CN105820490A - 一种pbt增韧母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PBT增韧母粒及其制备方法，PBT增韧母粒按重量份计，包括以下原料组分：弹性体树脂20‑80份，PBT树脂30‑50份，第一接枝单体0.5‑5份，第二接枝单体0.5‑5份，引发剂0.01‑1份，液体助剂0.5‑3份。本发明所制备PBT增韧母粒增韧效果优良，可直接与PBT树脂混合干燥注塑制品。本发明制备过程简单、方便，成本低廉，特别适合工业化生产。

Description

一种PBT增韧母粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及工程塑料增韧剂制备领域，特别涉及一种PBT增韧母粒的制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是世界上五大通用热塑性工程塑料之一，具有优良的电气性能、耐磨性能、耐热性能、耐化学性能以及良好的加工性能，目前已被广泛应用于电子电器、家电、机械、汽车工业等行业中。PBT树脂是一种结晶型线型饱和聚酯材料，对缺口冲击敏感，低温韧性差，限制了使用范围。对PBT树脂进行改性，特别是对其增韧改性，是使其高性能化的一个重要方向。
PBT树脂常见的增韧方式有三种，无机刚性例子增韧、有机刚性例子增韧和弹性体增韧，其中又以最后一种方式效果最佳。中国专利CN104177793A报道了一种基于弹性体树脂的PBT增韧剂、制备方法和其用途。该发明以POE、EEA、接枝单体和液体助剂为原料，预混后加入双螺杆挤出机中，进行挤出造粒后得到增韧剂，对PBT树脂增韧效果良好，且能保持不错力学性能。但是，基于单一弹性体树脂制备的增韧剂与PBT树脂共混直接注塑制品时，往往存在两个问题：一是增韧剂熔点较低，与PBT树脂混合干燥过程易融化，发生颗粒粘结，导致注塑时下料困难；二是注塑机螺杆较短，混合能力差，增韧剂难以均匀分散，导致增韧效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于克服单一弹性体类PBT增韧剂上述缺点，提供一种具有较高熔融温度的PBT增韧母粒及其制备方法。本发明以弹性体树脂和PBT树脂复配为基材，一步法完成弹性体树脂接枝和PBT增韧母粒制备。该增韧母粒熔融温度高于120℃，与PBT树脂共混90-120℃热风循环干燥而不粘粒。本发明制备的PBT增韧母粒分散效果佳，增韧效果好，且制备过程简单、方便，成本低廉，特别适合工业化生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种PBT增韧母粒，按重量份计，包括以下原料组分：弹性体树脂20-80份，PBT树脂30-50份，第一接枝单体0.5-5份，第二接枝单体0.5-5份，引发剂0.01-1份，液体助剂0.5-3份。
作为优选，所述弹性体树脂选自乙烯-α-辛烯共聚物(POE)、乙烯-α-丁烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)、三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)中的一种或几种。
作为优选，所述第一接枝单体为马来酸酐、马来酸酯、丙烯酸、丙烯酸衍生物中的一种。
作为优选，所述马来酸酯为马来酸单酯、马来酸二丁酯或马来酸二乙酯。
作为优选，所述丙烯酸衍生物为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯。
作为优选，所述第二接枝单体为苯乙烯或己内酰胺。
作为优选，所述引发剂选自2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷、1,1-(双过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、三苯基甲烷-4,4′,4″-三异氰酸酯、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化苯甲酸叔戊酯、2,2-双(叔戊基过氧)-丁烷、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、正丁基-4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、乙基-3,3-二(叔丁基过氧化)丁酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯中的一种或几种。
作为优选，所述的液体助剂选自丙酮、丁酮、乙醇、硅油、白油中的一种或几种。
一种PBT增韧母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料混合
将弹性体树脂、第一接枝单体、第二接枝单体、引发剂、液体助剂搅拌混合3-8min，然后加入干燥的PBT树脂搅拌混合5-10min；搅拌速率为100-200r/min；
(2)增韧母粒制备
将步骤(1)混合好原料加入挤出机，在200-250℃下熔融反应，挤出，造粒，冷却脱水干燥后即得到PBT增韧母粒。
作为优选，所述干燥的PBT树脂为PBT树脂经80-140℃干燥2-15h，冷却后得到。
本发明将弹性体树脂、PBT树脂、引发剂、接枝单体和液体助剂混合后，加入双螺杆挤出机中，熔融反应，挤出造粒后直接得到增韧母粒产品。
本发明的有益效果是：
(1)本发明仅一步就直接完成弹性体树脂接枝过程和与PBT树脂共混过程，制备过程简单、方便，成本低廉，能源消耗小，适合工业化生产。
(2)本发明制备的PBT增韧母粒能耐120℃以上高温，可与PBT树脂共混后在90-120℃下干燥而不粘粒，可直接用于PBT制品注塑。
(3)本发明制备的增韧母粒在PBT制品中分散均匀，增韧效果优良。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
总体实施方案：
一种PBT增韧母粒，按重量份计，原料组分如下：弹性体树脂20-80份，PBT树脂30-50份，第一接枝单体0.5-5份，第二接枝单体0.5-5份，引发剂0.01-1份，液体助剂0.5-3份。
所述弹性体树脂选自乙烯-α-辛烯共聚物、乙烯-α-丁烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、三元乙丙橡胶、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。所述第一接枝单体为马来酸酐、马来酸酯、丙烯酸、丙烯酸衍生物中的一种。所述马来酸酯为马来酸单酯、马来酸二丁酯或马来酸二乙酯。所述丙烯酸衍生物为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯。所述第二接枝单体为苯乙烯或己内酰胺。所述引发剂选自2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷、1,1-(双过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、三苯基甲烷-4,4′,4″-三异氰酸酯、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化苯甲酸叔戊酯、2,2-双(叔戊基过氧)-丁烷、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、正丁基-4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、乙基-3,3-二(叔丁基过氧化)丁酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯中的一种或几种。所述的液体助剂选自丙酮、丁酮、乙醇、硅油、白油中的一种或几种。
PBT增韧母粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料混合
将弹性体树脂、第一接枝单体、第二接枝单体、引发剂、液体助剂搅拌混合3-8min，然后加入干燥的PBT树脂搅拌混合5-10min；搅拌速率为100-200r/min；所述干燥的PBT树脂为PBT树脂经80-140℃干燥2-15h，冷却后得到。
(2)增韧母粒制备
将步骤(1)混合好原料加入挤出机，在200-250℃下熔融反应，挤出，造粒，冷却脱水干燥后即得到PBT增韧母粒。
实施例1
PBT增韧母粒配方(按重量份数)：
弹性体树脂：乙烯-α-辛烯共聚物(POE，陶氏8150)60份；
PBT树脂(台湾长春1100-211M)：40份；
第一接枝单体：马来酸酐2份；
第二接枝单体：苯乙烯2份
引发剂：叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯0.1份；
液体助剂：乙醇2份。
PBT增韧母粒的制备方法，其步骤依次为：
(1)原料混合
根据上述配方将弹性体树脂、第一接枝单体、第二接枝单体、引发剂、液体助剂搅拌混合5min，加入干燥的PBT树脂混合8min；搅拌速率为180r/min。所述干燥的PBT树脂为PBT树脂经80℃干燥15h，冷却后得到
(2)增韧母粒制备
将步骤(1)混合好原料加入挤出机，在220℃下熔融反应，挤出，造粒，冷却脱水干燥后即得到PBT增韧母粒。
实施例2
PBT增韧母粒配方(按重量份数)：
弹性体树脂：乙烯-α-辛烯共聚物(POE，陶氏8200)40份，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA，杜邦1218AC)40份；
PBT树脂(台湾长春1100-211M)：50份；
第一接枝单体：甲基丙烯酸缩水甘油酯4份；
第二接枝单体：己内酰胺4份；
引发剂：2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷0.25份；
液体助剂：白油1份。
PBT增韧母粒的制备方法，其步骤依次为：
(1)原料混合
根据上述配方将弹性体树脂、第一接枝单体、第二接枝单体、引发剂、液体助剂搅拌混合4min，加入干燥的PBT树脂混合5min；搅拌速率为180r/min。所述干燥的PBT树脂为PBT树脂经140℃干燥2h，冷却后得到
(2)增韧母粒制备
将步骤(1)混合好原料加入挤出机，在240℃下熔融反应，挤出，造粒，冷却脱水干燥后即得到PBT增韧母粒。
实施例3
PBT增韧母粒配方(按重量份数)：
弹性体树脂：乙烯-α-丁烯共聚物(陶氏7467)30份，乙烯-乙烯丙烯酸丁酯共聚物(EBA，法国阿科玛17BA04)20份；
PBT树脂(台湾长春1100-211M)：30份；
第一接枝单体：甲基丙烯酸缩水甘油酯3份；
第二接枝单体：苯乙烯4份
引发剂：叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯0.5份；
液体助剂：丙酮2份
PBT增韧母粒的制备方法，其步骤依次为：
(1)原料混合
根据上述配方将弹性体树脂、第一接枝单体、第二接枝单体、引发剂、液体助剂搅拌混合3min，加入干燥的PBT树脂混合5min；搅拌速率为150r/min。所述干燥的PBT树脂为PBT树脂经100℃干燥8h，冷却后得到。
(2)增韧母粒制备
将步骤(1)混合好原料加入挤出机，在230℃下熔融反应，挤出，造粒，冷却脱水干燥后即得到PBT增韧母粒。
实施例4
PBT增韧母粒配方(按重量份数)：
弹性体树脂：三元乙丙橡胶(EPDM，陶氏杜邦4725P)20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS，台橡6152)40份；
PBT树脂(台湾长春1100-211M)：40份；
第一接枝单体：甲基丙烯酸甲酯4份；
第二接枝单体：己内酰胺4份
引发剂：双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯0.2份；
液体助剂：白油1.5份
PBT增韧母粒的制备方法，其步骤依次为：
(1)原料混合
根据上述配方将弹性体树脂、第一接枝单体、第二接枝单体、引发剂、液体助剂搅拌混合8min，加入干燥的PBT树脂混合7min；搅拌速率为200r/min。所述干燥的PBT树脂为PBT树脂经110℃干燥7h，冷却后得到。
(2)增韧母粒制备
将步骤(1)混合好原料加入挤出机，在210℃下熔融反应，挤出，造粒，冷却脱水干燥后即得到PBT增韧母粒。
对比例1：
将弹性体树脂(POE，陶氏8200)100份、第一接枝单体甲基丙烯酸缩甘油酯3份、第二接枝单体苯乙烯3份、引发剂双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯0.1份、液体助剂硅油2份搅拌混合4min，搅拌速率为100r/min。将混合好原料加入挤出机，在190℃下熔融反应，挤出，造粒，冷却脱水干燥后即得到PBT增韧剂。
对比例2：
将弹性体树脂(EBA，法国阿科玛17BA04)100份、第一接枝单体甲基丙烯酸缩甘油酯3份、第二接枝单体苯乙烯3份、引发剂双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯0.1份、液体助剂硅油2份搅拌混合4min，搅拌速率为100r/min。将混合好原料加入挤出机，在190℃下熔融反应，挤出，造粒，冷却脱水干燥后即得到PBT增韧剂。
测试项目和方法：
(1)熔点
按国标GB/T19466.3-2004进行测试。
(2)IZOD缺口冲击强度
固定配方弹性体树脂含量5份、PBT树脂(台湾长春1100-211M)95份。实施例1-3所制备PBT增韧母粒与PBT树脂共混115℃干燥4h，然后加入注塑机注塑得到测试样条，注塑条件为注塑温度240℃，注塑压力50MPa，保压3s，冷却5s。对比例1-2所制备PBT增韧剂与PBT树脂(115℃干燥4h再冷却至50℃以下)混合，然后加入注塑机注塑得到测试样条，注塑条件为注塑温度240℃，注塑压力50MPa，保压3s，冷却5s。所制备样条的IZOD缺口冲击强度按GB/T1843-2008进行测试。
实施例1-4所制备PBT增韧母粒和对比例1-2所制备PBT增韧剂的具体性能指标测试结果见表1。
表1：实施例PBT增韧母粒和对比例PBT增韧剂性能测试结果
从表1可以看出，相对于单一弹性体基材的PBT增韧剂(对比例1-2)，采用弹性体与PBT复配基材的PBT增韧母粒(实施例1-4)的熔融温度大幅升高，本发明实施例1-4所制备增韧母粒熔点都达到120℃以上。与此同时，相比单一弹性体基材的PBT增韧剂(对比例1-2)，采用弹性体与PBT复配基材的PBT增韧母粒(实施例1-4)的IZOD缺口冲击强度也有明显增加，本发明实施例1-4所制备增韧母粒IZOD缺口冲击强度都达到15KJ/m2以上。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种PBT增韧母粒，其特征在于：按重量份计，包括以下原料组分：弹性体树脂20-80份，PBT树脂30-50份，第一接枝单体0.5-5份，第二接枝单体0.5-5份，引发剂0.01-1份，液体助剂0.5-3份。
2.根据权利要求1所述的一种PBT增韧母粒，其特征在于：所述弹性体树脂选自乙烯-α-辛烯共聚物、乙烯-α-丁烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、三元乙丙橡胶、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的一种PBT增韧母粒，其特征在于：所述第一接枝单体为马来酸酐、马来酸酯、丙烯酸、丙烯酸衍生物中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种PBT增韧母粒，其特征在于：所述马来酸酯为马来酸单酯、马来酸二丁酯或马来酸二乙酯。
5.根据权利要求3所述的一种PBT增韧母粒，其特征在于：所述丙烯酸衍生物为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯。
6.根据权利要求1或2所述的一种PBT增韧母粒，其特征在于：所述第二接枝单体为苯乙烯或己内酰胺。
7.根据权利要求1或2所述的一种PBT增韧母粒，其特征在于：所述引发剂选自2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷、1,1-(双过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、三苯基甲烷-4,4′,4″-三异氰酸酯、过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化苯甲酸叔戊酯、2,2-双(叔戊基过氧)-丁烷、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、正丁基-4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、乙基-3,3-二(叔丁基过氧化)丁酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯中的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的一种PBT增韧母粒，其特征在于：所述的液体助剂选自丙酮、丁酮、乙醇、硅油、白油中的一种或几种。
9.如权利要求1所述的一种PBT增韧母粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原料混合
将弹性体树脂、第一接枝单体、第二接枝单体、引发剂、液体助剂搅拌混合3-8min，然后加入干燥的PBT树脂搅拌混合5-10min；搅拌速率为100-200r/min；
(2)增韧母粒制备
将步骤(1)混合好原料加入挤出机，在200-250℃下熔融反应，挤出，造粒，冷却脱水干燥后即得到PBT增韧母粒。
10.根据权利要求9所述的的制备方法，其特征在于：所述干燥的PBT树脂为PBT树脂经80-140℃干燥2-15h，冷却后得到。
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