CN111500025B

CN111500025B - 低比重pet复合材料的用途

Info

Publication number: CN111500025B
Application number: CN201910433721.4A
Authority: CN
Inventors: 廖德超; 许汉卿; 雷凯智; 陈春来
Original assignee: Nan Ya Plastics Corp
Current assignee: Nan Ya Plastics Corp
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2039-05-23
Also published as: TWI711668B; JP2020122138A; CN111500025A; US11421105B2; JP6905043B2; TW202028349A; US20200239683A1

Abstract

本发明公开一种低比重PET复合材料的用途，适用于以射出成型加工制作兼顾美观与食用安全的餐具，可取代美耐皿餐具。低比重PET复合材料的组成包含以下成分：66.5‑96.3wt％的PET、0‑20wt％的PBT、3‑10wt％的矿物填充物、0.1‑0.5wt％抗氧化剂、0.1‑1wt％加工助剂及0.5‑2wt％成核剂，且各成分的用量总合为100wt％。

Description

低比重PET复合材料的用途

技术领域

本发明涉及一种PET复合材料，特别是用途适合用于制作餐具以取代美耐皿餐具的低比重PET复合材料。

背景技术

美耐皿餐具是使用三聚氰胺－甲醛树脂制成的餐具，但美耐皿餐具在40℃左右，就会释放出有毒物质三聚氰胺(melamine)，有食用安全的问题，危害人体健康。

而PET(聚乙烯对苯二甲酸乙二酯)为无毒塑料，使用时，温度可达140℃，且已被广泛使用于盛装水或饮料的容器；另外，PBT(聚乙烯对苯二甲酸丁二酯)的结晶速度快，有助于产品的快速成型，且PBT具有优异的耐热性、耐化学性和机械强度，这些特性在广泛的环境条件下均可保持稳定。

因此，具备PET和PBT优点的创新PET复合材料，其用途不但适合用于制作兼顾美观与食用安全的餐具，并且可取代有食安问题的美耐皿餐具。

发明内容

有鉴于此，为解决餐具的食安问题，本发明的主要目的在于提供一种低比重PET复合材料，其适用于以射出成型加工制作餐具的用途，所述PET复合材料的成分，基于PET复合材料总重量，包含以下各成分，且各成分的用量总合为100wt％：

a.PET，占66.5-96.3wt％，且其相对密度为1.35-1.40g/cm³，熔点为245-260℃，特性黏度(IV)为0.65-0.9dL/g；

b.PBT，占0-20wt％，且其相对密度为1.30-1.35g/cm³，熔点为220-230℃，特性黏度(IV)为0.85-1.2dL/g；

c.无机填料，占3-10wt％；且选自硫酸钡、硅酸钙、碳酸钙及滑石粉中的一种以上，优选为选用硫酸钡与硅酸钙按1:0.25至1:1的重量比例混合。

d.抗氧剂，占0.1-0.5wt％；且选自四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯及3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯中的一种以上；

e.加工助剂，占0.1-1wt％；选自乙烯双硬脂酰胺(EBS)、芥酸酰胺、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙及聚二甲基硅氧烷中的一种以上；及

f.成核剂，占0.5-2wt％；选自长链线型饱和羧酸钠盐、长链线型饱和羧酸钙盐和芳香族羧酸金属钠盐或镁盐中的一种以上。

本发明的有益效果，包括：

1.以射出成型加工，将低比重PET复合材料制成兼顾美观与食用安全的餐具，尤其是可以取代美耐皿餐具；

2.所制成的餐具(包括碗、杯子、餐盘、汤匙或筷子等)既具有陶瓷光泽，又具有优异的耐摔性，在使用上不容易摔破。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明。

具体实施方式

本发明的低比重PET复合材料，适用于制作兼顾美观与食用安全的餐具的用途，基于PET复合材料总重量，所述PET复合材料包含以下各成分，且各成分的用量总合为100wt％：

a.PET，占66.5-96.3wt％；

b.PBT，占0-20wt％；

c.无机填料，占3-10wt％；

d.抗氧剂，占0.1-0.5wt％；

e.加工助剂，占0.1-1wt％；及

f.成核剂，占0.5-2wt％。

所述PET的功能，是主导机械强度及耐温方面。所述PBT的功能，是作为辅助底料，对改善材料的射出成型效果及流动性有辅助效果。

本发明的PET的相对密度为1.35-1.40g/cm³，熔点为245-260℃，其特性黏度(IV)为0.65-0.9dL/g。本发明的PBT的相对密度为1.30-1.35g/cm³，熔点为220-230℃，特性黏度(IV)为0.85-1.2dL/g。

所述无机填料的功能，是增加材料的机械性能、提升材料的耐热、抗翘曲能力及提升材料表面的光泽度。本发明的无机填料，选自硫酸钡、硅酸钙、碳酸钙及滑石粉中的一种以上，优选为选用硫酸钡与硅酸钙按1：0.25至1：1的重量比例混合。

所述抗氧化剂的功能，是减少材料在加工工程中的氧化。加工助剂的功能是减少料与料之间及料与设备制件的摩擦，便于加工，使得填充分布均匀。本发明的抗氧化剂，选自四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯或3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯中的一种以上。一般市售的商品型号，包括1010、168、1076或PW-9225等。

所述成核剂的功能，是完善和提升PET的结晶效果和结晶速度，提升材料的耐热性能。本发明的成核剂，选自长链线型饱和羧酸钠盐、长链线型饱和羧酸钙盐和芳香族羧酸金属钠盐或镁盐中的一种以上。

本发明的加工助剂，选自乙烯双硬脂酰胺(EBS)、芥酸酰胺、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙及聚二甲基硅氧烷中的一种以上。一般市售的商品型号，包括克莱恩OP蜡、TAF、EBS等。

以下列举实施例具体说明本发明的内容及可达成的功效，但本发明并不仅局限于此等实施例。实施例及比较例的各项物性评估，是实行下列方法加以进行：

1.抗拉强度(MPa)：

依据ASTM D638测试标准进行检验。

试样尺寸(mm)：(165±2)×(19±0.2)×(3.2±0.2)，拉伸速度为50mm/min。

2.弯曲强度(MPa)：

依据ASTM D 790测试标准进行检验。

试样尺寸(mm)：(127±2)×(12.7±0.2)×(3.2±0.2)，弯曲速度为13mm/min。

3.弯曲模数(MPa)：

依据ASTM D 790测试标准进行检验。

4.缺口(Izod)冲击强度(kg-cm/cm)：

依据ASTM D 256测试标准。

试样尺寸(mm):(63.5±2)×(12.7±0.2)×(3.2±0.2)；缺口角度45±1^°，半径0.25±0.12mm，缺口深度10.16±0.05mm。

5.热变形温度：

按ASTM D648标准进行检验。

试样尺寸(mm):(127±2)×(12.7±0.2)×(3.2±0.2)；升温速率为120℃/hr，压力为1.82MPa(4.6kg/cm²)，设定形变量为0.254mm。

实施例1

参照表1的低比重PET复合材料配方制作餐具，组成包括PET 96.2wt％、硫酸钡3wt％、抗氧化剂0.1wt％、加工助剂0.2wt％及成核剂0.5wt％。

调配的PET复合材料，经过双螺杆押出机挤出、造粒及干燥，接着，在射出成型模温控制在80-100℃下，以射出成型加工制成餐具样品。在室温下，测试所制得的餐具的物性，测试结果如表1所示。

实施例2

同实施例1的制法，且参照表1的低比重PET复合材料配方制作餐具，组成包括PET87.2wt％、PBT 5wt％、硫酸钡3wt％、硅酸钙3wt％、抗氧化剂0.3wt％、加工助剂0.5wt％及成核剂1wt％。在室温下，测试所制得的餐具的物性，测试结果如表1所示。

实施例3

同实施例1的制法，且参照表1的低比重PET复合材料配方制作餐具，组成包括PET79.3wt％、PBT 10wt％、硫酸钡6wt％、硅酸钙2wt％、抗氧化剂0.4wt％、加工助剂0.8wt％、成核剂1.5wt％。在室温下，测试所制得的餐具的物性，测试结果如表1所示。

实施例4

同实施例1的制法，且参照表1的低比重PET复合材料配方制作餐具，组成包括PET66.5wt％、PBT 20wt％、硫酸钡6wt％、硅酸钙4wt％、抗氧化剂0.5wt％、加工助剂1wt％、成核剂2wt％。在室温下，测试所制得的餐具的物性，测试结果如表1所示。

比较例1

同实施例1的制法，且参照表1的低比重PET复合材料配方制作餐具，组成包括PET81.6wt％、PBT 10wt％、硫酸钡6wt％、硅酸钙2wt％、抗氧化剂0.3wt％。在室温下，测试所制得的餐具的物性，测试结果如表1所示。

比较例2

同实施例1的制法，且参照表1的低比重PET复合材料配方制作餐具，组成包括PET79.3wt％、PBT 10wt％、硅酸钙2wt％、碳酸钙6wt％、抗氧化剂0.4wt％、加工助剂0.8wt％、成核剂1.5wt％。在室温下，测试所制得的餐具的物性，测试结果如表1所示。

比较例3

同实施例1的制法，且参照表1的低比重PET复合材料配方制作餐具，组成包括PET79.3wt％、PBT 10wt％、硅酸钙2wt％、滑石粉6wt％、抗氧化剂0.4wt％、加工助剂0.8wt％、成核剂1.5wt％。在室温下，测试所制得的餐具的物性，测试结果如表1所示。

结果

1.实施例1-4的PET复合材料，适合以射出成型加工制成餐具，不但机械性能及耐热性可获得改善，尤其是餐具的表面光泽度，远优于比较例1-3的PET复合材料制成的餐具。

2.实施例3与比较例1的PET复合材料成分中，存在是否有调配加工助剂及成核剂的差异，结果实施例3的PET复合材料，适合以射出成型加工制成餐具，比较例1的PET复合材料则不适合以射出成型加工制成餐具。

3.实施例3与比较例2-3的PET复合材料的成分，有选用无机填料的种类不同的差异，但其用量比例则相同，其中，实施例3选用硫酸钡及硅酸钙为3:1的组合，比较例2选用硅酸钙及碳酸钙为1:3的组合，比较例3选用硅酸钙及滑石粉1:3的组合，结果实施例3的PET复合材料，适合以射出成型加工制成餐具，且其表面光泽性及缺口冲击强度(KJ/m²)最佳。

表1

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims

1.一种低比重PET复合材料的用途，是用于制作餐具，其特征在于，基于所述PET复合材料的总重量，所述PET复合材料包含以下成分：

a.PET，占66.5-79.3wt% ，且其相对密度为 1.35-1.40g/cm³ ，熔点为 245-260 ℃，特性黏度 (IV) 为 0.65-0.9dL/g ；

b.PBT，占10-20wt% ，且其相对密度为 1.30-1.35g/cm³ ，熔点为 220-230 ℃，特性黏度 (IV) 为 0.85-1.2dL/g ；

c.无机填料，占8-10wt% ，其中，所述无机填料选用为硫酸钡与硅酸钙按 3:1 至 3:2的重量比例混合；

d.抗氧化剂，占0.1-0.5wt％；

e.加工助剂，占0.1-1wt％；及

f.成核剂，占0.5-2wt％。

2.根据权利要求1所述的低比重PET复合材料的用途，其特征在于，所述抗氧化剂为四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯及3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯中的一种或者几种混合而成。

3.根据权利要求1所述的低比重PET复合材料的用途，其特征在于，所述加工助剂选自乙烯双硬脂酰胺(EBS)、芥酸酰胺、聚乙烯蜡、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙及聚二甲基硅氧烷中的一种以上。

4.根据权利要求1所述的低比重PET复合材料的用途，其特征在于，所述成核剂选自长链线型饱和羧酸钠盐、长链线型饱和羧酸钙盐或镁盐中的一种以上。