CN102199338B

CN102199338B - 一种apet/petg复合片材及其生产工艺

Info

Publication number: CN102199338B
Application number: CN 201110087786
Authority: CN
Inventors: 戴庆丰
Original assignee: YANGZHOU SANXING PLASTIC CO Ltd
Current assignee: YANGZHOU SANXING PLASTIC CO Ltd
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2031-04-08
Also published as: CN102199338A

Abstract

本发明公开了复合片材生产工艺领域内的一种APET/PETG复合片材及其生产工艺，所述复合片材由80~90%的APET切片、8~15%的PETG切片、2~5%的增韧剂经搅拌、磨粉、造粒、结晶、干燥、挤出、冷却上光、牵引和切割而成，通过在生产过程中加入增韧剂，使得在挤出塑化过程中生成的聚合物分子量加大，生产过程由单向拉伸变成双向拉伸，力向反应呈网状拉伸，从而增强了片材的冲击和拉伸性能，使得制得的复合片材PETG切片层厚度下降后仍能达到PETG切片层厚度为20%时制得片材的热合性能及低温加工效果，降低了PETG切片的用量，减少了成本。本发明得到的片材可用于食品、医疗、包装行业中。

Description

一种APET/PETG复合片材及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种复合片材及其生产工艺，特别涉及一种APET/PETG复合片材及其生产工艺。

背景技术

APET是一种吸塑材料，化学名称为：非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯复合片材，是热塑性环保塑胶产品，其边料及废料可回收，同时也属于可降解性塑料，其广泛运用于食品、医疗、包装等领域，且国内以拥有较为成熟的APET生产技术，APET片材的价格远低于PETG片材的价格。

PETG是一种透明塑料，是一种非结晶型共聚酯，PETG常用的共聚单体为：1,4-环己烷二甲醇(CHDM)，全称为：聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯。它是由对苯二甲酸(TPA)、乙二醇(EG)和1,4-环己烷二甲醇(CHDM)三种单体用酯交换法缩聚的产物，与PET比较多了1,4-环己烷二甲醇共聚单体，因此，PETG的性能和PET、PCT大不相同；具有出众的热成型性能、坚韧性、耐候性及优秀的耐化学性能，且环保经济，其不足之处在于：目前全球仅有美国伊士曼、韩国SK两家公司技术比较成熟，国内使用的PETG全部依赖进口，因其价格昂贵而一般不单独使用，多作为三层复合或二层复合的表面热合层，其不足之处在于：由于PETG切片的来源全部依赖进口，成本过高。

现有PETG切片层比例为20%生产获得的APET/PETG片材检测数据如表1。

发明内容

本发明的目的是提供一种APET/PETG复合片材的生产工艺，使得通过加入少量的PETG原料复合制成片材，也能达到PETG切片层厚度为20%时制得片材的热合性能及低温加工效果，降低了PETG切片的购买成本。

本发明的目的是这样实现的：一种APET/PETG复合片材，其原料由以重量%计的以下组分组成：

APET切片 80~90%；

PETG切片 8~15%；

增韧剂 2~5%；

所述增韧剂由占增韧剂重量%的以下组分组成：

对苯二甲酸乙二醇酯 50~70%;

间苯二甲酸乙二醇酯 1~2%;

多元醇酸 10~30%;

多元醇酯 10~30%;

硬脂酸酯0.2~0.5%。

上述APET/PETG复合片材的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一

配料；按照上述比例关系将原料配备好；

步骤二

混合；将增韧剂与PETG切片搅拌混合均匀；

磨粉造粒；将混合后的增韧剂与PETG切片在磨粉机内研磨，后经造粒机制成共混粒料；

干燥；将共混粒料输入至干燥筒一内进行干燥，干燥温度为165~185℃、干燥时间为6~8小时；

挤出塑化；将干燥后的共混粒料输入挤出机一进行挤出塑化；

步骤三

结晶；将APET切片输入结晶塔进行结晶，结晶温度为150~170℃、结晶时间为4~5小时；

干燥；将结晶后的APET切片输入至干燥筒二进行干燥，干燥温度为165~185℃、干燥时间为6~8小时；

挤出塑化；将干燥后的物料输入到挤出机二进行挤出塑化；

步骤四

复合成型；所述两机组内的挤出机一、挤出机二输出端分别经流道一、流道二与模头相连，在模头内将两路挤出机输出的物料进行复合分层，经模头调整出相应的制品厚度后输出复合片材；

冷却上光；复合成型的片材经三辊压光机进行冷却上光；

冷却上光后的片材经牵引、切割，得到APET/PETG复合片材。

所述挤出机一分为的六个区，各区温度分别为：一区220℃、二区225℃、三区225℃、四区225℃、五区225℃、六区220。

所述挤出机一与模头相连的流道一分为四个区，各区的温度均为230℃。

所述挤出机二分为六个区，各区温度分别为：一区260℃、二区265℃、三区265℃、四区265℃、五区265℃、六区260℃。

所述挤出机二与模头相连的流道二分为四个区，各区的温度均为260℃。

所述模头上的左侧板、右侧板温度均为250℃；模头内分为五个区，所述五个区内温度均为255℃。本发明得到的片材可用于食品、医疗、包装行业中。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过将特定比例的APET、PETG及增韧剂按照上述的生产反应条件进行搅拌、磨粉、造粒、结晶、干燥、挤出、冷却上光、牵引和切割等工序后得到片材；通过加入上述特定组分的增韧剂，在上述温度和时间的反应条件下，使得在挤出塑化过程中生成的聚合物分子量加大，生产过程由单向拉伸变成双向拉伸，力向反应呈网状拉伸，从而增强了片材的冲击和拉伸性能，使得得到复合片材中PETG切片层厚度为8.9~18.8%时制得片材的效果能达到使用PETG切片层厚度为20%时制得片材的热合性能及低温加工效果，减少了PETG切片的用量，大大降低了生产的成本。

附图说明

图1为本发明的生产流程示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种APET/PETG复合片材的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一

按照重量比例为80%的APET切片、15%的PETG切片与5%的增韧剂配好原料；所述增韧剂由以下各成分（占增韧剂重量%）组成：对苯二甲酸乙二醇酯50%、间苯二甲酸乙二醇酯2%、多元醇酸30%、多元醇酯17.5%、硬脂酸酯0.5%；

步骤二

机组一包括搅拌机、磨粉机、造粒机、干燥筒一和挤出机一等，将增韧剂与PETG切片在搅拌机中搅拌混合均匀，再将搅拌好的共混磨料输入磨粉机内进行研磨，研磨后的物料送入造粒机造粒，再将粒料输入干燥筒一进行干燥，将干燥好的物料输送至挤出机一进行挤出塑化；

步骤三

机组二包括结晶塔、干燥筒二与挤出机二等，将APET切片输入结晶塔，结晶后再输入至干燥筒二进行干燥，干燥好的物料输送至挤出机二进行挤出塑化；

步骤四

挤出机一、挤出机二塑化后的物料分别经流道一、流道二送入模头，在模头内将两路挤出机输出的物料进行复合分层，再经模头调整出相应的制品厚度输出片材，经三辊冷却上光机冷却上光，再进行牵引切割，得到复合片材；

其中，机组一内的干燥温度为165℃，干燥时间为6小时；机组二内的结晶温度为150℃，结晶时间为4小时，干燥温度为165℃，干燥时间为6小时，挤出机一分为六个区，其中一区和六区的温度均为220℃，二区至五区的温度均为225℃，流道一分为四个区，各区温度均为230℃；挤出机二也分为六个区，当中一区和六区的温度为260℃，二区至五区的温度均为265摄氏度，流道二也分为四个区，各区温度均为260℃；模头上左侧板和右侧板的温度分别为250℃，模头内分为五个区，各区温度均为255℃。

以下各实施例中的机组一、机组二均为实施例1中的机组一、机组二，以下各实施例与实施例1的区别在于：

实施例2

按照重量比例为：82%的APET切片、15%的PETG切片与3%的增韧剂配好原料；所述增韧剂由以下各成分（占增韧剂重量%）组成：对苯二甲酸乙二醇酯53%、间苯二甲酸乙二醇酯2%、多元醇酸14.5%、多元醇酯30%、硬脂酸酯0.5%；机组一内的干燥温度为175℃，干燥时间为6小时；机组二内的结晶温度为150℃，结晶时间为4.5小时，干燥温度为165℃，干燥时间为7小时。

实施例3

按照重量比例为：83%的APET切片、15%的PETG切片与2%的增韧剂配好原料，所述增韧剂由以下各成分（占增韧剂重量%）组成：对苯二甲酸乙二醇酯55%、间苯二甲酸乙二醇酯2%、多元醇酸20.5%、多元醇酯22%、硬脂酸酯0.5%；机组一内的干燥温度为185℃，干燥时间为6小时；机组二内的结晶温度为150℃，结晶时间为5小时，干燥温度为165℃，干燥时间为8小时。

实施例4

按照重量比例为：84%的APET切片、12%的PETG切片与4%的增韧剂配好原料，所述增韧剂由以下各成分（占增韧剂重量%）组成：对苯二甲酸乙二醇酯58%、间苯二甲酸乙二醇酯2%、多元醇酸25.6%、多元醇酯14%、硬脂酸酯0.4%；机组一内的干燥温度为165℃，干燥时间为7小时；机组二内的结晶温度为160℃，结晶时间为4小时，干燥温度为175℃，干燥时间为6小时。

实施例5

按照重量比例为：85%的APET切片、12%的PETG切片与3%的增韧剂配好原料，所述增韧剂由以下各成分（占增韧剂重量%）组成：对苯二甲酸乙二醇酯60%、间苯二甲酸乙二醇酯1.5%、多元醇酸18.1%、多元醇酯20%、硬脂酸酯0.4%；机组一内的干燥温度为175℃，干燥时间为7小时；机组二内的结晶温度为160℃，结晶时间为4.5小时，干燥温度为175℃，干燥时间为7小时。

实施例6

按照重量比例为：86%的APET切片、12%的PETG切片与2%的增韧剂配好原料，所述增韧剂由以下各成分（占增韧剂重量%）组成：对苯二甲酸乙二醇酯63%、间苯二甲酸乙二醇酯1.5%、多元醇酸23.2%、多元醇酯14%、硬脂酸酯0.3%；机组一内的干燥温度为185℃，干燥时间为7小时；机组二内的结晶温度为160℃，结晶时间为5小时，干燥温度为175℃，干燥时间为8小时。

实施例7

按照重量比例为：87%的APET切片、8%的PETG切片与5%的增韧剂配好原料，所述增韧剂由以下各成分（占增韧剂重量%）组成：对苯二甲酸乙二醇酯65%、间苯二甲酸乙二醇酯1.5%、多元醇酸23.2%、多元醇酯10%、硬脂酸酯0.3%；机组一内的干燥温度为165℃，干燥时间为8小时；机组二内的结晶温度为170℃，结晶时间为4小时，干燥温度为185℃，干燥时间为6小时。

实施例8

按照重量比例为：88%的APET切片、8%的PETG切片与4%的增韧剂配好原料，所述增韧剂由以下各成分（占增韧剂重量%）组成：对苯二甲酸乙二醇酯68%、间苯二甲酸乙二醇酯1%、多元醇酸20.8%、多元醇酯10%、硬脂酸酯0.2%；机组一内的干燥温度为175℃，干燥时间为8小时；机组二内的结晶温度为170℃，结晶时间为4.5小时，干燥温度为185℃，干燥时间为7小时。

实施例9

按照重量比例为：90%的APET切片、8%的PETG切片与2%的增韧剂配好原料，所述增韧剂由以下各成分（占增韧剂重量%）组成：对苯二甲酸乙二醇酯70%、间苯二甲酸乙二醇酯1%、多元醇酸10.8%、多元醇酯18%、硬脂酸酯0.2%；机组一内的干燥温度为185℃，干燥时间为8小时；机组二内的结晶温度为170℃，结晶时间为5小时，干燥温度为185℃，干燥时间为8小时。

性能测试

将上述9个实施例中各抽取10个产品，进行性能检测，每一实施例性能均取自10个产品性能的平均值；

拉伸强度、断裂伸长率按ASTM D638标准进行检验，试样类型为I型，样片尺寸（mm）：170（长）×（20±0.2）（端部宽度）×（2±0.2）（厚度），拉伸速度为50mm/min；

透光率按ASTM D1746、雾度按ASTM D1003标准进行检验，试样尺寸（mm）：100（长）×（50±0.2）（端部宽度）×（2±0.2）（厚度），温度（℃）：23±5，相对湿度（%）：50±20；

比重按ASTM D792标准进行检验；

热合强度按QB/T 2358标准进行检验，试样尺寸（mm）：100（长）×（15±0.2）（端部宽度）；实施例1~9片材检测后各性能如表2。

本发明通过重量配比为APET 80~90%，PETG 8~15%、增韧剂2~5%的原材料进行充分混合、充分干燥、采用大长径比的挤出机构增强塑化效果、压光定型、冷却上光、切割后生产出的回收聚酯片材性能如下：

拉伸强度大于52Mpa；

断裂伸长率大于250%；

透光率大于等于90%；

雾度小于等于1.5%；

比重大于等于1.22 g/cm3；

热合强度大于等于19N/15mm；

从表2的检测数据可以得出，在采用APET作为主体原料，只需加入少量的PETG通过特定的反应条件得到的APET/PETG片材仍具有采用PETG切片层厚度为20%时制得片材的热合性能及低温加工效果，大大降低了PETG切片的用量，从而大大降低了生产的成本。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种APET/PETG复合片材，其特征在于，其原料由以重量%计的以下组分组成：

APET切片 80~90%；

PETG切片 8~15%；

增韧剂 2~5%；

所述增韧剂由占增韧剂重量%的以下组分组成：

对苯二甲酸乙二醇酯 50~70%；

间苯二甲酸乙二醇酯 1~2%；

多元醇酸 10~30%；

多元醇酯 10~30%；

硬脂酸酯0.2~0.5%。

2.一种如权利要求1所述的APET/PETG复合片材的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一

配料；按照上述比例关系将原料配备好；

步骤二

混合；将增韧剂与PETG切片搅拌混合均匀；

磨粉造粒：将混合后的增韧剂与PETG切片在磨粉机内研磨，后经造粒机制成共混粒料；

步骤三

挤出塑化；将干燥后的物料输入到挤出机二进行挤出塑化；

步骤四

冷却上光；复合成型的片材经三辊压光机进行冷却上光；

冷却上光后的片材经牵引、切割，得到APET/PETG复合片材。

3.根据权利要求2所述的一种APET/PETG复合片材的生产工艺，其特征在于，所述挤出机一分为的六个区，各区温度分别为：一区220℃、二区225℃、三区225℃、四区225℃、五区225℃、六区220℃。

4.根据权利要求2所述的一种APET/PETG复合片材的生产工艺，其特征在于，所述挤出机一与模头相连的流道一分为四个区，各区的温度均为230℃。

5.根据权利要求2所述的一种APET/PETG复合片材的生产工艺，其特征在于，所述挤出机二分为的六个区，各区温度分别为：一区260℃、二区265℃、三区265℃、四区265℃、五区265℃、六区260℃。

6.根据权利要求2所述的一种APET/PETG复合片材的生产工艺，其特征在于，所述挤出机二与模头相连的流道二分为四个区，各区的温度均为260℃。

7.根据权利要求2所述的一种APET/PETG复合片材的生产工艺，其特征在于，所述模头上的左侧板、右侧板温度均为250℃；模头内分为五个区，所述五个区内温度均为255℃。