一种聚酯组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种聚酯组合物及其制备方法和应用。

背景技术

LED光源因其低能耗、耐用、设计灵活度高已经越来越多的应用于日常生活中，如LED电视、LED照明、汽车照明、交通信号灯等的光源。LED反射板作为LED光源不可缺少的一个附件，长期暴露于光和热的环境中容易发黄，例如在LED封装过程中，LED部件会经历高于260℃的高温；而大功率LED照明，如汽车前大灯在使用过程中温度会超过80℃。如果反射板在封装及使用过程中因为受热变黄，最终会影响LED光源的出光效率。

通常LED反射板为聚酰胺树脂组合物，但是聚酰胺因为酰胺键的存在，长期使用时不可避免会出现受热变黄现象，尤其是在中大功率（＞0.5W）LED光源中更为明显。聚酯由于其低的吸湿性及酯键对热氧敏感程度更低，在中大功率LED反射板上应用具有更大优势。

但是用聚酯树脂组合物充模流动性不如聚酰胺树脂组合物，现有相关专利并未考虑到这点。同时，现有技术为了降低聚酯树脂组合物的熔体粘度往往需要添加一定量的流动改性剂，但是如此处理会使力学性能下降较严重，难以得到流动性、力学性能都同时较佳的能够应用于LED反射板的聚酯组合物。

中国专利CN106189121A公开了一种PBT-PCT合成的LED灯罩材料，其中PBT树脂（聚对苯二甲酸丁二醇酯）40-80份、PCT树脂（聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯）20-25份，但是该专利未关注PBT树脂对于熔体流动性、力学性能的平衡以及反射率的影响。中国专利CN105440601A公开了一种PBT/PCT复合材料，其中PBT40-80%、PCT5-30%、流动促进剂（聚酯类的环状对苯二甲酸丁二醇酯），具有耐热、耐磨、高冲击性能的优点，但是该专利需要额外添加流动促进剂，使得该PBT/PCT复合材料的整体性能下降，并且也没有关注PBT树脂含量对于反射率的影响。

可见，提供一种熔体流动性、耐热氧老化性能、反射率均良好的应用于LED反射板的聚酯组合物具有实际意义。

发明内容

本发明的目的在于，克服上述技术缺陷，提供一种熔体流动性、长期耐热氧老化性能均良好的聚酯组合物。

本发明的另一目的在于，提供上述聚酯组合物的制备方法和应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚酯组合物，按重量份计，包括以下组分：PCT树脂与PBT树脂共100份，PCT树脂与PBT树脂的重量比在5-30之间；白色颜料和/或增强填料9-200份；含磷化合物0.1-2份；其中，PCT树脂的分子量分布Mw/Mn=1.5-3.0。

优选的，PCT树脂与PBT树脂的重量比在13-25之间。

更优选的，PCT树脂与PBT树脂的重量比在17-22之间。

优选的，PCT树脂的分子量分布Mw/Mn=1.8-2.6，测试方法为凝胶渗透色谱法(GPC)。

所述的PCT树脂的特性粘度范围为0.5dL/g-1.0dL/g，所述的PBT树脂的特性粘度范围为0.7dL/g-1.1dL/g，测试方法为GBT12006.1-2009。

PCT树脂可以是市售产品也可以通过自制获得，制备方法如下：

将对苯二甲酸和1 ,4-环己烷二甲醇投入反应器中，投料摩尔比为PTA:CHDM=1.2-1.8，并加入0.01%-0.05%的二(三异丙基胺)钛酸二乙酯催化剂，0.2%-1.0%的苯甲酸封端剂，体系开动搅拌进行酯化反应。酯化反应温度为240-270℃，反应压力为常压，反应过程中通过精馏塔分离出生成的水，反应时间为40-60min。酯化反应后继续进行预聚反应，反应温度270-290℃，反应开始时逐步减压，直至压力为600-1000Pa，反应时间30-60min。预聚反应后继续进行缩聚反应，反应温度为280～300℃，反应压力50～100Pa，反应时间100-150min。反应结束后所得PCT聚合物铸带切粒，得到PCT粒子（切片）。通过添加不同含量的二(三异丙基胺)钛酸二乙酯催化剂和/或苯甲酸封端剂来控制PCT树脂的分子量分布。

所述的白色颜料为二氧化钛。

增强填料选自玻璃纤维、硅灰石、钛酸钾晶须中的至少一种。

所述的含磷化合物选自磷酸钾、磷酸钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、亚磷酸酯类稳定剂中的至少一种。

本发明聚酯组合物的制备方法，按照配比，将除玻璃纤维之外的各组分混合均匀，再通过双螺杆挤出机挤出造粒，如果有玻璃纤维则通过侧喂加入，螺杆的温度范围是200-295℃，转速范围是200-400rpm，得到聚酯组合物。

本发明的聚酯组合物具有良好的反射率、耐热老化性、流动性，适用于制备LED反射板，特别是形状复杂的LED反射板。

本发明具有如下有益效果：

本发明通过选用PBT树脂与特定分子量分布的PCT树脂进行复配，在一定的复配比下能够同时实现良好的流动性（熔体粘度范围是100-250Pa.s，按照ISO 11443方法，使用毛细管流变仪LCR7000，采用以下条件测试该聚酯组合物在剪切速率2000（1/s）处的熔体粘度：所使用的样品重量约50g，CX300-40，流出口角度为120℃，流道长度1.2英寸，流道直径0.03英寸，测试温度为290℃，熔融时间300s）、超长期耐热老化性，并且不会显著影响反射率，以获得优秀流动性、长期耐热老化性、反射率的组合物，适用于制备LED反射板。

具体的，一般LED反射材料的耐热老化性能的测试条件为150℃1000小时，为了模拟材料在更长使用时间内的的耐热老化性，本发明将温度设置为200℃，耐温1000小时。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例和对比例所用原材料来源如下：

PCT树脂A：Mw/Mn=1.5，特性粘度范围为0.65dL/g，自制；

PCT树脂B：Mw/Mn=1.8，特性粘度范围为0.63dL/g，自制；

PCT树脂C：Mw/Mn=2.6，特性粘度范围为0.68dL/g，自制；

PCT树脂D：Mw/Mn=3.0，特性粘度范围为0.70dL/g，自制；

PCT树脂E：Mw/Mn=1.2，特性粘度范围为0.72dL/g，自制；

PCT树脂F：Mw/Mn=3.5，特性粘度范围为0.66dL/g，自制；

PBT树脂A：PBT KH2100，江苏营口康辉；特性粘度为1.000dL/g；

PBT树脂B：PBT K080，江苏科奕莱，特性粘度为0.835dL/g；

二氧化钛：PC-3，从石原产业株式会社；

玻璃纤维：OCV995，从欧文斯科宁复合材料公司；

含磷化合物A：四(2,4-二叔丁基苯基)4,4'-联苯基二亚磷酸酯，科莱恩公司。

含磷化合物B：磷酸钾，常州市川磷化工有限公司。

实施例和对比例聚酯组合物的制备方法：按照配比，将除玻璃纤维之外的各组分混合均匀，再通过双螺杆挤出机挤出造粒，如果有玻璃纤维则通过侧喂加入，螺杆的温度设置是200-285-295-290-280-250-250-250-260-280-285-290℃，转速是300rpm，得到聚酯组合物。

各项测试方法：

（1）反射率：使用Color Eye 7000A型色差计测量。所述聚酯组合物试样采用注塑成型，试样尺寸为60×60×0.8mm。直接测试出试样在波长460nm处的反射率数值。

（2）热氧老化反射率保持性：将上述反射率试样进行200℃老化1000小时，再通过上述方法测试反射率。

（3）熔体粘度：按照ISO 11443方法，使用毛细管流变仪LCR7000，采用以下条件测试该聚酯组合物在剪切速率2000（1/s）处的熔体粘度：所使用的样品重量约50g，CX300-40，流出口角度为120℃，流道长度1.2英寸，流道直径0.03英寸，测试温度为290℃，熔融时间300s。

表1：实施例1-7聚酯组合物各组分含量（重量份）及测试结果

由实施例1-4可知，优选分子量分布Mw/Mn的PCT时，不仅反射率更高，并且长期耐热老化性更好。

由实施例5-7可知，在本发明的技术方案内，能够获得高反射、高耐热老化性，并且熔体粘度小于250 Pa.s。

表2：实施例8-14聚酯组合物各组分含量（重量份）及测试结果

由实施例1/11-16可知，优选的PCT：PBT配比下反射率更高，耐热老化性能更好。

表3：对比例聚酯组合物各组分含量（重量份）及测试结果

由对比例1和2可知，PCT树脂的分子量分布小于1.5或者大于3.0时，组合物的初始光反射率没有明显影响，但是热氧老化后光反射率显著下降。

由对比例3可知，PCT/PBT重量比小于5，PBT含量太高，虽然组合物获得了更好的熔融流动性，但是热氧老化后光反射率下降明显。

由对比例4可知，PCT/PBT重量比大于30，PBT含量太低，虽然组合物保留了良好的初始和热氧老化后光反射率，但是组合物的熔融流动性太低，成型困难。

由对比例5和6可知，未添加含磷化合物，聚酯组合物的耐长期热老化能力较差。而含磷化合物含量过高反而会带来长期耐热氧老化性能持续变差。