CN106147152A - 一种易切割pet片材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种易切割PET片材及其制备方法，所述片材由以下质量百分比的原料组成：PET粒料78～90％，增容剂1.5～3％，PETG粒料8～18.5％，催化剂0.3～0.8％，所述增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚苯乙烯，所述催化剂为乙二醇锑。本发明还提供了该PET片材的制备方法，包括以下步骤：(1)将增容剂和催化剂混合制成混合颗粒；(2)将PET粒料和步骤(1)的混合颗粒混合，经结晶、干燥后挤出塑化；(3)将PETG粒料经结晶、干燥后挤出塑化；(4)将步骤(2)和(3)中挤出塑化后的物料经模头制成片材，再经冷却上光、牵引、切割即得易切割PET片材。本发明制备的PET片材，其性能能够满足正常使用的同时，还更容易切割，适用于一次吸塑成型包装。

Description

一种易切割PET片材及其制备方法
技术领域
本发明属于材料加工领域，具体涉及一种易切割PET片材及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是1953年由美国杜邦公司最早实现工业化的线性聚合物，其分子链结构的高度对称性及对苯基键的刚性，使其具有良好的机械加工性、耐化学腐蚀性、电绝缘性、安全性和抗微生物侵蚀性等性能，且由于价格相对低廉和容易回收等优点，被广泛应用于薄膜、纤维、塑料制品等各个领域。随着吸塑机技术的发展，传统的吸塑机已有逐渐向流水线一次吸塑成型包装机转型的迹象，一次吸塑成型包装机多采用剪刀式切割，由于现有的PET片材韧性较强，采用剪刀式切割对刀具磨损特别严重，成本很大，因而不适于一次吸塑成型。
如公开号为CN105524433A的专利文献公开了一种PET的制备方法，该方法在PET基体中添加适量支化聚苯乙烯BPS，通过熔融共混，制得PET/BPS共混物，其中BPS的用量为PET重量的0.5～2.0％。该发明将分子量高、支化程度高的支化聚苯乙烯与PET通过熔融共混制备PET/BPS共混物，与纯PET相比，冲击强度提高了10～20％，断裂伸长率达到50～400％，制备方法简单，提高了PET的商业应用价值，但是该方法制备的PET/BPS共混物韧性很大，对刀具磨损严重，不适合用于一次吸塑成型包装。
发明内容
本发明主要是针对现有PET片材韧性高，不适于一次吸塑成型包装的问题，提供一种易切割PET片材，本发明还提供了该PET片材的制备方法。
本发明提供的易切割PET片材，由以下质量百分比的原料组成：PET粒料78～90％，增容剂1.5～3％，PETG粒料8～18.5％，催化剂0.3～0.8％。
本发明在PET和PETG共混物中，添加适量的增容剂和催化剂以促进PET和PETG共混，随着增容剂用量增加，PET和PETG共混物的力学性能则会下降。因为过量的增容剂除了存在于PET和PETG两相界面处，还有部分会形成“胶束”，以第三相的形式存在于PET和PETG的共混物中，在高温及剪切作用下会引起PET热降解，从而导致分子链的断裂，减少分子链的缠结，使分子间的结构从网状结构变成单向结构，达到易切割的效果。另外采用PETG与PET复合，可提高分子链的柔性，同时利用PETG低温加工性，可降低生产过程中的加工温度。
作为优选，所述增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚苯乙烯。
作为优选，所述所述催化剂为乙二醇锑。
作为优选，所述PET片材由以下质量百分比的原料组成：PET粒料85％，增容剂2.5％，PETG粒料12％，催化剂0.5％。采用上述配比的原料制备得到的PET片材，在保证其性能能够满足正常使用的同时，更容易切割，从而适用于一次吸塑成型包装。
如上所述的PET片材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将增容剂和催化剂混合均匀后，研磨、造粒得增容剂和催化剂的混合颗粒；
(2)将PET粒料和步骤(1)中的混合颗粒混合均匀，经结晶、干燥后，通过挤出机一挤出塑化，所述结晶温度为145～155℃，结晶时间为3～5h；
(3)将PETG粒料经结晶、干燥后，通过挤出机二挤出塑化，所述结晶温度为130～140℃，结晶时间为3～5h；
(4)挤出机一挤出塑化后的物料和挤出机二挤出塑化后的物料经流道进入模头，在模头内复合分层并制成片材后，经冷却上光、牵引、切割后，即得易切割PET片材。
作为优选，步骤(2)中所述挤出机一分为六个区，各区段温度分别为：一区240～250℃、二区250～260℃、三区250～260℃、四区255～265℃、五区255～265℃、六区255～265℃。各区段温度最优选为：一区245℃、二区255℃、三区255℃、四区260℃、五区260℃、六区260℃。
作为优选，步骤(3)中所述挤出机二分为六个区，各区段温度分别为：一区230～240℃、二区230～240℃、三区240～250℃、四区240～250℃、五区240～250℃、六区235～245℃。各区温度最优选为：一区235℃、二区235℃、三区245℃、四区245℃、五区245℃、六区240℃。
作为优选，步骤(4)中挤出机一与模头相连的流道分为四个区，各区段温度均为255～265℃，最优选为260℃。
作为优选，，步骤(4)中挤出机二与模头相连的流道分为四个区，各区段温度均为235～245℃，最优选为240℃
作为优选，步骤(4)中所述模头分为5个区，各区段温度均为230～240℃，最优选为235℃。
本发明的有益效果是：本发明在PET和PETG共混物中添加适量的增容剂合催化剂，以降低共混物的力学性能，在保证共混物性能能够满足正常使用的同时，达到更易切割的目的，从而使制得的共混物适用于一次吸塑成型包装。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明所采用的原料和设备若非特指，均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
本实施例中，易切割PET片材由以下质量百分比的原料组成：PET粒料78％，增容剂3％，PETG粒料18.5％，催化剂0.5％，其中增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚苯乙烯，催化剂为乙二醇锑。
制备方法包括以下步骤：
(1)将增容剂和催化剂在低速搅拌机中混合均匀后，在研磨机内研磨，再经造粒机制得增容剂和催化剂的混合颗粒。
(2)将PET粒料和步骤(1)中的混合颗粒混合均匀后，置于结晶塔中结晶，结晶温度为150℃，结晶时间为4h；结晶完成后，将结晶后的物料置于干燥筒内干燥，干燥温度为165℃，干燥时间为6h；将干燥后的物料通过挤出机一挤出塑化；其中挤出机一设有六个区，各区段温度分别为：一区240℃、二区250℃、三区250℃、四区255℃、五区255℃、六区255℃。
(3)将PETG粒料置于结晶塔中结晶，结晶温度为135℃，结晶时间为4h，结晶完成后，将结晶后的PETG粒料置于干燥筒内干燥，干燥温度为150℃，干燥时间为6h；将干燥后的PETG粒料通过挤出机二挤出塑化；其中挤出机二设有六个区，各区段温度分别为：一区230℃、二区230℃、三区240℃、四区240℃、五区240℃、六区235℃。
(4)挤出机一和挤出机二输出端分别通过流道与模头相连，挤出机一和挤出机二挤出塑化后的物料经流道进入模头，在模头内进行复合分层，并经模头制成预定厚度的片材，再经三辊压光机进行冷却上光，冷却上光后的片材经牵引、切割即得到易切割PET片材。
其中，挤出机一与模头相连的流道分为四个区，各区段温度均为255℃；挤出机二与模头相连的流道也分为四个区，各区段的温度均为235℃；模头分为5个区，各区段温度均为230℃。
实施例2
本实施例中，易切割PET片材由以下质量百分比的原料组成：PET粒料90％，增容剂1.5％，PETG粒料8％，催化剂0.5％，其中增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚苯乙烯，催化剂为乙二醇锑。
制备方法包括以下步骤：
(1)将增容剂和催化剂在低速搅拌机中混合均匀后，在研磨机内研磨，再经造粒机制得增容剂和催化剂的混合颗粒。
(2)将PET粒料和步骤(1)中的混合颗粒混合均匀后，置于结晶塔中结晶，结晶温度为145℃，结晶时间为5h；结晶完成后，将结晶后的物料置于干燥筒内干燥，干燥温度为160℃，干燥时间为6h；将干燥后的物料通过挤出机一挤出塑化；其中挤出机一设有六个区，各区段温度分别为：一区245℃、二区255℃、三区255℃、四区260℃、五区260℃、六区260℃。
(3)将PETG粒料置于结晶塔中结晶，结晶温度为130℃，结晶时间为3h，结晶完成后，将结晶后的PETG粒料置于干燥筒内干燥，干燥温度为160℃，干燥时间为6h；将干燥后的PETG粒料通过挤出机二挤出塑化；其中挤出机二设有六个区，各区段温度分别为：一区235℃、二区235℃、三区245℃、四区245℃、五区245℃、六区240℃。
(4)挤出机一和挤出机二输出端分别通过流道与模头相连，挤出机一和挤出机二挤出塑化后的物料经流道进入模头，在模头内进行复合分层，并经模头制成预定厚度的片材，再经三辊压光机进行冷却上光，冷却上光后的片材经牵引、切割即得到易切割PET片材。
其中，挤出机一与模头相连的流道分为四个区，各区段温度均为260℃；挤出机二与模头相连的流道也分为四个区，各区段的温度均为240℃；模头分为5个区，各区段温度均为235℃。
实施例3
本实施例中，易切割PET片材由以下质量百分比的原料组成：PET粒料85％，增容剂2.5％，PETG粒料12％，催化剂0.5％，其中增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚苯乙烯，催化剂为乙二醇锑。
制备方法包括以下步骤：
(1)将增容剂和催化剂在低速搅拌机中混合均匀后，在研磨机内研磨，再经造粒机制得增容剂和催化剂的混合颗粒。
(2)将PET粒料和步骤(1)中的混合颗粒混合均匀后，置于结晶塔中结晶，结晶温度为155℃，结晶时间为3h；结晶完成后，将结晶后的物料置于干燥筒内干燥，干燥温度为160℃，干燥时间为6h；将干燥后的物料通过挤出机一挤出塑化；其中挤出机一设有六个区，各区段温度分别为：一区245℃、二区255℃、三区255℃、四区260℃、五区260℃、六区260℃。
(3)将PETG粒料置于结晶塔中结晶，结晶温度为140℃，结晶时间为5h，结晶完成后，将结晶后的PETG粒料置于干燥筒内干燥，干燥温度为160℃，干燥时间为6h；将干燥后的PETG粒料通过挤出机二挤出塑化；其中挤出机二设有六个区，各区段温度分别为：一区235℃、二区235℃、三区245℃、四区245℃、五区245℃、六区240℃。
(4)挤出机一和挤出机二输出端分别通过流道与模头相连，挤出机一和挤出机二挤出塑化后的物料经流道进入模头，在模头内进行复合分层，并经模头制成预定厚度的片材，再经三辊压光机进行冷却上光，冷却上光后的片材经牵引、切割即得到易切割PET片材。
其中，挤出机一与模头相连的流道分为四个区，各区段温度均为260℃；挤出机二与模头相连的流道也分为四个区，各区段的温度均为240℃；模头分为5个区，各区段温度均为235℃。
实施例4
本实施例中，易切割PET片材由以下质量百分比的原料组成：PET粒料82％，增容剂2.8％，PETG粒料14.4％，催化剂0.8％，其中增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚苯乙烯，催化剂为乙二醇锑。
制备方法包括以下步骤：
(1)将增容剂和催化剂在低速搅拌机中混合均匀后，在研磨机内研磨，再经造粒机制得增容剂和催化剂的混合颗粒。
(2)将PET粒料和步骤(1)中的混合颗粒混合均匀后，置于结晶塔中结晶，结晶温度为150℃，结晶时间为3h；结晶完成后，将结晶后的物料置于干燥筒内干燥，干燥温度为160℃，干燥时间为6h；将干燥后的物料通过挤出机一挤出塑化；其中挤出机一设有六个区，各区段温度分别为：一区250℃、二区260℃、三区260℃、四区265℃、五区265℃、六区265℃。
(3)将PETG粒料置于结晶塔中结晶，结晶温度为140℃，结晶时间为4h，结晶完成后，将结晶后的PETG粒料置于干燥筒内干燥，干燥温度为160℃，干燥时间为6h；将干燥后的PETG粒料通过挤出机二挤出塑化；其中挤出机二设有六个区，各区段温度分别为：一区240℃、二区240℃、三区250℃、四区250℃、五区250℃、六区245℃。
(4)挤出机一和挤出机二输出端分别通过流道与模头相连，挤出机一和挤出机二挤出塑化后的物料经流道进入模头，在模头内进行复合分层，并经模头制成预定厚度的片材，再经三辊压光机进行冷却上光，冷却上光后的片材经牵引、切割即得到易切割PET片材。
其中，挤出机一与模头相连的流道分为四个区，各区段温度均为265℃；挤出机二与模头相连的流道也分为四个区，各区段的温度均为245℃；模头分为5个区，各区段温度均为240℃。
表1列出了实施例1～4制得的PET片材和原PET片材的性能测试结果，由表1可知，实施例1～4制备的PET片材和原PET片材相比，拉伸强度和断裂伸长率稍有降低，透光率、雾度以及比重变化不大，但是通过剪切工具的使用次数可知，实施例1～4制备的PET片材比原PET片材更容易剪切。
表1本发明制备的PET片材和原PET片材性能的比较
表1中拉伸强度、断裂伸长率、透光率、雾度以及比重的测定，分别按照标准ASTMD638、ASTM D638、ASTM D1746、ASTM D1003、ASTM D792进行测试，剪切工具为一次吸塑成型包装中常用的刀具，使用次数按照实际使用次数计。

Claims (10)

1.一种易切割PET片材，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：PET粒料78～90％，增容剂1.5～3％，PETG粒料8～18.5％，催化剂0.3～0.8％。
2.根据权利要求1所述的易切割PET片材，其特征在于，所述增容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚苯乙烯。
3.根据权利要求1或2所述的易切割PET片材，其特征在于，所述催化剂为乙二醇锑。
4.根据权利要求3所述的易切割PET片材，其特征在于，所述PET片材由以下质量百分比的原料组成：PET粒料85％，增容剂2.5％，PETG粒料12％，催化剂0.5％。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的易切割PET片材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将增容剂和催化剂混合均匀后，研磨、造粒得增容剂和催化剂的混合颗粒；
(2)将PET粒料和步骤(1)中的混合颗粒混合均匀，经结晶、干燥后，通过挤出机一挤出塑化，所述结晶温度为145～155℃，结晶时间为3～5h；
(3)将PETG粒料经结晶、干燥后，通过挤出机二挤出塑化，所述结晶温度为130～140℃，结晶时间为3～5h；
(4)挤出机一挤出塑化后的物料和挤出机二挤出塑化后的物料经流道进入模头，在模头内复合分层并经模头制成片材后，再经冷却上光、牵引、切割即得易切割PET片材。
6.根据权利要求5所述的易切割PET片材的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述挤出机一分为六个区，各区段温度分别为：一区240～250℃、二区250～260℃、三区250～260℃、四区255～265℃、五区255～265℃、六区255～265℃。
7.根据权利要求5所述的易切割PET片材的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述挤出机二分为六个区，各区段温度分别为：一区230～240℃、二区230～240℃、三区240～250℃、四区240～250℃、五区240～250℃、六区235～245℃。
8.根据权利要求5所述的易切割PET片材的制备方法，其特征在于，步骤(4)中挤出机一与模头相连的流道分为四个区，各区段温度均为255～265℃。
9.根据权利要求5所述的易切割PET片材的制备方法，其特征在于，步骤(4)中挤出机二与模头相连的流道分为四个区，各区段温度均为235～245℃。
10.根据权利要求5所述的易切割PET片材的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述模头分为5个区，各区段温度均为230～240℃。
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