CN115449197B - 一种透明抗静电pet材料及其制备方法 - Google Patents

一种透明抗静电pet材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于抗静电材料技术领域，本发明提供了一种透明抗静电PET材料及其制备方法，是一种永久透明抗静电材料；按照重量份计，其由如下原料制成：PVA可塑性抗静电母粒5‑20份，PET树脂69‑91份，相容剂3‑10份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.5份。本发明相比于现有PET材料，在达到等同特性效果下，本发明制备的PET材料透明度高，且颜色发生变化的几率低，能长效保持透明。

Description

一种透明抗静电PET材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及抗静电材料技术领域，具体涉及一种透明抗静电PET材料及其制备方法。
背景技术
目前，PET是全球产能最大、应用最广的热塑性聚酯材料。PET之所以能够有如此地位，是因为PET聚合物恰好处在力学性能、热性能、化学性能和经济性能的平衡点上。PET在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，具有优良的电绝缘性、耐热性、抗蠕变性、耐疲劳性和耐摩擦性等。
PET具有良好的电绝缘性，其电阻比较高，在使用时易产生静电积累，导致吸尘、产生火花放电等不良现象。这大大限制材料有包装领域的使用，为了改善这一现象，就要对其进行抗静电改性。
PVA(聚乙烯醇)是一种高分子聚合物，其本身就是良好的永久抗静电剂。由于PVA的熔点和分解温度很接近，所以对其进行熔融加工前必须进行改性，增加其的熔融加工温度的范围。
中国专利文献CN201410483133.9讲述了一种PET永久抗静电卷材，其主要特点在于有机抗静电剂与无机静电剂复配使用，从而达到抗静电效果。但是无机抗静电剂的加入会使PET变成非透明材料，这大大影响抗静电PET的使用范围。
中国专利文献CN201110157015.5讲述的是以炭黑、乙二醇、纳米金属化合物(纳米碘化亚铜、纳米氧化铜)为抗静电剂。炭黑的加入材料直接变成黑色，已经无法实现透明了，因此受到了限制。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明提供一种透明抗静电PET材料及其制备方法，属于一种透明长效且具有抗静电功能的PET材料，解决了现有技术在添加抗静电剂后所得材料的透明度和颜色发生变化的影响，能够做到透明长效。
本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提供一种透明抗静电PET材料，按照重量份计，其由如下原料制成：
PVA可塑性抗静电母粒5-20份，PET树脂69-91份，相容剂3-10份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.5份。
进一步地，所述PVA可塑性抗静电母粒，按照重量份计，其由如下原料制成：
PVA4.5-28.5份，甘油10-20份，纯净水60-70份，增稠剂1-5份，消泡剂0.5份。
进一步地，所述PVA可塑性抗静电母粒，按照重量份计，其由如下原料制成：
PVA18.5份，甘油15份，纯净水65份，增稠剂1份，消泡剂0.5份。
进一步地，所述PVA为分子量在1000-5000之间，醇解度80以上的PVA粉料。优选地，所述PVA为分子量在1700之间，醇解度88的PVA粉料；进一步优选为长春化学的PVA BP17-88。
进一步地，所述甘油选自高分子量的十聚甘油、四聚甘油中的一种或者两种。所述甘油选自高分子量的十聚甘油，有助于降低甘油对材料表面印刷的影响，可以提高十聚甘油的添加量。
进一步地，所述纯净水为pH值在6-7的纯净水。
进一步地，所述增稠剂选自原生玉米淀粉、阿拉伯胶、果胶、琼脂、明胶、海藻胶、角叉胶、糊精中的一种或者几种。进一步地，所述增稠剂为300目的原生玉米淀粉。
进一步地，所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅油(PESO)、三烷基三聚氰胺、脂肪酸甘油脂中的一种或几种。进一步地，所述消泡剂为聚醚改性硅油(PESO)，即斯洛柯的4010。
进一步地，所述PVA可塑性抗静电母粒通过以下步骤制备而成：
取各重量份的原料置于反应釜中，加热，搅拌均匀后，材料混合物经烘烤、破碎即得。
进一步地，所述所述PVA可塑性抗静电母粒制备过程中，加热至90-95℃；搅拌速率为10-20转/分钟，搅拌时长为4小时；烘烤温度为90-100℃，烘烤至材料的最终含水量在15-20％。
进一步地，所述PVA可塑性抗静电母粒通过以下步骤制备而成：取各重量份的原料置于反应釜中，加热到90-95℃，搅拌速率为10-20转/分钟，搅拌时间为4小时，放入烘箱中用90-100℃烘烤，材料最终的含水量要控制在15-20％，用破碎机进行破碎，待用。
进一步地，所述PET树脂为粘度在0.75-0.85dl/g，结晶度在45-55％之间的PET切片。
进一步地，所述相容剂选自乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、环氧树脂接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐共聚物中的一种或几种。进一步地，所述相容剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯和POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯这两种相容剂按1:1重量比例复配使用。
进一步地，所述抗氧剂选自四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或两种。进一步地，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯按重量比为1:1混合使用。
进一步地，所述润滑剂选自N,N-乙撑双硬酯酸酰胺、硬酯酸钙、硬酯酸锌、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或几种。
一方面，本发明提供一种透明抗静电PET材料的制备方法，包括如下步骤：
将PET树脂、PVA可塑性抗静电母粒、相容剂、抗氧化剂、润滑剂按顺序投入混料机中，搅拌均匀，加入双螺杆挤出机中进行熔融造粒，得到透明抗静电PET材料。
进一步地，所述PET树脂的水份含量在0.1％以下。若PET树脂的水份含量没有达标，则通过80℃烘干即可。
进一步地，所述双螺杆挤出机的长径比为40:1。
进一步地，所述双螺杆挤出机进行熔融造粒时1-10区的温度为：200℃-270℃-270℃-270℃-260℃-260℃-260℃-250℃-250℃-260℃，主机转速：40-45r/min，真空度小于等于-0.6MPa。
相对于现有技术，本发明提供的技术方案具备有益效果如下：
相比于现有PET材料，在达到等同特性效果下，本发明制备的PET材料透明度高，且颜色发生变化的几率低，能长效保持透明；
PVA由于熔点230℃左右，分解温度为240℃，在制备PET材料时所能加工成型的温度区间时非常窄的，基于此，本发明通过将PVA进行增速改性，有效解决PVA在加工成型过程中的难度，将制备透明抗静电PET材料的温度区间延长至200-270℃；
PVA和PET两种高分子聚合物的分子结构完全不同，相容性也很差；本发明通过采用复配的相容剂来解决其相容性的问题；
本发明制备的透明抗静电PET材料具有很好的透明度，材料的表面电阻率在107到1010之间。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种透明抗静电PET材料，按照重量份计，其由如下原料制成：
PVA可塑性抗静电母粒5份，PET树脂91份，相容剂3份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.5份。
PET树脂为粘度在0.75-0.85dl/g，结晶度在45-55％，即仪征化纤的PET BG80；
相容剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯和POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯这两种相容剂按1:1比例复配使用，即阿科玛的AX-8900和佳易容的SOG-03；
抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加；
润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，即为发基PETS；
PVA可塑性抗静电母粒，按照重量份计，其由如下原料制成：PVA 18.5份，甘油15份，纯净水65份，增稠剂1份，消泡剂0.5重量份；制备过程如下：取各重量份的原料置于反应釜中，加热到90℃，搅拌速率为20转/分钟，搅拌时间为4小时，放入烘箱中用100℃烘烤，材料最终的含水量要控制在15-20％，用破碎机进行破碎，待用。
透明抗静电PET材料的制备方法，包括如下步骤：
将水份含量在0.1％以下的PET树脂、PVA可塑性抗静电母粒、相容剂、抗氧化剂、润滑剂按顺序投入混料机中，搅拌均匀，加入长径比为40:1的双螺杆挤出机中进行熔融造粒，熔融造粒时1-10区的温度为：200℃-270℃-270℃-270℃-260℃-260℃-260℃-250℃-250℃-260℃，主机转速：42r/min，真空度小于等于-0.6MPa，得到透明抗静电PET材料。
实施例2
一种透明抗静电PET材料，按照重量份计，其由如下原料制成：
PVA可塑性抗静电母粒10份，PET树脂84份，相容剂5份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.5份。
PET树脂为粘度在0.75-0.85dl/g，结晶度在45-55％，即仪征化纤的PET BG80；
相容剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯和POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯这两种相容剂按1:1比例复配使用，即阿科玛的AX-8900和佳易容的SOG-03；
抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加；
润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，即为发基PETS；
PVA可塑性抗静电母粒，按照重量份计，其由如下原料制成：PVA 18.5份，甘油15份，纯净水65份，增稠剂1份，消泡剂0.5重量份；制备过程如下：取各重量份的原料置于反应釜中，加热到90℃，搅拌速率为20转/分钟，搅拌时间为4小时，放入烘箱中用100℃烘烤，材料最终的含水量要控制在15-20％，用破碎机进行破碎，待用。
透明抗静电PET材料的制备方法，包括如下步骤：
将水份含量在0.1％以下的PET树脂、PVA可塑性抗静电母粒、相容剂、抗氧化剂、润滑剂按顺序投入混料机中，搅拌均匀，加入长径比为40:1的双螺杆挤出机中进行熔融造粒，熔融造粒时1-10区的温度为：200℃-270℃-270℃-270℃-260℃-260℃-260℃-250℃-250℃-260℃，主机转速：45r/min，真空度小于等于-0.6MPa，得到透明抗静电PET材料。
实施例3
一种透明抗静电PET材料，按照重量份计，其由如下原料制成：
PVA可塑性抗静电母粒15份，PET树脂79份，相容剂5份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.5份。
PET树脂为粘度在0.75-0.85dl/g，结晶度在45-55％，即仪征化纤的PET BG80；
相容剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯和POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯这两种相容剂按1:1比例复配使用，即阿科玛的AX-8900和佳易容的SOG-03；
抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加；
润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，即为发基PETS；
PVA可塑性抗静电母粒，按照重量份计，其由如下原料制成：PVA 18.5份，甘油15份，纯净水65份，增稠剂1份，消泡剂0.5重量份；制备过程如下：取各重量份的原料置于反应釜中，加热到95℃，搅拌速率为15转/分钟，搅拌时间为4小时，放入烘箱中用95℃烘烤，材料最终的含水量要控制在15-20％，用破碎机进行破碎，待用。
透明抗静电PET材料的制备方法，包括如下步骤：
将水份含量在0.1％以下的PET树脂、PVA可塑性抗静电母粒、相容剂、抗氧化剂、润滑剂按顺序投入混料机中，搅拌均匀，加入长径比为40:1的双螺杆挤出机中进行熔融造粒，熔融造粒时1-10区的温度为：200℃-270℃-270℃-270℃-260℃-260℃-260℃-250℃-250℃-260℃，主机转速：45r/min，真空度小于等于-0.6MPa，得到透明抗静电PET材料。
实施例4
一种透明抗静电PET材料，按照重量份计，其由如下原料制成：
PVA可塑性抗静电母粒20份，PET树脂69份，相容剂10份，抗氧剂0.5份，润滑剂0.5份。
PET树脂为粘度在0.75-0.85dl/g，结晶度在45-55％，即仪征化纤的PET BG80；
相容剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯和POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯这两种相容剂按1:1比例复配使用，即阿科玛的AX-8900和佳易容的SOG-03；
抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加；
润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，即为发基PETS；
PVA可塑性抗静电母粒，按照重量份计，其由如下原料制成：PVA 18.5份，甘油15份，纯净水65份，增稠剂1份，消泡剂0.5重量份；制备过程如下：取各重量份的原料置于反应釜中，加热到95℃，搅拌速率为15转/分钟，搅拌时间为4小时，放入烘箱中用90℃烘烤，材料最终的含水量要控制在15-20％，用破碎机进行破碎，待用。
透明抗静电PET材料的制备方法，包括如下步骤：
将水份含量在0.1％以下的PET树脂、PVA可塑性抗静电母粒、相容剂、抗氧化剂、润滑剂按顺序投入混料机中，搅拌均匀，加入长径比为40:1的双螺杆挤出机中进行熔融造粒，熔融造粒时1-10区的温度为：200℃-270℃-270℃-270℃-260℃-260℃-260℃-250℃-250℃-260℃，主机转速：40r/min，真空度小于等于-0.6MPa，得到透明抗静电PET材料。
对比例1
PET材料，由以下原料制成：PET树脂：89％、聚喹啉：3％、镀镍石墨纤维：2％、聚环氧乙烷：2％、纳米二氧化硅：3％、抗氧剂：0.5％、润滑剂：0.5％
抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，即为发基PETS；所述的PET树脂优选粘度在0.75-0.85dl/g，结晶度在45-55％，即仪征化纤的PET BG80；所述的聚喹啉、镀镍石墨纤维、聚环氧乙烷、纳米二氧化硅、抗氧剂、润滑剂都是市场上购买回来的。
制备过程参照实施例1。
对比例2
PET树脂：78％、导电碳黑：20％、抗氧剂：1％、润滑剂：1％
抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按1:1的比例混合添加；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，即为发基PETS；所述的PET树脂为粘度在0.75-0.85dl/g，结晶度在45-55％，即仪征化纤的PET BG80；所述的导电炭黑、抗氧剂、润滑剂都是市场上购买回来的。
制备过程参照实施例1。
对比例3
与实施例1不同之处在于：省略PVA可塑性抗静电母粒制备过程，直接采用PVA进行制备。
对比例4
与实施例1不同之处在于：相容剂选择单一相容剂；相容剂为乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯。
性能试验
性能测试标准：力学性能测试按照标准测试方法和条件进行测试，如拉伸强度和伸长率采用GB/T1040，弯曲强度和弯曲模量采用GB/T9341，冲击强度采用GB/T1843，表面电阻率采用ASTM D25793，雾度采用GB/T2410。
取实施例1-4和对比例1-4制得的PET材料进行性能测试，具体检测结果如表1所示：
由上表本发明所制得的材料性能测试结果表明：透明度通过雾度来体现透明度的好坏，雾度的数值越小，其透明度越好；在防静电方面，通过添加采用独特技术改性的复合PVA材料作为永久抗静电母粒，材料的表面电阻率在107到1010之间，明显优于对比例。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种透明抗静电PET材料，其特征在于，按照重量份计，其由如下原料制成：
PVA可塑性抗静电母粒 20份，PET树脂 69份，相容剂 10份，抗氧剂 0.5份，润滑剂 0.5份；
所述PVA可塑性抗静电母粒，按照重量份计，其由如下原料制成：
PVA 18.5份，甘油 15份，纯净水 65份，增稠剂1份，消泡剂 0.5份；
所述PVA可塑性抗静电母粒的制备方法包括：取各重量份的原料置于反应釜中，加热到95℃，搅拌速率为15转/分钟，搅拌时间为4小时，放入烘箱中用90℃烘烤，材料最终的含水量要控制在15-20％，用破碎机进行破碎；
所述PVA为分子量在1000-5000之间，醇解度80以上的PVA粉料；
所述甘油选自十聚甘油、四聚甘油中的一种或者两种；
所述纯净水为pH值在6-7的纯净水；
所述增稠剂选自原生玉米淀粉、阿拉伯胶、果胶、明胶、海藻胶、糊精中的一种或者几种；
所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅油、三烷基三聚氰胺、脂肪酸甘油脂中的一种或几种；
所述PET树脂为粘度在0.75-0.85dl/g，结晶度在45-55%之间的PET切片；
所述相容剂为阿科玛的AX-8900和佳易容的SOG-03按重量比1:1的比例复配使用。
2.根据权利要求1所述透明抗静电PET材料，其特征在于，所述PVA可塑性抗静电母粒通过以下步骤制备而成：
取各重量份的原料置于反应釜中，加热，搅拌均匀后，材料混合物经烘烤、破碎即得。
3.根据权利要求1所述透明抗静电PET材料，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]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯，为巴斯夫1010和168按重量比1:1的比例混合添加。
4.根据权利要求1所述透明抗静电PET材料，其特征在于，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
5.一种权利要求1-4任一项所述透明抗静电PET材料的制备方法，包括如下步骤：
将PET树脂、PVA可塑性抗静电母粒、相容剂、抗氧化剂、润滑剂按顺序投入混料机中，搅拌均匀，加入双螺杆挤出机中进行熔融造粒，得到透明抗静电PET材料。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的长径比为40:1；
所述双螺杆挤出机进行熔融造粒时1-10区的温度为：200℃-270℃-270℃-270℃-260℃-260℃-260℃-250℃-250℃-260℃，主机转速：40r/min，真空度小于等于-0.6MPa。
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CN109181238A (zh) * 2018-07-18 2019-01-11 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种抗菌抗静电pet复合材料及其制备方法

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