CN104672816A - 一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑pet材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料，其组分按质量百分数配比为：PET50%～80%、纳米碳酸钙8%～15%、二异氰酸酯0.5%～2%、乙二醇1%～4%、增容剂3%～8%、抗静电母粒5%～15%、抗粘连爽滑母粒0.5%～3%、成核剂0.5%～2%、分散剂1%～2%、抗氧剂0.1%～1%。本发明的有益效果是，本发明采用二异氰酸酯与乙二醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯弹性体并在纳米碳酸钙表面包覆，形成以纳米碳酸钙为核、弹性体为壳的核壳结构，使对PET起到良好的协同增强增韧效果；同时，本发明制得的PET材料还具有爽滑效果好、抗静电性能优良、耐热性高等性能。

Description

一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种结晶线型聚酯，常用于纤维、挤出薄膜与薄片、吹塑等，由于具有良好的气体阻隔性、耐磨性、回弹性和成本低等特点，广泛应用于化妆品、食品、电子、玩具、印刷等行业，但纯PET材料用于薄膜或薄片生产存在爽滑性比较差、抗静电效果不好、抗冲击性能不足、结晶速率慢、成型加工困难等缺点，从而限制了其性能和广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料，其组分按质量百分数配比为：PET 50%～80%、纳米碳酸钙8%～15%、二异氰酸酯0.5%～2%、乙二醇1%～4%、增容剂3%～8%、抗静电母粒5%～15%、抗粘连爽滑母粒0.5%～3%、成核剂0.5%～2%、分散剂1%～2%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的增容剂为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（E-GMA）、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS-g-MAH）中的一种。

所述的抗静电母粒由75wt%载体、20wt%抗静电剂和5wt%季戊四醇硬脂酸酯组成而制得的抗静电母粒，其中，所述的载体为聚对苯二甲酸乙二醇酯，抗静电剂为脂肪酸甘油单酯、脂肪酸甘油二酯、脂肪酸聚乙二醇酯、纳米级掺锑氧化锡（ATO）中的一种。

所述的抗粘连爽滑母粒由70wt%载体、10wt%抗粘连剂、18wt%爽滑剂和2wt%硅烷偶联剂组成而制得的抗粘连爽滑母粒，其中，所述的载体为聚对苯二甲酸乙二醇酯，抗粘连剂为粒径在1～4μm之间的轻质合成二氧化硅，爽滑剂为硅酮、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或几种的混合物。

所述的成核剂为滑石粉、高岭土、三氧化二铝中的一种。

所述的分散剂为季戊四醇硬脂酸酯、TAS-2A分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）中的一种。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物。

上述的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；

（2）制备抗静电母粒：配料和按重量称取载体、抗静电剂和季戊四醇硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；

（3）制备抗粘连爽滑母粒：将按重量配比称取的抗粘连剂和硅烷偶联剂加入高速混合机中，混合3～5分钟，再加入按重量配比称取的载体和爽滑剂，充分混合2～10分钟，然后加入柱塞推压机造粒，制备抗粘连爽滑母粒，待用；

（4）按重量配比称取干燥后的纳米碳酸钙加入料筒温度为40℃～70℃混合机中，然后按重量配比称取乙二醇加入混合机中低速搅拌5～30分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；

（5）然后在混合机中加入按重量配比称取干燥处理后的PET，同时加入按重量配比称取的抗静电母粒、抗粘连爽滑母粒、增容剂、成核剂、分散剂和抗氧剂，并在混合机中高速搅拌10～45分钟，出料；

（6）再将上述混合料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速在80～300转/分钟，机筒温度在270℃～290℃，通过双螺杆挤出机的充分熔融、混炼后，进行拉条、冷却、风干、切粒、包装即得本发明的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用二异氰酸酯与乙二醇在混合机中搅拌和加成聚合生成聚氨酯弹性体并在纳米碳酸钙表面包覆，形成以纳米碳酸钙为核、弹性体为壳的核壳结构，使对PET起到良好的协同增强增韧效果；同时，本发明制得的PET材料还具有爽滑效果好（动摩擦系数达到0.20～0.24）、抗静电性能优良（表面电阻率为10^12～14Ω）、耐热性高等性能，较好地满足了薄膜或薄片制品的生产和应用要求，具有很好的使用效果。

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：

一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料，其组分按质量百分数配比为：PET 63%、纳米碳酸钙12%、二异氰酸酯1.5%、乙二醇3%、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（E-GMA）5%、抗静电母粒10%、抗粘连爽滑母粒2%、滑石粉1.5%、季戊四醇硬脂酸酯1.2%、抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物0.8%。所述的抗静电母粒由75wt%聚对苯二甲酸乙二醇酯、20wt%脂肪酸甘油单酯和5wt%季戊四醇硬脂酸酯组成而制得的抗静电母粒。所述的抗粘连爽滑母粒由70wt%聚对苯二甲酸乙二醇酯、10wt%粒径在1～4μm之间的轻质合成二氧化硅、18wt%硅酮和2wt%硅烷偶联剂组成而制得的抗粘连爽滑母粒。

制备方法：（1）将PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（2）制备抗静电母粒：配料和按重量称取聚对苯二甲酸乙二醇酯、脂肪酸甘油单酯和季戊四醇硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；（3）制备抗粘连爽滑母粒：将按重量配比称取的粒径在1～4μm之间的轻质合成二氧化硅和硅烷偶联剂加入高速混合机中，混合3～5分钟，再加入按重量配比称取的聚对苯二甲酸乙二醇酯和硅酮，充分混合2～10分钟，然后加入柱塞推压机造粒，制备抗粘连爽滑母粒，待用；（4）按重量配比称取干燥后的纳米碳酸钙加入料筒温度为40℃～70℃混合机中，然后按重量配比称取乙二醇加入混合机中低速搅拌5～30分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（5）然后在混合机中加入按重量配比称取干燥处理后的PET，同时加入按重量配比称取的抗静电母粒、抗粘连爽滑母粒、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（E-GMA）、滑石粉、季戊四醇硬脂酸酯和抗氧剂1010与抗氧剂168的复配物，并在混合机中高速搅拌10～45分钟，出料；（6）再将上述混合料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速在80～300转/分钟，机筒温度在270℃～290℃，通过双螺杆挤出机的充分熔融、混炼后，进行拉条、冷却、风干、切粒、包装即得本发明的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料。

实施例2：

一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料，其组分按质量百分数配比为：PET 75%、纳米碳酸钙8%、二异氰酸酯1%、乙二醇2%、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS-g-MAH）4%、抗静电母粒5%、抗粘连爽滑母粒2%、高岭土1.2%、TAS-2A分散剂1%、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物0.8%。所述的抗静电母粒由75wt%聚对苯二甲酸乙二醇酯、20wt%纳米级掺锑氧化锡（ATO）和5wt%季戊四醇硬脂酸酯组成而制得的抗静电母粒。所述的抗粘连爽滑母粒由70wt%聚对苯二甲酸乙二醇酯、10wt%粒径在1～4μm之间的轻质合成二氧化硅、18wt%芥酸酰胺和2wt%硅烷偶联剂组成而制得的抗粘连爽滑母粒。

制备方法：（1）将PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；（2）制备抗静电母粒：配料和按重量称取聚对苯二甲酸乙二醇酯、纳米级掺锑氧化锡（ATO）和季戊四醇硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；（3）制备抗粘连爽滑母粒：将按重量配比称取的粒径在1～4μm之间的轻质合成二氧化硅和硅烷偶联剂加入高速混合机中，混合3～5分钟，再加入按重量配比称取的聚对苯二甲酸乙二醇酯和芥酸酰胺，充分混合2～10分钟，然后加入柱塞推压机造粒，制备抗粘连爽滑母粒，待用；（4）按重量配比称取干燥后的纳米碳酸钙加入料筒温度为40℃～70℃混合机中，然后按重量配比称取乙二醇加入混合机中低速搅拌5～30分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；（5）然后在混合机中加入按重量配比称取干燥处理后的PET，同时加入按重量配比称取的抗静电母粒、抗粘连爽滑母粒、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS-g-MAH）、高岭土、TAS-2A分散剂和抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物，并在混合机中高速搅拌10～45分钟，出料；（6）再将上述混合料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速在80～300转/分钟，机筒温度在270℃～290℃，通过双螺杆挤出机的充分熔融、混炼后，进行拉条、冷却、风干、切粒、包装即得本发明的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料。

Claims (8)

1.一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PET 50%～80%、纳米碳酸钙8%～15%、二异氰酸酯0.5%～2%、乙二醇1%～4%、增容剂3%～8%、抗静电母粒5%～15%、抗粘连爽滑母粒0.5%～3%、成核剂0.5%～2%、分散剂1%～2%、抗氧剂0.1%～1%。

2.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料，其特征在于，所述的增容剂为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（E-GMA）、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物（E-MA-GMA）、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SEBS-g-MAH）中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料，其特征在于，所述的抗静电母粒由75wt%载体、20wt%抗静电剂和5wt%季戊四醇硬脂酸酯组成而制得的抗静电母粒，其中，所述的载体为聚对苯二甲酸乙二醇酯，抗静电剂为脂肪酸甘油单酯、脂肪酸甘油二酯、脂肪酸聚乙二醇酯、纳米级掺锑氧化锡（ATO）中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料，其特征在于，所述的抗粘连爽滑母粒由70wt%载体、10wt%抗粘连剂、18wt%爽滑剂和2wt%硅烷偶联剂组成而制得的抗粘连爽滑母粒，其中，所述的载体为聚对苯二甲酸乙二醇酯，抗粘连剂为粒径在1～4μm之间的轻质合成二氧化硅，爽滑剂为硅酮、油酸酰胺、芥酸酰胺中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料，其特征在于，所述的成核剂为滑石粉、高岭土、三氧化二铝中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料，其特征在于，所述的分散剂为季戊四醇硬脂酸酯、TAS-2A分散剂、聚乙烯吡咯烷酮、乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物。

8.根据权利要求1所述的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，纳米碳酸钙在60℃～120℃下干燥1～2小时，待用；

（2）制备抗静电母粒：配料和按重量称取载体、抗静电剂和季戊四醇硬脂酸酯，然后加入高速混合机或超声波发生器中混合10～30分钟，再将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混、冷却、切粒、干燥后制得抗静电母粒，待用；

（3）制备抗粘连爽滑母粒：将按重量配比称取的抗粘连剂和硅烷偶联剂加入高速混合机中，混合3～5分钟，再加入按重量配比称取的载体和爽滑剂，充分混合2～10分钟，然后加入柱塞推压机造粒，制备抗粘连爽滑母粒，待用；

（4）按重量配比称取干燥后的纳米碳酸钙加入料筒温度为40℃～70℃混合机中，然后按重量配比称取乙二醇加入混合机中低速搅拌5～30分钟，再加入二异氰酸酯高速搅拌10～60分钟，使充分加成聚合与包覆；

（5）然后在混合机中加入按重量配比称取干燥处理后的PET，同时加入按重量配比称取的抗静电母粒、抗粘连爽滑母粒、增容剂、成核剂、分散剂和抗氧剂，并在混合机中高速搅拌10～45分钟，出料；

（6）再将上述混合料加入双螺杆挤出机中，控制螺杆转速在80～300转/分钟，机筒温度在270℃～290℃，通过双螺杆挤出机的充分熔融、混炼后，进行拉条、冷却、风干、切粒、包装即得本发明的一种具有核壳结构增韧增强和抗静电爽滑PET材料。