CN105602207A - 改性pct树脂复合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体公开了一种改性PCT树脂复合物及其制备方法。所述改性PCT树脂复合物，包括重量份数如下的组分：PCT树脂30～70；液晶聚酯树脂10～40；填料一5～40；填料二10～40。本发明提供的改性PCT树脂复合物不仅具有良好的反光率，而且拉伸强度明显提高、熔融粘度及注塑压力平均变化率大幅度降低，最终极大的提高了PCT树脂复合物的加工性能。

Description

改性PCT树脂复合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种改性PCT树脂复合物及其制备方法。

背景技术

因为聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(英文简称：PCT)具有良好的耐化学性、可加工性、尺寸稳定性及耐热性，所以，特别适应于对材料性能要求严格的领域。鉴于PCT具有的特性，截止目前，已经被广泛应用于如汽车、电子及电气等行业，尤其被当作LED反射镜的原材料。

从LED的发展趋势看，随着LED相关领域的发展，为提高聚光效果，LED反光镜的结构越发复杂，这对制造LED反光镜的PCT原材料的加工性能提出了进一步的要求。而现有技术中，由于PCT材料存在流动性差、注塑成型时注射压力不稳定等缺点，在生产时制品极易出现填充不满、形状不规则、加工连续性差、工作效率低等缺点，从而导致产品良品率不高，而高不良率产品的产生，提高了企业的生产成本。

基于现有的缺陷，本专利通过优化PCT复合物的配方，以期通过提供一种优异的PCT复合物来解决上述问题。

发明内容

本发明为解决现有PCT树脂存在的加工流动性差、注塑成型过程中注射压力不稳定等加工性能不佳的问题，提供一种改性PCT树脂复合物及其制备方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种改性PCT树脂复合物，包括重量份数如下的组分：

以及，一种改性PCT树脂复合物的制备方法，至少包括以下步骤：

S01、按如上所述的比例称取PCT树脂、液晶聚酯树脂、填料一及填料二；

S02、分别将称取的所述PCT树脂、液晶聚酯树脂、填料一及填料二进行干燥处理；

S03、将S02处理后的液晶聚酯树脂、填料一及填料二进行混料处理；

S03、将S02处理后的PCT树脂、液晶聚酯树脂、填料一及填料二进行混料处理；

S04、将S03获得的混合物料进行熔融混炼、挤出、拉条、冷却、造粒处理。

本发明上述实施例只采用液晶聚酯树脂及填料一和填料二对PCT树脂进行改性，即可获得熔融粘度280Pa·s以下及注塑压力平均变化率低于2％，且拉伸强度明显得到提高的改性PCT树脂复合物，最终使得该改性PCT树脂复合物拥有良好的加工性能。

本发明实施例提供的改性PCT树脂复合物的制备方法，生产原料简单、无需添加过多的助剂，采用液晶聚酯树脂、PCT树脂及两种填料先进行混合处理再进行熔融挤出的工艺，可使填料均匀的分散于树脂中，最终得到性能更加优异的复合物。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种改性PCT树脂复合物，包括重量份数如下的组分：

其中，在任一实施例中，PCT树脂来源任选。

在任何一个实施例中，液晶聚酯树脂指的是全芳香族液晶聚酯树脂。涉及的全芳香族液晶聚酯树脂通过以下方式进行制备：

采用至少两种单体进行缩聚反应，以合成全芳香族液晶聚酯预聚物；然后对获得的全芳香族液晶聚酯预聚物进行固相缩聚，最终获得全芳香族液晶聚酯树脂。

这里涉及的单体包括自由芳香族二醇、芳香族二胺及芳香族羟胺中的至少一种及香族二羧酸。进一步地，单体还包括芳香族羟基羧酸及芳香族氨基羧酸中的至少一种。

在任何一个实施例中，所有的全芳香族液晶聚酯树脂，均具有重复单元的特点。

其中，自由芳香族二醇包含的重复单元为：-O-Ar-O-；

芳香族二胺包含的重复单元为：

芳香族羟胺包含的重复单元为：

芳香族二羧酸包含的重复单元为：

芳香族羟基羧酸包含的重复单元为：

芳香族氨基羧酸包含的重复单元为：

以上重复单元中，Ar表示苯撑、联苯撑、萘或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物；或者苯撑、联苯撑、萘或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合形成的芳香族化合物中的至少一个氢元素被其他元素取代的芳香族化合物。

上述全芳香族液晶聚酯树脂的制备过程中，可以采用溶液缩聚法，也可以采用本体缩聚法。而为了促进缩聚反应，可以在合成全芳香族液晶聚酯预聚物的过程中使用酰基化剂等物质对原料进行预处理，尤其可以采用乙酰基化剂进行预处理。

上述固相缩聚反应(固态缩聚反应)中，需要给全芳香族液晶聚酯预聚物提供适当的热量，具体供热可通过加热板、热风、高温流体等方法，而为了除去固态缩聚反应的副产物，可利用惰性气体吹扫或利用真空清除。

在任一的实施例中，填料一为玻璃纤维，晶须，聚四氟乙烯，碳酸钙，二氧化硅，云母及硅灰石中的至少一种。填料一的添加，可以增强复合物的机械性能、热性能及电性能等。

在任一的实施例中，填料二为二氧化钛、氧化锌、滑石粉、锌钡及硫化锌中的至少一种。填料二用于提高复合物的反射率及亮度。

本发明上述实施例提供的改性PCT树脂复合物，由于PCT树脂的加工范围和全芳香族液晶聚酯树脂的加工范围非常相近，且两者具有良好的相容性，不需要添加其他相容剂等助剂，制得的PCT树脂复合物具有良好的反光率；与此同时，PCT树脂复合物的拉伸强度明显提高、熔融粘度及注塑压力平均变化率均大幅度降低，最终极大的提高了PCT树脂复合物的加工性能。

相应地，本发明在上述实施例的基础上，进一步提供了本发明实施例改性PCT树脂复合物的制备方法。在一实施例中，所述改性PCT树脂复合物的制备方法至少包括以下步骤：

S01、按如上所述的比例称取PCT树脂、液晶聚酯树脂、填料一及填料二；

S02、分别将称取的所述PCT树脂、液晶聚酯树脂、填料一及填料二进行干燥处理；

S03、将S02处理后的PCT树脂、液晶聚酯树脂、填料一及填料二进行混料处理；

S04、将S03获得的混合物料进行熔融混炼、挤出、拉条、冷却、造粒处理。

其中，步骤S02中，干燥处理的温度为130℃～160℃，处理时间为4～6h。干燥处理的目的主要是使得原料充分干燥，避免水分含量过高降低复合物的性能。

步骤S03中，PCT树脂、液晶聚酯树脂、填料一及填料二先进行混合的目的是使填料在复合物中分散更加均匀，以提高复合物性能，可以选用自动混合机进行混合。当然，不局限于自动混合机。

步骤S04中，优选双螺杆挤出机进行熔融混炼。在300RPM-600RPM的螺杆转速下熔合，螺筒温度为290℃～355℃，控制真空度在0.5MPa～0.8MPa。

本发明上述实施例提供的改性PCT树脂复合物的制备方法，生产原料简单、无需添加过多的助剂，采用液晶聚酯树脂、PCT树脂及两种填料先进行混合处理再进行熔融挤出的工艺，可使填料均匀的分散于树脂中，得到性能更加优异的复合物。

无论是上述提供的改性PCT树脂复合物还是有上述制备方法制备的改性PCT树脂复合物，均可以应用于LED反光镜的原材料中。

当然，应用于LED反光镜只是本发明实施例提供的改性PCT树脂复合物的一个应用领域，由于本发明实施例提供的改性PCT树脂复合物具有良好的热变形温度、熔融粘度低及注射压力平均变化率不高等优点，其应用领域不仅限于LED反射镜。

为了更好的说明本发明实施例提供的改性PCT树脂复合物及其制备方法，下面通过实施例进行举例说明。

实施例1

一种改性PCT树脂复合物，包括重量份数如下的组分：

实施例1提供的改性PCT树脂复合物的制备方法如下：

步骤S01、将PCT树脂(由美国伊士曼化工公司生产)30份，全芳香族液晶聚酯树脂(由江苏沃特特种材料有限公司生产)30份、二氧化钛30份，玻璃纤维10份，置于130℃环境中，干燥4小时；

步骤S02、将干燥后的PCT树脂、玻璃纤维，二氧化钛和全芳香族液晶聚酯树脂投入自动混合机混合均匀，获得混合物料；

步骤S03、将步骤S02得到的混合物投入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒，得到改性PCT树脂复合物。

实施例2

一种改性PCT树脂复合物，包括重量份数如下的组分：

实施例2提供的改性PCT树脂复合物的制备方法如下：

步骤S01、将PCT树脂(由美国伊士曼化工公司生产)40份，全芳香族液晶聚酯树脂(由江苏沃特特种材料有限公司生产)20份、二氧化钛30份，玻璃纤维10份，置于130℃环境中，干燥4小时；

步骤S02、将干燥后的PCT树脂、玻璃纤维，二氧化钛和全芳香族液晶聚酯树脂投入自动混合机混合均匀，获得混合物料；

步骤S03、将步骤S02得到的混合物投入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒，得到改性PCT树脂复合物。

实施例3

一种改性PCT树脂复合物，包括重量份数如下的组分：

实施例3提供的改性PCT树脂复合物的制备方法如下：

步骤S01、将PCT树脂(由美国伊士曼化工公司生产)50份，全芳香族液晶聚酯树脂(由江苏沃特特种材料有限公司生产)10份、二氧化钛30份，玻璃纤维10份，置于130℃环境中，干燥4小时；

步骤S02、将干燥后的PCT树脂、玻璃纤维，二氧化钛和全芳香族液晶聚酯树脂投入自动混合机混合均匀，获得混合物料；

步骤S03、将步骤S02得到的混合物投入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒，得到改性PCT树脂复合物。

对比例1

一种PCT树脂复合物，包括重量份数如下的组分：

PCT树脂60；

玻璃纤维10；

二氧化钛30。

对比例1提供的改性PCT树脂复合物的制备方法如下：

步骤S01、将PCT树脂(由美国伊士曼化工公司生产)60份，二氧化钛30份，玻璃纤维10份，置于130℃环境中，干燥4小时；

步骤S02、将干燥后的PCT树脂、玻璃纤维，二氧化钛投入自动混合机混合均匀，获得混合物料；

步骤S03、将步骤S02得到的混合物投入双螺杆挤出机进行熔融混炼，然后经过挤出，拉条，冷却，造粒，得到PCT树脂复合物。

为了验证本发明实施例1～3及对比例1制备的复合物性能，将上述实施例1-3和对比例1分别获得的复合物作为注塑原料，使用注塑成型机注塑成型，然后通过以下方法测试和评价实施例与对比例中复合物的性能：

(1)拉伸强度

本发明实施例涉及的拉伸强度按ASTMD-638测试。

(2)熔融粘度

本发明实施例涉及的熔融粘度为使用毛细管流变仪(RH2000)在295℃及1000/s的条件下测定。

(3)反射率

本发明实施例涉及的反射率使用反射率测定仪测试所得复合物在460nm可见光下的反射率。

(4)注射压力平均变化率

本发明实施例涉及的注射压力平均变化率具体测试和计算如下：对各例中制造的复合物进行注塑成型，通过统计100次注塑过程中的注塑压力值,并计算出标准差及平均值(算术平均值)，标准差与平均值的比值即为注射压力平均变化率(单位：％)。

上述测试结果统计于表1中。

表1实施例及对比例中组合物性能测试结果

性能指标	对比例1	实施例1	实施例2	实施例3
					拉伸强度(MPa)	73	88	82	785 -->
熔融粘度(Pa·s)	328	216	243	275
					反射率(％)	91	86	86	87
注塑压力平均变化率(％)	4.8	1.1	1.6	1.7

从上表1可知，实施例1-3制备的PCT树脂复合物，其拉伸强度相对于对比例1中制备的树脂复合物明显提高；而且熔融粘度及注塑压力平均变化率相对于对比例1中制备的树脂复合物降低十分明显，熔融粘度及注塑压力平均变化率的降低极大的改善了PCT树脂复合物的加工性，且具有较好的反射率。由此可见，依据本发明实施例制备的改性PCT复合物可用作LED反光镜的原材料。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改性PCT树脂复合物，包括重量份数如下的组分：

2.如权利要求1所述的改性PCT树脂复合物，其特征在于：所述液晶聚酯树脂为全芳香族液晶聚酯树脂。

3.如权利要求2所述的改性PCT树脂复合物，其特征在于：所述全芳香族液晶聚酯树脂按如下所述步骤制备：

A、采用至少两种单体进行缩聚合成全芳香族液晶聚酯预聚物；

B、将所述全芳香族液晶聚酯预聚物进行固态缩聚反应；其中，所述单体为自由芳香族二醇、芳香族二胺及芳香族羟胺中的至少一种及芳香族二羧酸。

4.如权利要求3所述的改性PCT树脂复合物，其特征在于：所述单体还包括芳香族羟基羧酸及芳香族氨基羧酸中的至少一种。

5.如权利要求2-4任一所述的改性PCT树脂复合物，其特征在于：所述自由芳香族二醇、芳香族二胺、芳香族羟胺、芳香族二羧酸、芳香族羟基羧酸及芳香族氨基羧酸分别包含如下的重复单元：-O-Ar-O-、

其中，Ar为苯撑、联苯撑、萘或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物；或者苯撑、联苯撑、萘或两个苯撑由碳或非碳的元素进行键合的芳香族化合物中至少一个的氢元素被其他元素所取代形成的芳香族化合物。

6.如权利要求1-2任一所述的改性PCT树脂复合物，其特征在于：所述填料一为玻璃纤维、晶须、聚四氟乙烯、碳酸钙、二氧化硅、云母及硅灰石中的至少一种。

7.如权利要求1-2任一所述的改性PCT树脂复合物，其特征在于：所述填料二为二氧化钛、氧化锌、滑石粉、锌钡及硫化锌中的至少一种。

8.一种改性PCT树脂复合物的制备方法，至少包括以下步骤：

S01、按如权利要求1-7任一所述的比例称取PCT树脂、液晶聚酯树脂、填料一及填料二；

S02、分别将称取的所述PCT树脂、液晶聚酯树脂、填料一及填料二进行干燥处理；

S03、将S02处理后的PCT树脂、液晶聚酯树脂、填料一及填料二进行混料处理；

S04、将S03获得的混合物料进行熔融混炼、挤出、拉条、冷却、造粒处理。

9.如权利要求8所述的改性PCT树脂复合物的制备方法，其特征在于：所述干燥处理的温度为130℃～160℃，处理时间为4～6h。

10.如权利要求8所述的改性PCT树脂复合物的制备方法，其特征在于：所述熔融混炼的设备为双螺杆挤出机。