[发明专利]一种聚对苯二甲酸乙二醇酯成核剂及其快速结晶的塑料

说明书

本发明公开了一种2,5‑呋喃二甲酸异辛酯在聚对苯二甲酸乙二醇酯中作为成核剂的应用。本发明还公开了一种快速结晶的聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料，按照质量百分比计，包括以下组分：聚对苯二甲酸乙二醇酯85～98％；2,5‑呋喃二甲酸异辛酯2～15％。本发明还公开了一种聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料的制备方法，将2,5‑呋喃二甲酸异辛酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯按照质量百分比预混均匀后，通过双螺杆挤出机熔融共混挤出拉条得到。本发明的快速结晶的聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料的结晶速率和相对结晶度较高，成型周期短，制备工艺简单，生产成本低，易于工业化生产。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯成核剂及其快速结晶的塑料。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为一种结晶性塑料，具有较高的熔融温度和玻璃化转变温度，并且具有良好的绝缘性、耐磨性、耐热性、耐吸水性和耐化学药性。PET的制备技术成熟、原料广泛、成本较低，被广泛应用于饮品的包装材料、纺织品、电子器件等日常生活中的各个领域。

聚对苯二甲酸乙二醇酯分子链上的C＝O基团降低了分子链的对称性，并且由于苯环的存在，使得聚对苯二甲酸乙二醇酯具有较强的刚性，最终造成聚对苯二甲酸乙二醇酯的分子链运动较慢，降低了聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶速率，导致其在注塑成型的过程中加工模具温度高、成型周期长，制品易粘模和翘曲，限制了聚对苯二甲酸乙二醇酯在生产生活中的应用。提高聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶速率是现在面临的主要问题。

目前常用的加快结晶速率的方法是在基体中添加成核剂，降低成核诱导周期、增加成核密度，加快结晶速率；该方法简单易行，而且效果较好，但是一般的无机成核剂与基体的相容性较差，容易发生团聚现象。

公开号为CN 104693702 A的中国发明专利公开了一种高分子类成核剂改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，由以下重量份数的原料制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯50～100份、高分子类成核剂0.1～0.5份、结晶促进剂0.1～0.5份、抗氧化剂0.1～0.3份、紫外线吸收剂0.1～0.3份，所述的高分子类成核剂选用聚3-甲基丁烯-1、聚乙烯基环硅烷、聚乙烯基环烷、聚丙烷中的一种或几种的混合物，所述的结晶促进剂选用聚乙二醇。

发明内容

本发明提供了一种2,5-呋喃二甲酸异辛酯在聚对苯二甲酸乙二醇酯中作为成核剂的应用。采用2,5-呋喃二甲酸异辛酯作成核剂，使聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶速率和相对结晶度明显增加。

一种2,5-呋喃二甲酸异辛酯在聚对苯二甲酸乙二醇酯中作为成核剂的应用，所述的2,5-呋喃二甲酸异辛酯具有如下所示的结构式：

2,5-呋喃二甲酸异辛酯能够促进聚合物大分子间或链段间的运动，降低分子之间的摩擦力，加快结晶速率；而且2,5-呋喃二甲酸异辛酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯具有良好的相容性，克服了无机成核剂与基体相容性较差，发生团聚的缺点。

所述的2,5-呋喃二甲酸异辛酯可以采用常规方法进行制备，也可以采用如下步骤：

(1)将异辛醇、2,5-呋喃二甲酸和催化剂混合，保护气氛中加热，反应3～5h；

(2)升温蒸发未参与反应的异辛醇，3～4h后停止反应，得到粗产物；

(3)对粗产物进行后处理，得到2,5-呋喃二甲酸异辛酯。

醇适当过量，有利于酯化反应的充分进行。

作为优选，步骤(1)中所述的异辛醇与2,5-呋喃二甲酸的摩尔比为2.5～3:1。

作为优选，步骤(1)中所述的催化剂为对甲苯磺酸，易溶于反应液，属于均相催化，对反应的催化效率较高。

步骤(1)中所述的反应的温度为160～180℃。