CN103113725A - Pet树脂组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PET树脂组合物，其特征在于，包含以下重量比分数的组分：(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂60-85%；(2)增强剂9-30%；(3)成核剂0.5-5%；(4)增韧剂0.5-6%；(5)低温改良剂0.5-2%；(6)相容剂0.5-1.5%；(7)非卤阻燃剂5.0-10.0%；上述各组分的重量百分数总和为100%。还公开了该PET树脂组合物的制备方法以及该PET树脂组合物作为硬质箱包材料的应用。

Description

PET树脂组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及聚合物材料技术领域，具体涉及用于箱包壳体的硬质PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）树脂组合物及其制备方法。
背景技术
硬质箱包壳体材料通常是由ABS、PC等树脂材料制成，这些材料在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，并且抗蠕变性、耐疲劳性、抗冲击性以及尺寸稳定性都很好。但是，这些材料存在熔体粘度高、成型加工困难、不耐油和有机溶剂、低温抗冲击性差以及原料及加工成本高等缺点。
在常用工程塑料中，PET树脂是结晶性聚合物材料，表面平滑有光泽，具有熔体粘度低，成型加工方便的优点，并且具有较好的耐热性、耐摩擦性、优异的耐油性和耐溶剂性等，是替代ABS、PC等材料制造硬质箱包壳体的较好选择。但是，PET单独使用时，存在结晶度低、成型收缩率大、尺寸稳定性差、结晶速度慢、生产周期长、低温抗冲击性差等缺点。因此，长期以来只能用于软质箱包壳体的制造，而不能应用于硬质箱包壳体的制造。
发明内容
为了解决现有技术中PET树脂材料的上述缺点，本发明针对性地提供一种可用于制造硬质箱包壳体的PET树脂组合物。
本发明的上述目的可以通过以下技术方案实现。
在本发明的一个方面，提供一种PET树脂组合物，包含以下重量百分数的组分：
(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂60-85%；
(2)增强剂      9-30%；
(3)成核剂      0.5-5%；
(4)增韧剂      0.5-6%；
(5)低温改良剂  0.5-2%；
(6)相容剂      0.5-1.5%；
(7)非卤阻燃剂  5.0-10.0%；
上述各组分的重量百分数总和为100%。
在一些实施方案中，所述PET树脂的数均分子量为20000-30000g/mol。
在一些实施方案中，所述PET的特性粘度为0.6-1.0dl/g。
在一些实施方案中，所述增强剂选自表面经相容剂处理的玻璃纤维、碳纤维、纳米无机颗粒中的至少一种。
所述纳米无机颗粒选自纳米滑石粉、纳米碳酸钙和纳米蒙脱土的至少一种。所述相容剂选自乙烯-马来酸酐-缩水甘油酯共聚物、丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物以及丙烯酸酯类聚合物中的至少一种。
在一些实施方案中，所述增韧剂选自甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。
在一些实施方案中，所述低温改良剂选自聚硅氧烷共聚物、有机硅氧烷、苯甲基硅酮以及硅酮中的至少一种。
在一些实施方案中，所述成核剂选自丙烯酸酯类离子聚合物，特别是例如甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸离子聚合物、丙烯酸丁酯-丙烯酸离子聚合物、甲基丙烯酸十二烷基酯离子聚合物、杜邦沙林（surlyn）树脂等。
在一些实施方案中，所述相容剂为丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯类相容剂；所述增韧剂为甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯类增韧剂；所述低温改良剂为有机硅氧烷类低温改良剂；所述成核剂为杜邦surlyn树脂；所述非卤阻燃剂为磷系阻燃剂或无机阻燃剂。
在一些实施方案中，所述相容剂为丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯类相容剂KT-22；所述增韧剂为罗门哈斯2678；所述低温改良剂为道康宁MB50-007；所述成核剂为杜邦surlyn树脂；所述非卤阻燃剂选自三氧化二锑、五氧化二锑和锑酸钠。
在一些实施方案中，所述组合物还可以包含抗氧化剂，例如酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、金属钝化剂中的至少一种。
在本发明的另一方面，提供一种制备上述PET树脂组合物的方法，包括以下步骤：
1）将PET树脂高温鼓风干燥；
2）将干燥好的PET树脂、相容剂、增韧剂、低温改良剂、成核剂、非卤阻燃剂依次加入搅拌机中搅拌混合均匀；
3）将上述混合物加入螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒。
在本发明的再一方面，上述PET树脂组合物可应用于箱包材料，特别是可用于制造拉杆箱的硬质外壳体。
本发明的PET树脂组合物具有以下有益的技术效果：
1）熔体粘度较低，流动性好，成型加工容易，易脱模，尺寸稳定性好，加工成本低；
2）结晶度高，机械强度好，耐溶剂性及耐热性好；
3）耐低温冲击性能优异；
4）韧性高，常温下耐冲击性好，耐磨性好；
5）阻燃性能优异；
6）可简单熔融回收重复利用，由于采用非卤阻燃剂，在回收过程中不会产生二次污染，有利于环保。
本发明的PET树脂组合物可替代ABS、PC或其它工程塑料，用于对以上性能要求较高的领域，特别是在硬质箱包壳体材料领域具有明显的优势。
具体实施方式
实施例1：
准备下述组分，按重量百分比为：
(1)PET树脂（数均分子量约24000g/mol，特性粘度0.7dl/g）：66.0%；
(2)增强剂：经相容剂KT-22表面处理的玻璃纤维（直径13微米）：18.0%；
(3)相容剂：KT-22  4.0%；
(4)增韧剂：罗门哈斯2678  4.0%；
(5)低温改良剂：有机硅氧烷—道康宁MB50-007  1.0%；
(6)成核剂：杜邦surlyn树脂  1.0%；
(7)非卤阻燃剂：三氧化二锑  6.0%
先将PET树脂于110℃鼓风干燥4小时，将干燥好的PET树脂与相容剂、增韧剂、低温改良剂、成核剂和阻燃剂依次加入搅拌机中，在500转/分的转速下搅拌混合3分钟。
然后将上述混合物加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒即得成品。
加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度210℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度200℃，六区温度230℃，机头温度235℃，压力为15MPa，螺杆转速为300rpm；水槽温度40℃；切粒机转速为800rpm；
所得PET树脂组合物经常规注塑成型后检测性能如下：
密度：        1.22g/cm3
断裂伸长率：  252.69%
拉伸强度：    68MPa
弯曲模量：    2320MPa
23℃悬臂梁缺口冲击强度：  730J/m
-30℃悬臂梁缺口冲击强度：  690J/m
熔融指数：     17g/lmin(265℃，2.16Kg)
热变形温度(0.45MPa)    140℃
耐油性（花生油48小时浸泡）    不变色，不开裂。
对比实施例1
以实施例1相同的方法制备PET树脂组合物，其区别在于成核剂仅使用常规成核剂—对苯二甲酸钠，而非杜邦surlyn树脂。
将实施例和对比实施例1的树脂组合物粒料经常规注塑成型，所得产物的性能比较如表1所示。
表1
Figure BDA00002950994900051
由表1可见，经常规注塑成型后，实施例1的树脂组合物的结晶度和机械性能明显高于对比实施例1的树脂组合物，由此证明使用丙烯酸酯类离子聚合物作为成核剂使PET树脂的结晶速率加快，结晶度提高，有利于增强该PET树脂组合物的机械性能。
对比实施例2
以实施例1相同的方法制备PET树脂组合物，其区别在于不加入低温改良剂。
将实施例和对比实施例2的树脂组合物粒料经常规注塑成型，所得产物的耐低温性能比较如表2所示。
表2
Figure BDA00002950994900052
由表2可知，经常规注塑成型后，本发明实施例1的树脂组合物的低温抗冲击性远优于对比实施例2的树脂组合物，由此证明在树脂组合物中添加本发明的低温改良剂可显著提高PET树脂组合物的耐低温性能。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例，并非旨在限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种PET树脂组合物，其特征在于，包含以下重量比分数的组分：
(1)聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂    60-85%；
(2)增强剂                      9-30%；
(3)成核剂                      0.5-5%；
(4)增韧剂                      0.5-6%；
(5)低温改良剂                  0.5-2%；
(6)相容剂                      0.5-1.5%；
(7)非卤阻燃剂                  5.0-10.0%；
上述各组分的重量百分数总和为100%。
2.根据权利要求1所述的PET树脂组合物，其特征在于：所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的数均分子量为20000-30000g/mol。
3.根据权利要求1所述的PET树脂组合物，其特征在于：所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.6-1.0dl/g。
4.根据权利要求1所述的PET树脂组合物，其特征在于：所述增强剂选自经上述相容剂表面处理的玻璃纤维、碳纤维、纳米无机颗粒中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的PET树脂组合物，其特征在于：所述相容剂选自乙烯-马来酸酐-缩水甘油酯共聚物、丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物以及丙烯酸酯类聚合物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的PET树脂组合物，其特征在于：所述增韧剂选自甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的PET树脂组合物，其特征在于：所述低温改良剂选自聚硅氧烷共聚物、有机硅氧烷、苯甲基硅酮以及硅酮中的至少一种。
8.根据权利要求l所述的PET树脂组合物，其特征在于：所述成核剂为丙烯酸酯类离子聚合物，选自甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸离子聚合物、丙烯酸丁酯-丙烯酸离子聚合物、甲基丙烯酸十二烷基酯离子聚合物、杜邦沙林树脂中的至少一种。
9.根据权利要求l所述的PET树脂组合物，其特征在于：
所述相容剂为丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯类相容剂；所述增韧剂为甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯类增韧剂；所述低温改良剂为有机硅氧烷类低温改良剂；所述成核剂为丙烯酸酯类离子聚合物；所述非卤阻燃剂为无机阻燃剂。
10.根据权利要求9所述的PET树脂组合物，其特征在于：
所述相容剂选自丙烯酸酯-缩水甘油酯-乙烯类相容剂KT-22；所述增韧剂选自罗门哈斯2678；所述低温改良剂选自道康宁MB50-007；所述成核剂选自杜邦沙林树脂；所述非卤阻燃剂选自三氧化二锑、五氧化二锑和锑酸钠中的至少一种。
11.一种制备根据权利要求1-10中任一项所述的PET树脂组合物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1）将所述聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂高温鼓风干燥；
2）将干燥好的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂与相容剂、增韧剂、低温改良剂、成核剂、非卤阻燃剂依次加入搅拌机中搅拌混合均匀；
3）将上述混合物加入螺杆挤出机中，经熔融挤出造粒。
12.根据权利要求1-10中任一项所述的PET树脂组合物作为硬质箱包材料的应用。
13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，所述硬质箱包材料为硬质拉杆箱壳体材料。
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