CN102898790B - 聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物、制备方法及其应用 - Google Patents
聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物、制备方法及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物、制备方法及其应用，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯；苯乙烯类热塑性弹性体；烯烃类聚合物；相容剂；热稳定剂；其它的加工助剂。其制备方法是将聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯乙烯类热塑性弹性体、烯烃类聚合物、相容剂、热稳定剂、其它的加工助剂按重量份比加入到挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在230-265℃，挤出造粒，最终得到产品。本发明所述产品主要应用于汽车安全气囊盖板中。
Description
技术领域
本领域涉及高分子组合物领域，特别涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物、制备方法及其应用。
背景技术
汽车安全气囊盖板是集装饰性和功能性于一体的汽车内饰件，发生交通事故时，安全气囊紧急打开并穿透安全气囊盖板。因此，安全气囊盖板不仅需要在极端低温时保证有足够的韧性，不允许安全气囊穿透撕裂盖板时有碎片飞出伤人；同时也需要在极端高温时保证有一定的刚性，不允许由于高温刚性不足而变形或者由于高温撕裂强度太低导致撕裂过度，造成重大事故。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)由于其优异的性能广泛的用于汽车领域中，但由于其在高温和低温容易被撕裂过度而变形飞出，在应用到汽车领域时受到一定的阻碍。因此，研究一种既具有优异的高温和低温爆破性能，可以满足汽车安全气囊盖板高温点爆（85℃）不变形飞出以及撕裂过度，以及低温点爆（-35℃）不产生碎片的要求的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材料，是本领域技术人员亟须解决的一个问题。
发明内容
综上所述，为解决上述技术问题，本发明有必要提供一种聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物。
进一步地，还有必要提供一种上述聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物的制备方法。
进一步地，还有必要提供一种上述聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物的应用。
一种聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物，其主要成分为按重量份计包括：
聚对苯二甲酸乙二醇酯 21-48份；
苯乙烯类热塑性弹性体 10-40份；
烯烃类聚合物 10-50份；
相容剂 2-15份；
热稳定剂 0-2份；
其它的加工助剂 0-2份。
一种聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物，由以下成按重量份计组成：
聚对苯二甲酸乙二醇酯 21-48份；
苯乙烯类热塑性弹性体 10-40份；
烯烃类聚合物 10-50份；
相容剂 2-15份；
热稳定剂 0-2份；
其它的加工助剂 0-2份。
其中，上述聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物的配方按重量份计可进一步为：
聚对苯二甲酸乙二醇酯为30-40份或32-38份；苯乙烯类热塑性弹性体为20-30份或22-28份；烯烃类聚合物20-40份或25-35份；相容剂4-13份或6-10份；热稳定剂 0.2-1.8份或1-1.5份；其它的加工助剂0.2-1.6份或0.8-1.2份。
其中，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子量在20000~40000，特性粘度范围为0.8-0.83dl/g。
其中，所述苯乙烯类热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物中的一种或者几种的混合物。
其中，所述的烯烃类聚合物为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或者其混合物。
其中，所述的热稳定剂为酚类、胺类、亚磷酸酯类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃中的任意一种或几种的混合物，进一步的，所述热稳定剂包括半受阻酚类。热稳定剂的作用是抑制加工过程中产生的降解。
其中，所述的相容剂选自乙烯/丙烯酸酯类/丙烯酸甘油酯类单体的二元或者三元共聚物或其混合物。相容剂的作用是使PET与烯烃类聚合物以及苯乙烯类热塑性弹性体良好相容，烯烃类聚合物和苯乙烯类热塑性弹性体起着协效增韧的作用。
其中，所述的加工助剂选自金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类中的一种或其混合物。加工助剂的作用是为了促进复合物中各组分的分散。
一种如上所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物的制备方法：
将聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯乙烯类热塑性弹性体、烯烃类聚合物、相容剂、热稳定剂、其它的加工助剂按重量份比加入到挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在230-265℃，挤出造粒，最终得到产品。
一种如上所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物在汽车领域中的应用，特别是在汽车安全气囊盖板中的应用。
相较现有技术，本发明提供聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物既具有优异的高温和低温爆破性能，可以满足汽车安全气囊盖板高温点爆（85℃）不变形飞出以及撕裂过度，以及低温点爆（-35℃）不产生碎片的要求。
经检测，本发明所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物的-35℃缺口冲击强度≥60KJ/m2，85℃撕裂强度≥120KN/m，其低温和高温的韧性等力学性能都比对比例所得产品的要好。
具体实施方式
下面结合一些具体实施方式对本发明聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物、制备方法及所述复合材料的应用做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。
本发明实施例中所用到的物质有：
PET-1，聚对苯二甲酸乙二醇酯,浙江万凯公司，重均分子量40000，特性粘度0.80dl/g，牌号WK801；
PET-2，聚对苯二甲酸乙二醇酯,江苏三房巷公司，重均分子量20000，特性粘度0.83dl/g，牌号CZ-318；
PET-3，聚对苯二甲酸乙二醇酯,江苏三房巷公司，重均分子量30000，特性粘度0.80dl/g，牌号CZ-302；
SBS，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物，中国石化集团巴陵石油化工有限责任公司，牌号YH-792;
SEBS，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物，中国石化集团巴陵石油化工有限责任公司，牌号YH-561；
LDPE，低密度聚乙烯，中海壳牌，熔融指数1.9g/10min（190℃，2.16KG），牌号2420H。
乙烯-丁烯共聚物，三井公司，熔融指数1.2g/10min（190℃，2.16KG），牌号DF610；
PTW，DuPont，牌号ElvaloyPTW；
EBS，韩国信元化学株式会社，牌号500P；
1010，热稳定剂，化学名2，6--二叔丁基-4-甲基苯酚；
168，热稳定剂，化学名亚磷酸三（2，4—二叔丁基苯基）酯；
本发明实施例中用到的检测方法有：
（1）三点弯曲模量，按标准ISO 178测试，分别在测试温度为23℃和85℃的条件下进行测试；
（2）拉伸断裂强度，按标准ISO 527-2/5A/500测试，分别在测试温度为-35℃、23℃和85℃的条件下进行测试；
（3）断裂伸长率，按标准ISO 527-2/5A/500测试，分别在测试温度为-35℃、23℃和85℃的条件下进行测试；
（4）撕裂强度，按标准ISO 34测试，分别在测试温度为-35℃、23℃和85℃的条件下进行测试；
（5）邵氏硬度，按标准ISO 868测试；
（6）密度，按标准ISO 1183测试；
（7）缺口冲击强度，按标准ISO 180测试，A型缺口，测试环境温度-35℃。
实施例1-8
将聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、苯乙烯类热塑性弹性体SBS和/或SEBS、烯烃类聚合物、相容剂、热稳定剂、其它的加工助剂按表1所示的重量份加入到挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在230-265℃，挤出造粒，最终得到产品。测试所得产品的各项性能，列于表1中。
对比例1-8
将聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、苯乙烯类热塑性弹性体SBS和/或SEBS、烯烃类聚合物、相容剂、热稳定剂、其它的加工助剂按表2所示的重量份加入到挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在230-265℃，挤出造粒，最终得到产品。测试所得产品的各项性能，列于表2中。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| PET-1 | 21 | 32 | 38 | 20 | ||
| PET-2 | 48 | 18 |
| PET-3 | 30 | |||||
| SBS | 10 | 20 | 20 | 28 | 30 | |
| SEBS | 20 | 22 | ||||
| LDPE | 10 | 10 | 35 | 40 | ||
| 乙烯-丁烯共聚物 | 50 | 20 | 15 | |||
| PTW | 2 | 4 | 6 | 13 | 10 | 15 |
| EBS | 0.2 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2 | |
| 1010 | 0.2 | 1 | 1 | 1 | 2 | |
| 168 | 0.5 | 0.8 | ||||
| 邵氏硬度（Shore D） | 44 | 49 | 47 | 45 | 46 | 47 |
| 密度（g/cm3） | 0.95 | 0.96 | 0.96 | 0.97 | 0.96 | 0.96 |
| 23℃三点弯曲模量（MPa） | 1050 | 1000 | 960 | 950 | 900 | 900 |
| 23℃拉伸断裂强度（MPa） | 22 | 21 | 20 | 19 | 19 | 18 |
| 23℃断裂伸长率（%） | 220 | 230 | 230 | 250 | 260 | 280 |
| 23℃撕裂强度（KN/m） | 210 | 240 | 220 | 235 | 230 | 240 |
| -35℃拉伸断裂强度（MPa） | 40 | 41 | 42 | 43 | 42 | 44 |
| -35℃断裂伸长率（%） | 85 | 100 | 110 | 100 | 95 | 130 |
| -35℃缺口冲击强度（KJ/m2） | 75 | 77 | 79 | 80 | 82 | 78 |
| -35℃撕裂强度（KN/m） | 310 | 320 | 335 | 355 | 340 | 345 |
| 85℃三点弯曲模量（MPa） | 330 | 340 | 345 | 360 | 380 | 370 |
| 85℃拉伸断裂强度（MPa） | 10.5 | 11.3 | 12.3 | 12.9 | 11.1 | 10.4 |
| 85℃断裂伸长率（%） | 550 | 600 | 700 | 750 | 800 | 600 |
| 85℃撕裂强度（KN/m） | 130 | 145 | 170 | 129 | 168 | 135 |
表2
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 | |
| PET-1 | 21 | 32 | 38 | 20 | ||
| PET-2 | 48 | 18 | ||||
| PET-3 | 30 | |||||
| SBS | 20 | 28 | 30 | |||
| SEBS | 22 |
| LDPE | 10 | |||||
| 乙烯-丁烯共聚物 | 50 | |||||
| PTW | 2 | 4 | 6 | 13 | 10 | 15 |
| EBS | 0.2 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2 | |
| 1010 | 0.2 | 1 | 1 | 1 | 2 | |
| 168 | 0.5 | 0.8 | ||||
| 密度（g/cm3） | 0.94 | 0.95 | 0.96 | 0.96 | 0.96 | 0.96 |
| 23℃三点弯曲模量（MPa） | 1025 | 980 | 950 | 925 | 890 | 880 |
| 23℃断裂伸长率（%） | 80 | 140 | 105 | 110 | 95 | 90 |
| 23℃撕裂强度（KN/m） | 91 | 102 | 97 | 103 | 102 | 105 |
| -35℃断裂伸长率（%） | 10 | 25 | 30 | 27 | 35 | 30 |
| -35℃缺口冲击强度（KJ/m2） | 18 | 24 | 31 | 38 | 29 | 35 |
| -35℃撕裂强度（KN/m） | 189 | 193 | 178 | 185 | 196 | 181 |
| 85℃拉伸断裂强度（MPa） | 6.2 | 6.9 | 7.1 | 6.5 | 5.9 | 6.2 |
| 85℃断裂伸长率（%） | 155 | 180 | 120 | 140 | 160 | 110 |
| 85℃撕裂强度（KN/m） | 59 | 61 | 57 | 55 | 60 | 58 |
由表1和表2的测试结果可以发现，实施例中本发明提供聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物的-35℃缺口冲击强度≥60KJ/m2，85℃撕裂强度≥120KN/m，其低温和高温的韧性等力学性能都比对比例所得产品的要好。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物，其组成为：
其中聚对苯二甲酸乙二醇酯为江苏三房巷公司生产，重均分子量20000，特性粘度0.83dl/g，牌号CZ-318；
SBS，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物，中国石化集团巴陵石油化工有限责任公司，牌号YH-792；
SEBS，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物，中国石化集团巴陵石油化工有限责任公司，牌号YH-561；
乙烯-丁烯共聚物，三井公司，熔融指数1.2g/10min，测定条件190℃，2.16KG，牌号DF610；
PTW，DuPont，牌号ElvaloyPTW；
EBS，韩国信元化学株式会社，牌号500P；
其制备方法为：
将聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯乙烯类热塑性弹性体SBS和SEBS、烯烃类聚合物、相容剂、热稳定剂、其它的加工助剂按重量份加入到挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在230-265℃，挤出造粒，最终得到产品。
2.一种聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物，其组成为：
其中PET-1，聚对苯二甲酸乙二醇酯,浙江万凯公司，重均分子量40000，特性粘度0.80dl/g，牌号WK801；
PET-2，聚对苯二甲酸乙二醇酯,江苏三房巷公司，重均分子量20000，特性粘度0.83dl/g，牌号CZ-318；
SBS，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物，中国石化集团巴陵石油化工有限责任公司，牌号YH-792；
LDPE，低密度聚乙烯，中海壳牌，熔融指数1.9g/10min，测定条件190℃，2.16KG，牌号2420H；
PTW，DuPont，牌号ElvaloyPTW；
EBS，韩国信元化学株式会社，牌号500P；
其制备方法为：
将聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯乙烯类热塑性弹性体SBS、烯烃类聚合物、相容剂、热稳定剂、其它的加工助剂按重量份加入到挤出机中熔融混合分散，挤出机各段温度设置在230-265℃，挤出造粒，最终得到产品。
3.一种权利要求1-2任一项所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯基热塑性弹性体组合物在汽车领域中的应用。
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