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CN112831161B - 一种聚酯片材用高透明增韧母粒及其制备方法和应用 - Google Patents

一种聚酯片材用高透明增韧母粒及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于聚酯片材技术领域，提供一种聚酯片材用高透明增韧母粒及其制备方法和应用；该聚酯片材用高透明增韧母粒以45‑78份PET树脂为载体，复配5‑20份TPEE材料、3‑12份环氧大豆油、1‑5份纳米碳酸钙和1‑5份MBS树脂，添加0.1‑0.5份抗氧剂制得；所得聚酯片材用高透明增韧母粒能够在确保PET聚酯片材的透明性影响较小的条件下，增加PET聚酯片材的韧性，进而获得兼具高透明和高韧性特点的PET聚酯片材，以满足市场对高透明高韧性PET聚酯片材的应用需求，进而能扩大PET聚酯片材的应用范围。

Description

一种聚酯片材用高透明增韧母粒及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及聚酯片材技术领域，特别是涉及一种聚酯片材用高透明增韧母粒及其制备方法和应用。
背景技术
PET聚酯片材因具有优越的光学性能，如高透光性、高光滑和低光晕，突出的可印刷性以及低成本、易生产等优势，被用于食品级吸塑盒、化妆品折盒、印刷片、包装礼盒等。但纯PET聚酯片材较脆，耐冲击性能不够，限制其更广泛的应用。基于此，常规方法是通过对PET进行增韧改性，来改善其耐冲击性能，但是，增韧改性几乎都会影响PET聚酯片材的透明性，虽然提升了PET聚酯片材的韧性，却降低了其光学性能，反而又限制其在光学领域的应用。因此，亟需研发一种兼具高透明和高韧性的母粒，能够将该母粒添加至PET聚酯片材中，以满足市场对高透明高韧性的PET聚酯片材的需求。
发明内容
本发明的目的之一是针对现有技术的不足，提供一种聚酯片材用高透明增韧母粒，将其添加至PET聚酯片材中，能克服现有PET聚酯片材无法兼具高透明和高韧性的缺陷。
本发明的目的之二是针对现有技术的不足，提供一种制备工艺稳定、适合大规模生产的聚酯片材用高透明增韧母粒的制备方法。
本发明的目的之三是针对现有技术的不足，将所述的一种聚酯片材用高透明增韧母粒应用于制备PET聚酯片材，能使所得PET聚酯片材兼具高透明和高韧性的特点，进而能扩大该PET聚酯片材的应用范围。
基于此，本发明公开了一种聚酯片材用高透明增韧母粒，由以下重量份的原料组成：由以下重量份的原料组成：
Figure BDA0002880195200000011
Figure BDA0002880195200000021
本发明中，特选折射率为1.58的TPEE(简称热塑性聚酯弹性体)材料，且该TPEE材料是一类含有PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)聚酯(即结晶相)硬段和脂肪族聚酯或聚醚(即非晶相)软段的线型嵌段共聚物，具有橡胶的弹性和工程塑料的强度；如此，因TPEE材料具有聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯硬段成份，所以，其与PET聚酯材料具有良好的相容性和相近的材料折射率；而其脂肪族聚酯或聚醚软段又使其具有类橡胶弹性体的柔韧性；所以，发明人将该TPEE材料用作耐冲击改性材料。而碳酸钙的折射率为1.60，这也与PET材料的折射率相近，且经测试发现，50-150nm级的纳米碳酸钙对PET材料还具有较好的成核作用，能加速PET材料均匀结晶，进一步增加PET材料的韧性和强度。而优质环氧大豆油不仅是一款低成本的增塑剂，优质的环氧大豆油本身是无色透明液体，能确保其透光率。而MBS树脂是甲基丙烯酸甲酯(M)/丁二烯(B)/苯乙烯(S)的三元共聚物，其能作为塑料增韧剂使用，且其本身也具有透明性。
综上，本发明以45-78份PET树脂为载体，复配5-20份TPEE材料、3-12份环氧大豆油、1-5份纳米碳酸钙和1-5份MBS树脂，再添加0.1-0.5份抗氧剂，能够制得聚酯片材用高透明增韧母粒，该聚酯片材用高透明增韧母粒能添加至PET聚酯片材中，从而能改善PET聚酯片材的透明性和韧性，在确保PET聚酯片材的透明性影响较小的条件下，能增加其韧性，进而获得兼具高透明和高韧性特点的PET聚酯片材，以满足市场对高透明高韧性PET聚酯片材的应用需求，进而能扩大PET聚酯片材的应用范围。
优选地，所述PET树脂是黏度为0.6-0.85的膜级或瓶级专用PET树脂。
优选地，所述TPEE材料是邵氏硬度为D45-D60的热塑性聚酯弹性体。
优选地，所述纳米碳酸钙的粒径为50-150nm。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂的复配物。
本发明还公开了一种聚酯片材用高透明增韧母粒的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤S1，将所述PET树脂、TPEE材料和环氧大豆油加入搅拌桶，低速搅拌均匀；
步骤S2，再向所述搅拌桶中加入所述纳米碳酸钙、MBS树脂和抗氧剂，低速搅拌均匀，得到混合物料；
步骤S3，将所述混合物料放入挤出机下料桶，开始对所述混合物料进行喂料，再挤出造粒，均化，包装，即得聚酯片材用高透明增韧母粒。
优选地，所述步骤S1中，所述低速搅拌的速率为300转/分钟、搅拌时间为5分钟。
优选地，所述步骤S2中，所述低速搅拌的速率为300转/分钟、搅拌时间为10分钟。
优选地，所述步骤S3中，所述挤出造粒的工艺参数如下：挤出机各区的温度为：一区温度为50±10℃，二区温度为210±10℃，三区温度为250±10℃，四区温度为260±10℃，五至六区的温度为270±10℃，七区温度为265±10℃，八至九区温度为260±10℃，十区温度为250±10℃，十一区温度为255±10℃，机头温度为270±10℃；螺杆转速为350±15转/分钟，喂料转速100-120转/分钟，切粒机转速为25-40转/分钟，真空度≤1Mpa，料条入水前长度15-20mm，料条在水长度3-6m，前水槽温度40±10℃。
本发明还公开了一种聚酯片材用高透明增韧母粒的应用，具体为，将所述聚酯片材用高透明增韧母粒应用于制备PET聚酯片材。
优选地，将所述聚酯片材用高透明增韧母粒以5％的重量百分比进行添加，以制备所述PET聚酯片材。
与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：
本发明利用TPEE材料与PET聚酯材料具有良好的相容性和相近的材料折射率的特点；纳米碳酸钙具有与PET材料相近的折射率，且能对PET材料起到较好的成核作用，增加PET材料的韧性和强度的特点；优质环氧大豆油的增塑作用和无色透明的特点；以及MBS树脂的增韧作用和透明性好的特点；以45-78份PET树脂为载体，复配5-20份TPEE材料、3-12份环氧大豆油、1-5份纳米碳酸钙和1-5份MBS树脂，再添加0.1-0.5份抗氧剂，通过复配改性和浓缩制粒，得到聚酯片材用高透明增韧母粒，该聚酯片材用高透明增韧母粒在添加于PET材料经挤出工艺生产得到PET聚酯片材后，能大大提高PET聚酯片材类产品的韧性，且母粒对该类产品的透明性影响极小(其透光率影响≤1％)。
具体为，本发明的聚酯片材用高透明增韧母粒，其按PET原料的5％重量百分比添加挤出制得300um厚的PET聚酯片材后，经光学测试，其透光率为87.6％，雾度为1.3％，清晰度为99％，且经300g/1m落球测试不破裂；该聚酯片材用高透明增韧母粒按PET原料的5％重量百分比添加注塑样条后，经测试，测得其冲击强度为10.8KJ/M2，断裂伸长率为384％。综上，在透光率≥85％的PET聚酯片材产品中，其落球测试及冲击测试数据均高于目前市场产品的数据要求，进而能满足市场对高透明高韧性PET聚酯片材的应用需求。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1-4
实施例1-4的一种聚酯片材用高透明增韧母粒的原料配方如下表1所示：
表1
原料 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
PET树脂 45份 57份 70.8份 78份
TPEE材料 5份 9份 18份 20份
环氧大豆油 3份 5份 5份 12份
纳米碳酸钙 1份 2份 3份 5份
MBS树脂 1份 2份 2份 5份
抗氧剂 0.2份 0.1份 0.2份 0.5份
其中，PET树脂是黏度为0.6-0.85的膜级或瓶级专用PET树脂。
其中，TPEE材料是邵氏硬度为D45-D60的热塑性聚酯弹性体。
其中，纳米碳酸钙的粒径为50-150nm。
其中，抗氧剂为受阻酚抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂的复配物。
实施例1-4的一种聚酯片材用高透明增韧母粒的制备方法，包括如下制备步骤：
步骤一，混料：将PET树脂、TPEE材料和环氧大豆油加入搅拌桶，在300转/分钟下搅拌5分钟；再加入纳米碳酸钙、MBS树脂和抗氧剂，在300转/分钟下继续搅拌10分钟，得到混合物料；
步骤二，造粒、均化及包装：将步骤一的混合物料放入挤出机下料桶，开始对该混合物料进行喂料，再挤出造粒；得到粒料后，在取样或包装前开启均化搅拌桶均化10min；再包装，即得聚酯片材用高透明增韧母粒。
其中，挤出造粒的工艺参数如下：挤出机各区的温度为：一区温度为50±10℃，二区温度为210±10℃，三区温度为250±10℃，四区温度为260±10℃，五至六区的温度为270±10℃，七区温度为265±10℃，八至九区温度为260±10℃，十区温度为250±10℃，十一区温度为255±10℃，机头温度为270±10℃；螺杆转速为350±15转/分钟，喂料转速100-120转/分钟，切粒机转速为25-40转/分钟，真空度≤1Mpa，料条入水前长度15-20mm，料条在水长度3-6m，前水槽温度40±10℃。
其中，粒料的造粒工艺要求如下：粒料切口平整、长度为2-3mm，无粘刀、菱形料粒，无杂粒，无变色料。
实施例1-4的一种聚酯片材用高透明增韧母粒的应用，将实施例1-4的聚酯片材用高透明增韧母粒按PET原料的5％重量百分比添加挤出制得PET聚酯片材。
对比例1-3
对比例1-3的母粒的原料配方及其制备方法和应用与实施例3基本相同，其区别如下表2所示：
表2
原料 对比例1 对比例2 对比例3
PET树脂 70.8份 70.8份 70.8份
TPEE材料 —— 18份 18份
环氧大豆油 5份 5份 5份
纳米碳酸钙 3份 —— 3份
MBS树脂 2份 2份 ——
抗氧剂 0.2份 0.2份 0.2份
性能测试
参照标准GB T2410-2008、GB/1040-2018、GB/T1843-2008、GB/T 14485对实施例1-4及对比例1-3的母粒进行性能测试。具体为，将实施例1-4及对比例1-3的母粒按PET原料的5％重量百分比添加挤出分别制得300um厚的PET聚酯片材，对PET聚酯片材进行光学测试，以及300g/1m的落球测试；并将实施例1-4及对比例1-3的母粒按PET原料的5％重量百分比添加分别注塑样条，对样条的冲击强度和断裂伸长率进行性能测试；测试结果如下表3-4所示。
表3
检测项目 标准值 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
透光率 ≥85％ 符合 符合 符合 符合
雾度 ≤2％ 符合 符合 符合 符合
清晰度 ≥98％ 符合 符合 符合 符合
冲击强度 ≥9KJ/M2 符合 符合 符合 符合
断裂伸长率 ≥200％ 符合 符合 符合 符合
落球测试 300g/1m不破裂 符合 符合 符合 符合
表4
检测项目 对比例1 对比例2 对比例3 实施例3
透光率 87.8％ 87.6％ 87.6％ 87.6％
雾度 1.2％ 1.3％ 1.3％ 1.3％
清晰度 99％ 99％ 99％ 99％
冲击强度 6.6％ 8.5％ 10.2％ 10.8％
断裂伸长率 405％ 387％ 377％ 384％
落球测试300g/1m不破裂 NG NG OK OK
从表3-4可以看出，与对比例1-3相比，本发明的聚酯片材用高透明增韧母粒在添加至PET材料经挤出工艺生产得到PET聚酯片材后，能大大提高PET聚酯片材类产品的韧性，且聚酯片材用高透明增韧母粒对该类产品的透明性影响极小(其透光率影响≤1％)，能满足市场对高透明高韧性PET聚酯片材的应用需求，进而能扩大PET聚酯片材的应用范围。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种聚酯片材用高透明增韧母粒，其特征在于，由以下重量份的原料组成：
Figure FDA0004212310210000011
所述纳米碳酸钙的粒径为50-150nm；
所述PET树脂是黏度为0.6-0.85的膜级或瓶级专用PET树脂；
所述TPEE材料是邵氏硬度为D45-D60的热塑性聚酯弹性体；
所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂的复配物。
2.权利要求1所述的一种聚酯片材用高透明增韧母粒的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
步骤S1，将所述PET树脂、TPEE材料和环氧大豆油加入搅拌桶，低速搅拌均匀；
步骤S2，再向所述搅拌桶中加入所述纳米碳酸钙、MBS树脂和抗氧剂，低速搅拌均匀，得到混合物料；
步骤S3，将所述混合物料放入挤出机下料桶，开始对所述混合物料进行喂料，再挤出造粒，均化，包装，即得聚酯片材用高透明增韧母粒。
3.根据权利要求2所述的一种聚酯片材用高透明增韧母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述低速搅拌的速率为300转/分钟、搅拌时间为5分钟；
所述步骤S2中，所述低速搅拌的速率为300转/分钟、搅拌时间为10分钟。
4.根据权利要求2所述的一种聚酯片材用高透明增韧母粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述挤出造粒的工艺参数如下：挤出机各区的温度为：一区温度为50±10℃，二区温度为210±10℃，三区温度为250±10℃，四区温度为260±10℃，五至六区的温度为270±10℃，七区温度为265±10℃，八至九区温度为260±10℃，十区温度为250±10℃，十一区温度为255±10℃，机头温度为270±10℃；螺杆转速为350±15转/分钟，喂料转速100-120转/分钟，切粒机转速为25-40转/分钟，真空度≤1Mpa，料条入水前长度15-20mm，料条在水长度3-6m，前水槽温度40±10℃。
5.权利要求1所述的一种聚酯片材用高透明增韧母粒的应用，其特征在于，将所述聚酯片材用高透明增韧母粒应用于制备PET聚酯片材。
6.根据权利要求5所述的一种聚酯片材用高透明增韧母粒的应用，其特征在于，将所述聚酯片材用高透明增韧母粒以5％的重量百分比进行添加，以制备所述PET聚酯片材。
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