增韌劑及抗氧劑按上述配比置於高速混合機中， 控制轉速650rpm，時間30min，攪拌混合均勻後，得到的混合物料由主餵料送入雙螺杆擠出 機，隨後無機增強填料經由側餵料加入擠出機，擠出切粒，得到產品。雙螺杆擠出機的螺杆 長徑比 40 1，螺杆轉速 350rpm，螺杆各區溫度 180°C、200°C、210°C、220°C、240°C、260°C。對比例1-3(1)按照表1中的組分及含量備料，其中a為聚對苯二甲酸丁二醇酯，Basf的 Ultradur B4500 ；b為聚對苯二甲酸乙二醇酯，上海石化的PET ；d為CIBA的IG-1010 ；e為 CIBA 的 IG-168 ；f 為 Rohm&Hass 的 Paraloid EXL-2691A ；g 為 Atfona 的 Lotader AX8900 ； h為2500目滑石粉；i為JuShi的536。(2)將熱塑性聚酯、流動促進劑、增韌劑及抗氧劑按上述配比置於高速混合機中， 控制轉速650rpm，時間30min，攪拌混合均勻後，得到的混合物料由主餵料送入雙螺杆擠出 機，隨後無機增強填料經由側餵料加入擠出機，擠出切粒，得到對比產品。雙螺杆擠出機的 螺杆長徑比40 1，螺杆轉速350rpm，螺杆各區溫度180°C、200°C、210°C、220°C、240°C、 260 °C。表 1 流變性能測試採用 Bohlin Instruments RH2000 Capillary Rheometer 毛細管流變儀在 240°C 測試材料的流動性能。耐熱溫度測試按照ASTM D648標準，6. 4mm樣條厚度，120°C /hr，0. 45MPa負載下，測試材料熱變 形溫度。IZ0D缺口衝擊性能測試按照ASTM D256標準，3. 2mm樣條，45°標準缺口，5. 5J擺錘能量，測試材料缺口衝 擊性能。實施例及對比例中的產品的測試結果如表2所示。表 2 從表2中可以看出，相對於對比例，實施例1-5在加入籠形倍半矽氧烷後材料流動 性，特別是在高剪切下流動性提高明顯，且對耐熱性能和衝擊韌性有不同程度的提高。實施例6一種高流動聚酯組合物的製備方法，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及含量備料24kg熱塑性聚酯、0. 1kg流動促進劑、lkg抗氧劑、15kg增韌劑，其中熱塑性聚酯為 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，25°C測定鄰氯苯酚溶液時的特性粘度為0. 52 ；流動促進劑
為八苯基籠形倍半矽氧烷，結構如下所示 其中R為甲基；抗氧劑為磷酸三苯酯(TPP)；增韌劑為烯腈_ 丁二烯_丙烯酸酯共 聚物(ASA)。(2)將熱塑性聚酯、流動促進劑、增韌劑及抗氧劑按上述配比經高速混合機攪拌混 合均勻，由主餵料送入雙螺杆擠出機，控制雙螺杆擠出機長徑比為35 1，各段螺杆溫度為 180°C、200°C、220°C、240°C、260°C、280°C、300°C，螺杆轉速為 550rpm 進行擠出切粒，得到產品o實施例7一種高流動聚酯組合物的製備方法，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及含量備料100kg熱塑性聚酯、5kg流動促進劑、0. lkg抗氧劑、50kg無機增強材料，其中熱塑
8性聚酯為聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，25°C測定鄰氯苯酚溶液時的特性粘度為0. 45 ；流
動促進劑為八苯基籠形倍半矽氧烷，結構如下所示
其中R為環氧基；抗氧劑為四
季戊四醇 酯；無機增強材料為滑石粉。(2)將熱塑性聚酯、流動促進劑及抗氧劑按上述配比經高速混合機攪拌混合均 勻，由主餵料送入雙螺杆擠出機，隨後無機增強填料經由側餵料加入擠出機，擠出切粒，得 到產品，其中雙螺杆擠出機長徑比為20 1，各段螺杆溫度為18(rc、200°c、22(rc、24(rc、 260°C、280°C、300°C，螺杆轉速為 650rpm。實施例8一種高流動聚酯組合物的製備方法，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及含量備料80kg熱塑性聚酯、3kg流動促進劑、0. 5kg抗氧劑、10kg增韌劑、30kg無機增強材 料，其中熱塑性聚酯為聚對萘二甲酸丁二醇酯(PBN)；流動促進劑為八苯基籠形倍半矽氧 烷，結構如下所示 其中R為正丙基；抗氧劑為四
季戊四醇 酯；增韌劑為甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)；無機增強材料為蒙脫土。(2)將熱塑性聚酯、流動促進劑、增韌劑及抗氧劑按上述配比經高速混合機攪拌混 合均勻，由主餵料送入雙螺杆擠出機，控制雙螺杆擠出機長徑比為90 1，各段螺杆溫度為 200°C、210°C、220°C、240°C、260°C、270°C、280°C，螺杆轉速為 200rpm，隨後無機增強填料經 由側餵料加入擠出機，擠出切粒，得到產品。實施例9—種高流動聚酯組合物的製備方法，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及含量備料
80kg熱塑性聚酯、0. 5kg流動促進劑、0. 5kg抗氧劑、10kg增韌劑、30kg無機增強材 料，各組分與實施例8中組分要求相同；(2)利用實施例8中所述的製備方法，製備得到高流動聚酯組合物。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書界 定。
權利要求
一種高流動聚酯組合物，其特徵在於，該組合物包括以下組分及重量份含量熱塑性聚酯 24-100；流動促進劑 0.1-5；抗氧劑 0.1-1；增韌劑 0-15；無機增強材料 0-50。
2.根據權利要求1所述的一種高流動聚酯組合物，其特徵在於，所述的熱塑性聚酯選 自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)、聚對萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚對苯二甲酸丙二醇酯(PPT)、聚對苯二甲酸環己烷 二甲醇酯(PCT)或聚碳酸酯(PC)中的一種或多種，優選聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對 苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的一種或兩種，熱塑性聚酯的加入量優選67-88重量份。
3.根據權利要求2所述的一種高流動聚酯組合物，其特徵在於，所述的聚對苯二甲酸 乙二醇酯(PET) 25°C測定鄰氯苯酚溶液時的特性粘度為0. 36-1. 60，優選0. 52-1. 25。
4.根據權利要求2所述的一種高流動聚酯組合物，其特徵在於，所述的聚對苯二甲酸 丁二醇酯(PBT)25°C測定鄰氯苯酚溶液時的特性粘度為0. 30-2. 0，優選0. 45-1. 20。
5.根據權利要求1所述的一種高流動聚酯組合物，其特徵在於，所述的流動促進劑結 構如下所示 其中R選自氫基、甲基、乙基、乙烯基、正丙基、異丁基、環戊基、環己基、苯基或環氧基， 優選甲基、苯基或環氧基，流動促進劑的添加量優選0. 5-3重量份，更加優選1-2重量份。
6.根據權利要求1所述的一種高流動聚酯組合物，其特徵在於，所述的抗氧劑選自磷 酸三苯酯(TPP)、四-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或三(2. 4-二叔 丁基苯基)亞磷酸酯中的一種或多種，抗氧劑加入量優選0. 3-0. 5重量份。
7.根據權利要求1所述的一種高流動聚酯組合物，其特徵在於，所述的增韌劑為烯 腈-丁二烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯_苯乙烯共聚物(MBS)，增 韌劑的加入量優選3-7重量份。
8.根據權利要求1所述的一種高流動聚酯組合物，其特徵在於，所述的無機增強材料 選自玻璃纖維、碳纖維、雲母、滑石粉、蒙脫土或矽灰石一種或多種，無機增強材料的加入量 優選5-30重量份。
9.一種高流動聚酯組合物的製備方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟(1)按照以下組分及重量份含量備料熱塑性聚酯24-100，流動促進劑0. 1-5，抗氧劑0. 1-1，增韌劑0-15，無機增強材料 0-50 ；(2)將熱塑性聚酯、流動促進劑、增韌劑及抗氧劑按上述配比經高速混合機攪拌混合均 勻，由主餵料送入雙螺杆擠出機，隨後無機增強填料經由側餵料加入擠出機，擠出切粒，得 到產品。
10.根據權利要求1所述的一種高流動聚酯組合物的製備方法，其特徵在於，所述的 雙螺杆擠出機長徑比為(20-90) 1，優選(35-65) 1，各段螺杆溫度為180-300°C，優選 200-280°C，螺杆轉速為 200-650rpm，優選 300_550rpm。
全文摘要
本發明涉及一種高流動聚酯組合物及製備方法，該組合物包括以下組分及重量份含量熱塑性聚酯24-100、流動促進劑0.1-5、抗氧劑0.1-1、增韌劑0-15、無機增強材料0-50，將熱塑性聚酯、流動促進劑、增韌劑及抗氧劑按上述配比經高速混合機攪拌混合均勻，由主餵料送入雙螺杆擠出機，隨後無機增強填料經由側餵料加入擠出機，擠出切粒，得到產品。與現有技術相比，本發明具有流程簡單、連續、生產效率高和產品質量穩定等優點。
文檔編號B29B9/06GK101851401SQ20101012065
公開日2010年10月6日 申請日期2010年3月9日 優先權日2010年3月9日
發明者李強, 李文強, 李榮群, 羅明華, 辛敏琦 申請人:上海錦湖日麗塑料有限公司