CN101525482A - 聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料、制备和应用 - Google Patents

聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料、制备和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料、制备和应用，组分：聚碳酸酯PC和聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT，其重量百分比为，10－90％∶10－90％；制备，(1)称取原料，(2)在真空旋转烘箱中干燥，(3)置于双螺杆挤出机中经熔融共混挤出，造粒；应用于制备共混纤维。本发明的PC/PBT合金材料，保持并提高了原有PBT纤维良好的回弹性能和PC的韧性，具有良好的尺寸稳定性；制备原料易得，成本较低；且共混纤维适应常规纺丝加工的工艺条件。

Description

聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料、制备和应用
技术领域
本发明属高分子纤维材料技术领域，特别涉及聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料、制备和应用。
背景技术
聚碳酸酯PC是一种非晶的热塑性聚合物，具有突出的冲击韧性、透明性和尺寸稳定性、优良的机械强度、电绝缘性，使用温度范围宽，良好的耐蠕变性、耐候性、低吸水性、无毒性、自熄性，是一种综合性能优良的工程塑料。由于其所具备的优异性能，使其被广泛地应用在汽车、电子电器、航空等各个领域。但由于其非晶性，作为纤维材料方面的应用还鲜有出现。同时由于聚碳酸酯独特的弹性机理，目前有些研究采用少量的聚碳酸酯作为弹性纤维的软段加以应用，具有热稳定性好，耐水解等特性。而聚合物共混改性因为具有成本较低，在保证材料原有优异性能基础上，可以有效地使其不足之处得以改善，因而成为一种被广泛应用的手段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料、制备和应用，该聚碳酸酯(PC)/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)合金材料，保持并提高了原有PBT纤维良好的回弹性能和PC的韧性，具有良好的尺寸稳定性；制备原料易得，成本较低；且共混纤维适应常规纺丝加工的工艺条件。
本发明的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料，组分包括：聚碳酸酯(PC)切片(帝人公司生产)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)切片(仪征化纤生产)，其重量百分比为，10-90％∶10-90％。
所述的PC为一种双酚A型芳香族聚碳酸酯：其密度在1.15-1.25g/cm3，熔点在230-260℃。
所述的PBT为密度1.30-1.36g/cm3，熔点200-230℃，熔体粘度0.2-1.1的聚对苯二甲酸丁二醇酯。
通过对PC树脂和PBT树脂添加量的调整和工艺条件的设计，能够使PC具有可纺性，其共混纤维能采用常规纺丝与后加工设备制备，并且还保持并提高了原有PBT纤维良好的回弹性能和PC的韧性及良好的尺寸稳定性。
本发明的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料的制备方法，包括：
(1)按重量百分比为10-90％∶10-90％称取PC与PBT切片原料；
(2)将PC、PBT在真空旋转烘箱中干燥24-36小时，温度为70-130℃；
(3)将混合的原料置于双螺杆挤出机中经熔融共混挤出，造粒；工艺条件，温度：230-280℃，螺杆转速：10-40r/min，螺杆扭矩：20-50Nm。
本发明的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料的应用于制备共混纤维。
具体步骤，包括：
将上述干燥好的复合材料置于单螺杆纺丝机中，采用熔融纺丝的方法，熔融纺丝各区间温度：210-310℃，纺丝速度：800m/min-1000m/min，熔体通过计量泵经喷丝板挤出，初生纤维经过侧吹风冷却后，进行卷绕，初生共混纤维牵伸倍率2.0-3.0，牵伸温度60-160℃，制得共混纤维。
有益效果
(1)本发明的聚碳酸酯(PC)/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)合金材料，保持并提高了原有PBT纤维良好的回弹性能和PC的韧性，具有良好的尺寸稳定性；
(2)本发明的制备原料易得，成本较低；
(3)本发明通过添加PBT组分，使PC树脂具有了可纺性，并且共混纤维制备适应常规纺丝加工的设备条件。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
在实施例合金材料及其共混纤维配方中，PC为一种双酚A型芳香族聚碳酸酯：其密度在1.15-1.25g/cm3，熔点在230-260℃；PBT为密度1.30-1.36g/cm3，熔点200-230℃，熔体粘度0.2-1.1的聚对苯二甲酸丁二醇酯。
实施例1
将PC75％，PBT25％(重量比)，经70-130℃真空干燥混合好的原料在双螺杆挤出机中经熔融共混挤出，造粒，其工艺为：螺杆温度：230℃，螺杆转速：20r/min，螺杆扭矩：20Nm。
实施例2
将PC65％，PBT35％(重量比)，经70-130℃真空干燥混合好的原料在双螺杆挤出机中经熔融共混挤出，造粒，其工艺为：螺杆温度：250℃，螺杆转速：10r/min，螺杆扭矩：40Nm。
实施例3
将PC55％，PBT45％(重量比)，经70-130℃真空干燥后混合的原料在双螺杆挤出机中经熔融共混挤出，造粒，其工艺为：螺杆温度：270℃，螺杆转速：35r/min，螺杆扭矩：50Nm。
将按上述方法完成造粒的共混切片经干燥后，置于单螺杆纺丝机中，采用熔融纺丝的方法，熔体通过计量泵经喷丝板挤出，初生纤维经过侧吹风冷却后，进行卷绕，再经过后牵伸制得PC/PBT共混纤维。
熔融纺丝温度：210-310℃
纺丝速度：800m/min
初生共混纤维牵伸倍率：2.0-3.0
牵伸温度：60-160℃
共混纤维的制备能适应常规纺丝加工的设备条件。
表1.共混纤维的常规力学性能
 试样   规格(dt/f)   强度(CN/dt)   初始模量(CN/dt)
 纯PBT纤维   156/36   2.783   31.29
 实施例1   163/36   2.821   37.72
 实施例2   159/36   2.794   45.21
 实施例3   157/36   2.698   39.13
表2.共混纤维的一次拉伸回弹性能
*缓弹伸长回复率为纤维拉伸15％后停止5min，让纤维回缩后测定的回复率。

Claims (6)

1.聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料，组分包括：聚碳酸酯PC切片和聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT切片，其重量百分比为，10-90％∶10-90％。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料，其特征在于：所述的PC为一种双酚A型芳香族聚碳酸酯，其密度1.15-1.25g/cm3，熔点230-260℃。
3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料，其特征在于：所述的PBT为密度1.30-1.36g/cm3，熔点200-230℃，熔体粘度0.2-1.1的聚对苯二甲酸丁二醇酯。
4.聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料的制备方法，包括：
(1)按重量百分比为10-90％∶10-90％称取PC与PBT切片原料；
(2)将PC、PBT在真空旋转烘箱中干燥24-36小时，温度为70-130℃；
(3)将混合的原料置于双螺杆挤出机中经熔融共混挤出，造粒；工艺条件，温度：230-280℃，螺杆转速：10-40r/min，螺杆扭矩：20-50Nm。
5.聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料的应用于制备共混纤维。
6.根据权利要求5所述的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金材料的应用于制备共混纤维，其制备包括：
将上述干燥好的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料置于单螺杆纺丝机中，采用熔融纺丝的方法，熔融纺丝各区间温度：210-310℃，纺丝速度：800m/min-1000m/min，熔体通过计量泵经喷丝板挤出，初生纤维经过侧吹风冷却后，进行卷绕，初生共混纤维牵伸倍率2.0-3.0，牵伸温度60-160℃，制得共混纤维。
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