CN104804381B - 一种高熔体强度支化pet材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高熔体强度支化PET材料及其制备方法。原料的重量份数比组成为：PET 100份、多官能团支化剂0.01‑1.0份、抗氧剂0.05‑0.15份、单官能团环氧化合物0.02‑1.5份。本发明的制备方法是按重量配比称取原料配方中的材料，烘料、混合均匀，将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。本发明制备的支化PET材料熔体强度高，结晶温度和结晶能力低，拉膜成型性能良好，工艺简单，成本低，适用于热成型、薄膜吹塑及挤出涂覆等应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及PET材料领域，尤其涉及一种高熔体强度支化PET材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为五大工程塑料之一，具有耐高温、耐湿、耐化学腐蚀、电绝缘性能好和良好的弹性等特点。且在较宽温度范围内能保持良好的力学性能，广泛地应用于包装材料、电子电气、汽车行业和家用电器等领域。
但是常规的PET由于分子链为线型结构，软化点与熔点接近，当温度高于熔点后，其熔体强度和熔体黏度急剧下降，导致热成型时制品壁厚不均，挤出、涂布、压延时出现边缘卷曲、收缩等问题，极大地限制了它的应用范围。因此，需要通过提高聚合物的熔体强度来改善其加工性能。
相对于线性PET而言，长链支化PET由于具有更高的熔体强度，因而更有利于薄膜吹塑、热成型和压延等加工过程。目前，国内外研制开发高熔体强度支化PET的方法，主要是在对苯二甲酸和乙二醇缩聚反应中加入一定量的多元酸、多元醇或者多元羟基酸等多官能团(指三个及以上官能团)单体进行共聚，制得长链支化PET。
但是，这种采用小分子单体缩聚反应制备长链支化PET的方式，聚合反应后期，随着PET分子量的增加，其分子链的位阻增大，多官能团单体不易插入其分子链中，从而造成支化链的长度达不到形成链缠结的临界分子量，不能有效提高PET的熔体强度。且采用这种原位共聚的方法制备支化PET，存在工艺复杂，成本高的不足。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种支化PET材料，其熔体强度高，结晶温度和结晶度低，拉膜成型性能良好。
同时，本发明还提供了一种高熔体强度支化PET材料的制备方法，其工艺简单，成本低。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高熔体强度支化PET材料，其特征是：以重量份数计，包括如下组份：
优选的，所述PET的特性粘度大于0.50dl/g。
优选的，所述多官能团支化剂的官能团数为二个或二个以上。
优选的，所述多官能团支化剂为二羧酸甘油酯、三软脂酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯中的一种或者几种的混合物。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂1098中的一种或者几种的混合物。
优选的，所述单官能团环氧化合物为环氧癸烷、环氧己烷和环氧十二烷中的一种或者几种的混合物。
上述的高熔体强度支化PET材料，其制备的工艺步骤如下：
(1)按重量配比称取原料配方中的材料。
(2)烘料，PET在普通烘箱中110℃干燥20-24小时，然后在真空干燥箱中100℃干燥10-12小时。
(3)将PET和多官能团支化剂加入混料机中一起混合5～10分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合30～60分钟，出料。
(4)将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为265-275℃，二区温度为265-275℃，三区温度为270-280℃，四区温度为265-280℃，五区温度为265-280℃，六区温度为265-270℃，喂料速度为20-100转/分钟，螺杆转速为75-120转/分钟。
本发明原材料组分是以PET为基材配合多官能团支化剂、抗氧剂和单官能团环氧化合物。与现有技术相比，本发明采用共混改性的方式，通过将多官能团支化剂加入PET中一起挤出加工，制备的支化PET材料熔体强度高，工艺简单，成本低。另外，加入了单官能团环氧化合物，降低了支化PET材料的结晶温度和结晶能力，可以在保证熔体稳定性的基础上，提高拉膜成型性能，适用于热成型、薄膜吹塑及挤出涂覆等应用领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
一种高熔体强度支化PET材料，原料的重量份数组成：
制备的工艺步骤如下：
(1)按重量配比称取原料配方中的材料。
(2)烘料，PET在普通烘箱中110℃干燥20-24小时，然后在真空干燥箱中100℃干燥10-12小时。
(3)将PET和多官能团支化剂加入混料机中一起混合5～10分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合30～60分钟，出料。
(4)将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为265-275℃，二区温度为265-275℃，三区温度为270-280℃，四区温度为265-280℃，五区温度为265-280℃，六区温度为265-270℃，喂料速度为20-100转/分钟，螺杆转速为75-120转/分钟。
本发明制备的支化PET材料熔体强度高，结晶温度和结晶能力低，拉膜成型性能良好，工艺简单，成本低。
实施例1
按以下重量份数比含量称取原料：
实施例1的制备工艺：分别按上述各配比取原料组分。将PET加入烘料机中，普通烘箱110℃干燥20小时，然后在真空干燥箱中100℃干燥10小时。将干燥后的PET和二羧酸甘油酯加入混料机中一起混合10分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合30分钟，出料。将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为265-270℃，二区温度为270-275℃，三区温度为275-280℃，四区温度为270-280℃，五区温度为270-275℃，六区温度为265-270℃，喂料速度为20转/分钟，螺杆转速为80转/分钟。
实施例2
按以下重量份数比含量称取原料：
实施例2的制备工艺：分别按上述各配比取原料组分。将PET加入烘料机中，普通烘箱110℃干燥24小时，然后在真空干燥箱中100℃干燥12小时。将干燥后的PET和三软脂酸甘油酯加入混料机中一起混合5分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合40分钟，出料。将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为265-270℃，二区温度为260-275℃，三区温度为275-280℃，四区温度为275-280℃，五区温度为270-275℃，六区温度为265-270℃，喂料速度为50转/分钟，螺杆转速为120转/分钟。
实施例3
按以下重量份数比含量称取原料：
实施例3的制备工艺：分别按上述各配比取原料组分。将PET加入烘料机中，普通烘箱110℃干燥22小时，然后在真空干燥箱中100℃干燥11小时。
将干燥后的PET和多官能团支化剂加入混料机中一起混合7分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合60分钟，出料。将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒。设定双螺杆挤出机的一区温度为265-270℃，二区温度为265-275℃，三区温度为275-280℃，四区温度为275-280℃，五区温度为270-275℃，六区温度为265-270℃，喂料速度为100转/分钟，螺杆转速为120转/分钟。
对比例1
与实施例1不同的是，对比例1中，改性过程不加环氧癸烷，其它条件不变。
对比例2
与实施例1不同的是，对比例2中，改性过程不加二羧酸甘油酯和环氧癸烷，其它条件不变。
性能测试
特性粘度：按照国标GB/T1632.5-2008方法测量，选用苯酚/四氯乙烷(体积比为1∶1)的混合溶剂，测试温度为25℃。结晶温度：通过示差扫描量热分析(DSC)测定。结晶度：采用XRD衍射仪测定。熔体强度：熔体强度可采用熔体黏度表征，采用ARES-2KFRTN-FCOHR流变仪测定。测试结果见下表所示：
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (5)
1.一种高熔体强度支化PET材料，其特征是：以重量份数计，包括如下组份：
所述多官能团支化剂的官能团数为三个以上；
所述单官能团环氧化合物为环氧癸烷、环氧己烷和环氧十二烷中的一种或者几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的高熔体强度支化PET材料，其特征在于：所述PET的特性粘度大于0.50dl/g。
3.根据权利要求1所述的高熔体强度支化PET材料，其特征在于：所述多官能团支化剂为二羧酸甘油酯、三软脂酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯中的一种或者几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的高熔体强度支化PET材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂1098中的一种或者几种的混合物。
5.根据权利要求1～4任一项所述的高熔体强度支化PET材料的制备方法，其特征是制备的工艺步骤如下：
(1)按重量配比称取原料配方中的材料；
(2)烘料，PET在普通烘箱中110℃干燥20-24小时，然后在真空干燥箱中100℃干燥10-12小时；
(3)将PET和多官能团支化剂加入混料机中一起混合5～10分钟，接着将余下的物料加入混料机中一起混合30～60分钟，出料；
(4)将混合后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为265-275℃，二区温度为265-275℃，三区温度为270-280℃，四区温度为265-280℃，五区温度为265-280℃，六区温度为265-270℃，喂料速度为20-100转/分钟，螺杆转速为75-120转/分钟。
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