一种PET与二氧化碳共聚物的多层共挤材料及其制备方法与流程

一种pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料及其制备方法，属于聚酯材料。

背景技术：

1、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）是热塑性聚酯中最主要的品种，俗称涤纶树脂。它是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制得。pet有酯键，在强酸、强碱和水蒸汽作用下会发生分解，耐有机溶剂、耐候性好。缺点是结晶速率慢，成型加工困难，模塑温度高，生产周期长，抗冲击性能差。

2、pet在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，使用温度可达120℃，相应的其熔点也达到了250℃~255℃。这与二氧化碳基二氧化碳共聚物的熔点（ppcp160℃）相差巨大，导致两者难以共挤。通常情况下无法利用二氧化碳共聚物来与pet材料复合，以提高其阻隔性能、抗冲击性能等。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种共混均匀的pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料及其应用。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料，其特征在于，至少包括依次层叠的pet层、阻隔层和pet层；所述的阻隔层的组成中包含二氧化碳共聚物，所述的二氧化碳共聚物包含无规或嵌段排布的聚碳酸酯段、任意的pe段和任意的聚醚段，其中所述的聚碳酸酯段为环氧化合物与二氧化碳的共聚链段，所述的pe段为环氧化合物和环状酸酐的共聚链段，所述的聚醚段为环氧化合物的自聚链段和/或环氧化合物间的共聚链段。

3、本发明提供一种pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料，在pet层之间复合一层或多层二氧化碳共聚物的阻隔层来提高pet材料的阻隔性能、抗冲击性能；通过多层复合的形式将两者的优点相结合，工艺要求更低，且直接复合的多层材料透明度更高。

4、优选的，所述的二氧化碳共聚物中，所述的聚碳酸酯段包括式1~式4中的一种或多种：

5、式1，

6、式2，

7、式3，

8、式4；

9、所述的pe段包括式5~式12中的一种或多种：

10、式5，

11、式6，

12、式7，

13、式8，

14、式9，

15、式10，

16、式11，

17、式12；

18、所述的聚醚段包括式13~式16中的一种或多种：

19、式13，

20、式14，

21、式15，

22、式16。

23、优选的，上述pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料，所述的pet层的重量份组成为pet55~90份、二氧化碳共聚物0~20份、辅料1~15份；所述的阻隔层的重量份组成为二氧化碳共聚物55~90份、pet0~20份、辅料1~15份。为了增强各层之间的粘合力，避免出现层间的剥离，pet和二氧化碳共聚物之间可以相互进行掺杂。

24、优选的，上述pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料，所述pet层和所述阻隔层中的pet组分均采用pet瓶级聚酯切片。具体可以选用的型号包括逸盛ys-y01、华润cr-8863、三房巷cz-302、万凯wk881、仪征化纤bg801或上海远纺cb-602，能够更好的满足本发明的工艺和性能需求。

25、优选的，上述pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料，所述的pet层的重量份组成为pet70~85份、二氧化碳共聚物7~15份、辅料5~10份。优选的pet层的组成既能充分保留pet材料的自身性能，又能保证在多层复合时的层间粘结力。

26、优选的，上述pet层的重量份组成中，所述的二氧化碳共聚物为pecp或/和ppcep。pet材料利用适量pecp或/和ppcep进行改性，能够更好的提高韧性、改善加工性能，便于多层复合，同时也能提高阻隔性能。

27、更优选的，上述pet层的重量份组成中，所述的pecp和ppcep的质量比为70~90﹕5~15。将pecp和ppcep按一定的比例配合后用来改性pet材料，不但材料的韧性和加工性能达到本发明的最优，而且该比例搭配后，ppcep能起到类似中间相的作用，减少了pet和pecp之间的熔点差异，在两者之间起到缓冲作用，促进它们更好地混合。

28、优选的，上述pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料，所述的阻隔层的重量份组成为二氧化碳共聚物70~85份、pet7~15份、辅料5~10份。阻隔层也用适量的pet进行改性，在不影响阻隔性能的情况下，保证在多层复合时的层间粘结力。

29、优选的，上述阻隔层的重量份组成中，所述的二氧化碳共聚物为ppcp或/和ppccp。阻隔层的二氧化碳共聚物选用ppcp或/和ppccp相较于其它的二氧化碳共聚物，复合后具有更好的阻隔性能和抗冲击性能。

30、更优选的，上述阻隔层的重量份组成中，所述的ppcp和ppccp的质量比为70~90﹕5~15。将ppcp和ppccp以一定的比例配合后再与少量pet共混作为阻隔层，不但材料的阻隔性能和抗冲击性能达到本发明的最优，而且该比例搭配后，ppccp起到了类似中间相的作用，减少了pet和ppcp之间的熔点差异，在两者之间起到缓冲作用，促进它们更好地混合和相互作用。

31、优选的，上述pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料，所述pet层和所述阻隔层中的辅料组分均包括相容剂0~5份、扩链剂0~5份、无机填料1~5份。相容剂的加入可以提高pet和二氧化碳共聚物之间的相容性，减少相分离和界面张力，改善材料的整体性能。扩链剂的加入提高了材料的强度、韧性和耐磨性。无机填料可以改善材料的流变性能和加工性能，使其更易于加工成型，提高生产效率。

32、更优选的，所述的相容剂为聚乙烯醇或聚丙烯酸；所述的扩链剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙二醇；所述的无机填料为云母、氧化锌或/和硅灰石。本发明的相容剂含有羧基或羟基官能团，与pet与二氧化碳共聚物上的酯基相容性好，能够大大提高pet和二氧化碳共聚物之间的相容性。优选的扩链剂可以改善聚合物的性能，提高混合体系的稳定性和加工性能。利用特定的无机填料来调节pet与二氧化碳共聚物的熔点间的巨大差异，调节流变性能，促进两者均匀共混。

33、更优选的，所述的无机填料为氧化锌与云母或硅灰石按质量比1~5﹕5~10的混合物。添加氧化锌到组合物中可以促进热传导，加速熔融过程，配合一定比例的云母或硅灰石能够形成更好的导热性，对熔点间存在巨大差异的两种共聚物的均匀共混有非常好的调节作用。

34、一种上述pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料的制备方法，其特征在于，制备工艺为：

35、1）将各层的物料各自按配比预混合得到混合物；各自进行熔融挤出和造粒，分别得到pet层和阻隔层颗粒料；

36、2）将pet层和阻隔层颗粒料经共挤出制成多层共挤的板材。

37、优选的，设定pet层的挤出机供料区温度在160℃~165℃，压缩区温度在165℃~185℃，融合区温度在185℃~230℃，均化区温度在230℃~235℃，模头区温度在235℃~240℃；

38、设定阻隔层的挤出机供料区温度在150℃~155℃，压缩区温度在155℃~165℃，融合区温度在165℃~200℃，均化区温度在200℃~215℃，模头区温度在215℃~220℃。

39、多层材料在各层的基础过程中主要通过控制挤出机的各温区温度来促进物料间的共混。温区控制的主要特点控制供料区和模头区的温度后，在压缩区和融合区迅速升温，通过精确控制不同区域的温度，调节共混物的结晶度、分子链排列等结构特征，使混合物在挤出机内更容易流动，减少挤出机卡料或产生气泡的情况，提高生产稳定性。挤出温度可以使pet、ppcp、pecp、ppcep和ppccp在挤出机内充分熔融并混合均匀，从而提高各层物料的共混效果，避免出现分相或未混合均匀的情况。挤出的物料经过正常的多层压合即能得到多层共挤的片材。

40、与现有技术相比，本发明一种pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料及其制备方法具有以下有益效果：本发明的pet与二氧化碳共聚物的多层共挤材料，利用复合一层或多层二氧化碳共聚物的阻隔层来提高pet材料的阻隔性能、抗冲击性能；pet和二氧化碳共聚物之间相互掺杂改性，增强各层之间的粘合力，避免出现层间的剥离。本发明通过多层复合的形式将两者的优点相结合，工艺要求更低，且直接复合的多层材料透明度更高，透光率在95%以上。