一种改性聚合物、其制造方法及其应用与流程

本技术涉及高分子材料，特别涉及一种改性聚合物，以及该改性聚合物的制造方法及应用。

背景技术：

1、聚酯属于高分子化合物，是由对苯二甲酸和乙二醇经过缩聚产生聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，pet)，其中的部分pet再通过水下切粒而最终生成。现有的聚酯瓶片广泛用于瓶类包装容器，例如可用于制造食品、饮料包装瓶，但缺少适用于连续纤维增强热塑性复合材料(continuous fibre reinforced thermoplastics，cfrt)工艺的聚酯体系。常规聚酯若直接用于cfrt生产工艺，存在聚酯粘度大、纱线浸润性差、产品易氧化变黄、机械性能较低等缺点。

技术实现思路

1、本技术旨在提供一种改性聚合物，以聚酯为主体，通过添加抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂来对聚酯进行改性，得到一种改性聚合物，将本技术的改性聚合物应用在cfrt生产工艺中，能够实现良好的纤维浸润性，提升连续纤维增强热塑性复合材料的产品外观和机械性能。

2、为了实现以上技术效果，本技术采用了以下技术方案：

3、根据本技术的一个方面，提供了一种改性聚合物，其特征在于，所述改性聚合物包括聚酯、抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂；

4、所述改性聚合物各成分的质量份数表示如下：

5、

6、

7、其中，质量份数比值，c1＝聚酯/(增韧剂+分散剂)小于78.6，c2＝增韧剂/分散剂＝1：(1.0～10.5)。

8、其中，所述聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，粘度为0.80～0.92dl/g。

9、其中，所述抗氧化剂包括酚类主抗氧化剂和磷酸盐类辅抗氧化剂的混合物。

10、其中，所述增韧剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃。

11、其中，所述抗水解剂包括含有聚碳化二亚氨类的混合物。

12、其中，所述分散剂包括含有脂肪酸酯的混合物。

13、优选的，所述改性聚合物各成分的质量份数表示如下：

14、

15、其中，质量份数比值，c1＝聚酯/(增韧剂+分散剂)小于68.4，c2＝增韧剂/分散剂＝1：(1.2～6.5)。

16、本技术的改性聚合物，通过使用抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂对聚酯进行改性，将其粘度调控在合适范围内，使其适用于cfrt生产工艺，提升产品的外观和机械性能。

17、该改性聚合物的制造过程中使用的各组分的作用及含量说明如下：

18、聚酯是本技术的改性聚合物的主要组成成分，是热塑性树脂的基体。聚酯是一类性能优异、用途广泛的工程塑料，能够应用于生产连续纤维增强热塑性复合材料中。优选的，聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，粘度为0.80～0.92dl/g。优选的，本技术中的聚酯可以为上海仪征化纤的bg85瓶片。本技术的改性聚合物中，限定聚酯的质量份数为90～98份；优选的，聚酯的质量份数为92～97份。

19、抗氧化剂能抑制聚对苯二甲酸乙二醇酯大分子自由基的自动催化，终止其氧化反应，防止聚酯氧化发黄而使后端生产的复合材料产品强度受到影响。优选的，抗氧化剂包括酚类主抗氧化剂和磷酸盐类辅抗氧化剂的混合物。优选的，本技术中的抗氧化剂可以为上海壮景公司的a02626产品。本技术的改性聚合物中，限定抗氧化剂的质量份数为0.4～1.2份；优选的，抗氧化剂的质量份数为0.6～1.0份。

20、增韧剂具有良好的分散性和相容性，能改善聚对苯二甲酸乙二醇酯在连续纤维增强热塑性复合材料生产中，同玻璃纤维的相容性，使连续纤维增强热塑性复合材料的拉伸强度、弯曲强度等力学性能得到明显改善。优选的，增韧剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃。优选的，本技术中的增韧剂可以为上海壮景公司的1400mn产品。本技术的改性聚合物中，限定增韧剂的质量份数为0.2～1.2份；优选的，增韧剂的质量份数为0.3～1.0份。

21、抗水解剂能够防止聚酯在参与连续纤维增强热塑性复合材料生产过程中的自催化水解的降解发生，保证连续纤维增强热塑性复合材料的产品外观和机械性能稳定。优选的，抗水解剂包括含有聚碳化二亚氨类的混合物。优选的，本技术中的抗水解剂可以为上海壮景公司的recyclobyk 4376产品。本技术的改性聚合物中，限定抗水解剂的质量份数为0.1～0.8份；优选的，抗水解剂的质量份数为0.3～0.5份。

22、分散剂能降低聚酯在参与连续纤维增强热塑性复合材料生产过程中的粘度，提升整个聚酯体系的流动性，便于浸润纤维，提升生产效率。优选的，分散剂包括含有脂肪酸酯的混合物。优选的，本技术中的分散剂可以为上海壮景公司的tr044w产品。本技术的改性聚合物中，限定分散剂的质量份数为0.8～2.5份；优选的，分散剂的质量份数为1.0～2.0份。

23、研究过程中发现，分散剂和增韧剂的协同作用，使得本技术的改性聚合物和玻璃纤维在连续纤维增强热塑性复合材料生产工艺中具有优异的相容性，便于浸润纤维，避免了连续纤维增强热塑性复合材料生产工艺中产生的体系粘度大、难加工的问题，使得本技术的改性聚合物所制备的连续纤维增强热塑性复合材料在保证材料的拉伸强度、弯曲强度的同时还能提高生产效率。本技术的改性聚合物中，限定质量份数比值，c1＝聚酯/(增韧剂+分散剂)小于78.6，c2＝增韧剂/分散剂＝1：(1.0～10.5)；优选的，质量份数比值，c1＝聚酯/(增韧剂+分散剂)小于68.4，c2＝增韧剂/分散剂＝1：(1.2～6.5)。

24、根据本技术的第二个方面，提供所述改性聚合物的制造方法，如图1所示，包括如下步骤：

25、s1：将抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂，按照预设质量比例混合，得到助剂混合物；

26、s2:助剂混合物和聚酯通过挤出机d进行第一熔融混炼，得到初始改性聚合物；例如，挤出机d可以为双螺杆挤出机；

27、s3:将s2中得到的初始改性聚合物加入到熔体泵e中进行第二熔融混炼，得到所述改性聚合物。

28、其中，s3中的第二熔融混炼，熔体泵e的增压作用能使整个挤出体系的混炼质量和产量大幅提高。

29、根据本技术的第三个方面，提供所述改性聚合物，在连续纤维增强热塑性复合材料生产工艺中的应用。

30、本技术的改性聚合物中，选择各组分含量的上述范围的有益效果将通过实施例给出具体实验数据进行说明。

31、下面是根据本技术的改性聚合物中所包括的各组分的优选取值范围示例。

32、优选示例一

33、根据本技术的改性聚合物包括聚酯、抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂；

34、所述改性聚合物各成分的质量份数表示如下：

35、

36、

37、优选示例二

38、根据本技术的改性聚合物包括聚酯、抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂；

39、所述改性聚合物各成分的质量份数表示如下：

40、

41、其中，质量份数比值，c1＝聚酯/(增韧剂+分散剂)小于78.6，c2＝增韧剂/分散剂＝1：(1.0～10.5)。

42、优选示例三

43、根据本技术的改性聚合物包括聚酯、抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂；

44、所述改性聚合物各成分的质量份数表示如下：

45、

46、优选示例四

47、根据本技术的改性聚合物包括聚酯、抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂；

48、所述改性聚合物各成分的质量份数表示如下：

49、

50、其中，质量份数比值，c1＝聚酯/(增韧剂+分散剂)小于68.4，c2＝增韧剂/分散剂＝1：(1.2～6.5)。

51、优选示例五

52、根据本技术的改性聚合物包括聚酯、抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂；

53、所述改性聚合物各成分的质量份数表示如下：

54、

55、优选示例六

56、根据本技术的改性聚合物包括聚酯、抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂；

57、所述改性聚合物各成分的质量份数表示如下：

58、

59、

60、其中，质量份数比值，c1＝聚酯/(增韧剂+分散剂)小于67.4，c2＝增韧剂/分散剂＝1：(1.2～6.0)。

61、优选示例七

62、根据本技术的改性聚合物包括聚酯、抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂；

63、所述改性聚合物各成分的质量份数表示如下：

64、

65、优选示例八

66、根据本技术的改性聚合物包括聚酯、抗氧化剂、增韧剂、抗水解剂、分散剂；

67、所述改性聚合物各成分的质量份数表示如下：

68、

69、其中，质量份数比值，c1＝聚酯/(增韧剂+分散剂)小于60.4，c2＝增韧剂/分散剂＝1：(1.2～4.4)。