CN114716795A - 一种高韧性聚酯组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高韧性聚酯组合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高韧性聚酯组合物及其制备方法和应用，属于高分子改性材料技术领域。本发明的高韧性聚酯组合物，以重量份数计，60～85份中粘PBT、5～12份低粘PBT、5～10份增韧剂1、5～10份增韧剂2、0.1～1份润滑剂和0～3份其他助剂。本发明的高韧性聚酯组合物可以达到良好的刚韧平衡，缺口冲击强度可以保持在9kJ/m2及以上，弯曲模量可以达到1350MPa及以上，且高韧性聚酯组合物还具有良好的流动性，熔体质量流动速率在6g/10min以上，可以广泛应用于成型高韧性塑料制件的制备，尤其是汽车拉锁系统。

Description

一种高韧性聚酯组合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子改性材料技术领域，更具体地，涉及一种高韧性聚酯组合物及其制备方法和应用。
背景技术
汽车拉锁系统是汽车必备的零部件，其中拉锁套管在拉锁系统中的使用必不可少的，其中使用的一款材料为PBT材料。由于管材为挤出成型，因此对PBT的韧性要求非常高。目前行业内使用的管材均为高粘度的PBT，成本高，且流动性差。
现有技术公开了一种高光泽高韧性PBT改性材料及其制备方法，PBT改性材料包括：PBT树脂、PMMA树脂、纳米硫酸钡、改性剂、润滑剂、高效分散剂、偶联剂，采用改性剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-GMA)与丙烯基类弹性体复配，可以表现出其它烯烃弹性体材料所无法获得的优良弹性，其中甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物可以大幅提升PMMA和PBT的相容性，而丙烯基类弹性体，能掺入高比例的填料，并能促使填料充分分散。其主要通过特定改性剂甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-GMA)与丙烯基类弹性体复配来提升PBT改性材料的流动性和韧性，制备得到的PBT改性材料的韧性也只能达到3～3.5kJ/m2的韧性性能，无法达到市场对PBT材料的韧性要求，也并不能解决流动性问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有PBT材料刚韧平衡性和流动性差的缺陷和不足，提供一种高韧性聚酯组合物，通过特定的PBT原料和增韧剂协同作用，显著提高了聚酯组合物材料的刚韧平衡性和流动性。
本发明的另一目的在于提供一种高韧性聚酯组合物的制备方法。
本发明的又一目的在于提供一种高韧性聚酯组合物在制备挤出成型高韧性塑料制件中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种高韧性聚酯组合物，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：
60～85份中粘PBT、5～12份低粘PBT、5～10份增韧剂1、5～10份增韧剂2、0.1～1份润滑剂和0～3份其他助剂，
其中中粘PBT的粘度为0.9～1mL/g，
低粘PBT的粘度为0.8～0.85mL/g，
增韧剂1为EXA类增韧剂，增韧剂2为MBS类增韧剂。
其中，需要说明的是：
在具体实施方式中，本发明的增韧剂1为EXA类增韧剂为乙烯三元共聚物，例如可以为：乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；
增韧剂2为MBS类增韧剂，例如可以为甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物。
两种增韧剂在树脂基体中粒径大小不同，使其在受到外力作用时，对能量的吸收和耗散更有效，从而具有更好的增韧效果。
本发明的PBT的粘度的测试方法为：根据GB/T 14190-2017标准测试。
本发明的高韧性聚酯组合物选择中粘PBT为主基材，同时以适量的低粘PBT进行复配保证流动性，然后将两种增韧剂复配加入到PBT树脂中，得到一种高韧性和高流动性的可用于挤出管材的PBT材料。
本发明的高韧性聚酯组合物在应用中多用于制备挤出级PBT，需要合适粘度以保证生产稳定性，流动性太高，生产波动大。常规的挤出级PBT多采用高粘度的PBT为树脂基体，本发明的树脂基体为中粘PBT和低粘PBT的混合树脂，需要协同控制粘度，加入增韧剂复配的效果是为了在改善刚韧平衡的同时实现更好的增粘作用，保证合理的生产粘度，同时保证流动性。
其中，润滑剂是为了增韧剂的分散和加工；增韧剂过多容易导致其他性能包括模量，强度偏低，过少则粘度偏低生产不稳定。
在具体实施方式中，为了进一步优化聚酯组合物的流动性和韧性，优选地，以重量份数计，包括如下组分：
70～80份中粘PBT、8～10份低粘PBT、6～8份增韧剂1、6～8份增韧剂2和0.2～0.5份润滑剂和0.5～1份其他助剂。
在具体实施方式中，为了进一步优化聚酯组合物的流动性和韧性，优选地，所述增韧剂1和增韧剂2的质量比为1：1～1.5。
在具体实施方式中，本发明的MBS类增韧剂可以为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
在具体实施方式中，本发明的润滑剂可以为聚乙烯蜡类润滑剂。
聚乙烯蜡润滑剂为大分子类润滑剂，且与PBT的相容性好，可以进一步改善高韧性聚酯组合物的韧性，有利于生产稳定性。
在具体实施方式中，本发明的其他助剂可以包括抗氧剂，抗氧剂可以为受阻酚类抗氧剂(1010、1098)、磷酸酯类抗氧剂(168、PEP-36)中的一种或者两种。
本发明还具体保护一种高韧性聚酯组合物的制备方法，包括如下步骤：
将各组分混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到高韧性聚酯组合物。
上述高韧性聚酯组合物在挤出成型高韧性塑料制件中的应用也在本发明的保护范围之内。
本发明还具体保护一种挤出成型高韧性塑料制件，所述挤出成型高韧性塑料制件由高韧性聚酯组合物制备得到。
本发明的挤出成型高韧性塑料制件具有良好的冲击强度，冲击强度可以达到9kJ/m2及以上，可以满足汽车拉锁系统中拉锁套管的性能需求，可以广泛应用于汽车拉锁系统中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的高韧性聚酯组合物以中粘PBT为主基材，同时以适量的低粘PBT进行复配保证流动性，然后将两种增韧剂复配加入到PBT树脂中，通过挤出机螺杆熔融共混制备了一种高韧性和高流动性的可用于挤出管材的PBT材料。
本发明的高韧性聚酯组合物可以达到良好的刚韧平衡，缺口冲击强度可以保持在9kJ/m2及以上，弯曲模量可以达到1350MPa及以上，且高韧性聚酯组合物还具有良好的流动性，熔体质量流动速率在6g/10min以上，可以广泛应用于成型高韧性塑料制件的制备，尤其是汽车拉锁系统。
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，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
其中，对本发明的实施例和对比例的原料说明如下：
中粘PBT-1：粘度0.98mL/g，牌号GX121，厂家仪征化纤；
中粘PBT-2：粘度1mL/g，牌号L10XM，厂家江苏和时利；
低粘PBT-1：粘度0.85mL/g，牌号GX112，厂家仪征化纤；
低粘PBT-2：粘度0.83mL/g，牌号L08XM，厂家江苏和时利；
增韧剂1：EXA型增韧剂乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物：牌号AX8900，厂家韩国SK；
增韧剂2：MBS类增韧剂甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，牌号B564，厂家日本Kaneka；
润滑剂-1：聚乙烯蜡，市售，本发明的其他平行实施例和对比例均为同一市售产品；
润滑剂-2：酯类，市售，本发明的其他平行实施例和对比例均为同一市售产品；
抗氧剂：受阻酚类抗氧剂，市购可得，本发明的实施例和对比例均为同种。
实施例1～5
一种高韧性聚酯组合物，以重量份数计，包括如下表1所示组分。
表1聚酯组合物
组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
中粘PBT-1 60 85 70 80 80 80
低粘PBT-1 12 5 10 8 8 8
增韧剂1 5 10 8 6 5 7
增韧剂2 5 10 8 6 7 5
抗氧剂 0 1 1 0.5 0.6 0.6
润滑剂 1.0 0.1 0.5 0.2 0.3 0.3
实施例1～5的高韧性聚酯组合物的制备方法，包含以下步骤：
将各组分混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到高韧性聚酯组合物。
实施例7
一种高韧性聚酯组合物，以重量份数计，包括如下所示组分：
80份中粘PBT、8份低粘PBT、6份增韧剂1、6份增韧剂2、0.5份润滑剂和0.2份抗氧剂，
其与实施例4的区别为，中粘PBT为中粘PBT-2。
高韧性聚酯组合物的制备方法，包含以下步骤：
将各组分混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到高韧性聚酯组合物。
实施例8
一种高韧性聚酯组合物，以重量份数计，包括如下所示组分：
80份中粘PBT、8份低粘PBT、6份增韧剂1、6份增韧剂2、0.5份润滑剂和0.2份抗氧剂，
其与实施例4的区别为，低粘PBT为低粘PBT-2。
高韧性聚酯组合物的制备方法，包含以下步骤：
将各组分混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到高韧性聚酯组合物。
实施例9
一种高韧性聚酯组合物，以重量份数计，包括如下所示组分：
80份中粘PBT、8份低粘PBT、6份增韧剂1、6份增韧剂2、0.5份润滑剂和0.2份抗氧剂，
其与实施例4的区别为，润滑剂为润滑剂-2。
高韧性聚酯组合物的制备方法，包含以下步骤：
将各组分混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到高韧性聚酯组合物。
对比例1～4
一种聚酯组合物，以重量份数计，包括如下表2所示组分：
表2.对比例各组分含量
Figure BDA0003573941740000051
Figure BDA0003573941740000061
聚酯组合物的制备方法，包含以下步骤：
将各组分混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到聚酯组合物。
对比例5
一种聚酯组合物，以重量份数计，包括如下所示组分：
88份中粘PBT、6份增韧剂1、6份增韧剂2、0.5份润滑剂和0.2份抗氧剂，
其与实施例4的区别为，不添加低粘PBT。
聚酯组合物的制备方法，包含以下步骤：
将各组分混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到聚酯组合物。
对比例6
一种聚酯组合物，以重量份数计，包括如下所示组分：
80份中粘PBT、8份低粘PBT、12份增韧剂2、0.5份润滑剂和0.2份抗氧剂
其与实施例4的区别为，没有添加增韧剂1。
聚酯组合物的制备方法，包含以下步骤：
将各组分混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到聚酯组合物。
对比例7
一种聚酯组合物，以重量份数计，包括如下所示组分：
80份中粘PBT、8份低粘PBT、12份增韧剂1、0.5份润滑剂和0.2份抗氧剂
其与实施例4的区别为，没有添加增韧剂2。
聚酯组合物的制备方法，包含以下步骤：
将各组分混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到聚酯组合物。
结果检测
(1)流动性
本发明的高韧性聚酯组合物具有良好的流动性，其流动性以熔体质量流动速率来表征，具体检测方法如下：
实施例和对比例的流动性以熔体质量流动速率为评价指标，测试标准为ISO1133:2011，测试条件为温度250℃，负荷2.16Kg。
(2)刚韧平衡性
本发明的高韧性聚酯组合物的具有良好的韧性和刚韧平衡性，刚韧平衡性主要通过缺口冲击强度和弯曲模量两个检测指标来表征，其中具体检测方法如下：
缺口冲击强度：按照ISO 179：2010测试；
弯曲模量：按照ISO 178:2010测试。
具体检测结果见下表3。
表3流动性和刚韧平衡性检测结果
Figure BDA0003573941740000071
Figure BDA0003573941740000081
从上述表3可以看出，本发明的高韧性聚酯组合物可以达到良好的刚韧平衡，缺口冲击强度可以保持在9kJ/m2及以上，弯曲模量可以达到1350MPa及以上，且高韧性聚酯组合物还具有良好的流动性，熔体质量流动速率在6g/10min以上。
对比例1中低粘PBT的用量过高，聚酯组合物的缺口冲击强度无法达到要求，韧性不佳。
对比例2中低粘PBT的用量过低，聚酯组合物的弯曲模量无法达到要求，材料的刚性不佳。
对比例3中增韧剂的用量过低，聚酯组合物的缺口冲击强度无法达到要求，韧性不佳。
对比例4中增韧剂的用量过高，聚酯组合物的熔体质量流动速率无法达到要求，材料的流动性不佳。
对比例5中没有添加低粘PBT，聚酯组合物的熔体质量流动速率过低，无法达到要求，材料的流动性不佳。
对比例6中没有添加增韧剂1，对比例7中没有添加增韧剂2，聚酯组合物的缺口冲击强度均无法达到要求，材料的韧性不佳，无法达到良好的刚韧平衡。
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)

1.一种高韧性聚酯组合物，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：
60～85份中粘PBT、5～12份低粘PBT、5～10份增韧剂1、5～10份增韧剂2、0.1～1份润滑剂和0～3份其他助剂，
其中中粘PBT的粘度为0.9～1mL/g，
低粘PBT的粘度为0.80～0.85mL/g，
增韧剂1为EXA类增韧剂，增韧剂2为MBS类增韧剂。
2.如权利要求1所述高韧性聚酯组合物，其特征在于，以重量份数计，包括如下组分：
70～80份中粘PBT、8～10份低粘PBT、6～8份增韧剂1、6～8份增韧剂2和0.2～0.5份润滑剂和0.5～1份其他助剂。
3.如权利要求1所述高韧性聚酯组合物，其特征在于，所述增韧剂1和增韧剂2的质量比为1：1～1.3。
4.如权利要求1所述高韧性聚酯组合物，其特征在于，所述MBS类增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
5.如权利要求1所述高韧性聚酯组合物，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡类润滑剂。
6.如权利要求1所述高韧性聚酯组合物，其特征在于，所述其他助剂包括抗氧剂。
7.一种权利要求1～6任意一项所述高韧性聚酯组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将各组分混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到高韧性聚酯组合物。
8.一种权利要求1～6任意一项所述高韧性聚酯组合物在挤出成型高韧性塑料制件中的应用。
9.一种挤出成型高韧性塑料制件，其特征在于，所述挤出成型高韧性塑料制件由权利要求1～6任意一项所述高韧性聚酯组合物制备得到。
10.一种权利要求9所述挤出成型高韧性塑料制件在汽车拉锁系统中的应用。
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