CN104341746A

CN104341746A - 一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒

Info

Publication number: CN104341746A
Application number: CN201310324797.6A
Authority: CN
Inventors: 张正; 任海川; 付宏海
Original assignee: Qingdao Xinzhan Plastic Co Ltd
Current assignee: Qingdao Xinzhan Plastic Co Ltd
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2015-02-11

Abstract

本发明公开了一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其组分按质量百分数配比为：无机刚性粒子20%～50%、弹性体20%～40%、马来酸酐0.5%～5%、引发剂0.1%～2%、偶联剂0.5%～3%、分散剂3%～5%、树脂载体15%～30%、抗氧剂0.1%～1%。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用马来酸酐对无机刚性粒子进行表面改性后与弹性体混炼和发生接枝反应，有效地形成以弹性体包覆无机刚性粒子的软壳硬核结构，使弹性体和无机刚性粒子发挥各自优点和具有良好的协同增强增韧效果，而且具有处理工艺简单、成本低、使用方便和改性效果好等特点。

Description

一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是由1，4-丁二醇与对苯二甲酸（PTA）或者对苯二甲酸酯（DMT）经直接酯化法或酯交换法缩合、后经混炼制成的乳白色半透明到不透明、线性结晶型热塑性聚酯树脂。PBT具有优异的综合性能，如结晶度高、可快速成型、耐候性、摩擦系数低、热变形温度高、电气性质佳、力学性能优良、耐疲劳性、可以超声波焊接等。主要缺点是缺口冲击强度低、成型收缩率大、耐水解性差、易受卤化烃侵蚀，经玻纤增强后，因制品纵、横向收缩率不一致易使制品发生翘曲。PBT凭借其优良的综合性能在电子电器、汽车工业、机械、仪器仪表和家用电器等领域得到广泛应用，并成为继聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）和改性聚苯醚（MPPO）之后的第五大通用工程塑料。然而，未增韧PBT的缺口敏感性成为限制其进一步推广应用的主要因素。目前对PBT进行增韧增强主要有如下方法：

1、弹性体增韧改性：弹性体具有较高的韧性，与PBT共混改性可以大幅度提高材料的韧性，但是弹性体的强度较低，加入弹性体其强度损失巨大；

2、无机刚性粒子增韧增强改性：将无机刚性粒子与PBT及添加剂混合后挤出、造粒可以显著提高PBT的拉伸强度，增强效果较好但会降低材料的韧性；

3、弹性体、无机刚性粒子两者共混改性：将弹性体、无机刚性粒子与PBT及添加剂混合后挤出、造粒对材料的强度和韧性有较好的改性效果，但是弹性体、无机刚性粒子共同加入会使得两种物质的作用相互影响，从而使得材料的力学性能无法得到预想中的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹性体与无机刚性粒子共同填充改性和具有良好协同增强增韧效果的用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其组分按质量百分数配比为：无机刚性粒子20%～50%、弹性体20%～40%、马来酸酐0.5%～5%、引发剂0.1%～2%、偶联剂0.5%～3%、分散剂3%～5%、树脂载体15%～30%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的无机刚性粒子为微米碳酸钙或纳米碳酸钙。

所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物（POE）、乙烯-丙烯-二烯烃共聚物（EPDM）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-乙烯-苯乙烯三元嵌段共聚物（SEBS）、丁腈橡胶（NBR）、乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）、丙烯腈-乙烯-丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（AES）中的一种。

所述的引发剂为过氧化二异丙苯或偶氮二甲酸二乙酯。

所述的偶联剂为钛酸酯类偶联剂、磷酸酯类偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种。

所述的分散剂为TAS-2A分散剂。

所述的树脂载体为聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性黏度为0.85～1.25dl/g，相对密度为1.33～1.36g/cm³。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物。

上述的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒的制备方法，包括以下步骤：

（1）将树脂载体在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；

（2）将无机刚性粒子在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；

（3）按重量配比称取干燥后的无机刚性粒子加入料筒温度为40℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的马来酸酐和引发剂，搅拌10～60分钟，使得到充分混合和均匀分散后，再加入按重量配比称取的弹性体，控制高速混合机转速不低于3000转/分钟，搅拌10～15分钟；

（4）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取干燥后的树脂载体以及偶联剂、分散剂和抗氧剂，继续搅拌10～30分钟，出料；

（5）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在170℃～240℃，螺杆转速为200～400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥、包装，即得本发明的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用马来酸酐对无机刚性粒子进行表面改性后与弹性体混炼和发生接枝反应，有效地形成以弹性体包覆无机刚性粒子的软壳硬核结构，使弹性体和无机刚性粒子发挥各自优点和具有良好的协同增强增韧效果，而且具有处理工艺简单、成本低、使用方便和改性效果好等特点。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其组分按质量百分数配比为：微米碳酸钙40%、乙烯-辛烯共聚物（POE）30%、马来酸酐2%、过氧化二异丙苯1.5%、钛酸酯类偶联剂2%、TAS-2A分散剂4%、聚对苯二甲酸丁二醇酯20%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.5%，其中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性黏度为0.85～1.25dl/g、相对密度为1.33～1.36g/cm³。

制备方法：（1）将聚对苯二甲酸丁二醇酯在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（2）将微米碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（3）按重量配比称取干燥后的微米碳酸钙加入料筒温度为40℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的马来酸酐和过氧化二异丙苯，搅拌10～60分钟，使得到充分混合和均匀分散后，再加入按重量配比称取的乙烯-辛烯共聚物（POE），控制高速混合机转速不低于3000转/分钟，搅拌10～15分钟；（4）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取干燥后的聚对苯二甲酸丁二醇酯以及钛酸酯类偶联剂、TAS-2A分散剂和受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物，继续搅拌10～30分钟，出料；（5）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在170℃～240℃，螺杆转速为200～400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥、包装，即得本发明的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒。

实施例2：

一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其组分按质量百分数配比为：纳米碳酸钙50%、乙烯-丙烯-二烯烃共聚物（EPDM）22%、马来酸酐5%、偶氮二甲酸二乙酯1.5%、铝钛复合偶联剂2%、TAS-2A分散剂4%、聚对苯二甲酸丁二醇酯15%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.5%，其中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性黏度为0.85～1.25dl/g、相对密度为1.33～1.36g/cm³。

制备方法：（1）将聚对苯二甲酸丁二醇酯在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（2）将纳米碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（3）按重量配比称取干燥后的纳米碳酸钙加入料筒温度为40℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的马来酸酐和偶氮二甲酸二乙酯，搅拌10～60分钟，使得到充分混合和均匀分散后，再加入按重量配比称取的乙烯-丙烯-二烯烃共聚物（EPDM），控制高速混合机转速不低于3000转/分钟，搅拌10～15分钟；（4）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取干燥后的聚对苯二甲酸丁二醇酯以及铝钛复合偶联剂、TAS-2A分散剂和受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物，继续搅拌10～30分钟，出料；（5）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在170℃～240℃，螺杆转速为200～400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥、包装，即得本发明的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒。

实施例3：

一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其组分按质量百分数配比为：纳米碳酸钙35%、丙烯腈-乙烯-丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（AES）35%、马来酸酐4%、偶氮二甲酸二乙酯1.5%、铝钛复合偶联剂2%、TAS-2A分散剂4%、聚对苯二甲酸丁二醇酯18%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物0.5%，其中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性黏度为0.85～1.25dl/g、相对密度为1.33～1.36g/cm³。

制备方法：（1）将聚对苯二甲酸丁二醇酯在130℃～140℃下干燥3～5小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（2）将纳米碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（3）按重量配比称取干燥后的纳米碳酸钙加入料筒温度为40℃～80℃高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的马来酸酐和偶氮二甲酸二乙酯，搅拌10～60分钟，使得到充分混合和均匀分散后，再加入按重量配比称取的丙烯腈-乙烯-丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（AES），控制高速混合机转速不低于3000转/分钟，搅拌10～15分钟；（4）然后在高速混合机中再加入按重量配比称取干燥后的聚对苯二甲酸丁二醇酯以及铝钛复合偶联剂、TAS-2A分散剂和受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯抗氧剂168的复配物，继续搅拌10～30分钟，出料；（5）将上述混合好的物料加入双螺杆挤出机充分熔融共混，熔融温度控制在170℃～240℃，螺杆转速为200～400转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼10～15分钟，然后挤出、冷却、造粒、干燥、包装，即得本发明的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒。

Claims

1.一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：无机刚性粒子20%～50%、弹性体20%～40%、马来酸酐0.5%～5%、引发剂0.1%～2%、偶联剂0.5%～3%、分散剂3%～5%、树脂载体15%～30%、抗氧剂0.1%～1%。

2.根据权利要求1所述的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其特征在于，所述的无机刚性粒子为微米碳酸钙或纳米碳酸钙。

3.根据权利要求1所述的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其特征在于，所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物（POE）、乙烯-丙烯-二烯烃共聚物（EPDM）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-乙烯-苯乙烯三元嵌段共聚物（SEBS）、丁腈橡胶（NBR）、乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）、丙烯腈-乙烯-丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（AES）中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其特征在于，所述的引发剂为过氧化二异丙苯或偶氮二甲酸二乙酯。

5.根据权利要求1所述的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其特征在于，所述的偶联剂为钛酸酯类偶联剂、磷酸酯类偶联剂、铝钛复合偶联剂中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其特征在于，所述的分散剂为TAS-2A分散剂。

7.根据权利要求1所述的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒，其特征在于，所述的树脂载体为聚对苯二甲酸丁二醇酯，特性黏度为0.85～1.25dl/g，相对密度为1.33～1.36g/cm³。

8.根据权利要求1所述的一种用于聚对苯二甲酸丁二醇酯的核壳粒子增韧母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（2）将无机刚性粒子在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；