CN111073231A - 一种超高断裂伸长率pet材料及其制备方法 - Google Patents

一种超高断裂伸长率pet材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超高断裂伸长率PET材料及其制备方法，属于高分子材料改性技术领域。所述超高断裂伸长率PET材料，按重量份计包括以下组分：PET：75‑90份，增韧剂：10‑25份，抗氧剂：0.2‑1份。本发明通过甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝乙烯‑丙烯酸酯弹性体和热塑性聚酯弹性体(TPEE)共同增韧PET，产生协同作用，大大提高了PET的断裂伸长率，拓展了PET材料的应用领域。

Description

一种超高断裂伸长率PET材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料改性领域，具体涉及一种超高断裂伸长率PET材料及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种常见的聚合物材料，根据不同的粘度体系可以作为纤维或工程塑料使用。PET的力学性能优异，有很强的刚性，但韧性较差，断裂伸长率低，一般缺口冲击在1-2KJ/m2，断裂伸长率在10-100％左右，因此PET增韧是PET改性研究的重要方向。常用的PET增韧剂包括热塑性聚酯弹性体(TPEE)，乙烯-丙烯酸酯类弹性体等，它们可在一定程度上能提高PET的缺口冲击强度，改善材料的韧性，但对其断裂伸长率提高有限，这无疑限制了增韧PET的应用范围。
因此，如何在增韧PET材料的同时提高其断裂伸长率，从而拓展增韧PET的应用范围是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于现有技术的缺陷，本发明提供了一种超高断裂伸长率PET材料及其制备方法。本发明通过采用GMA接枝乙烯-丙烯酸酯类弹性体和TPEE按照一定比例复配的增韧体系，大幅度提高了PET材料的断裂伸长率，同时也提高了PET材料的韧性、耐水性，拓宽了材料的应用范围。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超高断裂伸长率PET材料，按重量份计包括以下组分：PET：75-90份，增韧剂：10-25份，抗氧剂0.2-1份。
所述PET为纺丝级，特性粘度为0.5-1.0dl/g。
优选地，所述PET特性粘度为0.7-0.9dl/g。
所述增韧剂为GMA接枝乙烯-丙烯酸酯类弹性体和TPEE的混合物，其比例为1:1-1:5。
所述GMA接枝乙烯-丙烯酸酯类弹性体为GMA接枝乙烯-丙烯酸甲酯或GMA接枝乙烯-丙烯酸丁酯中的一种。
所述TPEE，其邵D硬度在20-70之间。
优选地，所述TPEE邵D硬度在25-55之间。
所述抗氧剂选自β-(3,5-二叔丁基羟基苯基)丙烯酸十八碳酸酯(抗氧剂1076)、三-(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、硫代二丙酸双十二醇酯(抗氧剂DLTDP)中的一种或几种复配物。
所述的一种超高断裂伸长率PET材料的制备方法，包括以下步骤：
将PET、增韧剂充分干燥后和抗氧剂加入高混机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒获得产品，其中挤出机各区段控制温度为260-300℃，转速控制为200-400rpm。
经由上述的技术方案与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明将GMA接枝乙烯-丙烯酸酯类弹性体和TPEE通过一定比例复配增韧PET，两者产生协同作用，大幅提升了PET材料的断裂伸长率，断裂伸长率可以达到300％以上，基本接近PP材料和弹性体，同时其耐化学品性、耐水解性能优异，拉伸弯曲等力学性能更优，熔体强度高，特别适合挤出、纺丝、注塑等成型工艺，提升了材料品质，拓宽了材料的应用范围，可广泛应用于工业机械、汽车零部件等领域。本发明采用乙烯-丙烯酸酯类弹性体的GMA接枝物和TPEE进行复配，GMA含有环氧基团，可以起到PET与增韧剂之间的偶联作用，同时提高乙烯-丙烯酸酯与TPEE之间的相容性，从而达到三相相容的作用，并且环氧基团对PET具有封端作用，提高了PET的耐水解性和耐化学品性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，实施例中所用原料：PET为WK-821(万凯化工，市售，特性粘度0.83dl/g，拉伸强度55.2MPa、断裂伸长率59.9％、缺口冲击强度1.6KJ/m2)，GMA接枝物为AX8900(GMA接枝乙烯-丙烯酸甲酯，市售)或PTW(GMA接枝乙烯-丙烯酸丁酯，市售)，TPEE为H28DMG/H40DMG/H55DMG(江阴和创，邵D硬度分别为28、40、55，市售)。
实施例1
本实施例提供一种超高断裂伸长率PET材料，按重量份数计包括以下组分：PET：90份，AX8900：2.5份，TPEE(H28DMG)：7.5份，抗氧剂1076：0.1份，抗氧剂168:0.1份。先将PET、增韧剂、抗氧剂加入高速混合机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒获得产品，其中挤出机各区段控制温度为270、280、280、280、290、295、300℃，转速200RPM。
实施例2
本实施例提供一种超高断裂伸长率PET材料，按重量份数计包括以下组分：PET：87份，AX8900：5份，TPEE(H55DMG)：7.5份，抗氧剂1076：0.15份，抗氧剂:DLTDP 0.2份。先将PET、增韧剂、抗氧剂加入高速混合机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒获得产品，其中挤出机各区段控制温度为275、280、280、280、290、290、295℃，转速230RPM。
实施例3
本实施例提供一种超高断裂伸长率PET材料，按重量份数计包括以下组分：PET：85份，PTW：5份，TPEE(H28DMG)：10份，抗氧剂1010：0.2份，抗氧剂DLTDP 0.25份。先将PET、增韧剂、抗氧剂加入高速混合机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒获得产品，其中挤出机各区段控制温度为275、280、280、280、290、290、295℃，转速250RPM。
实施例4
本实施例提供一种超高断裂伸长率PET材料，按重量份数计包括以下组分：PET：82份，PTW：3份，TPEE(H40DMG)：15份，抗氧剂1010：0.5份。先将PET、增韧剂、抗氧剂加入高速混合机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒获得产品，其中挤出机各区段控制温度为270、275、280、280、280、290、290℃，转速280RPM。
实施例5
本实施例提供一种超高断裂伸长率PET材料，按重量份数计包括以下组分：PET：80份，AX8900：4份，TPEE(H40DMG)：16份，抗氧剂1076：0.2份，抗氧剂168:0.5份。先将PET、增韧剂、抗氧剂加入高速混合机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒获得产品，其中挤出机各区段控制温度为270、275、280、280、280、285、290℃，转速300RPM。
实施例6
本实施例提供一种超高断裂伸长率PET材料，按重量份数计包括以下组分：PET：78份，PTW：11份，TPEE(H40DMG)：11份，抗氧剂1010：0.3份，抗氧剂168:0.6份。先将PET、增韧剂、抗氧剂加入高速混合机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒获得产品，其中挤出机各区段控制温度为265、275、275、275、275、285、285℃，转速350RPM。
实施例7
本实施例提供一种超高断裂伸长率PET材料，按重量份数计包括以下组分：PET：75份，PTW：7份，TPEE(H55DMG)：13份，抗氧剂1010：0.35份，抗氧剂168:0.65份。先将PET、增韧剂、抗氧剂加入高速混合机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒获得产品，其中挤出机各区段控制温度为260、265、270、270、270、280、285℃，转速400RPM。
对比例1
本对比例提供一种PET材料，按重量份数计包括以下组分：PET：85份，PTW：15份，抗氧剂1010：0.2份，抗氧剂DLTDP 0.25份。先将PET、增韧剂、抗氧剂加入高速混合机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒获得产品，其中挤出机各区段控制温度为275、280、280、280、290、290、295℃，转速250RPM。
对比例2
本对比例提供一种PET材料，按重量份数计包括以下组分：PET：85份，TPEE(H28DMG)：15份，抗氧剂1010：0.2份，抗氧剂DLTDP0.25份。先将PET、增韧剂、抗氧剂加入高速混合机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒获得产品，其中挤出机各区段控制温度为275、280、280、280、290、290、295℃，转速250RPM。
表1实施例和对比例测试结果
Figure BDA0002345940710000061
根据测试结果，按照本专利实施例提供的配方所制备的PET材料，断裂伸长率均超过100％，最高达到了415％，远高于基料的59.9％，冲击强度也远高于基料1.6KJ/m2，相应的拉伸强度较基料明显降低，原因是材料增韧后强度会相应的降低。
对比实施例3和对比例1、对比例2，在相同增韧剂添加量以及相同加工条件下，实施例3的断裂伸长率明显高于对比例1和对比例2，说明将PTW和TPEE复配作为增韧剂起到了协同增韧的作用。根据测试数据，对比例1的缺口冲击强度要高于实施例3和对比例2，原因在于PTW的增韧效果优于TPEE和PTW、TPEE复配体系，但对比例1所述PET材料的断裂伸长率并没有提高；TPEE本身具有很高的断裂伸长率，H28DMG的断裂伸长率可达到600％，当TPEE本体的硬度越高时，断裂伸长率会降低，但通过对比例2可看出，单独H28DMG的加入实际上并没有明显提高PET的断裂伸长率，并且对缺口冲击强度的提高并不多。而通过将PTW和TPEE复配，实施例3所述PET材料的断裂伸长率有了显著的提升。这是因为PTW包含功能基团，起到了增容作用，改善了PET和TPEE、TPEE和乙烯-丙烯酸酯类弹性体的相容性，起到了偶联作用，同时TPEE和乙烯-丙烯酸酯类弹性体接枝物的加入抑制了PET结晶，因此显著提高PET材料的断裂伸长率。

Claims (9)

1.一种超高断裂伸长率PET材料，其特征在于，按重量份计包括以下组分：
PET：75-90份，增韧剂：10-25份，抗氧剂0.2-1份。
2.根据权利要求1所述的超高断裂伸长率PET材料，其特征在于，所述PET为纺丝级，特性粘度为0.5-1.0dl/g。
3.根据权利要求2所述的超高断裂伸长率PET材料，其特征在于，所述PET特性粘度为0.7-0.9dl/g。
4.根据权利要求1所述的超高断裂伸长率PET材料，其特征在于，所述增韧剂为GMA接枝乙烯-丙烯酸酯类弹性体和TPEE的混合物，其比例为1:1-1:5。
5.根据权利要求4所述的高断裂伸长率PET材料，其特征在于，所述GMA接枝乙烯-丙烯酸酯类弹性体为GMA接枝乙烯-丙烯酸甲酯或GMA接枝乙烯-丙烯酸丁酯中的一种。
6.根据权利要求4所述的高断裂伸长率PET材料，其特征在于，所述TPEE的邵D硬度在20-70之间。
7.根据权利要求6所述的超高断裂伸长率PET材料，其特征在于，所述TPEE的邵D硬度在25-55之间。
8.根据权利要求1所述的超高断裂伸长率PET材料，其特征在于，所述抗氧剂选自β-(3,5-二叔丁基羟基苯基)丙烯酸十八碳酸酯(抗氧剂1076)、三-(2,4-叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、硫代二丙酸双十二醇酯(抗氧剂DLTDP)中的一种或几种复配物。
9.一种根据权利要求1所述的超高断裂伸长率PET材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将PET、增韧剂充分烘干后和抗氧剂加入高混机中混合均匀，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒获得产品，其中挤出机各区段控制温度为260-300℃，转速控制为200-400rpm。
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