一种高强度PETG材料及其应用的制作方法

一种高强度petg材料及其应用
技术领域
[0001]
本发明涉及petg领域，更具体的是一种高强度petg材料。


背景技术：

[0002]
petg是一种非常好的材料，它是由对苯二甲酸(pta)、乙二醇(eg)和1,4-环己烷二甲醇(chdm)三种单体用缩聚的产物，petg板材具有突出的韧性和高抗冲击强度，其抗冲击强度是改性聚丙烯酸酯类的3~10倍，并具有很宽的加工范围，高的机械强度和优异的柔性，比起pvc透明度高，光泽好，容易印刷并具有环保优势。
[0003]
目前petg能够运用于各种玩具，医疗器械，显示器外壳中，但很少有用于精密仪器的外壳，这是由于petg的抗冲击性还不够，并且不能在收到冲击时吸收掉冲击力保护内部的精密仪器。
[0004]
因此我们需要提高petg的冲击强度，并使其可以保护内部精密仪器不受损害。


技术实现要素：

[0005]
为了解决上述问题。本发明公开了一种高强度petg材料。
[0006]
本发明为一种高强度petg材料，其包含petg材料100份，抗氧剂0.1-0.5份，抗冲击聚合物1-10份，润滑剂0.1-0.5份。
[0007]
作为本发明的进一步方案，本发明一种高强度petg材料的原材料petg树脂中二元醇1,4环己烷二甲醇和乙二醇的比例为：5:5。
[0008]
作为本发明的进一步方案，本发明一种高强度petg材料中抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂626、抗氧剂1029中的一种或多种。
[0009]
作为本发明的进一步方案，本发明一种高强度petg材料中润滑剂为霍尼韦尔聚乙烯蜡400a、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸十四醇酯、硬脂酸钙、硬脂酸镁的一种或多种。
[0010]
作为本发明的进一步方案，本发明一种高强度petg材料中抗冲击聚合物为一种多苯环结构，有二酚基化合物和二羧酸基化合物，或者同时含有酚基和羧酸基化合物缩聚而成。
[0011]
作为本发明的进一步方案，本发明所使用的的二酚基化合物和二羧酸基化合物，或者同时含有酚基和羧酸基化合物，优选为如下结构：4羟基苯甲酸：6羟基萘甲酸：对苯二甲酸：联苯二酚：
双酚芴：1,6蒽二甲酸：。
[0012]
作为本发明的进一步方案，上述结构中都是含苯环的机构，优选为多苯环结构，在结构中没有低强度的烷烃链段，力学强度更高。
[0013]
作为本发明的进一步方案，本发明所使用的抗冲击聚合物的制备方法，其步骤如下所示：（1）将二酚基化合物和二羧酸基化合物，或者同时含有酚基和羧酸基化合物加入到反应器中，加入过量乙酸酐反应；（2）待酸值反应到特定值，升温到300-350℃，开始抽真空，去除过量的乙酸酐以及反应生成的乙酸；（3）升温到350-400℃继续进行聚合，直至搅拌器反馈扭矩达到特定值；（4）加压出料后继续在350℃下熟化反应2小时；（5）使用低温破碎机在-10
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40℃下进行破碎，最终破碎为0.1mm-1mm直径的颗粒。
[0014]
作为本发明的进一步方案，本发明所使用的抗冲击聚合物的制备方法中添加乙酸酐能够更好的进行反应，其原理为乙酸酐作为中间反应物质，能够让原本不发生脂化反应的酚基团进行反应形成乙酸酯，进而再发生酯交换反应，置换出乙酸。
[0015]
作为本发明的进一步方案，本发明的一种高强度petg材料的制备方法如下所示：将petg母粒、抗氧剂、润滑剂、抗冲击聚合物加入到高速混合机中混合均匀，然后使用双螺杆挤出机在260℃下挤出，使用热压法形成板材，或者使用注塑机形成所需形状的材料。
[0016]
作为本发明的进一步方案，本发明一种高强度petg材料，有非常好的抗冲击性，能够运用于各种精密仪器保护壳材。
[0017]
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：通过自制的抗冲击聚合物，只需少量添加就能显著提高抗冲击强度。
[0018]
通过自制的抗冲击聚合物，petg材料在添加后产生了缓冲特性，极大提升了材料对于精密仪器的保护。
[0019]
具体实施方法以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。
[0020]
在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行，本发明方案中除抗冲击聚合物外所用原料均购自国药以及阿拉丁等试剂网站。
[0021]
petg母粒：将1mol的对苯二甲酸，0.5mol的乙二醇，0.5mol的1,4环己烷二甲醇加入到反应器中，在0.5mpa的压力下缓慢升温到240℃，后续持续反应6小时。撤去0.5mpa压力，开始抽真空，脱去生成的水。当回流管路中不再有水被蒸馏出来，加入总质量0.2%的醋酸锑催化剂，开始
升温到270℃，持续进行真空缩聚反应，直至搅拌功率反馈值达到设定值后出料。通过双螺杆挤出机在250℃下挤出形成母粒。
[0022]
实施例1将136g的4-羟基苯甲酸、700g的双酚芴、532g的1,6蒽二甲酸以及561g的乙酸酐加入到反应器中，开启搅拌后缓慢升温至140℃，持续反应，直至酸值小于334mg/g koh。
[0023]
升温到340℃，开始抽真空，去除过量的乙酸酐以及反应生成的乙酸，直至回流管中没有液体流出为止。继续升温到370℃继续进行聚合，直至搅拌器反馈扭矩达到特定值。加压出料后继续在370℃马弗炉中熟化反应2小时。
[0024]
使用低温破碎机在-30℃下进行破碎，最终破碎为0.1mm-1mm直径的颗粒。
[0025]
将100份petg母粒、0.3份抗氧剂1010、0.5份润滑剂霍尼韦尔聚乙烯蜡400a、8份上述抗冲击聚合物颗粒加入到高速混合机中混合均匀，然后使用双螺杆挤出机在260℃下挤出，使用热压法形成板材，或者使用注塑机形成所需形状的材料。
[0026]
实施例2将136g的4-羟基苯甲酸、372g的联苯二酚、532g的1,6蒽二甲酸以及561g的乙酸酐加入到反应器中，开启搅拌后缓慢升温至140℃，持续反应，直至酸值小于400mg/g koh。
[0027]
升温到330℃，开始抽真空，去除过量的乙酸酐以及反应生成的乙酸，直至回流管中没有液体流出为止。继续升温到350℃继续进行聚合，直至搅拌器反馈扭矩达到特定值。加压出料后继续在350℃马弗炉中熟化反应2小时。
[0028]
使用低温破碎机在-30℃下进行破碎，最终破碎为0.1mm-1mm直径的颗粒。
[0029]
将100份petg母粒、0.4份抗氧剂626、0.3份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、5份上述抗冲击聚合物颗粒加入到高速混合机中混合均匀，然后使用双螺杆挤出机在260℃下挤出，使用热压法形成板材，或者使用注塑机形成所需形状的材料。
[0030]
实施例3将136g的4-羟基苯甲酸、498g的对苯二甲酸、1050g的双酚芴以及785g的乙酸酐加入到反应器中，开启搅拌后缓慢升温至140℃，持续反应，直至酸值小于364mg/g koh。
[0031]
升温到330℃，开始抽真空，去除过量的乙酸酐以及反应生成的乙酸，直至回流管中没有液体流出为止。继续升温到350℃继续进行聚合，直至搅拌器反馈扭矩达到特定值。加压出料后继续在350℃马弗炉中熟化反应2小时。
[0032]
使用低温破碎机在-30℃下进行破碎，最终破碎为0.1mm-1mm直径的颗粒。
[0033]
将100份petg母粒、0.5份抗氧剂1029、0.4份润滑剂硬脂酸十四醇酯、3份上述抗冲击聚合物颗粒加入到高速混合机中混合均匀，然后使用双螺杆挤出机在260℃下挤出，使用热压法形成板材，或者使用注塑机形成所需形状的材料。
[0034]
实施例4将136g的4-羟基苯甲酸、188g的6-羟基萘甲酸、166g的对苯二甲酸、700g的双酚芴、266g的1,6蒽二甲酸以及673g的乙酸酐加入到反应器中，开启搅拌后缓慢升温至140℃，持续反应，直至酸值小于363mg/g koh。
[0035]
升温到330℃，开始抽真空，去除过量的乙酸酐以及反应生成的乙酸，直至回流管中没有液体流出为止。继续升温到350℃继续进行聚合，直至搅拌器反馈扭矩达到特定值。加压出料后继续在350℃马弗炉中熟化反应2小时。
[0036]
使用低温破碎机在-30℃下进行破碎，最终破碎为0.1mm-1mm直径的颗粒。
[0037]
将100份petg母粒、0.4份抗氧剂1010、0.4份润滑剂硬脂酸镁、7份上述抗冲击聚合物颗粒加入到高速混合机中混合均匀，然后使用双螺杆挤出机在260℃下挤出，使用热压法形成板材，或者使用注塑机形成所需形状的材料。
[0038]
实施例5将188g的6-羟基萘甲酸、332g的对苯二甲酸、372g的联苯二酚以及561g的乙酸酐加入到反应器中，开启搅拌后缓慢升温至140℃，持续反应，直至酸值小于439mg/g koh。
[0039]
升温到330℃，开始抽真空，去除过量的乙酸酐以及反应生成的乙酸，直至回流管中没有液体流出为止。继续升温到350℃继续进行聚合，直至搅拌器反馈扭矩达到特定值。加压出料后继续在350℃马弗炉中熟化反应2小时。
[0040]
使用低温破碎机在-30℃下进行破碎，最终破碎为0.1mm-1mm直径的颗粒。
[0041]
将100份petg母粒、0.4份抗氧剂626、0.5份润滑剂硬脂酸钙、2份上述抗冲击聚合物颗粒加入到高速混合机中混合均匀，然后使用双螺杆挤出机在260℃下挤出，使用热压法形成板材，或者使用注塑机形成所需形状的材料。
[0042]
实施例6将136g的4-羟基苯甲酸、332g的对苯二甲酸、1050g的双酚芴、266g的1,6蒽二甲酸以及785g的乙酸酐加入到反应器中，开启搅拌后缓慢升温至140℃，持续反应，直至酸值小于351mg/g koh。
[0043]
升温到330℃，开始抽真空，去除过量的乙酸酐以及反应生成的乙酸，直至回流管中没有液体流出为止。继续升温到350℃继续进行聚合，直至搅拌器反馈扭矩达到特定值。加压出料后继续在350℃马弗炉中熟化反应2小时。
[0044]
使用低温破碎机在-30℃下进行破碎，最终破碎为0.1mm-1mm直径的颗粒。
[0045]
将100份petg母粒、0.5份抗氧剂1029、0.3份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯、10份上述抗冲击聚合物颗粒加入到高速混合机中混合均匀，然后使用双螺杆挤出机在260℃下挤出，使用热压法形成板材，或者使用注塑机形成所需形状的材料。
[0046]
实施例7将100份petg母粒、0.5份抗氧剂1029、0.3份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯加入到高速混合机中混合均匀，然后使用双螺杆挤出机在260℃下挤出，使用热压法形成板材，或者使用注塑机形成所需形状的材料。
[0047]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0048]
本发明的主要是一种高强度petg材料及其应用，因此测试简支梁非缺口冲击强度，缓冲性能。
[0049]
测试方法：简支梁非缺口冲击强度按照gb/t 1043.1-2008方案进行。
[0050]
缓冲性能按照gb/t 18943-2008方案进行，用永久变形（%）表示： 非缺口冲击强度（kj/m2）永久变形（%）实施例1172.297.4%
实施例2169.994.9%实施例3169.094.3%实施例4170.796.3%实施例5167.993.8%实施例6175.498.5%实施例7162.189.9%从上表可以看出，本发明的petg在添加了抗冲击聚合物后，冲击强度有了明显提高，并且显现出了缓冲效果。

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