CN114806104B - 一种聚酯组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚酯组合物及其制备方法与应用。所述聚酯组合物包括以下组分：PBT树脂、马来酸酐接枝的增韧剂、超支化环氧树脂、耐水解玻纤、PEN树脂、润滑剂、抗氧剂。本发明所述聚酯组合物通过在聚酯中通过加入适量的马来酸酐接枝的增韧剂，超支化环氧树脂和PEN树脂，其中马来酸酐接枝的增韧剂能和PBT的端羧基反应，超支化环氧树脂能和PBT树脂的端羧基反应而且能起到扩链交联的作用，两者结合能很好的改善PBT的耐水解性能，在此基础上，PEN树脂能够对进一步提高聚酯组合物的耐水解性、激光透过性和低翘曲性能和力学性能。

Description

一种聚酯组合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种聚酯组合物及其制备方法与应用。

背景技术

聚酯是由多元醇和多元酸缩聚得到的高分子聚合物的总称，聚酯本身具有优良的物理化学性能，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，由于优良的力学性能、耐热性、耐化学试剂、尺寸稳定性等特点，被广泛的应用于家电、电子电器、汽车、轨道交通等领域。

聚酯在干态条件下，耐热氧老化、尺寸稳定性等性能较好，但在湿态环境下，尤其是在高温高湿的环境中，聚酯高分子材料极易发生水解断链导致力学性能大幅下降。这是因为聚酯主链中含有酯键，分子链末端基是羧基和羟基，特别羧基能加速聚酯水解反应，聚酯材料的力学及其他性能迅速严重恶化，这就极大地限制了它在很多领域中的应用。为了解决上述问题，现有技术公开了一种耐水解脂肪族聚酯树脂组合物，其以PBS为聚酯树脂，用环氧封端剂，封端催化剂三甲基苄基氯化铵和耐水解稳定剂二异丙基苯基碳二亚胺，制备得到耐水解性能优良的PBS。另外，通过玻纤增强可以显著提高聚酯材料的力学性能和耐热性能，在注塑成型的过程中，由于玻纤在塑料制件中的取向不同，导致流动方向和垂直流动方向收缩不一致，发生翘曲变形的现象，限制了聚酯材料的在一些大尺寸，整平面制件上的应用。为了同时解决耐水解和翘曲的问题，现有技术公开了一种抗水解低翘曲PBT复合材料，通过加入ABS，降低PBT材料的翘曲、采用低端羧基含量PBT和耐水解玻纤来提高材料的耐水解性能。

近年来，激光焊接工艺具有明显的优势，比如声音小，设计自由度高等，激光焊接PBT应用越来越广，因此对PBT材料的性能提出了更高的要求，要获得良好的激光焊接效果，需要PBT材料具有较高的透光率，透光率一般需要大于25％。目前包括上述提及的现有技术无法既满足耐水解防翘曲又能获得较高的透光率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既具有耐水解防翘曲又具有较高透光率的聚酯组合物。

本发明的另一个目的在于提供所述聚酯组合物的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供所述聚酯组合物的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种聚酯组合物，包括以下按重量份计算的组分：

本发明所述聚酯组合物通过在聚酯中通过加入适量的马来酸酐接枝的增韧剂、超支化环氧树脂和PEN树脂能够有全面提高聚酯组合物的耐水解性、激光透过性和低翘曲性能和力学性能。具体地，马来酸酐接枝的增韧剂的马来酸酐基团和超支化环氧树脂的环氧基团与PBT树脂的端羧基反应，能起到扩链交联的作用，两者结合能很好地改善PBT的耐水解性能，在此基础上，发明人发现，通过在体系中添加PEN树脂中，由于PEN树脂中的萘环分子的体积较体系其他组分大且存在较高的刚性，阻隔性能较好，能进一步提高所述聚酯组合物的耐水解性能，同时获得更好的力学性能和激光透过性。

优选地，本发明所述聚酯组合物包括以下按重量份计算的组分：

本发明所述PBT树脂的端羧基浓度依据化学滴定法测试得到。优选地，本发明所述PBT的端羧基浓度≤15mol/t。更优选地，本发明所述PBT树脂的端羧基浓度≤5mol/t。

所述马来酸酐接枝的增韧剂为选自乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物-马来酸酐共聚物中的至少一种。

所述润滑剂选自酯类润滑剂、聚乙烯蜡类润滑剂和酰胺类润滑剂中的至少一种。

所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫代酯类抗氧剂中的至少一种。

所述受阻酚类抗氧剂为N，N`-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺(Irganox 1098)、四[1093,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(Irganox 1010)、三甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯(Iragnox 259)、β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八酯(Iragno 1076)或螺乙二醇双[β-(3-特丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯](ADK AO-80)中的一种或几种。

所述亚磷酸酯类抗氧剂为2，4-二叔丁基苯酚(Irganox 168)、双(2,6-二叔丁基-4-甲苯基)季戊四醇亚磷酸酯(PEP-36)或627A中的一种或几种。

优选地，本发明所述玻璃纤维为耐水解玻璃纤维。

本发明还保护上述聚酯组合物的制备方法。所述聚酯组合物的制备方法包括以下步骤：将各种组分按照配比混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到所述聚酯组合物。

本发明还保护上述一种聚酯制品，所述聚酯制品由上述聚酯组合物制备而成。

本发明还保护所述聚酯组合物的应用。具体为，所述聚酯组合物在制备激光焊接用聚酯制品中的应用。所述激光焊接用聚酯制品包括但不限于用于激光焊接的壳体和罩盖，例如电磁阀壳体、联通阀壳体、传感器壳体、诊断器壳体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述聚酯组合物通过在聚酯中通过加入适量的马来酸酐接枝的增韧剂，超支化环氧树脂和PEN树脂，其中马来酸酐接枝的增韧剂能和PBT的端羧基反应，超支化环氧树脂能和PBT树脂的端羧基反应而且能起到扩链交联的作用，两者结合能很好的改善PBT的耐水解性能，在此基础上，PEN树脂能够对进一步提高聚酯组合物的耐水解性、激光透过性和低翘曲性能和力学性能。

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或可通过已知方法制备得到。另外，关于本说明书中“份”、“％”，除非特别说明，分别表示“重量份”、“质量％”。

以下实施例和对比例中所用的原料的厂家和牌号如下：

1、PBT树脂

PBT1：端羧基浓度5mol/t，PBT GX121J，仪征石化；

PBT2：端羧基浓度19mol/t，PBT GX121，仪征石化；

2、马来酸酐接枝的增韧剂：

马来酸酐接枝的增韧剂1：乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯，Elvaloyresins PTW，杜邦；

马来酸酐接枝的增韧剂2：乙烯-醋酸乙烯共聚物-马来酸酐共聚物，Elvax resin250，杜邦；

马来酸酐接枝的增韧剂3：乙烯丙烯酸甲酯共聚物，Elvaloy AC resin 1125，杜邦；

3、超支化环氧树脂

超支化环氧树脂：HyPer E102，武汉超支化；

4、环氧树脂

SAG-002，佳易容相容剂江苏有限公司；

5、玻璃纤维

1)耐水解玻璃纤维：ECS10-3.0-T436HK，泰山玻纤；

2)玻璃纤维：EC13-4.5-T536S，泰山玻纤；

6、PEN树脂

PEN-N310，杜邦公司；

7、润滑剂

氧化聚乙烯蜡，市售，实施例和对比例均使用同一种；

8、抗氧剂

抗氧剂1010，市售，实施例和对比例均使用同一种。

实施例及对比例

实施例及对比例的聚酯组合物中各组分的含量(按重量份计算)如表1～2所示。

其制备方法包括以下步骤：将各种组分按照配比混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到所述聚酯组合物。其中，所述双螺杆挤出机的加工温度为200-250℃。

表1

表2

表3

性能测试

对制备所得的聚酯组合物，注塑ISO力学样条，100*100*1mm方板，根据相关标准测试材料的耐水解性能保持率、激光透过率和低翘曲效果，具体测试方法及条件如下：

1、耐水解性能保持率：

将样条置于密封的铁罐中，120℃水煮200h后，测试样条的拉伸性能保持率，ISO527-2012方法测试，拉伸速率为5mm/min。

2、激光透过率：

测试100*100*1mm方板的750nm处激光透过率。

3、翘曲程度：

将100*100*1mm方板置于平面上，将其中一端压实，看另一端的翘起情况来评价翘曲程度。其中分为4个等级，1级代表好，2级代表较好，3级代表一般，4级代表差。

各实施例和对比例的测试结果如表4所示。

表4实施例和对比例的性能测试结果

通过上述实施例1～11测试数据可知，由实施例1～11所述聚酯组合物制备得到的样品的水解后拉伸强度保持率均大于50％，激光透过率大于28％，翘曲程度小于2级。这说明本发明所述聚酯组合物通过在聚酯中通过加入适量的马来酸酐接枝的增韧剂、超支化环氧树脂和PEN树脂能够有全面提高聚酯组合物的耐水解性、激光透过性和低翘曲性能和力学性能。

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)

1.一种聚酯组合物，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：

PBT树脂33～72.5份；

增韧剂1～5份；

超支化环氧树脂0.5～2.5 份；

玻璃纤维25～35份；

PEN树脂5～15份；

润滑剂0.2～2份；

抗氧剂0.2～1份，

所述增韧剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物-马来酸酐共聚物中的至少一种。

2.根据权利要求1所述聚酯组合物，其特征在于，包括以下按重量份计算的组分：

PBT树脂38～67.5份；

增韧剂2～4份；

超支化环氧树脂1～2 份；

玻璃纤维28～32份；

PEN树脂10～13份；

润滑剂0.5～1.5份；

抗氧剂0.5～0.8份。

3. 根据权利要求1所述聚酯组合物，其特征在于，所述PBT的端羧基浓度≤15 mol/t。

4.根据权利要求1所述聚酯组合物，其特征在于，所述PEN树脂的用量与超支化环氧树脂和增韧剂的用量之和的比值为（2~3）：1。

5.根据权利要求1所述聚酯组合物，其特征在于，所述润滑剂选自酯类润滑剂、聚乙烯蜡类润滑剂和酰胺类润滑剂中的至少一种。

6.根据权利要求1所述聚酯组合物，其特征在于，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫代酯类抗氧剂中的至少一种。

7.权利要求1~6任一项所述聚酯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将各种组分按照配比混合均匀后加入双螺杆挤出机中，进行熔融混炼，挤出造粒，得到所述聚酯组合。

8.一种聚酯制品，其特征在于，由权利要求1~6任一项所述聚酯组合物制备而成。

9.一种权利要求1~6任一项所述聚酯组合物在制备激光焊接用聚酯制品中的应用。