CN112552656A

CN112552656A - 一种聚酯树脂组合物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN112552656A
Application number: CN202011369843.0A
Authority: CN
Inventors: 阎昆; 黄险波; 叶南飚; 姜苏俊; 曹民; 杨汇鑫; 蒋智强
Original assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd; Zhuhai Vanteque Speciality Engineering Plastics Co Ltd
Current assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd; Zhuhai Vanteque Speciality Engineering Plastics Co Ltd
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2021-03-26
Also published as: WO2022111006A1

Abstract

本发明公开了一种聚酯树脂组合物，按重量份计，包括以下组分：PCT树脂100份；增强材料0‑50份；超支化聚酯0.1‑0.8份；超支化聚酯的分子量为600~10000 g/mol，羟值为200~600mg KOH/g。本发明通过添加特定参数和特定量的超支化聚酯，能够改善PCT树脂尺寸稳定性不足的缺陷，并且抑制冷结晶。

Description

一种聚酯树脂组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种聚酯树脂组合物及其制备方法和应用。

背景技术

发光二极管（LED）的诞生使得照明行业进入半导体照明时代。LED光源具有高可靠性、发光功率高、功耗低、相应速度快、寿命长、价格低、色彩丰富等优点。继煤气照明、白炽灯和荧光灯之后，LED成为新一代主流照明技术。随着时代的发展和科技的进步，LED已经广泛地应用于路灯、室内照明、背光显示屏、汽车前照灯、景观灯等各个领域。

LED反射板为反射LED光源的主要部件，需要具有良好的尺寸稳定性以及耐高温性。本领域技术人员广泛认为PCT材料具有优异的耐温性和透明性，更适用于透明LED支架。然而，研究人员发现，由于PCT材料是半结晶聚合物，在冷模成型条件下，材料的降温速率极快，PCT材料分子链活动性不足，导致有部分分子链未及时结晶，引发结晶不完善。当注塑而成的反射支架在160℃下除湿烘烤时，超过了PCT材料的玻璃化转变温度，材料分子链发生运动，没有及时结晶的分子链会发生结晶，即形成冷结晶，导致制件发生收缩变形，产品的尺寸稳定性降低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种聚酯树脂组合物，具有尺寸稳定性好、抑制冷结晶的优点。

本发明的另一目的在于，提供该聚酯树脂组合物的制备方法和应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚酯树脂组合物，按重量份计，包括以下组分：

PCT树脂 100份；

增强材料 0-50份；

超支化聚酯 0.1-0.8份；

超支化聚酯的分子量为600~10000g/mol，羟值为200~600 mg KOH/g。

当超支化聚酯的含量大于0.8份后，继续提升超支化聚酯的用量冷结晶性的抑制反而会缓慢降低。当超过1.0份后，冷结晶性的抑制降明显，尺寸稳定性也会开始下降。

优选的，超支化聚酯含量为0.2~0.6份。

优选的，所述的超支化聚酯的分子量为 900~6000g/mol，羟值为300~560mg KOH/g。

所述的PCT树脂的特性粘度为0.65~0.75dL/g。特性粘度的测试方法：称取0.5g样品，将其溶解于100mL的60/40（wt/wt）的苯酚/四氯乙烷中，然后在恒定25℃条件下使用乌式粘度计进行特性粘度测试。

所述的增强材料选自玻璃纤维、硅灰石、钛酸钾晶须、高岭土、滑石、云母中的至少一种。

通过本发明得到的聚酯组合物具有抑制冷结晶、在160℃下烘烤1小时后横向收缩率小于等于0.4%，纵向收缩率小于等于0.2%，冷结晶焓值小于等于8.0J/g。

本发明的聚酯树脂组合物还可以根据需要，决定是否加入抗氧化剂、抗冲改性剂、阻燃剂、荧光增白剂、润滑剂、增塑剂、增稠剂、抗静电剂、成核剂、UV稳定剂、脱模剂、染料等添加剂。

上述的聚酯树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：将PCT树脂、超支化聚酯、增强材料通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒，得到聚酯树脂组合物，双螺杆挤出机的温度设置为230~300℃

上述的聚酯树脂组合物应用，用于制备LED反射板。

本发明具有如下有益效果：

本发明通过在PCT树脂中添加少量的超支化聚酯（600~10000g/mol，羟值为200~600mg KOH/g），超支化聚酯中的羟基基团可以与PCT树脂分子链末端游离的羧基发生反应，接入分子链。超支化聚酯接入分子链后，分子链末端的体积增大，分子链间的距离增大，进而分子链活动性提高，结晶能力提高。在冷模成型时，绝大部分的分子链完成结晶，材料结晶更为完善。因此，在高温除湿烘烤时，虽然分子链发生运动，但由于未结晶的分子链极少，冷结晶焓值较低，抑制PCT树脂组合物的冷结晶，并且提升了聚酯树脂组合物的尺寸稳定性。

附图说明

图1：收缩率测试标准件示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和对比实施例来进一步说明本发明，以下具体实施例均为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制，特别并不局限于下述具体实施例中所使用的各组分原料的型号。

以下实施例和对比例所用原料来源于市售产品。

PCT树脂-A：特性粘度为：0.719dL/g，伊士曼化工产品公司(EastmanTM ChemicalProducts)，PCT36296。

PCT树脂-B：特性粘度为：0.65dL/g，SK化学(SK Chemicals)，0302;

PCT树脂-C：特性粘度为：0.75dL/g，SK化学(SK Chemicals)，0502;

超支化聚酯-A：分子量为920g/mol，羟值为370mg KOH/g，武汉超支化树脂科技有限公司；

超支化聚酯-B：分子量为5400g/mol，羟值为490mg KOH/g，武汉超支化树脂科技有限公司；

超支化聚酯-C：分子量为2400g/mol，羟值为560mg KOH/g，武汉超支化树脂科技有限公司；

超支化聚酯-D：分子量为1400g/mol，羟值为240mg KOH/g，武汉超支化树脂科技有限公司；

超支化聚酯-E：分子量为8400g/mol，羟值为160mg KOH/g，武汉超支化树脂科技有限公司；

超支化聚酯-F：分子量为500g/mol，羟值为670mg KOH/g，武汉超支化树脂科技有限公司；

超支化聚酯-G：分子量为11500g/mol，羟值为230mg KOH/g，武汉超支化树脂科技有限公司；

玻璃纤维：F7x28：NITTO BOSEKI，Japan；由长3mm、主横截面轴28微米、副横截面轴7微米、轴比4(非圆形横截面)的E-玻璃构成的短切玻璃纤维CSG3PA-820，二氧化硅60wt%～67wt%，氧化铝33wt%～40wt%。

实施例和对比例聚酯树脂组合物的制备方法：将PCT树脂、玻璃纤维、超支化聚酯混合均匀，然后通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒，得到聚酯树脂组合物，双螺杆挤出机的温度设置为230~300℃。

各项性能测试方法：

（1）冷结晶焓值：称量0.01g聚酯组合物，放入坩埚中在差示扫描量热仪(DSC)中以10℃/min升温至340^oC，在340℃停留5min，然后取出坩埚，迅速投入液氮中急速冷却，模拟冷模成型情况。将冷却的样品取出，在DSC中以10℃/min升温至340℃，在升温曲线中105℃~135℃范围出现的放热峰为冷结晶峰，对其面积进行积分，得到冷结晶焓值。

（2）收缩率测试：将聚酯组合物注塑成40mm× 80mm× 1.5mm的制件，浇口位于短边中心位置。在制件上做4个十字标记，类似于长方形的顶点（参见说明书附图1），两个十字标记中心的距离分别为30mm和70mm，如下图所示。测量两个十字标记中心的实际距离L_A1和L_B1，然后将其置于160℃下烘烤1h，取出后测量烘烤后的距离L_A2和L_B2，则横向收缩率为(L_A1-L_A2)/ L_A2，纵向收缩率为(L_B1- L_B2)/ L_B2。

表1：实施例1-6聚酯组合物各组分含量（重量份）及性能测试结果

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							PCT树脂-A	100			100	100	100
PCT树脂-B		100
							PCT树脂-C			100
超支化聚酯含量	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4
							超支化聚酯编号	A	A	A	A	B	C
玻璃纤维	10	10	10		10	10
							冷结晶焓，J/g	5.2	5.1	5.4	5.2	3.5	4.4
纵向收缩率，%	0.29	0.30	0.28	0.40	0.25	0.27
							横向收缩率，%	0.14	0.15	0.14	0.20	0.11	0.13

由实施例1-3可知，本申请的技术方案适用于现有的能够应用于LED反射板的PCT树脂。

由实施例4可知，玻璃纤维的添加能够提升一定的尺寸稳定性和降低冷结晶焓。

由实施例5/67可知，优选超支化聚酯的分子量为 900~6000g/mol，羟值为300~560mg KOH/g。

表2：实施例7-11和对比例聚酯组合物各组分含量（重量份）及性能测试结果

	实施例7	实施例8	实施例9	实施例10	实施例11
						PCT树脂-A	100	100	100	100	100
超支化聚酯含量	D	A	A	A	A
						超支化聚酯编号	0.4	0.1	0.2	0.6	0.8
玻璃纤维	10	10	10	10	10
						冷结晶焓，J/g	6.7	7.8	5.5	5.4	8.0
纵向收缩率，%	0.33	0.39	0.31	0.30	0.39
						横向收缩率，%	0.17	0.19	0.16	0.15	0.20

由实施例1/8/9/10/11可知，优选超支化聚酯的添加量为0.2~0.6份。

续表2：

	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5
						PCT树脂-A	100	100	100	100	100
超支化聚酯含量		1.3	0.4	0.4	0.4
						超支化聚酯编号		A	E	F	G
玻璃纤维	10	10	10	10	10
						冷结晶焓，J/g	15.8	12.4	9.2	8.6	9.8
纵向收缩率，%	0.61	0.52	0.43	0.42	0.44
						横向收缩率，%	0.34	0.27	0.22	0.21	0.23

由对比例1/2可知，过多的超支化聚酯添加对于冷结晶焓和尺寸稳定性的提升不明显。

由对比例3/4/5可知，超支化聚酯的分子量和羟值不在本申请的范围内，对于冷结晶焓的抑制、尺寸稳定性的提升不明显。

Claims

1.一种聚酯树脂组合物，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：

PCT树脂 100份；

增强材料 0-50份；

超支化聚酯 0.1-0.8份；

超支化聚酯的分子量为600~10000 g/mol，羟值为200~600mg KOH/g。

2.根据权利要求1所述的聚酯树脂组合物，其特征在于，超支化聚酯含量为0.2~0.6份。

3.根据权利要求1或2所述的聚酯树脂组合物，其特征在于，所述的超支化聚酯的分子量为900~6000g/mol，羟值为300~560 mg KOH/g。

4.根据权利要求1或2所述的聚酯树脂组合物，其特征在于，所述的PCT树脂的特性粘度为0.65~0.75dL/g。

5.根据权利要求1或2所述的聚酯树脂组合物，其特征在于，所述的增强材料选自玻璃纤维、硅灰石、钛酸钾晶须、高岭土、滑石、云母中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的聚酯树脂组合物，其特征在于，所述的聚酯树脂组合物在160℃下烘烤1小时后横向收缩率小于等于0.4%，纵向收缩率小于等于0.2%，冷结晶焓值小于等于8.0J/g。

7.权利要求1-6任一项所述的聚酯树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将PCT树脂、超支化聚酯、增强材料通过双螺杆挤出机熔融共混、挤出造粒，得到聚酯树脂组合物，双螺杆挤出机的温度设置为230~300℃。

8.权利要求1-6任一项所述的聚酯树脂组合物应用，其特征在于，用于制备LED反射板。