CN108034204B - 一种耐低温冲击聚酯组合物及其制备方法 - Google Patents

一种耐低温冲击聚酯组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐低温冲击聚酯组合物及其制备方法。这种耐低温冲击聚酯组合物是由以下的原料组成：PBT树脂、POK、TPEE弹性体、MBS增韧剂、相容剂、酯交换抑制剂、抗氧剂和润滑剂。同时也公开了这种耐低温冲击聚酯组合物的制备方法。本发明的聚酯组合物比普通PBT聚酯具有更高的耐热性和抗冲性，尤其是低温抗冲性能相当突出，且保留了PBT的耐溶剂腐蚀、抗紫外线等性能特征。本发明的聚酯组合物制备工艺简单，操作简便，成本低廉，可用于灯具支架、汽车内外饰件、医疗零件等领域。

Description

一种耐低温冲击聚酯组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐低温冲击聚酯组合物及其制备方法。
背景技术
PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)树脂是一种结晶性的热塑性聚酯，具有优异的耐化学腐蚀，高流动性，易染色性，近年来获得了广泛的应用，主要用于汽车零部件，机械设备，电子电器等方面的应用。但未经改性的PBT相比其他工程塑料而言仍有很多缺点，比如热变形温度约为45～60℃，缺口冲击强度只有3～6kJ/m2，这极大低限制了PBT的使用，因此必须对其进行改性，才能满足工业上更为严苛的要求。
CN103772934A公开了一种高抗冲、高耐热PC/PBT合金材料及其制备工艺，主要采用高抗冲和高耐热的PC与PBT共混来达到目的。但是PC的熔体强度大，与PBT共混的熔体相容性较差，需要添加较大量的相容剂。另外，PC的熔点高，导致加工温度大，容易发生分解和酯交换反应。
CN105255149A公开了一种低温增韧增强PC/PBT合金材料及其制备方法，通过添加低温增韧剂来提高合金的低温冲击性能。但是并没有公布该合金材料在常温下的冲击性能及耐热性能。另外，PC的添加量达50％左右，造成合金的制造成本过高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐低温冲击聚酯组合物及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种耐低温冲击聚酯组合物，是由以下质量份的原料组成：
PBT树脂的缺口冲击强度为3kJ/m2～6kJ/m2；PBT树脂在1.82MPa下的热变形温度为45℃～60℃。
POK在240℃，2.16kg下的熔融指数为40g/10min～120g/10min；POK在1.82MPa下的热变形温度为210℃～220℃。
TPEE弹性体的硬段为结晶PBT，软段为非晶的脂肪族聚酯或聚醚。
相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
酯交换抑制剂为磷酸三苯酯。
抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、无机磷酸盐类抗氧剂中的至少一种。
润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸、硬脂酸盐、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇双硬脂酸酯中的至少一种。
这种耐低温冲击聚酯组合物的制备方法，按上述的组成称取原料，干燥，混合，挤出，造粒，得到耐低温冲击聚酯组合物。
制备方法中，挤出为在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机的加工温度为150℃～230℃。
本发明的有益效果是：
本发明的聚酯组合物比普通PBT聚酯具有更高的耐热性和抗冲性，尤其是低温抗冲性能相当突出，且保留了PBT的耐溶剂腐蚀、抗紫外线等性能特征。本发明的聚酯组合物制备工艺简单，操作简便，成本低廉，可用于灯具支架、汽车内外饰件、医疗零件等领域。
具体而言：
1)本发明通过添加耐热性能优异的聚酮POK提高聚酯组合物的耐热性能，组合物的耐热性能明显优于PC/PBT合金，且组合物的加工温度不超过230℃，是一种节能高效的改性方法；
2)本发明通过添加脆化温度低于-70℃的TPEE弹性体，使得材料在低温条件下仍然保持很好的冲击性能，组合物在-40℃下表现出优异的冲击性能；
3)MBS增韧剂与TPEE弹性体的并用取得了显著的协同增韧效果，进一步提高材料的韧性；
4)本发明的聚酯组合物中各组分的相容性良好，材料不仅获得优异的耐热性能和出色的冲击性能，并且获得了良好的力学性能和加工性能。
具体实施方式
一种耐低温冲击聚酯组合物，是由以下质量份的原料组成：
Figure BDA0001528860160000031
优选的，PBT树脂的缺口冲击强度为3kJ/m2～6kJ/m2(检测方法按ASTMD256)；PBT树脂在1.82MPa下的热变形温度为45℃～60℃(检测方法按ASTMD648)。
优选的，POK，即聚酮，为乙烯、丙烯和一氧化碳的共聚物，其在240℃，2.16kg下的熔融指数为40g/10min～120g/10min；POK在1.82MPa下的热变形温度为210℃～220℃(检测方法按ASTMD648)。
优选的，TPEE弹性体的硬段为结晶PBT，软段为非晶的脂肪族聚酯或聚醚；进一步优选的，TPEE弹性体的硬段为结晶PBT，软段为非晶的脂肪族聚酯；再进一步的，TPEE弹性体的脆点低于-70℃，其可在-40～200℃长期使用。
MBS增韧剂是亚微观呈“核-壳”结构的苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚物，可选自M511、M711、EM500中的至少一种。
优选的，相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(SAG)；进一步优选的，苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的环氧当量为400g/mol～850g/mol。
优选的，酯交换抑制剂为磷酸三苯酯(TPP)。
优选的，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、无机磷酸盐类抗氧剂中的至少一种；进一步优选的，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；再进一步优选的，抗氧剂为抗氧剂168、626、1010、1098中的至少两种。
优选的，润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸、硬脂酸盐、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇双硬脂酸酯中的至少一种；进一步优选的，润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸锌、季戊四醇双硬脂酸酯中的至少一种。
这种耐低温冲击聚酯组合物的制备方法，按上述的组成称取原料，干燥，混合，挤出，造粒，得到耐低温冲击聚酯组合物。
优选的，制备方法中，干燥的温度为80℃～100℃，干燥的时间为1h～3h。
优选的，制备方法中，混合为在搅拌机中混合，搅拌的转速为400r/min～600r/min，混合的时间为6min～10min。
优选的，制备方法中，挤出为在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机的加工温度为150℃～230℃。
以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。
实施例：
实施例1～6的原料组成(质量份)列于表1中。
对比例：
对比例1～3的原料组成(质量份)也列于表1中。
表1实施例和对比例的原料组成
Figure BDA0001528860160000041
表1中所用的原料说明如下：
PBT：1200-211D，台湾长春；
POK聚酮：M330A，韩国晓星；
TPEE弹性体：1072D，韩国LG；
MBS增韧剂：M511，日本钟渊；
苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物：SAG-002，南通日之升高分子新材料科技有限公司；
磷酸三苯酯(TPP)，张家港雅瑞化工有限公司；
抗氧剂：Irganox 1010、Irganox 168，巴斯夫；
润滑剂：YH-200，上海金之年实业有限公司；
PC树脂：PC02-10，浙铁大风。
各实施例和对比例的聚酯组合物的制备方法为：先将各组分按表1中的质量份称取，在85℃的条件下干燥3小时，然后在高速搅拌机400r/min混合10分钟，投入双螺杆挤出机的料斗，在设定温度为150～230℃的双螺杆挤出机进行挤出，过水冷却，风干切粒，烘干得到产品。
对实施例和对比例的产品进行性能测试，其结果列于表2中。
表2实施例和对比例聚酯产品的性能测试结果
Figure BDA0001528860160000051
从表2的测试结果可知：随着POK树脂质量份的提高，聚酯组合物的热变形为温度不断升高，聚酯组合物的最高热变形温度可达133℃。但是POK树脂对材料的力学性能并没有明显的改善。TPEE弹性体对组合物的低温冲击性能的改善效果明显，且TPEE弹性体与MBS增韧剂对组合物起到协同增韧的效果。相容剂的加入可改善组合物各组分的相容性，组合物的力学性能得到提高。综上，本发明取得了显著的效果，是一种值得商业化推广的改性方法。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐低温冲击聚酯组合物，其特征在于：由以下质量份的原料组成：
PBT树脂 50~70份；
POK 20~40份；
TPEE弹性体 5~10份；
MBS增韧剂 3~8份；
相容剂 0.5~1份；
酯交换抑制剂 0.5~1份；
抗氧剂 0.3~1份；
润滑剂 0.5~1.5份；
所述TPEE弹性体的硬段为结晶PBT，软段为非晶的脂肪族聚酯。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击聚酯组合物，其特征在于：PBT树脂的缺口冲击强度为3kJ/m2~6kJ/m2；PBT树脂在1.82MPa下的热变形温度为45℃~60℃。
3.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击聚酯组合物，其特征在于：POK在240℃，2.16kg下的熔融指数为40g/10min~120g/10min；POK在1.82MPa下的热变形温度为210℃~220℃。
4.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击聚酯组合物，其特征在于：相容剂为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击聚酯组合物，其特征在于：酯交换抑制剂为磷酸三苯酯。
6.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击聚酯组合物，其特征在于：抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂、无机磷酸盐类抗氧剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击聚酯组合物，其特征在于：润滑剂为硅酮母粒、硬脂酸、硬脂酸盐、石蜡、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇双硬脂酸酯中的至少一种。
8.一种耐低温冲击聚酯组合物的制备方法，其特征在于：按权利要求1~7任一项所述耐低温冲击聚酯组合物的组成称取原料，干燥，混合，挤出，造粒，得到耐低温冲击聚酯组合物。
9.根据权利要求8所述的一种耐低温冲击聚酯组合物的制备方法，其特征在于：挤出为在双螺杆挤出机中挤出，双螺杆挤出机的加工温度为150℃~230℃。
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