CN101857716A - 聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物及制备方法 - Google Patents
聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物及制备方法，该组合物包括以下组分及含量(wt％)：废旧聚碳酸酯树脂(PC)60-75、废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)20-30、冲击改性剂4-15、扩链剂0.5-1.5、加工助剂0.1-1.5，使用扩链剂对废旧PC、废旧PET进行扩链造粒，然后将扩链后的PC、PET、冲击改性剂及加工助剂在高速混合器中预混后通过双螺杆挤出机熔融挤出，最后冷却造粒得到产品。本发明制备工艺合理，通过对废旧PC料、废旧PET料进行扩链，再用合金化技术进行改性，具有优异性能的同时其生产周期和成本更低，整个过程更为环保、并具有更佳的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种高分子树脂组合物及制备方法，尤其是涉及一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物及制备方法。
背景技术
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂被广泛用来生产PET瓶、PET膜等。随着人类生活水平提高，大量使用这些PET瓶、PET膜并在使用后被废弃，从而造成严重的环境污染。从节能、环保角度出发，欧美等发达国家对于PET树脂回收利用进行了许多研究和开发，国内最近几年也开始这方面研究和开发。PET的回收利用方法很多，1)通过醇解、水解、酸解等方法把PET废料树脂裂解成低分子化合物，作为聚合原料、纺丝或生产热熔胶、涂料和不饱和聚酯树脂等使用用途。2)直接将PET废料树脂直接粉碎后添加到新料中使用。3)将PET废料树脂粉碎，然后通过简单扩链增强进行改性制备一些低附加值的产品，如CN1887958A描述使用回收PET为基体通过扩链、阻燃、增强改性制备得到PET阻燃增强复合材料。4)通过选择性溶解从而提纯使用，如US436078描述将PET瓶等废料树脂通过溶剂进行选择性溶解分离回收，再与新料混合提高分子量作为原料使用。
PC(聚碳酸酯)树脂被广泛地用来生产PC饮水桶、PC阳光板、PC光盘等，废弃后也同样很容易造成严重的环境污染。从节能、环保角度出发，欧美等发达国家同样对于PC树脂回收利用进行了许多研究和开发，国内最近几年也开始这方面研究和开发。PC的回收利用方法也很多：1)通过醇解、水解、酸解等方法把PC废料树脂裂解成低分子化合物或者单体，作为聚合原料等使用，如WO03/035592描述一种将芳香族聚碳酸酯裂解的方法。2)直接将PC废料树脂直接粉碎后添加到新料中使用。3)将PC废料树脂粉碎，然后通过简单扩链增强进行改性制备一些低附加值的产品。4)通过选择性溶解从而提纯使用，如CN1233625A描述通过选择性溶解提纯得到回收PC，直接使用。
从上面一些方案中可以看出，1)通过醇解、水解、酸解等裂解的方法可以使材料更为纯净，但是存在成本投入大，在裂解过程中产生的溶剂等废弃物大量排放仍会严重污染环境，经济效益不高；2)通过直接粉碎使用，比较环保，但是材料性能不能很好的得到保证，影响后期使用，只能用于低端产品，经济效益不佳；3)通过粉碎、扩链增强等简单改性同样存在产品性能一般，只能用于一些低端领域，附加值低。4)选择性溶解提纯，这种方案同样存在废弃物大量排放，且在提纯过程中会有一定分子量降低，从而影响其后期使用。
本发明主要是通过分别对废旧PC料、废旧PET料进行扩链，然后把这两种废旧料通过合金化技术进行改性，从而获得一种能用于汽车部件、家用电器等领域的机械性能和加工性能优异的PC/PET recycled料，本发明其具有优异性能的同时其生产周期和成本更低，整个过程更为环保、并具有更佳的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种制备工艺合理、生产周期和成本更低的聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物及制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分及含量(wt％)：
废旧聚碳酸酯树脂(PC) 60-75；
废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 20-30；
冲击改性剂 4-15；
扩链剂 0.5-1.5；
加工助剂 0.1-1.5。
所述的废旧聚碳酸酯树脂来源于消费市场，包括回收的PC饮水桶、PC板材或PC光盘，需经彻底清洗破碎。
所述的废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂来源于消费市场，包括回收的PET瓶胚，需经彻底清洗破碎。
所述的冲击改性剂选自ABS、MBS、本体ABS、ACR、ASA或AES中的一种或几种，优选ACR冲击改性剂。
所述的扩链剂为含甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的聚合物。
所述的含甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的聚合物为芳香族乙烯基单体、丙烯腈系单体和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)共聚而成的三元共聚物。
所述的加工助剂选自润滑剂、抗氧剂、酯交换抑制剂、脱模剂或着色剂中的一种或几种。
所述的润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯或聚乙烯蜡，所述的抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂，所述的酯交换抑制剂包括亚磷酸酯类化合物，所述的脱模剂包括硅酮粉脱模剂，所述的着色剂包括炭黑、Fe2O3红或TiO2。
一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量(wt％)准备原料：
废旧聚碳酸酯树脂(PC) 60-75，
废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 20-30，
冲击改性剂 4-15，
扩链剂 0.5-1.5，
加工助剂 0.1-1.5；
(2)使用扩链剂对废旧聚碳酸酯(PC)、废旧对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行扩链造粒，然后将扩链后的PC、PET与冲击改性剂及加工助剂按配比在高速混合器中预混3-10min，将得到的预混料通过双螺杆挤出机，在230-300℃下进行熔融挤出，最后冷却造粒得到聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物。
与现有技术相比，本发明制备工艺合理，通过分别对废旧PC料、废旧PET料进行扩链，再用合金化技术进行改性，从而获得一种能用于汽车部件、家用电器等领域的机械性能和加工性能优异的PC/PET recycled料，本发明其具有优异性能的同时其生产周期和成本更低，整个过程更为环保、并具有更佳的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1-4
一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)材料组成
组分A：废旧聚碳酸酯(PC)，来自消费市场回收的PC饮水桶和PC板材，经彻底清洗后破碎；
组分B：废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，来自消费市场回收的PET瓶，经彻底清洗后破碎；
组分C：冲击改性剂EXL2691A，来自Rohmhaas；
组分D：扩链剂SAN-g-GMA，其中GMA含量为5％，分子量为50000，自制；
组分E：加工助剂，包括润滑剂季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、亚磷酸酯类抗氧剂IRGAFOS
168、受阻酚IRGANOX245、亚磷酸三苯酯(TPP-i)和硅酮类脱模剂道康宁MB-50，其重量比为2∶2∶2∶1∶1，各组分的含量如表1所示。
(2)使用扩链剂对废旧聚碳酸酯(PC)、废旧对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行扩链造粒，然后将扩链后的PC、PET与冲击改性剂及加工助剂按配比在高速混合器中预混5min，将得到的预混料通过双螺杆挤出机，在270℃下进行熔融挤出，最后冷却造粒得到聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物。
对比例1-2
(1)材料组成
组分A：废旧聚碳酸酯(PC)，来自消费市场回收的PC饮水桶和PC板材，经彻底清洗后破碎；
组分B：废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，来自消费市场回收的PET瓶，经彻底清洗后破碎；
组分C：冲击改性剂EXL2691A，来自Rohmhaas；各组分的含量如表1所示。
(2)使用扩链剂对废旧聚碳酸酯(PC)、废旧对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行扩链造粒，然后将扩链后的PC、PET与冲击改性剂及加工助剂按配比在高速混合器中预混5min，将得到的预混料通过双螺杆挤出机，在270℃下进行熔融挤出，最后冷却造粒得到对比材料。
表1
| 组分(kg) | 对比例1 | 对比例2 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 组分A | 60 | 60 | 60 | 75 | 65 | 60 |
| 组分B | 40 | 30 | 30 | 20 | 25 | 25 |
| 组分(kg) | 对比例1 | 对比例2 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 组分C | / | 10 | 10 | 5 | 10 | 15 |
| 组分D | / | / | 1.0 | 1.0 | 1.5 | 0.5 |
| 组分E | / | / | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
性能测试
使用海天注塑机进行注射各类测试样条和色板。
拉伸测试：按照ISO527标准测试，拉伸速度为50mm/min；
弯曲强度和弯曲模量：按照ISO178标准测试，速度2mm/min，跨距64mm；
Izod冲击强度：按照ISO180标准测试，23℃；
Vicat软化温度：按照ISO306标准测试，5Kg，50℃/h。
MFR：按照ISO1183测试，260℃，5Kg。
实施例及对比例所得产品的测试结果如表2所示。
表2
| 测试项目 | 对比例1 | 对比例2 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 拉伸强度(Mpa) | 60.4 | 55.2 | 58.5 | 65.7 | 60.2 | 56.5 |
| 弯曲模量(Mpa) | 1916 | 1884 | 2041 | 2315 | 2110 | 1989 |
| Izod冲击强度(KJ/m2) | 16.1 | 25.3 | 45.6 | 51.0 | 52.1 | 55.6 |
| Vicat软化温度(℃) | 119.5 | 116.4 | 124.4 | 134.0 | 130.9 | 122.8 |
| MFR(g/10min) | 105.6 | 95.3 | 41.0 | 22.1 | 33.2 | 45.2 |
从对比例和实施例的一系列对比数据可以看出，通过对废旧PC、废旧PET进行扩链，然后通过合金化技术改性后，材料MFR更为稳定，说明通过以上技术的运用很好地控制废旧PC、PET的降解，并通过扩链适当提高材料的分子量，从而使PC/PET合金的耐热、冲击等性能都有大幅度改善，能被作为高性能材料应用于汽车、家电等领域。
实施例5
一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量准备原料：废旧聚碳酸酯树脂(PC)60kg、废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)30kg、冲击改性剂4kg、扩链剂0.5kg、加工助剂0.1kg，其中废旧聚碳酸酯树脂来源于消费市场，为回收的PC饮水桶，并经彻底清洗破碎，废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂来源于消费市场，为回收的PET膜并经彻底清洗破碎，冲击改性剂为本体ABS，扩链剂为芳香族乙烯基单体、丙烯腈系单体和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)共聚而成的三元共聚物，加工助剂为润滑剂季戊四醇硬脂酸酯及抗氧剂168，重量比为1∶2；
(2)使用扩链剂对废旧聚碳酸酯(PC)、废旧对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行扩链造粒，然后将扩链后的PC、PET与冲击改性剂及加工助剂按配比在高速混合器中预混3min，将得到的预混料通过双螺杆挤出机，在300℃下进行熔融挤出，最后冷却造粒得到聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物。
实施例6
一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量准备原料：废旧聚碳酸酯树脂(PC)75kg、废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)20kg、冲击改性剂15kg、扩链剂1.5kg、加工助剂1.5kg，其中废旧聚碳酸酯树脂来源于消费市场，为回收的PC饮水桶，并经彻底清洗破碎，废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂来源于消费市场，为回收的PET膜并经彻底清洗破碎，冲击改性剂为ACR、ASA，重量比为1∶1，扩链剂为芳香族乙烯基单体、丙烯腈系单体和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)共聚而成的三元共聚物，加工助剂为酯交换抑制剂亚磷酸酯、脱模剂硅酮粉及着色剂Fe2O3红，重量比为1∶2∶1；
(2)使用扩链剂对废旧聚碳酸酯(PC)、废旧对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行扩链造粒，然后将扩链后的PC、PET与冲击改性剂及加工助剂按配比在高速混合器中预混10min，将得到的预混料通过双螺杆挤出机，在230℃下进行熔融挤出，最后冷却造粒得到聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物。
Claims (9)
1.一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物，其特征在于，该组合物包括以下组分及含量(wt％)：
废旧聚碳酸酯树脂(PC) 60-75；
废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 20-30；
冲击改性剂 4-15；
扩链剂 0.5-1.5；
加工助剂 0.1-1.5。
2.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物，其特征在于，所述的废旧聚碳酸酯树脂来源于消费市场，包括回收的PC饮水桶、PC板材或PC光盘，需经彻底清洗破碎。
3.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物，其特征在于，所述的废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂来源于消费市场，包括回收的PET瓶胚，需经彻底清洗破碎。
4.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物，其特征在于，所述的冲击改性剂选自ABS、MBS、本体ABS、ACR、ASA或AES中的一种或几种，优选ACR冲击改性剂。
5.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物，其特征在于，所述的扩链剂为含甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的聚合物。
6.根据权利要求5所述的一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物，其特征在于，所述的含甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的聚合物为芳香族乙烯基单体、丙烯腈系单体和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)共聚而成的三元共聚物。
7.根据权利要求1所述的一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物，其特征在于，所述的加工助剂选自润滑剂、抗氧剂、酯交换抑制剂、脱模剂或着色剂中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物，其特征在于，所述的润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯或聚乙烯蜡，所述的抗氧剂包括亚磷酸酯类抗氧剂或受阻酚类抗氧剂，所述的酯交换抑制剂包括亚磷酸酯类化合物，所述的脱模剂包括硅酮粉脱模剂，所述的着色剂包括炭黑、Fe2O3红或TiO2。
9.一种聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量(wt％)准备原料：
废旧聚碳酸酯树脂(PC) 60-75，
废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 20-30，
冲击改性剂 4-15，
扩链剂 0.5-1.5，
加工助剂 0.1-1.5；
(2)使用扩链剂对废旧聚碳酸酯(PC)、废旧对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行扩链造粒，然后将扩链后的PC、PET与冲击改性剂及加工助剂按配比在高速混合器中预混3-10min，将得到的预混料通过双螺杆挤出机，在230-300℃下进行熔融挤出，最后冷却造粒得到聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂组合物。
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