一种高流动聚酯组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子材料领域，涉及一种高分子组合物，具体涉及一种含有双（三 羟甲基烷烃）的高流动聚酯组合物及利用双（三羟甲基烷烃）作为减粘剂的高流动聚酯的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚酯，由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称。主要指聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)，习惯上也包括聚对苯二甲酸丁二酯（PBT)、聚对萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚对萘二 甲酸丁二醇酯（PBN)、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PPT)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯（PCT)、 聚碳酸酯（PC)和聚芳酯等线型热塑性树脂。是一类性能优异、用途广泛的工程塑料。也可 制成聚酯纤维和聚酯薄膜。聚酯包括聚酯树脂和聚酯弹性体。聚酯树脂又包括聚对苯二甲 酸乙二酯（PET)、聚对苯二甲酸丁二酯（PBT))和聚芳酯（PAR)等。
[0003] 近年来，随着聚酯应用的不断扩大，对其强度、模量不断提出高要求。一般通过提 高聚酯分子量来达到高强、高模的目的。但高分子量化的同时，其粘度会急剧升高，严重影 响其加工性能。有鉴于此，现在应用时一般都要通过各种方法提高其流动性。
[0004] 现有提高聚酯组合物流动性的方法一般有两大类。1、使用低分子量的树脂与高黏 度的树脂复合，这样可以降低黏度并保持其性能小附下降甚至无变化，但体系的分子量下 降，会造成长期使用性能，且流动性不能大幅提高。2、在组合物体系中加入小分子减粘剂。 如季戊四醇、二季戊四醇等流动改性剂，但使树脂的机械性能发生了较大的变化，使材料物 性裂化，强度降低，颜色较差，都使减粘结果不理想，不利于量产及使用。加入低分子量的预 聚物或者液晶高分子也可以用来降低树脂的熔体粘度。但是预聚物、液晶高分子加入量少 时则粘度降低的效果不显著，加入量高时则又会使树脂的拉伸强度大幅下降。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的是高粘度聚酯的流动性较差的问题。
[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种高流动聚酯组合物，其特征在于，包含热塑 性聚酯和双（三羟甲基烷烃），其中双（三羟甲基烷烃）的质量含量为热塑性聚酯质量的 0· 1-3%〇
[0007] 优选地，所述的热塑性聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚对苯二甲酸丁二醇 酯（PBT)、聚对萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚对萘二甲酸丁二醇酯（PBN)、聚对苯二甲酸丙二 醇酯（PPT)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯（PCT)和聚碳酸酯（PC)中的任意一种或几种。
[0008] 优选地，所述的热塑性聚脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)和聚对苯二甲酸丁二 醇酯（PBT)中的任意一种或几种。
[0009] 优选地，所述双（三羟甲基烷烃）如下式所示：
[0010]
[0011] 其中，Rp R2为相互独立的氢原子、碳原子数为1-10的烷基。
[0012] 更优选地，所述双（三羟甲基烷烃）中的碳原子数为1-3的烷基。
[0013] 优选地，所述的双（三羟甲基烷烃）为双（三羟甲基丙烷）。
[0014] 优选地，所述的双（三羟甲基烷烃）加入量为热塑性聚酯质量的0.5-1.5%。
[0015] 优选地，还包含有抗氧剂、增韧剂和无机增强材料中的任意一种或几种。
[0016] 更优选地，所述抗氧剂、增韧剂、无机增强材料的添加量为热塑性聚酯的0. 1-1%、 5-15%、10-50%〇
[0017] 本发明还提供了上述高流动聚酯组合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
[0018] 步骤1):将热塑性聚酯和双（三羟甲基烷烃）按比例放入高速混合机、搅拌混合 均匀，得到聚酯/双（三羟甲基烷烃）混合物；
[0019] 步骤2):将聚酯/双（三羟甲基烷烃）混合物送入双螺杆挤出机，挤出切粒，得到 高流动聚酯组合物。
[0020] 本发明进行了大量细致研究，一方面提供了一种含有双（三羟甲基烷烃）的高流 动聚酯组合物。该组合物为良好热稳定性，高强度和较好的色泽等优点的高流动性热塑性 树脂组合物；另一方面提供了一种制备该组合物的方法。采用本发明的方法，添加少量双 (三羟甲基烷烃）即可显著提高聚酯的流动性。
[0021] 本发明对聚酯的种类并没有特殊限制，既可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚 对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)、也可以是聚对萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚对萘二甲酸丁二醇 酯（PBN)、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PPT)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯（PCT)、聚碳酸酯 (PC)等等；既可以前述中的一种也可以是多种。
[0022] 本发明的减粘剂对前述聚酯的流动性都有较大程度的提高，并且在不改变其机械 性能，热性能及色泽的情况下改善流动性，特别是对PET和PBT的流动性改善尤其显著。
[0023] 在本发明中的高流动聚酯组合物，所采用的减粘剂为一类双（三羟甲基烷 烃），可以在基本不改变聚酯的力学性能，颜色的条件下显著提高聚酯类化合物的流动 性。减粘剂添加量量一般以聚酯重量的0. lwt %到10wt %为宜，过低则流动性改善效果 有限，过高则影响聚酯的力学性能，优选0. l_5wt %，进一步优选为0. l-3wt %，最优选为 0. 5wt % -1. 5wt % 〇
[0024] 本发明的减粘剂为双（三羟甲基烷烃），其结构式如下：
[0025]
[0026] 式中，&、R2为相互独立的氢原子、碳原子数为1-10的烷基。进一步优选为：碳原 子数为1-3的烷基。最优选为札=R2= C2H5-，亦即双（三羟甲基烷烃）最优选为双（三 羟甲基丙烷），在实验结果测试中，效果最佳。
[0027] 本发明中对聚酯的粘度并没有特别限制，但考虑到组合物的力学性能、加工性能 和减粘效果，本发明中聚酯的特性粘度以〇. 4-2. 0dl/g为好，进一步优选为0. 5-1. 5,最优 选为 0· 6-1. 5.
[0028] 本发明中为了进一步提高组合物的性能，还可以向组合物中导入抗氧剂、增韧剂、 无机增强材料等等助剂，其各自加入量分别为0. l-lwt%、5-15wt%、10-50wt%为佳。
[0029] 本发明还提供一种高流动聚酯组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0030] (1)在惰性气流下，将热塑性聚酯和双（三羟甲基烷烃）（化学式1)减粘剂按一定 配比放入高速混合机、搅拌混合均匀，得到聚酯/减粘剂混合物；
[0031] (2)将上述聚酯/减粘剂混合物送入双螺杆挤出机，挤出切粒，得到高流动聚酯组 合物。挤出温度一般高于聚酯熔点20_40°C。
[0032] 与现有技术相比，本发明的高流动聚酯组合物，具有减粘剂添加量小、制备简单、 流动性提高显著、拉伸强度高、色泽优异、易加工、成本低廉等特点。
【附图说明】
[0033] 图1为实施例和对比例制备的PBT聚酯、PBT/季戊四醇（1 % )组合物和PBT/双 (三羟甲基丙烷）（1% )组合物的剪切粘度的数据表。
【具体实施方式】
[0034] 为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0035] 实施例1-10和对比例1-6中的原材料为：PBT(美国杜邦，牌号N6129) ;PET ; PPT;PC;日本三菱/3001R聚碳酸酯；双（三羟甲基丙烷）、双（三羟甲基乙烷），购自 Sigma-Aldrich、Alfa Aesar。设备与仪器采用高速粉碎混合机、双螺杆挤出机、恪融指数 仪、毛细管流变仪。
[0036] 实施例1
[0037] 将5kg预先干燥过的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)，5. 0g双（三羟甲基丙烷）的减 粘剂放入高速混合机、搅拌至混合均匀，得到聚酯/减粘剂混合物；将前述聚酯/减粘剂混 合物送入双螺杆挤出机，在250 °C的挤出温度挤出切粒，得到白色PBT组合物。经测定250 °C 温度下MI为16g/10min，DSC测定熔点为224. 5°C，拉伸强度121MPa。
[0038] 实施例2
[0039] 将5kg预先干燥过的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)，25g双（三羟甲基丙烷）的减 粘剂放入高速混合机、搅拌至混合均匀，得到聚酯/减粘剂混合物；将前述聚酯/减粘剂混 合物送入双螺杆挤出机，在250 °C的挤出温度挤出切粒，得到白色PBT组合物。经测定250 °C 温度下MI为39g/10min，DSC测定熔点为224. 6°C，拉伸强度118MPa。
[0040] 实施例3
[0041] 将5kg预先干燥过的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)，50g双（三羟甲基丙烷）的减 粘剂放入高速混合机、搅拌至混合均匀，得到聚酯/减粘剂混合物；将前述聚酯/减粘剂混 合物送入双螺杆挤出机，在250 °C的挤出温度挤出切粒，得到白色PBT组合物。经测定250 °C 温度下MI为68g/10min，DSC测定熔点为223. 4°C，毛细管流变在剪切速率为1000s 1的条 件下的剪切粘度为l〇8Pa. s，拉伸强度112MPa。
[0042] 实施例4
[0043] 将5kg预先干燥过的聚对苯