【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及pet瓶胚，具體是一種高強度pet瓶胚及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、聚對苯二甲酸乙二醇酯（pet）因其優(yōu)良的力學性能、耐化學腐蝕性和透明性，廣泛應(yīng)用于瓶胚、包裝材料等領(lǐng)域。然而，隨著應(yīng)用場景的多樣化，特別是在需要耐高溫或阻燃性能的領(lǐng)域，普通pet材料的性能難以滿足要求。因此，通過在pet中引入阻燃劑以提高其阻燃性能成為研究熱點。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用直接在pet基體中添加有機或無機阻燃劑的方法。然而，這類阻燃劑由于與pet的相容性較差，容易導(dǎo)致材料力學性能的顯著下降，尤其體現(xiàn)在拉伸強度和沖擊強度的劣化。此外，阻燃劑的加入可能破壞pet的分子鏈結(jié)構(gòu)或晶體形態(tài)，進一步降低材料的綜合性能，限制了其在高強度應(yīng)用場景中的適用性。
3、另一方面，pet材料固有的韌性較差，斷裂伸長率較低，尤其在高強度和復(fù)雜成型加工條件下，其脆性特征更為明顯，導(dǎo)致制品容易開裂或斷裂。雖然現(xiàn)有技術(shù)嘗試通過共混增韌劑或改性劑來改善pet的韌性，但在阻燃改性與韌性提升之間常存在性能權(quán)衡，難以同時兼顧高強度、高韌性和阻燃性能。
4、因此，如何在保證pet瓶胚高強度的基礎(chǔ)上，顯著提升其阻燃性能和斷裂伸長率，開發(fā)一種性能綜合平衡的pet瓶胚材料及其制備方法，是目前亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種高強度pet瓶胚及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中提出的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一
4、進一步的，所述增韌pet基共聚酯由雙酚a二縮水甘油醚與癸二酸制備得到的彈性體與聚對苯二甲酸乙二酯共聚制備得到；
5、進一步的，所述阻燃pet基共聚酯由苯并咪唑單體與對苯二甲酸二甲酯共聚制備得到；
6、進一步的，所述擴鏈劑為三縮水甘油基異氰脲酸酯或2,2'-(1,3-亞苯基)-二惡唑啉中任意一種；
7、進一步的，所述相容劑由對苯二胺、4-羥基苯甲醛和dopo反應(yīng)制備得到。
8、進一步的，所述高強度pet瓶坯中各組分占比，按質(zhì)量份數(shù)計包括：pet顆粒80-100份、增韌pet基共聚酯10-20份、阻燃pet基共聚酯20-30份、擴鏈劑0.5-1份、相容劑4-8份。
9、進一步的，所述增韌pet基共聚酯的制備方法，包括以下步驟：
10、將癸二酸加入反應(yīng)容器中，加熱至130-132℃溶解，冷卻至124-125℃，將溶解的癸二酸加入雙酚a二縮水甘油醚中，保溫攪拌均勻，加入1,5,7-三氮雜雙環(huán)[4.4.0]癸烯-5-烯，攪拌均勻，保溫反應(yīng)3-3.5h，加熱至160-162℃反應(yīng)6-6.5h，得到彈性體；
11、將彈性體加入乙二醇中，加熱至180-182℃溶解，得到混合溶液；將對苯二甲酸、乙二醇、鈦酸四丁酯加入反應(yīng)容器中，氮氣氛圍下，加熱至260-265℃反應(yīng)至收集的水量達到生產(chǎn)預(yù)聚物所需理論量的90%，加入混合溶液，加熱至280-285℃，真空縮聚，將產(chǎn)物倒入冰水中，過濾，收集沉淀物，真空干燥，得到增韌pet基共聚酯。
12、進一步的，所述彈性體的制備過程中，癸二酸：雙酚a二縮水甘油醚的摩爾比為1:1，1,5,7-三氮雜雙環(huán)[4.4.0]癸烯-5-烯的加入量為癸二酸、雙酚a二縮水甘油醚總質(zhì)量的5-10wt%。
13、進一步的，所述增韌pet基共聚酯的制備過程中各組分占比，按質(zhì)量份數(shù)計包括：對苯二甲酸400-450份、乙二醇190-200份、彈性體1.25-5份、鈦酸四丁酯0.25-0.3份。
14、進一步的，所述阻燃pet基共聚酯的制備方法，包括以下步驟：
15、將焦亞硫酸鈉加入4-甲酰基苯甲酸甲酯、3,4-二氨基苯甲酸甲酯、n,n-二甲基甲酰胺的混合物中，攪拌均勻，加熱至130-135℃反應(yīng)6-7h，將產(chǎn)物倒入冰水中，保溫攪拌2-3h，過濾，收集沉淀物，使用去離子水、乙酸乙酯洗滌，真空干燥，得到苯并咪唑單體；
16、將對苯二甲酸二甲酯、乙二醇和苯并咪唑單體加入反應(yīng)容器中，氮氣氛圍下，加熱至180-182℃，加入鈦酸四丁酯，進行溫度程序反應(yīng)，得到阻燃pet基共聚酯。
17、進一步的，所述苯并咪唑的制備過程中，焦亞硫酸鈉：4-甲酰基苯甲酸甲酯：3,4-二氨基苯甲酸甲酯的摩爾比為1:1:1。
18、進一步的，所述pet基共聚酯的制備過程中，對苯二甲酸二甲酯：乙二醇：苯并咪唑單體的摩爾比為(0.4-0.5):(1-1.25):(0.04-0.05)；所述溫度程序包括：210-215℃下反應(yīng)2.5-3h，240-245℃下反應(yīng)1h，將反應(yīng)體系大氣壓降至30pa，加熱至260-265℃反應(yīng)2.5h。
19、進一步的，所述相容劑的制備方法，包括以下步驟：
20、將對苯二胺、4-羥基苯甲醛加入無水乙醇中，加熱至40-42℃反應(yīng)4-5h，加入dopo的無水乙醇溶液，加熱至65-66℃反應(yīng)8-9h，過濾，收集沉淀物，使用無水乙醇洗滌，真空干燥，得到相容劑；
21、進一步的，所述相容劑的制備過程中，對苯二胺：4-羥基苯甲醛：dopo的摩爾比為0.5:1:1。
22、一種高強度pet瓶胚的制備方法，包括以下步驟：將pet顆粒、增韌pet基共聚酯、阻燃pet基共聚酯、擴鏈劑、相容劑依據(jù)預(yù)定的配比依次加入攪拌機中，熔融擠出，注塑，得到高強度pet瓶坯。
23、進一步的，所述熔融擠出溫度為10段，分別為200℃、240℃、250℃、260℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃、265℃；
24、進一步的，所述注塑壓力為7psi，注塑溫度為270-300℃，注塑時間為2-10s，保壓時間為2-5s，冷卻時間為3-4s。
25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：
26、1、本專利技術(shù)通過兩步熔融聚合策略，將由雙酚a二縮水甘油醚與癸二酸制備得到的彈性體與聚對苯二甲酸乙二酯共聚制備得到增韌pet基共聚酯，由于破壞了分子鏈的規(guī)則性和部分交聯(lián)，彈性體聚合物的引入略微降低了結(jié)晶性，但不會引起pet晶體結(jié)構(gòu)的變化，引入彈性體聚合物后，共聚物的韌性明顯改善，并且隨著彈性體聚合物含量的增加，聚合物的機械性能進一步增加。這些結(jié)果歸因于彈性體聚合物誘導(dǎo)的長鏈段和部分交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而達到增韌的技術(shù)效果。
27、2、本專利技術(shù)通過將苯并咪唑基團引入熱塑性聚合物的分子鏈中，制備得到阻燃pet基共聚物，通過氫鍵和π-π堆積相互作用構(gòu)建了物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，即使在熔融狀態(tài)下仍能保持這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的形成可以有效地限制分子鏈的運動，導(dǎo)致熔體強度顯著提高，從而延緩熔體滴落，使聚合物有足夠的時間炭化，有助于改善熱塑性聚合物的液滴行為，賦予了共聚物優(yōu)異的阻燃性能，拓展了pet瓶坯的應(yīng)用領(lǐng)域，在一定程度上進本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種高強度PET瓶胚，其特征在于：所述高強度PET瓶坯包括以下組分：PET顆粒、增韌PET基共聚酯、阻燃PET基共聚酯、擴鏈劑、相容劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度PET瓶胚，其特征在于：所述高強度PET瓶坯中各組分占比，按質(zhì)量份數(shù)計包括：PET顆粒80-100份、增韌PET基共聚酯10-20份、阻燃PET基共聚酯20-30份、擴鏈劑0.5-1份、相容劑4-8份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強度PET瓶胚，其特征在于：所述增韌PET基共聚酯的制備方法，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強度PET瓶胚，其特征在于：彈性體的制備過程中，癸二酸：雙酚A二縮水甘油醚的摩爾比為1:1，1,5,7-三氮雜雙環(huán)[4.4.0]癸烯-5-烯的加入量為癸二酸、雙酚A二縮水甘油醚總質(zhì)量的5-10wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強度PET瓶胚，其特征在于：增韌PET基共聚酯的制備過程中各組分占比，按質(zhì)量份數(shù)計包括：對苯二甲酸400-450份、乙二醇190-200份、彈性體1.25-5份、鈦酸四丁酯0.25-0.3份。p>
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度PET瓶胚，其特征在于：所述阻燃PET基共聚酯的制備方法，包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強度PET瓶胚，其特征在于：苯并咪唑的制備過程中，焦亞硫酸鈉：4-甲酰基苯甲酸甲酯：3,4-二氨基苯甲酸甲酯的摩爾比為1:1:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高強度PET瓶胚，其特征在于：阻燃PET基共聚酯的制備過程中，對苯二甲酸二甲酯：乙二醇：苯并咪唑單體的摩爾比為(0.4-0.5):(1-1.25):(0.04-0.05)；所述溫度程序包括：210-215℃下反應(yīng)2.5-3h，240-245℃下反應(yīng)1h，將反應(yīng)體系大氣壓降至30Pa，加熱至260-265℃反應(yīng)2.5h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度PET瓶胚，其特征在于：所述相容劑的制備方法，包括以下步驟：
10.一種高強度PET瓶胚的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：將PET顆粒、增韌PET基共聚酯、阻燃PET基共聚酯、擴鏈劑、相容劑依據(jù)預(yù)定的配比依次加入攪拌機中，熔融擠出，注塑，得到高強度PET瓶坯。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高強度pet瓶胚，其特征在于：所述高強度pet瓶坯包括以下組分：pet顆粒、增韌pet基共聚酯、阻燃pet基共聚酯、擴鏈劑、相容劑；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度pet瓶胚，其特征在于：所述高強度pet瓶坯中各組分占比，按質(zhì)量份數(shù)計包括：pet顆粒80-100份、增韌pet基共聚酯10-20份、阻燃pet基共聚酯20-30份、擴鏈劑0.5-1份、相容劑4-8份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高強度pet瓶胚，其特征在于：所述增韌pet基共聚酯的制備方法，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強度pet瓶胚，其特征在于：彈性體的制備過程中，癸二酸：雙酚a二縮水甘油醚的摩爾比為1:1，1,5,7-三氮雜雙環(huán)[4.4.0]癸烯-5-烯的加入量為癸二酸、雙酚a二縮水甘油醚總質(zhì)量的5-10wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高強度pet瓶胚，其特征在于：增韌pet基共聚酯的制備過程中各組分占比，按質(zhì)量份數(shù)計包括：對苯二甲酸400-450份、乙二醇190-200份、彈性體1.25-5份、鈦酸四丁酯0.25-0.3...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周小平，
申請(專利權(quán))人：江西博特爾實業(yè)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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