CN115073893A - 一种耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物及其制备方法，包括以下组分和重量份：聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT树脂)：70～90份，脂肪族聚酰胺聚合物：10～25份，聚四氟乙烯(PTFE树脂)：2～5份，抗氧剂：0.1～2份；所述耐水解PBT组合物通过以下步骤制备：将PBT树脂、脂肪族聚酰胺聚合物、PTFE树脂、抗氧剂加入混合搅拌机中进行混合，将所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物。与现有技术相比，本发明使用了脂肪族聚酰胺聚合物和PTFE树脂来改善PBT树脂的耐水解性，制备的耐水解PBT效果优良。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及PBT及聚酯的耐水解性的技术提升，以及耐水解相关材料的制备方法；具体涉及一种耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物及其制备方法。
背景技术
PBT以其优异的耐化学品性,耐疲劳性及较低的材料成本成为五大工程塑料之一，PBT材料被广泛用于汽车内外饰，消费电子等领域。但PBT的耐水解性较差，主要体现在湿热老化性能后材料性能下降明显，外观变色明显，材料脆化严重，这限制了其在高温高湿领域的应用。
目前已有相关研究用于改善PBT材料的湿热老化性能，并且申请了中国专利，如专利号CN111303388B便公开了一种耐水解PBT聚酯树脂的制备方法，采用树脂封端剂对PBT的端羧基进行封端处理，提升材料的湿热稳定性。专利号CN107163196B采用对PBT树脂进行扩链进而提升材料湿热后性能保持率。专利号CN104845071A采用醚或者炭化二亚胺作为耐水解剂提升湿热老化性能。这些专利的本质其实都是在湿热老化过程中减少PBT断链的概率，最大程度的避免PBT降解，又或者先提升PBT的分子量再任其降解，而不能真正避免水和PBT反应达到完全不断链的可能，采用这些方法制备的耐水解PBT性能均会有不同幅度的降低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，所述组合物包括以下重量份数的各组分：
作为一个实施方案，所述PBT树脂特征粘度在0.8-1.0dL/g。
作为一个实施方案，所述脂肪族聚酰胺聚合物为高酰胺键密度的聚酰胺聚合物。
作为一个实施方案，可以为聚己内酰胺,聚己二酰己二胺以及其他高酰胺键密度的聚酰胺聚合物。
作为一个实施方案，所述PTFE聚合物重均分子量在5000-50000。过高会导致材料的疏水效果变差，从而降低PBT树脂的耐水解性，过低会影响材料的热稳定性，材料难以注塑出完美的外观。且，通过大量实验验证得出的效果较好的PTFE含量范围为2-5重量份，太低则效果不好，太高与基体树脂的相容性较差，影响基体树脂的性能。
作为一个实施方案，所述抗氧剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯或双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。
本发明还涉及一种耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的制备方法，将所述PBT树脂、脂肪族聚酰胺聚合物、PTFE树脂、抗氧剂混合，将所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，烘干后得到产品。
作为一个实施方案，共混造粒时，控制挤出温度为180～240℃，螺杆转速为200～500rpm，压力为2～3MPa。
作为一个实施方案，所述混合是在高速混合机中混合，高速混合机转速为100～300r/min，混合10～30min。
作为一个实施方案，经过水下切粒烘干后得到产品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明选择脂肪族聚酰胺聚合物和聚四氟乙烯树脂协效使用来提升PBT树脂的耐水解性能；这是由于PBT树脂在湿热老化过程中，特定分子量(5000-50000)的聚四氟乙烯迁移到材料表面，其独有的疏水性可以避免水蒸气进入到材料内部，而当部分水分子透过聚四氟乙烯进入到材料内部后，基体中的脂肪族聚酰胺聚合物特有的酰胺吸水性又可以吸收掉这部分水分子，形成氢键，阻止水分子直接与PBT树脂反应，从而避免对PBT的降解，形成特有的“疏水—亲水阻隔机制”，采用此方法制备的PBT耐水解性优良。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及一种耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其组成按照配比为：PBT80重量份,PA6 15重量份,低分子量PTFE(Mw＝40000)4.5重量份,抗氧剂168 0.5重量份；详见表1。
其制备方法为将上述比例的物料称量好加入搅拌机中搅拌20min,转速为300rpm，混合好的物料加入到双螺杆挤出机，挤出温度220℃，螺杆转速500rpm，压力3MPa,挤出牵条后切粒即得耐水解PBT组合物。
实施例2～4
实施例2～4涉及耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其组成及配比见表1。制备方法同实施例1。
对比例1～4
对比例1～4涉及聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其组成及配比见表1。制备方法同实施例1。
表1聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的组分(重量份)
以下对实施例和对比例的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物进行性能测试；其中，
用于评估PBT的耐水解的条件为85RH％,85℃的是热老化箱。
性能测试结果如表2所示：
表2
对比例1与实施例3的区别在于，未添加PTFE，对比例1的耐水解性能差。这是由于PBT中单独添加了PA6，其中的酰胺键反而增强了材料的吸湿性，加速PBT材料的水解。
对比例2与实施例3的区别在于，添加的是Mw＝3000的PTFE，其耐水解性能仍明显低于实施例3。本发明体系中，分子量在5000-50000之间的PTFE才能与脂肪族聚酰胺聚合物协效提升PBT树脂的耐水解性能。
对比例3与实施例3的区别在于，添加的PTFE用量较少，其耐水解性能低于实施例3，可能原因在于：PTFE含量太少，疏水的效果不好，PA6吸收了大量水分后仍有部分水分对PBT材料产生了降解，导致材料性能下降。
对比例4与实施例3的区别在于，未添加PA6，其耐水解性能低于各实施例，说明仅PTFE并不能起到提升PBT树脂的耐水解性能的作用。
对比例5与实施例2的区别在于：PA6的用量提高，然而其耐水解性能明显低于各实施例，其原因在于：PA6吸湿是可逆过程，当吸收大量水分后，部分水分子在释放的过程中被PBT树脂吸收后产生水解，导致性能下降明显。
需要注明的是本专利所采用的提升耐湿热老化性能的技术方法不限于PBT树脂，同样适用于其他需要提升湿热老化性能的材料。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述组合物包括以下重量份数的各组分：
2.根据权利要求1所述的耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述PBT树脂的特征粘度在0.8-1.0dL/g。
3.根据权利要求1所述的耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述脂肪族聚酰胺聚合物为高酰胺键密度的聚酰胺聚合物。
4.根据权利要求3所述的耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述脂肪族聚酰胺聚合物包括为聚己内酰胺、聚己二酰己二胺中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述PTFE树脂分子量在50000-500000。
6.根据权利要求1所述的耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯或双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。
7.一种根据权利要求1所述的耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的制备方法，其特征在于，将所述PBT树脂、脂肪族聚酰胺聚合物、PTFE树脂、抗氧剂混合，将所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，烘干后得到产品。
8.根据权利要求7所述的耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的制备方法，其特征在于，共混造粒时，控制挤出温度为180～240℃，螺杆转速为200～500rpm，压力为2～3MPa。
9.根据权利要求7所述的耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的制备方法，其特征在于，所述混合是在高速混合机中混合，高速混合机转速为100～300r/min，混合10～30min。
10.根据权利要求7所述的耐水解聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的制备方法，其特征在于，经过水下切粒烘干后得到产品。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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