一种阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征是：将原料干燥；取干燥后的原料聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料、共混高分子、成核剂、扩链剂、阻燃剂、稳定剂、抗水解剂和润滑剂，混合均匀；将混合料加入至双螺杆挤出机内，经熔融、挤出，再经冷却、切粒、干燥，即制得耐热性、力学性能和加工性能良好的阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯，该母粒无论经过模压成型制得的片材，或通过流岩法得到的卷材均可在240℃高温下持续使用30min。本发明专利技术获得的PET母粒可以加工成纤维、织物、薄膜、片材等形式，替代传统PET和CPET用于耐热要求较高的领域，例如航空餐盒，也可代替高成本的尼龙。

Method for preparing flame retardant and heat resistant polyethylene terephthalate

The invention discloses a preparation method of a flame retardant, high heat-resistant polyethylene terephthalate, which is characterized in that the raw material drying; dried raw material of polyethylene terephthalate pellets, polymer blend, nucleating agent, chain extender, flame retardant, stabilizer, anti hydrolysis agent and lubricant mixture uniform; the mixture is added into a double screw extruder, melting, extrusion, after cooling, granulating, drying, preparing the heat resistance, mechanical properties and good processing performance, high heat resistance and flame retardant polyethylene terephthalate, the masterbatch of sheet after moulding, or by get the flow rock method can be used for 30min coil in 240 deg. C. The PET masterbatch can be processed into the form of fiber, fabric, film, sheet, etc., which replaces the traditional PET and CPET in the field of high heat resistance requirements, such as the aviation lunch box, and can also replace the high cost nylon.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料的制备，涉及一种阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，特别涉及一种改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法。本专利技术制备的产品除了具备普通聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)优良的力学、耐溶剂和无毒等性能外，在加工性能未受影响的情况下，耐热性还显著提高，乃至高于结晶型PET(简称CPET)。因此，本专利技术制备的阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯产品可以加工成纤维、织物、薄膜、片材等形式，替代传统PET和CPET用于耐热要求较高的领域。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)具有良好的耐化学品、耐蠕变和耐热等优良性能，在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃，并且价格相对低廉、容易回收，已经广泛的用作纤维、薄膜和塑料制品。尤其是，具有高结晶度的CPET，进一步缩短了PET加工周期、提高了PET的最高使用温度，拓宽了PET的应用领域。但现有技术中，经过成核改性的CPET，即使是玻璃纤维增强的PET，它们的最高使用温度仍限制在220℃以内。并且，由于玻璃纤维的烛芯效应，其增强的PET存在阻燃性能差的缺陷，高的结晶性还使CPET的韧性较差。由于以上缺陷，目前已有的PET无法满足某些特殊领域和环境下的应用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法。从而提供一种使用温度上线大于220℃、并且具有较高韧性的阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法。本专利技术的内容是：一种阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征是步骤为：a、原料预处理：将原料聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)粒料、共混高分子在120℃～140℃温度下干燥3～5小时，将原料成核剂、扩链剂、阻燃剂、稳定剂、抗水解剂在100℃～130℃温度下干燥2～4小时，取润滑剂待用；b、配料：取干燥后的原料聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料60～90质量份、共混高分子0～40质量份、成核剂0～5质量份、扩链剂0～10质量份、阻燃剂0.1～5质量份、稳定剂0～5质量份、抗水解剂0～10质量份、润滑剂0～5质量份，将全部原料混合均匀，得混合料；所述阻燃剂为热分解温度大于300℃的科莱恩OP1240、美国FR2025、有机磷阻燃剂FR-104、以及芳基聚膦酸酯类阻燃剂GP-77中的任一种；c、加工：将混合料置于高速混合机中搅拌(该高速混合机的搅拌转速可以为700～1500r/min)混合5～10min后，将混合料加入至双螺杆挤出机加料漏斗内，在喂料速度为40～100r/min、螺杆转速为80～400r/min(即：转/分钟)以及加工温度为230～280℃的条件下，将混合料进行熔融、挤出，再经过冷却、切粒后，粒料于100～120℃温度下干燥1～4h，即制得阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯(或称改性聚对苯二甲酸乙二醇酯)(母粒)。本专利技术的内容中：步骤b所述配料较好的为：取干燥后的原料聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料60～90质量份、共混高分子0～40质量份、成核剂0.1～5质量份、扩链剂0～10质量份、阻燃剂0.1～5质量份、稳定剂0.1～5质量份、抗水解剂0.1～10质量份、润滑剂0.1～5质量份，将全部原料混合均匀，得混合料。本专利技术的内容中：步骤b所述配料更好的为：取干燥后的原料聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料60～90质量份、共混高分子0.1～40质量份、成核剂0.1～5质量份、扩链剂0.1～10质量份、阻燃剂0.1～5质量份、稳定剂0.1～5质量份、抗水解剂0.1～10质量份、润滑剂0.1～5质量份，将全部原料混合均匀，得混合料。本专利技术的内容中：步骤a中所述聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料可以是杜邦56151、上海远芳cb602、以及四川普什WP56151中的任一种。本专利技术的内容中：步骤a中所述共混高分子可以为聚苯硫醚(简称PPS)(产品生产企业及商品名称和型号有：美国雪佛龙菲利普/R4-XT、美国泰科纳/1140L6、日本东丽/A360MB等)、聚碳酸酯(简称PC)(产品生产企业及商品名称和型号有：日本帝人/PanliteL-1225L、德国拜耳/6870、日本出光/LC1500等)、以及尼龙66(产品生产企业及商品名称和型号有：德国巴斯夫/A3SK、美国杜邦/101L、法国罗地亚/A205F等)中的任一种。本专利技术的内容中：步骤a中所述成核剂可以为纳米凹凸棒(产品生产企业有：安徽省明美矿物化工有限公司、江苏玖川纳米材料有限公司、常州一维纳米材料科技有限公司等)、金红石型TiO2(产品生产企业及型号有：四川中科贝特纳米科技有限公司A101、杜邦钛白粉R-706、攀枝花大互通钛业有限公司HTR-616等)、纳米MgO(产品生产企业及型号有：山西亚兴氧化镁厂、上海巷田纳米材料有限公司XT-0806-4)、成核剂Nu606(东莞三合化工有限公司生产提供)、以及BRUGGOLENP250(德国布吕格曼生产提供)中的任一种。本专利技术的内容中：步骤a中所述扩链剂可以为酸酐类(产品生产企业及商品名称和型号有：郑州智远化工产品有限公司荷兰DSM丁二酸酐、意大利POLICHEM公司的RegratexMB-D)、环氧树脂(产品生产企业及商品名称和型号有：广州源泰合成材料有限公司YTPA-801、余姚市首一化工有限公司REPAIPTMCE-3、佳易容相容剂有限公司的SAG-008、南京福聚化工有限公司ESC-LP-5200等)、以及氰酸酯(产品生产企业及型号有：上海华宏海化工有限公司BADCy)中的任一种。本专利技术的内容中：步骤a中所述润滑剂可以为季戊四醇硬脂酸酯(产品生产企业及型号有：东莞山一塑化有限公司PETS)、聚乙烯蜡(产品生产企业及型号有：美国霍尼韦尔AC6A)、以及乙撑双硬脂酰胺(产品生产企业及型号有：韩国信元EBS)中的任一种。本专利技术的内容中：步骤a中所述抗水解剂可以为上海尤恩化工有限公司提供的聚碳化二亚胺UN-03、莱茵化学StabaxolP200、以及德国RaschigN，N-二(2，6-二异丙基苯基)碳二亚胺(简称R-7000)中的任一种。本专利技术的内容中：步骤a中所述稳定剂(或称抗氧剂)可以为：N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(简称抗氧剂1098，巴斯夫、汽巴)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称抗氧剂1010，)、以及三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(简称抗氧剂168，巴斯夫、汽巴)中的任一种。与现有技术相比，本专利技术具有下列特点和有益效果：(1)采用本专利技术，利用诱导结晶、扩链和共混改性的协效作用，获得可耐240℃高温的PET；成核剂的加入，诱导PET发生异相成核，提高PET的结晶度；扩链剂中的官能团和PET端基的羧基或羟基反应，使PET分子量增加；结晶度的提高和分子量的增加都有利于提高PET的耐热性；与此同时，利用耐热性好的高分子材料共混改性PET，可以获得耐热性较纯PET高的聚合物合金；(2)采用本专利技术，由于无机成核剂的诱导成核、扩链剂的增粘和高分子的诱导成核兼共混改性作用，从而得到耐热性、力学性能和加工性能皆优的改性PET母粒；无机成核剂作为异相成核中心，可以提高PET的结晶度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征是步骤为：a、原料预处理：将原料聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料、共混高分子在120℃~ 140℃温度下干燥3 ~ 5小时，将原料成核剂、扩链剂、阻燃剂、稳定剂、抗水解剂在100℃~ 130℃温度下干燥2~ 4小时，取润滑剂待用；b、配料：取干燥后的原料聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料60~90质量份、共混高分子0~40质量份、成核剂0~5质量份、扩链剂0~10质量份、阻燃剂0.1~5质量份、稳定剂0~5质量份、抗水解剂0~10质量份、润滑剂0~5质量份，将全部原料混合均匀，得混合料；所述阻燃剂为热分解温度大于300℃的科莱恩OP1240、美国FR2025、有机磷阻燃剂FR‑104、以及芳基聚膦酸酯类阻燃剂GP‑77中的任一种；c、加工：将混合料置于高速混合机中搅拌混合5～10min后，将混合料加入至双螺杆挤出机加料漏斗内，在喂料速度为40~100r/min、螺杆转速为80~400r/min以及加工温度为230~280℃的条件下，将混合料进行熔融、挤出，再经过冷却、切粒后，粒料于100~120℃温度下干燥1~4h，即制得阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯。...

【技术特征摘要】
1.一种阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征是步骤为：a、原料预处理：将原料聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料、共混高分子在120℃~140℃温度下干燥3~5小时，将原料成核剂、扩链剂、阻燃剂、稳定剂、抗水解剂在100℃~130℃温度下干燥2~4小时，取润滑剂待用；b、配料：取干燥后的原料聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料60~90质量份、共混高分子0~40质量份、成核剂0~5质量份、扩链剂0~10质量份、阻燃剂0.1~5质量份、稳定剂0~5质量份、抗水解剂0~10质量份、润滑剂0~5质量份，将全部原料混合均匀，得混合料；所述阻燃剂为热分解温度大于300℃的科莱恩OP1240、美国FR2025、有机磷阻燃剂FR-104、以及芳基聚膦酸酯类阻燃剂GP-77中的任一种；c、加工：将混合料置于高速混合机中搅拌混合5～10min后，将混合料加入至双螺杆挤出机加料漏斗内，在喂料速度为40~100r/min、螺杆转速为80~400r/min以及加工温度为230~280℃的条件下，将混合料进行熔融、挤出，再经过冷却、切粒后，粒料于100~120℃温度下干燥1~4h，即制得阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯。2.按权利要求1所述阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征是：步骤b所述配料为：取干燥后的原料聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料60~90质量份、共混高分子0~40质量份、成核剂0.1~5质量份、扩链剂0~10质量份、阻燃剂0.1~5质量份、稳定剂0.1~5质量份、抗水解剂0.1~10质量份、润滑剂0.1~5质量份，将全部原料混合均匀，得混合料。3.按权利要求2所述阻燃、高耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，其特征是：步骤b所述配料为：取干燥后的原料聚对苯二甲酸乙二醇酯粒料60~90质量份、共混高分子0.1~40质量份、成核剂0.1~5质量份...

【专利技术属性】
技术研发人员：任先艳，项林南，刘才林，韩汶欣，申毅锋，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51