CN112679899A

CN112679899A - 硅烷偶联剂在聚酯合金中作为酯交换抑制剂的应用

Info

Publication number: CN112679899A
Application number: CN202011488798.0A
Authority: CN
Inventors: 陈日平; 黄险波; 叶南飚; 付锦锋; 何超雄; 官焕祥; 杨霄云
Original assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2040-12-16
Also published as: CN112679899B

Abstract

本发明公开了一种硅烷偶联剂在聚酯合金中作为酯交换抑制剂的应用。本发明通过研究意外的发现，将硅烷偶联剂作为酯交换抑制剂加入到聚酯合金材料中，能够显著提高聚酯合金的耐热性能，热变形温度大于90℃，从而大大拓宽了硅烷偶联剂在市场上的应用范围。

Description

硅烷偶联剂在聚酯合金中作为酯交换抑制剂的应用

技术领域

本发明涉及硅烷偶联剂的新用途，更具体地，涉及硅烷偶联剂在聚酯合金中作为酯交换抑制剂的应用。

背景技术

硅烷偶联剂是具有特殊结构的一类有机硅化合物。一般而言，通过使用硅烷偶联剂作为偶联剂使用，在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用。硅烷偶联剂的这一特性最早应用于玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)上，作玻璃纤维的表面处理剂，使玻璃钢的机械性能、电学性能和抗老化性能得到很大的提高，在玻璃钢工业中的重要性早已得到公认。

目前，硅烷偶联剂也常常用在含有无机填料的复合材料中，以提高复合材料的相容性，例如中国专利(CN110791064A)公开了一种采用硅烷偶联剂改性玻璃纤维增强的复合材料，用来提高硅烷偶联剂和树脂的相容性；另一篇中国专利(CN109181335A)公开了硅烷偶联剂对碳酸钙晶须进行改性，用来提高碳酸钙晶须在树脂中的相容性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅烷偶联剂在聚酯合金中作为酯交换抑制剂的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

硅烷偶联剂在聚酯合金中作为酯交换抑制剂的应用，所述聚酯合金至少含有两种聚酯材料。

一般地，硅烷偶联剂常用于三个方面的改性，1.表面处理，通过在玻纤表面进行处理能够提高树脂和玻纤的相容性；2.填充塑料，能改善填料在树脂中的分散性及粘合力，改善无机填料与树脂之间的相容性，改善工艺性能和提高填充塑料(包括橡胶)的机械、电学和耐气候等性能；3.用作密封剂、粘接剂和涂料的增粘剂，能提高它们的粘接强度、耐水、耐气候等性能。

一般地，酯交换抑制剂为磷酸二氢钠、磷酸二氢铵、亚磷酸三苯酯及磷酸二异辛酯，将常规酯交换抑制剂加入到聚酯合金中，能够抑制聚酯之间的酯交换，保持较好的综合性能；本发明人意外的发现，当在聚酯合金中加入硅烷偶联剂时，能够显著增加聚酯合金的耐热性能，这是因为，硅烷偶联剂的加入能够抑制聚酯合金中发生的酯交换反应，从而大大提高聚酯合金的耐热性性能。

优选地，所述硅烷偶联剂的重量为聚酯合金重量的0.1～2％，当硅烷偶联剂的含量低于0.1％，热变形温度提升不明显；若硅烷偶联剂的含量超过2％热变形温度又会下降。

更优选地，所述硅烷偶联剂的重量为聚酯合金重量的0.5～1.5％。

优选地，所述硅烷偶联剂的结构式为：YSiX₃。

其中，X为氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基或乙酰氧基中一种，Y为乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基中一种。

优选地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

优选地，所述聚酯合金中至少含有聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯PCT或己二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT中任意两种。

优选地，所述聚酯合金的热变形温度根据ISO 75-2004测得。

更优选地，所述聚酯合金为AES/PET/PBAT合金材料。

更优选地，所述AES/PET/PBAT合金材料还包括相容剂、成核剂或抗氧剂中的至少一种。

更优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中一种。

本发明所述聚酯合金材料可通过已知方法制备得到，具体步骤如下：

S1.称量各组分经混合机混合均匀，得到混合物料；

S2.将步骤S1所得的混合物料通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入，经熔融、挤出、后加工聚酯合金材料。

本发明所述硅烷偶联剂可采用现有技术中常规的合成方法制备得到。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过研究意外发现，将硅烷偶联剂在聚酯合金中作为酯交换抑制剂的应用，可以显著提高聚酯合金的耐热性，热变形温度大于90℃，从而拓宽了硅烷偶联剂在市场上的应用范围。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。

以下实施例及对比例中采用的原料如下：

硅烷偶联剂A：γ-氨丙基三乙氧基硅烷，江汉精细化工；

硅烷偶联剂B：N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷，江汉精细化工；

硅烷偶联剂C：3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷，江汉精细化工；

酯交换抑制剂：亚磷酸三苯酯；

AES树脂：ESA30,UMG ABS,Ltd；

PET树脂：PET FG600,东方绝缘材料；

PBT树脂：PBT 1100-211M，长春化工；

PBAT树脂：BT12-203，CCP GrouP，熔融指数5g/10min；

PCT树脂：PCT 39296，Eastman Chemical Company；

相容剂：SMA700，华雯化工有限公司；

成核剂：纳米滑石粉，HTPUltra5L，辽宁艾海意米矿业有限公司；

抗氧剂：受阻酚类抗氧剂，RIANOX 1010；亚磷酸脂类抗氧剂，RIANOX 168；天津利安隆新材料股份有限公司。

实施例1～7

表1实施例1～7的配方(份)

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7
								AES树脂	51	51	51	51	51	51	51
PET树脂	20	20	20	20	20	20	20
								PBAT树脂	21	21	21	21	21	21	21
硅烷偶联剂A	0.1	0.2	0.5	1	1.5	2	2.5
								相容剂	6	6	6	6	6	6	6
成核剂	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
								抗氧剂	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3

实施例8～12

表2实施例8～12的配方(份)

	实施例8	实施例9	实施例10	实施例11
					AES树脂	51	51	51	51
PET树脂	—	—	20	20
					PBT树脂	20	—	—	—
PCT树脂	—	20	—	—
					PBAT树脂	21	21	21	21
硅烷偶联剂A	1	1	—	—
					硅烷偶联剂B	—	—	1	—
硅烷偶联剂C	—	—	—	1
					相容剂	6	6	6	6
成核剂	0.5	0.5	0.5	0.5
					抗氧剂	0.3	0.3	0.3	0.3

对比例1～4

表3对比例1～4的配方(份)

	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4
					AES树脂	51	51	51	51
PET树脂	20	20	—	20
					PBAT树脂	21	21	21	—
硅烷偶联剂C	—	—	1	1
					酯交换抑制剂	—	1	—	—
相容剂	6	6	6	6
					成核剂	0.5	0.5	0.5	0.5
抗氧剂	0.3	0.3	0.3	0.3

所有实施例和对比例均通过热变形温度测试。

热变形温度按照ISO 75标准进行测试，负荷是0.45MPa，升温速率是120℃/min。

表4实施例和对比例的数据

从实施例1～7看，随着硅烷偶联剂含量的增加，合金材料的热变形温度呈先增加后降低的情况。这是因为硅烷偶联剂虽然可以抑制合金的酯交换，使耐热性能保持在较高水平，但是其本身属于低分子化合物，过量的加入起到增塑的效果，导致材料热变形温度降低。

从实施例8～9看，选择不同种类的聚酯合金也能提高合金的耐热性。

从实施例10～11看，选择不同种类的硅烷偶联剂也能提高合金的耐热性。

从对比例1看，不加入硅烷偶联剂和酯交换抑制剂时，合金的热变形温度比较低。

从对比例2看，加入酯交换抑制剂也能提高合金的热变形温度。这是因为酯交换抑制剂抑制了酯交换反应，避免了分子量的降低，使热变形温度保持在较高水平。

从对比例3和4看，不加入PET树脂或PBAT树脂类的任意一种，其合金材料不会发生酯交换，热变形温度不会降低到对比例1的水平。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.硅烷偶联剂在聚酯合金中作为酯交换抑制剂的应用，所述聚酯合金至少含有两种聚酯材料。

2.如权利要求1所述应用，其特征在于，所述硅烷偶联剂的结构式为：YSiX₃

3.如权利要求2所述应用，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

4.如权利要求1所述应用，其特征在于，所述硅烷偶联剂的重量为聚酯合金重量的0.1～2％。

5.如权利要求4所述应用，其特征在于，所述硅烷偶联剂的重量为聚酯合金重量的0.5～1.5％。

6.如权利要求1所述应用，其特征在于，所述聚酯合金中至少含有聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲酯PCT或己二酸对苯二甲酸丁二醇酯PBAT中两种。

7.如权利要求1所述应用，其特征在于，所述聚酯合金的热变形温度根据ISO 75-2004测得。

8.如权利要求6所述应用，其特征在于，所述聚酯合金为AES/PET/PBAT合金材料。

9.如权利要求8所述应用，其特征在于，所述AES/PET/PBAT合金材料还包括相容剂、成核剂或抗氧剂中的至少一种。

10.如权利要求9所述应用，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂中一种。