CN103254576B - 一种适用于纤维增强pet工程塑料的改性母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工程塑料技术领域,公开了一种适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒及其制备方法。该改性母粒是由包括以下重量份的组分制成:聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯100份,成核剂2~30份,润滑剂2~10份,抗氧剂2~20份,抗冲改性剂0~80份,光稳定剂0~30份,着色剂0~15份和阻燃剂0~150份。制备方法如下:将100份聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、2~10份润滑剂、2~30份成核剂、2~20份抗氧剂、0~80份抗冲改性剂、0~30份光稳定剂、0~15份着色剂和0~150份阻燃剂,在高速搅拌机中混合5~10分钟,通过双螺杆挤出机进行熔融共混挤出造粒,得到适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒。本发明的改性母粒具有多种功能,为一种复合改性母粒。

Description

-种适用于纤维増强PET工程塑料的改性母粒及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于工程塑料技术领域,设及一种适用于纤维增强阳T工程塑料的改性母 粒及其制备方法。
背景技术
[0002] 将塑料基体与各种助剂,包括增塑剂、润滑剂、抗冲改性剂、抗氧剂、成核剂、着色 助剂、增强填料等在高速揽拌机中混合,然后将所得混合料通过挤出机造粒是进行塑料改 性的最常用的方法。塑料改性所设及的助剂的种类多样,既包括固体颗粒,也包括粉体甚至 液体。为了方便应用,降低在混料过程中的粉尘污染,提高助剂在基体的中的分散性,在实 际应用中,助剂往往W母粒的方式与基体树脂混合。在塑料改性中常用的母粒包括色母粒、 阻燃母粒、填充母粒、润滑母粒、W及其他功能性母粒等。
[0003] 聚对苯二甲酸乙二醇醋(Polyeth}denetere地thalate)简称阳T,是热塑性聚醋家 族的重要成员之一。PET最早用于生产纤维,即涂绝纤维,后来又用于生产薄膜W及中空容 器。未经过增强或填充的PET树脂的力学性能并不好,作为工程塑料使用的PET均是经过玻 璃纤维或矿物质填充增强改性的。经过增强的PET工程塑料具有高强度、高刚性、优良的电 绝缘性、耐热性、耐化学药品性能、耐蠕变性、耐疲劳性和耐磨性能。
[0004] 欲最大限度的提高PET工程塑料的强度、模量、耐热性,充分发挥玻璃纤维的增强 效果,W及提高改善挤出造粒性能和减少制品表面的浮纤,必须解决W下问题:
[0005] (1)提高PET的结晶速度:PET是结晶性高分子材料,但是其结晶速度很低,远远低 于聚对苯二甲酸下二醇醋(PBT),运容易造成在成型制品的过程中PET的结晶不完善,使强 度和模量下降,更重要的是大幅度降低制品的热变形溫度。对于结晶不完善的PET工程塑料 制品,其热变形溫度仅有70~80°C,而如果结晶完善,则热变形溫度则可高达220°C W上。
[0006] (2)良好的润滑特性:PET与金属表面的摩擦系数较大,当玻纤含量较高时,其注塑 件的表面质量很差,可看到明显的浮纤,运也限制了 PET工程塑料的应用。
[0007] 对于玻纤增强的PET工程塑料,除了润滑剂和成核剂之外,还需加入抗氧剂、阻燃 剂、抗冲改性剂、抗水解助剂等。对于适用于PET材料加工的与母粒有关的专利,主要集中在 色母粒、润滑母粒,而且主要应用集中在阳T薄膜、纺丝等工艺的应用。中国专利02121210.5 公开了一种适用于PET切片的色母料的制备方法,专利CN 101701100 A公开了一种专用于 BOPET(双向拉伸PET薄膜)的专用黑色母及其制备方法,专利CN 1757672A公开了一种适用 于聚醋类树脂加工的母料及其生产工艺,专利CN 1903937A公开了 一种阳T色母料及其制造 方法。上述专利所述母粒功能单一,母粒的作用仅仅是为了着色或者改善润滑。专利 CN101629012A公开了一种PET爽滑色母粒及其制造方法,该专利所述母粒具有着色和润滑 的双重功能。W上所述专利所使用的改性母粒,因功能比较单一,在实际生产中还需要加入 其他的各种助剂配合使用,运增加了称量环节W及助剂之间相互协同配合的问题,
发明内容
[000引针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种适用于纤维增强PET工程塑料的 改性母粒,该改性母粒具有多种功能,为一种复合改性母粒。
[0009] 本发明的另一个目的是提供一种上述适用于纤维增强阳T工程塑料的改性母粒的 制备方法。
[0010] 本发明的技术方案如下:
[0011] 本发明提供了一种适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒,该改性母粒是由包 括W下重量份的组分制成:
[0012] 聚对苯二甲酸乙二醇醋-1,4-环己烧二甲醇醋(阳TG) 100份,
[001引成核剂 2~30份,
[0014] 润滑剂 2~10份,
[001引抗氧剂 2~20份,
[0016] 抗冲改性剂 0~80份,
[0017] 光稳定剂 0~30份,
[001引着色剂 0~15份,
[0019] 阻燃剂 0~150份。
[0020] 所述的聚对苯二甲酸乙二醇醋-1,4-环己烧二甲醇醋(PETG)为挤出级的聚对苯二 甲酸乙二醇醋-1,4-环己烧二甲醇醋。
[0021] 所述的成核剂选自科莱恩公司的NAV101、九州万里公司的ADD-PET301或意大利普 利恒公司的MB-HDN。
[0022] 所述的润滑剂选自乙撑双脂肪酸酷胺化BS)、改性乙撑双脂肪酸酷胺(TAF)、聚乙 締蜡(AC-540A)、季戊四醇硬脂酸脂(PETS)、含氣爽滑剂(PPA)、娃酬润滑剂或硬脂酸锋中的 一种或一种W上的物质。
[0023] 所述的抗氧剂选自受阻酪类抗氧剂、亚憐酸醋类抗氧剂或硫酸类抗氧剂中的一种 或一种W上的物质,优选为抗氧剂1010与抗氧剂168按照重量比1:2的组合、抗氧剂1076或 抗氧剂P262。
[0024] 所述的抗冲改性剂为乙締-丙締酸醋-丙締酸醋缩水甘油醋的=元共聚物(增初剂 AX8900)。
[0025] 所述的光稳定剂选自二苯甲酬类光稳定剂或苯并=挫类光稳定剂中的一种或一 种W上的物质;其中:二苯甲酬类光稳定剂选自UV-0、UV-9、UV-531、UV-242、UV-207、UV-A、 1^-314、1^-21、1^-39或1^-104;苯并^挫类光稳定剂选自1^斗、1^-320、1^-326、1^-327、 UV-328、UV-350、UV-510或UV-5411。
[0026] 所述的着色剂选自铁白粉、立德粉、锋领白或槽法炭黑。
[0027] 所述的阻燃剂选自漠化环氧树脂与錬酸钢的组合、包覆红憐、红憐、多聚憐酸盐或 亚憐酸盐中的一种,漠化环氧树脂与錬酸钢的比例为2~2.5:1。
[0028] 本发明还提供了一种上述适用于纤维增强阳T工程塑料的改性母粒的制备方法, 该方法包括W下步骤:
[00巧]将100份聚对苯二甲酸乙二醇醋-1,4-环己烧二甲醇醋、2~10份润滑剂、2~30份 成核剂、2~20份抗氧剂、0~80份抗冲改性剂、0~30份光稳定剂、0~15份着色剂和0~150 份阻燃剂,在高速揽拌机中混合5~10分钟,通过双螺杆挤出机进行烙融共混挤出造粒,得 到适用于纤维增强阳T工程塑料的改性母粒。
[0030] 所述的双螺杆挤出机为同向平行的双螺杆挤出机,挤出机料筒的溫度范围为145 ~230°C,螺杆转速控制在150-800转/分钟。
[0031] 本发明的重要特征是将阳T工程塑料配方中所必须的S种助剂,即抗氧剂、润滑剂 和成核剂载附在载体树脂PETG中,在实际应用中,也可W根据实际需要加入其他助剂,如阻 燃剂、光稳定剂、抗冲改性剂、着色料等。此外,该母料中所含助剂的相对含量也应该根据具 体用途做出适当调整。
[0032] 本发明的改性母粒,其性能符合PET工程塑料的性能要求,用于纤维增强PET工程 塑料的性能,因此,本发明的技术方案包括本发明的改性母粒用于纤维增强PET工程塑料的 用途。
[0033] 本发明同现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
[0034] 1、本发明方法是将多种助剂按照一定比例同时混入载体树脂中,制备的改性母粒 具有多种功能,为一种复合改性母粒。
[0035] 2、本发明所生产的改性母粒,只需将改性母粒与PET基体树脂混合即可进行双螺 杆挤出,大大简化了物料称量工序,改善了车间的操作环境,在使用过程中十分方便,而且 所得工程塑料的性能与采用传统的混料工艺所制得的工程塑料相比,在力学性能和耐热性 上也有明显提升。
[0036] 3、本发明采用挤出级的PETG作为载体树脂,不仅与基体树脂PET的相容性好,而且 改性剂的填加量大,挤出造粒十分容易。
[0037] 4、使用本发明的改性母粒,不仅可大大简化纤维增强PET工程塑料的生产工艺,而 且促进各种助剂的均匀分散,明显改善纤维增强PET工程塑料的力学性能和注塑件的外观, 而且使所得工程塑料的热变形溫度大幅度提高。
具体实施方式
[0038] W下结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0039] 实施例1
[0040] 将100份挤出级的PETG(伊斯曼牌号为GN120),3份润滑剂PETS, 30份成核剂ADD-PET301,40份增初剂AX8900,4份抗氧剂P262,5份光稳定剂UV-531,10份着色剂槽法炭黑,在 高速揽拌机中混合5~10分钟,通过同向平行双螺杆挤出机进行烙融共混挤出造粒,得到改 性母粒。所述的双螺杆挤出机为双螺杆挤出机,挤出机料筒的溫度范围为145~230°C,螺杆 转速控制在150-800转/分钟,挤出机的转速为500转/分钟,溫度设置为135°C、150°C、165 °C、175 °C、180 °C、180 °C,模头溫度175 °C。
[0041] 在实际应用中,PET树脂与该改性母料的较佳配比为10:1。利用该改性母料,可赋 予PET工程塑料良好的综合性能。配方:PET(牌号为CZ 328): 100份;改性母粒:10份;玻纤 (988A,巨石玻纤):45wt%。
[0042] 比较例1
[0043] 配方:PET(牌号为CZ 328): 105份
[0044] 润滑剂阳TS: 0.156份
[0045] 成核剂 A 孤-PET-301:1.56份
[0046] 抗冲改性剂AX8900:2.08份
[0047] 抗氧剂 P262:0.21 份
[004引光稳定剂:UV-531:0.26份
[0049] 槽法炭黑:0.52份
[0化0] 玻纤(988A,巨石玻纤):45wt%
[0051] 造粒工艺:采用相同的双螺杆挤出机,相同的溫度设置和造粒工艺。
[0052] 比较例1和实施例1的性能测试结果见表1。
[0化3] 表1
[0化4]
Figure CN103254576BD00071
[0055]从表1中可W看出,本发明的改性母粒性能较好。
[0056] 实施例2
[0057]将100份挤出级的PETG(伊斯曼牌号为邸062),5份润滑剂邸S和4份娃酬润滑剂, 25份成核剂MB-HDNJ份抗氧剂1010和4份抗氧剂168,10份光稳定剂UV-531,经高速揽拌机 混合5~10分钟,在同向平行的双螺杆挤出机中造粒,挤出机转速为400转/分钟,溫度设置 为 140 °C、155 °C、170 °C、190 °C、200 °C、200 °C,模头溫度 195 °C。
[005引在实际应用时,PET树脂与改性母料的用量比为10:1混合使用。利用该母料,可赋 予PET工程塑料高模量、高强度、良好的表面质量、高热变形溫度,同时具有良好的耐候性。
[0059] PET(牌号为CZ 328):100份;实施例2的改性母粒:10份;玻纤(9884,巨石玻纤): 50wt%。
[0060] 比较例2
[0061 ] PET CZ328:106.8份
[0062] 润滑剂邸S :0.14份
[0063] 娃酬:0.28 份
[0064] 成核剂 MB-HDN: 1.72 份 [00化]抗氧剂1010:0.14份 [0066]抗氧剂168:0.28份
[0067]光稳定剂 UV-531:0.69份 [006引玻纤(988A,巨石玻纤):50wt%
[0069] 造粒工艺:采用相同的双螺杆挤出机,相同的溫度设置和造粒工艺。
[0070] 为了体现本发明的优先,把用传统的方法制备的PET工程塑料与采用本发明的母 粒制备的PET工程塑料进行对比,详见表2。
[0071] 表2
[0072]
Figure CN103254576BD00081
[0073] 实施例3
[0074] 将100份挤出级的阳TG(伊斯曼牌号为邸062),4份润滑剂邸S和6份娃酬,10份成核 剂NAVlOl、3份抗氧剂1010和6份抗氧剂168, W及120份阻燃剂红憐和15份槽法炭黑在高速 揽拌机中混合5~10分钟,在双螺杆挤出机造粒,挤出机转速为400转/分钟,溫度设置为140 °C、155 °C、170 °C、190 °C、200 °C、200 °C,模头溫度 195 °C。
[0075] 在实际应用中,PET树脂与改性母料的用量比为10:1混合使用,适用于阻燃的PET 工程塑料配方。利用该母料,可赋予PET工程塑料高模量、高强度、良好的表面质量,而且阻 燃效果更佳优良。
[0076] PET(牌号为CZ 328):100份;实施例3的改性母粒:10份;玻纤(9884,巨石玻纤): 40wt%。
[0077] 比较例3
[007引 PET CZ328:104份
[0079] 润滑剂邸S :0.153份
[0080] 娃酬:0.31 份
[0081 ]成核剂NAVlOl :0.38份
[0082] 抗氧剂1010:0.11份
[0083] 抗氧剂168:0.22份
[0084] 红憐:4.6 份
[0085] 玻纤(988A,巨石玻纤):40wt%。
[0086] 造粒工艺:采用相同的双螺杆挤出机,相同的溫度设置和造粒工艺。
[0087] 为了体现本发明的优先,把传统的方法制备的PET工程塑料与采用本发明的改性 母粒制备的PET工程塑料进行对比,详见表3。
[0088] 表 3
[0089]
Figure CN103254576BD00091
[0090] 实施例4
[0091] 将100份挤出级的阳TG(伊斯曼牌号为GN120)、2份润滑剂TAF、16份成核剂NAVlOl、 2份抗氧剂1076、80份增初剂AX8900、15份光稳定剂UV-104和7.5份着色剂铁白粉,在高速揽 拌机中混合5~10分钟,通过双螺杆挤出机进行烙融共混挤出造粒,双螺杆挤出机为同向平 行的双螺杆挤出机,挤出机料筒的溫度范围为145~230°C,螺杆转速控制为600转/分钟,得 到适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒。
[0092] 实施例5
[0093] 将100份挤出级的阳TG(伊斯曼牌号为GN120K6份润滑剂AC-540AJ份成核剂MB-HDN、6份抗氧剂1010和12份抗氧剂168、2份抗氧剂1076、30份光稳定剂UV-207和150份阻燃 剂漠化环氧树脂与錬酸钢的组合,漠化环氧树脂与錬酸钢的比例为2:1,在高速揽拌机中混 合5~10分钟,通过双螺杆挤出机进行烙融共混挤出造粒,双螺杆挤出机为同向平行的双螺 杆挤出机,挤出机料筒的溫度范围为145~230°C,螺杆转速控制在300转/分钟,得到适用于 纤维增强PET工程塑料的改性母粒。
[0094] 实施例6
[00M] 将100份挤出级的PETG(伊斯曼牌号为EB062)、2份润滑剂硬脂酸锋、15份成核剂 A孤-PET301、11份抗氧剂1076、15份光稳定剂UV-314、10份着色剂立德粉和75份阻燃剂包覆 红憐,在高速揽拌机中混合5~10分钟,通过双螺杆挤出机进行烙融共混挤出造粒,双螺杆 挤出机为同向平行的双螺杆挤出机,挤出机料筒的溫度范围为145~230°C,螺杆转速控制 在800转/分钟,得到适用于纤维增强阳T工程塑料的改性母粒。
[0096] 实施例7
[0097] 将100份挤出级的PETG(伊斯曼牌号为EB062)、5份润滑剂硬脂酸锋、25份成核剂 ADD-PET301和17份抗氧剂1076,在高速揽拌机中混合5~10分钟,通过双螺杆挤出机进行烙 融共混挤出造粒,双螺杆挤出机为同向平行的双螺杆挤出机,挤出机料筒的溫度范围为145 ~230°C,螺杆转速控制在800转/分钟,得到适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒。
[009引实施例8
[0099] 将100份挤出级的PETG(伊斯曼牌号为EB062)、4份润滑剂硬脂酸锋、5份成核剂 A孤-阳T301、4份抗氧剂1076、80份增初剂AX8900、30份光稳定剂UV-242、15份着色剂锋领白 和150份阻燃剂包覆红憐,在高速揽拌机中混合5~10分钟,通过双螺杆挤出机进行烙融共 混挤出造粒,双螺杆挤出机为同向平行的双螺杆挤出机,挤出机料筒的溫度范围为145~ 230°C,螺杆转速控制在800转/分钟,得到适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒。
[0100] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发 明。熟悉本领域技术的人员显然可W容易地对运些实施例做出各种修改,并把在此说明的 一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于运里的实施 例,本领域技术人员根据本发明的掲示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在 本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1. 一种适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒,其特征在于:该改性母粒是由以下重 量份的组分制成: 聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯 100份, 成核剂 2~30份, 润滑剂 2~m份, 抗氧剂 2~20份, 抗冲改性剂 0~80份, 光稳定剂 0~30份, 着色剂 0~15份, 阻燃剂 0~150份; 所述的成核剂选自NAV101、ADD-PET301或MB-HDN; 所述的润滑剂选自乙撑双脂肪酸酰胺、改性乙撑双脂肪酸酰胺、聚乙烯蜡、季戊四醇硬 脂酸酯、含氟爽滑剂、硅酮润滑剂或硬脂酸锌中的一种或一种以上的物质; 所述的抗氧剂为抗氧剂1 〇 I 〇与抗氧剂16 8按照重量比1:2的组合、抗氧剂10 7 6或抗氧剂 P262〇
2. 根据权利要求1所述的适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒,其特征在于:所述 的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯为挤出级的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯。
3. 根据权利要求1所述的适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒,其特征在于:所述 的抗冲改性剂为乙烯-丙烯酸酯-丙烯酸酯缩水甘油酯的三元共聚物。
4. 根据权利要求1所述的适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒,其特征在于:所述 的光稳定剂选自二苯甲酮类光稳定剂或苯并三挫类光稳定剂中的一种或一种以上的物质; 其中:二苯甲酮类光稳定剂选自 UV-O、UV-9、UV-531、UV-242、UV-207、UV-A、UV-314、UV-21、 UV-39 或 UV-104;苯并三唑类光稳定剂选自 UV-P、UV-320、UV-326、UV-327、UV-328、UV-350、 UV-510或UV-5411。
5. 根据权利要求1所述的适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒,其特征在于:所述 的着色剂选自钛白粉、立德粉、锌钡白或槽法炭黑;所述的阻燃剂选自溴化环氧树脂与锑酸 钠的组合、包覆红磷、红磷、多聚磷酸盐或亚磷酸盐中的一种,溴化环氧树脂与锑酸钠的比 例为2~2.5:1。
6. 权利要求1至5任一所述的适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒的制备方法,其 特征在于:该方法包括以下步骤: 将100份聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、2~10份润滑剂、2~30份成核 剂、2~20份抗氧剂、0~80份抗冲改性剂、0~30份光稳定剂、0~15份着色剂和0~150份阻 燃剂,在高速搅拌机中混合5~10分钟,通过双螺杆挤出机进行熔融共混挤出造粒,得到适 用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒。
7. 根据权利要求6所述的适用于纤维增强PET工程塑料的改性母粒的制备方法,其特征 在于:所述的双螺杆挤出机为同向平行的双螺杆挤出机,挤出机料筒的温度范围为145~ 230°C,螺杆转速控制在150-800转/分钟。
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Denomination of invention: Modifying master batch used in fiber-reinforced PET engineering plastic, and preparation method thereof

Effective date of registration: 20191202

Granted publication date: 20160824

Pledgee: Chuzhou economic and Technological Development Corporation

Pledgor: Shanghai Jieshijie New Materials (Group) Co., Ltd.

Registration number: Y2019980000815

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