[发明专利]耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯复合物

说明书

本发明涉及一种耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)复合物及其制备方法。所述复合物及其制备方法属于高分子材料及其成型加工领域。

聚对苯二甲酸丁二醇酯是一种缩聚反应的产物。由于在缩聚反应后期，随着反应体系粘度的增加，导致缩聚反应速率下降；同时体系传热困难，引起局部升温而发生降解，所以熔融缩聚法只能得到一定分子量的聚对苯二甲酸丁二醇酯。普通的高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯是用进一步延长缩聚反应的时间或者由缩聚预聚体进行固相缩聚来获得的，这两种方法存在如下缺陷：前者在反应后期物料粘度大，搅拌及副产物扩散很困难，反应速度慢，降解等副反应加剧，羧基含量增加，产品质量下降，特性粘度很难达到0.9dl/g以上；后者由于反应温度低，反应速度慢，工艺流程长，对大规模工业生产需一些特殊设备。另外，因主链含酯键，端基是羧基和羟基，聚对苯二甲酸丁二醇酯耐水解性能较差。特别是因为聚酯水解为自加速反应，酸含量增加会加速水解，则端羧基的含量越高，聚对苯二甲酸丁二醇酯的耐水解性能越差。

目前市场上销售的的高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯的耐水解性能较差，在高温下容易水解，使得聚对苯二甲酸丁二醇酯的分子量下降，从而导致聚对苯二甲酸丁二醇酯的力学性能下降，不能满足实际应用的要求。还有，普通聚对苯二甲酸丁二醇酯加工成型后的缓慢后结晶会产生后收缩，影响制品的尺寸稳定性。

本发明的目的就是为了克服现有材料的以上缺陷，提供一种新的耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯复合物及其制备方法。

依据本发明所提供的耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯复合物，其组成(重量份数，下同)为：聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂100份、复合扩链剂1-15份、封端剂0.1-5份、成核剂0.1-5份、其它加工助剂0.1-5份。

本发明耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯复合物中所述的复合扩链剂为聚对苯二甲酸丁二醇酯、复配双反应官能团化合物和酸酐的复合物，其中聚对苯二甲酸丁二醇酯为100份、复配双反应官能团化合物为1-40份、酸酐为0.01-2份。反应官能团环氧基、唑啉基、环酰胺基在一定条件下能与羧基和/或羟基发生反应，反应活性高且不产生小分子副产物。双环氧化合物、双唑啉、双环酰胺和/或它们的混合物与聚对苯二甲酸丁二醇酯的端羧基和/或端羟基反应则起到扩链增大分子量、增加粘度的作用。将这些双反应官能团化合物复配，可使得对聚对苯二甲酸丁二醇酯扩链效果更好，可以实现很大程度上提高分子量。酸酐在一定条件下能与羟基发生反应生成羧基，因此加入酸酐可以调节端羧基的浓度。本发明的耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯复合物的复合扩链剂所用的酸酐为马来酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯酸酐和/或它们的混合物。

本发明耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯复合物的复合扩链剂的组成(重量份数)为：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份、双环氧化合物0.01-15份、双唑啉0.01-15份，双环酰胺0.01-8份、酸酐0.01-2份。

本发明的耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯复合物的复合扩链剂的制备是先把聚对苯二甲酸丁二醇酯和酸酐加入到高速混合机中，升温至150-180℃，高速搅拌10-15分钟后加入复配双反应官能团化合物，然后恒温低速搅拌30-45分钟，得到复合扩链剂。

本发明的耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯复合物中的封端剂的加入主要是在扩链反应达到所需程度后屏蔽聚对苯二甲酸丁二醇酯的端羧基，起到提高耐水解性能、调节分子量的作用。这些的封端剂为单唑啉化合物，如苯基唑啉、乙基唑啉和/或它们的混合物。

本发明的耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯复合物中加入成核剂主要是为了进一步提高聚对苯二甲酸丁二醇酯的结晶速度，减少因缓慢后结晶引起的制品后收缩，提高制品的尺寸稳定性。适用于本发明的成核剂是尺寸为几个微米的无机和/或有机盐粉末等，如碳酸钙、硬脂酸镁、滑石粉、钛白粉、白碳黑的和/或它们的混合物。

本发明的耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯复合物中使用的其它助剂为抗氧剂以及其它根据实际使用需要而加入的试剂。

本发明的耐水解、高粘度聚对苯二甲酸丁二醇酯复合物的制备方法是：高速搅拌聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、复合扩链剂、成核剂和加工助剂的混合物，经精密计量的喂料器将搅拌后的混合物送入双螺杆挤出机，待其充分塑化、熔融后，再将封端剂经精密计量喂料器加入挤出机，经复合、挤出、拉条、冷却、切粒、烘干和包装成品。