一种聚酯开口爽滑母粒的制作方法

1.本技术涉及聚酯母粒技术领域，更具体地说，它涉及一种聚酯开口爽滑母粒及其制备方法。


背景技术：

2.热塑性聚酯弹性体通常以聚醚二元醇、对苯二甲酸酯为主要原料缩聚而成，兼具软段和硬段，其用途之一是加工聚酯薄膜。聚酯薄膜在储运过程中，相邻的膜层容易发生黏连。为了减少膜层之间的黏连，生产厂家通常采取的方式是将在生产薄膜制品的过程中以功能性母粒的形式添加抗黏连成分。
3.相关技术中有一种聚酯开口爽滑母粒，由混合料经过熔融挤出加工后得到，混合料包括如下重量份的组分：热塑性聚酯弹性体50份，开口剂45份，脂肪酸10份，抗氧剂3份，开口剂为二氧化硅。在生产聚酯薄膜的过程中加入这种母粒后，该母粒引入的开口剂和脂肪酸能够减少聚酯薄膜膜层之间的黏连，同时也有助于减少膜层与生产设备之间的粘附。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为，该母粒中的脂肪酸和无机粉体开口剂虽然能发挥抗黏连作用，但是同时也会向聚酯薄膜中引入羧基。羧基对酯基的水解具有促进作用，在湿热环境下会加速聚酯薄膜中的酯基水解，不利于聚酯薄膜的长期保存。


技术实现要素：

5.相关技术中的母粒虽然能够发挥抗黏连作用，但是母粒引入的羧基会加速酯基水解，不利于聚酯薄膜的长期保存。为了改善这一缺陷，本技术提供一种聚酯开口爽滑母粒及其制备方法。
6.本技术提供一种聚酯开口爽滑母粒，采用如下的技术方案：一种聚酯开口爽滑母粒，所述聚酯开口爽滑母粒由混合料经过熔融挤出加工后得到，所述混合料包括如下重量份的组分：热塑性聚酯弹性体45-55份，开口剂40-50份，脂肪酸5-15份，碳化硅晶须12-16份，抗氧剂1-5份。
7.通过采用上述技术方案，本技术与相关技术相比，区别之处在于将碳化硅晶须加入了混合料的配方体系中，碳化硅晶须是具有一定长径比的单晶纤维，表面带有一定数量的硅羟基。在使用热塑性聚酯弹性体生产聚酯薄膜的过程中加入本技术的聚酯开口爽滑母粒之后，碳化硅晶须的硅羟基与软段中的聚醚链段形成氢键，并通过氢键对聚醚链段进行吸附，从而与聚醚软段发生缠结，提高了聚酯薄膜的力学性能。在湿热条件下，即使脂肪酸加剧了酯基的水解，聚醚链段也仍然能够保持与碳化硅晶须之间的吸附。酯基的水解往往伴随着酸值的提高和ph的下降，碳化硅的硅羟基与聚醚链段形成的氢键在低ph条件下会更加牢固，从而减少了酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响，有助于在添加脂肪酸的前提下得到力学性能更好的聚酯薄膜。
8.作为优选，所述热塑性聚酯弹性体为聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物。
9.通过采用上述技术方案，聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物中的聚乙二醇链段容易发生弯曲和折叠，因此其中的聚乙二醇链段形成氢键的能力较强。在向聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物制成的聚酯薄膜中添加碳化硅晶须之后，聚乙二醇链段容易与碳化硅晶须形成牢固的吸附，有利于充分减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。而通过将聚酯开口爽滑母粒中的热塑性聚酯弹性体优选为聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物，能够使得碳化硅晶须更容易在主要成分为聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物的聚酯薄膜中均匀分散。
10.作为优选，所述混合料的组分还包括乙二醇。
11.通过采用上述技术方案，在添加了聚酯开口爽滑母粒的聚酯薄膜中，聚醚链段由于受到空间位阻的限制，导致难以充分地和碳化硅晶须表面的硅羟基形成氢键。而且乙二醇的扩散迁移性能较好，容易扩散到碳化硅晶须表面，并与碳化硅晶须以及聚乙二醇同时形成氢键，从而提高了对碳化硅晶须表面的硅羟基的利用率，有助于减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。
12.作为优选，所述乙二醇的用量为碳化硅晶须重量的6-10％。
13.通过采用上述技术方案，优选了乙二醇的用量，有助于在节约乙二醇的前提下充分减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。
14.作为优选，所述混合料的组分还包括evoh树脂。
15.通过采用上述技术方案，evoh树脂具有良好的水汽阻隔能力，有助于降低水分子向聚酯薄膜中渗透的速率，从而减少了酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。
16.作为优选，所述evoh树脂的用量为热塑性聚酯弹性体重量的24-40％。
17.通过采用上述技术方案，优选了evoh树脂的用量，有助于在节约evoh树脂的前提下充分减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。
18.作为优选，所述混合料的组分还包括纳米三氧化二锑。
19.通过采用上述技术方案，在添加了聚酯开口爽滑母粒的聚酯薄膜中，纳米三氧化二锑能够增加聚对苯二甲酸丁二醇酯链段的结晶度，进而改善聚酯薄膜的隔水性能，有助于减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。
20.作为优选，所述纳米三氧化二锑的用量为热塑性聚酯弹性体重量的5-8％。
21.通过采用上述技术方案，优选了纳米三氧化二锑的用量，有助于在节约纳米三氧化二锑的前提下充分减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。
22.作为优选，所述开口剂包括改性二氧化硅颗粒，所述改性二氧化硅颗粒为表面接枝有聚硅氧烷的二氧化硅颗粒。
23.通过采用上述技术方案，聚硅氧烷能够使得改性二氧化硅颗粒具备比二氧化硅颗粒更好的润滑性和疏水性，不仅有助于减少聚酯薄膜各膜层之间的黏连，而且有利于改性二氧化硅颗粒的均匀分布。此外，由于开口剂最终有一部分会分布在聚酯薄膜表面，因此改性二氧化硅颗粒也改善了聚酯薄膜的阻水效果，有助于减少聚酯薄膜内部的酯基发生水解的可能。
24.作为优选，所述改性二氧化硅颗粒按照如下方法制备：(1)将硅烷偶联剂、乙醇和水混合，得到硅烷改性液；所述硅烷改性液中，硅烷偶联剂的质量分数为3-5％
(2)将二氧化硅颗粒和硅烷改性液混合，然后在70-80℃加热混合物1-2h，然后进行过滤并将滤出物烘干，得到改性二氧化硅颗粒。
25.通过采用上述技术方案，本技术通过硅烷改性液中的硅烷偶联剂对二氧化硅颗粒进行偶联改性，通过硅烷偶联剂的水解和聚合使得二氧化硅颗粒表面产生了聚硅氧烷基团，得到了改性二氧化硅颗粒。
26.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术的碳化硅晶须在聚酯薄膜中对聚醚链段进行吸附，从而与聚醚软段发生缠结，提高了聚酯薄膜的力学性能。而且在酯基的水解导致聚酯薄膜的酸值提高之后，碳化硅的硅羟基与聚醚链段形成的氢键会更加牢固，从而减少了酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响，有助于在添加脂肪酸的前提下得到力学性能更好的聚酯薄膜。
27.2、本技术中优选混合料的组分还包括纳米三氧化二锑，三氧化二锑能够在聚酯薄膜中增加聚对苯二甲酸丁二醇酯链段的结晶度，进而改善聚酯薄膜的隔水性能，有助于减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。
具体实施方式
28.以下结合实施例、制备例和对比例对本技术作进一步详细说明，本技术涉及的原料均可通过市售获得。
29.改性二氧化硅颗粒的制备例以下以制备例1为例说明。
30.制备例1本制备例中，改性二氧化硅按照以下方法制备：(1)将硅烷偶联剂、乙醇和水混合，得到硅烷偶联剂的质量分数为4％的硅烷改性液；本步骤中，硅烷偶联剂为甲基三乙氧基硅烷；(2)将二氧化硅颗粒和硅烷改性液按照1:3的重量比混合，然后在75℃加热混合物1-2h，然后进行过滤并将滤出物(过滤掉液体后的剩余物)在105℃的烘箱中烘干，得到改性二氧化硅颗粒。实施例
31.实施例1-5以下以实施例1为例进行说明。
32.实施例1本实施例中，热塑性聚酯弹性体为聚对苯二甲酸丁二醇酯-四氢呋喃聚醚二元醇(pbt-ptmg)，开口剂为二氧化硅颗粒(平均粒径3.5μm)，碳化硅晶须的平均直径为18nm，平均长径比为171.65，脂肪酸由芥酸和油酸按照1:1的摩尔比混合而成，抗氧剂由抗氧剂1010和抗氧剂dstp按照1:1的重量比混合而成。
33.本实施例中，聚酯开口爽滑母粒按照以下方法制备：(1)将45kg热塑性聚酯弹性体、40kg开口剂、5kg脂肪酸、12kg碳化硅晶须和1kg抗氧剂混合，得到混合料；(2)将混合料在50℃搅拌5min，然后加入双螺杆挤出机进行熔融共混和挤出造粒，再经过冷却和干燥后得到聚酯开口爽滑母粒。
34.如表1,实施例1-5的不同之处主要在于混合料的原料配比不同表1混合料的原料配比表1混合料的原料配比实施例6本实施例与实施例5的不同之处在于，热塑性聚酯弹性体为聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物(pbt-peg)。
35.实施例7本实施例与实施例6的不同之处在于，混合料的组分还包括乙二醇,乙二醇的用量为碳化硅晶须重量的4％。
36.如表2，实施例7-11的不同之处在于，乙二醇的用量占碳化硅晶须重量的百分比(以下简称为乙二醇占比)不同。
37.表2乙二醇占比样本实施例7实施例8实施例9实施例10实施例11乙二醇占比/％4681012实施例12本实施例与实施例11的不同之处在于，混合料的组分还包括evoh树脂，evoh树脂的用量为热塑性聚酯弹性体重量的16％。
38.如表3，实施例12-16的不同之处在于，evoh树脂的用量占热塑性聚酯弹性体重量的百分比(以下简称为evoh占比)不同。
39.表3evoh占比样本实施例12实施例13实施例14实施例15实施例16evoh占比/％1624324048实施例17本实施例与实施例16的不同之处在于，混合料的组分还包括纳米三氧化二锑，纳米三氧化二锑的用量为热塑性聚酯弹性体重量的3.5％。
40.如表4，实施例17-21的不同之处在于，纳米三氧化二锑的用量占热塑性聚酯弹性体重量的百分比(以下简称为纳米三氧化二锑占比)不同。
41.表4纳米三氧化二锑占比样本实施例17实施例18实施例19实施例20实施例21纳米三氧化二锑占比3.556.589.5实施例22
本实施例与实施例21的不同之处在于，开口剂为制备例1的改性二氧化硅颗粒。
42.对比例对比例1本对比例与实施例3的不同之处在于，混合料的组分不包括碳化硅晶须。
43.对比例2本对比例与实施例3的不同之处在于，将碳化硅晶须替换为平均粒径3μm的碳化硅粉体。
44.性能检测试验方法试样制备：按照开口剂在薄膜产品中的质量分数为3％的比例，将聚酯开口爽滑母粒和热塑性聚酯弹性体(型号与聚酯开口爽滑母粒中的热塑性聚酯弹性体一致)混合后进行吹膜加工，得到厚度为10μm的聚酯薄膜样品。
45.试验流程：先参照《astm d638-02》测试样品的拉伸强度，然后将样品放入恒温恒湿箱内进行水解测试，测试温度为60℃，湿度为90％。样品在恒温恒湿箱内放置30d之后，将恒温恒湿箱内的样品取出，并再次参照《astm d638-02》测试样品的拉伸强度。计算样品在水解测试前后测得的拉伸强度之差，计算该差值与水解前测得的拉伸强度之比，将计算结果记为拉伸强度损失率，计算各实施例、对比例的拉伸强度损失率与对比例1的拉伸强度损失率的比值，将结果记为相对损失率，结果见表5。
46.表5拉伸强度损失率表5拉伸强度损失率结合实施例1-5和对比例1并结合表5可以看出，实施例1-5测得的相对损失率均低
于对比例1，说明碳化硅晶须能够通过氢键对聚醚链段进行吸附，从而与聚醚软段发生缠结，提高了聚酯薄膜的力学性能，减少了酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响，有助于在添加脂肪酸的前提下得到力学性能更好的聚酯薄膜。
47.结合实施例3和对比例2并结合表5可以看出，实施例3测得的相对损失率低于对比例2，说明微米级的碳化硅粉体难以与聚醚软段发生缠结，无法充分减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。
48.结合实施例5和实施例6并结合表4可以看出，实施例6测得的相对损失率低于实施例5,说明聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物(pbt-peg)中的聚乙二醇链段更容易与碳化硅晶须形成牢固的吸附，因此比起使用聚对苯二甲酸丁二醇酯-四氢呋喃聚醚二元醇(pbt-ptmg)的情况更有利于充分减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。
49.结合实施例7-11并结合表5可以看出，实施例7-11测得的相对损失率低于实施例6，说明乙二醇提高了对碳化硅晶须表面的硅羟基的利用率，有助于减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。实施例7-11中相对损失率并未呈现线性的变化趋势，为了在节约乙二醇的前提下充分减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响，应当优选乙二醇的用量为碳化硅晶须重量的6-10％。
50.结合实施例11、实施例12-16并结合表5可以看出,实施例12-16测得的相对损失率低于实施例11，说明evoh树脂的加入能够减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。为了在节约evoh树脂的前提下充分减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响，应当优选聚酯开口爽滑母粒中的evoh树脂用量为热塑性聚酯弹性体重量的24-40％结合实施例16、实施例17-21并结合表5可以看出，实施例17-21测得的相对损失率低于实施例16，说明纳米三氧化二锑能够增加聚对苯二甲酸丁二醇酯链段的结晶度，进而改善聚酯薄膜的隔水性能，有助于减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响。为了在节约纳米三氧化二锑的前提下充分减少酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响，应当优选纳米三氧化二锑的用量为热塑性聚酯弹性体重量的5-8％。
51.结合实施例21、实施例22并结合表5可以看出，实施例22测得的相对损失率低于实施例21，说明聚硅氧烷能够使得改性二氧化硅颗粒具备比二氧化硅颗粒更好的润滑性和疏水性。由于开口剂最终有一部分会分布在聚酯薄膜表面，因此改性二氧化硅颗粒改善了聚酯薄膜的阻水效果，有助于减少聚酯薄膜内部的酯基发生水解的可能。
52.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种聚酯开口爽滑母粒，其特征在于，所述聚酯开口爽滑母粒由混合料经过熔融挤出加工后得到，所述混合料包括如下重量份的组分：热塑性聚酯弹性体45-55份，开口剂40-50份，脂肪酸5-15份，碳化硅晶须12-16份，抗氧剂1-5份。2.根据权利要求1所述的聚酯开口爽滑母粒，其特征在于，所述热塑性聚酯弹性体为聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物。3.根据权利要求2所述的聚酯开口爽滑母粒，其特征在于，所述混合料的组分还包括乙二醇。4.根据权利要求3所述的聚酯开口爽滑母粒，其特征在于，所述乙二醇的用量为碳化硅晶须重量的6-10%。5.根据权利要求2所述的聚酯开口爽滑母粒，其特征在于，所述混合料的组分还包括evoh树脂。6.根据权利要求5所述的聚酯开口爽滑母粒，其特征在于，所述evoh树脂的用量为热塑性聚酯弹性体重量的24-40%。7.根据权利要求5所述的聚酯开口爽滑母粒，其特征在于，所述混合料的组分还包括纳米三氧化二锑。8.根据权利要求7所述的聚酯开口爽滑母粒，其特征在于，所述纳米三氧化二锑的用量为热塑性聚酯弹性体重量的5-8%。9.根据权利要求1所述的聚酯开口爽滑母粒，其特征在于，所述开口剂包括改性二氧化硅颗粒，所述改性二氧化硅颗粒为表面接枝有聚硅氧烷的二氧化硅颗粒。10.根据权利要求9所述的聚酯开口爽滑母粒，其特征在于，所述改性二氧化硅颗粒按照如下方法制备：（1）将硅烷偶联剂、乙醇和水混合，得到硅烷改性液；所述硅烷改性液中，硅烷偶联剂的质量分数为3-5%（2）将二氧化硅颗粒和硅烷改性液混合，然后在70-80℃加热混合物1-2h，然后进行过滤并将滤出物烘干，得到改性二氧化硅颗粒。

技术总结
本申请涉及聚酯母粒技术领域，具体公开了一种聚酯开口爽滑母粒。所述聚酯开口爽滑母粒由混合料经过熔融挤出加工后得到，所述混合料包括如下重量份的组分：热塑性聚酯弹性体45-55份，开口剂40-50份，脂肪酸5-15份，碳化硅晶须12-16份，抗氧剂1-5份。本申请的碳化硅晶须在聚酯薄膜中与聚醚链段发生吸附和缠结，提高了聚酯薄膜的力学性能。当酯基水解后，酸值的升高会使得碳化硅的硅羟基与聚醚链段形成的氢键更加牢固，减少了酯基水解对聚酯薄膜的力学性能造成的影响，有助于在添加脂肪酸的前提下得到力学性能更好的聚酯薄膜。下得到力学性能更好的聚酯薄膜。


技术研发人员：李永兵
受保护的技术使用者：南通君越新材料科技有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/8/31