本發(fā)明涉及一種熱塑性聚酯回料的改良方法,用于提高熱塑性聚酯回料的分子量,改善熱塑性聚酯回料在注塑工藝中的穩(wěn)定性和各種性能,從而提高熱塑性聚酯回料的利用率。本發(fā)明還涉及一種采用前述改良過(guò)的熱塑性聚酯回料注塑而成的注塑成型件。
背景技術(shù):
熱塑性聚酯,例如,常用的PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)材料,具有優(yōu)良的耐熱性、耐化學(xué)性、電氣絕緣性和成型加工性,因此在電子電器領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但是,由于PBT材料在注塑成型中易降解,導(dǎo)致分子量降低,熔體黏度下降。因此,將這些PBT回料再次用于注塑時(shí)會(huì)導(dǎo)致工藝不穩(wěn),制品性能下降,從而限制了PBT回料在注塑工藝中的利用率。
目前,提高聚酯材料分子量的技術(shù)主要有固態(tài)縮聚和化學(xué)擴(kuò)鏈。固態(tài)縮聚通常需要十幾個(gè)小時(shí),耗時(shí)較長(zhǎng),高溫和高真空的工藝成本昂貴。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題和缺陷的至少一個(gè)方面。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種熱塑性聚酯回料的改良方法,其工藝簡(jiǎn)單方便,能夠顯著地提高熱塑性聚酯回料的分子量和熔融黏度,有效地改善熱塑性聚酯回料在注塑工藝中的穩(wěn)定性和各種性能,和極大地提高熱塑性聚酯回料的利用率。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種熱塑性聚酯回料的改良方法,包括以下步驟:向熱塑性聚酯回料中添加預(yù)定比例的擴(kuò)鏈劑;和對(duì)混合有擴(kuò)鏈劑的熱塑性聚酯回料進(jìn)行擠出造粒,其中所述熱塑性聚酯回料是指回收的、已經(jīng)被注塑過(guò)的熱塑性聚酯材料;并且在對(duì)混合有擴(kuò)鏈劑的熱塑性聚酯回料進(jìn)行擠出造粒的過(guò)程中,所述擴(kuò)鏈劑與所述熱塑性聚酯回料反應(yīng),使所述熱塑性聚酯回料的分子鏈擴(kuò)展,從而使所述熱塑性聚酯回料的分子量增大。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,所述熱塑性聚酯回料是回收的、已經(jīng)被注塑過(guò)的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯回料,并且所述聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯回料被簡(jiǎn)稱(chēng)為PBT回料。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,在所述PBT回料中添加0.01wt.%~10wt.%的擴(kuò)鏈劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,在所述PBT回料中添加1wt.%~5wt.%的擴(kuò)鏈劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,在所述PBT回料中添加1wt.%~4wt.%的擴(kuò)鏈劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,在所述PBT回料中添加2wt.%~4wt.%的擴(kuò)鏈劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,所述的熱塑性聚酯回料的改良方法還包括步驟:在向熱塑性聚酯回料中添加預(yù)定比例的擴(kuò)鏈劑之前,對(duì)所述熱塑性聚酯回料進(jìn)行烘干處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,通過(guò)對(duì)所述熱塑性聚酯回料進(jìn)行烘干處理,使得所述熱塑性聚酯回料的含水量在0.06wt.%以下。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供一種注塑成型件,其中,完全采用由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料來(lái)注塑形成所述注塑成型件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供一種注塑成型件,采用未使用過(guò)的熱塑性聚酯新料和由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料的混合物來(lái)注塑形成所述注塑成型件,其中,所述未使用過(guò)的熱塑性聚酯新料 是指還沒(méi)有被注塑過(guò)的新的熱塑性聚酯材料。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,所述注塑成型件中包含的由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料的含量在大于0wt.%且小于100wt.%的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,所述注塑成型件中包含的由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料的含量在10wt.%~90wt.%的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,所述注塑成型件中包含的由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料的含量在20wt.%~70wt.%的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,所述注塑成型件中包含的由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料的含量在30wt.%~50wt.%的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的前述各個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,提供了一種熱塑性聚酯回料的改良方法,其通過(guò)在熱塑性聚酯回料中添加預(yù)定比例的擴(kuò)鏈劑,并對(duì)混合有擴(kuò)鏈劑的熱塑性聚酯回料進(jìn)行擠出造粒,從而能夠顯著地提高熱塑性聚酯回料的分子量和熔融黏度,有效地改善熱塑性聚酯回料在注塑工藝中的穩(wěn)定性和各種性能,和極大地提高熱塑性聚酯回料的利用率。
通過(guò)下文中參照附圖對(duì)本發(fā)明所作的描述,本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見(jiàn),并可幫助對(duì)本發(fā)明有全面的理解。
附圖說(shuō)明
圖1顯示擴(kuò)鏈后的PBT回料、純凈的PBT新材料和造粒后的PBT回料的熔體體積流動(dòng)速率(MVR)與添加的擴(kuò)鏈劑的含量之間的關(guān)系;
圖2顯示純凈的PBT新材料、PBT回料、造粒后的PBT回料、擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.1wt.%的擴(kuò)鏈劑)、擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.2wt.%的擴(kuò)鏈劑)、擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.3wt.%的擴(kuò)鏈劑) 和擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.4wt.%的擴(kuò)鏈劑)的熔融黏度與剪切速率之間的關(guān)系;
圖3a顯示PBT新材料、PBT新材料與PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)的注塑峰值壓力與注塑次數(shù)之間的關(guān)系;
圖3b顯示PBT新材料、PBT新材料與PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)的塑化時(shí)間與注塑次數(shù)之間的關(guān)系圖;
圖4顯示純凈的PBT新材料、PBT新材料與PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、PBT新材料與造粒后的PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.1wt%的擴(kuò)鏈劑)的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.2wt.%的擴(kuò)鏈劑)的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.3wt.%的擴(kuò)鏈劑)的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、和PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.4wt.%的擴(kuò)鏈劑)的混合物(包含50wt.%的PBT回料)的各種機(jī)械性能,其中,包括抗拉強(qiáng)度、載荷下?lián)锨鷾囟?、斷裂伸長(zhǎng)率和缺口夏氏沖擊強(qiáng)度;
圖5顯示純凈的PBT新材料、PBT新材料與PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)和PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.3wt.%的擴(kuò)鏈劑)的混合物(包含50wt.%的PBT回料)的各項(xiàng)性能,其中包括熔融黏度、注塑峰值壓力、塑化時(shí)間、抗拉強(qiáng)度、載荷下?lián)锨鷾囟?、斷裂伸長(zhǎng)率和缺口夏氏沖擊強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例,并結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。在說(shuō)明書(shū)中,相同或相似的附圖標(biāo)號(hào)指示相同或相似的部件。下述參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的說(shuō)明旨在對(duì)本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行解釋?zhuān)粦?yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)總體技術(shù)構(gòu)思,公開(kāi)了一種熱塑性聚酯回料的 改良方法,包括以下步驟:向熱塑性聚酯回料中添加預(yù)定比例的擴(kuò)鏈劑;和對(duì)混合有擴(kuò)鏈劑的熱塑性聚酯回料進(jìn)行擠出造粒,其中所述熱塑性聚酯回料是指回收的、已經(jīng)被注塑過(guò)的熱塑性聚酯材料;并且在對(duì)混合有擴(kuò)鏈劑的熱塑性聚酯回料進(jìn)行擠出造粒的過(guò)程中,所述擴(kuò)鏈劑與所述熱塑性聚酯回料反應(yīng),使所述熱塑性聚酯回料的分子鏈擴(kuò)展,從而使所述熱塑性聚酯回料的分子量增大。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,前述熱塑性聚酯回料是回收的、已經(jīng)被注塑過(guò)的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯回料,并且前述聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯回料在本文中被簡(jiǎn)稱(chēng)為PBT回料。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,可以在PBT回料中添加0.01wt.%~10wt.%的擴(kuò)鏈劑。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,可以在PBT回料中添加1wt.%~5wt.%的擴(kuò)鏈劑。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,可以在所述PBT回料中添加1wt.%~4wt.%的擴(kuò)鏈劑。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例,可以在所述PBT回料中添加2wt.%~4wt.%的擴(kuò)鏈劑。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,前述熱塑性聚酯回料的改良方法還包括步驟:在向熱塑性聚酯回料中添加預(yù)定比例的擴(kuò)鏈劑之前,對(duì)熱塑性聚酯回料進(jìn)行烘干處理。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,通過(guò)對(duì)熱塑性聚酯回料進(jìn)行烘干處理,使得熱塑性聚酯回料的含水量在0.06wt.%以下。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,還公開(kāi)了一種注塑成型件,其中,完全采用由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料來(lái)注塑形成該注塑成型件。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,還公開(kāi)了一種注塑成型件,其中,采用未使用過(guò)的熱塑性聚酯新料和由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料的混合物來(lái)注塑形成注塑成型件,其中,未使用過(guò)的熱塑性聚酯新料是指還沒(méi)有被注塑過(guò)的新的熱塑性聚酯材料。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,注塑成型件中包含的由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料的含量在大于0wt.%且小于100wt.%的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,注塑成型件中包含的由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料的含量在10wt.%~90wt.%的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,注塑成型件中包含的由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料的含量在20wt.%~70wt.%的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,注塑成型件中包含的由前述方法改良過(guò)的熱塑性聚酯回料的含量在30wt.%~50wt.%的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,在工業(yè)生產(chǎn)的PBT回料(水口料)中添加少量擴(kuò)鏈劑(例如,<1wt.%),然后進(jìn)行反應(yīng)擠出造粒,將PBT回料分子量提高到新的PBT原材料水平,從而改善PBT回料在注塑工藝中的穩(wěn)定性和材料性能,以達(dá)到提高PBT回料利用率的目的。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例性的實(shí)施例中,將PBT回料(例如,Ultradur B4520Q120)在120℃鼓風(fēng)烘箱中,干燥4小時(shí),控制水分含量在0.06wt.%以下。之后,向干燥后的PBT回料中添加一定比例的擴(kuò)鏈劑母粒(例如,Joncryl ADR4370),將兩者預(yù)混后,通過(guò)雙螺桿擠出造粒。如表1所示,用熔體體積流動(dòng)速率(MVR)間接地表征擴(kuò)鏈后PBT回料的分子量的提高。
表1
由表1可以清楚地看出,在擴(kuò)鏈后,PBT回料的熔體體積流動(dòng)速率(MVR)隨著擴(kuò)鏈劑的含量的增加而逐漸減小,即PBT回料的分 子量隨著擴(kuò)鏈劑的含量的增加而逐漸增大。
圖1顯示擴(kuò)鏈后的PBT回料、純凈的PBT新材料和造粒后的PBT回料的熔體體積流動(dòng)速率(MVR)與添加的擴(kuò)鏈劑的含量之間的關(guān)系。
由圖1可知,當(dāng)使用0.2wt.%的擴(kuò)鏈劑時(shí),PBT回料的MVR剛好降低到PBT原材料的水平。
圖2顯示純凈的PBT新材料、PBT回料、造粒后的PBT回料、擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.1wt.%的擴(kuò)鏈劑)、擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.2wt.%的擴(kuò)鏈劑)、擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.3wt.%的擴(kuò)鏈劑)和擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.4wt.%的擴(kuò)鏈劑)的熔融黏度與剪切速率之間的關(guān)系。
如圖2所示,用毛細(xì)管流變儀測(cè)試PBT原材料,PBT回料和擴(kuò)鏈后PBT回料在不同剪切速率下的黏度,并測(cè)試其機(jī)械性能。如圖2所示,當(dāng)添加0.3wt.%的擴(kuò)鏈劑時(shí),PBT回料在高剪切下的熔融黏度可提高到PBT原材料水平。
圖3a顯示PBT新材料、PBT新材料與PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)的注塑峰值壓力與注塑次數(shù)之間的關(guān)系圖;圖3b顯示PBT新材料、PBT新材料與的PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)的塑化時(shí)間與注塑次數(shù)之間的關(guān)系。
圖3a和圖3b給出了使用50wt.%PBT回料時(shí)的注塑壓力和塑化時(shí)間等參數(shù)??梢郧宄乜闯觯词筆BT回料使用率達(dá)到50%,擴(kuò)鏈后的PBT回料在注塑壓力和塑化時(shí)間上與PBT新材料基本一致,保證了注塑過(guò)程中的工藝穩(wěn)定性。
圖4顯示純凈的PBT新材料、PBT新材料與PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、PBT新材料與造粒后的PBT回料的混合物(包含50wt%的PBT回料)、PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.1wt.%的擴(kuò)鏈劑)的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.2wt.%的擴(kuò)鏈劑)的混合物(包 含50wt.%的PBT回料)、PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.3wt.%的擴(kuò)鏈劑)的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、和PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.4wt.%的擴(kuò)鏈劑)的混合物(包含50wt.%的PBT回料)的各個(gè)機(jī)械性能,其中,包括抗拉強(qiáng)度、載荷下?lián)锨鷾囟取嗔焉扉L(zhǎng)率和缺口夏氏沖擊強(qiáng)度。
圖4為主要機(jī)械性能的評(píng)估。可見(jiàn)PBT回料經(jīng)過(guò)改性造粒后,使用比例即使高達(dá)50%,注塑工藝也可保持穩(wěn)定,注塑壓力和塑化時(shí)間與全新料很接近。并且改良后的PBT回料的拉伸強(qiáng)度,沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度均接近PBT原材料;斷裂延長(zhǎng)率也可恢復(fù)到全新料的水平。
圖5顯示純凈的PBT新材料、PBT新材料與PBT回料的混合物(包含50wt.%的PBT回料)、和PBT新材料與擴(kuò)鏈后的PBT回料(添加0.3wt.%的擴(kuò)鏈劑)的混合物(包含50wt.%的PBT回料)的各項(xiàng)性能,其中包括熔融黏度、注塑峰值壓力、塑化時(shí)間、抗拉強(qiáng)度、載荷下?lián)锨鷾囟?、斷裂伸長(zhǎng)率和缺口夏氏沖擊強(qiáng)度。
圖5給出了前述方法改良后的PBT回料用于注塑工藝中時(shí)各項(xiàng)性能指標(biāo)的綜合評(píng)估,這些性能指標(biāo)包括熔融黏度、注塑峰值壓力、塑化時(shí)間、抗拉強(qiáng)度、載荷下?lián)锨鷾囟取嗔焉扉L(zhǎng)率和缺口夏氏沖擊強(qiáng)度。根據(jù)圖5可以清楚地看出,改良后的PBT回料(添加0.3wt.%的擴(kuò)鏈劑)的使用比例即使達(dá)到50wt.%,注塑工藝中的各項(xiàng)性能依然與PBT新材料基本一致,顯著地提高了熱塑性聚酯回料的分子量和熔融黏度,有效地改善熱塑性聚酯回料在注塑工藝中的穩(wěn)定性和各種性能,和極大地提高熱塑性聚酯回料的利用率。
在前述實(shí)施例中,合適的擴(kuò)鏈劑,例如,可以是市場(chǎng)上銷(xiāo)售的牌號(hào)為Joncryl ADR 4370的擴(kuò)鏈劑。
雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明,但是附圖中公開(kāi)的實(shí)施例旨在對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行示例性說(shuō)明,而不能理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。
雖然本總體發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例已被顯示和說(shuō)明,本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將理解,在不背離本總體發(fā)明構(gòu)思的原則和精神的情況下,可對(duì)這些實(shí)施例做出改變,并且各種實(shí)施例中所描述的結(jié)構(gòu)在不發(fā)生結(jié)構(gòu)或者原理方面的沖突的情況下可以進(jìn)行自由組合,本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。
應(yīng)注意,措詞“包括”不排除其它元件或步驟,措詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。另外,權(quán)利要求的任何元件標(biāo)號(hào)不應(yīng)理解為限制本發(fā)明的范圍。