可低温加工的改质增韧聚酯材料制造技术

一种可低温加工的改质增韧聚酯材料，是以５０～９０重量％的间苯二甲酸改质共聚酯为基材，并以１０～５０重量％的加工温度低于１６０℃且至少一玻璃转移温度低于０℃的改质剂增韧而成；该间苯二甲酸改质共聚酯的玻璃转移温度低于７０℃，且间苯二甲酸的含量介于２５～５０重量％；该增韧改质剂可选自酸酐接枝的聚合物或含有环氧基的聚合物，或它们的组合。本发明专利技术的改质增韧聚酯材料，不仅可低温加工，且在常温下具有优异的韧性，特别适用为鞋子前后套的原料。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种可低温加工的改质增韧聚酯材料，特别是涉及一种适用作为鞋材的可低温加工的改质增韧聚酯材料。(2)
技术介绍
已知现有用于作为鞋子前后套(Toe Puff and Heel Counter)的材料主要包含聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚乙烯(PE)共聚物(譬如Dupont公司的Surlyn、Nucrel产品)，以及聚己内酯(Polycaprolactone)等，但上述材料不是价格昂贵(如Surlyn、Nucrel及聚己内酯等)、易造成环保问题(如PVC)，就是性能不足以满足鞋材前后套的需求，也就是说，硬度、韧性(耐冲击、耐曲折)与加工成型的整体性能不佳。因此，寻求新的鞋子前后套基材一直是制鞋业者所努力的课题。而饱和的聚酯(polyester)，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)与聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate，PBT)等，由于具有极佳的机械性能与抗热性，已被广泛用作为工程塑胶，但饱和的聚酯本质上具有的耐冲击性低的缺点，尤其是在0℃以下低温的耐冲击性更差，一直以来是限制其应用(包含作为鞋材等)的主因。一般用来改善聚酯材料的耐冲击性的方法，主要为添加冲击改质剂(ImpactModifier)。而目前已知冲击改质剂的种类主要为烯烃类(olefinic)聚合物，譬如(1)含有环氧基(epoxy)的乙烯共聚物，如乙烯(ethylene)、丙烯酸烷酯(alkylacrylate)及环氧丙基丙烯酸烷酯(glycidyl alkylacrylate)三聚物等，详细的内容可参照美国第4,172,859、4,753,980、5,175,204、6,020,414号专利，以及日本第B-58-47419、B-59-28223、B-62-61067号专利；(2)酸酐(Acid Anhydride)接枝改质的乙烯共聚物，譬如马来酸酐(Maleic Anhydride)接枝改质的乙烯/α-烯烃共聚物等，此可参照已揭示于台湾公告第459014号专利、日本第A-61-221260号专利，以及美国第5,714,220、5,280,066号专利的内容；或是上述(1)(2)的组合，如已揭示于美国第6,017,999号专利、日本第A-55-137154号专利的内容。另外，台湾公告第252139号专利中揭示，以含有聚苯乙烯嵌段的氢化共轭二烯聚合物来作为聚对酸烷二酯聚酯的增韧改质剂。台湾公告第222662号专利则揭示以乙烯与丙烯酸烷酯的共聚物来提高聚酯的耐冲击性。上述专利在此并入本案做为参考资料。上述诸多专利借由添加改质剂来增加聚酯类(尤其是PET、PBT等)的耐冲击性，虽能增加原聚酯基材的耐冲击度数十百分比，至多数倍，但材料的加工温度仍然偏高(≥250℃)，不仅造成操作性差且耗能偏高，在制造的实用性与成本考量上仍不敷需求。虽然以往也有人使用间苯二甲酸来对PET进行改质，以降低PET共聚酯的熔点并制得高收缩性纤维(美国专利第5,646,208)，或制得可高频熔接的纤维(美国专利第5,804,025号专利)，或作为涂料(美国专利第4,471,109号专利)，或作为胶合剂(binder)(美国专利第4,265,988号专利)，但该等专利技术中并未添加改质剂来增强其韧性。因此，虽然市面上已有各种不同可作为鞋子前后套的材料，但受限于原料价格偏高、环保问题、弹性不佳，且加工温度偏高等问题。在实用上，开发出以成本较低的聚酯作为基材，而具有优异韧性且加工温度较低的材料，实存有强烈需求。(3)
技术实现思路
本专利技术的主要目的，是在于提供一种可低温加工的改质增韧聚酯材料。本专利技术的一种可低温加工的改质增韧聚酯材料，是包含50～90重量％的玻璃转移温度低于70℃的间苯二甲酸改质共聚酯做为基材，且添加有10～50重量％的加工温度低于160℃且至少一玻璃转移温度低于0℃的增韧改质剂。本专利技术使用经间苯二甲酸改质而具有较低玻璃转移温度(Tg)的共聚酯作为基材，并且添加增韧改质剂来增强共聚酯的韧性，而制得一种可低温加工的改质增韧聚酯材料，其不仅是低温可加工且韧性远较未改质前的基材为佳。本专利技术的可低温加工的改质增韧聚酯材料可被用来作为鞋材，特别是鞋子前后套的材料。(4)具体实施方式基于前述现有聚酯组成物(聚酯+改质剂)的加工温度偏高(≥250℃)等缺点，本专利技术的目的即在提供一种可低温加工(100~160℃)、耐冲击性高，且具耐寒性(-40℃以下方不能使用)、在加工前不需经过严苛干燥的材料。因此，本专利技术以间苯二甲酸改质的共聚酯为基材，添加增韧改质剂而制得一新颖的材料，其是以50~90重量％的间苯二甲酸改质共聚酯为基材，并以10~50重量％的加工温度低于160℃且至少一玻璃转移温度低于0℃的改质剂进行增韧处理而形成；其中该间苯二甲酸改质共聚酯的玻璃转移温度低于70℃，且间苯二甲酸的含量介于25至50重量％之间；而该增韧改质剂可选自酸酐接枝的聚合物或含有环氧基的聚合物，或它们的组合。较佳地，适用于本专利技术的该聚酯是择自于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(polytrimethyleneterephthalate，PTT)，或它们的组合。在本专利技术的一具体实施例中，该聚酯是为PET。以下举PET聚酯为例来说明如何利用间苯二甲酸来改质聚酯，以制成间苯二甲酸改质的共聚酯在合成PET聚酯的过程中以间苯二甲酸(间苯二甲酸)取代25~50wt％的原料酸(对苯二甲酸，Terephthalic acid，TPA)，来与乙二醇进行酸醇的聚缩合反应而制得。该间苯二甲酸改质的共聚酯为非晶形(Amorphous)聚合物，其玻璃转移温度(Tg)是不大于70℃，由于没有结晶熔点，此经间苯二甲酸改质的共聚酯在超过其Tg的温度便会开始软化。其中，间苯二甲酸的含量必须介于25~50wt％之间，原因在于若间苯二甲酸含量少于25wt％，共聚酯会产生结晶，而使加工温度大幅提高。若间苯二甲酸含量高于50wt％，原料成本会太高。较佳地，间苯二甲酸含量是介于30wt％至40wt％之间。另外，经间苯二甲酸改质的共聚酯具有硬度高且易脆(耐冲击强度低)的缺点，所以无法直接用来作为鞋材，需要进一步添加增韧改质剂(单一成分或多成分的组合)来增强其韧性，以提高其耐冲击强度。其中，此领域所知的一般增韧改质剂皆可适用于本专利技术，但以现有用于增韧PET或PBT的改质剂尤为适用，其可与PET等聚酯产生化学反应，所以该增韧改质剂与间苯二甲酸改质的共聚酯基材的相容性良好。为达本专利技术的目的，该增韧改质剂需必须符合以下两条件一为该增韧改质剂的加工温度不得高于160℃；二为其至少有一玻璃转移温度是不高于0℃(最好低于-20℃)，也就是说该改质剂需具有低温耐冲击性。该增韧改质剂的含量必须介于10~50wt％之间，较佳地，是介于20~40wt％之间，原因在于当改质剂的含量低于10％时，产品易脆裂，品质不稳定。当改质剂的含量高于50％时，产品性质变得太软，不适于作为鞋子前后套的材料。适用于本专利技术的该增韧改质剂，是择自于酸酐接枝的聚合物、含有环氧基的聚合物，或它们的组合。较佳地，该酸酐接枝的聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可低温加工的改质增韧聚酯材料，包含５０～９０重量％的玻璃转移温度低于７０℃的间苯二甲酸改质共聚酯做为基材，且添加有１０～５０重量％的加工温度低于１６０℃且至少一玻璃转移温度低于０℃的增韧改质剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀聪，吴汝瑜，
申请(专利权)人：远东纺织股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]