CN112574538B - 合金组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合金组合物及其制备方法，其包括聚酯70‑95重量份、TPEE 10‑25重量份、相容剂1‑5重量份、抗氧剂0.3‑0.5重量份。本发明的该合金组合物中，低硬度聚醚酯弹性体与聚酯具有较高很好的相容性，使得该合金组合物具有较高的缺口冲击强度、和断裂伸长率，且避免了挤出后合金组合物出现分层，脱壳等现象，具有显著进步。

Description

合金组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种合金组合物及其制备方法。

背景技术

聚酯型热塑性弹性体(TPEE)又称聚酯橡胶，是一类含有PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)聚酯硬段和脂肪族聚酯或聚醚软段的线型嵌段共聚物。TPEE兼具橡胶优良的弹性和热塑性塑料的易加工性，软硬度可调，设计自由，是热塑性弹性体中倍受关注的新品种。

由于聚酯如聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯特性粘度较低，冲击强度较低，韧性差，在使用时常常需要通过增韧，常规增韧剂如POE-g-EMA增韧效果有限，并且低温韧性较差。而TPEE由于具有独特的分子结构，其耐寒性极佳，但是其耐寒性随硬度的升高而降低，所以在增韧聚酯时优先选用低硬度TPEE以提高耐寒性和低温冲击性能。但由于低硬度TPEE由于含有大量的聚醚软缎，其与聚酯的相容性较差，在挤出造粒时容易出现分层，脱壳等现象。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种合金组合物及其制备方法，该合金组合物以低硬度TPEE和聚酯为基体，通过添加相容剂和改善加工工艺提高低硬度TPEE与聚酯的相容性，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种合金组合物，其包括以下组分：

A):聚酯70-90重量份，

B):TPEE 10-25重量份，

C):相容剂1-5重量份，

D):抗氧剂0.3-0.5重量份；

其中，所述TPEE的邵氏硬度为28D-35D。

进一步的，所述聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。

进一步的，所述TPEE在230℃/2.16kg条件下的熔指为5-15g/10min。

优选的，所述相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃。

进一步的，所述抗氧剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(十二烷硫基)丙酸-2,2-双[[3-(十二烷硫基)-丙酰氧基]甲基]-1,3-丙二醇酯中的至少一种。

进一步的，所述合金组合物中还包括其他助剂，所述其他助剂包括但不限于耐候剂、防老剂、润滑剂、耐刮擦剂、填充剂中的至少一种，本领域技术人员可根据需要进行选择添加，其他助剂的选择和添加量均为本领域中的常规选择，没有特别的限定。

本发明还提供了一种如前述任一项所述的合金组合物的制备方法，包括以下步骤：

按照配比将聚酯、TPEE、相容剂和抗氧剂充分混合，得到均匀的混合物料；

将所述混合物料加入双螺杆挤出机中经熔融、挤出、切粒，制得合金组合物。

进一步的，所述双螺杆挤出机料筒温度220～260℃，螺杆转速为300～400r/min，真空度为-0.04～-0.1MPa。

进一步的，所述双螺杆挤出机的螺杆剪切元件采用塑化段至少含有3～5个45°/5/32、2～3个60°/4/32和1个22/11L，分散分布段含有2～3块45°/5/32、1套SME/ZME/SME组合、2～3块90°/5/32和1块22/11L。该啮合块组合，在450-550rpm的螺杆转速下，保证了增韧剂与聚酯充分混合和均匀分布。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中以低硬度聚醚酯弹性体(TPEE)与聚酯作为基体树脂，通过添加相容剂，以提高TPEE聚醚软缎与聚酯的相界面相容性，达到使得聚酯获得更好的低温韧性和拉伸断裂伸长率，使得该合金组合物在挤出造粒时不会出现分层，脱壳等现象，提高了组合物的加工质量。

且本发明所使用的原料均来自市售，来源广泛，工艺简单。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

以下实施例和对比例中的各组分分别为：

组分A：

A1：TPEE，牌号H28DMG，邵氏硬度28D，购自江阴和创弹性体新材料科技有限公司；

A2：TPEE，牌号H35DMG，邵氏硬度35D，购自江阴和创弹性体新材料科技有限公司；

组分B：PBT，牌号KH2100，购自康辉化工；

组分C：

组分C1：相容剂，POE-g-GMA，接枝率2.6％，牌号SOG-03，购自佳易容；

组分C2：相容剂，POE-g-GMA，接枝率0.8％，牌号SOG-02，购自佳易容；

组分D：

D1：抗氧剂1010，牌号：Irganox 1010，购自德国巴斯夫；

D2：热稳定剂412S，牌号：Naugard 412s，购自美国亚帝凡特；

实施例和对比例中聚酯型热塑弹性体组合物的制备方法为：

按照配比将TPEE、聚酯、相容剂和抗氧剂，如有其他助剂则一并添加，充分混合，得到均匀的混合物料；

将所述混合物料加入双螺杆挤出机中经熔融、挤出、切粒制得所述改善低硬度聚醚酯弹性体与聚酯相容性组合物，其中，所述双螺杆挤出机料筒温度220～260℃，螺杆转速为300～400r/min，真空度为-0.04～-0.1MPa。所述制备方法包括螺杆组合为塑化段至少含有3～5个45°/5/32、2～3个60°/4/32和1个22/11L，分散分布段含有2～3块45°/5/32、1套SME/ZME/SME组合、2～3块90°/5/32和1块22/11L。在本发明以下实施例中，所述双螺杆挤出机料筒温度分别为：一区230℃，二区-五区250℃，六区-八区240℃，机头250℃，螺杆转速为400r/min，真空度为-0.1MPa。由于双螺杆挤出机在限定保护范围内对组合物的性能影响不大，因此，这里仅给出较优的参数进行实施，以对本发明的技术方案做出示例。

进一步的，所述螺杆组合为较强剪切螺杆组合，编号S1，所述对比例较弱螺杆组合为S2，具体的螺纹元件组合图见表5。

表1实施例中各原料及添加量(重量份数)

组成	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7
								A1	10	20	25			5
A2				10	20		25
								B	89	77	65	89	77	60	95
C1	1	3	5	1	3	2	4
								D1	0.1	0.2	0.1	0.2	0.1	0.3	0.5
D2	0.2	0.3	0.2	0.3	0.2	0.1	0.3
								螺杆组合	S1	S1	S1	S1	S1	S1	S1

表2对比例中各原料及添加量(重量份数)

组成	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4
					A1		10	10	10
B	100	89	89	89
					C1				1
C2			1
					D1	0.1	0.1	0.1	0.1
D2	0.2	0.2	0.2	0.2
					螺杆组合	S1	S1	S1	S2

将实施例1-6和对比例1-4中制备的合金组合物分别进行拉伸强度、断裂伸长率、悬臂梁缺口冲击强度测试，其检测标准与性能检测结果分别列于表3和表4所示。

表3实施例中合金组合物的性能测试结果

表4对比例中合金组合物的性能测试结果

表5 S1与S2螺杆组合示意图

注：表3和表4中各测试项目的测试标准为

(1)拉伸强度：DIN 53504；

(2)断裂伸长率：DIN 53504；

(3)悬臂梁缺口冲击强度：GB/T 1843

从表3可看出，对比本发明实施例1～7制备的改善低硬度聚醚酯弹性体与聚酯相容性组合物和对比例1-4，可以看到，加了相容剂POE-g-GMA，并在S1螺杆组合工艺下，可以有效提高PBT与TPEE的相容性，合金材料在挤出切粒后断面无明显分层现象，并且可提高PBT的冲击强度，同时断裂伸长率较高，而未添加相容剂的PBT/TPEE合金，其粒子截面分层严重，其合金材料虽然拉伸强度相当，但是由于存在界面缺陷，导致断裂伸长率较低，并且比纯PBT(特性粘度1.2dL/g)树脂断裂伸长率还低。对比例中，其缺口冲击强度也不如添加了相容剂POE-g-GMA的PBT/TPEE合金。说明POE-g-GMA对PBT和TPEE有较好的界面桥连作用。而采用强剪切强度的S1螺杆组合，可以充分的将POE-g-GMA在合金中充分的分散混合，提高了接触面积，使得PBT与TPEE相容性更好，从而可以提高材料的冲击强度。

从对比例3可以看出，添加接枝率较低的相容剂，其比不添加相容剂对PBT/TPEE合金的韧性有少许提高，比添加了高接枝率相容剂的渠口冲击强度低17.4％。从对比例4和实施例1可以看到，虽然同样采用高接枝率的相容剂，但是采用不同剪切强度的螺杆组合，其分层情况更严重，采用弱剪切强度螺杆组合的对比例4缺口冲击强度比实施例1低20.9％。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种合金组合物，其特征在于，其包括以下组分：

A): 聚酯 70-95重量份，

B): TPEE 10-25重量份，

C): 相容剂 1-5重量份，

D): 抗氧剂0.3-0.5重量份；

其中，所述TPEE的邵氏硬度为28D-35D；所述相容剂为POE-g-GMA，其接枝率2.6％；

所述合金组合物的制备包括以下步骤：

按照配比将聚酯、TPEE、相容剂和抗氧剂充分混合，得到均匀的混合物料；

将所述混合物料加入双螺杆挤出机中经熔融、挤出、切粒，制得合金组合物；

所述双螺杆挤出机的螺杆转速为450-550rpm，其螺杆剪切元件采用较高剪切强度螺纹组合，其啮合块组合中，塑化段至少含有3~5个45°/5/32、2~3个60°/4/32和1个22/11L，分散分布段含有2~3块45°/5/32、1套SME/ZME/SME组合、2~3块90°/5/32和1块22/11L。

2.如权利要求1所述的合金组合物，其特征在于，所述聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。

3.如权利要求1所述的合金组合物，其特征在于，所述TPEE在230℃、2.16kg条件下的熔指为5-15g /10min。

4.如权利要求1所述的合金组合物，其特征在于，所述抗氧剂选自四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、3-(十二烷硫基)丙酸-2,2-双[[3-(十二烷硫基)-丙酰氧基]甲基]-1,3-丙二醇酯中的至少一种。

5.如权利要求1所述的合金组合物，其特征在于，所述合金组合物中还包括其他助剂，所述其他助剂选自耐候剂、防老剂、润滑剂、耐刮擦剂、填充剂中的至少一种。

6.如权利要求1所述的合金组合物，其特征在于，所述双螺杆挤出机料筒温度220~260℃，真空度为-0.04~-0.1MPa。