一种抗静电、自动显色变色功能的聚酯类复合材料及其制备
方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及一种功能性聚酯材料及其制备方法，尤其涉及一种抗静电、自动显色变色功能聚酯母粒及其聚酯类复合材料的制备方法，属于工程塑料技术领域。
背景技术
[0002] 聚酯材料具有价格便宜、机械性能优异等特点，而被广泛的应用于工程塑料、
纤维、
薄膜等领域，但是常规的聚酯材料的比表面
电阻率较高＞1016Ω，由其所制备的产品表面易产生静电，严重影响了聚酯材料及其复合材料的应用领域。
[0003] 近年来为赋予聚酯材料抗静电性能，国内外专家学者及相关领域的技术人员已做了大量的研究工作。如
专利CN201010603612.1公开了一种抗静电聚酯及生产方法和用途；专利CN200910163800.4公开的一种抗静电聚酯。但是针对即具有抗静电、又具有自动显色变色功能的聚酯复合材料的报道较少。所述的变色功能是指材料或由其制备的产品在受到光、热、电等外界环境变化的情况下，能够自动显现或改变自身
颜色的功能材料。本发明通过采用具有多孔型的纳米
吸附剂为载体，利用
负压超声技术吸附湿敏变色剂、
丙烯酸聚醚酯抗静电、吸湿剂，再与基体聚酯材料通过双螺杆
挤出机制备成的具有抗静电、自动显色变色功能的功能聚酯母粒及其聚酯复合材料。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服
现有技术的不足，提供一种抗静电、自动显色变色功能聚酯母粒及其聚酯类复合材料的制备方法，该方法主要包括一种采用具有多孔型的纳米吸附剂为载体，利用负压超声技术吸附湿敏变色剂、丙烯酸聚醚酯抗静电吸湿剂的抗静电、吸湿
显色剂，其中的丙烯酸聚醚酯即起到了抗静电作用也起到了吸湿作用，加强了材料的吸湿变色功能。以及采用该抗静电自动显色变色剂与聚酯基体
树脂材料通过双
螺杆挤出机制备而来的具有抗静电、自动显色变色功能的母粒及其聚酯类复合材料。
[0005] 为达上述发明目的，本发明主要通过以下技术方案实现：
[0006] 一种抗静电、自动显色变色功能的聚酯类复合材料，由下列成分按照重量份数制备而成：
[0007] 聚酯树脂：50～95份；
[0008] 无机粒子填料：0～40份；
[0009] 抗静电、变色功能母粒：5～10份；
[0010] 助剂：2～5份；
[0011] 所述的抗静电、变色功能母粒由下列成分按照重量份数制备而成：
[0012] 聚酯树脂：45～75份；
[0013] 抗静电、吸湿显色剂：30～50份；
[0015] 所述的抗静电、吸湿显色剂由下列成分按照重量份数制备而成：
[0016] 纳米多孔吸附剂：30～60份；
[0017] 湿敏变色剂：10～25份；
[0018] 丙烯酸聚醚酯:15～35份。
[0019] 进一步的，所述的聚酯树脂包括PET、PBT、PTT等聚酯类工程塑料材料。
[0020] 所述的
无机填料为玻璃纤维、
硫酸钡、滑石粉、
碳酸
钙等无机填充材料。
[0021] 所述的助剂为抗氧剂为1010(四(β—3,5—二叔丁基—4—羟基苯基)季戊四醇脂)、抗氧剂168(三(2,4—二叔丁基苯基)
亚磷酸酯、DSTP(硫代二丙酸双十八醇酯)、
光稳定剂V703、5589、531、
润滑剂白油、乙烯基双硬酯酰胺(EBS)其中的一种或者几种混合物。
[0022] 所述的纳米多孔吸附剂优先为纳米多孔型
硅氧烷、多层蒙脱土、
硅藻土以及气凝胶中的一种或者多种组合物，其平均粒径为100～800nm。
[0023] 所述的湿敏变色剂优先为氯化钴、次甲基胺类配合物中的一种或者两种组合物。
[0024] 所述的丙烯酸聚醚酯类抗静电剂，优选为分子量为6000～20000的聚乙二醇、丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯。
[0025] 本发明的另一发明目的是提供上述复合材料的制备方法。
[0026] 一种抗静电、自动显色变色功能的聚酯类复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
[0027] (1)抗静电、变色功能母粒的制备：
[0028] i.抗静电、吸湿显色剂的制备
[0029] 按重量份数纳米多孔吸附剂30～60份干燥后与湿敏变色剂10～30份，吸湿抗静电剂丙烯酸聚醚酯15～35份一起至于
溶剂水中，采用
真空负压
超声波分散法，在60～80℃下反应4～8小时，后经脱水干燥后制成抗静电、吸湿显色剂。
[0030] ii.抗静电、变色功能母粒的制备
[0031] 按重量份数，聚酯类基体树脂45～65份，抗静电、吸湿显色剂30～50份，助剂2～5份一起加入到混料机中混合均匀后，再加入到
双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
[0032] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工
温度依次为225℃，230℃，230℃，235℃，240℃，240℃，250℃，250℃，255℃，260℃。主螺杆转速为350～450r/min，水槽温度23℃～50℃。
[0033] (2)抗静电、自动显色变色功能聚酯类复合材料的制备：
[0034] 按重量份数，将步骤(1)中制备的抗静电、变色功能母粒5～10份与常规聚酯树脂48～93份，无机填料0～40份，助剂2～5份一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成抗静电、变色功能聚丙烯复合材料。
[0035] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为225℃，235℃，235℃，235℃，245℃，245℃，250℃，255℃，255℃，260℃。主螺杆转速为450～500r/min，水槽温度23℃～50℃。
[0036] 本发明与现有技术相比，具有以下技术优势：
[0037] (1)本发明创新性的提供了一种抗静电、自动显色变色功能聚酯母粒及其聚酯类复合材料的制备方法，所制备的聚丙烯复合材料具有良好的抗静电性能的同时还具有良好的自动显色变色功能。
[0038] (2)本发明提供了一种抗静电、自动显色变色功能聚酯母粒及其聚酯类复合材料的制备方法，其生产工艺简单，制备成本低廉，为聚酯材料的功能化、差异化提供了一种着实有效的解决方案。
具体实施方式
[0039] 下面结合具体
实施例，进一步阐述本发明内容。应该强调的是，这些实施例仅用于对本发明的进一步说明，而不能理解为对本发明保护范围的限制。此外应理解，在阅读了本发明所述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或
修改，这些等价形式同样落于本
申请所附
权利要求书所限定的范围。
[0040] 实施例1
[0041] (1)抗菌功能母粒功能母粒的制备：
[0042] i.抗静电、吸湿显色剂的制备
[0043] 按重量份数纳米多孔吸附剂35份干燥后与湿敏变色剂30份，吸湿抗静电剂丙烯酸聚醚酯35份一起至于溶剂水中，采用真空负压
超声波分散法，在75℃下反应6.5小时，后经脱水干燥后制成抗静电、吸湿显色剂。
[0044] ii.抗静电、变色功能母粒的制备
[0045] 按重量份数，聚对苯二
甲酸乙二醇酯(PET)基体树脂65份，抗静电、吸湿显色剂30份，助剂5份一起加入到混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
[0046] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为225℃，232℃，233℃，236℃，243℃，243℃，252℃，253℃，255℃，264℃。主螺杆转速为450r/min，水槽温度43℃。
[0047] (2)抗静电、自动显色变色功能聚酯PET复合材料的制备：
[0048] 按重量份数，将步骤(1)抗静电、变色功能母粒5份与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)75份，滑石粉18份,1010抗氧剂0.3份，其他助剂：润滑剂白油，乙烯基双硬酯酰胺1.7份一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成抗静电、自动显色变色功能聚丙烯复合材料。
[0049] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为228℃，235℃，235℃，238℃，245℃，245℃，255℃，255℃，265℃，265℃。主螺杆转速为550r/min，水槽温度37℃。
[0050] 实施例2
[0051] (1)抗菌功能母粒功能母粒的制备：
[0052] i.抗静电、吸湿显色剂的制备
[0053] 按重量份数纳米多孔吸附剂35份干燥后与湿敏变色剂30份，吸湿抗静电剂丙烯酸聚醚酯35份一起至于溶剂水中，采用真空负压超声波分散法，在75℃下反应6.5小时，后经脱水干燥后制成抗静电、吸湿显色剂。
[0054] ii.抗静电、变色功能母粒的制备
[0055] 按重量份数，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基体树脂30份，抗静电、吸湿显色剂65份，助剂5份一起加入到混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
[0056] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为225℃，232℃，233℃，236℃，243℃，243℃，252℃，253℃，255℃，264℃。主螺杆转速为450r/min，水槽温度43℃。
[0057] (2)抗静电、自动显色变色功能聚酯PET复合材料的制备：
[0058] 按重量份数，将步骤(1)抗静电、变色功能母粒10份与聚酯PET树脂70份，滑石粉18份,1010抗氧剂0.3份，其他助剂：润滑剂白油，乙烯基双硬酯酰胺1.7份一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成抗静电、自动显色变色功能PET复合材料。
[0059] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为228℃，235℃，235℃，238℃，245℃，245℃，255℃，255℃，265℃，265℃。主螺杆转速为550r/min，水槽温度37℃。
[0060] 实施例3
[0061] (1)抗菌功能母粒功能母粒的制备：
[0062] i.抗静电、吸湿显色剂的制备
[0063] 按重量份数纳米多孔吸附剂35份干燥后与湿敏变色剂30份，吸湿抗静电剂丙烯酸聚醚酯35份一起至于溶剂水中，采用真空负压超声波分散法，在75℃下反应6.5小时，后经脱水干燥后制成抗静电、吸湿显色剂。
[0064] ii.抗静电、变色功能母粒的制备
[0065] 按重量份数，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)基体树脂65份，抗静电、吸湿显色剂30份，助剂5份一起加入到混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
[0066] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为220℃，230℃，230℃，235℃，240℃，240℃，250℃，250℃，250℃，260℃。主螺杆转速为450r/min，水槽温度42℃。
[0067] (2)抗静电、自动显色变色功能聚酯PBT复合材料的制备：
[0068] 按重量份数，将步骤(1)抗静电、变色功能母粒5份与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂75份，滑石粉18份,1010抗氧剂0.3份，其他助剂：润滑剂白油，乙烯基双硬酯酰胺1.7份一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成抗静电、自动显色变色功能PBT复合材料。
[0069] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为220℃，230℃，230℃，235℃，240℃，240℃，250℃，250℃，260℃，260℃。主螺杆转速为550r/min，水槽温度35℃。
[0070] 实施例4
[0071] (1)抗菌功能母粒功能母粒的制备：
[0072] i.抗静电、吸湿显色剂的制备
[0073] 按重量份数纳米多孔吸附剂35份干燥后与湿敏变色剂30份，吸湿抗静电剂丙烯酸聚醚酯35份一起至于溶剂水中，采用真空负压超声波分散法，在75℃下反应6.5小时，后经脱水干燥后制成抗静电、吸湿显色剂。
[0074] ii.抗静电、变色功能母粒的制备
[0075] 按重量份数，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)基体树脂30份，抗静电、吸湿显色剂65份，助剂5份一起加入到混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
[0076] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为220℃，230℃，230℃，235℃，240℃，240℃，250℃，250℃，255℃，260℃。主螺杆转速为450r/min，水槽温度40℃。
[0077] (2)抗静电、自动显色变色功能聚酯PBT复合材料的制备：
[0078] 按重量份数，将步骤(1)抗静电、变色功能母粒10份与聚酯PBT树脂70份，滑石粉18份,1010抗氧剂0.3份，其他助剂：润滑剂白油，乙烯基双硬酯酰胺1.7份一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成抗静电、自动显色变色功能PBT复合材料。
[0079] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为220℃，230℃，230℃，235℃，240℃，240℃，250℃，250℃，260℃，260℃。主螺杆转速为550r/min，水槽温度36℃。
[0080] 实施例5
[0081] (1)抗菌功能母粒功能母粒的制备：
[0082] i.抗静电、吸湿显色剂的制备
[0083] 按重量份数纳米多孔吸附剂30份干燥后与湿敏变色剂35份，吸湿抗静电剂丙烯酸聚醚酯35份一起至于溶剂水中，采用真空负压超声波分散法，在75℃下反应6.5小时，后经脱水干燥后制成抗静电、吸湿显色剂。
[0084] ii.抗静电、变色功能母粒的制备
[0085] 按重量份数，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂45份，抗静电、吸湿显色剂50份，助剂5份一起加入到混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
[0086] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为225℃，232℃，233℃，236℃，243℃，243℃，252℃，253℃，255℃，264℃。主螺杆转速为450r/min，水槽温度43℃。
[0087] (2)抗静电、自动显色变色功能聚酯PET复合材料的制备：
[0088] 按重量份数，将步骤(1)抗静电、变色功能母粒5份与聚酯PET树脂75份，滑石粉18份,1010抗氧剂0.3份，其他助剂：润滑剂白油，乙烯基双硬酯酰胺1.7份一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成抗静电、自动显色变色功能聚酯PET复合材料。
[0089] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为228℃，235℃，235℃，238℃，245℃，245℃，255℃，255℃，265℃，265℃。主螺杆转速为550r/min，水槽温度37℃。。
[0090] 实施例6
[0091] (1)抗菌功能母粒功能母粒的制备：
[0092] i.抗静电、吸湿显色剂的制备
[0093] 按重量份数纳米多孔吸附剂30份干燥后与湿敏变色剂35份，吸湿抗静电剂丙烯酸聚醚酯35份一起至于溶剂水中，采用真空负压超声波分散法，在75℃下反应6.5小时，后经脱水干燥后制成抗静电、吸湿显色剂。
[0094] ii.抗静电、变色功能母粒的制备
[0095] 按重量份数，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂45份，抗静电、吸湿显色剂50份，助剂5份一起加入到混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
[0096] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为225℃，232℃，233℃，236℃，243℃，243℃，252℃，253℃，255℃，264℃。主螺杆转速为450r/min，水槽温度43℃。。
[0097] (2)抗静电、自动显色变色功能聚酯PET复合材料的制备：
[0098] 按重量份数，将步骤(1)抗静电、变色功能母粒10份与聚酯PET树脂70份，滑石粉18份，1010抗氧剂0.3份，其他助剂：润滑剂白油，乙烯基双硬酯酰胺1.7份一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成抗静电、自动显色变色功能聚酯PET复合材料。
[0099] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为220℃，230℃，230℃，235℃，240℃，240℃，250℃，250℃，260℃，260℃。主螺杆转速为550r/min，水槽温度35℃。
[0100] 实施例7
[0101] (1)抗菌功能母粒功能母粒的制备：
[0102] i.抗静电、吸湿显色剂的制备
[0103] 按重量份数纳米多孔吸附剂30份干燥后与湿敏变色剂35份，吸湿抗静电剂丙烯酸聚醚酯35份一起至于溶剂水中，采用真空负压超声波分散法，在75℃下反应6.5小时，后经脱水干燥后制成抗静电、吸湿显色剂。
[0104] ii.抗静电、变色功能母粒的制备
[0105] 按重量份数，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂45份，抗静电、吸湿显色剂50份，助剂5份一起加入到混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
[0106] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为225℃，232℃，233℃，236℃，243℃，243℃，252℃，253℃，255℃，264℃。主螺杆转速为450r/min，水槽温度43℃。
[0107] (2)抗静电、自动显色变色功能聚酯PBT复合材料的制备：
[0108] 按重量份数，将步骤(1)抗静电、变色功能母粒5份与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂75份，滑石粉18份,1010抗氧剂0.3份，其他助剂：润滑剂白油，乙烯基双硬酯酰胺1.7份一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成抗静电、自动显色变色功能聚酯PET复合材料。
[0109] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为次为220℃，230℃，230℃，235℃，240℃，240℃，250℃，250℃，250℃，260℃。主螺杆转速为450r/min，水槽温度42℃。
[0110] 实施例8
[0111] (1)抗菌功能母粒功能母粒的制备：
[0112] i.抗静电、吸湿显色剂的制备
[0113] 按重量份数纳米多孔吸附剂30份干燥后与湿敏变色剂35份，吸湿抗静电剂丙烯酸聚醚酯35份一起至于溶剂水中，采用真空负压超声波分散法，在75℃下反应6.5小时，后经脱水干燥后制成抗静电、吸湿显色剂。
[0114] ii.抗静电、变色功能母粒的制备
[0115] 按重量份数，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂45份，抗静电、吸湿显色剂50份，助剂5份一起加入到混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备而来。
[0116] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为225℃，232℃，233℃，236℃，243℃，243℃，252℃，253℃，255℃，264℃。主螺杆转速为450r/min，水槽温度43℃。
[0117] (2)抗静电、自动显色变色功能聚酯PBT复合材料的制备：
[0118] 按重量份数，将步骤(1)抗静电、变色功能母粒10份与聚酯PBT树脂70份，滑石粉18份，1010抗氧剂0.3份，其他助剂：润滑剂白油，乙烯基双硬酯酰胺1.7份一起加入到高速混料机中混合均匀后，再加入到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机熔融、挤出、冷却、切粒制备成抗静电、自动显色变色功能聚酯PBT复合材料。
[0119] 所述的双螺杆挤出机的I～X区加工温度依次为220℃，230℃，230℃，235℃，240℃，240℃，250℃，250℃，250℃，260℃。主螺杆转速为450r/min，水槽温度42℃。
[0120] 将上述实施例1～4所制备一种具有抗静电、自动显色变色功能的母粒及其聚酯复合材料均按照统一工艺注塑成150mm*100mm的样板，并在不同湿度情况下测试其抗静电性能及其变色显色情况。
[0121] 表2实施例1～4一种具有抗静电、自动显色变色功能聚酯母粒及其聚酯类复合材料性能测试数据
[0122]
[0123]
[0124] 通过上述实施例的测试数据可以看到：所制备的聚丙烯复合材料具有良好的抗静电性能的同时还具有良好的自动显色变色功能。
