CN112724614A - 一种耐候、低气味的pbat基合金及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐候、低气味的PBAT基合金及其制备方法和应用。所述耐候、低气味的PBAT基合金包括如下重量份的组分：PBAT树脂40～70份，AES树脂20～50份，相容剂3～8份，成核剂0.1～1份，耐候剂1～3份，分子筛2～3份；所述耐候剂为受阻胺类光稳定剂和/或苯并三唑类紫外光吸收剂。本发明通过PBAT树脂与AES树脂的复配，以及耐候剂、分子筛的协同作用，结合挤出机的双真空工艺，开发出了一种耐候性优异、气味极低的PBAT基合金。

Description

一种耐候、低气味的PBAT基合金及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及工程塑料技术领域，更具体的，涉及一种耐候、低气味的PBAT基合金及其制备方法和应用。

背景技术

热塑性塑料材料由于其价格低廉质轻等优点，广泛应用于汽车、家电、包装、电子电器等领域。随着汽车、家电行业快速的发展，近年来各大生产企业对汽车内饰材料、家电壳体材料提出了更高的要求，如材料需具有低气味，不影响汽车内部空气质量；材料需具有更优的耐候性，经紫外照射后色差变化小。

聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和PBT的特性。PBAT含有柔性的脂肪链和刚性的芳香链因而具有高韧性和耐高温性。但是由于PBAT中酯键的存在，PBAT易发生水解，而耐候性较差。此外，PBAT作为一种热塑性塑料在高温环境中易产生气味，影响了PBAT在汽车、家电行业中的应用。

中国专利申请CN110903529A公开了一种低气味低VOC热塑性塑料，通过使用含有凹凸棒土的无机填料，吸附热塑性塑料中的挥发性有机物，从而降低气味。但该低气味低VOC热塑性塑料，若想达到良好的吸附挥发性有机物效果，无机填料的添加量需要达到较高水平，会导致热塑性塑料综合性能变差，特别是耐候性能变差。

因此，需要开发出一种具有良好耐候性、较低气味的PBAT基合金。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的耐候性差、气味大的缺陷，提供一种PBAT基合金，该PBAT基合金具有良好的耐候性和较低气味。

本发明的另一目的在于提供上述PBAT基合金的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述PBAT基合金的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种耐候、低气味的PBAT基合金，包括如下重量份的组分：

聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT树脂)40～70份，

三元乙丙(EPDM)-丙烯腈-苯乙烯共聚物(AES树脂)20～50份，

相容剂3～8份，

成核剂0.1～1份，

耐候剂1～3份，

分子筛2～3份；

所述耐候剂为受阻胺类光稳定剂和/或苯并三唑类紫外光吸收剂。

所述分子筛为人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐，具有一维或多维的多孔结构。

AES树脂是EPDM增韧丙烯腈-苯乙烯共聚物，AES树脂分子中双键含量极少，因而具有较好的耐候性。通过将AES树脂与PBAT复配，可以有效改善PBAT的耐候性。与此同时，通过受阻胺类光稳定剂和/或苯并三唑类紫外光吸收剂的添加，可以有效降低紫外照射对PBAT基合金的老化，使得PBAT基合金在紫外条件下颜色变化极小，满足实际耐候需求。

分子筛作为气味吸附剂，以较低的量添加进AES/PBAT树脂体系中，可以获得较好的气味吸附效果，且不影响PBAT基合金的耐候性能。

优选地，所述分子筛的硅铝摩尔比为(2～50)：1。

发明人研究发现，分子筛的硅铝摩尔比较低时，吸附气味的效果更优。

优选地，所述分子筛的硅铝摩尔比为(2～20)：1。

分子筛的平均粒径为2～3mm，有效吸附孔径为0.4～0.55nm。

分子筛的平均粒径较低有助于其以较少的添加量在AES/PBAT树脂体系中均匀分散，分子筛的有效吸附孔径较小，使其能够更高效地吸附如苯乙烯等有机挥发性性气体，有效降低PBAT基合金的气味。

优选地，所述耐候剂为受阻胺类光稳定剂与苯并三唑类紫外光吸收剂的混合物。

优选地，所述受阻胺类光稳定剂为光稳定剂944。

优选地，所述苯并三唑类紫外光吸收剂为紫外光吸收剂234。

优选地，所述PBAT树脂的特性粘度为2.0dl/g～2.8。

PBAT树脂特性粘度的检测方法为GB/T 1632-1993。

优选地，所述AES树脂中EPDM单元占AES树脂重量的15～30％。

EPDM单元占AES树脂重量的比例影响了AES树脂分子中双键含量，进一步影响AES树脂的耐候性能。

所述成核剂为塑料中常用的成核剂。优选地，所述成核剂优选为纳米蒙脱土和/或纳米滑石粉。

优选地，所述相容剂优选为苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物、乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物、乙烯-缩水甘油酯或乙烯-丙烯酸正丁酯-缩水甘油酯共聚物中的一种或几种。

优选地，所述PBAT基合金还包括0～4重量份的其他助剂。

所述其他助剂包括抗氧剂、润滑剂或热稳定剂中的一种或几种。

优选地，所述抗氧剂优选为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸脂类抗氧剂中的一种或几种。可选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168。

优选地，所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、聚硅氧烷、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、PE蜡、PP蜡或乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。

优选地，所述热稳定剂为硫醇甲基锡、丁基锡、钙锌稳定剂、马来酸甲基锡中的一种或几种。

本发明还保护上述耐候、低气味的PBAT基合金的制备方法，包括如下步骤：

将烘干后的PBAT树脂、AES树脂、分子筛，与相容剂、成核剂、耐候剂混合，加至挤出机的主喂料口，经熔融混合，挤出造粒，得到所述耐候、低气味的PBAT基合金。

优选地，所述PBAT树脂、AES树脂在70℃烘干2～4h，所述分子筛在120℃烘干4～8h。

优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机使用双真空工艺，在双螺杆挤出机的第四段和第九段抽真空，真空度≤0.06MPa。

双真空的工艺有利于提高挥发性有机物的去除，提高低气味的等级。

更优选地，所述双螺杆挤出机的加工温度为120～220℃，转速为50～600rpm，其中一至二区温度为120～190℃，三至五区温度为190～200℃，五至十区温度为200～220℃，螺杆转速为350～450rpm。

本发明还保护上述耐候、低气味的PBAT基合金在制备汽车内饰、家电外壳中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过PBAT树脂与AES树脂的复配，以及耐候剂、分子筛的协同作用，结合挤出机的双真空工艺，开发出了一种耐候性优异、气味极低的PBAT基合金。通过受阻胺类光稳定剂和/或苯并三唑类紫外光吸收剂的添加，可以有效降低紫外照射对PBAT基合金的老化，使得PBAT基合金在紫外条件下颜色变化极小，满足实际耐候需求。分子筛以较低的量添加进AES+PBAT树脂体系中，可以获得较好的气味吸附效果，且不影响PBAT基合金的耐候性能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例及对比例中的原料均可通过市售得到：

除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

实施例1～16

实施例1～16的PBAT基合金中各组分的含量如表1所示。

其制备方法为：

将烘干后的PBAT树脂、AES树脂、分子筛，与相容剂、成核剂、耐候剂混合，加至双螺杆挤出机的主喂料口，经熔融混合，挤出造粒，得到PBAT基合金。

其中PBAT树脂、AES树脂在70℃烘干2～4h，分子筛在120℃烘干4～8h。双螺杆挤出机使用双真空工艺，在双螺杆挤出机的第四段和第九段抽真空，真空度≤0.06MPa。

表1实施例1～16的PBAT基合金的组分含量(重量份)

对比例1～6

对比例1～6的PBAT基合金中各组分的含量如表2所示。

其制备方法为：

将烘干后的PBAT树脂、AES树脂、气味吸附剂，与相容剂、成核剂、耐候剂混合，加至双螺杆挤出机的主喂料口，经熔融混合，挤出造粒，得到PBAT基合金。

其中PBAT树脂、AES树脂在70℃烘干2～4h，气味吸附剂在120℃烘干4～8h。双螺杆挤出机使用双真空工艺，在双螺杆挤出机的第四段和第九段抽真空，真空度≤0.06MPa。

表2对比例1～6的PBAT基合金的组分含量(重量份)

性能测试

对上述实施例及对比例制备的PBAT基合金进行性能测试。

具体测试方法如下：

光老化性能：按ISO4892.3-2016紫外光老化条件1进行300小时色差老化测试，色差值越小表示光老化性能越优；

气味测试：按照大众标准PV3900-2019气味试验的测试方法，测定PBAT基合金的气味等级，气味等级越小表示气味程度越低。

实施例1～16的测试结果见表3；对比例1～6的测试结果见表4。

表3实施例1～16性能测试结果

	1	2	3	4	5	6	7
								色差	6.0	6.5	6.5	7	5.2	4.5	5.8
气味等级	4.0	4.0	4.0	4.0	4.0	4.0	4.0
									8	9	10	11	12	14	16
色差	6.3	5.8	5.9	5.8	5.6	5.7	5.8
								气味等级	4.0	4.2	4.3	4.5	3.5	4.0	4.0

根据表3的测试结果，本发明各实施例的PBAT基合金气味等级均≤4.5，经过紫外光300小时老化色差均≤7。

由实施例1、实施例5～8，可以看出，耐候剂为受阻胺类光稳定剂与苯并三唑类紫外光吸收剂的混合物时，PBAT基合金经紫外老化后色差更小；耐候剂优选为2～3重量份，PBAT基合金具有更优的耐候性能。

由实施例1、实施例9～12，分子筛的硅铝摩尔比优选为2～20∶1，分子筛的有效吸附孔径优选为0.4～0.55nm。

表4对比例1～6性能测试结果

	1	2	3	4	5	6
							色差	13	12	13	6.0	6.1	8.2
气味等级	4.5	4.3	4.0	5.0	5.0	3.5

对比例1中未加AES树脂，对比例2中AES树脂含量过少，对比例3中未加受阻胺类光稳定剂或苯并三唑类紫外光吸收剂，对比例1～3的PBAT基合金耐候效果均较差，经过紫外老化后色差均达到10以上。对比例4中未加分子筛，对比例5中使用了另一种常用的气味吸附剂轻质氧化镁等量替代分子筛，均无法获得较低的气味等级，不能满足实际低气味的要求。对比例6中分子筛添加量过高，一定程度上影响了PBAT基合的耐候性。

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 (10)

1.一种耐候、低气味的PBAT基合金，其特征在于，包括如下重量份的组分：

PBAT树脂40～70份，

AES树脂20～50份，

相容剂3～8份，

成核剂0.1～1份，

耐候剂0.3～3份，

分子筛1～3份；

所述耐候剂为受阻胺类光稳定剂和/或苯并三唑类紫外光吸收剂。

2.根据权利要求1所述PBAT基合金，其特征在于，所述分子筛的硅铝摩尔比为(2～50)：1。

3.根据权利要求1所述PBAT基合金，其特征在于，所述分子筛的平均粒径为2～3mm，有效吸附孔径为0.4～0.55nm。

4.根据权利要求1所述PBAT基合金，其特征在于，所述AES中EPDM单元占AES重量的15～30％。

5.根据权利要求1所述PBAT基合金，其特征在于，所述PBAT树脂的特性粘度为2.0dl/g～2.8dl/g。

6.根据权利要求1所述PBAT基合金，其特征在于，所述耐候剂为受阻胺类光稳定剂与苯并三唑类紫外光吸收剂的混合物。

7.根据权利要求1所述PBAT基合金，其特征在于，所述受阻胺类光稳定剂为光稳定剂944。

8.根据权利要求1所述PBAT基合金，其特征在于，所述苯并三唑类紫外光吸收剂为紫外光吸收剂234。

9.权利要求1～8任一项所述PBAT基合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将烘干后的PBAT树脂、AES树脂、分子筛，与相容剂、成核剂、耐候剂混合，加至挤出机的主喂料口，经熔融混合，挤出造粒，得到所述耐候、低气味的PBAT基合金。

10.权利要求1～8任一项所述PBAT基合金在制备汽车内饰、家电外壳中的应用。