CN104774435B - 一种高阻隔pbt塑料及其制法和应用 - Google Patents
一种高阻隔pbt塑料及其制法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高阻隔PBT塑料及其制法和应用，其按重量百分数计包括以下组分：PBT 90～96％、改性蒙脱土0.5‑1％、纳米氮化钛0.02‑0.04％、纳米二氧化硅0.5‑1％、纳米氧化铝0.5‑1％、EMA‑g‑GMA 2～4％、抗氧剂0.5～1％、润滑剂0.4～1％。本发明的PBT塑料是采用多元具有阻隔功能的纳米级别填料复配，在降低氧气透过系数(阻隔效果好)的同时能够降低阻隔填料的用量，兼顾氧气透过系数和力学性能，不仅能够达到满足阻隔塑料的要求，力学性能也满足使用要求，适合实际应用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高阻隔PBT塑料及其制备方法和应用。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名polybutylene terephthalate(简称PBT),是热塑性聚酯，是上一世纪70年代初期由美国Celanese公司开发的。PBT具有非常好的而热性、耐候性、耐化学品性，而且具有电气性能优异、吸水性小、表面良好等优点，被广泛应用于电子电气、汽车、机械、家用电器等行业，尤其是电子电气行业。
PBT薄膜在包装领域的应用也非常广泛。PBT薄膜可用于食品包装、电器产品包装、日用品包装、服装包装等等。而作为食品包装还要进行多层复合或真空镀铝等工艺操作(阻隔氧气)。因此，要求PBT薄膜表面自由能要高、湿张力要大，镀铝层与PBT薄膜的牢固粘合，这种工艺产生的费用较高，且工艺复杂，因此开发具有阻隔功效的PBT是市场迫切需求，也是发展的趋势。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种具有高阻隔性能的PBT塑料及其制备方法。本发明的PBT塑料是采用多元具有阻隔功能的纳米级别填料复配，在降低氧气透过系数(阻隔效果好)的同时能够降低阻隔填料的用量，兼顾氧气透过系数和力学性能，不仅能够达到满足阻隔塑料的要求，力学性能也满足使用要求，适合实际应用。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种高阻隔PBT塑料，按重量百分数计，原料包括以下组分：
优选，原料包括以下组分：
优选，所述复合阻隔填料由纳米氮化钛、纳米二氧化硅与纳米氧化铝组成，占原料的重量百分数为：
纳米氮化钛 0.02～0.04％
纳米二氧化硅 0.5～1％
纳米氧化铝 0.5～1％
更加优选，所述复合阻隔填料是由纳米氮化钛、纳米二氧化硅与纳米氧化铝组成，占原料的重量百分数为：
纳米氮化钛 0.02％
纳米二氧化硅 1％
纳米氧化铝 1％
为了提高PBT与阻隔填料的相容性，将蒙脱土经过改性处理，所述改性蒙脱土是将蒙脱土经过对氨基苯甲酸盐酸盐改性。
优选，所述复合阻隔填料是将纳米氮化钛、纳米二氧化硅与纳米氧化铝在80～100℃下混合得到，更加优选，高混机转速为1200～1300rpm下混合得到。
优选，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述润滑剂为硅酮粉。
优选地，所述PBT树脂的粘度为1.0。
优选地，为了降低产品的氧气透过系数，所述纳米氮化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化铝粒径为1-5纳米。可以使PBT球晶尺寸细化，极大提高了PET的抗冲击韧性耐高热性能,同时阻隔性能也大幅度提高。
优选，改性蒙脱土的方法为：
(1)在反应釜中加入水，边搅拌边加入干燥过的蒙脱土，加热至60～80℃，恒温下400～1000rpm搅拌1～2h：优选转速为500rpm，
(2)恒温下加入对氨基苯甲酸盐酸盐，反应15～18h得到改性蒙脱土；
(3)用水洗涤改性蒙脱土至洗涤水中不含氯离子；
(4)再用无水乙醇充分洗涤、干燥。
本发明的另一目的在于提供所述的一种高阻隔PBT塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将改性蒙脱土、复合阻隔填料、抗氧剂和润滑剂混合均匀；
(2)加入PBT树脂和EMA-g-GMA混合均匀；
(3)熔融挤出造粒。
优选，步骤(1)所述混合的时间为5～10min。
本发明还有提供了所述的一种高阻隔PBT塑料在食品包装中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的PBT材料添加的阻隔填料是复配而成的，能够显著降低氧气透过系数，降低氧气透过系数的同时，保证PBT塑料的力学性能能够满足使用要求。
2、本发明的PBT材料添加了改性蒙脱土后，很大程度上提高了填料与树脂的相容性，从而提高了材料的力学性能；
3、本发明的PBT材料添加了纳米氮化钛，很大程度上减少了其他填料的添加量，起到了更好的阻隔效果。
具体实施方式
下面通过具体实施例子对本发明做进一步详细介绍。
术语解释：
PBT：聚对苯二甲酸丁二醇酯
EMA-g-GMA:乙烯-丙烯酸甲酯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯
下述实施例中改性蒙脱土是经过对氨基苯甲酸盐酸盐改性得到的。具体改性步骤如下
1)在反应釜中加入水，边搅拌边加入干燥过的的蒙脱土，加热至70℃，
恒温下转速为500rpm搅拌分散1.5h：
2)恒温下加入对氨基苯甲酸盐酸盐，反应时间15h后冷却。
3)出料后用水洗至洗涤水中用硝酸银水溶液检验不含氯离子。
4)用无水乙醇充分洗涤。
5)将滤渣置于真空烘箱中，40℃下真空烘干至恒重、研磨，制得。
下述实施例中抗氧剂为抗氧剂1010，所述润滑剂为硅酮粉。
实施例1
一种高阻隔PBT塑料，其按重量百分数计，配方如下：
PBT树脂 92.08％
改性蒙脱土 1％
纳米氮化钛 0.02％
纳米二氧化硅 1％
纳米氧化铝 1％
EMA-g-GMA 4％
抗氧剂 0.5
润滑剂 0.4。
将上述粒径为5nm纳米氮化钛、纳米二氧化硅和纳米氧化铝在100℃下、1200rpm的转速条件下混合后得到复合阻隔填料。
所述高阻隔PBT塑料的制备方法是：
(1)按照配方将改性蒙脱土、复合阻隔填料、抗氧剂和润滑剂混合3min；
(2)加入PBT树脂、EMA-g-GMA混合；
(3)熔融挤出造粒。
取上述制得的PBT塑料进行力学性能测试，力学性能测试环境：23度,干态，结果见表1PBT塑料力学性能测试结果。
表1
实施例2
一种高阻隔PBT塑料，其按重量百分数计，配方如下：
PBT 93.47％
改性蒙脱土 1％
纳米氮化钛 0.03％
纳米二氧化硅 0.8％
纳米氧化铝 0.8％
EMA-g-GMA 3％
抗氧剂 0.5
润滑剂 0.4。
将上述粒径为5nm纳米氮化钛、纳米二氧化硅和纳米氧化铝在100℃下、1200rpm的转速条件下混合后得到复合阻隔填料。
所述高阻隔PBT塑料的制备方法是：
(1)将改性蒙脱土、复合阻隔填料、抗氧剂、润滑剂混合3min；
(2)加入PBT树脂、EMA-g-GMA混合；
(3)熔融挤出造粒。
取上述制得的PBT塑料进行力学性能测试，力学性能测试环境：23度,干态，结果见表2PBT塑料力学性能测试结果。
表2
实施例3
PBT 95.06％
改性蒙脱土 1％
纳米氮化钛 0.04％
纳米二氧化硅 0.5％
纳米氧化铝 0.5％
EMA-g-GMA 2％
抗氧剂 0.5
润滑剂 0.4。
将上述粒径为5nm纳米氮化钛、纳米二氧化硅和纳米氧化铝在100℃下、1200rpm的转速条件下混合后得到复合阻隔填料。
所述高阻隔PBT塑料的制备方法是：
(1)将改性蒙脱土、复合阻隔填料、抗氧剂、润滑剂混合3min；
(2)加入PBT树脂、EMA-g-GMA混合；
(3)熔融挤出造粒。
取上述制得的PBT塑料进行力学性能测试，力学性能测试环境：23度,干态，结果见表3PBT塑料力学性能测试结果，对照表4未改性PBT原树脂的力学性能，结果表明本发明方法制得的PBT材料在氧气透过系数降低的同时，还能保证好的力学性能。
表3
常规未经改性的PBT原树脂的物性如表4
表4
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (8)
1.一种高阻隔PBT塑料，其特征在于，按重量百分数计，原料包括以下组分：
所述复合阻隔填料是由纳米氮化钛、纳米二氧化硅与纳米氧化铝组成，占原料的重量百分数为：
纳米氮化钛 0.02～0.04％
纳米二氧化硅 0.5～1％
纳米氧化铝 0.5～1％；
所述改性蒙脱土是将蒙脱土经过对氨基苯甲酸盐酸盐改性得到。
2.根据权利要求1所述的一种高阻隔PBT塑料，其特征在于，按重量百分数计，原料包括以下组分：
3.根据权利要求2所述的一种高阻隔PBT塑料，其特征在于，所述复合阻隔填料由纳米氮化钛、纳米二氧化硅与纳米氧化铝组成，占原料的重量百分数为：
纳米氮化钛 0.02％
纳米二氧化硅 1％
纳米氧化铝 1％ 。
4.根据权利要求1所述的一种高阻隔PBT塑料，其特征在于：所述复合阻隔填料是将纳米氮化钛、纳米二氧化硅与纳米氧化铝在80～100℃下混合得到。
5.根据权利要求1或2所述的一种高阻隔PBT塑料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧 剂1010，所述润滑剂为硅酮粉。
6.权利要求1或2所述的一种高阻隔PBT塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将改性蒙脱土、复合阻隔填料、抗氧剂和润滑剂混合均匀；
(2)加入PBT树脂和EMA-g-GMA混合均匀；
(3)熔融挤出造粒。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述混合的时间为5～10min。
8.权利要求1或2所述的一种高阻隔PBT塑料在食品包装中的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 5 road 528325 Guangdong city Foshan province wheat village Shunde District Xingtan town seven Kau Industrial Zone No. 2 Applicant after: GUANGDONG SHUNDE SHUNYAN NEW MATERIAL CO., LTD. Address before: 5 road 528325 Guangdong city of Foshan province Mai Village Shunde District Xingtan town seven Kau Industrial Zone No. 2 Applicant before: Guangdong Shunde New Materials Co., Ltd. |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Zhaopeng Inventor after: Xiao Xiongwei Inventor after: Yang Zijiang Inventor after: Yang Rui Inventor after: Lin Yuankai Inventor after: Lei Jian Inventor before: Zhang Zhaopeng Inventor before: Yang Rui Inventor before: Lin Yuankai Inventor before: Dong Hongyu |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A high barrier PBT plastic and its preparation and Application Effective date of registration: 20201222 Granted publication date: 20170201 Pledgee: Shunde Guangdong rural commercial bank Limited by Share Ltd. Daliang branch Pledgor: GUANGDONG SHUNDE SHUNYAN NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2020980009785 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20211215 Granted publication date: 20170201 Pledgee: Shunde Guangdong rural commercial bank Limited by Share Ltd. Daliang branch Pledgor: GUANGDONG SHUNDE SHUNYAN NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2020980009785 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A high barrier PBT plastic and its preparation method and Application Effective date of registration: 20211217 Granted publication date: 20170201 Pledgee: Guangdong Shunde Rural Commercial Bank Co.,Ltd. science and technology innovation sub branch Pledgor: GUANGDONG SHUNDE SHUNYAN NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2021980015381 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |