一种PET和PBT聚酯合金的制备方法与流程

文档序号:12093987阅读:1003来源:国知局

本发明属于塑料材料制备领域,尤其涉及一种PET和PBT聚酯合金的制备方法。



背景技术:

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),它们是一种热塑性高聚物材料,分子结构中不含有非芳烃的不饱和键。而现在人们通常意义上的聚酯指的就是最具代表性的PET。PET 和PBT 的合成工艺类似,在工业生产中主要有PTA 法:以精对苯二甲酸或中纯度对苯二甲酸与乙二醇/1,4-丁二醇为原料的直接酯。

PET 自问世以来,主要用于纤维纺制和服装领域。它在较宽的温度范围内还能保持优良的物理性能,并且有着较高的强度,优异的耐候性、耐溶剂性以及电绝缘性等,所以在工程塑料领域有着很高的应用潜在性。PBT 也可用作纺织纤维材料,但其优异的力学、电气、耐化学腐蚀等性能让其更适合作为工程塑料使用,并且已经成为五大通用工程塑料之一。其它非纤维用热塑性聚酯还有聚对二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚碳酸酯(PC)。这几种聚酯的非纤应用主要包括聚酯瓶、聚酯薄膜等包装领域,工程塑料等机械、汽车工业领域,涂料、粘合剂等轻工、建材领域。

高聚物的结晶过程是由晶核的形成和晶体的生长两个过程控制的,成核过程包括初级成核和次级成核,其中初级成核又有均相成核和异相成核两种方式,一般聚合物会同时存在这两种成核机理。均相成核由熔体分子链段自身热运动产生的有序排列的链束或折叠链作为晶核,所需温度通常较低,但PET 在较低温度下链柔性差而难于自成核,即均相成核,PET 的整个结晶过程也会因为难于均相成核而变得十分缓慢。工程塑料级PET 强度高、耐有机溶剂、耐候性好,这些都是由其带有苯环的刚性结构赋予的,但也正是由于这种刚性结构的存在,导致其分子链柔性较差,玻璃化温度高,阻碍了分子链段的运动,从而结晶速率慢,进一步造成成型加工困难,模塑温度高,生产周期长,冲击性能差等问题。



技术实现要素:

本发明旨在提供一种PET和PBT聚酯合金的制备方法。

本发明的技术方案为:

一种PET和PBT聚酯合金的制备方法,包括如下步骤:

(1)聚酯合金粒料的制备,取PET、PBT进行烘料除湿后和助剂的均匀混料经双螺杆挤出机挤出、淬火、剪切造粒,螺杆转速200r/min,喂料量28-43kg/h,加热温度为185℃-230℃,机头温度为230℃;切粒机转速为800-1000r/min;

(2)注塑样条的制备,熔融挤出制得的粒料经烘干注塑成各种标准样条,料筒的加热温度为240℃-255℃,喷嘴温度为255℃,注射压力为60-80MPa,背压为1-2MP。

本发明所述的PET和PBT聚酯合金的制备方法,所述助剂包括TPPi、滑石、苯甲酸钠、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和碳酸钙。

本发明所述的PET和PBT聚酯合金的制备方法,所述滑石的目数为400目。

本发明所述的PET和PBT聚酯合金的制备方法,所述碳酸钙的目数为800目。

本发明所述的PET和PBT聚酯合金的制备方法,所述烘料除湿的温度为120℃,除湿时间为4h。

本发明的技术效果在于:

本发明所述的PET和PBT聚酯合金的制备方法,通过对传统合金制备工艺的改进,通过本发明所述方法制备的合金拉伸强度、弯曲强度、悬臂梁缺口冲击强度和硬度均有明显提升,其制备工艺简单,适于推广应用。

具体实施方式

一种PET和PBT聚酯合金的制备方法,

实施例1

包括如下步骤:(1)聚酯合金粒料的制备,取PET、PBT进行烘料除湿后和助剂的均匀混料经双螺杆挤出机挤出、淬火、剪切造粒,螺杆转速200r/min,喂料量28kg/h,加热温度为185℃,机头温度为230℃;切粒机转速为800r/min;(2)注塑样条的制备,熔融挤出制得的粒料经烘干注塑成各种标准样条,料筒的加热温度为240℃-255℃,喷嘴温度为255℃,注射压力为60MPa,背压为1MP。

本发明所述的PET和PBT聚酯合金的制备方法,所述助剂包括TPPi、滑石、苯甲酸钠、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和碳酸钙。

本发明所述的PET和PBT聚酯合金的制备方法,所述滑石的目数为400目。

所述碳酸钙的目数为800目。

所述烘料除湿的温度为120℃,除湿时间为4h。

PET/PBT 在熔融过程中出现了两个熔点,分别为PET和PBT 的熔点,值为249.7℃和224.3℃,说明PET/PBT 在熔融共混过程中不生成共晶,而是分别结晶,这与前人的研究结果一致。而纯PET 和PBT 的熔点分别为240.4℃和227.1℃,这里纯PET 的熔点比其在合金中的熔点还要低可能是因为原料结晶不够充分,晶体结构在熔融时更易被破坏造成的。

降温速度过快,在熔融态下分子链段来不及结晶形成有序结构就失去了运动能力,然后再升温,温度达到一定值后,这一部分有序结构将继续结晶,于是就形成了冷结晶峰。如果高聚物在熔融后的骤冷过程中已快速结晶,结晶充分且晶相完整,则在升温曲线上不会出现冷结晶峰,这同时也说明纯PET/PBT 的结晶能力较纯PET 和PBT 的弱。

实施例2

一种PET和PBT聚酯合金的制备方法,包括如下步骤:

(1)聚酯合金粒料的制备,取PET、PBT进行烘料除湿后和助剂的均匀混料经双螺杆挤出机挤出、淬火、剪切造粒,螺杆转速200r/min,喂料量43kg/h,加热温度为230℃,机头温度为230℃;切粒机转速为1000r/min;

(2)注塑样条的制备,熔融挤出制得的粒料经烘干注塑成各种标准样条,料筒的加热温度为255℃,喷嘴温度为255℃,注射压力为80MPa,背压为2MP。

本发明所述的PET和PBT聚酯合金的制备方法,所述助剂包括TPPi、滑石、苯甲酸钠、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和碳酸钙。

所述滑石的目数为400目。

所述碳酸钙的目数为800目。

所述烘料除湿的温度为120℃,除湿时间为4h。

PET 和PBT 的熔点均降低,二者的熔融峰相互靠近,这也与二次熔融过程中的PET 和PBT 之间的酯交换反应有关。将PET 和PBT 熔融共混成PET/PBT合金后,拉伸强度和弯曲强度均比纯PET、PBT 的有所提高,缺口冲击强度有所降低,理论上应比PET、PBT 的值高,但PET/PBT 对缺口十分敏感,一方面是缺口加工时的影响,缺口冲击强度在不大的范围内的偏离理论值的波动都是有可能的,另一方面由于酯交换反应的发生,PET/PBT 表现得对缺口更加敏感,缺口冲击强度也会降低。硬度和热变形温度会受到结晶度的影响,这里硬度的变化不大,热变形温度介于PET 和PBT 之间。总体来说,二者的熔融共混对于材料力学性能的提高还有所帮助的,但是热变形温度还有待提高。PET/PBT 在熔融共混过程中不生成共晶,而是分别结晶;共混体系在二次升温过程中熔融峰相互靠近,且向较低温度处转移了;纯PET、PBT 和PET/PBT 的结晶温度分别为168.9℃、184.9℃和167.6℃。PET、PBT 和PET/PBT 三者的球晶因尺寸较小,其中PET 的球晶尺寸较大且不均一,结晶不完善,PBT形成小而致密的晶体结构,PET/PBT 的晶体形貌更结晶PBT 的。

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