CN110066498A - 一种低气味、低散发、高耐磨的pet组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低气味、低散发、高耐磨的PET组合物及其制备方法，该组合物由下述组分按重量份制备而成：54‑90份PET、1‑5份PTT、1‑5份乙烯接枝马来酸酐、5‑45份玻璃纤维、1‑5份气味吸附母粒、0.1‑0.5份二硅化钼、0.2‑1.0份润滑剂、0.1‑1份抗氧剂。本发明采用经聚对苯二甲酰对苯二胺浸渍处理的玻璃纤维极大的改善了其在基体中的分散性，并使制得的组合物在耐磨性能方面有了显著的提高，并保持了优异的力学性能。另外，气味吸附母粒降低组合物中的小分子含量，使总挥发性有机物TVOC显著降低；并且在保证组合物低气味特性的同时，其各项物理力学性能、材料的成型加工性能不受影响。

Description

一种低气味、低散发、高耐磨的PET组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体是一种低气味、低散发、高耐磨的PET组合物及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得。其属结晶型饱和聚酯，为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物，表面平滑有光泽，是生活中常见的一种树脂。
聚对苯二甲酸乙二醇酯在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，但耐电晕性较差，抗蠕变性、耐疲劳性和尺寸稳定性都很好。
聚对苯二甲酸乙二醇酯虽然具有许多优异的性能，但在一些对气味、耐磨性能要求较高的领域，聚对苯二甲酸乙二醇酯的应用会受到很大的限制。因此需要进一步降低其气味、摩擦系数和磨损率，这就需要通过聚对苯二甲酸乙二醇酯的改性来实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低气味、低散发、高耐磨的PET组合物及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种低气味、低散发、高耐磨的PET组合物，由下述组分按重量份制备而成：
进一步方案，所述PET的熔融指数为25-28g/10min；PTT熔融指数为28-30g/10min。
所述玻璃纤维是经聚对苯二甲酰对苯二胺分散液浸渍处理后改性的玻璃纤维。
所述聚对苯二甲酰对苯二胺分散液是平均粒径为0.1-0.2μm的聚对苯二甲酰对苯二胺树脂悬浮在水中形成的胶体溶液，其粘度为0.05Pa·s、浓度为60wt％；所述的聚对苯二甲酰对苯二胺粘度为5.5dl/g、断裂伸长率3-10％。
所述气味吸附母粒由以下重量份的组分制成：高密度聚乙烯100份、疏水性硅藻土5份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛5份、蓖麻油酸锌10份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份、三聚氰胺5份。
所述高密度聚乙烯的结晶度为85％、数均分子量为25万。
所述润滑剂为硅酮粉、白油、硅油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌中的至少一种。
所述的抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)的混合物。
本发明的另一个目的在于提供一种低气味、低散发、高耐磨的PET组合物的制备方法，包括下列步骤：
(1)将玻璃纤维清洗烘干后浸渍在聚对苯二甲酰对苯二胺分散液中，取出烘干并在250℃温度下进行烘培、烧结得改性玻璃纤维；
(2)将高密度聚乙烯100份、疏水性硅藻土5份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛5份、蓖麻油酸锌10份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份和三聚氰胺5份，混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得气味吸附母粒；
(3)将54-90份PET、1-5份PTT、1-5份乙烯接枝马来酸酐、1-5份气味吸附母粒、0.1-0.5份二硅化钼、0.2-1.0份润滑剂和0.1-1份抗氧剂，加入高速搅拌机中进行搅拌，混合均匀后加入双螺杆挤出机中；再将5-45份经(1)处理后的改性玻璃纤维从挤出机的玻纤口加入，经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨的PET组合物。
进一步方案，所述步骤(2)、(3)中双螺杆挤出机的一区温度为180-190℃、二区温度为180-190℃、三区温度为190-200℃、四区温度为210-220℃、五区温度为230-300℃、六区温度为245-300℃；双螺杆主机转速为500rpm。
本发明的有益效果：
1、本发明采用粘度为5.5dl/g、断裂伸长率3-10％、平均粒径为0.1-0.2μm的聚对苯二甲酰对苯二胺对玻璃纤维进行浸渍处理，解决在纤维浸渍过程中出现的纤维浸渍效率差，浸渍不完全，纤维出现断纤等技术问题；并极大的改善了玻纤在聚对苯二甲酸乙二醇酯基体中的分散性，并使制得的组合物在耐磨性能方面有了显著的提高，并保持了优异的力学性能。
2、本发明选择聚对苯二甲酸乙二醇PET酯熔融指数为25-28g/10min、聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT熔融指数为28-30g/10min，聚对苯二甲酸丙二醇酯的加入后能够调节聚对苯二甲酸乙二醇酯熔体的流动性，保证在加工过程中，聚对苯二甲酸乙二醇酯塑化均匀，熔融混合顺畅。
3、本发明二硅化钼的用量为0.1-0.5份，避免了大量使用二硅化钼造成的组合物性能严重下降；二硅化钼对组合物耐磨性能起到了非常重要的协效作用。
4、本发明气味吸附母粒使用结晶度85％、数均分子量为25万的高密度聚乙烯作为基体，作为气体吸附母粒时，提高了其与玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯的相容性，保证了母粒在组合物体系中的分散性。
5、本发明的气味吸附母粒降低组合物中的小分子含量，使总挥发性有机物TVOC显著降低；并且在保证组合物低气味特性的同时，其各项物理力学性能、材料的成型加工性能不受影响。
6、本发明选择双螺杆挤出机的一区温度为180-190℃、二区温度为180-190℃、三区温度为190-200℃、四区温度为210-220℃、五区温度为230-300℃、六区温度为245-300℃；双螺杆主机转速为500rpm，这种加工温度、主机转速能够解决在加工过程中，出现的加料处堵塞，喂料不饱和，塑化不均匀，冒料等技术问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
下面各实施例中玻璃纤维和气味吸附母粒均通过下面方法制备而成：
改性玻璃纤维：将玻璃纤维清洗烘干后浸渍在聚对苯二甲酰对苯二胺分散液中，取出烘干并在250℃温度下进行烘培、烧结得聚对苯二甲酰对苯二胺改性玻璃纤维；聚对苯二甲酰对苯二胺分散液是平均粒径为0.1-0.2μm的聚对苯二甲酰对苯二胺树脂悬浮在液态水中形成的胶体溶液，所述胶体溶液的粘度为0.05Pa·s、浓度为60wt％。聚对苯二甲酰对苯二胺粘度为5.5dl/g，断裂伸长率3-10％。
气味吸附母粒的制备：高密度聚乙烯100份、疏水性硅藻土5份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛5份、蓖麻油酸锌10份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份、三聚氰胺5份，混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得气味吸附母粒。
高密度聚乙烯结晶度85％，数均分子量为25万。
聚对苯二甲酸乙二醇酯PET的熔融指数为25-28g/10min；聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT的熔融指数为28-30g/10min。
实施例1
将70份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、1份聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT、1份乙烯接枝马来酸酐、3份气味吸附母粒、0.5份二硅化钼、1份硅酮粉、0.5份抗氧剂1010、0.5份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将30份聚对苯二甲酰对苯二胺改性玻璃纤维从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物。
所述双螺杆挤出机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为210℃、五区温度为230℃、六区温度为245℃；双螺杆主机转速为500rpm。
实施例2
将54份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、2份聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT、2份乙烯接枝马来酸酐、1份气味吸附母粒、0.2份二硅化钼、0.2份硅油、0.1份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将30份聚对苯二甲酰对苯二胺改性玻璃纤维从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物。
所述双螺杆挤出机的一区温度为190℃、二区温度为190℃、三区温度为200℃、四区温度为220℃、五区温度为300℃、六区温度为300℃；双螺杆主机转速为500rpm。
实施例3
将90份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、5份聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT、5份乙烯接枝马来酸酐、5份气味吸附母粒、0.1份二硅化钼、0.5份硬脂酸锌、0.2份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将20份聚对苯二甲酰对苯二胺改性玻璃纤维从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物。
所述双螺杆挤出机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为210℃、五区温度为230℃、六区温度为245℃；双螺杆主机转速为500rpm。
对比例1
添加普通的吸附剂活性炭，普通的耐磨剂二硫化钼。
将70份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、3份活性炭、5份二硫化钼、1份硅酮粉、0.5份抗氧剂1010、0.5份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将30份玻璃纤维从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒。
所述双螺杆挤出机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为210℃、五区温度为230℃、六区温度为245℃；双螺杆主机转速为500rpm。
对上述实施例1-3和对比例1制备的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物，分别检测其力学性能、气味等级、TVOC和耐磨性能。其中力学性能采用ASTM标准进行检测，气味等级、TVOC采用GMW标准进行检测，耐磨性能根据标准GB/T 5478-2008来测定，其物性数据见下表1。
表1性能数据
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
拉伸强度MPa 142 167 169 78
缺口冲击强度KJ/m<sup>2</sup> 30 36 29 6
耐磨性(750g，1000r) 0.09 0.10 0.08 0.52
TVOC ugC/g 36 37 35 163
气味等级 8级 8级 8级 5级
从表1数据可以看出，本发明实施例1-3中由于添加了气味吸附母粒，相比于对比例1中活性炭，明显改善材料的气味和散发特性，制备的组合物的TVOC低于40ugC/g。另外，本发明制备的产品的磨耗指数极低，呈现出了优良的耐磨性能。这是因为本发明利用浸渍处理的玻璃纤维明显改善了玻纤在聚对苯二甲酸乙二醇酯基体的分散性，使组合物具有耐磨剂添加量少，耐磨突出，力学性能显著改善的优点。
实施例4
将90份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、5份聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT、5份乙烯接枝马来酸酐、5份气味吸附母粒、0.1份二硅化钼、0.5份硬脂酸锌、0.2份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将5份聚对苯二甲酰对苯二胺改性玻璃纤维从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物。
所述双螺杆挤出机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为210℃、五区温度为230℃、六区温度为245℃；双螺杆主机转速为500rpm。
实施例5
将90份聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、5份聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT、5份乙烯接枝马来酸酐、5份气味吸附母粒、0.1份二硅化钼、0.5份硬脂酸锌、0.2份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168倒入高速搅拌机中，高速搅拌，混合至均匀后加入双螺杆挤出机中，将45份聚对苯二甲酰对苯二胺改性玻璃纤维从玻纤口加入、经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物。
所述双螺杆挤出机的一区温度为180℃、二区温度为180℃、三区温度为190℃、四区温度为210℃、五区温度为230℃、六区温度为245℃；双螺杆主机转速为500rpm。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低气味、低散发、高耐磨的PET组合物，其特征在于：由下述组分按重量份制备而成：
PET　　 54-90份
PTT 1-5份
乙烯接枝马来酸酐 1-5份
玻璃纤维　 5-45份
气味吸附母粒 1-5份
二硅化钼　　　　　 0.1-0.5份
润滑剂 0.2-1.0份
抗氧剂　　　　　 0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的低气味、低散发、高耐磨的PET组合物，其特征在于：所述PET的熔融指数为25-28g/10min；PTT熔融指数为28-30g/10min。
3.根据权利要求1所述的低气味、低散发、高耐磨的PET组合物，其特征在于：所述玻璃纤维是经聚对苯二甲酰对苯二胺分散液浸渍处理后的改性玻璃纤维。
4.根据权利要求3所述的低气味、低散发、高耐磨的PET组合物，其特征在于：所述聚对苯二甲酰对苯二胺分散液是平均粒径为0.1-0.2μm的聚对苯二甲酰对苯二胺树脂悬浮在水中形成的胶体溶液，其粘度为0.05Pa·s、浓度为60wt%；所述的聚对苯二甲酰对苯二胺粘度为5.5dl/g、断裂伸长率3-10%。
5.根据权利要求1所述的低气味、低散发、高耐磨的PET组合物，其特征在于：所述气味吸附母粒由以下重量份的组分制成：高密度聚乙烯100份、疏水性硅藻土5份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛5份、蓖麻油酸锌10份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份、三聚氰胺5份。
6.根据权利要求1所述的低气味、低散发、高耐磨的PET组合物，其特征在于：所述高密度聚乙烯的结晶度为85%、数均分子量为25万。
7.根据权利要求1所述的低气味、低散发、高耐磨的PET组合物，其特征在于：所述润滑剂为硅酮粉、白油、硅油、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的低气味、低散发、高耐磨的PET组合物，其特征在于：所述的抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）和亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯（抗氧剂168）的混合物。
9.如权利要求1所述的低气味、低散发、高耐磨的PET组合物的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：
（1）将玻璃纤维清洗烘干后浸渍在聚对苯二甲酰对苯二胺分散液中，取出烘干并在250℃温度下进行烘培、烧结得改性玻璃纤维；
（2）将高密度聚乙烯100份、疏水性硅藻土5份、疏水性活性炭10份、针状沸石分子筛5份、蓖麻油酸锌10份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸钙1份和三聚氰胺5份，混合均匀，然后在双螺杆挤出机中挤出造粒得气味吸附母粒；
（3）将54-90份PET、1-5份PTT、1-5份乙烯接枝马来酸酐、1-5份气味吸附母粒、0.1-0.5份二硅化钼、0.2-1.0份润滑剂和0.1-1份抗氧剂，加入高速搅拌机中进行搅拌，混合均匀后加入双螺杆挤出机中；再将5-45份经（1）处理后的改性玻璃纤维从挤出机的玻纤口加入，经熔融挤出后造粒，制得低气味、低散发、高耐磨的PET组合物。
10.根据权利要求9所述的低气味、低散发、高耐磨的PET组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）、（3）中双螺杆挤出机的一区温度为180-190℃、二区温度为180-190℃、三区温度为190-200℃、四区温度为210-220℃、五区温度为230-300℃、六区温度为245-300℃；双螺杆主机转速为500rpm。
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