一种高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯，由以下按重量份计的各组分制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯基体90~95、交联剂2~5份、解联剂2~5份、解联助剂0.07~0.5份和抗氧剂0.5~2份。本发明专利技术中的交联剂可将线性PET分子链交联形成体相网络结构，显著提升PET的热变形温度与机械强度，而解联剂可形成动态可交换共价键网络，保证增强后的PET材料在高温下的流动性，从而可以采用传统挤出、注塑等加工成型工艺，不需要额外更改设备，适用于所有加工厂。适用于所有加工厂。适用于所有加工厂。

【技术实现步骤摘要】
一种高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料领域，尤其涉及一种高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为五大工程塑料之一，加工流动性好，耐化学试剂性能优异、价格低廉、可降解，目前已应用到电子、家电、汽车等诸多行业中。但是在实际加工成型过程(如挤出、注射)中，纯PET结晶慢，得到半结晶产品，尺寸稳定性差，热变形温度一般只有60～75℃，一旦超过这个温度，PET就会失去其原本的机械性能，这一缺点极大地限制了PET的实际应用。
[0003]目前主要从提高结晶度、共混改性增强等方面对PET进行增强耐热改性。通过添加成核剂降低PET成核所需的表面自由能势垒，可有效提高PET结晶度，从而增强PET耐热性。但是成核剂需要配合较高注塑模温，并且周期长，并不能完全解决PET的耐热性问题。采用共混改性增强主要通过合金化与玻纤增强两种方式实现，其中合金化是在PET基体中引入PBT、PC、PPS等高性能树脂形成合金结构，目前PET合金化中往往因为两种树脂基体的相容性问题而导致性能难以达到预期，另外合金化中所用的高性能树脂价格高，无疑也抬升了材料的成本，除此之外，由于引入了第二种聚合物基体导致PET合金难以回收再利用。而采用玻纤增强PET需要对设备进行改造，采用侧喂料，避免玻纤在螺杆剪切下被切断甚至磨碎从而丧失增强效果，玻纤增强PET还会造成PET制品表面毛糙，光泽度下降，限制了PET材料的应用范围。
[0004]综上所述，为了增强PET综合性能，扩展PET的应用范围，亟需设计出具高效、经济的PET耐热性增强方案。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯及其制备方法，通过交联剂将线性聚对苯二甲酸乙二醇酯链段交联形成三维体相结构，抑制链段滑移，提升PET热机械强度。
[0006]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：
[0007]一种高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯，由以下按重量份计的各组分制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯基体90～95份、交联剂2～5份、解联剂2～5份、解联助剂0.07～0.5份和抗氧剂0.5～2份。
[0008]优选地，前述聚对苯二甲酸乙二醇酯基体的特性粘度为0.5～1dl/g，端羧基含量小于0.05mmol/g。
[0009]优选地，前述聚对苯二甲酸乙二醇酯基体为CZ
‑
5011、BG80或TH103中的一种。
[0010]优选地，前述交联剂的结构为Y
‑
R
n
(n≥2)，Y为主链，R为羟基、羧基、环氧基中的一种或多种。
[0011]优选地，前述交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、双酚A二缩水甘油醚、2
‑
羟基丙烷
‑
1,2,3
‑
三羧酸或异氰尿酸三缩水甘油酯中的一种。
[0012]优选地，前述解联剂为沸点大于260℃的多官能度芳香酸，采用均苯四甲酸、4，4
’‑
二苯醚二甲酸或2
‑
羟基
‑3‑
萘甲酸中的一种。
[0013]优选地，前述抗氧剂为抗氧剂
‑
1010、抗氧剂
‑
1076或抗氧剂
‑
3114中的一种。
[0014]优选地，前述解联助剂为纳米氯化铝，其制备步骤具体如下：
[0015]S1、将硫酸铝铵和表面活性剂加入到去离子水中，搅拌至完全溶解，得到母液A；
[0016]S2、搅拌母液A，同时将氢氧化铵溶液滴加到母液A中，反应得到中间体悬浮液B；
[0017]S3、将细胞破碎仪变幅杆置于悬浮液B中，同时将悬浮液B置于冰水浴中，开启超声探头，滴加盐酸，反应得到纳米氯化铝分散液；
[0018]S4、将纳米氯化铝分散液进行真空抽滤，清洗，真空干燥，得到纳米氯化铝。
[0019]优选地，前述表面活性剂为OP
‑
10、十二烷基苯磺酸钠或吐温
‑
20中的一种。
[0020]高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，包括具体步骤：将聚对苯二甲酸乙二醇酯基体、交联剂、解联剂、解联助剂、抗氧剂按照一定比例在高混机中混合均匀，将得到的混合物加入到螺杆挤出机中共混挤出，螺杆挤出机中螺杆长径比为L/D＝40/1～44/1，造粒，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0021]本专利技术的有益之处在于：
[0022](1)本专利技术通过交联剂将线性聚对苯二甲酸乙二醇酯链段交联形成三维体相结构，抑制链段滑移，显著提升PET的热变形温度与机械强度；解联剂在解联助剂的催化下进行酯交换反应，形成动态共价交联网络，可保证增强后的PET材料在高温下的流动性；
[0023](2)本专利技术采用交联增强机理，交联剂用量少，性能提升高，不同于合金化，经济性好；不引入第二相树脂基体或者无机增强材料，保证树脂使用全寿命的纯净性，有利于回收再利用；采用动态交联网络，避免了传统热固性交联树脂只能一次成型，不能重复使用的问题。
附图说明
[0024]图1是本专利技术中交联剂将线性PET链段交联形成三维体相结构的原理示意图；
[0025]图2是本专利技术中解联剂进行酯交换反应的原理示意图；
[0026]图3是实施例1中解联助剂的电子显微镜照片；
[0027]图4是实施例1中解联助剂的XRD衍射图谱；
[0028]图5是实施例3和对比例3中的PET样条在500℃下加热后的照片。
具体实施方式
[0029]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。
[0030]本专利技术的一种高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯，由以下按重量份计的各组分制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯基体90～95份、交联剂2～5份、解联剂2～5份、解联助剂0.07～0.5份和抗氧剂0.5～2份。
[0031]其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯基体的特性粘度为0.5～1dl/g，端羧基含量小于0.05mmol/g，聚对苯二甲酸乙二醇酯基体为CZ
‑
5011、BG80或TH103中的一种。交联剂的结构
为Y
‑
R
n
(n≥2)，Y为主链，R为羟基、羧基、环氧基中的一种或多种。交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、双酚A二缩水甘油醚、2
‑
羟基丙烷
‑
1,2,3
‑
三羧酸或异氰尿酸三缩水甘油酯中的一种。解联剂为沸点大于260℃的多官能度芳香酸，采用均苯四甲酸、4，4
’‑
二苯醚二甲酸或2
‑
羟基
‑3‑
萘甲酸中的一种。抗氧剂为抗氧剂
‑
1010、抗氧剂
‑
1076或抗氧剂
‑
3114中的一种。
[0032]解联助剂为纳米氯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，由以下按重量份计的各组分制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯基体90~95份、交联剂2~5份、解联剂2~5份、解联助剂0.07~0.5份和抗氧剂0.5~2份。2.根据权利要求1所述的高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯基体的特性粘度为0.5~1dl/g，端羧基含量小于0.05mmol/g。3.根据权利要求2所述的高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯基体为CZ
‑
5011、BG80或TH103中的一种。4.根据权利要求1所述的高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所述交联剂的结构为Y
‑
R
n
（n≥2），Y为主链，R为羟基、羧基、环氧基中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所述交联剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、双酚Ａ二缩水甘油醚、2
‑
羟基丙烷
‑
1,2,3
‑
三羧酸或异氰尿酸三缩水甘油酯中的一种。6.根据权利要求1所述的高强耐热性聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征在于，所述解联剂为沸点大于260℃的多官能度芳香酸，采用均苯四甲酸、4，4
’‑
二苯醚二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：董大鹏，陶慷，臧义文，洪江，
申请(专利权)人：江苏集萃先进高分子材料研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：