CN102453313A - 一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）及其制备方法和用途 - Google Patents

一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯及其制备方法和用途，是采用钠离子聚合物作为成核剂、碳化二亚胺作为水解稳定剂、均苯四酸二酐和PBO作为扩链剂、二月桂酸酯作为结晶促进剂，经双螺杆挤出机加工而得一种耐高温阻燃增强PET节能灯专用料，可以代替目前市场上广泛使用的PBT节能灯材料。本发明的产品在达到阻燃要求及保留PET原有优势物性的基础上，降低了成型模温，拥有比传统PBT节能灯材料更优异的耐高温性能，相对于进口PET/GF，在性能相当的情况下，成本更低。

Description

一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于高分子工程塑料及其成型加工领域，具体涉及一种增强聚对苯二甲酸乙二醇酯及其制备方法和用途。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是当今产量最大的热塑性聚酯，由其自身具有力学强度高、耐热性高、耐化学药品性好、电气绝缘性优异、成本低的优点，广泛用于纤维纺丝、吹瓶、薄膜等工业，然而其结晶速度慢、干燥条件苛刻、成型周期长、成型模温高、受热后极易翘曲、低模温下制件表面粗糙的缺陷，限制其在工程塑料上的应用，以至其在工程塑料上的用量处于成本较高的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)之后。
玻璃纤维增强PET(PET/GF)是通过在PET中添加玻璃纤维，使得PET的刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性有显著的提高，但PET/GF仍然具有普通PET产品固有的成型模温高的缺陷。
PET/GF成型模温与所选择的成核剂密切相关。国外企业均选用了不同的成核剂以降低成型模温，如美国杜邦公司用了沙林树脂做成核剂，日本东洋纺织公司单独用滑石粉作为成核剂。以上企业生产的PET/GF虽然性能很好，但都售价较高，而国产的PET/GF由于原材料的问题总是或多或少存在如耐热较低、韧性较差等缺陷。因此有必要开发低成本且具有与进口产品及PBT相当的性能的PET/GF材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低，但性能与进口产品性能相当的高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯。
本发明的具体技术方案如下：
一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其原料配方(重量)为：
主料：聚对苯二甲酸乙二醇酯    40-55份；
辅料：
阻燃剂                        14-20份；
成核剂                        0.2-3份；
结晶促进剂                    2-4份；
抗氧剂                        0.3-0.5份；
润滑剂                        0.4-0.6份；
增强剂                        20-35份；
水解稳定剂                    0.1-1份；
光稳定剂                      0.1-0.3份；
增韧剂                        2-4份；
扩链剂                        0.1-1.5份。
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的密度为1.35-1.38，熔点为255-265，特性粘度0.6-0.9。
所述阻燃剂为复配阻燃剂，是溴代苯乙烯、磷氮阻燃剂、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠中两种复配。
所述成核剂为钠离子聚合物。该成核剂以更小的尺寸均匀分散于PET基体中，从而获得更高的结晶度、更小的晶球尺寸、更规整的晶球排布，使得本发明具有优异的刚性及耐热性能。
所述结晶促进剂是二月桂酸酯，该结晶促进剂加快了成核剂的成核速度，降低了PET的结晶温度，增加了PET链的相互滑移；从而获得很好的流动性和较低模温结晶能力，缩短了成型周期。
所述抗氧剂为复合抗氧剂，是1010、168、1076、626、1425、1222其中两种。
所述润滑剂是脂肪盐、硅油、TAF中其中一种。
所述增强剂是无碱玻纤。
所述光稳定剂是UV531、UV3411和770中其中一种。
所述增韧剂是乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三聚物(PTW)。
所述水解稳定剂是碳化二亚胺。所述扩链剂是均苯四酸二酐、苯并双噁唑(PBO)其中一种。上述水解稳定剂和扩链剂有效解决了高温下由于水分存在引起的酯键断裂、分子量降低、特性粘度下降问题；降低了PET材料苛刻的干燥条件的同时，有效保证了PET材料在250℃以上加工时，水分引起的降解，保证了PET材料的分子量、特性粘度的稳定，从而使本发明具有很好的机械性能及稳定性。
一种制备耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的方法，包括以下步骤：
(1)准确称取主料和辅料各组分的数量；
(2)主料在120℃的干燥机内干燥5-12小时；
(3)将主料和除增强剂以外的辅料放入高速搅拌机内搅拌5-7分钟；
(4)在双螺杆挤出机主喂料口中喂入充分混合均匀的主料和辅料，在玻纤口或侧喂料机喂入增强剂，通过双螺杆挤出机挤出，挤出机设置：第一区240-280℃，第二区240-280℃，第三区240-280℃，第四区240-280℃，第五区240-280℃，第六区240-280℃，第七区240-280℃，第八区240-280℃，第九区240-280℃，第十区240-280℃；双螺杆挤出机主机转速30-45Hz，主喂料转速20-35Hz；
(5)拉条经水冷、风干、切粒、干燥、称重、包装得成品。
所述耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为节能灯材料的应用。
本发明的有益效果是：本发明采用钠离子聚合物作为成核剂、碳化二亚胺作为水解稳定剂、均苯四酸二酐和PBO作为扩链剂、二月桂酸酯作为结晶促进剂，经双螺杆挤出机加工而得一种耐高温阻燃增强PET节能灯专用料，可以代替目前市场上广泛使用的PBT节能灯材料。本发明在达到阻燃要求及保留PET原有优势物性的基础上，降低了成型模温，拥有比传统PBT节能灯材料更优异的耐高温性能、相当的成型周期，干燥条件也大大改善，相对于进口PET/GF，在性能相当的情况下，成本更低。
附图说明
图1为产品主要性能指标及国内外PET、PBT材料的对比；
图2为本发明产品的加工制造流程图。
具体实施方式
实施例1
准确称取45份的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、2份钠离子聚合物、12份溴化苯乙烯、4份五氧化二锑、30份无碱玻纤、0.2份1010、0.3份1425、0.1份UV531、0.5份TAF、0.5份碳化二亚胺、0.3份均PBO、2份二月桂酸酯和3份PTW。PET在120℃的干燥机内干燥5-12小时，将干燥后的主料和除无碱玻纤以外的辅料在高速搅拌机内搅拌5-7分钟；在双螺杆挤出机主喂料中喂入充分混合均匀的主料和辅料，在玻纤口或侧喂料机中喂入无碱玻纤，挤出机设置：第一区240-280℃，第二区240-280℃，第三区240-280℃，第四区240-280℃，第五区240-280℃，第六区240-280℃，第七区240-280℃，第八区240-280℃，第九区240-280℃，第十区240-280℃；双螺杆挤出机主机转速30-45Hz，主喂料转速20-35Hz；拉条经水冷、风干、切粒、干燥、称重、包装得成品。
实施例2
准确称取45份的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、3份钠离子聚合物、12份溴化苯乙烯、4份三氧化二锑、30份无碱玻纤、0.2份1010、0.2份1425、0.1份UV3411、0.4份硅油、0.1份碳化二亚胺、0.5份均苯四酸二酐、2份二月桂酸酯和2.8份PTW。PET在120℃的干燥机内干燥5-12小时。将除无碱玻纤以外的主料和辅料在高速搅拌机内搅拌5-7分钟；在双螺杆挤出机主喂料中喂入充分混合均匀的主料和辅料，在玻纤口或侧喂料机中喂入无碱玻纤，双螺杆挤出机设置：第一区240-280℃，第二区240-280℃，第三区240-280℃， 第四区240-280℃，第五区240-280℃，第六区240-280℃，第七区240-280℃，第八区240-280℃，第九区240-280℃，第十区240-280℃；双螺杆挤出机主机转速30-45Hz主喂料转速20-35Hz；拉条经水冷、风干、切粒、干燥、称重、包装得成品。
实施例3
准确称取辅料45份的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、2份钠离子聚合物、12份溴化苯乙烯、4份锑酸钠、30份无碱玻纤、0.2份1010、0.3份1425、0.2份光稳定剂770、0.5份TAF、0.3份碳化二亚胺、0.5份均苯四酸二酐、2份二月桂酸酯和3份PTW。PET在120℃的干燥机内干燥5-12小时。将干燥后的主料和除无碱玻纤以外的辅料在高速搅拌机内搅拌5-7分钟；在双螺杆挤出机主喂料中喂入充分混合均匀的主料和辅料，在玻纤口或侧喂料机中喂入无碱玻纤，双螺杆挤出机设置：第一区240-280℃，第二区240-280℃，第三区240-280℃，第四区240-280℃，第五区240-280℃，第六区240-280℃，第七区240-280℃，第八区240-280℃，第九区240-280℃，第十区240-280℃；双螺杆挤出机主机转速30-45Hz，主喂料转速20-35Hz；拉条经水冷、风干、切粒、干燥、称重、包装得成品。
实施例4
准确称取辅料40份的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、3份钠离子聚合物、10份溴化苯乙烯、4份三氧化二锑、33.5份无碱玻纤、0.2份1010、0.3份168、0.3份光稳定剂770、0.5份TAF、1份碳化二亚胺、1.2份PBO、2 份二月桂酸酯和4份PTW。PET在120℃的干燥机内干燥5-12小时。将干燥后的主料和除无碱玻纤以外的辅料在高速搅拌机内搅拌5-7分钟；在双螺杆挤出机主喂料中喂入充分混合均匀的主料和辅料，在玻纤口或侧喂料机中喂入无碱玻纤，双螺杆挤出机设置：第一区240-280℃，第二区240-280℃，第三区240-280℃，第四区240-280℃，第五区240-280℃，第六区240-280℃，第七区240-280℃，第八区240-280℃，第九区240-280℃，第十区240-280℃；双螺杆挤出机主机转速30-45Hz，主喂料转速20-35Hz；拉条经水冷、风干、切粒、干燥、称重、包装得成品。
实施例5
准确称取辅料52份的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、0.2份钠离子聚合物、15.6份溴化苯乙烯、4份三氧化二锑、20份无碱玻纤、0.2份1010、0.3份168、0.1份UV531、0.5份TAF、1份碳化二亚胺、0.1份PBO、4份二月桂酸酯和2份PTW。PET在120℃的干燥机内干燥5-12小时。将干燥后的主料和除无碱玻纤以外的辅料在高速搅拌机内搅拌5-7分钟；在双螺杆挤出机主喂料中喂入充分混合均匀的主料和辅料，在玻纤口或侧喂料机中喂入无碱玻纤，双螺杆挤出机设置：第一区240-280℃，第二区240-280℃，第三区240-280℃，第四区240-280℃，第五区240-280℃，第六区240-280℃，第七区240-280℃，第八区240-280℃，第九区240-280℃，第十区240-280℃；双螺杆挤出机主机转速30-45Hz，主喂料转速20-35Hz；拉条经水冷、风干、切粒、干燥、称重、包装得成品。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (14)

1.一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于：原料配方为：
主料：聚对苯二甲酸乙二醇酯        40-55重量份；
辅料：
阻燃剂                            14-20重量份；
成核剂                            0.2-3重量份；
结晶促进剂                        2-4重量份；
抗氧剂                            0.3-0.5重量份；
润滑剂                            0.4-0.6重量份；
增强剂                            20-35重量份；
水解稳定剂                        0.1-1重量份；
光稳定剂                          0.1-0.3重量份；
增韧剂                            2-4重量份；
扩链剂                            0.1-1.5重量份。
2.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的密度为1.35-1.38，熔点为255-265，特性粘度0.6-0.9。
3.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述阻燃剂为复配阻燃剂，是溴化苯乙烯、磷氮阻燃剂、三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠中两种复配。
4.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述成核剂为钠离子聚合物。
5.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述结晶促进剂是二月桂酸酯。
6.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述抗氧剂为复合抗氧剂，是抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂626、抗氧剂1425、抗氧剂1222其中两种。
7.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述润滑剂是脂肪盐、硅油、TAF中其中一种。
8.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述增强剂是无碱玻纤。
9.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述水解稳定剂是碳化二亚胺。
10.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述光稳定剂是UV531、UV3411和光稳定剂770中其中一种。
11.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述增韧剂是乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三聚物(PTW)。
12.如权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于：所述扩链剂是均苯四酸二酐、苯并双噁唑(PBO)其中一种。
13.一种制备权利要求1所述耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按权利要求1准确称取主料和辅料各组分的数量；
(2)主料在120℃的干燥机内干燥5-12小时；
(3)将主料和除增强剂以外的辅料放入高速搅拌机内搅拌5-7分钟；
(4)在双螺杆挤出机主喂料口中喂入充分混合均匀的主料和辅料，在玻纤口或侧喂料机喂入增强剂，通过双螺杆挤出机挤出，挤出机设置：第一区240-280℃，第二区240-280℃，第三区240-280℃，第四区240-280℃，第五区240-280℃，第六区240-280℃，第七区240-280℃，第八区240-280℃，第九区240-280℃，第十区240-280℃；双螺杆挤出机主机转速30-45Hz，主喂料转速20-35Hz；
(5)拉条经水冷、风干、切粒、干燥、称重、包装得成品。
14.权利要求1所述的一种耐高温阻燃增强聚对苯二甲酸乙二醇酯作为节能灯材料的应用。
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