CN112745618B - 一种aes/pbat/pet合金材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种AES/PBAT/PET合金材料及其制备方法和应用，所述AES/PBAT/PET合金材料包括如下按重量份计算的组分：PET树脂5～20份；AES树脂45～80份；PBAT树脂15～35份；成核剂0.1～1份；相容剂3～8份；加工助剂0～4份；所述PBAT树脂的特性粘度为2.0dl/g～2.8dl/g，所述PET树脂的特性粘度为1.5dl/g～2.0dl/g；所述PET树脂和PBAT树脂通过双螺杆挤出机的侧喂料口喂入。制备的合金材料能够在较低温度成型，成型温度最高不超过200℃，还具有较高的韧性，缺口冲击强度大于220J/m。

Description

一种AES/PBAT/PET合金材料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，更具体地，涉及一种AES/PBAT/PET合金材料及其制备方法和应用。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种半结晶性的工程塑料，其具有良好的力学性能、电性能、耐热性及耐化学性等，广泛用于汽车、电子电器等行业；在注塑领域，由于PET树脂成型温度高，在熔融过程中结晶，限制了其应用；另一方面，PET的耐候性能和加工流动性差，也限制了其进一步的应用。
关于如何降低PET成型温度曾经也做过大量研究，公开报道见专利文献GB2015014A和US 4425470。包括如对添加滑石等无机微粉、硬脂酸钠、苯甲酸钠、o-卤代苯甲酸钠、乙烯-甲基丙烯酸共聚物钠盐。一般说来，添加滑石粉等无机微粉对于降低PET树脂的成型温度的效果不怎么充分，而添加低分子量的碱金属有机化合物，例如苯甲酸钠等，虽然对于降低PET树脂的成型温度在一定程度上有效，但同时会引起PET树脂在熔融状态下的热分解、分子量的降低，造成挤塑生产加工树脂组合物时塑料绳发生断裂、成型加工时成型品发生碎裂，得到的成型品机械性能不良等一系列的问题。添加高分子量的碱金属离子交联聚合物，例如乙烯-甲基丙烯酸共聚物的碱金属盐，因为离子交联聚合物的残存羧基与PET羟基末端之间的分子架桥、离子交联聚合物的羧基端碱金属离子与PET末端羟基之间的离子架桥等原因，造成树脂的熔融粘度的大幅度升高、引起成型加工时的流动性不良。尽管人们在降低PET树脂的成型温度的方面作出的种种努力和PET树脂本身所具有低廉的原材料价格优势，但由于PET树脂组合物没有达到可以用于进行较低温度注射成型加工的指标，目前PET合金材料的应用仍然受限。
因此，目前急需开发一种性能优良、能够低温成型的PET合金材料。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种AES/PBAT/PET合金材料。
本发明的另一目的在于提供所述AES/PBAT/PET合金材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供所述AES/PBAT/PET合金材料的应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种AES/PBAT/PET合金材料，包括如下按重量份计算的组分：
Figure BDA0002837559880000021
所述PBAT树脂的特性粘度为2.0dl/g～2.8dl/g，所述PET树脂的特性粘度为1.5dl/g～2.0dl/g；
所述PET树脂和PBAT树脂通过双螺杆挤出机的侧喂料口喂入。
AES树脂是三元乙丙橡胶(EPDM)增韧丙烯腈-苯乙烯共聚物，三元乙丙橡胶(EPDM)分子链主要由乙烯、丙烯和少量非共轭双烯共聚构成，其分子中双键含量极少，具有较好的耐候性，能够应用于制备户外装备、家用电器外壳中。
选择特定的特性粘度的PBAT树脂和PET树脂能够促进两者发生酯交换，提高PET树脂后期结晶速度；再将PET树脂和PBAT树脂通过侧喂料口喂入，能够使得PET树脂和PBAT树脂充分发生酯交换，提高结晶速度，有利于合金材料的低温成型，但是将PBAT与PET树脂共混，又会带来其他问题，比如加工难度增大，成型困难；本发明人意外的发现，将AES树脂加入到PBAT和PET树脂中，能够提高合金的成型性能。
所述树脂的特性粘度的测试方法均根据GB/T 14190-1993测得。
优选地，所述成核剂为纳米蒙脱土和/或纳米滑石粉。
优选地，所述相容剂为苯乙烯-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-缩水甘油酯共聚物的一种或几种。
优选地，所述PBAT树脂是PBAT树脂中对苯二甲酸丁二醇酯单元的重量含量T％为35wt～65wt％。
优选地，所述加工助剂为抗氧剂和/或润滑剂。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸脂类抗氧剂中的一种。
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。
本发明还提供所述AES/PBAT/PET合金材料的制备方法，包括如下步骤：
S1.将AES树脂、成核剂、相容剂、加工助剂均匀混合后，由双螺杆挤出机的主喂料口加入，将PBAT树脂、PET树脂喂入到侧喂料口；
S2.将步骤S1中的物料经熔融、挤出、加工得到。
优选地，所述双螺杆挤出机中设有十个温度设定区，1～2区的温度为120℃～190℃，3～5区的温度为200℃～220℃，6～7区的温度为240～260℃，8～10区的温度为200℃～220℃。
所述AES/PBAT/PET合金材料在制备户外装备、家用电器外壳中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种AES/PBAT/PET合金材料，将AES树脂加入到PBAT和PET树脂中，能够提高合金的成型性能；通过选择特定特性粘度的PET树脂和PBAT树脂，以及将PET树脂和PBAT树脂通过双螺杆挤出机的侧喂料口喂入，能够提高PET和PBAT树脂的酯交换，制备的合金材料能够在较低温度成型，成型温度最高不超过200℃，相对于常规成型温度下降幅度较大，在保证低温成型的同时，也能保持较高的韧性，缺口冲击强度大于220J/m。
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：
AES树脂：AES-K200金发科技股份有限公司
PBAT树脂A：特性粘度2.0dl/g，A400，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂B：特性粘度2.5dl/g，A401，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂C：特性粘度2.8dl/g，A402，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂D：特性粘度3.5dl/g，A300，珠海万通化工有限公司
PBAT树脂E：特性粘度1dl/g，A501，珠海万通化工有限公司
PET树脂A：特性粘度1.5dl/g，P200，珠海万通化工有限公司
PET树脂B：特性粘度1.8dl/g,P201，珠海万通化工有限公司
PET树脂C：特性粘度2.0dl/g,P202，珠海万通化工有限公司
PET树脂D：特性粘度2.5dl/g,P105，珠海万通化工有限公司
PET树脂E：特性粘度0.5dl/g,P300，珠海万通化工有限公司
成核剂A：纳米蒙脱土，DK5，浙江丰虹新材料股份有限公司
成核剂B：纳米滑石粉，HTPUltra5L，辽宁艾海意米矿业有限公司
相容剂：苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯，SAG-002，南通日之升高分子新材料科技有限公司
加工助剂：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，RIANOX 1010与RIANOX 168的重量份比为1:1。
润滑剂，乙烯基双硬脂酰胺，EBS BEAD，KLK Emmerich Gmbh。
下面结合实施例和对比例来详细说明本发明。
以下实施例通过下述方法制备AES/PBAT/PET合金材料，并按照表1～3的重量比称取各组分；具体步骤如下：
S1.将AES树脂、成核剂、相容剂、加工助剂均匀混合后，由双螺杆挤出机的主喂料口加入，将PBAT树脂、PET树脂喂入到侧喂料口；
S2.将步骤S1中的物料经熔融、挤出、加工得到。
所述双螺杆挤出机中设有十个温度设定区，1～2区的温度为120℃～190℃，3～5区的温度为200℃～220℃，6～7区的温度为240～260℃，8～10区的温度为200℃～220℃。，螺杆转速为350rpm。
实施例1～6
表1实施例1～6的配方(份)
Figure BDA0002837559880000041
Figure BDA0002837559880000051
实施例7～13
表2实施例7～13的配方(份)
Figure BDA0002837559880000052
对比例1～4
对比例1～4的制备方法同实施例，配方见表3。
对比例5～6
对比例5～6的的合金材料通过以下方法制备得到，配方见表3
S1.将AES树脂、PBAT树脂、PET树脂、成核剂、相容剂、加工助剂均匀混合后，得到预混料；
S2.将步骤S1中的预混料经熔融、挤出、加工得到。
表3对比例1～6的配方(份)
Figure BDA0002837559880000053
Figure BDA0002837559880000061
将上述实施例和对比例制备得到的AES/PBAT/PET合金材料进行以下性能测试，测试所参照标准和方法如下：
低温成型评估方法；采用注塑机按50mm/s注塑速度和70MPa注塑压力，保压速度50mm/s和保压压力70MPa，保压时间10s，注塑注塑6.4mm厚ASTM热变形样条，调试注塑机最低加工温度观测样条出模后样条饱满不再变形，记录该成型温度。
缺口冲击强度：Izod缺口冲击强度按照ASTM D256-2010标准进行测试
表4各个实施例和对比例的测试数据
Figure BDA0002837559880000062
Figure BDA0002837559880000071
从实施例1～3看，随着PBAT树脂份数的增加，缺口冲击强度会增加。
从实施例4～6看，随着PET树脂份数的增加，成型温度略有增加。
从实施例2和7～8看，随着PBAT树脂的特性粘度的增加，结晶速度变慢，低温成型的温度有所上升。
从实施例2和9～10看，随着PET树脂特性粘度的增加，结晶速度变慢，低温成型的温度有所上升。
从实施例11和12看，当加入加工助剂时，不影响低温成型温度。
从实施例2和13看，选择不同成核剂，不影响低温成型温度。
从对比例1～4看，当选择的聚酯合金的特性粘度不在范围内，其成型温度不能降低。
对比例5，选择不加入AES树脂，聚酯合金的低温成型温度也不能降低。
对比例6，所有物料均经过主喂料口喂入，PBAT树脂和PET树脂不能充分发生酯交换，不能实现低温成型。
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 (9)

1.一种AES/PBAT/PET合金材料，其特征在于，包括如下按重量份计算的组分：
Figure FDA0003870756470000011
所述PBAT树脂的特性粘度为2.0dl/g～2.8dl/g，所述PET树脂的特性粘度为1.5dl/g～2.0dl/g；
所述PET树脂和PBAT树脂通过双螺杆挤出机的侧喂料口喂入；所述成核剂为纳米蒙脱土和/或纳米滑石粉。
2.如权利要求1所述AES/PBAT/PET合金材料，其特征在于，所述相容剂为苯乙烯-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-缩水甘油酯共聚物的一种或几种。
3.如权利要求1所述AES/PBAT/PET合金材料，其特征在于，所述PBAT树脂中对苯二甲酸丁二醇酯单元的重量含量T％为35wt～65wt％。
4.如权利要求1所述AES/PBAT/PET合金材料，其特征在于，所述加工助剂为抗氧剂和/或润滑剂。
5.如权利要求4所述AES/PBAT/PET合金材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或亚磷酸脂类抗氧剂中的一种。
6.如权利要求4所述AES/PBAT/PET合金材料，其特征在于，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。
7.如权利要求1～6任一项所述AES/PBAT/PET合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将AES树脂、成核剂、相容剂、加工助剂均匀混合后，由双螺杆挤出机的主喂料口加入，将PBAT树脂、PET树脂喂入到侧喂料口；
S2.将步骤S1中的物料经熔融、挤出、加工得到。
8.如权利要求7所述AES/PBAT/PET合金材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机中设有十个温度设定区，1～2区的温度为120℃～190℃，3～5区的温度为200℃～220℃，6～7区的温度为240～260℃，8～10区的温度为200℃～220℃。
9.权利要求1～6任一项所述AES/PBAT/PET合金材料在制备户外装备、家用电器外壳中的应用。
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