CN103113720A - 具有抗黄变功能的阻燃pet树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，它由以下以重量份计的原料组成：聚对苯二甲酸乙二醇酯22-85；短切玻璃纤维0-40；阻燃剂12-20；增韧剂0-15；成核剂0.3-0.5；偶联剂0.2-0.5；抗紫外剂0.2-0.5；抗黄变剂0.2-1.0；抗氧剂0.3-0.5。其制备方法为：按重量比例称取各原料，混合后进入双螺杆挤出机，在挤出机中间部位六区加入短切玻璃纤维，冷却，干燥，切粒。本发明采用玻璃纤维做为性能增强组分，同时添加抗黄变剂和抗紫外剂，通过两者的协同作用，制备的PET树脂组合物同时具有较好力学性能和抗黄变性能。

Description

具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物及其制备方法，属于聚合物加工技术领域。
背景技术
塑料制品应用范围越来越广，许多塑料制品经常暴露于光、热的条件下，在光、热的影响下，塑料制件表面会发生变色，影响塑料制件的美观。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是热塑性聚酯的主要品种，在化纤领域中产量居首位。由于其综合性能优良、成本低，逐渐在电子、电器、汽车、机械领域得到广泛应用。特别是玻璃纤维增强PET，其产品具有更好的力学性能和耐热性能等。但由于PET结构中含有酯基，其在光、热等作用下，其性能及外观均有不同程度的劣化。在很多电器产品中，制件均需要求阻燃性能，而加入阻燃剂后的PET产品，由于阻燃剂在光、热等作用下，其性能及外观更容易劣化。因此，制备具有较好抗黄变的阻燃PET产品具有较好的发展前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，已解决阻燃剂加入PET产品后性能和外观劣化的问题。
本发明的另一个目的是为了提供这种及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，由以下以重量份计的原料组成：
Figure BDA0000109558460000011
Figure BDA0000109558460000021
进一步地，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘数为0.6-0.8ml/g。
所述的短切玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，其直径为10-25μm。
所述的阻燃剂为一种含溴的阻燃剂，具体为溴化环氧，牌号为CXB-2000H。
所述的增韧剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种。
所述的成核剂为线性长链饱和羧酸钠盐，牌号为NAV101。
所述的偶联剂为氨基硅烷类偶联剂，具体为Y-氨丙基三乙氧基硅烷，牌号为KH550。
所述的抗紫外剂为苯甲酮类抗紫外剂，具体为CHIMASSORB 944。
所述的抗黄变剂为磺酸盐类抗黄变剂，具体为LEVASAFL AY。
所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
上述具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物的制备方法，具体步骤为：
按重量比例称取聚对苯二甲酸乙二醇酯、阻燃剂、增韧剂、成核剂、偶联剂、抗紫外剂、抗黄变剂和抗氧剂，混合后进入双螺杆挤出机，在挤出机中间部位六区加入短切玻璃纤维，控制一区温度230-240℃，二区温度240-250℃，三区温度250-260℃，四区温度250-260℃，五区温度250-260℃，六区温度250-260℃，七区温度250-260℃，八区温度250-260℃，九区温度240-250℃，主机转速200-300转/分钟；冷却，干燥，切粒。
本发明采用玻璃纤维做为性能增强组分，同时添加抗黄变剂和抗紫外剂，通过两者的协同作用，制备的PET树脂组合物同时具有较好力学性能和抗黄变性能；该树脂组合物在同等热氧条件或紫外光照条件下，具有较好的抗黄变性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明：在实施例1-10及对比例1-2中，基体树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂，选用中国石化集团资产经营管理有限公司仪征分公司工程塑料厂生产的普通有光切片产品，特性粘数为0.6-0.8ml/g；短切玻璃纤维选用自重庆国际复合材料有限公司，牌号为ECS 303W，直径为10-25μm；阻燃剂采用韩国宇进的溴化环氧，牌号为CXB-2000H；阻燃助剂采用三氧化二锑，牌号为S-05N；增韧剂采用美国杜邦公司的乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PTW)；成核剂采用科奈恩公司的一种长链线性饱和羧酸钠盐，牌号为NAV101；偶联剂选用氨基硅烷偶联剂，Y-氨丙基三乙氧基硅烷，牌号为KH550，荆州江汉精细化工有限公司生产；抗紫外剂选用德国巴斯夫公司的抗紫外剂CHIMASSORB 944；抗黄变剂选用德国朗盛公司生产的烷基磺酸盐类抗黄变剂LEVASAFL AY；抗氧剂选用化学名称为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，商品名Irganox1010，瑞士汽巴精化公司生产。
在实施例1-10及对比例1-2中，一种具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物的制备，采用瑞亚公司生产的75A(长径比为40)双螺杆挤出机生产。
实施例1
将PET重量份为48.7，PTW重量份为4，NAV101重量份为0.4，CXB-2000H重量份为12，S-05N重量份为4，KH550重量份为0.2，CHIMASSORB 944重量份为0.2，LEVASALT AY重量份为0.2，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，短切玻璃纤维ECS 303W从双螺杆挤出机中部加入，控制玻纤含量为30％。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
实施例2
将PET重量份为48.4，PTW重量份为4，NAV101重量份为0.4，CXB-2000H重量份为12，S-05N重量份为4，KH550重量份为0.2，CHIMASSORB 944重量份为0.5，LEVASALT AY重量份为0.2，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，短切玻璃纤维ECS 303W从双螺杆挤出机中部加入，控制玻纤含量为30％。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
实施例3
将PET重量份为48.3，PTW重量份为4，NAV101重量份为0.4，CXB-2000H重量份为12，S-05N重量份为4，KH550重量份为0.2，CHIMASSORB 944重量份为0.2，LEVASALT AY重量份为0.6，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，短切玻璃纤维ECS 303W从双螺杆挤出机中部加入，控制玻纤含量为30％。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
实施例4
将PET重量份为47.9，PTW重量份为4，NAV101重量份为0.4，CXB-2000H重量份为12，S-05N重量份为4，KH550重量份为0.2，CHIMASSORB 944重量份为0.2，LEVASALT AY重量份为1，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，短切玻璃纤维ECS 303W从双螺杆挤出机中部加入，控制玻纤含量为30％。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
实施例5
将PET重量份为77.9，PTW重量份为4，NAV101重量份为0.4，CXB-2000H重量份为12，S-05N重量份为4，KH550重量份为0.2，CHIMASSORB 944重量份为0.2，LEVASALT AY重量份为1，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
实施例6
将PET重量份为37.9，PTW重量份为4，NAV101重量份为0.4，CXB-2000H重量份为12，S-05N重量份为4，KH550重量份为0.2，CHIMASSORB 944重量份为0.2，LEVASALT AY重量份为1，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，短切玻璃纤维ECS 303W从双螺杆挤出机中部加入，控制玻纤含量为40％。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
实施例7
将PET重量份为51.9，NAV101重量份为0.4，CXB-2000H重量份为12，S-05N重量份为4，KH550重量份为0.2，CHIMASSORB 944重量份为0.2，LEVASALT AY重量份为1，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，短切玻璃纤维ECS 303W从双螺杆挤出机中部加入，控制玻纤含量为30％。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
实施例8
将PET重量份为36.9，PTW重量份为15，NAV101重量份为0.4，CXB-2000H重量份为12，S-05N重量份为4，KH550重量份为0.2，CHIMASSORB 944重量份为0.2，LEVASALT AY重量份为1，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，短切玻璃纤维ECS 303W从双螺杆挤出机中部加入，控制玻纤含量为30％。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
实施例9
将PET重量份为52，PTW重量份为4，NAV101重量份为0.3，CXB-2000H重量份为9，S-05N重量份为3，KH550重量份为0.2，CHIMASSORB 944重量份为0.2，LEVASALT AY重量份为1，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，短切玻璃纤维ECS 303W从双螺杆挤出机中部加入，控制玻纤含量为30％。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
实施例10
将PET重量份为43.8，PTW重量份为4，NAV101重量份为0.5，CXB-2000H重量份为15，S-05N重量份为5，KH550重量份为0.2，CHIMASSORB 944重量份为0.2，LEVASALT AY重量份为1，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，短切玻璃纤维ECS 303W从双螺杆挤出机中部加入，控制玻纤含量为30％。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
对比例1
将PET重量份为49.1，PTW重量份为4，NAV101重量份为0.4，CXB-2000H重量份为12，S-05N重量份为4，KH550重量份为0.2，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，短切玻璃纤维ECS 303W从双螺杆挤出机中部加入，控制玻纤含量为30％。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
对比例2
将PET重量份为79.1，PTW重量份为4，NAV101重量份为0.4，CXB-2000H重量份为12，S-05N重量份为4，KH550重量份为0.2，1010重量份为0.3，在高速混合器中将上述组分在室温下混匀，之后在双螺杆挤出机生产，短切玻璃纤维ECS 303W从双螺杆挤出机中部加入，控制玻纤含量为30％。加工条件为：一区温度230℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度255℃，六区温度255℃，七区温度255℃，八区温度255℃，九区温度245℃；主机转速200转/分钟。
性能测试
缺口冲击强度按ASTM D256标准进行测试，试样尺寸为64mm×12.7mm×3.2mm，缺口深度为2.2mm。测试设备为美国Willow Grove公司的Tinius Olisen冲击试验机。
拉伸性能测试按ASTM D638标准进行测试，试样尺寸为168mm×13mm×3.2mm，测试速度为50mm/min。测试设备为德国Zwick公司的电子拉力实验机。
弯曲性能的测试按ASTM D790标准进行测试，试样尺寸为64mm×12.7mm×3.2mm，跨距为50mm，测试速度为1.26mm/min。测试设备为德国Zwick公司的电子拉力实验机。
热氧老化在具有换气功能的专用老化烘箱内进行，老化温度为150℃，老化时间为7天。
紫外老化在专用的紫外老化箱内进行，温度为65℃，紫外光强度为0.68W/m2，紫外光波长为340nm，样品距紫外光灯5cm，老化时间为500小时。紫外老化箱为美国Q-Lab公司的QUVSPRAY型号。
实施例和对比例性能比较：
Figure BDA0000109558460000061
Figure BDA0000109558460000071
从上表中可以看出，抗黄变剂和抗紫外剂的加入对阻燃PET树脂组合物的力学性能影响较小，主要影响阻燃PET树脂组合物的力学性能的因素在于玻纤含量和增韧剂的含量，玻纤含量越高，复合物强度越好；增韧剂越多，组合物韧性越好，但会影响组合物的抗黄变性能。
此外，从上表中可以看出，抗黄变剂和抗紫外剂的加入，能显著提高阻燃PET树脂组合物的抗热氧老化性能和抗紫外光老化性能。随着抗黄变剂和抗紫外剂含量的增加，材料的抗热氧老化和抗紫外老化性能越好。通过本发明，可以制备具有较好抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物。

Claims (10)

1.一种具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，其特征在于：由以下以重量份计的原料组成：
Figure FDA0000109558450000011
2.根据权利要求1所述的具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，其特征在于：所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘数为0.6-0.8ml/g。
3.根据权利要求1所述的具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，其特征在于：所述的短切玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，其直径为10-25μm。
4.根据权利要求1所述的具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，其特征在于：所述的阻燃剂为一种含溴的阻燃剂，具体为溴化环氧，牌号为CXB-2000H。
5.根据权利要求1所述的具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，其特征在于：所述的增韧剂是选自以下共聚物：马来酸酐接枝聚烯烃弹性体和乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的一种。
6.根据权利要求1所述的具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，其特征在于：所述的成核剂为线性长链饱和羧酸钠盐，牌号为NAV101。
7.根据权利要求1所述的具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，其特征在于：所述的偶联剂为氨基硅烷类偶联剂，具体为Y-氨丙基三乙氧基硅烷，牌号为KH550。
8.根据权利要求1所述的具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，其特征在于：所述的抗紫外剂为苯甲酮类抗紫外剂，具体为CHIMASSORB 944；抗黄变剂为磺酸盐类抗黄变剂，具体为LEVASAFL AY。
9.根据权利要求1所述的具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二特丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
10.一种制备权利要求1所述具有抗黄变功能的阻燃PET树脂组合物的方法，其特征在于：具体步骤为：
按重量比例称取聚对苯二甲酸乙二醇酯、阻燃剂、增韧剂、成核剂、偶联剂、抗紫外剂、抗黄变剂和抗氧剂，混合后进入双螺杆挤出机，在挤出机中间部位六区加入短切玻璃纤维，控制一区温度230-240℃，二区温度240-250℃，三区温度250-260℃，四区温度250-260℃，五区温度250-260℃，六区温度250-260℃，七区温度250-260℃，八区温度250-260℃，九区温度240-250℃，主机转速200-300转/分钟；冷却，干燥，切粒。
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