CN104356612A

CN104356612A - 一种防黄变抗水解聚酯共混物

Info

Publication number: CN104356612A
Application number: CN201410574391.8A
Authority: CN
Inventors: 栾福进
Original assignee: Ecovacs Robotics Suzhou Co Ltd
Current assignee: Ecovacs Robotics Suzhou Co Ltd
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2034-10-24
Also published as: CN104356612B

Abstract

本发明涉及一种防黄变抗水解聚酯共混物，以重量百分含量计，它的原料配方包含如下组分：PCTG1%~95%；聚碳酸酯1%~95%；酯交换抑制剂0.05~1%；抗水解剂0.05~10%。本发明防黄变抗水解聚酯共混物，通过在其配方中加入一定量的酯交换抑制剂和抗水解剂，一方面有效解决了聚合物共混物中酯交换反应产生的底色变黄问题；另一方面有利于抑制聚合物共混物中酯交换反应以及水解反应导致其聚合物主链结构发生改变，避免了对其整体性能的影响。

Description

一种防黄变抗水解聚酯共混物

技术领域

本发明属于高分子材料领域，涉及一种聚酯共混物，具体涉及一种防黄变抗水解聚酯共混物。

背景技术

PCTG是对苯二甲酸、乙二醇和1,4-环己烷二甲醇三种单体的共聚物，PCTG具有耐化学性好、透明度高、韧性好等特点，其广泛应用于化妆用品包装、食品包装。

虽然PCTG具有优良的耐化学腐蚀性能和力学性能，但其易水解，尤其是在成型过程中，它的水解较为严重，导致产品的性能极度降低；并且耐热性能很低。专利号为US5910363A的美国发明专利公开了一种抗水解组合物，通过在PCTG材料中添加聚碳化二亚胺能够有效降低PCTG的水解性，但是却导致PCTG材料发黄，限制了其使用范围，而且也没有解决PCTG耐热性能很低的问题。

研究发现，将PCTG与其它聚合物进行共混改性，能够在一定程度上使其满足特殊条件使用要求。PCTG与聚碳酸酯（PC）具有很好的相容性，而且它们的共混物具备较高的耐热性能和耐化学性能，然而由于聚碳酸酯具有较强的吸水性，会加重共混物的水解并导致共混物的底色发黄。授权公告号为CN100338126C的中国发明专利公开了一种聚合度不高于5的聚碳化二亚胺与磷系抗氧剂组合，这种组合物可以防止普通聚酯的黄变，但是其没有阐明PCTG与聚碳酸酯共混物中时，如何阻止共混物黄变的产生。CN101616978A专利阐述了聚酯、聚碳酸酯、磷化合物等的一种具有阻燃性和抗冲击性的热塑性模塑组合物，但根据专利中符合磷化合物通式Ⅲ、Ⅳ的化合物为阻燃剂，不具有抑制酯交换反应的功能，同时组合物加入大量的接枝弹性体，使组合物丧失了透明性特点。因此，寻找PCTG与聚碳酸酯共混物黄变的原因以及对其共混物黄变进行有效的抑制成为科研人员和工程师的重要任务。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能够防止自身黄变且保持较高耐水解能力的聚酯共混物。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种防黄变抗水解聚酯共混物，其特征在于，以重量百分含量计，它的原料配方包含如下组分：

PCTG 1%~95%；

聚碳酸酯 1%~95%；

酯交换抑制剂 0.05~1%；

抗水解剂 0.05~10%。

优化地，它的原料配方还包括酯交换抑制辅助剂，所述酯交换抑制辅助剂的重量百分含量为0.05~1%。

进一步地，它的原料配方还包括扩链剂，所述扩链剂的重量百分含量为0.05%~1%。

更进一步地，以重量百分含量计，它的原料配方包含如下组分：

PCTG 60%~85%；

聚碳酸酯 10%~35%；

酯交换抑制剂 0.05~1%；

酯交换抑制辅助剂 0.05~1%；

抗水解剂 0.05%~5%；

扩链剂 0.05~1%。

优化地，所述聚碳酸酯为直链聚碳酸酯或支化聚碳酸酯，其熔融指数为5~40g/10min。

优化地，所述酯交换抑制剂为磷酸盐中的一种或者几种组成的混合物。

进一步地，所述酯交换抑制辅助剂为亚磷酸酯中的一种或者几种组成的混合物。

优化地，所述抗水解剂为位阻芳香族碳化二亚胺单体中的一种或者几种组成的混合物。

进一步地，所述扩链剂为双噁唑啉类扩链剂或环氧树脂类扩链剂。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明防黄变抗水解聚酯共混物，通过在其配方中加入一定量的酯交换抑制剂和抗水解剂，一方面有效解决了聚合物共混物中酯交换反应产生的底色变黄问题；另一方面有利于抑制聚合物共混物中酯交换反应以及水解反应导致其聚合物主链结构发生改变，避免了对其整体性能的影响。

具体实施方式

本发明防黄变抗水解聚酯共混物，以重量百分含量计，它的原料配方包含如下组分：PCTG 1%~95%；聚碳酸酯1%~95%；酯交换抑制剂0.05~1%；抗水解剂0.05~10%。由于在PCTG和聚碳酸酯共混物中加入了一定量的酯交换抑制剂和单体抗水解剂，一方面有效解决了聚合物共混物中酯交换反应产生的底色变黄问题；另一方面有利于抑制聚合物共混物中酯交换反应以及水解反应导致其聚合物主链结构发生改变，避免了对其整体性能的影响。可以在聚酯共混物的原料配方中加入重量百分含量为0.05%~1%的酯交换抑制辅助剂或者加入重量百分含量为0.05%~1%的扩链剂，又或者将上述的两种物质同时加入，这样有利于大幅度提高聚酯共混物的耐水解性能以及力学性能，并且对其底色无任何影响。

为了进一步优化聚酯共混物的性能，现在对它的原料配方中各组分重量含量进行一定的调整，具体为PCTG 60%~85%、聚碳酸酯10%~35%、酯交换抑制剂0.05~1%、酯交换抑制辅助制剂0~1%、抗水解剂 0.05%~5%、扩链剂0.05~1%，即减小聚碳酸酯的重量比例以降低聚酯共混物的耐化学性能。由于PCTG是结晶性的材料，将其与PC共混形成的共混物可以有效的降低PCTG的结晶度，从而增加了冲击性能和耐热性能。PC的选用较为广泛，可以是直链聚碳酸酯，也可以是支化聚碳酸酯，优选熔融指数为5~40g/10min的聚碳酸酯，熔融指数太大共混物冲击强度极低，熔融指数太小不利于PCTG和聚碳酸酯的混合加工。酯交换抑制剂优选为磷酸盐中的一种或者几种组成的混合物，首先优选无机磷酸盐，例如磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、焦磷酸二氢二钠、磷酸氢二钠等；其次可以选择有机磷酸盐，如二-n-十八烷基磷酸盐、十二烷基磷酸盐、十六烷基磷酸盐等。酯交换抑制剂可以有效地防止PCTG、聚碳酸酯产生小分子从而进行酯交换反应，有效地杜绝了聚合物共混物产生黄变。酯交换抑制辅助剂优选为亚磷酸酯中的一种或者几种组成的混合物，亚磷酸酯可以是亚磷酸三苯酯、亚磷酸4,4-二异叉双酚(12-14)碳烷基酯、三（三甲基硅烷）亚磷酸酯、亚磷酸三甲酯、十八烷基亚磷酸酯、亚磷酸三乙酯等，酯交换抑制辅助剂不但能够抑制PCTG与聚碳酸酯之间的酯交换反应，防止黄变的产生，而且能够使得聚酯共混物具备抗氧化的能力，同时针对聚酯共混物具有扩链剂的功能，这是因为聚酯水解时会生产羧基，单体碳化二亚胺具有胺基，亚磷酸酯具有促进羧基和胺基缩合的作用，使碳化二亚胺的抗水解作用发挥到最大效果。

抗水解剂优选为位阻芳香族碳化二亚胺单体中的一种或者几种组成的混合物，例如N,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、二[4-(1-甲基-1-苯基乙基)-2,6-二异丙基苯基]碳化二亚胺、二(4-苯氧基-2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、二(4-叔丁基-2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺中的一种或者几种组成的混合物，用于抑制PCTG和聚碳酸酯的水解，从而保持聚酯共混物的强度。同时位阻芳香族碳化二亚胺单体不会使聚酯共混物产生黄变，避免了聚碳化二亚胺使透明聚酯混合物的颜色变黄的缺点，而且位阻芳香族碳化二亚胺单体的抗水解性能也非常优异。进一步地与扩链剂配合会使聚合物共混物的力学性能大幅度提高，组合效果完全超越了聚碳化二亚胺抗水解作用的效果。所述扩链剂优选为双噁唑啉类扩链剂或环氧树脂类扩链剂，其中二噁唑啉类化合物优选为2,2-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、2,2-(1,4-亚苯基)-二恶唑啉、2,2-(1,2-亚苯基)-二恶唑啉、双噁唑啉基乙烷、双噁唑啉基丙烷、双噁唑啉基丁烷、二噁唑啉己烷氧基苯酚中的一种或者几种组成的混合物；环氧树脂类扩链剂优选为苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，也可以是苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯与其他单体共聚的聚合物；使得PCTG和聚碳酸酯两种聚合物链上的官能团继续与其反应，从而增加聚酯共混物的分子量，大幅度提高聚酯共混物的冲击强度且底色无任何影响。为了使得聚酯共混物具备更加丰富的性能，可以在其原料配方中添加一定量的抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂和色粉等，以满足不同的使用条件。

下面将通过具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

本实施例提供一种防黄变抗水解聚酯共混物，它的原料配方为：95kg PCTG、4.9kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为5g/10min）、0.05kg磷酸二氢钠、0.05kgN,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺，其中PCTG选用SK公司的JN 200，PC选用直链聚碳酸酯，亚磷酸三苯酯选用市售分析纯。

将上述的聚酯共混物配方原料混合均匀后可以通过双螺杆挤出制成造粒料，也可以作为注塑料直接注塑成透明制品。对制得的造粒料进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.92 mm（80℃）、10.2 KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底。

实施例2

本实施例提供一种防黄变抗水解聚酯共混物，它的原料配方与实施例1中的基本一致，仅仅其原料配方含量不一致，具体为：1kg PCTG、88kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为5g/10min）、1kg磷酸二氢钾、10 kg二[4-(1-甲基-1-苯基乙基)-2,6-二异丙基苯基]碳化二亚胺。

将上述的聚酯共混物配方原料混合均匀后可以通过双螺杆挤出制成造粒料，也可以作为注塑料直接注塑成透明制品。对制得的造粒料进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为0.94mm（80℃）、16.3KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底。

实施例3

本实施例提供一种防黄变抗水解聚酯共混物，它的原料配方与实施例1中的基本一致，仅仅其原料配方含量不一致，具体为：44.5kg PCTG、50kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为40g/10min）、0.5kg焦磷酸二氢二钠、5 kg二(4-苯氧基-2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺。

将上述的聚酯共混物配方原料混合均匀后可以通过双螺杆挤出制成造粒料，也可以作为注塑料直接注塑成透明制品。对制得的造粒料进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.11mm（80℃）、14KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底，稍泛蓝。

实施例4

本实施例提供一种防黄变抗水解聚酯共混物，它的原料配方与实施例1中的基本一致，不同的是它的原料配方中增加了亚磷酸三苯酯作为酯交换抑制辅助剂，其原料具体为：70kg PCTG、23kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为5g/10min）、1kg磷酸氢二钠、1kg亚磷酸三苯酯、5kg二(4-叔丁基-2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺。

将上述的聚酯共混物配方原料混合均匀后可以通过双螺杆挤出制成造粒料，也可以作为注塑料直接注塑成透明制品。对制得的造粒料进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.92 mm（80℃）、10.2 KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底，稍泛蓝。

实施例5

本实施例提供一种防黄变抗水解聚酯共混物，它的原料配方与实施例4中的基本一致，不同的是其原料配方中加入了扩链剂，具体为：80kg PCTG、18kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为20g/10min）、0.2kgN,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、0.2kg N,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、0.35kg二-n-十八烷基磷酸钠、0.2kg磷酸氢二钠、0.05kg亚磷酸4,4-二异叉双酚(12-14)碳烷基酯、1kg 2,2-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉

将上述的聚酯共混物配方原料混合均匀后可以通过双螺杆挤出制成造粒料，也可以作为注塑料直接注塑成透明制品。对制得的造粒料进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.82 mm（80℃）、10 KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底，稍泛蓝。

实施例6

本实施例提供一种防黄变抗水解聚酯共混物，它的原料配方与实施例5中的基本一致，不同的是其原料配方含量不一致，具体为：85kg PCTG、14.8kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为5g/10min）、0.05kg十二烷基磷酸盐钾、0.05kgN,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、0.05kg三（三甲基硅烷）亚磷酸酯、0.05 kg 2,2-(1,4-亚苯基)-二恶唑啉。

将上述的聚酯共混物配方原料混合均匀后可以通过双螺杆挤出制成造粒料，也可以作为注塑料直接注塑成透明制品。对制得的造粒料进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.25mm（80℃）、10.5 KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底。

实施例7

本实施例提供一种防黄变抗水解聚酯共混物，它的原料配方与实施例6中的基本一致，不同的是其原料配方含量不一致，具体为：58.2kg PCTG、35kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为5g/10min）、0.5kg十二烷基磷酸盐钠、5kgN,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、0.5kg亚磷酸三甲酯、0.5kg亚磷酸三苯酯、0.3kg2,2-(1,2-亚苯基)-二恶唑啉。

将上述的聚酯共混物配方原料混合均匀后可以通过双螺杆挤出制成造粒料，也可以作为注塑料直接注塑成透明制品。对制得的造粒料进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.03mm（80℃）、11.3KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底。

实施例8

本实施例提供一种防黄变抗水解聚酯共混物，它的原料配方与实施例6中的基本一致，不同的是其原料配方含量不一致，具体为：76.6kg PCTG、20kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为5g/10min）、0.5kg十六烷基磷酸钠、2kgN,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、0.5kg亚磷酸三乙酯、0.1kg二噁唑啉己烷氧基苯酚、0.1kg双噁唑啉基丙烷、0.1 kg双噁唑啉基丁烷、0.1 kg双噁唑啉基乙烷。

将上述的聚酯共混物配方原料混合均匀后可以通过双螺杆挤出制成造粒料，也可以作为注塑料直接注塑成透明制品。对制得的造粒料进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.77mm（80℃）、12.3 KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底。

实施例9

本实施例提供一种防黄变抗水解聚酯共混物，增加抗水解助剂组分，具体为：80kg PCTG、19.4kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为5g/10min）、0.2kg亚磷酸三苯酯、0.4kgN,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺。

将聚合物共混物制成标准测试样条进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.82 mm（80℃）、10 KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底。

实施例10

本实施例提供一种防黄变抗水解聚酯共混物，它的原料配方体为：80kg PCTG、19.6kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为30g/10min）、0.2kg亚磷酸三苯酯、0.2kg2,2-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉。

将聚合物共混物制成标准测试样条进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.85 mm（80℃）、9.3KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底。

实施例11

本实施例提供一种防黄变抗水解聚酯共混物，它的原料配方与实施例1中的基本一致，不同的是它的原料配方中同时增加了2,2-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉作为扩链剂、N,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺作为抗水解剂，其原料具体为：70kg PCTG、29.2kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为5g/10min）、0.2kg亚磷酸三苯酯、0.1kg2,2-(1,3-亚苯基)-二恶唑啉、0.5kgN,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺。

将对聚合物共混物制成标准测试样条进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.28 mm（80℃）、11KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底。

实施例12

本实施例提供一种防黄变聚酯共混物，它的原料配方与实施例4中的基本一致，不同的是其原料配方含量不一致，具体为：80kg PCTG、19.3kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为5g/10min）、0.2kg焦磷酸二氢二钠、0.5kgN,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺。

将上述的聚酯共混物配方原料混合均匀后可以通过双螺杆挤出制成造粒料，也可以作为注塑料直接注塑成透明制品。对制得的造粒料进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.79mm（80℃）、9.8 KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底，稍泛蓝。

实施例13

本实施例提供一种防黄变聚酯共混物，它的原料配方与实施例4中的基本一致，不同的是其原料配方含量不一致，具体为：80kg PCTG、19.2kg聚碳酸酯（PC，熔融指数为5g/10min）、0.2kg焦磷酸二氢二钠、0.1kg 亚磷酸三苯酯、0.5kgN,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺。

将上述的聚酯共混物配方原料混合均匀后可以通过双螺杆挤出制成造粒料，也可以作为注塑料直接注塑成透明制品。对制得的造粒料进行球压测试、冲击强度等性能检测，并观察其料底颜色，其测得的数据分别为1.77mm（80℃）、10.3 KJ/m²（6.4mm），料底颜色为水白冰底，稍泛蓝。

实施例14

本实施例提供一种防黄变聚酯共混物，其原料配方与实施例1中的不同，具体为：66kg PCTG、29.2kg聚碳酸酯（PC）、0.5kg N,N-二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、0.2kg亚磷酸三苯酯、0.1 kg二噁唑啉己烷氧基苯酚、1kg抗氧剂、1kg光稳定剂、1kg热稳定剂和1kg色粉。在本实施例中，根据需要添加了抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、色粉等助剂。

由上述的实施例的原料配方以及最终造粒料性能可知：单体碳化二亚胺也可以大幅度提高聚合物组合物的冲击强度，而且组合物的底色不显黄色；扩链剂二噁唑啉也可以大幅度提高聚合物组合物的冲击强度，而对产品的底色无任何影响。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种防黄变抗水解聚酯共混物，其特征在于，以重量百分含量计，它的原料配方包含如下组分：

PCTG 1%~95%；

聚碳酸酯 1%~95%；

酯交换抑制剂 0.05~1%；

抗水解剂 0.05~10%。

2.根据权利要求1所述的防黄变抗水解聚酯共混物，其特征在于：它的原料配方还包括酯交换抑制辅助剂，所述酯交换抑制辅助剂的重量百分含量为0.05~1%。

3.根据权利要求1或2所述的防黄变抗水解聚酯共混物，其特征在于：它的原料配方还包括扩链剂，所述扩链剂的重量百分含量为0.05%~1%。

4.根据权利要求3所述的防黄变抗水解聚酯共混物，其特征在于，以重量百分含量计，它的原料配方包含如下组分：

PCTG 60%~85%；

聚碳酸酯 10%~35%；

酯交换抑制剂 0.05~1%；

酯交换抑制辅助剂 0.05~1%；

抗水解剂 0.05%~5%；

扩链剂 0.05~1%。

5.根据权利要求1所述的防黄变抗水解聚酯共混物，其特征在于：所述聚碳酸酯为直链聚碳酸酯或支化聚碳酸酯，其熔融指数为5~40g/10min。

6.根据权利要求1所述的防黄变抗水解聚酯共混物，其特征在于：所述酯交换抑制剂为磷酸盐中的一种或者几种组成的混合物。

7.根据权利要求2所述的防黄变抗水解聚酯共混物，其特征在于：所述酯交换抑制辅助剂为亚磷酸酯中的一种或者几种组成的混合物。

8.根据权利要求1所述的防黄变抗水解聚酯共混物，其特征在于：所述抗水解剂为位阻芳香族碳化二亚胺单体中的一种或者几种组成的混合物。

9.根据权利要求4所述的防黄变抗水解聚酯共混物，其特征在于：所述扩链剂为双噁唑啉类扩链剂或环氧树脂类扩链剂。