TWI804197B - 波哥特環保材料製造方法 - Google Patents

Abstract

一種波哥特環保材料製造方法，其包含有：第一次聚合、第二次聚合與造粒，其中：第一次聚合是以對苯二甲酸乙二醇酯為主料，該對苯二甲酸乙二醇酯添加滑劑做為助劑，將醋酸甘油酯一同加入一高速粉練攪拌機中攪拌均勻進行聚合而得到半成品；第二次聚合是將第一次聚合產生的半成品再加入擴鏈劑以改變黏度、滑劑、成核劑在一拌料桶中一起攪拌進行第二次聚合得到成品；造粒是將第二次聚合後的產物進入一單螺桿之造粒機完成混練，由造粒機擠出後，經由鍊條帶動透過空氣冷卻後，進行切粒後完成造粒，得到所述波哥特環保材料。

Description

波哥特環保材料製造方法

本發明係有關於一種波哥特環保材料製造方法，尤指一種用於製造耐高溫且耐衝擊之環保材料的方法。

按，使用高分子材料做為器皿使用已是大宗，高分子材料的聚合物比起金屬材料不需在意攝入重金屬的問題，且聚合物藉由射出成形的方式製做器皿產品不僅產量大、快速且成本低廉，塑膠即為經典常用於生活中的聚合物，提煉自原油的塑膠可製成塑膠袋與塑膠餐盤，且成本低廉可一次使用即丟棄，然而，塑膠於高溫下可能會釋放毒素或塑化劑，可能會對人體造成永久性的傷害，且原油為有限的資源，可能有生之年將會耗盡，尋找無毒、無塑化劑且環保可回收的替代方案勢在必行。

因此，吾人從事材料研發工作多時，談到對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Glycol Terephthalate)的射出產品，此材料為聚酯類的共聚物，其原有物性具備無毒、無塑化劑、無重金屬的優良特性，但本身容易吸水受潮，其原有物性容易因此下降，使其做為產品時使用的期限縮短，並且容易破碎，若能將其改性，便能使其廣泛應用於生活器具中。

故本發明人即有鑑於此，乃思及發明的意念，遂以多年的經驗加以設計，經多方探討並試作樣品試驗，及多次修正改良，乃推出本發明。

本發明之主要目的係在提供一種波哥特環保材料製造方法，以改性對苯二甲酸乙二醇酯，使其具備耐高溫、耐水解、耐衝擊的特性。

本發明之波哥特環保材料製造方法，其方法步驟包含有：第一次聚合、第二次聚合與造粒，其中：第一次聚合是以對苯二甲酸乙二醇酯為主料，該對苯二甲酸乙二醇酯添加滑劑做為助劑以提升其熔體流動速率，將醋酸甘油酯一同加入一高速粉練攪拌機中攪拌均勻進行聚合而得到半成品，以醋酸甘油酯改變密度及耐衝擊；第二次聚合是將第一次聚合產生的半成品再加入擴鏈劑以改變黏度、滑劑以增加熔體流動速率、成核劑在一拌料桶中一起攪拌進行第二次聚合得到成品；造粒是將第二次聚合後的產物進入一單螺桿之造粒機完成混練，之後不進行剪切而是在粉練均勻後，由造粒機擠出，經由鍊條帶動透過空氣冷卻，進行切粒後完成造粒，得到所述波哥特環保材料，因有加入滑劑做為助劑，會變為親水性的原料而不能以水切方式進行造粒，以避免影響後續乾燥結晶的製程。

較佳地，第一次聚合所述添加的醋酸甘油酯其質量比例係1到2%之間，藉由將1到2%的醋酸甘油酯加入對苯二甲酸乙二醇酯中可令其密度分散而達到所需的軟硬度，並提高耐曲折的次數，因而有耐摔衝擊的效果。

較佳地，第一次聚合所述添加的滑劑其質量比例係2到3%之間，由於對苯二甲酸乙二醇酯的熔體流動速率(MI值)在4到8之間，藉由加入2到3%的滑劑做為助劑可將對苯二甲酸乙二醇酯改性而將其熔體流動速率提升至35到40之間。

較佳地，第二次聚合所述添加的擴鏈劑其質量比例係0.3到0.5%之間，該半成品之黏度(IV值)在6到7dl/g，藉由加入0.3%到0.5%的擴鏈劑提升聚合過程中所產生密度的變化，而達到令成品黏度增加到約7-7.5dl/g的效果。

較佳地，造粒係在高於260℃到270℃的環境中完成混練。

較佳地，第二次聚合所述添加的成核劑係PEG(聚乙醇和環氧乙烷的聚合物)，成核劑與醋酸甘油酯形成之共聚物與許多有機物有良好的相容性，成核劑其質量比例係1到2%之間，醋酸甘油酯與成核劑的共聚物可改變分子將其細化，所以可使對苯二甲酸乙二醇酯的基性改變，使其在結晶過程中能快速結晶，因此使對苯二甲酸乙二醇酯表面和滑劑交聯後呈高透光性而更加光滑且提高熱變形溫度，更耐高溫，並且更能增加波哥特環保材料的透明度。

較佳地，所述波哥特環保材料更加入有高光油脂使其表面達到光亮並有耐刮磨損的效果，高光油脂是由粉體矽利康、PEWS與高光礦石粉配製而成。

較佳地，所述波哥特環保材料更加入有硬脂酸與矽粉的混合物以加速其流速提升，令所述波哥特環保材料在射出機中能快速到位入模具中，減少射出成形的所需時間，而可達到節能之效果，減輕設備和產品 的損耗力。

較佳地，所述滑劑是PEWS。

本發明之波哥特環保材料製造方法，將對苯二甲酸乙二醇酯改性成為耐高溫、耐水解、耐衝擊的波哥特環保材料，利用波哥特環保材料可達到回收再製、節能減碳的環保效果。

本發明部分：

(10):高速粉練攪拌機

(20):拌料桶

(30):造粒機

(A10):對苯二甲酸乙二醇酯

(A11):滑劑

(A20):醋酸甘油酯

(A30):擴鏈劑

(A40):成核劑

(A50):波哥特環保材料

(S10):第一次聚合

(S20):第二次聚合

(S30):造粒

〔第1圖〕係本發明之製作方法流程圖。

〔第2圖〕係本發明之高速粉練攪拌機進行第一次聚合示意圖。

〔第3圖〕係本發明之拌料桶進行第二次聚合示意圖。

〔第4圖〕係本發明之造粒機進行造粒製作波哥特環保材料示意圖。

為使 貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如後：先請由第1圖所示觀之，本發明提供一種波哥特環保材料製造方法，其方法步驟包含有：第一次聚合(S10)、第二次聚合(S20)與造粒(S30)，其中：由第1圖與第2圖所示觀之，第一次聚合(S10)是以對苯二甲酸乙二醇酯(A10)為主料，該對苯二甲酸乙二醇酯(A10)添加滑劑(A11)做為助劑以提升其熔體流動速率，將醋酸甘油酯(A20)一同加入一高速粉練攪拌機(10) 中攪拌均勻進行聚合而得到半成品，以醋酸甘油酯(A20)改變密度及耐衝擊。

由第1圖與第3圖所示觀之，第二次聚合(S20)是將第一次聚合(S10)產生的半成品再加入擴鏈劑(A30)以改變黏度、滑劑(A11)以增加熔體流動速率、成核劑(A40)在一拌料桶(20)中一起攪拌進行第二次聚合得到成品。

由第1圖與第4圖所示觀之，造粒(S30)是將第二次聚合(S20)後的成品進入一單螺桿之造粒機(30)完成混練，之後不進行剪切而是在粉練均勻後，由造粒機(30)擠出，經由鍊條帶動透過空氣冷卻，進行切粒後完成造粒(S30)，得到一波哥特環保材料(A50)，因有加入滑劑(A11)做為助劑，會變為親水性的原料而不能以水切方式進行造粒(S30)，以避免影響後續乾燥結晶的製程。

本發明提供一種波哥特環保材料製造方法，其中，第一次聚合(S10)所述添加的醋酸甘油酯(A20)其質量比例係1到2%之間，藉由將1到2%的醋酸甘油酯(A20)加入對苯二甲酸乙二醇酯(A10)中可令其密度分散而達到所需的軟硬度，並提高耐曲折的次數，因而有耐摔衝擊的效果。

本發明提供一種波哥特環保材料製造方法，其中，第一次聚合(S10)所述添加的滑劑(A11)其質量比例係2到3%之間，由於對苯二甲酸乙二醇酯(A10)的熔體流動速率(MI值)在4到8之間，藉由加入2到3%的滑劑(A11)做為助劑可將對苯二甲酸乙二醇酯(A10)改性而將其熔體流動速率提升至35到40之間，熔體流動速率的提升利於用在射出成形製程當中。

本發明提供一種波哥特環保材料製造方法，其中，第二次聚合(S20)所述添加的擴鏈劑(A30)其質量比例係0.3到0.5%之間，該半成品之黏度(IV值)在6到7dl/g之間，藉由加入0.3%到0.5%的擴鏈劑(A30)提升聚合過程 中所產生密度的變化，而達到令成品黏度增加到約7到7.5dl/g之間的效果。

本發明提供一種波哥特環保材料製造方法，其中，造粒(S30)係在高於260℃到270℃的環境中完成混練。

本發明提供一種波哥特環保材料製造方法，其中，第二次聚合(S20)所述添加的成核劑(A40)係PEG(聚乙醇和環氧乙烷的聚合物)，成核劑(A40)與醋酸甘油酯(A20)形成之共聚物與許多有機物有良好的相容性，成核劑(A40)其質量比例係1到2%之間，醋酸甘油酯(A20)與成核劑(A40)的共聚物可改變分子將其細化，所以可使對苯二甲酸乙二醇酯(A10)的基性改變，使其在結晶過程中能快速結晶，因此使對苯二甲酸乙二醇酯(A10)表面和滑劑(A11)交聯後呈高透光性而更加光滑且提高熱變形溫度，更耐高溫，並且更能增加波哥特環保材料(A50)的透明度。

本發明提供一種波哥特環保材料製造方法，其中，所述波哥特環保材料(A50)更加入有高光油脂使其表面達到光亮並有耐刮磨損的效果，高光油脂是由粉體矽利康、PEWS與高光礦石粉配製而成，PEW為固態臘，由植物萃取而成，是一種幫助流動性好，比較不沾粘模具的助劑。

本發明提供一種波哥特環保材料製造方法，其中，所述波哥特環保材料(A50)更加入有硬脂酸與矽粉的混合物以加速其流速提升，令所述波哥特環保材料(A50)在射出機中能快速到位入模具中，減少射出成形的所需時間，而可達到節能之效果，減輕設備和產品的損耗力。

本發明提供一種波哥特環保材料製造方法，其中，所述滑劑(A11)是PEWS，PEW為固態臘，由植物萃取而成，是一種幫助流動性好，比較不沾粘模具的助劑。

藉由上述波哥特環保材料製造方法具有下列之優點：(一)波哥特環保材質是由對苯二甲酸乙二醇酯(A10)製成的射出產品，此主材料為聚酯類的共聚物，其原有物性具備無毒、無塑化劑、無重金屬的優良特性，但本身容易吸水受潮，原來的物性容易下降，使其產品使用期限縮短，並容易破碎，為發揮其原有物性而將其改性，使其能廣泛的應用於生活器具中，由其餐盤、文具、工業用的收納盤，且因其能回收再製成其他農用包裝產品而達到循環經濟節能減碳的環保效果；(二)藉由上述波哥特環保材料製造方法以擴鏈劑(A30)調適原來的對苯二甲酸乙二醇酯(A10)的黏度(IV值)，以滑劑(A11)做為助劑提高其溶解流體速率(MI值)，並且提高其玻璃轉化溫度(TG點)，以及使用醋酸甘油酯(A20)分散均勻其密度，而使其改性成耐高溫、耐水解、耐衝擊、光降解的材料，而達到產品所需的生產及使用條件；(三)經由波哥特環保材料製造方法改性製成的波哥特環保材質有耐高溫(80℃-150℃)的特性，適用於端熱食，可微波，且其導熱慢、光滑度優、耐衝擊、好清洗，且不易破裂，可回收再利用達到減塑之功效，是一種減碳節能的優良環保材料。

唯以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍；即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

(10):高速粉練攪拌機

(20):拌料桶

(30):造粒機

(A10):對苯二甲酸乙二醇酯

(A11):滑劑

(A20):醋酸甘油酯

(A30):擴鏈劑

(A40):成核劑

(S10):第一次聚合

(S20):第二次聚合

(S30):造粒

Claims (5)

1. 一種波哥特環保材料製造方法，其方法步驟包含有：第一次聚合、第二次聚合與造粒，其中：第一次聚合是以對苯二甲酸乙二醇酯為主料，該對苯二甲酸乙二醇酯添加滑劑做為助劑以提升其熔體流動速率，將醋酸甘油酯一同加入一高速粉練攪拌機中攪拌均勻進行聚合而得到半成品，以醋酸甘油酯改變密度及耐衝擊，第一次聚合所述添加的醋酸甘油酯其質量比例係1到2%之間，第一次聚合所述添加的滑劑其質量比例係2到3%之間；第二次聚合是將第一次聚合產生的半成品再加入擴鏈劑以改變黏度、滑劑以增加熔體流動速率、成核劑在一拌料桶中一起攪拌進行第二次聚合得到成品，第二次聚合所述添加的擴鏈劑其質量比例係0.3到0.5%之間，第二次聚合所述添加的成核劑係PEG(聚乙醇和環氧乙烷的聚合物)，成核劑與醋酸甘油酯形成之共聚物與許多有機物有良好的相容性，成核劑其質量比例係1到2%之間；造粒是將第二次聚合後的成品進入一單螺桿之造粒機完成混練，之後不進行剪切而是在粉練均勻後，由造粒機擠出，經由鍊條帶動透過空氣冷卻，進行切粒後完成造粒，得到一波哥特環保材料，因有加入滑劑做為助劑，會變為親水性的原料而不能以水切方式進行造粒，以避免影響後續乾燥結晶的製程。
2. 如請求項1所述之波哥特環保材料製造方法，其中，造粒係在高於260℃到270℃的環境中完成混練。
3. 如請求項1所述之波哥特環保材料製造方法，其中，所述波哥特環保材料更加入有高光油脂使其表面達到光亮並有耐刮磨損的效 果，高光油脂是由粉體矽利康、PEWS與高光礦石粉配製而成，PEW為固態臘，由植物萃取而成。
4. 如請求項1所述之波哥特環保材料製造方法，其中，所述波哥特環保材料更加入有硬脂酸與矽粉的混合物以加速其流速提升，令所述波哥特環保材料在射出機中能快速到位入模具中，減少射出成形的所需時間，而可達到節能之效果，減輕設備和產品的損耗力。
5. 如請求項1所述之波哥特環保材料製造方法，其中，所述滑劑是PEWS，PEW為固態臘，由植物萃取而成。

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