CN117621412A - 一种聚酯容器制品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种聚酯容器制品及其制备方法。本发明的聚酯制品按照包括如下步骤的方法制备得到：S1.聚酯容器制品的原料烘干后，加入到往复式螺杆挤出机中，熔融挤出；S2.步骤S1中熔融挤出的熔体被直接引入至吹塑模具，在0.5～2.5MPa压力下吹塑成型；其中，步骤S1中所述往复式螺杆挤出机的螺杆为混合屏障型螺杆。本发明使用往复式螺杆挤出机，并对挤出机中的螺杆类型进行优选，与吹塑工艺连用，可以快速挤出吹塑得到外观、性能优异的聚酯容器制品，同时可大大缩短了加工成型周期。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料加工技术领域，尤其是一种聚酯容器制品及其制备方法。
背景技术
常见的热塑性聚酯主要有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇(PCTG)、聚萘二甲酸乙二醇(PEN)等。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)因具有众多优势，包括韧性，透明度，良好的阻隔性能，轻质，设计灵活性，耐化学性和良好的保质期性能，在日常生活中的应用较为普遍。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)容器的成型方式通常有两种，一种为采用注射拉伸吹塑(ISBM)成型，其方法主要分成两个步骤，首先采用注塑机将聚酯切片高温熔融塑化，将熔体注塑到瓶型胚模具内，冷却成型出瓶型胚；再对瓶型胚进行加热至软化，在吹瓶吹塑机上由吹针吹出高压空气，瓶型胚经吹胀拉伸后，在制品模具内成型；另一种为挤出吹塑(EBM)成型，EBM工艺主要包括：将聚酯切片喂入具有带由螺杆的料筒内，经加热和螺杆的剪切塑化，使聚酯成为熔融态，从环形模头内被挤出，形成熔融状的型坯；将熔融的型坯放置到中空吹塑模具中，注入空气使型坯在模具内沿着模具的内壁膨胀成型，在与模具内壁接触时,型坯被迅速冷却并成型出模具的形状。
与注射拉伸吹塑成型相比，挤出吹塑成型具有以下方面的优点：成本上，加工设备便宜，模具成本低，一次性投资少；操作上，技术简易，更换模具容易；产品种类上，适合于制造形状复杂，长径比较大，重量较重，体型较大的容器；生产工序上，型坯从挤出机头流出直接引入吹塑模内成型，无须再二次加热。但此加工方式，生产的加工速度较慢，成型周期长，因此这种加工方式目前只适用于小量多样的生产订单生产。
因此，需要提供一种适用于聚酯容器制品的可快速挤出吹塑成型的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的聚酯材料在制备过程中存在的上述问题，提供一种聚酯容器制品的制备工艺，本发明使用往复式螺杆挤出机，与吹塑工艺连用，可以快速挤出吹塑得到外观、性能优异的聚酯容器制品，大大缩短了加工成型周期。
本发明的另一目的在于，提供由所述工艺制备得到的聚酯容器制品。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种聚酯容器制品的制备方法，包括如下步骤：
S1.聚酯材料烘干后，加入到往复式螺杆挤出机中，熔融挤出；
S2.步骤S1中熔融挤出的熔体被直接引入至吹塑模具，在0.5～2.5MPa压力下吹塑成型；
其中，步骤S1中所述往复式螺杆挤出机的螺杆为混合屏障型螺杆。
本发明使用往复式螺杆挤出机，并对挤出机中的螺杆类型进行优选，与吹塑工艺连用，可以快速挤出吹塑得到外观、性能优异的聚酯容器制品，大大缩短了加工成型周期。
优选地，所述混合屏障型螺杆的长径比大于等于25:1，进一步优选为(30-35):1。螺杆的长径比在该范围内，制备得到的聚酯容器制品的性能更好。
优选地，步骤S1中所述熔融挤出的温度为245～300℃。
本发明还保护一种聚酯容器制品，使用上述挤出-吹塑工艺制备得到。
所述聚酯容器制品中，包括如下组分：
聚酯树脂、成核剂和成核促进剂；成核剂的添加量为聚酯树脂重量的1～2000ppm；成核促进剂的添加量为聚酯树脂的重量的1～2000ppm。
优选地，所述聚酯树脂在25℃下的特性粘度为0.7～2.0dL/g。该粘度范围内的聚酯树脂，聚酯树脂熔体不断地被切断、翻转、捏合和拉伸，有规律地打断简单的层状剪切混合，可以保证得到的聚酯材料的熔体强度，且制备得到的聚酯材料具有较高的热结晶温度(>190℃)。
优选地，所述聚酯树脂为PET树脂。
本发明中，所述树脂的特性粘度根据标准《ASTM D4603-2003》的方法测试得到。
优选地，所述成核剂包括苯甲酸钠、十二烷基磺酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠、二氧化硅、柠檬酸钠、碳酸钙、氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化镁、硫酸钡中的至少一种；进一步优选包括二氧化硅、滑石粉、碳酸钙。
优选地，所述成核促进剂包括聚乙二醇。所述聚乙二醇的分子量在400～6000范围内；聚乙二醇的分子量进一步优选为4500～6000，分子量较高的聚乙二醇具有一定的粘度，除了可以发挥成核促进剂的作用，提高结晶速率；还可以在一定程度上增强体系的熔体强度，有利于提高制品的易吹塑加工成型性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明使用往复式螺杆挤出机，并对挤出机中的螺杆类型进行优选，与吹塑工艺连用，可以快速挤出吹塑得到外观、性能优异的聚酯容器制品，同时可大大缩短了加工成型周期。
附图说明
图1为实施例1的成型设备示意图，图中，1表示环形模口，2表示挤出机料筒，3表示螺杆；
图2为实施例2的成型设备示意图。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例和附图来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本发明所用试剂和材料均为市购。
实施例1
本实施例提供一种聚酯容器制品，按照包括如下步骤的方法制备得到：
第一步：烘料，加工前需要提前干燥，为了防止原材料PET共聚酯因含水量超标，而在加工过程中降解，选择对该PET共聚酯在大烘箱内160℃干燥，干燥4小时，使原材料的含量应小于100ppm；
第二步：喂料，往复式螺杆挤出机(螺杆结构为混合屏障型螺杆，螺杆的长径比为26:1)的喂料口，配有带干燥料斗，将烘干的PET共聚酯(25℃下的特性粘度为1.05±0.02dL/g)、1000ppm(基于PET共聚酯的中重量)成核剂(6000目的二氧化硅)、1000ppm(基于PET共聚酯的中重量)成核促进剂(PEG400)喂入料筒，料筒喂料口温度高于180℃(本实施例中为245℃)，可保证材料的熔体强度，同时容器制品不容易开裂；
第三步：熔融挤出熔胶，在往复式螺杆挤出机中，液压***向注射缸内供高压油，推动螺杆转动，原料在一定的温度下在机筒和螺杆间熔融塑化；其中，螺杆旋转并在机筒内后退以输送物料，螺杆采用混合屏障型螺杆，机筒和连接尾部的温度为250℃到280℃，同时，增加熔胶背压0.1-5Mpa(本实施例中选取的是1MPa)；
第四步：注入，液压***向注射缸内供高压油，推动注射活塞并连同第一螺杆向前运动，将第一螺杆的前部的熔体射入环形模口中，形成圆筒状胚体，筒状胚体的直径为70mm，射胶时间为0.5秒；第三步至第四步之间往复循环。
第五步：割断，割刀同步快速割断高温高黏的聚酯胚体；
第六步：成型，动模板在合模机构的作用下向前移动，使模具的动模与固定在前板上的定模相闭合；然后用1.0～1.5MPa的压缩空气对胚体吹胀至总变形量的80％，以2.5～3.0MPa的压缩空气快速吹胀至模具的形状；容器制品被完全吹胀后，继续对其保持2.5MPa的压力，使胚体与模腔紧贴，确保容器壁的充分定型，减少收缩率；完成吹塑成型后，将瓶子内的压缩空气排出，开模取出加工后的胚体得到预制品；
成型时，为了防止胚体结晶，需要模具快速的冷却，若模具冷却不够，无法保证制品的透明性；本实施例还在模具上增加冷却通道，冷却介质为自来水(若无冷却通道，则可采用延长冷却时间来实现)。
第八步：去边料，使用推板去除预制品上的边料，模具采用内部带有溢料槽的模具，模具为300mL带一体式把手容器模具。
实施例2
本实施例提供一种聚酯容器制品，参照实施例1的方法制备得到，与实施例1的不同之处在于，第三步中同时使用两个往复式螺杆挤出机与吹塑机相连，采用共挤的方式产生坯体。
实施例3
本实施例提供一种聚酯容器制品，参照实施例1的方法制备得到，与实施例1的不同之处在于，往复式螺杆挤出机的螺杆的长径比为25:1。
实施例4
本实施例提供一种聚酯容器制品，参照实施例1的方法制备得到，与实施例1的不同之处在于，往复式螺杆挤出机的螺杆的长径比为30:1。
实施例5
本实施例提供一种聚酯容器制品，参照实施例1的方法制备得到，与实施例1的不同之处在于，往复式螺杆挤出机的螺杆的长径比为35:1。
实施例6
本实施例提供一种聚酯容器制品，参照实施例1的方法制备得到，与实施例1的不同之处在于，往复式螺杆挤出机的螺杆的长径比为48:1。
对比例1
本实施例提供一种聚酯容器制品，参照实施例1的方法制备得到，与实施例1的不同之处在于，往复式螺杆挤出机的螺杆为分流型螺杆。
对比例2
本实施例提供一种聚酯容器制品，参照实施例1的方法制备得到，与实施例1的不同之处在于，往复式螺杆挤出机的螺杆为分离型螺杆。
对比例3
本实施例提供一种聚酯容器制品，参照实施例1的方法制备得到，与实施例1的不同之处在于，挤出机选用标准渐进式螺杆挤出机。
性能测试
对上述实施例和对比例得到的聚酯容器的性能进行表征，具体测试项目及测试方法和结果如下：
(1)光泽度测试：
使用WGG-60便携式光泽度计，对所获得的聚酯容器制品进行光泽度测试，.单位为％，结果见表1；
(2)制品外观评价，结果见表1：
○：表示制品外观良好；
◎：表示制品外观中等；
●：表示制品外观差。
表1实施例和对比例得到的聚酯容器的测试结果
从上述结果可以看出：
本发明的聚酯材料可用于挤出吹塑工艺制备制品，制品的成型周期可缩短至6s以内，可低至4.9s；且制备得到的制品还具有良好的光泽度和外观品质。
实施例、对比例1～3的结果表明，选用往复式螺杆挤出机并对螺杆进一步优选，可以快速挤出吹塑得到外观性能优异的聚酯容器制品。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种聚酯容器制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.聚酯容器制品的原料烘干后，加入到往复式螺杆挤出机中，熔融挤出；
S2.步骤S1中熔融挤出的熔体被直接引入至吹塑模具，在0.5～2.5MPa压力下吹塑成型；
其中，步骤S1中所述往复式螺杆挤出机的螺杆为混合屏障型螺杆。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合屏障型螺杆的长径比大于等于25:1。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合屏障型螺杆的长径比为(30-35):1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述熔融挤出的温度为245～300℃。
5.一种聚酯容器制品，其特征在于，所述聚酯容器制品通过权利要求1-4任一项所述的制备方法制备得到。
6.根据权利要求5所述的聚酯容器制品，其特征在于，包括如下组分：聚酯树脂、成核剂和成核促进剂；成核剂的添加量为聚酯树脂重量的1～2000ppm；成核促进剂的添加量为聚酯树脂的重量的1～2000ppm。
7.根据权利要求6所述的聚酯容器制品，其特征在于，所述聚酯树脂在25℃下的特性粘度为0.7～2.0dL/g。
8.根据权利要求6所述的聚酯容器制品，其特征在于，所述成核剂包括苯甲酸钠、十二烷基磺酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠、二氧化硅、柠檬酸钠、碳酸钙、氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化镁、硫酸钡中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的聚酯容器制品，其特征在于，所述成核促进剂包括聚乙二醇，所述聚乙二醇的分子量为400～6000。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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