CN212555377U

CN212555377U - 一种高强度、高抗冲的热塑性聚酯层合体及其制品

Info

Publication number: CN212555377U
Application number: CN202020786869.4U
Authority: CN
Inventors: 梁庆洪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-05-13
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2021-02-19
Anticipated expiration: 2030-05-13

Abstract

本实用新型提供了一种高强度、高抗冲的热塑性聚酯层合体及其制品，其中高强度、高抗冲的热塑性聚酯层合体包含：a包含热塑性共聚酯片材的顶层和底层，和b包含涤纶织物的芯层；所述芯层位于所述顶层和所述底层之间，所述的热塑性共聚酯片材的熔点低于所述涤纶织物的熔点，所述熔点是通过示差扫描量热仪(DSC)方法测得。

Description

一种高强度、高抗冲的热塑性聚酯层合体及其制品

技术领域

本实用新型涉及一种高强度、高抗冲的热塑性聚酯层合体，特别涉及一种包含热塑性共聚酯片材的顶层和/或底层，和包含涤纶织物的芯层的热塑性聚酯层合体。

背景技术

随着消费水平的提高，人们的消费品要求更加美观和耐用。为此，一些新的材料，如被用于行李箱及体育用品的自增强材料被开发出来。

专利CN101027179B公开了一种采用聚丙烯自增强材料制造的行李箱外壳，其具有重量轻，耐冲击的优势。

专利CN109421352A披露了一种采用聚碳酸酯片材和芳纶织物通过热塑性聚氨酯粘结膜通过热压制造的热塑性层合体，及其制造的行李箱壳体及体育用品。该发明采用热塑性聚氨酯作为聚碳酸酯片材与芳纶织物的粘结层，虽然解决了聚碳酸酯片材与芳纶织物的粘结问题，但该材料结构组成复杂，难于回收。

同时，上述自增强材料和聚碳酸酯/芳纶织物层合体材料制造成本较高，不利于大规模的推广利用。

发明内容

本实用新型提供一种具有低成本且极易回收的新的热塑性聚酯层合体，有利于大规模推广。

本实用新型提供了一种高强度、高抗冲的热塑性聚酯层合体，包含：

a包含热塑性共聚酯片材的顶层和底层，和

b包含涤纶织物的芯层；

所述芯层位于所述顶层和所述底层之间。

所述的热塑性共聚酯片材的熔点低于所述涤纶织物的熔点，所述熔点是通过示差扫描量热仪(DSC)方法测得。

优选地，所述顶层和底层可以为相同的热塑性共聚酯片材，也可以为不同的热塑性共聚酯片材。

本申请的“不同的热塑性共聚酯片材”可以指由不同的基质材料构成的不同的热塑性共聚酯片材，也可以指由同种基质材料构成的，但其厚度不同的热塑性共聚酯片材。

优选地，所述的热塑性共聚酯片材的熔点比所述涤纶织物的熔点至少低10℃，更优选地，所述的热塑性共聚酯片材的熔点比所述涤纶织物的熔点至少低15℃。

优选地，所述的热塑性共聚酯是由二元羧酸和两种或两种以上的二元醇共聚而成；所述的二元羧酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二酸的一种或几种，所述的二元醇为碳原子数量为2-12的脂肪族二元醇；所述的脂肪族二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇和环烷二醇中的一种或几种；所述的环烷二醇为1，4-环己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基1， 3-环丁二醇中的一种或几种。所述的热塑性共聚酯可以通过相应的二元酸和二元醇直接缩聚而成，也可以由其相应的羧酸酯通过酯交换聚合而成。优选地，所述的热塑性共聚酯是具有 10000～60000g/mol的重均分子量(Mw)的注塑级或挤出级聚合物。

热塑性共聚酯片材的制备：

本实用新型的热塑性共聚酯可以采用市场上已经商用化的产品，如购自伊斯曼(EASTMAN)的

和

树脂或韩国SK的

树脂。上述热塑性共聚酯粒料在70～80℃烘 2～8小时，然后通过流延或挤出方法制造热塑性共聚酯的片材。

所述的共聚酯片材中可以添加有各种助剂，例如阻燃剂、抗氧剂、紫外光稳定剂、着色剂等。

本实用新型所指的阻燃剂并不受限制，可以是专业人士所选择的阻燃剂例如溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂或其复配阻燃体系。

本实用新型所述的抗氧剂是指聚酯所能采用的抗氧剂体系如酚类抗氧剂、亚磷酸酯或磷酸酯类抗氧剂等。

本实用新型的光稳剂为一些能够提高热塑性聚酯片材在光照下稳定性的一些紫外光吸收剂例如受阻胺类光稳剂等。

本实用新型所指的着色剂为热塑性聚酯片材获得一定颜色的助剂例如钛白粉、氧化锌、炭黑、氧化铁、铬黄等无机颜料，也可以为诸如蒽醌等有机颜料。

优选地，所述的热塑性共聚酯片材的厚度为0.1～10mm,优选为0.2～8mm，更优选为 0.4～6mm。所述的热塑性共聚酯片材通过挤出或流延的方法获得。所述的热塑性共聚酯片材的熔点低于240℃。

涤纶织物：

所述涤纶织物可以通过连续涤纶纤维长丝经编织而成。涤纶纤维是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂经熔融纺丝得到。所述涤纶的熔点为250～270℃，优选为255～265℃。采用PET纤维的一个优势是PET树脂原料可以进行染色，可以纺丝成不同颜色的纤维长丝，通过编制可以得到色彩亮丽的涤纶织物，提高产品的美观性。另外，PET树脂价格低廉，从而纤维织物的成本大大降低，有利于降低整个层合体的成本。织物可以直接由涤纶长丝自行编织而成，也可以直接市场上采购。由于市场可提供涤纶纤维或织物的供应商很多，本实用新型不限定涤纶纤维或织物的品牌。

所述的涤纶织物的编织形式不受限制，所述的涤纶织物可以为平纹布、斜纹布、缎纹布、网眼布、单向布、无纺布中的一种或几种。优选地，所述的涤纶织物的面密度为 20～1000g/m²，优选地为60～800g/m²，更优选地为80～600g/m²。所述涤纶织物的熔点为 250～270℃，优选为255～265℃。

在本实用新型中，所述涤纶织物是织造织物、多层单向织物或无纺布。如本说明书中所用，术语“无纺布”是指经由多根无规取向的短切纤维或短纤维形成的其它任何织物结构，包括毡、垫以及其它结构。

如本说明书中所用，术语“共聚物”是指包含由两种或多种共聚单体共聚所得到的共聚单元的聚合物。“二聚物”是指基本上由两种共聚单体衍生的单元组成的聚合物，并且“三聚物”是指基本上由三种共聚单体衍生的单元组成的共聚物。

如本说明书中所用，术语“纤维”(fiber)的定义是相对柔韧的伸长的物体，其具有长度与垂直于该长度的横截面的宽度的高比率。纤维横截面可以是任何形状，例如圆形、扁平形或椭圆形，但通常为圆形。纤维横截面可以是实心的或空心的，优选实心的。在本说明书中，术语“长丝”或“连续长丝”与术语“纤维”可以互换使用。单纤维可以仅由一根长丝形成或者由多根长丝形成。

本实用新型还公开了一种制备热塑性聚酯层合体的方法，可以通过热压机热压成型，也可以通过连续双带机热压成型。所述热压成型的加工温度要高于共聚酯的熔融温度，而低于涤纶的熔融温度，以保持涤纶织物不被熔融而保持其良好的力学性能。所述的熔融温度，通过示差扫描量热仪(DSC)方法测得。

将热塑性共聚酯片材与涤纶织物按照图示的方式进行叠加即从上到下依次为热塑性共聚酯片材/涤纶织物/热塑性共聚酯片材，放入到设定好温度的(平板)热压机之中，(平板)热压机的温度一般设定为高于热塑性共聚酯片材的熔融温度而低于涤纶织物的熔融温度，根据所采用热塑性共聚酯的不同，温度一般设定为180～250℃。然后在一定的压力下加压，压力一般设定为0.1～5MPa或0.5～3MPa，保压时间一般为30～1200秒或为60～600秒。然后，放入平板冷却压机冷却。

如果采用连续双带热压机制造，连续双带热压机的温度设定在热塑性共聚酯片材的熔融温度以上，涤纶织物熔融温度以下，压力设定为0.2～5MPa，优选为0.5～2MPa,通过连续移动的方式得到热塑性聚酯层合体。

本实用新型还公开了一种制品，是由所述的热塑性聚酯层合体制备而成。所述的制品可以是箱包的壳体、头盔、护膝、腰封、滑雪板、航空箱体、汽车的内、外饰件、手机壳、平板电脑外壳中的任意一种。

如本说明书中所用，“由......制备”这一术语与术语“包含”同义。如本说明书中所用，术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或它们的任何其它变型旨在于覆盖非排他性的包含物。例如，包含一系列要素的组合物、工艺、方法、制品或仪器不一定仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或者是这种组合物、工艺、方法、制品或仪器所固有的其它要素。

如本说明书中所用，“由......组成”不包括任何未指明的要素、步骤或成分。如果是在权利要求书中，除了通常与其伴随的杂质之外，这种连接词将使权利要求书封闭至所列举的材料。当“由......组成”这一短语出现在权利要求书的特征部分的从句中而不是紧接着前序部分时，其仅仅限制在该从句中所列出的要素；其它要素并不排除于权利要求书的整体之外。

术语“包含”包括由“基本上由......组成”与“由......组成”的术语涵盖的实施方案。类似地，术语“基本上由......组成”包括术语“由...组成”涵盖的实施方案。

术语“熔点”或“熔融温度”是指发生熔融的温度，通过示差扫描量热仪(DSC)方法测得。

本实用新型相对比于其他材料具有明显的优势，由于芯材和外层(包括顶层和底层)的片材均为热塑性聚酯，两者之间具有非常好的粘结性，不需要特殊的粘结层和对纤维织物表面进行处理，这有利于降低材料的制造成本，同时，该材料的芯层与外层均为热塑性聚酯的材料，特别是芯材为可熔融的的涤纶材料，很容易实现边角料和制件材料的回收利用。

附图说明

附图1是本实用新型的热塑性聚酯层合体的侧视图的示意图。

本实用新型的热塑性聚酯层合体由顶层热塑性共聚酯片材11和芯层涤纶织物22及底层热塑性共聚酯片材33构成。

具体实施方式

以下以具体实施例来阐述本实用新型：

实施例1

热塑性共聚酯片材的制造：将采购的EASTMAN的共聚酯PETG

AN004粒料在烘箱中70℃烘3小时，然后在挤出流延机挤出流延0.6mm厚的PETG的片材，流延的挤出温度为240℃。

层合体的制造：将流延好的的0.6mm的片材裁成300*300mm的片，将340g/m²涤纶平纹编织布置于两片裁好的PETG片材中间，将叠放好的材料放置于模具中，在平板热压机进行热压，平板热压机的加热温度为240℃，压力设定为1MPa，保压120秒钟，然后将模具至于冷却压机中进行冷却。冷却压机采用水冷。冷却至室温，开模，即可得到PETG/涤纶纤维织物的层合体片材。

实施例2

热塑性共聚酯片材的制造：

将采购的EASTMAN的共聚酯PCTA

DS1900HF粒料在烘箱中70℃烘4 小时，然后在通过平板挤出模头挤出1.2mm厚的PCTA的片材，挤出机为230℃。得到 1.2mm厚的PCTA片材。

层合体的制造：

将挤好的1.2mm的片材裁成300*2000mm的片，将600g/m2涤纶斜纹编织布置于两片裁好的PCTA片材中间，利用双钢带连续复合机(购自南京铭客传动系统有限公司)连续热压成型。连续双钢带机是前端加热，后端冷却，这样材料可以连续进行热压、冷却定型，提高生产效率。连续双钢带机加热段的温度设定为230℃，压力设定为0.8MPa,速度为1m/分钟。可得到PCTA/涤纶层合体。

实施例3

热塑性共聚酯片材的制造：

将采购的SK的共聚酯PETG

K2012粒料在烘箱中80℃烘6小时，然后在挤出流延机挤出流延0.4mm厚的PETG的片材，流延的挤出温度为240℃。

层合体的制造：

将挤出号的0.4mm的片材裁成300*2000mm的片，将300g/m2涤纶网眼编织布置于两片裁好的PETG片材中间，利用双特氟龙带连续复合机(购自上海国塑机械设备限公司)连续热压成型。连续双特氟龙带机是前端加热，后端冷却，这样材料可以连续进行热压、冷却定型，提高生产效率。连续双特氟龙带机加热段的温度设定为240℃，压力设定为0.8MPa, 速度为1.5m/分钟。可得到PETG/涤纶层合体。

上述实施例得到的层合体的性能为：

由以上数据可以看到，本实用新型的方法得到的层合体和纯的树脂材料相比，在冲击性和拉伸性能的得到巨大的改善，同时热塑性共聚酯片材与涤纶织物具有很好的浸润性和粘结性，有的材料已经完全融合在一起，无法进行剥离实验。本实用新型材料的特性可以很好的应用到箱包的壳体、头盔、护膝、腰封、滑雪板、航空箱体、汽车的内、外饰件、手机壳、平板电脑外壳等领域。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高强度、高抗冲的热塑性聚酯层合体，其特征是，包含：

a包含热塑性共聚酯片材的顶层和底层，和

b包含涤纶织物的芯层；

所述芯层位于所述顶层和所述底层之间。

2.根据权利要求1所述的热塑性聚酯层合体，其特征是，所述的热塑性共聚酯片材的熔点比所述涤纶织物的熔点至少低10℃，所述熔点通过示差扫描量热仪(DSC)方法测得。

3.根据权利要求1所述的热塑性聚酯层合体，其特征是，所述的热塑性共聚酯片材的熔点比所述涤纶织物的熔点至少低15℃，所述熔点通过示差扫描量热仪(DSC)方法测得。

4.根据权利要求1所述的热塑性聚酯层合体，其特征是，所述的涤纶织物是由连续涤纶丝编织而成。

5.根据权利要求1所述的热塑性聚酯层合体，其特征是，所述的涤纶织物可以为平纹布、斜纹布、缎纹布、网眼布、单向布、无纺布中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的热塑性聚酯层合体，其特征是，所述的涤纶织物的面密度为20～800g/m²。

7.根据权利要求1所述的热塑性聚酯层合体，其特征是，所述的热塑性共聚酯的片材的厚度为0.1～10mm。

8.一种制品，其特征是，是由权利要求1所述的热塑性聚酯层合体制备而成。