專利名稱：一種多重網絡增韌的聚合物合金塑料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種多重網絡增韌的聚合物合金塑料的制備方法。具體地說，涉 及一種以聚乙烯(PE)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)為基材的超韌工程塑料的 合金的制備方法。 技術背景聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是由對苯二甲酸和乙二醇酯化縮聚合成的飽和 聚酯，其結構特征具有苯環、酯鏈和連接二者的酯基基團。由于分子的高度幾何 規整性和剛性部分使聚合物具有較高的力學強度，耐化學試劑性、耐熱性、和優 良的電性能，又因為分子中沒有側鏈，結構對稱，分子鏈可緊密堆砌，其聚合物 有高度結晶性和高熔點。目前聚對苯二甲酸乙二酯(PET)主要用于纖維、瓶和薄膜領域，在其他領域 的應用只占其總消費量的1.6%。開發其他領域PET的應用成為目前行業關注的。PET非纖應用的主要領域是制造飲料、食品等的包裝容器。由于聚酯有較好 的結晶性、剛性，強度高。對非極性氣體的阻隔性高，耐蠕變性和尺寸穩定性好， 線膨脹系數小，這些優良性能使其很適合于做包裝材料。與玻璃瓶和一般的塑料 瓶相比，聚酯瓶具有透明性好、易回收、力學強度高、耐化學腐蝕等優點。PET的另一非纖應用是生產薄膜，聚酯薄膜具有良好的熱穩定性、尺寸穩定 性、防潮性、耐化學性、阻隔性和較高的透明度及硬度，且易于運輸。因此聚酯 薄膜可用作包裝、印刷、磁記錄、感光、絕緣材料等，其中尤以食品包裝用途最 為廣泛。聚酯膜主要是指由PET樹脂制得的雙向拉伸膜。同其他常用的塑料薄 膜相比，聚酯薄膜具有高的拉伸強度、極好的尺寸穩定性、較低的吸濕性。根據 對產品性能的要求，通鴻復合等措施，聚酯薄膜的性能還能有進一步的改進。工程塑料是當今世界上PET非纖用行業活躍的研發熱點之一。PET作為一 種熱塑性工程塑料，具有高強度、高剛性、好的耐熱性、優良的尺寸穩定性、耐 化學藥品性等綜合性能，在電子電氣部件、機械、汽車部件等領域得到廣泛應用。 目前在國外，PET工程塑料已成為繼膜用、瓶用聚酯以外在非纖領域中增長最快
的品種，它被廣泛應用于工業、農業、國防及人們日常生活領域。然而作為工程塑料應用時，PET存在結晶速率慢、成型制品的收縮率大、質 脆等缺點；為此，國內外對如何提高PET的結晶速率、降低PET樹脂的玻璃化 溫度以降低模塑溫度、如何提高PET的韌性等課題進行了廣泛的研究。PET是 一種半結晶形高聚物，其結晶速率較慢，注塑時需要較高的模具溫度。人們通常 在PET中加人結晶成核劑或促進劑，或采用共聚、共混的方法來提高PET的結 晶速率，縮短成型周期，降低模具溫度。由于PET大分子中的酯基與苯環形成 共軛體系，增大了分子鏈的剛性，致使PET的耐沖擊性能差， 一般不適宜生產 某些高韌性要求的制品。在我國，PET工程塑料是一個新興產業，用PET生產 工程塑料幾乎是空白，隨著我國國民經濟的發展，國內各行業對工程塑料的需求 增長很快，特別是汽車領域對性能優良工程塑料有大量需求，而我國又具有豐富 的PET原料、這些為PET工程塑料的開發利用提供了良好發展空間。 發明內容本發明目的在于，提供一種以PE、 PET為基材、通過采用特殊的兩步法進行 反應擠出，制備具有良好的沖擊性能和良好加工性能的塑料合金，填補現有技術 中的空白。本發明所說的聚合物合金塑料，其中包括，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、 聚乙烯(PE)和苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯的共聚物(SEBS)為原料，在雙 螺桿擠出機中，經兩步法反應擠出制得。由于在配方中獨特的采用了過氧化二異 丙苯(DCP)和4,4'-二苯基甲垸二異氰酸酯(MDI),分別對PE相和PET相進行 交聯，多重交聯的合金使得材料性能有了大幅度的提高。DCP是一種使聚合物在160°C以上高溫交聯的引發劑，交聯后,使聚合物的物 理性質有所改善，如聚乙烯交聯后其抗熱性、耐化學性、耐壓性、抗裂性及機械 強度均能增加，廣泛適用于建筑裝飾材料、電線電纜、塑膠發泡等其它各種塑料、 橡膠制品，其分子式為CH4 [C6H5C (CH3) 20] 2。MDI是一種可以引起PET交聯的助劑，通常在240°C以上引發交聯反應。其 分子式為0=C=N—(CH2)6—N=C=0本發明采用如下技術方案 一種多重網絡增韌的聚合物合金塑料的制備方法，其特征在于，所述方法包 括以下步驟1、 首先，以聚乙烯為l重量份，在聚乙烯中加入0.5 8%重量份數的過氧化二異丙苯，在120-140。C進行機械擠出，由于擠出溫度較低，在此過程中過氧 化二異丙苯尚未引發聚乙烯的交聯反應，只是簡單的將過氧化二異丙苯混入聚乙 烯相。2、 將聚對苯二甲酸乙二醇酯于100 12(TC干燥4 20小時。取聚對苯二甲 酸乙二醇酯75重量份，加入上一步共混制備的聚乙烯5—20重量份，苯乙烯/ 乙烯/丁二烯/苯乙烯的共聚物5 — 25重量份，4，4，-二苯基甲垸二異氰酸酯 0. 1-2.0重量份，按上述配比在高速混合機中混合，經機械擠出反應擠出即得本 發明所述的工程塑料。機械擠出機各段溫度設置為100。C 250。C。此溫度下，過 氧化二將引發聚乙烯相的交聯反應，4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯將引發聚對苯 二甲酸乙二醇酯相的交聯反應。上述聚對苯二甲酸乙二醇酯的固有粘度為0.65 1.10dl/g。上述步驟2中的苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯的共聚物為市售品，由美國科騰公司提供，型號1650。所述的機械擠出是指通過哈克流變儀、磨盤機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、行星螺桿擠出機、錐形螺桿擠出機、連續混練機、密練機、Z形捏合機或其它任何一種市售的能產生機械剪切力作用的混合設備實現擠出。有益效果本發明所述的工程塑料具有如下優點(1) 可塑性好，拉伸強度30 — 35MPa(GB1040)，成型加工比較容易，可 根據要求做成復雜形狀；斷裂伸長在200—250%。(2) 耐沖擊力學性能優良，缺口沖擊強度20—40 kJ/m2(GB1043[4J])。(3) 彎曲強度40—50MPa(GB9341)。 本發明所述的工程塑料可用于建筑材料、手機外殼外，還可開發其在汽車部件、電子器件等方面的應用。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明作進一步說明，其目的僅在于更好理解本發明目
的，而非限制本發明的保護范圍。實施例1PE (LLDPE,中國石油天然氣股份有限公司大慶石有份公司提供，型號 LLDPE-FB-180D022)， 4.790Kg，加入DCP50克，在雙螺桿擠出機中擠出，溫度 從加料段到機頭溫度控制在120—140 °C。第一次擠出后的物料經粉碎機粉碎， 繼續加入回收PET瓶片9.490Kg (固有粘度(IV) =0.65 1.10dl/g，上海紫江 特種瓶業提供，平均分子量為58000左右)。SEBS (美國科騰公司，1650型) 1.620Kg。 (PET事先于IO(TC下真空干燥20小時，SEBS真空干燥處理)。以上 物料加入MDI (商品名為MR-200，日本聚氨酯公司產品)30克，物料在高速混 合機中高速混合10分鐘后擠出。擠出機各段溫度設定為150°C， 150°C， 150°C， 150°C， 150°C， 240°C， 240°C， 240°C，主機螺桿轉速為45rpm，喂料轉速為lOrpm。 擠出共混物經干燥注射成型，注射溫度為270°C， 265°C， 265°C， 260°C，進行 性能測試。其性能測試結果為拉伸強度29 MPa，斷裂伸長率210%，彎曲強度 42 MPa，缺口沖擊強度20KJ/m2。實施例2PE (LLDPE,中國石油天然氣股份有限公司大慶石有份公司提供，型號 LLDPE-FB-180D022), 50Kg，加入DCP15克，在雙螺桿擠出機中擠出，溫度從 加料段到機頭溫度控制在100—140 °C。第一次擠出后的物料經粉碎機粉碎，繼 續加入回收PET瓶片lOKg (固有粘度(IV) =0.65 1.10dl/g，上海紫江特種瓶 業提供，平均分子量為58000左右)。SEBS(美國科騰公司，1650型)2Kg。 (PET 事先于IO(TC下真空干燥20小時，SEBS真空干燥處理)。以上物料加入MDI(商 品名為MR-200,日本聚氨酯公司產品)30克，物料在高速混合機中高速混合 IO分鐘后擠出。擠出機各段溫度設定為150°C， 150°C， 150°C， 150°C， 150QC， 240°C， 240°C， 240°C，主機螺桿轉速為45rpm，喂料轉速為10rpm。擠出共混 物經干燥注射成型，注射溫度為270。C， 265°C， 265°C， 260°C，進行性能測試。 其性能測試結果為拉伸強度35 MPa，斷裂伸長率230%，彎曲強度45MPa，缺 口沖擊強度28KJ/m2。
權利要求
1、一種多重網絡增韌的聚合物合金塑料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟1)、首先，以聚乙烯為1重量份，在聚乙烯中加入0.5～8％重量份數的過氧化二異丙苯，在120-140℃進行機械擠出；2)、將聚對苯二甲酸乙二醇酯于100～120℃干燥4～20小時。取聚對苯二甲酸乙二醇酯75重量份，加入上一步共混制備的聚乙烯5-20重量份，苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯的共聚物5-25重量份，4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯0.1-2.0重量份，按上述配比在高速混合機中混合，經機械擠出反應擠出即得本發明所述的工程塑料，機械擠出時各段溫度設置為100℃～250℃；其中，所述的聚對苯二甲酸乙二醇酯的固有粘度為0.65～1.10dl/g。
2、 如權利要求1多重網絡增韌的聚合物合金塑料的制備方法，其特征在于， 所述步驟2)中的苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯的共聚物由美國科騰公司提 供，型號1650。
3、 如權利要求1多重網絡增韌的聚合物合金塑料的制備方法，其特征在于， 所述的機械擠出是指通過哈克流變儀、磨盤機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、 行星螺桿擠出機、錐形螺桿擠出機、連續混練機、密練機、Z形捏合機中的一種 或其它任何一種能產生機械剪切力作用的混合設備實現擠出。
全文摘要
本發明涉及一種多重網絡增韌的聚合物合金塑料的制備方法，其中包括，聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯和苯乙烯/乙烯/丁二烯/苯乙烯共聚物為原料，在雙螺桿擠出機中，通過加入反應性交聯劑DCP、MDI進行兩步法反應擠出制得。本發明所述的塑料合金，具有可塑性好及耐沖擊力學性能優良等優點，可用于建筑材料、手機外殼外，還可開發其在汽車部件、電子器件，日常生活用品等方面的應用。
文檔編號C08L67/00GK101157791SQ20071004671
公開日2008年4月9日 申請日期2007年9月30日 優先權日2007年9月30日
發明者余瑩波, 吳馳飛, 張萬里, 徐東東, 冰 李, 峰 汪, 王曉光, 蓉 董, 郭衛紅 申請人:華東理工大學