CN112759898A - 一种aes/petg/pbat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/PETG/PBAT合金材料及其制备方法和应用,所述合金材料包括如下按重量份计算的组分:PETG树脂45~80份;AES树脂15~35份;PBAT树脂5~20份;酯交换抑制剂0.1~0.5份;相容剂3~8份;成核剂0.1~1份;所述PETG树脂中1,4‑环己烷二甲醇占所述PETG树脂的质量百分比为20~45%。能够降低合金材料的脱模时脱模力,浇口不断裂;脱模力最大值是788Pa,脱模力平均值的最大值为715Pa。
Description
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/PETG/PBAT合金材料及其制备方法和应用。
背景技术
AES树脂是三元乙丙橡胶(EPDM)增韧丙烯腈-苯乙烯共聚物,与采用丁二烯橡胶增韧的ABS树脂基本物性相似,而三元乙丙橡胶(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,具有较好的耐候性和耐化学性,弥补ABS树脂的性能缺陷,可应用于户外家用电器产品领域。
聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)是一种透明非结晶性的共聚酯材料,其具突出的韧性、高抗冲击强度、易印刷、高光泽、耐化学性及良好的耐候等性能,可广泛用于各行各业;但是PETG也有其自身的缺陷,其冷却速度很慢,容易粘模,单独使用脱模困难,和AES共混改性后,虽然能够提高其他方面的性能,但仍然存在脱模时脱模力大,容易断浇口等问题。
一般地,大家都会想到添加脱模剂来改善脱模困难,但是脱模剂的加入并不能改善改善PETG脱模困难和浇口容易断裂的问题,反而还会影响注塑成型的生产效率问题。
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/PETG/PBAT合金材料。
本发明的另一目的在于提供所述AES/PETG/PBAT合金材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供所述AES/PETG/PBAT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/PETG/PBAT合金材料,包括如下按重量份计算的组分:
所述PETG树脂中1,4-环己烷二甲醇占所述PETG树脂的质量百分比为20~45%。
AES树脂具有高流动性和较好的耐候性能,与PETG树脂混合后能够提高合金材料的耐候性能,拓展了PETG树脂的应用领域,但是PETG树脂和AES树脂共混后,其仍然存在脱模难和断浇口的问题。
经发明人大量研究发现,选择1,4-环己烷二甲醇占PETG树脂的质量百分比为20~45%的PETG树脂具有较好的脱模性能,配合PBAT树脂发生适当的酯交换反应能够进一步提高合金材料的脱模能力,防止浇口断裂;另外,过多的酯交换反应也会劣化合金材料,为了防止PBAT树脂与PETG树脂过度酯交换,发明人在合金体系中加入了适量的酯交换抑制剂。
优选地,所述PETG树脂的熔融指数为1.5~3g/10min。
所述PETG树脂的熔融指数在1.5~3g/10min之间能够进一步的提高合金材料的脱模问题。
优选地,所述PBAT树脂的特性粘度在2.0~2.8dl/g。
所述PBAT树脂的特性粘度按照GB/T 1632-1993标准方法检测。
所述PBAT树脂的特性粘度在2.0~2.8dl/g之内,具有较好的脱模力。
优选地,所述成核剂为纳米蒙脱土或纳米滑石粉中一种。
优选地,所述酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯、磷酸二氢钠或焦磷酸二氢二钠中一种。
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-缩水甘油酯共聚物中一种。
优选地,所述合金材料还包括抗氧剂和/或润滑剂。
所述抗氧剂含有0.1~2份,所述润滑剂含有0.1~2份。
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。
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或脂肪酸酯中的一种。
本发明还提供所述AES/PETG/PBAT合金材料的制备方法,包括如下步骤:
S1.PBAT树脂、PETG树脂、成核剂、抗氧剂、润滑剂均匀混合后,由挤出机的主喂料口加入;
S2.AES树脂、相容剂、酯交换抑制剂混合均匀后,由挤出机侧喂料口加入;
S3.将步骤S1和S2中的物料经熔融、挤出后、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150℃~200℃,3~6区的温度为220℃~240℃,7~10区的温度为200~220℃。
所述AES/PETG/PBAT合金材料在制备家电、园林工具中的应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供了一种AES/PETG/PBAT合金材料,选择特定的PETG树脂,以及引入AES树脂和PBAT树脂能够减小PETG对模具的粘附能力,降低合金材料的脱模时脱模力,浇口不断裂;脱模力最大值是788Pa,脱模力平均值的最大值为715Pa。
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;PBAT0120;珠海万通化工有限公司
PBAT树脂B:特性粘度2.5dl/g;PBAT0125;珠海万通化工有限公司
PBAT树脂C:特性粘度2.8dl/g;PBAT0128;珠海万通化工有限公司
PBAT树脂D:特性粘度3.5dl/g;PBAT0135;珠海万通化工有限公司
PBAT树脂E:特性粘度1.5dl/g;PBAT0115;珠海万通化工有限公司
PETG树脂A:1,4环己烷二甲醇的质量百分比为20%;熔融指数为1.5g/10min,市售
PETG树脂B1:1,4环己烷二甲醇的质量百分比为30%;熔融指数为1.5g/10min,市售
PETG树脂C:1,4环己烷二甲醇的质量百分比为45%;熔融指数为1.5g/10min;市售
PETG树脂D:1,4环己烷二甲醇的质量百分比为50%;熔融指数为1.5g/10min;市售
PETG树脂E:1,4环己烷二甲醇的质量百分比为10%;熔融指数为1.5g/10min;市售
PETG树脂B2:1,4环己烷二甲醇的质量百分比为30%;熔融指数为2.5g/10min;市售
PETG树脂B3:1,4环己烷二甲醇的质量百分比为30%;熔融指数为3g/10min;市售
PETG树脂B4:1,4环己烷二甲醇的质量百分比为30%;熔融指数为4g/10min;市售
酯交换抑制剂:焦磷酸二氢二钠DHPP,长濑(香港)有限公司
相容剂:苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯SAG-02;佳易容相容剂江苏有限公司
成核剂:超细滑石粉HTPUltra5L;辽宁艾海意米矿业有限公司
抗氧剂:受阻酚类抗氧剂抗氧剂1010;亚磷酸脂类抗氧剂Y-002;三丰化工
润滑剂:脂肪酸酯PETS;上海成再成化工
下面结合实施例和对比例来详细说明本发明。
以下实施例和对比例通过下述方法制备AES/PETG/PBAT合金材料,并按照表1~4的重量比称取各组分;具体步骤如下:
AES/PETG/PBAT合金材料的制备方法,包括如下步骤:
S1.PBAT树脂、PETG树脂、成核剂、抗氧剂、润滑剂在高混机中均匀混合后,由双螺杆挤出机的主喂料口加入;
S2.AES树脂、相容剂、酯交换抑制剂在高混机中混合均匀后,由挤出机侧喂料口加入;
S3.将步骤S1和S2中的物料经熔融、挤出、拉条、水冷、切粒、干燥后得到。
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150℃~200℃,3~6区的温度为220℃~240℃,7~10区的温度为200~220℃。
实施例1~6
表1实施例1~6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 | |
AES树脂 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
PBAT树脂A | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
PETG树脂A | 50 | — | — | — | — | — |
PETG树脂B1 | — | 50 | — | — | — | — |
PETG树脂C | — | — | 50 | — | — | — |
PETG树脂B2 | — | — | — | 50 | — | — |
PETG树脂B3 | — | — | — | — | 50 | — |
PETG树脂B4 | — | — | — | — | — | 50 |
酯交换抑制剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
相容剂 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
成核剂 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
实施例7~11
表2实施例7~12的配方(份)
实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | |
AES树脂 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
PBAT树脂A | — | — | — | — | 15 | 15 |
PBAT树脂B | 15 | — | — | — | — | — |
PBAT树脂C | — | 15 | — | — | — | — |
PBAT树脂D | — | — | 15 | — | — | — |
PBAT树脂E | — | — | — | 15 | — | — |
PETG树脂A | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
酯交换抑制剂 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.1 | 0.5 |
相容剂 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
成核剂 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
实施例13~18
表3实施例13~18的配方(份)
对比例1~4
表4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 | 30 | 30 | 30 | 30 |
PBAT树脂A | 15 | 15 | 15 | 15 |
PETG树脂A | — | — | 50 | 50 |
PETG树脂D | 50 | — | — | — |
PETG树脂E | — | 50 | — | — |
酯交换抑制剂 | 0.2 | 0.2 | — | 1 |
相容剂 | 5 | 5 | 5 | 5 |
成核剂 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
将上述实施例和对比例制备得到的AES/PETG/PBAT合金材料进行以下性能测试,测试所参照标准和方法如下:
脱模力:固定注塑速度(50mm/s)、注塑压力(50MPa),保压速度(50mm/s)、保压压力(50MPa),保压时间(2s),及成型周期45秒,在脱模斜度1°的杯状模具注塑井深10cm的杯子,测试杯子顶出脱模时脱模力。
脱模力平均值:固定注塑速度(50mm/s)、注塑压力(50MPa),保压速度(50mm/s)、保压压力(50MPa),保压时间(2s),及成型周期45s,在脱模斜度1°的杯状模具注塑井深10cm的杯子,测试杯子顶出脱模时脱模力,测试5组取平均值。
表5实施例和对比例的数据
10模脱模力max(MPa) | 10模脱模力平均值(MPa) | 是否断浇口 | |
实施例1 | 652 | 616 | 否 |
实施例2 | 645 | 612 | 否 |
实施例3 | 643 | 610 | 否 |
实施例4 | 649 | 611 | 否 |
实施例5 | 646 | 610 | 否 |
实施例6 | 756 | 701 | 否 |
实施例7 | 631 | 604 | 否 |
实施例8 | 649 | 614 | 否 |
实施例9 | 788 | 715 | 否 |
实施例10 | 771 | 702 | 否 |
实施例11 | 763 | 682 | 否 |
实施例12 | 745 | 711 | 否 |
实施例13 | 651 | 615 | 否 |
实施例14 | 679 | 631 | 否 |
实施例15 | 711 | 657 | 否 |
实施例16 | 745 | 661 | 否 |
实施例17 | 748 | 662 | 否 |
实施例18 | 741 | 662 | 否 |
对比例1 | 1040 | 982 | 5模浇口断 |
对比例2 | 990 | 931 | 4模浇口断 |
对比例3 | 892 | 835 | 2模浇口断 |
对比例4 | 925 | 850 | 2模浇口断 |
从实施例1~3看,熔融指数一定的情况下,PETG中1,4环己烷二甲醇的含量在20%-45%之内,脱模力变化不大,脱模时浇口并未出现断裂的情况。
从实施例2和4~6看,PETG熔融指数超过3g/10min,PETG和和PBAT的酯交换受到一定影响,导致材料脱模力上升。
从实施例2和7~10看,PBAT的粘度偏低或偏高,PETG和和PBAT的酯交换受到一定影响,导致材料脱模力偏高。
从实施例2和11~12看,酯交换抑制剂偏低,影响加工过程中酯交换程度,导致脱模力升高。
从实施例13~16看,在PBAT存在的情况下,满足条件的PETG含量的增加对材料脱模力影响有限。
从实施例17和18看,抗氧剂和润滑剂对效果影响不大
从对比例1~4看,当PETG中的1,4环己烷二甲醇的质量百分比不在范围内时,脱模力明显偏大,脱模都存在浇口断裂的情况,不加入酯交换抑制剂和过度酯交换都不利于脱模。
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)
2.如权利要求1所述AES/PETG/PBAT合金材料,其特征在于,所述PETG树脂在200℃,5Kg的条件下的熔融指数为1.5~3g/10min。
3.如权利要求1所述AES/PETG/PBAT合金材料,其特征在于,所述PBAT树脂的特性粘度为2.0~2.8dl/g。
4.如权利要求1所述AES/PETG/PBAT合金材料,其特征在于,所述成核剂为纳米蒙脱土或纳米滑石粉中一种或两种。
5.如权利要求1所述AES/PETG/PBAT合金材料,其特征在于,所述酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯、磷酸二氢钠或焦磷酸二氢二钠中的一种或几种。
6.如权利要求1所述AES/PETG/PBAT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-缩水甘油酯共聚物中一种或几种。
7.如权利要求1所述AES/PETG/PBAT合金材料,其特征在于,还包括抗氧剂和/或润滑剂。
8.如权利要求1~7任一项所述AES/PETG/PBAT合金材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.PBAT树脂、PETG树脂、成核剂、抗氧剂、润滑剂均匀混合后,由挤出机的主喂料口加入;
S2.AES树脂、相容剂、酯交换抑制剂混合均匀后,由挤出机侧喂料口加入;
S3.将步骤S1和S2中的物料经熔融、挤出后、加工得到所述AES/PETG/PBAT合金材料。
9.如权利要求8所述AES/PETG/PBAT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150℃~200℃,3~6区的温度为220℃~240℃,7~10区的温度为200~220℃。
10.权利要求1~7任一项所述AES/PETG/PBAT合金材料在制备家电、园林工具中的应用。
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